扬子西南缘东川地区前寒武纪地层Nd、Hf同位素示踪研究

It is recently suggested that the amalgamation process of the South China Block comprises both the welding between the Yangtze-Cathysia blocks and collisions among a collage of the western, northern and southeastern segments of the Yangtze block. However, such a model needs further evidence to support. To confirm the model, this proposal plans to carry out a study of Nd isotopic stratigraphy on the Precambrian sedimentary strata in the Dongchuan area, and coupled with a comprehensive analysis of detrital zircon U-Pb and Hf isotope of the Paleoproterozoic Tangdan Group, which has been poorly documented previously. The aims of our study are to recognize the stratigraphic record of Precambrian magmatic events and crustal accretion history in the southwestern Yangtze Block, and then to discriminate the differences among southwestern, northern and southeastern Yangtze marigns during the Precambrian crustal evolution, and accordingly provide new clues for an in-depth understanding of the amalgamation history of the South China block.

新元古代华南陆块形成过程不仅包括了扬子陆块与华夏陆块间的拼合，可能还包括了扬子西部、北部和东南部陆块间的聚合，但这一认识仍需要进一步的地球化学证据的支持。为深入了解华南陆块形成过程中扬子西南缘与北缘、东南缘之间的相互关系，本研究将以东川地区前寒武纪地层为研究对象，采用Nd同位素地层学方法，同时对前人研究积累较少的古元古代汤丹群开展碎屑锆石U-Pb和Hf同位素分析，示踪扬子西南缘前寒武纪岩浆事件和地壳增生事件，进而对比扬子西部、北部和东南部陆块间可能存在的地壳演化历史的差异，为较全面地认识华南陆块的统一过程提供新线索。

为深入认识扬子西南缘与邻区地块之间的相互关系，本次工作报道了扬子西南缘东川地区古元古代—二叠纪地层Sm-Nd同位素研究成果。结合碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素数据，约束了沉积岩的物源区特征，识别出三期重要的构造岩浆事件，初步分析了扬子西南缘与周缘地块的关系。. 多数古—中元古代样品（东川群）具有较大的TDM范围（1.92-2.52 Ga），相应的εNd(t)值为+4.0~ -3.5，指示其源区以古元古代的地壳物质为主，存在少量幔源物质的加入。这一结果与扬子西南缘普遍存在的 ~1.7-1.5 Ga酸性—基性岩浆活动相符，而这一时期的岩浆活动与 Columbia超大陆的聚合/裂解相关。. 扬子西南缘甚至整个扬子地块于新元古代(~0.8 Ga) 均出现了地层Nd同位素TDM 的“峰”和 εNd(t) 的“谷”，与该时期扬子地块存在的与Rodinia 超大陆聚合/裂解有关的幔源岩浆活动一致。然而，扬子不同区域在该时期所出现的TDM 的变化程度有所差异，TDM 的变化量在江南造山带、扬子东南缘、扬子核部和扬子西南缘依次为 ~0.2 Ga、~0.4 Ga、~1.0 Ga 和 0.5-1.1 Ga。这种差异可能说明新元古代幔源物质的输入在扬子西南缘和扬子核部更为强烈，而在扬子东南缘和江南造山带相对较弱。. 扬子西南缘晚震旦—早寒武纪地层 (~550 Ma) 出现了 TDM 值的下降 (从2.00 下降至1.67 Ga) 和 εNd(t) 值的上升(从 -9.0上升至 -5.2)。这与扬子西北缘识别出的同时期幔源物质对应，这些幔源物质被认为来源于Gondwana大陆的聚合过程。我们推测扬子西南缘晚震旦—早寒武纪地层的物源区具有Gondwana 亲缘性。 . 结合扬子西南缘地层Nd同位素分析和碎屑锆石U-Pb年龄谱特征，识别出晚古元古代（~1.7Ga）、新元古代（~0.8Ga）及晚新元古代—早寒武纪（~0.55Ga）三期重要的构造岩浆活动，它们分别形成于Columbia、Rodinia及Gondwana超大陆的背景下。. Nd同位素和Hf同位素演化特征显示，扬子西南缘和江南造山带具有相似的基底演化特征，两者很可能具有古元古代以来的共同基底。为此，我们认为扬子西南缘可能是江南造山带在扬子西南部的延伸。