右江盆地晚古生代—中三叠世盆地演化

【摘要】右江盆地位于桂西、黔南及滇东交接部位,大地构造上位于特提斯构造带东端,地处特提斯与滨太平洋构造域交汇部位。对右江盆地的大地构造性质及演化,还存在不同的观点和认识。晚古生代-中三叠世右江盆地广泛分布包括硅质岩、灰岩和碎屑岩在内的深水相沉积组合及海相火山岩。硅质岩、碎屑岩和火山岩的成因或源区均对理解盆地构造演化具有重要意义。因此,本文选择了盆地内硅质岩、碎屑岩和火山岩为研究对象,开展系统的岩石(相)学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,确定其岩石成因和形成构造环境,以探讨右江盆地晚古生代-中三叠世盆地的形成与演化,并取得以下主要成果和认识：1、从泥盆纪到早中二叠世右江盆地北部硅质岩的Ce/Ce°值逐渐减小而Y/Ho值逐渐增大(如紫云、普安、罗富、八渡和那坡地区晚泥盆世硅质岩的Ce/Ce°值为0.72±0.12,Y/Ho值为38.43±9.58；紫云和九圩地区早中二叠世硅质岩的Ce/Ce°值为0.39±0.13,Y/Ho值为51.60±12.95),反映了其伴随着盆地的裂陷,盆地内陆源供应逐渐减少。盆地南部麻栗坡红岩地区早中二叠世硅质岩的Ce/Ce°值为0.68±0.19,Y/Ho值为41.83±13.27,分别低于和高于八布西牛堡早二叠世硅质岩的Ce/Ce°值(1.03±0.15)和Y/Ho值(28.01±0.74),反映后者可能受越北地块陆源供应影响更明显。晚二叠世早期右江盆地仍继承了早中二叠世的构造格局,那坡地区硅质岩仍具有明显的Ce负异常,而到中晚期,受峨眉山大火成岩省间歇性提供的陆源碎屑的影响盆地内天峨和紫云四大寨地区硅质岩或硅质灰岩出现Ce正异常,并含基性火山碎屑,表现出具有较低的Al2O3/TiO2值和较高的Eu/Eu°值。右江盆地晚古生代硅质岩的地球化学特征指示,泥盆纪硅质岩主要形成于开阔裂谷盆地环境,受到一定的陆源输入的影响；而伴随着伸展作用的进行,在早中二叠世右江盆地南部和越北地块之间可能存在一个较开阔的洋盆,其阻止了越北地块的陆源碎屑向右江盆地北部的供应,而右江盆地仍与洋盆海水相通,盆地北部硅质岩具有洋盆硅质岩的地球化学特征。2、右江盆地北部紫云四大寨和天峨地区上二叠统碎屑岩的形成与峨眉山高钛玄武岩的风化剥蚀有关,其具有较低的Al2O3/TiO2值(4.93～10.75)和较高的Eu/Eu°值(0.57～1.10),高场强元素Nb、Ta和Ti无明显负异常。右江盆地南部那坡地区上二叠统碎屑岩中碎屑锆石的年龄主要集中在～260Ma,锆石微量元素和全岩地球化学特征均指示其形成与峨眉山大火成岩省有关；而从剖面底部到顶部,碎屑岩的Ai2O3/TiO2值、Zr/Sc和Th/Sc值整体上由高到低变化,反映其接受的峨眉山大火成岩省提供的火山碎屑成分由酸性向基性转变。右江盆地晚二叠世碎屑岩的物源指示此时盆地北缘位于被动大陆边缘构造环境。3、八布蛇绿岩中变玄武岩的锆石U-Pb同位素年龄为358.9±5.5Ma,表明八布洋盆形成于晚泥盆世末-早石炭世初。变玄武岩中大量继承和捕获锆石的出现指示蛇绿岩所代表的初始洋盆是经大陆地壳裂解形成的。那坡晚泥盆世和晚石炭世玄武岩均具有洋岛型玄武岩(OIB)的地球化学特征,玄武岩样品的Nb/Th和Zr/Nb值均靠近EMII地幔富集单元,指示玄武岩源区存在EMII地幔成分参与。La/Yb和Sm/Yb值指示晚泥盆世和晚石炭世玄武岩样品均由接近原始地幔成分的石榴石二辉橄榄岩部分熔融形成的。从晚泥盆世到晚石炭世,玄武岩样品Nb/Th值升高而Zr/Nb值降低,岩浆源区由早期岩石圈(富集地幔)向后期软流圈(亏损地幔)过渡,反映了其形成于岩石圈伸展减薄的构造背景。晚二叠世早期那坡地区发育低钛玄武岩(TiO2=0.70%～1.01%,Ti/Y=162-236)和高钛玄武岩(TiO2=2.72%～3.59%,Ti/Y=391～683)。低钛玄武岩相对高钛玄武岩具有更高的A1203、MgO、Mg#、Th/Nb和Th/La值和更低的TiO2、Fe2O3、P2O5、(La/Yb)N值。高钛玄武岩是经石榴石二辉橄榄岩较低程度部分熔融形成的,具有洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征,可以与广西其他地区高钛玄武岩和富宁地区高钛镁铁质侵入岩对比,为地幔柱成因。低钛玄武岩和富宁地区低钛岩浆岩相似,其相对高钛玄武岩较低的La/Yb值、重稀土元素相对平坦,高场强元素相对亏损以及较低的εNd(t)值,指示其形成于相对富集的较浅的岩石圈地幔,其源区为EMⅡ型富集地幔。那坡上二叠统领薅组低钛玄武岩和高钛玄武岩地球化学特征指示其为峨眉山大火成岩省的一部分。那坡中三叠世火山岩的锆石U-Pb同位素年龄为241.2±1.9Ma。地球化学特征显示,中三叠世火山岩轻稀土元素相对富集((La/Yb)N=3.42～4.67),具有明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.60～0.74),大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U均相对富集,而Nb、Ta和Ti等高场强元素明显亏损,并具有较高的(87Sr/86Sr)1值(0.710015～0.710069)和较低的εNd(t)值(-7.50～-7.26),形成于与俯冲消减相关的岛弧环境。火山岩地球化学特征指示,受大陆地壳裂解作用的影响,晚古生代在右江盆地和越北地块之间形成了代表洋壳的N-MORB型蛇绿岩和OIB型火山岩,而之后受洋壳俯冲作用的影响,中三叠世在右江盆地南部形成了具岛弧性质的火山岩。4、右江盆地与越北地块之间存在以八布蛇绿岩和岛弧火山岩为代表的缝合带,且八布蛇绿岩所代表的洋盆为古特提斯分支洋,其成因可能和地幔柱活动有关。晚古生代地幔柱的活动可能造成了越北地块从扬子地块裂解,进而形成了八布古特提斯分支洋。晚石炭世随着地幔柱的进一步活动导致岩石圈减薄,在那坡地区形成典型的OIB型玄武岩,其源区含有更多的软流圈地幔组分。而到晚二叠世早期,地幔柱活动引发的大规模岩浆喷发作用在扬子地块西南缘形成了峨眉山大火成岩省,并在那坡地区形成了低钛玄武岩和高钛玄武岩。泥盆纪-早中二叠世右江盆地主要处于伸展构造背景,盆地北部硅质岩受陆源供应逐渐减少,整体上表现出Ce/Ce°值逐渐减小而Y/Ho值逐渐增大并最终具有开阔洋盆硅质岩的地球化学特征。中二叠世开始,八布分支洋开始向西南方向俯冲,到中三叠世早期,洋盆受俯冲作用的影响开始闭合并进入碰撞造山阶段,盆地逐渐转变为挤压构造环境。5、右江盆地经历了裂谷盆地(早泥盆世晚期—晚泥盆世)、被动大陆边缘(早石炭世—早三叠世)、前陆盆地(中三叠世)的构造演化阶段。
【作者】黄虎；
【导师】杜远生；
【作者基本信息】中国地质大学，古生物学与地层学，2013，博士
【副题名】来自沉积岩和火山岩地球化学特征的证据
【关键词】右江盆地；晚古生代-中三叠世；沉积学；火山岩；地球化学；盆地演化；

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