编者按:本周为大家推荐《地质力学学报》2021 年5期文章。此次推送的是陈虹等作者的《冈瓦纳大陆边缘罗斯运动的岩浆活动时代:来自北维多利亚地松散沉积物锆石年龄的证据》。
作者:陈虹, 王宏晖, 包国栋
摘要: 横穿南极大陆中部的横贯南极山脉是早古生代时期古太平洋向东冈瓦纳活动大陆边缘俯冲形成的罗斯造山带,该阶段的地层沉积、变形变质以及花岗质岩浆侵入代表了罗斯运动的演化过程。由于岩浆活动与沉积地层和变形变质在时代上存在明显差异,罗斯运动的时代仍缺乏精确的限定。通过采集北维多利亚地难言岛地区冰碛物和海岸沉积物中的松散砂砾石样品,并进行碎屑锆石U-Pb测年得出:4件不同粒径的冰碛物和海岸沉积样品中的碎屑锆石年龄峰谱具有单一峰谱的特征,年龄区间为2443~323 Ma,主要集中于530~450 Ma之间,峰值年龄约为485 Ma;锆石Th/U比值均大于0.1,而且以>0.4为主,其CL图像也具有明显的振荡环带,稀土元素特征主体具有岩浆锆石的特征,反映了样品物源区岩浆活动的时代特征。碎屑锆石年龄组成与周缘地区岩浆活动和陆内变形以及沉积地层时代基本一致,表明北维多利亚地及其周缘地区在罗斯运动晚期陆内变形阶段的岩浆活动应持续至450 Ma,这可能代表了罗斯运动结束的时代,该结果为冈瓦纳大陆边缘罗斯运动的构造演化过程提供了新的约束。
关键词:罗斯运动;碎屑锆石;冰下地质;北维多利亚地;南极
图件说明
图 1 罗斯造山带与北维多利亚地地质简图
横贯南极山脉是一个早古生代造山带,又称罗斯造山带(图 1a),其地层由基底和盖层两大部分组成(Talarico et al., 1995; Talarico and Castelli, 1995; Boger and Miller, 2004; Giacomini et al., 2007; Paulsen et al., 2007)。罗斯造山带是一条横跨南极洲约3500 km、沿横贯南极山脉出露的变形变质沉积岩和花岗质岩带,代表了冈瓦纳大陆古太平洋边缘上发育的新元古代—早古生代与俯冲相关的增生造山带(图 1a;Estrada et al., 2016; Glen and Cooper, 2021)。
图 2 难言岛及周边地区综合地貌图(航空正射影像
图 3 难言岛中部U形谷地区基岩和松散堆积物地质特征
难言岛(Inexpressible Island)位于东南极大陆罗斯海与维多利亚地交接处的特拉诺瓦湾(Terra Nova Bay)南部的岛上,地理坐标为南纬74°50′—74°57′;东经163°35′—163°46′。岛屿陆地面积约为50 km2,总体呈南北走向的菱形。该岛的北侧为普利斯特利冰川(Priestley Glacier),西侧和南侧为南森冰架(Nansen Ice Sheet),东侧毗邻罗斯海的特拉诺瓦湾(图 2)。在该岛上出露的主要岩石组成为淡色花岗岩、闪长岩、变质花岗岩和其他花岗岩(Di Vincenzo and Rocchi, 1999; Chen et al., 2019)。最新研究表明,其他花岗岩的主要岩石类型为二长岩,并有少量二长闪长岩,其侵入时间为486~479 Ma,均为早奥陶世早期(图 3;Chen et al., 2019)。