原標題：揚子古陸核早前寒武紀物質建造與早期地殼演化
來源於《中國地質調查成果快訊》
摘要：通過對揚子古陸核黃陵地區早前寒武紀的調查研究，獲得揚子陸塊最老鋯石年齡為3.91Ga及新發現古太古代（3.3Ga）TTG片麻岩地質實體。首次發現中太古代（＞2.9Ga）條帶狀磁鐵石英岩（BIF）、中太古代（2.94Ga）火山岩、新太古代（2.7Ga）火山岩，證實了揚子古陸核存在中太古代綠岩帶。重新厘定了揚子陸核區的變質事件，揚子陸塊在中太古代經歷了一次俯衝拼貼過程，其與全球板塊構造啟動時間（3.0Ga）一致，揚子陸核在前寒武系大陸地殼形成及演化至少經歷了3次微陸塊拼接、增生歷程。
1.項目概況
「湖北1∶5萬水月寺幅、霧渡河幅區域地質調查」子項目，歸屬於「湘西-鄂西成礦帶神農架—花垣地區地質礦產調查」項目，由自然資源部中國地質調查局武漢地質調查中心承擔。工作周期為2016—2018年。主要目標任務是採用地質填圖和高精度定年方法對黃陵背斜區出露的太古代地質體開展野外調查和室內綜合研究，確定其物質組成、空間分布、變質變形特徵和時代，為早期地殼形成的研究提供基礎資料。系統總結揚子陸核早前寒武系岩漿-變質-構造事件與早期地殼形成演化關係，力爭在揚子陸核區的物質組成與構造演化研究等方面取得新進展。通過項目的實施，新發現古太古代TTG片麻岩地質實體；揚子陸塊新發現中太古代磁鐵石英岩、基性—超基性和中酸性火山岩，證實其為中太古代綠岩帶的產物。
2.成果簡介
（1）新發現古太古代（3.3Ga）TTG片麻岩地質實體。在湖北宜昌霧渡河西北林老爺河新發現古太古代地質實體（圖1），命名為林老爺河片麻岩。主要岩性為英雲閃長質片麻岩、奧長花崗質片麻岩、花崗閃長質片麻岩，石英二長片麻岩。通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學研究，奧長花崗質片麻岩、花崗閃長質片麻岩、石英二長片麻岩（石英二長岩）均形成於3.28～3.33Ga，屬古太古代，該套岩石逆沖推覆於中太古代東沖河TTG片麻岩之上。這一發現有利於建立揚子陸核區古太古代岩漿事件構造年代格架、確定揚子古陸核太古宙構造格局及地殼演化。
圖1 古太古代TTG片麻岩外貌
（2）確定揚子陸核區存在中太古代綠岩帶，新發現中太古代條帶狀磁鐵石英岩（BIF）、基性—超基性和中酸性火山岩，獲得揚子陸塊最老3.91Ga的繼承鋯石年齡。在黃陵地區，發現出露規模可達數千米寬的表殼岩系，其間發育較多順層侵入的花崗岩脈，且受強烈的韌性剪切變形，形成花崗質糜棱岩。表殼岩岩石組合為：下部為透閃石片岩、含磁鐵斜長角閃片岩（原岩為超基性—基性火山噴出岩類）；中部為黑雲斜長片麻岩、長石石英岩（變質碎屑沉積岩），變質帶狀磁鐵石英岩（變質帶狀矽鐵建造BIF) (變質化學沉積岩)；上部為變粒岩、淺粒岩（中、酸性火山岩）。在野馬洞岩組下部蝕變斜長角閃岩（變質火山岩）中獲得3.0Ga的形成年齡，屬中太古代，該套岩石中發現存在一組3.45Ga具酸性岩漿成因結構特徵（鋯石CL圖像清晰，具有典型的振蕩環帶）的繼承鋯石，以及一粒具基性岩漿鋯石成因結構特徵（鋯石CL圖像清晰，具板條狀特徵）的始太古代繼承鋯石（3.91Ga），這是迄今為止揚子陸核黃陵地區已知最老的鋯石年齡數據，揭示揚子克拉通初始地殼可能在始太古代早期已經開始形成。條帶狀磁鐵石英岩呈層狀、透鏡狀產出（圖2），可見多層，一般厚度為5～15cm，僅一條厚達50～70cm，磁鐵礦粒徑0.2～5mm，含量45%～70%；石英含量20%～50%，原岩為含鐵矽質岩，長度達百餘米。應用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法獲得磁鐵石英岩中變質鋯石年齡2.9Ga，與磁鐵石英岩共生的淺粒岩（變酸性火山岩）中鋯石年齡為2.94Ga，代表火山岩形成時代；侵入該套表殼岩中的變質變形花崗岩脈年齡2.92Ga，限制了上述表殼岩的上限年齡。上述研究表明，野馬洞岩組表殼岩的形成時代為3.04～2.94Ga，後期遭受了2.93～2.9Ga的變質作用。上述岩石組合的發現及其岩石特徵與形成時代表明：揚子陸核區存在中太古代綠岩帶。
圖2 磁鐵石英岩外貌
（3）重新厘定了揚子陸核區的變質事件，揭示了揚子陸塊在中太古代經歷過一次俯衝拼貼過程。在以包體形式存在於中太古代東沖河片麻岩（2.94GaTTG）中的透閃石片岩中，首次獲得3.0Ga早期變質事件的年齡記錄和2.93Ga後期構造熱事件年齡記錄，在磁鐵石英岩中，獲得了2.9Ga變質年齡。上述發現揭示黃陵地區崆嶺雜岩經受了3.0Ga和2.93～2.9Ga變質作用。由變質鋯石所記錄的構造熱事件還表明黃陵地區陸殼、在中太古代時已具有一定的厚度，揭示本區在中太古代即經歷了一次俯衝拼貼過程，提出揚子陸塊與全球板塊構造啟動時間（3.0Ga）一致性的認識。
（4）發現一套古元古代（2.18Ga）絹雲千枚岩（變質安山岩、英安岩-流紋岩），εHf(t)為高的正值（8.0～10.8），具有古元古代新生地殼特徵。其形成時代、岩石地球化學特徵與華北野雞山岩群中的火山岩組合均高度一致，可能與古元古代晚期洋殼俯衝作用有關，可視為彭松柏等2016年提出的古元古代水月寺蛇綠混雜岩初始俯衝階段，洋板塊俯衝弧的產物。在本次填圖過程中，在該混雜帶內發現堆晶輝長岩，相關數據資料顯示，其為SSZ型蛇綠混雜帶。結合區內存在18.5Ga的具有伸展背景中-基性火山岩、侵入岩，表明揚子陸核於該時期經歷了完整的俯衝-碰撞-碰撞後演化過程，這一碰撞造山事件與全球Columbia 超大陸聚合過程相比較，時間略早；結合Peng等（2012）提出的形成於11億年的廟灣蛇綠岩（與全球Roadina超大陸聚合過程同步），揭示了揚子陸核早期大陸地殼形成及演化的3次聚合過程，表明揚子古陸核早前寒武系可能經歷了複雜的微陸塊拼接、增生歷程。
3.成果意義
新發現黃陵地區最老的繼承鋯石年齡為3.91Ga，特別是古太古代林老爺河片麻岩地質實體的發現，顯著往前推進了揚子克拉通地殼形成的時代，表明揚子克拉通與華北克拉通存在相似的早期地球演化史。黃陵綠岩帶中含鐵建造的發現，填補了揚子克拉通該期BIF成礦事件的空白，BIF成礦規模與早期陸殼成熟度之間存在正相關性，是全球典型克拉通的普遍現象。揚子陸塊綠岩帶中小規模存在的BIF建造指示揚子陸塊中太古代為陸殼形成的早期階段。結合黃陵地區大量存在約2.9Ga的東沖河片麻岩，以及新識別出大量2.7～2.6Ga的花崗質片麻岩，證實揚子克拉通與全球其他典型克拉通類似，中太古代晚期—新太古代早期是主要的陸殼增生期。揚子陸核早期大陸地殼形成及演化至少經歷了3次聚合過程，暗示揚子古陸核前寒武系可能經歷了複雜的微陸塊拼接、增生歷程。
（中國地質調查局武漢地質調查中心 魏運許 譚滿堂供稿）