华南裂谷盆地与华夏板块和扬子板块之间的裂谷盆地是一个意思么?
中元古末发生的“晋宁-四堡”造山运动使古华南洋盆地关闭,扬子与华夏拼合形成了华南统一的前震旦系古大陆基底。新元古早期,华南裂谷作用开始,裂陷中心大致位于现今的桂北-湘中(南)-赣北至浙东北一线及康滇地区。新元古形成的华南裂谷盆地一直演化到早古生代中后期,直到加里东期造山运动关闭。
沉积学、层序地层学、构造-地层学、同位素年代地层学及同位素(元素)地球化学等研究表明,华南新元古沉积盆地具典型的裂谷盆地特征,其形成演化与Rodinia超大陆的拼合及解体有密切联系。
1、华南新元古代沉积盆地依据其大地构造背景、岩相古地理特征及露头层序地层等可以划分为扬子东南区、扬子西缘康滇区及华夏区三个区,在此基础上再划分出5个分区和11个小区。
2、华南新元古沉积盆地依据其成因相与环境相组合分析,可以划分出四大主要成因相组合(8个成因相)及二大环境相组合(7个主要的环境相)。四大主要成因相组合是:①大陆火山喷发岩成因相组合(爆发岩相、溢流岩相及沉火山岩相);②海底火山喷发岩成因相组合(水下喷发岩相、海底喷流热水沉积岩相);③冰碛岩成因相组合(大陆冰川泥石流及冰碛岩相、冰海重力流及海相冰碛岩相);④海平面变化事件沉积成因相组合(饥饿沉积盆地相)。二大环境相组合是:①大陆环境相组合(冲-洪积相、河流相及湖泊相);②海洋环境相组合(滨海-潮坪-泻湖-海湾相、浅海陆棚相、次深海-深海相、碳酸盐台地相。
3、岩相古地理分析表明,华南盆地古地理演化大致经过了四个重要的时期:(1)新元古早期初,即白竹-石桥铺-骆家门组沉积期。湘桂、浙东北地区以河流-滨(岸)海为主要古地理单元,康滇及江南分区以古陆剥蚀区为主,华夏区则为较深水沉积区。(2)新元古中期初,即三门街-叶家-上墅及相应地层沉积期。康滇、浙东北及江南为陆相火山岩盆地,湘桂为海相火山岩盆地及滨浅海盆地,华夏仍保持浅海-次深海环境。(3)新元古中期末,即长安-长滩-古城组及相应地层沉积期。华南大部份地区以大陆冰覆盖区(缺失沉积)为特征,这些地区包括康滇、中上扬子、江南、浙东北等地。湘桂次级盆地为大陆冰川陆架海或边缘海,华夏区则为冰水大陆架及次深海盆地。(4)新元古晚期,即南沱+陡山沱+灯影组沉积期。海侵作用使整个华南海域连成一片,康滇、江南及浙东北为广阔的碳酸盐台地沉积区,湘桂次级盆地为次深海-深海沉积盆地,而华夏区则为大陆架至深海陆源碎屑沉积海盆。
4、华南新元古沉积盆地可以划分出四个大的层序,区域上,这些层序可以进行对比。第1层序底界为“晋宁-四堡”造山不整合面。在湘桂次级盆地区,第一层序由白竹组+合桐组(及其相应地层)组成;浙东北次级盆地区则由骆家门组+虹赤村组组成:江南、康滇为古陆剥蚀区而缺失或部分缺失了第1层序;华夏区末见第1层序的底界。第2层序在整个华南盆地中发育完整,反映了休宁期海侵作用之后华南盆地之海域开始连成一片。湘桂区第2层序由三门街+拱洞组构成,江南及浙东北区由上墅+休宁组构成:苏雄开建桥则构成了康滇区的第2层序;华夏区由大江边组中上段构成第2层序。第3层序叠置时期为华南长安+富禄冰期与间冰期。江南及浙东北、扬子西缘康滇区及整个扬子中上古陆区缺失了第3层序沉积,第3层序仅发育于湘桂及华夏区。华南冰期后的冰碛物沉积(南沱组及其相应地层)及其后的高水位碳酸盐台地沉积和盆地相炭质硅质沉积(陡山沱+灯影组)则构成了整个华南裂谷盆地的第4层序。
5、露头层序地层划分与研究认为:(1)“晋宁-四堡”运动构造不整合面是划分中、新元古界地层的重要界线,滇中地区的“晋宁运动”不整合面与华南广大地区所习称的“晋宁Ⅰ期”不整合面是同一个构造面;(2)板溪群是一套成层有序的地层单元,而不是构造混杂岩,它大体上可与桂北丹洲群、江西登山群、皖南历口群及浙东北河上镇群相对比。(3)板溪群与莲沱组既不是上下接触关系,也不完全是同期异相关系,两者拥有相同的顶界,但莲沱组的下限年龄应比板溪群小。(4)长安组及富禄组系华南大冰期及间冰期沉积,仅分布于古地理地貌相对较低的大陆边缘及盆地区,华南这一时期的大部分地区(如康滇、江南、浙东北等)均系大陆冰盖覆盖区,因缺失可与长安+富禄组相对比的地层记录。
6、高精度离子探针(SHRIMP)定年表明,华南盆地新元古火山岩、重要地质事件与地层的年龄可以概括为:①古华南洋关闭的时间上限应小于968Ma左右;②晋宁运动之后约829-818Ma左右,华南有大规模的火山岩浆侵入作用;③华南新元古界沉积的下限年龄应小于820Ma左右;④华南新元古早期广泛的火山喷发事件时间下限应小于810Ma,上限则可能延伸到740Ma。
7、研究表明,华南沉积盆地具裂谷盆地特征,裂谷盆地的三维空间结构由裂谷基、裂谷体及裂谷盖三部份组成。裂谷基底为“晋宁-四堡”造山带变质岩。裂谷体分三段,下段为第Ⅰ层序陆相磨拉石-滨海至浅海相碎屑岩、碳酸盐岩及复理石浊积岩沉积;中段为第2层序下段叶家组及其相应地层之火山岩及火山碎屑岩沉积;上段则由第2层序上段及第3层序组成,以移地滨岸相红色磨拉石、深水复理石及冰碛岩+间冰期沉积为特征。裂谷盖主体由第4层序(南沱+陡山沱+灯影组)含炭、硅质碳酸盐岩及硅质岩组成。
8、华南裂谷盆地的演化经历了4个重要阶段:①裂谷基的形成阶段(900~826Ma);②幔柱作用与地堑盆地的形成阶段(828-823Ma);③裂陷沉降与裂谷体的充填阶段(823Ma-长安、富禄期);④被动沉降(拗)与裂谷盖的形成阶段(南沱+陡山沱+灯影期)。
9、元素地球化学、同位素地球化学研究表明:①华南裂谷盆地火山岩及侵入岩具典型的双模式特征,以基性、酸性二个端元组份为主,缺失中性过渡岩类,具拉张裂谷背景下火山-岩浆作用特点,②玄武岩稀土元素及微量元素分布模式与峨眉山玄武岩及印度德干高原玄武岩的分布模式十分相似。
10、华南裂谷盆地演化历史与Rodinia超大陆解体分离形成的其它陆块群大陆边缘盆地演化对比研究表明:(1)华南、南澳、北美西部新元古时期三者都具陆内裂谷盆地演化史;(2)华南裂谷盆地的沉积-层序演化特征与南澳、北美新元古时期裂谷盆地的沉积-层序演化特征极为相似,其层序基本可相互对比;(3)具有相同或类似的火山-岩浆作用事件,尤以820-720Ma左右为高峰的基性岩墙侵入、火山喷发及花岗岩侵入作用为特征。(4)新元古代全球冰川事件在华南、澳大利亚、东南极等古大陆上均有相同的演化历史,各大陆均可对比,但新元古之后,冰川作用事件在上述各大陆中发育情况完全不同。(5)华南“晋宁-四堡”运动的时间、性质及大陆拼合作用与导致Rodinia超大陆形成的格林威尔造山运动可相对比,反映了华南与超大陆拼合有密切的联系。
11、华南古大陆与Rodinia拼合及解体的关系可以概述为:(1)“晋宁-四堡”运动使华南扬子、华夏两大陆块缝合,同时扬子西北缘与澳大利亚缝合,连同这一时期广泛的格林威尔造山缝合作用,最终(~1000Ma)形成了统一的Rodinia全球超大陆。(2)华南古大陆应位于东冈瓦纳(澳大利亚+东南极+大印度+西蒙里)与劳伦及西伯利亚大陆之间,是连接澳大利亚-劳伦及西伯利亚的纽带。(3)新元古中后期裂谷作用具全球性,1.0Ga左右形成的Rodinia超大陆在850Ma开始裂解,在裂解过程中分别形成了各古大陆边缘裂谷盆地。裂谷作用最终导致了新元古末(600-550Ma)澳大利亚与扬子分离,劳伦与华夏分离,至此,华南成为了一个位于古太平洋之上的弧立大陆。(4)扬子西缘、扬子东南缘与华夏之间的裂谷作用从820Ma左右开始;810Ma左右为裂谷作用高峰期。扬子西缘裂谷盆地被晚震旦世沉积物充填,而扬子东南缘与华夏之间的裂谷盆地至奥陶纪才消亡。