苏北-辽南新元古代沉积岩中碎屑锆石的年代学: 对郯庐断裂带构造属性的制约

本项目通过对苏北-辽南地区新元古代沉积岩的岩石学和碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学的系统研究，查明苏北-辽南地区新元古代地层的沉积下限；利用碎屑锆石定年结果，结合研究区及周边地区区域地质演化历史，判定苏北-辽南地区新元古代沉积物的物质来源；在综合分析对比苏北-辽南地区新元古代碎屑锆石年代学与物源的基础上，判定郯庐断裂的构造属性，最终为解决郯庐断裂带是否发生过巨大左行平移等科学问题提供详细的碎屑锆石年代学证据。

郯庐断裂带是中国东部一条巨型断裂带，在华北克拉通东部中生代构造演化中扮演着重要角色。本项目以苏北-辽南新元古代和鲁西中生代沉积岩中碎屑锆石为研究对象，通过锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和Hf同位素的研究，确定了地层的沉积时代、讨论了碎屑沉积物的源区属性，在物源对比和源区示踪的基础上，探讨了郯庐断裂带的构造属性，这对揭示华北克拉通东部的构造演化具有重要意义。项目完成了预期研究内容，达到了预期研究目标。取得的主要成果与进展：. 1、苏北-辽南新元古代沉积岩中碎屑锆石的研究表明：(1) 新元古代地层的沉积时代为中元古代晚期-新元古代（1.07-0.82 Ga）；(2) 碎屑沉积物主要来源于古元古代晚期、中元古代和新元古代早期 (0.9-1.2 Ga、1.5-1.8 Ga) 火成岩，以及古老的早前寒武纪 (1.86-2.5 Ga) 结晶基底物质；(3) 沉积岩中1.86-2.5 Ga锆石对应于华北克拉通重要的前寒武纪构造-岩浆-热事件发生的时代；1.6-1.8 Ga锆石记录了华北古元古代晚期的裂谷岩浆活动；0.9-1.2 Ga锆石年龄的出现，指示了华北东南部Grenville期岩浆事件的存在；(4) 锆石正的εHf (t)值 (+0.3 ~ +10.8) 和Hf模式年龄记录了华北克拉通东南部在~ 2.7 Ga、~ 1.9 Ga和~ 1.5 Ga时期存在大陆地壳的生长。 . 2、鲁西中生代沉积岩中碎屑锆石的研究表明：(1) 凤凰山组形成于早-中三叠世 (~ 247 Ma)、坊子组沉积于中-晚侏罗世 (175-146 Ma)、三台组沉积于晚侏罗世 (150-146 Ma) 之后、汶南组形成于早白垩世 (~ 136 Ma) 之后；(2) 沉积岩中2.5-1.85 Ga的锆石主要来源于华北克拉通前寒武纪基底岩石；新元古代 (948-601 Ma) 和部分三叠纪岩浆锆石主要来源于苏鲁地体；460-247 Ma锆石年龄记录了华北北缘古生代-三叠纪的岩浆事件；181-136 Ma锆石与华北东部同时期的火成岩相对应。.3、苏北与辽南新元古代砂岩中碎屑锆石年龄组成的对比表明它们具有不同的源区属性，暗示郯庐断裂带在中生代期间可能没有发生大规模的左行平移。鲁西中生代坊子组中苏鲁造山带物源的存在，进一步暗示郯庐断裂带在中侏罗世（~ 175 Ma）以后没有发生巨大的左行平移。