La acreción y evolución de la corteza Neoproterozoica-Paleozoica temprana
En términos de la edad del modelo Nd de las rocas de la corteza terrestre de Qinling del Norte (rocas sedimentarias, rocas metasedimentarias y granitoides), además del área de distribución concentrada de muestras en el rango de 2,2 ~ 1,8 Ga, otra El área de distribución concentrada de las muestras es 1,4 ~ 0,8 Ga, lo que indica que el período comprendido entre finales del Mesoproterozoico y principios del Neoproterozoico fue el segundo período de intensa acreción de la corteza en las montañas del norte de Qinling. Hasta ahora, no se han encontrado rocas con edades del modelo Nd inferiores a 0,8 Ga en las montañas North Qinling, e incluso 1,3 a 0,9 Ga es el área de distribución concentrada de edades del modelo Nd para rocas volcánicas metamáficas y rocas intrusivas en esta área ( Zhang Hongfei et al., 1995; Zhang Benren et al., 1996). Este hecho muestra que la acumulación real de corteza por material derivado del manto en el norte de Qinling básicamente se detuvo hace aproximadamente 0,8 Ga, y el período de 1,3 a 0,8 Ga también fue un período en el que el magma derivado del manto estuvo fuertemente activo para formar la corteza. Hay una gran cantidad de series de rocas volcánicas derivadas del manto en esta área, como el basalto metatoleítico del Grupo Kuanping (1015~1142 Ma), las rocas metamáficas (822~978 Ma) que intruyen en el fondo del Grupo Qinling, el metabasalto del Grupo Danfeng (984±67Ma), rocas volcánicas metabásicas del Grupo Erlangping (708±63~822±80Ma) (Zhang Zongqing et al., 1994, 1996), e incluso basalto metatoleítico tipo MORB (1000~1252Ma, Li Shuguang , 1997) en la hoja de ofiolita de Songshugou, etc. Las edades isócronas Sm-Nd están todas concentradas en este período, lo cual es una buena evidencia. Aunque también hay rocas máficas formadas después de 0,8 Ga en esta área, como Junmiao Suzhou-Gabbro formada antes de 402 Ma, tienen edades modelo Nd de 0,99 a 1,18 Ga (Li Shuguang et al., 1993). El magma que formó estas rocas no derivó directamente del manto en ese momento, sino que debería ser producto de la refundición del material de la corteza.
En cuanto al modo de acreción de la corteza durante este período, la investigación muestra que existen registros obvios de acreción de la corteza lateral en el margen continental en zonas de convergencia de placas, y pistas geoquímicas de acreción vertical de capas inferiores de magma derivadas del manto. .
9.1.3.1 Registros geológicos-geoquímicos de acreción lateral
La mayoría de los investigadores generalmente creen que el Qinling del Norte tiene una historia de desarrollo del margen continental activo de la Placa del Norte de China en el Paleozoico temprano. , pero en Shangdan Sin embargo, la zona de sutura produce ofiolitas formadas y emplazadas en diferentes etapas del Neoproterozoico temprano y tardío: ofiolita Songshugou (983Ma, Li Shuguang et al., 1991b) y ofiolita Shangzhou-Xiaguan (832Ma, Jiang Changyi et al. , 1997). Al mismo tiempo, en el lado norte de la Zona de Sutura Shangdan y en el basamento del Grupo Qinling Paleoproterozoico en las Montañas Qinling del Norte, también se empalman y se unen los siguientes conjuntos o conjuntos de rocas formados en diferentes períodos y con diferentes características geoquímicas. superpuesto.
(1) El sistema de roca volcánica del Grupo Danfeng del Neoproterozoico temprano (principalmente metabasalto) es el componente principal del borde norte de la zona de falla de Shangdan. Su metabasalto tiene una roca completa Sm de 984±36Ma -Nd. La edad isócrona (Zhang Zongqing et al., 1996) es similar a la edad de emplazamiento de la ofiolita Songshugou. Los estudios geoquímicos lo han identificado consistentemente como roca volcánica de arco (Sun Yong et al., 1988; Zhang Benren et al., 1994; Xue Feng y Zhang Guowei, 1993; Zhang Chengli et al., 1994; Zhou Dingwu et al., 1995b ; Zhang Qi y otros, 1995).
(2) Intrusiones de rocas máficas ricas en agua con características geoquímicas de arco de islas a finales del Neoproterozoico (761 Ma y 561 Ma, Yan Zhengfu et al., 1989; Zhang Zejun 1991), y granitos formados más tarde. Entre ellos, el plutón Dehe, ligeramente más antiguo (794 ± 30 Ma), pertenece al granito tipo S y muestra las características geoquímicas del granito tipo sincolisión (You Zhendong et al., 1991b; Zhang Benren et al., 1994), mientras que el plutón formado más tarde Cai Los granitoides Ao y Huangbaiyu, con edades de 659 ± 50 Ma y 670 ± 40 Ma respectivamente, pertenecen al granito de tipo I y tienen las características geoquímicas del granito de arco de isla (Zhang Hongfei et al., 1993). Todas estas masas rocosas invadieron el Grupo Qinling.
(3) El plutón gabro-diabasa Qinwangshan-Zhumiao expuesto en el lado norte de la zona de sutura principal de Shangdan en el Paleozoico temprano obtuvo una edad isócrona de roca completa Sm-Nd de 402,6 ± 17,4 Ma. (Li Shuguang et al., 1989) se ha demostrado que se formó en un arco de islas o en un entorno continental activo basándose en características geoquímicas (Li Shuguang et al., 1993; Zhou Dingwu et al. 1995b; Han Song et al. 1993).
(4) El estanque de deriva tipo S del Paleozoico temprano y el granito de Anjiping (485-452 Ma) tienen las características geoquímicas del granito de sincolisión (You Zhendong et al., 1991b; Zhang Benren et al. , 1994, 2002), así como granitos con características básicas del granito tipo I, como grandes intrusiones como Huichizi, Da'ao y Taibai, y pequeños cuerpos rocosos como Shimen, Xuzhuang y Zaoyuan en el área de Danfeng. La edad de las rocas oscila entre 444 y 380 Ma (Shang Ruijun et al., 1988; Zhang Benren et al., 1994). Los estudios litogeoquímicos han demostrado consistentemente que estos granitoides tienen características de tipo arco volcánico. La mayoría de ellos invaden el Grupo Qinling y algunos se encuentran en el Grupo Erlangping (Zhang Benren et al., 1994; Zhang Guowei et al., 2001).
(5) El sistema de rocas volcánicas sedimentarias del Grupo Erlangping del Neoproterozoico tardío al Paleozoico temprano se distribuye en el norte del Grupo Qinling, es decir, el área del arco posterior. Se ha obtenido una edad isócrona Sm-Nd de roca completa de 708 ± 63-822 ± 80 Ma para la parte inferior del grupo (Zhang Zongqing et al., 1994). Microfósiles tempranos y de conodontes y radiolarios del Ordovícico medio (Sun). Yong et al., 1996). Partiendo del hecho de que las rocas volcánicas metabásicas están compuestas por basaltos con características químicas de tipo arco insular y rocas con características químicas de tipo MORB, y las rocas metaclásticas tienen características geoquímicas de deposición de arco posterior, se cree unánimemente que esta roca volcánica-sedimentaria La suite es Productos en cuencas de arco posterior (Zhang Benren et al., 1994; Xia Linqi et al., 1991, Qiu Jiaxiang y Zhang Zhufu, 1994, 1996; Sun Yong et al., 1996).
Lo que es particularmente significativo es que en los últimos años, la investigación ha avanzado en los dos aspectos siguientes: primero, se ha demostrado con más evidencia que el sistema de rocas volcánicas del Grupo Danfeng está compuesto por arcos de islas intraoceánicas. En términos de características geoquímicas, esto se puede comparar con los basaltos de arcos insulares intraoceánicos como las Aleutianas y Nueva Bretaña, es decir, el área de origen del manto basáltico está básicamente libre de contaminación por sedimentos terrestres (Figura 9-2 y Figura 9-3). (Zhang Qi et al., 1995; Zhang Benren et al., 2002), mientras que Zhanmiao Suchang-gabbro muestra las características geoquímicas de rocas basálticas de arco continental de tipo andino, con evidente adición de sedimentos terrestres en el área de origen del manto de las rocas (Figura 9-4) (Li Shuguang, 1993, 1997), indicando que las dos condiciones de producción son diferentes, y no pueden ser producto de magma de la misma era y misma fuente. En segundo lugar, a través de un mapeo detallado a gran escala, se descubrió la relación de contacto concluyente entre la intrusión Suzhou-Gabbro del Paleozoico Temprano en las rocas volcánicas del Grupo Danfeng (Zhou Dingwu et al. 1995b; Han Song et al. 1993), que también gobernó La relación entre el basalto y Junmiao Su Chang-gabbro pertenece al grupo Danfeng previamente pensado.
Figura 9-2 Diagrama Th/Yb-Ta/Yb del metabasalto del Grupo Danfeng
(Según Pearce, 1983, citado de Zhang Qi et al., 1995)
DM: manto empobrecido; MORB: basalto de dorsal oceánica; OIB: basalto de isla oceánica; TH: basalto toleítico; CAB: basalto calcoalcalino;
○ Pave basalto; ● es basalto de Guojiagou; /p>
(Según Li Shuguang, 1994)
Los datos básicos se citan de Zhang Qi et al., 1995
Lo anterior. Los conjuntos y conjuntos de rocas del Neoproterozoico y Paleozoico temprano mencionados y sus características geoquímicas no solo prueban firmemente que las montañas Qinling del Norte tuvieron una historia de desarrollo activo del margen continental durante este período, sino que también implican que la subducción de la corteza oceánica puede haber ocurrido más de una vez desde del Neoproterozoico al Paleozoico Temprano, que debería ser muy importante El largo proceso de interacción océano-continente, incluida la formación de arcos de islas intraoceánicos y arcos de islas continentales, posibles dos colisiones arco-continente (según dos fases de pequeñas cantidades de granito de sincolisión), y la formación de arcos de margen continental y cuencas de arco posterior Formación y desarrollo, y refleja la acreción lateral del microcontinente de Qinling del Norte (Zhang Benren et al., 2002). Por supuesto, los detalles de estas estructuras esperan más estudios y pruebas.
9.1.3.2 Acreción vertical: información sobre la capa inferior
La capa inferior, también llamada capa inferior, es un método de acreción de la corteza continental.
Dado que la capa de roca subyacente se encuentra en el fondo de la corteza terrestre y es menos probable que las fuerzas tectónicas la eleven a la superficie, no solo es difícil observarla y estudiarla directamente, sino que incluso la edad del modelo Nd de las rocas sedimentarias es rara vez es probable que refleje este material subchapado. Generalmente, sólo puede revelarse a través de rastros geoquímicos de las áreas de origen de rocas volcánicas básicas e inclusiones de granulita y rocas magmáticas derivadas de la corteza (como los granitoides). La marca de identificación de las formaciones rocosas subyacentes son las rocas máficas ubicadas en el fondo de la corteza terrestre que son más jóvenes que las formaciones rocosas suprayacentes. A continuación, basándonos en investigaciones previas (Zhang Benren et al., 2002), discutiremos brevemente la base de la acreción de la corteza a través de la capa subyacente de magma derivado del manto durante la transición entre el Mesozoico y el Neoproterozoico en las Montañas Qinling del Norte.
Figura 9-4 Ilustraciones de εNd-Nb/Th, εNd-La/Nb y εNd-Ba/Nb de Junmiao Su Chang-gabbro
(Citado de Li Shuguang, 1997 )
Como se mencionó anteriormente, el basamento de la corteza continental más antiguo en las montañas Qinling del Norte (Grupo Qinling) tuvo actividad de magma granítico en dos eras, el Neoproterozoico tardío y el Paleozoico temprano. Entre ellos, la escala e intensidad de la actividad magmática en la Era Paleozoica Temprana son mucho mayores que las del Neoproterozoico, y cada período de actividad magmática se caracteriza por la primera formación de granito tipo S con características químicas de tipo sincolisión, y luego la Formación de rocas con características químicas tipo arco isla granito tipo I. Todas estas rocas graníticas (feldespato) se caracterizan por un enriquecimiento significativo de plomo radiogénico, y sus proporciones de isótopos de Pb son cercanas a las de varias rocas del basamento en las montañas Qinling del norte, lo que indica que las áreas de origen de sus magmas se limitan al norte. la gama de rocas del basamento de la corteza terrestre de Qinling. Los estudios geoquímicos han demostrado que ambas fases del granito de tipo colisión deberían ser el producto de cristalización del magma formado por la anatexis de la formación rocosa del Grupo Qinling, porque ambas heredaron el sistema único de isótopos de Pb, Nd y Sr de la formación rocosa del Grupo Qinling ( en general) (Zhang Benren et al., 2002). Sin embargo, es imposible que los granitoides de tipo arco insular (I) Neoproterozoico (670-659 Ma) y Paleozoico temprano (440-382 Ma) tengan el Grupo Qinling como roca generadora principal. La base principal es: ① La edad del modelo Nd de los granitoides del Neoproterozoico y Paleozoico temprano está entre 0,93 y 1,3 Ga, con un promedio de 1,183 Ga, que es significativamente más pequeño que el paragneis del Grupo Qinling y el ángulo de plagioclasa que contiene. edad de la anfibolita (1987 Ma) (2,02 ~ 1,77 Ga); ② Los valores de εNd calculados del paragneis del Grupo Qinling en 670 Ma y 400 Ma (aproximadamente equivalentes a las edades de formación de dos períodos de granitoides) (-8,19 y -10,80 respectivamente) son significativamente inferiores a los valores iniciales de εNd de los granitoides Neoproterozoico y Paleozoico Temprano (+1,12~+2,97 y +2,53~-4,45, respectivamente), mientras que los valores calculados de 87Sr/86Sr (0,7199 y 0,7366, respectivamente) son significativamente más altos que los dos Las proporciones iniciales 87Sr/86Sr de los granitoides en el período Qinling temprano (0.7041 ~ 0.7064 y 0.7055 ~ 0.7085 respectivamente ③El cuerpo principal del Grupo Qinling es una serie de rocas metasedimentarias, y es imposible formar granitoides con I -características tipo. El sistema isotópico Nd y Sr y la litología de la serie de rocas del Grupo Qinling no coinciden con las condiciones requeridas de las rocas en el área fuente de granitos, descartando la posibilidad de que sea la principal roca fuente de este tipo de granitos. Entonces, ¿cuál es la principal roca madre de estos granitos?
Ha habido muchas discusiones sobre las áreas de origen y los tipos genéticos de los granitoides de arco de islas en estos dos períodos. Entre ellos, los granitoides de arco de islas del Paleozoico temprano, especialmente el plutón Huichizi, se han discutido en. más detalle. Por ejemplo, Xie Hongjie et al. (1993) utilizaron el rastreo de isótopos de Pb, Nd y Sr y, combinados con el fondo estructural del margen continental activo de North Qinling, propusieron que el magma del cuerpo de granito de Huichizi puede haberse diferenciado del manto 1,0. a 1,2 Ga. Las islas salientes y/o los basaltos de la corteza oceánica se formaron por fusión parcial de alto nivel. Zhang Hongfei et al (1994) creían que las intrusiones neoproterozoicas de Cai'ao y Huangbaiyu y las intrusiones del Paleozoico temprano Huichizi y Zaoyuan son. granitoides de arco de isla El magma debería provenir principalmente del manto y pertenecer al tipo de sinfusión manto-corteza y Chen Yuelong et al (1995) basándose en los puntos de composición de este tipo de granito de arco de isla del Paleozoico temprano en el εNd(. Diagrama t)-εSr(t) (t=400Ma) Básicamente se encuentra entre las rocas metamáficas (anfibolita, 978Ma) producidas en el fondo del Grupo Qinling y la región de composición de gneis del Grupo Qinling. Se propone que estas rocas graníticas. son rocas metabasálticas del Grupo Qinling y los productos de la fusión parcial del gneis en diversos grados y de diferentes maneras para formar mezclas fundidas, etc.
Consideramos que los granitoides tipo arco del Neoproterozoico tardío y del Paleozoico temprano tienen la misma edad modelo Nd de 0,9-1,2 Ga, lo que refleja que ambos deberían estar relacionados con el Neoproterozoico medio en las Montañas It del Norte. está relacionado con el material de acreción de la corteza terrestre que se entregó. Por lo tanto, si se cree que los granitoides de arco de islas del Paleozoico Temprano se derivaron de la corteza oceánica subducida en ese momento, encontraremos un área de origen de un pequeño número de granitoides de arco de islas del Neoproterozoico tardío que se separaron del manto 1.0 a 1,2 Ga hace Al mismo tiempo, en el diagrama εNd(t)-εSr(t) (t=400Ma), los valores calculados de las composiciones isotópicas de Nd y Sr del granito de arco de islas del Neoproterozoico tardío cuando evolucionó a 400Ma son los iguales a los del mismo tipo de rocas del Paleozoico Temprano Distribuidas entre las rocas metamáficas (anfibolita, 978 Ma) producidas en el fondo del Grupo Qinling y los gneis del Grupo Qinling (principalmente biotita granate), y en su mayoría cercanas a. entre sí (Figura 9-5) indican que el magma granítico se forma principalmente por fusión parcial de rocas metamáficas, pero el magma de diferentes cuerpos rocosos está contaminado en diversos grados por las capas de rocas del Grupo Qinling cuando penetra hacia arriba, lo que resulta en una intrusión hacia arriba. en isotópico Ciertos cambios en la composición. Esto también muestra que las rocas fuente de los dos períodos de granitoides de arco de islas son las mismas. Además, aunque las series de rocas volcánicas básicas del Grupo Kuanping y el Grupo Danfeng, que están relacionadas con el evento de acreción de la corteza a principios del Mesoproterozoico, se encuentran en los sistemas de isótopos Pb, Nd y Sr
Figura 9-5 Neolítico de Qinling del Norte Ilustración de εNd(t)-εSr(t) de granitoides de tipo arco insular (I) antiguo y Paleozoico temprano y rocas de basamento relacionadas (t=400Ma)
Código de nombre del macizo rocoso : ZY: Zaoyuan; HBY-CO: Huangbaiyu-Cai'ao; HBC: Huangbaicha; SM: HCZ: Huichizi; QL1: gneis de biotita plagioclasa del Grupo Qinling; QL2: gneis de biot plagioclasa de granate del Grupo Qinling; QL3: roca metamáfica (anfibolita) con una edad de 978 Ma formada en la parte inferior del Grupo Qinling. Los pequeños ■, ● y ▲ representan. los puntos de composición de muestras individuales de QL1, QL2 y QL3 respectivamente; los grandes ■, ● y ▲ representan los puntos de composición promedio de QL1, QL2 y QL3 respectivamente, que también están cerca de los dos granitoides del arco de islas. Sin embargo, su metamorfismo solo alcanza. la fase baja de anfibolita, que excluye la posibilidad de fusión parcial. Con base en el análisis exhaustivo de los datos anteriores, se puede considerar que las rocas metamáficas producidas en el fondo del Grupo Qinling deberían ser la roca fuente más razonable para los granitoides de arco de islas de dos etapas.
El Grupo Qinling es la capa de roca de basamento de la corteza continental más antigua de las Montañas Qinling del Norte, y hasta ahora no se han encontrado rocas de corteza continental más antiguas debajo de ella. En vista de que las rocas del grupo Qinling se han metamorfoseado hasta alcanzar una fase alta de anfibolita e incluso una fase de granulita en algunos lugares, el estudio de la trayectoria del proceso metamórfico TPt demuestra que el complejo metamórfico de este grupo debería formarse a una profundidad de a unos 26 km bajo tierra (You Zhendong et al., 1991a; Liu Liang et al., 1996), por lo tanto, el Grupo Qinling debería haber sido un componente de la corteza inferior. Por lo tanto, el cuerpo principal de esta roca máfica producida en el fondo del Grupo Qinling debería ubicarse en la parte inferior de la corteza inferior. Además, la edad de formación de esta roca metamáfica en el fondo del Grupo Qinling (978 Ma) es mucho más joven que la del Grupo Qinling suprayacente (alrededor de 2000 Ma). Por lo tanto, es probable que esta roca sea el componente superior de la formación rocosa formada por magma máfico subyacente, y es probable que esta capa subyacente esté estrechamente relacionada con el intenso evento de acreción de la corteza terrestre que ocurrió en las montañas Qinling del Norte desde finales del Mesoproterozoico hasta principios de Conexión neoproterozoica.
En los últimos años, Li Wuping (2001), a través de estudios detallados de geoquímica elemental e isotópica, propuso que los granitoides del plutón Huichizi del Paleozoico Temprano en las montañas Qinling del Norte tienen características similares a las rocas adaquíticas y deberían ser Compuesto por la corteza inferior profunda, rocas adaquíticas formadas por fusión parcial de rocas basálticas neoproterozoicas. Esta visión coincide con nuestra comprensión antes mencionada de que este tipo de granito se originó a partir de rocas máficas subyacentes en el cambio del Mesozoico y Neoproterozoico.
En cuanto al bloque North Qinling, posteriormente fue fuertemente elevado a través de orogenia colisional, y fue colocado debajo de la corteza superior del North Qinling debido al profundo desprendimiento y subducción de la corteza media e inferior del norte. margen de la placa Yangtze (Qinling del Sur) al norte. El proceso de transformación que resultó en que el Grupo Qinling y las capas de roca superiores formaran la corteza superior de las actuales Montañas Qinling del Norte y la pérdida de las capas de roca subyacentes originales. discutido más adelante.
Me gustaría señalar de paso que se ha demostrado que las montañas Qinling del Norte tienen las propiedades de un microcontinente de origen insular oceánico. En base a esto, se especula que su extensión debería ser limitada, y este estudio lo demuestra. Se ha extendido hacia el este hasta el área de Dabie, por lo que no hay duda de si todavía puede extenderse. Vale la pena señalar que va al área de Su-Lu en el este y a las montañas West Qinling en el oeste.