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崆岭地区中元古代地层多种碎屑副矿物研究及其对扬子板块早期演化的制约

批准号:
42103024
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
周光颜
学科分类:
地质年代学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
周光颜

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
近年来,对扬子板块古老基底岩石的持续报道和研究表明其经历了多期次的构造热事件和复杂的地壳演化过程,但关于扬子板块太古宙至古元古代的地壳生长和再造的历史,以及古元古代造山过程还存在较大争议。对古老地层中具有不同地质成因和矿物学特性的多种碎屑副矿物进行年代学和同位素分析,是解决以上科学问题的重要途径。本项目拟对扬子板块崆岭地区出露的中元古代地层进行详细的碎屑锆石、独居石和金红石的微量元素、U/Th-Pb年代学和Lu-Hf/Sm-Nd同位素测定,确定不同碎屑副矿物分别记录的岩浆和变质事件的时代和性质,结合前人对基底岩石的研究结果,厘定扬子板块早期重要构造热事件的准确时代和地质意义。联合碎屑锆石Hf和独居石Nd同位素组成,限定扬子板块早期基底的主要地壳生长和再造历史。通过对比不同成因的副矿物年代学记录,为解析扬子板块古元古代造山事件的性质、扬子陆核的增生和演化过程提供关键性证据。
英文摘要
Much progresses have been made in recent years in exploring the ancient basement of the Yangtze Block, which indicate multiple tectothermal events and complicated crustal evolutionary processes. However, there are controversies on the crustal growth and reworking history in Archean and Paleoproterozoic, as well as the orogenic process of the Paleoproterozoic orogen in the Yangtze Block. Integrating the geochronology and isotope analyses of multiple detrital minerals of different geological origins and mineralogical properties from old sedimentary rocks provides a crucial approach to address these issues. In this project, detrital zircon, monazite and rutile from Mesoproterozoic strata in the Kongling area will be studied, for their trace elements, U/Th-Pb geochronology and Lu-Hf/Sm-Nd isotope compositions. Combined with previous studies on basement rocks, these results will reveal the timings and nature of the major magmatic and metamorphic events in northern Yangtze Block. A more comprehensive crustal growth and reworking history can be also gained by an integration of zircon-Hf and monazite-Nd isotope data. Comparative syntheses of both igneous and metamorphic U-bearing minerals will help to address the nature of Paleoproterozoic orogen and lateral growth and evolution of the continental nucleus in northern Yangtze Block.
早期大陆的形成和演化是地球科学领域的重要科学问题,但是由于长期的风化剥蚀和地壳再造等过程,古老岩石记录的分布相对稀少,并且存在保存差异性。扬子板块是我国最大的前寒武纪克拉通之一,零星出露的太古宙至古元古代基底岩石反映了多期次的构造热事件和复杂的地壳演化过程,扬子板块基底的形成和演化历史还存在较大争议。崆岭地区南部的小以村组和北部的吴家台-西岔河组以不整合接触关系上覆于崆岭杂岩之上,被认为是扬子板块古元古代克拉通化后的首次沉积盖层,因此可以更加准确和全面地记录扬子板块早期地壳剥蚀的物质。本项目选取了上述地层的变沉积岩开展锆石、独居石和金红石的微量元素、U-Pb年代学和Lu-Hf/Sm-Nd同位素分析。锆石U-Pb年龄和微量元素结果揭示扬子板块早期主要岩浆活动为3.2-2.9 Ga的TTG质岩浆作用和2.7-2.6 Ga、2.0-1.8 Ga的变质深熔作用和A-型花岗质岩浆作用,并且在ca. 2.5 Ga和2.4-2.1 Ga有持续的弧岩浆活动。碎屑独居石主要记录ca. 2.8 Ga和2.0 Ga的S-型花岗质岩浆作用和2.0 Ga的麻粒岩相变质作用。碎屑金红石记录了2.2-2.0 Ga的角闪岩相变质作用和2.0 Ga的基性麻粒岩相变质作用。碎屑锆石Hf同位素反映中元古代沉积地层的碎屑物源既有崆岭杂岩的贡献,也有扬子北部边缘和西南部基底的贡献,说明扬子板块在中元古代已形成统一的结晶基底,不同地区结晶基底在古元古代汇聚和碰撞拼合,并且随后发生了造山带的抬升和风化剥蚀。联合碎屑锆石Hf和独居石Nd同位素模式年龄结果,扬子板块早期地壳生长的主要时代为3.4 Ga、3.2 Ga和2.6 Ga,并且存在4.0-3.6 Ga的地壳生长。以上结果不仅为扬子板块早期大陆形成和演化历史提供了关键性证据,也为世界范围内其他古老克拉通地壳演化研究提供新的角度和手段。
基于多副矿物年代学和大数据分析的碎屑物源定量重建方法研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    周光颜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金