福建上杭盆地发现3.4 Ga碎屑锆石

江思宏，梁清玲，王少怀，张莉莉，刘春花，刘翼飞

1）中国地质科学院矿产资源研究所， 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室， 北京 100037；2）四川省冶金地质勘查局六〇六大队， 四川成都 611730； 3）福州大学紫金矿业学院， 福建福州 350108

福建上杭盆地发现3.4 Ga碎屑锆石

江思宏1），梁清玲2），王少怀3），张莉莉1），刘春花1），刘翼飞1）

1）中国地质科学院矿产资源研究所， 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室， 北京 100037；2）四川省冶金地质勘查局六〇六大队， 四川成都 611730； 3）福州大学紫金矿业学院， 福建福州 350108

碎屑锆石已经成为研究区域地质演化的一种重要手段。本文对华夏地块东部上杭盆地底部产出的含砾石英砂岩中的碎屑锆石开展了LA-MC-ICP-MS U-Pb测年和Hf同位素测量。结果表明， 这些碎屑锆石主要是岩浆锆石， 锆石年龄变化于328～3 403 Ma， 至少记录了10期的岩浆活动事件， 表明该地区曾经历了长期复杂的地质演化历史。与华夏地块其他地区的碎屑锆石或捕获锆石一样， 上杭盆地这些碎屑锆石年龄数据记录下了诸如晚太古代—早元古代地壳生长事件、哥伦比亚超大陆和Rodinia超大陆的汇聚与裂解、冈瓦纳大陆的聚合等全球主要地质事件， 以及具有华夏地块特征的早古生代强烈的板内造山运动（武夷—云开运动）。最高峰值年龄出现在450 Ma， 表明研究区附近最为强烈的事件是加里东运动（当地称作武夷—云开运动， 或者广西运动）。Hf同位素数据表明， ɛHf（t）= -27.2 ～ 19.8， 绝大多数εHf（t）值小于0， 两阶段亏损地幔Hf模式年龄（tDM2）介于1 124～3 979 Ma， 峰值1 800～1 900 Ma， 表明其早期岩浆活动主要与大规模的新生地壳有关， 而晚期主要表现为对早期形成地壳的大规模改造， 古老物质的再循环， 很少有新生地壳增生。

碎屑锆石； 前寒武纪地质； 华夏地块； 上杭盆地； 福建

自从李献华等（1989）最早报道了在华南花岗岩中发现了25亿年的太古代残留锆石， 证明华南确实存在太古代古老地壳的再循环物质， 有很多学者在华南的广大地区发现和报道了太古宙的碎屑锆石或捕获锆石， 并对其地质意义进行了深入探讨（如：李献华等， 1991， 1998； 甘晓春等， 1996； 于津海等，2005； 向磊和舒良树， 2010； Yu et al.， 2010； Wan et al.， 2010； Wang et al.， 2011， 2015； Yao et al.， 2011，2012； Li et al.， 2012， 2014； Li Z X et al.， 2012； Yao W H et al.， 2012， 2015； 徐亚军等， 2013； Zhao et al.，2014， 2015； Lan et al.， 2015； Zhang et al.， 2015；Zhou et al.， 2015； Zheng et al.， 2011）， 其中徐亚军等（2013）在广西南宁西部的西大明山寒武系砂岩中发现了一颗结晶年龄达4.1 Ga的碎屑锆石， 这是目前报道的在华南地区发现的最古老的锆石。到目前为止， 华夏地块上发现的地表出露最古老的岩石是浙江的八都岩群和陈蔡岩群以及福建的麻源群变质岩，年龄在1.89～1.83 Ga， 属于早元古代晚期（Li and Li，2007； Liu et al.， 2009； Yu et al.， 2009； Xia et al.， 2012；Li et al.， 2014）， 对于华夏地块到底有没有太古宙基底， 仍然存在很大争议（Zheng et al.， 2011； Li et al.，2014）。

福建上杭火山盆地是我国东南沿海地区众多中生代火山盆地中的一个典型代表， 沉积有早白垩世的杂色粗粒碎屑岩和火山岩， 以及晚白垩世的碎屑岩， 总厚度超过2 890 m。为了对该盆地活动的时间进行限定， 我们曾对盆地底部的底砾岩开展了碎屑锆石测年， 发现了一些太古宙的碎屑锆石， 有关数据已经发表（Jiang et al.， 2015）， 本次工作我们又补充测量了18颗碎屑锆石， 并开展了锆石的Hf同位素测量， 为该区的地质演化和华夏地块的前寒武纪地质与演化研究提供基础数据。

上杭火山盆地位于华夏地块东部（图1a）， 处于宣和复背斜和云霄—上杭深断裂交汇处。区域范围内出露的最古老基底为新元古界千枚岩和细粒变质砂岩， 位于上杭盆地东北部（图1b）。这些前寒武纪基底被泥盆—石炭系碎屑岩和灰岩不整合覆盖。白垩系火山-沉积岩主要产在上杭盆地内（图1b）， 为早白垩世杂色粗粒碎屑岩和火山岩， 以及晚白垩世的碎屑岩。地层走向NW—SE， 总厚度大于2 890 m，出露面积超过100 km2。根据岩石组合和形成的先后时间顺序， 这些岩石分别被划分为下白垩统石帽山群和上白垩统赤石群， 这两个群又分别由黄坑组和寨下组， 以及沙县组和崇安组组成。

黄坑组由上下两段组成， 其下段为杂色复成分砾岩、砂质砾岩， 夹粉砂岩， 代表上杭盆地沉积的开始； 上段喷发不整合沉积在其下段岩层上， 含有大量的火山岩， 包括玄武质安山岩、安山岩、粗面安山岩和英安岩， 并夹有砂质砾岩和粉砂岩。

寨下组整合沉积在黄坑组上面， 也是由上下段地层组成， 下段由杂色复成分砾岩、凝灰质砾岩和砂质砾岩组成， 夹有含砾石的硬砂岩、粉砂岩和流纹质晶屑凝灰岩； 上段由流纹岩、流纹斑岩、流纹质晶屑凝灰岩、流纹质晶质碎屑熔结凝灰岩， 夹有少量火山角砾岩、玄武质安山岩和凝灰岩， 不整合覆盖在寨下组下段和其他更老的地层上面。

沙县组地层出露在上杭盆地的西部， 岩性主要为红色粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩， 夹有复成分砂质砾岩、含砾砂岩和硬砂岩。崇安组地层出露在上杭盆地的西北部， 岩性主要为红色复成分砾岩、砂质砾岩夹含砾硬砂岩。

总的来说， 上杭火山盆地经历了从杂色粗粒碎屑沉积（黄坑组下段）， 到中基性和中酸性火山喷发（黄坑组上段）， 再到杂色粗粒碎屑岩（寨下组下段），和中酸性和酸性火山喷发（寨下组上段）的演化。杂色粗粒碎屑岩主要沉积在黄坑组下段和寨下组的下段， 砾石含量达60％～70％， 砾石大小80～400 mm。中基性至酸性火山岩的分布受中心式喷发机制的控制， 与NW向深断裂有关， 并且仅发育在黄坑组和寨下组。根据我们对上杭盆地内的火山岩开展的锆石U-Pb定年结果， 上杭盆地火山活动的形成时间从大约105～98 Ma， 持续了大约7 Ma（Jiang et al.，2015）。

1 样品采集及分析方法

样品SH12-5采自悦洋矿区西北部的黄坑组下段， 地理坐标： 25°11′29.6″N， 116°19′43.6″E（图1b），岩性为紫红色含砾石英砂岩（图2）。

图1　研究区大地构造位置图（a）与福建上杭火山盆地地质简图（b）（改编自Jiang et al.， 2015）Fig. 1 Sketch tectonic map showing the location of the study area （a） and simplified geological map of the Shanghang Basin （b） （modified after Jiang et al.， 2015）图中标出了开展碎屑锆石测年样品的采样位置Also shown is the sample location for LA-MC-ICP-MS detrital zircon U-Pb age dating reported in this paper

图2　上杭火山盆地底部紫红色含砾石英砂岩野外（a）和镜下照片（b） （Q-石英）Fig. 2 Outcrop photograph （a） and photomicrograph （b） of the conglomerate-bearing quartz sandstone from the basal part of Shanghang Basin （Q-Quartz）

图3　含砾石英砂岩中代表性锆石的CL图像（单位: Ma）Fig. 3 Representative CL images of zircon grains of the conglomerate-bearing quartz sandstone（unit: Ma）圆圈、圆圈附近的数字及数值分别代表激光原位剥蚀位置、分析点号和锆石U-Pb年龄Circle， the number near the circle and values represent the position of the laser in situ ablation， analytical point number and zircon U-Pb ages， respectively

图4　锆石U-Pb谐和图Fig. 4 Zircon U-Pb concordia diagram

图5　含砾石英砂岩中碎屑锆石年龄直方图Fig. 5 Histogram of the detrital zircon ages from the conglomerate-bearing quartz sandstone锆石年龄小于1 000 Ma， 采用206Pb/238U年龄值；锆石年龄大于1 000 Ma， 采用207Pb/206Pb年龄值The206Pb/238U age is used to represent the zircon age younger than 1 000 Ma， and the207Pb/206Pb age is used to represent the zircon age older than 1 000 Ma

用于LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年的锆石样品挑选是由廊坊市科大岩石矿物分选技术服务公司完成的。将挑选颗粒较好的锆石用环氧树脂固定，待环氧树脂充分固化后抛光至锆石露出核部， 然后进行锆石的阴极发光（CL）和电子相分析。锆石测年是在中国地质科学院矿产资源研究所LA-MC-ICP-MS实验室完成， 锆石定年分析所用仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。采用单点剥蚀的方式， 数据分析前用锆石GJ-1进行调试仪器， 使之达到最优状态， 锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标，U、Th含量以锆石M127（U： 923×10-6； Th： 439×10-6；Th/U）0.475为外标进行校正（Nasdala et al.， 2008）。测试过程中在每测定5～7个样品前后重复测定两个锆石GJ-1对样品进行校正， 并测量一个锆石Plesovice， 观察仪器的状态以保证测试的精确度。数据处理采用ICPMSDataCal 4.3程序（Liu et al.，2008）， 测量过程中绝大多数分析点206Pb/204Pb＞1000， 未进行普通铅校正，204Pb由离子计数器检测，204Pb含量异常高的分析点可能受包体等普通Pb的影响， 对204Pb含量异常高的分析点在计算时剔除， 锆石年龄谐和图用Isoplot 3.0程序获得。详细实验测试过程可参见侯可军等（2009）。本次样品分析过程中， Plesovice标样的分析结果为（337.4± 2.6） Ma（2σ， n=4， MSWD=0.003）， 对应的年龄推荐值为（337.1±0.4） Ma（2σ）（Sláma et al.， 2008） ， 两者在误差范围内完全一致。

锆石原位Hf同位素分析测试是在中国地质科学院地质研究所大陆动力学国家实验室的N e w w a v e U P 2 1 3紫外激光剥蚀系统（LA-MC-ICP-MS）上完成的。实验过程中使用锆石国际标样GJ1为参考， Hf同位素分析点在U-Pb分析点上进行， 采用He作为剥蚀物质载气， 剥蚀直径采用44 μm， 剥蚀时间为26.2 s。分析流程及Yb、Lu的校正方法详见侯可军等（2007）。

表1　 含砾石英砂岩中碎屑锆石的 LA-ICP-MS 测年结果Table 1　LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of the conglomerate-bearing quartz sandstone

续表1　

表2　 含砾石英砂岩中的碎屑锆石原位 Hf 同为素分析结果table 2　In situ zircon Hf isotopic compositions of the conglomerate-bearing quartz sandstone

续表2　

2 分析结果

2.1 锆石U-Pb测年结果

样品SH12-5的含砾石英砂岩中所含碎屑锆石形态为圆形到半自形结构， 锆石晶体长度为100～150 μm， 半自形晶锆石的长宽比从1：1到2：1。除了一颗锆石的Th/U比值为0.17， 小于0.2， 其他均大于0.2（表1）， 并且大多数锆石具有震荡的生长环带， 因此可以认为锆石主要是岩浆成因（图3）。在谐和图上（图4）， 可以看到＞1.4 Ga的锆石都不同程度地发生了Pb的丢失。因此， 对于206Pb/238U年龄小于1 000 Ma的锆石， 采用206Pb/238U年龄值； 对于206Pb/238U年龄大于1 000 Ma的锆石， 采用207Pb/206Pb年龄值， 结果43粒锆石中获得了42个有效的年龄数据， 这些锆石年龄变化于328～3 403 Ma，主要峰值出现在450 Ma（图5）其中太古宙年龄的锆石有6颗， 元古宙年龄的锆石有16颗， 古生代年龄的锆石有20颗。在这42个锆石测年数据中， 其中有17个锆石的测点年龄相对比较集中， 其206Pb/238U表面年龄范围从（440.4±6.8） Ma到（450.7±10.4） Ma， 获得的加权平均年龄为（445.8± 2.5） Ma（MSWD=0.24； Jiang et al.， 2015）， 被解释为这些锆石原岩（应为岩浆岩）的侵位年龄。

2.2 锆石Hf同位素分析结果

碎屑锆石原位Hf同位素分析结果详见表2 ， 并投在图6中。

对含砾石英砂岩中的碎屑锆石进行了锆石Hf同位素分析， 42个锆石测点给出了变化较大的Hf同位素组成， 其176Hf/177Hf变化于0.280 759 ～0.282 450， ɛHf（t）= -27.2 ～ 19.8， 绝大多数εHf（t）值小于0（表2， 图6b）。两阶段亏损地幔Hf模式年龄（tDM2）介于1 124～3 979 Ma， 峰值1 800～1 900 Ma（图6a；表2）。

3 讨论

3.1 锆石形态对源区的示踪

对于碎屑锆石来说， 其形态能够比较好地说明其所经历的搬运距离。从图3可以看出， 这些碎屑锆石为圆形-椭圆形或半自形结构， 并且多数锆石有增生边。圆形-椭圆形锆石的磨蚀痕迹非常明显，表明这些锆石曾经历了长期的搬运或者多期的沉积作用， 相反， 那些半自形的锆石表明搬运距离较短。在上杭盆地演化早期， 其底部沉积的含砾石英砂岩和其他的砾岩总体分选性差， 应该都是盆地早期快速沉淀沉积产物， 所以这些沉积物（包括锆石）应该不会搬运太远， 几乎就是盆地附近岩石剥蚀沉淀的产物。从地质年代上来看， 这些圆形-椭圆形锆石的年龄基本上都是在前寒武纪， 表明这些前寒武纪的碎屑锆石可能经历了多期的沉积作用， 曾经经历了长期的搬运， 从而被磨蚀形成现在的这种圆形-椭圆形结构。因此， 这些锆石原来可能并不是产在上杭盆地的周边地区， 尽管发现了大量的太古宙碎屑锆石， 也很难判断上杭盆地周边地区就一定存在太古宙基底， 但是， 这并不影响通过碎屑锆石年龄的统计， 来获得对本区所在区域地质演化的认识。

3.2 前寒武纪年龄的碎屑锆石及其地质意义

3.2.1 3.4 Ga碎屑锆石

从全球来看， 尽管在3 400～3 000 Ma有几个花岗岩活动的峰值， 但是只有3 300 Ma峰值的花岗岩在全球主要克拉通都有分布， 而其他时代的花岗岩分布较为零星（Condie et al.， 2009）。本文有1颗碎屑锆石年龄为3 403 Ma， 与澳大利亚伊尔岗克拉通Jack Hills石英岩和Narryer片麻岩里面的碎屑锆石年龄（峰值3 380 Ma）近于一致（Crowley et al.， 2005）。而华夏地块西南部的碎屑锆石也记录有3.3 Ga的地质事件， 可能反映了古太古代时期的地壳生长事件（Zhao et al.， 2015）。该3.4 Ga碎屑锆石的εHf（t）值为3.9， 靠近亏损地幔演化线（图6b）， 同样记录了古太古代时期的地壳生长事件。

3.2.2 晚太古宙—早元古代早期碎屑锆石

晚太古代是地球历史上花岗岩侵位和年轻陆壳生长最为重要的时期， 并可以进一步划分出两个高峰期， 分别在大约2.7 Ga（如澳大利亚、劳伦古大陆和欧洲）和2.5 Ga（如华北、印度和南极东部）（Condie et al.， 2009； Li et al.， 2014）。本文有5颗锆石年龄集中在2 567～2 365 Ma， 峰值在2 500 Ma，还有1颗锆石年龄在2 786 Ma， 其εHf（t）值分别为-8.4 ～ -1.0和-11.6。这6颗锆石年龄与全球晚太古代古陆核生长事件基本一致， 但是其较低的εHf（t）值也表明有较多的古老地壳物质的再循环。在华南地区， 很多地区的碎屑锆石或捕获锆石记录下了这一期重要的地质事件（Li et al.， 2014）， 如华南中—上二叠统地层、赣南地区泥盆纪和奥陶纪粗碎屑岩、广西云开地体上的二云母片麻岩和海南岛地区的寒武—志留纪砂岩中的碎屑锆石等（Wan et al.， 2010；向磊和舒良树， 2010； Li et al.， 2012， 2014； Zhou et al.， 2015）。

3.2.3 早元古代晚期—中元古代碎屑锆石

本文有3颗锆石年龄分别为1 929 Ma、1 891 Ma和1 847 Ma， 与前人报道的武夷山地区的古元古代花岗岩的时间（1.89～1.86 Ga）近于一致（Yu et al.，2010）， 其εHf（t）值分别为-3.0， -1.8和-1.4， 可能代表了该地区的一次地壳活化与再造事件， 并可能有地幔物质的参与。从全球来看， 与全球哥伦比亚超大陆的聚合时间基本吻合。

图6　锆石Hf模式年龄直方图（a）和锆石U-Pb年龄与εHf（t）值关系图解（b）Fig. 6 Histogram of zircon Hf model ages （a） and plot of zircon U-Pb ages versus εHf（t） values （b）

有2颗锆石年龄分散在1 691 Ma和1 584 Ma，其εHf（t）值分别为19.6和-0.7， 这一时间段的年龄数据相对比较少， 数据比较分散和零星， 可能与Columbia超大陆汇聚后发生的较弱的陆内岩浆活动有关， 如华夏地块西南部海南岛地区1.43 Ga侵入的非造山花岗岩类（Li et al.， 2002）。

而1颗1 213 Ma的碎屑锆石与Yao等（2011）报道的赣南奥陶纪砂岩中的年龄峰值在1 250 Ma的碎屑锆石一致， 可能与Rodinia最终聚合之前大洋板块俯冲有关的弧岩浆作用有关（Yao et al.， 2011），其较高的εHf（t）值（2.9）， 表明有较多的地幔物质参与。

3.2.4 新元古代碎屑锆石

这一时期的锆石年龄数据较多， 总体可分为四期：

（1）有2颗锆石年龄分别为989 Ma和981 Ma，εHf（t）值分别为-0.8和-0.6。这个时间与全球Grenville造山期大致相当， 与Rodinia汇聚事件一致。在华南， 这个时间与赣东北田里片岩的变质变形时间（1.04～0.94 Ga）相当（Li et al.， 2007）， 大致相当于扬子地块与华夏地块拼合的时间（Li et al.， 2008；Li et al.， 2009）， 即四堡运动的时间。

（2）2颗锆石年龄分别为802 Ma和776 Ma， 这个时间段落在全球Rodinia超大陆裂解发生的时间范围内， 区域上相对应的还有闽中马面山双峰式火山岩的喷发时间（818±9） Ma（Li et al.， 2005）。新元古代期间年龄在830～750 Ma的非造山火成岩在华南、韩国和Rodinia大陆的其他地区（包括澳大利亚、南非、北美、印度和马达加斯加）广泛分布， 被认为与由超级地幔柱引起的Rodinia超大陆的裂解有关（Li et al.， 1999， 2003； Li et al.， 2005）。2颗锆石的εHf（t）值分别为-10.0和-8.1， 表明有较多的古老地壳物质参与。

（3）有3颗锆石年龄集中在685～680 Ma， 这一年龄值在华夏地块尚未见报道， 但是与扬子地块南秦岭地区耀岭河群火山岩和基性侵入岩群年龄分别为（685±5） Ma和（679±3） Ma（Ling et al.， 2008）相当， 这个时期扬子与华夏地块已经拼合在一起， 反映了整个华南当时处于板内的伸展构造环境。这3颗锆石的εHf（t）值变化范围较大， 从-14.3～2.7， 表明地幔物质和古老地壳物质不均匀地参与了这期岩浆事件。

（4）有2颗锆石年龄分别为582 Ma和578 Ma，对应的是东、西冈瓦纳等陆块拼贴聚合的泛非事件，这一事件在华夏地块里面有广泛记录， 如， 赣南地区泥盆纪和奥陶纪粗碎屑岩、江西武功山杂岩里的奥陶纪变质砂岩和广西西大明山寒武系砂岩中的碎屑锆石中都有这一期的年龄峰值（向磊和舒良树，2010； Yao et al.， 2011； 徐亚军等， 2013； Wang et al.，2015）， 被认为与泛非期的碰撞造山形成的S型花岗岩有关（Li et al.， 2014）。这2颗锆石的εHf（t）值分别为-16.4和-27.2， 表明这期岩浆事件以古老地壳物质的活化为主。

3.3 显生宙年龄的碎屑锆石及其地质意义

上杭盆地底部含砾石英砂岩中42颗碎屑锆石中的19颗锆石年龄分布在465～406 Ma， 峰值450 Ma， 表明这期岩浆活动在研究区附近非常强烈。这一年龄段正是全球各地褶皱造山-岩浆活动的高峰期， 称加里东事件， 而在我国华南一带也被称作武夷—云开运动， 或者广西运动， 本文将近一半的碎屑锆石记录下了这期在本区最为强烈的岩浆活动事件。赣南地区的泥盆纪粗碎屑岩、华南地区晚二叠世砂岩和海南岛的志留纪砂岩中的碎屑锆石里都含有大量的这期锆石（向磊和舒良树， 2010； Li et al.， 2012； Zhou et al.， 2015）， 被认为是一次板内的造山运动（Yao J L et al.， 2012）。这19颗锆石的εHf（t）值变化于-10.6 ～ -3.7， TDM2介于1 664～2 099 Ma（表2，图6）， 反映可能为古元古代新生地壳物质的活化产物。

还有1颗碎屑锆石的年龄为328 Ma， εHf（t）值为-9.7， 在晚泥盆世和早石炭世—中三叠世期间， 整个华南基本处在一个稳定的滨海—浅海环境， 没有出现大规模的火山活动（舒良树， 2012）， 在前人的碎屑锆石研究中也未见有石炭纪的碎屑锆石年龄的报道。因此有可能为一个局部地质事件， 但是这颗锆石年龄数据的具体地质意义还有待于进一步研究确定。

4 结论

总之， 上杭盆地底部产出的含砾石英砂岩中的碎屑锆石包含了丰富的区域地质背景及演化信息，其锆石年龄最早可以追索到古太古代， 至少记录了10期的岩浆活动事件， 表明该地区曾经历了长期复杂的地质演化历史， 其中最为强烈的事件是加里东运动（当地称作武夷—云开运动， 或者广西运动），表明对早期形成地壳的大规模改造。与华夏地块其他地区的碎屑锆石或捕获锆石一样， 上杭盆地这些碎屑锆石年龄数据记录下了诸如晚太古代—早元古代地壳生长事件、哥伦比亚超大陆和Rodinia超大陆的汇聚与裂解、冈瓦纳大陆的聚合等全球主要地质事件， 以及具有华夏地块特征的早古生代强烈的板内造山运动（武夷—云开运动）。Hf同位素数据表明， 早期岩浆活动主要与大规模的新生地壳有关，而晚期主要表现为对早期形成地壳的大规模改造，古老物质的再循环， 很少有新生地壳增生。

致谢： 感谢《地球学报》编辑部的邀稿。仅将此拙作献给中国地质科学院成立60华诞。

Acknowledgements:

This study was supported by The Special Scientific Research Fund of Public Welfare Profession of Ministry of Land and Resources of the People's Republic of China （No. 200911007-1-17）.

甘晓春， 赵风清， 金文山， 孙大中. 1996. 华南火成岩中捕获锆石的早元古代-太古宙U-Pb年龄信息［J］. 地球化学， 25（2）：112-120.

侯可军， 李延河， 田有荣. 2009. LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术［J］. 矿床地质， 28（4）： 481-492.

侯可军， 李延河， 邹天人， 曲晓明， 石玉若， 谢桂青. 2007. LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素的分析方法及地质应用［J］.岩石学报， 23（10）： 2595-2604.

李献华， TATSUMOTO M， 桂训唐. 1989. 华南汤湖花岗岩中25亿年太古代残留锆石的发现及其意义初探［J］. 科学通报，（3）： 206-209.

李献华， 王一先， 赵振华， 陈多福， 张宏. 1998. 闽浙古元古代斜长角闪岩的离子探针锆石U-Pb年代学［J］. 地球化学，27（4）： 327-334.

李献华， 赵振华， 桂训唐， 于津生. 1991. 华南前寒武纪地壳形成时代的Sm-Nd和锆石U-Pb同位素制约［J］. 地球化学， （3）：255-264.

舒良树. 2012. 华南构造演化的基本特征［J］. 地质通报， 31（7）：1035-1053.

向磊， 舒良树. 2010. 华南东段前泥盆纪构造演化： 来自碎屑锆石的证据［J］. 中国科学： 地球科学， 40（10）： 1377-1388.

徐亚军， 杜远生， 黄宏伟， 黄志强， 胡丽沙， 朱延辉， 余文超. 2013. 华南发现4.1 Ga的碎屑锆石［J］. 科学通报， 58（3）：240-246.

于津海， 周新民， O’REILLY Y S， 赵蕾， GRIFFIN W L， 王汝成，王丽娟， 陈小明. 2005. 南岭东段基底麻粒岩相变质岩的形成时代和原岩性质： 锆石的U-Pb-Hf同位素研究［J］. 科学通报， 50（16）： 1758-1767.

CONDIE K C， BELOUSOVA E， GRIFFIN W L， SIRCOMBE K N. 2009. Granitoid events in space and time： Constraints from igneous and detrital zircon age spectra［J］. Gondwana Research， 15： 228-242.

CROWLEY J L， MYERS J S， SYLVESTER P J， COX R A. 2005. Detrital zircon from the Jack Hills and Mount Narryer， Western Australia： Evidence for diverse ＞4.0 Ga source rocks［J］. Journal of Geology， 113： 239-264.

GAN Xiao-chun， ZHAO Qing-feng， JIN Wen-shan， SUN Da-zhong. 1996. The U-Pb ages of early Proterozoic-Archean Zircons captured by igneous rocks in Southern China［J］. Geochimica，25（2）： 112-120（in Chinese with English abstract）.

HOU Ke-jun， LI Yan-he， TIAN You-rong. 2009. In situ U-Pb zircon dating using laser ablation-multi ion couting-ICP-MS［J］. Mineral Deposits， 28（4）： 481-492（in Chinese with English abstract）.

HOU Ke-jun， LI Yan-he， ZHOU Tian-ren， QU Xiao-ming， SHI Yu-ruo， XIE Gui-qing. 2007. Laser ablation-Mc-ICP-MS technique for Hf isotope microanalysis of zircon and its geological applications［J］. Acta Petrologica Sinica， 23（10）：2595-2604（in Chinese with English abstract）.

JIANG Si-hong， BAGAS L， LIANG Qing-ling. 2015. New insights into the petrogenesis of volcanic rocks in the Shanghang Basin in the Fujian Province， China［J］. Journal of Asian Earth Sciences， 105： 48-67.

LAN Zhong-wu， LI Xian-hua， ZHANG Qi-rui， LI Qiu-li. 2015. Global synchronous initiation of the 2nd episode of Sturtian glaciation： SIMS zircon U-Pb and O isotope evidence from the Jiangkou Group， South China［J］. Precambrian Research，267： 28-38.

LI Wu-xian， LI Xian-hua， LI Zheng-xiang， LOU Fa-sheng. 2008. Obduction-type granites within the NE Jiangxi Ophiolite： Implications for the final amalgamation between the Yangtze and Cathaysia Blocks［J］. Gondwana Research， 13： 288-301.

LI Wu-xian， LI Xian-hua， LI Zheng-xiang. 2005. Neoproterozoic bimodal magmatism in the Cathaysia Block of South China and its tectonic significance［J］. Precambrian Research， 136：51-66.

LI Xian-hua， LI Wu-xian， LI Zheng-xiang， LO Ching-hua， WANG Jian， YE Mei-fang， YANG Yue-heng. 2009. Amalgamation between the Yangtze and Cathaysia Blocks in South China：Constraints from SHRIMP U-Pb zircon ages， geochemistry and Nd-Hf isotopes of the Shuangxiwu volcanic rocks［J］. Precambrian Research， 174： 117-128.

LI Xian-hua， LI Zheng-xiang， HE Bin， LI Wu-xian， LI Qiu-li， GAO Yu-ya， WANG Xuan-ce. 2012. The Early Permian active continental margin and crustal growth of the Cathaysia Block： In situ U-Pb， Lu-Hf and O isotope analyses of detrital zircons［J］. Chemical Geology， 328： 195-207.

LI Xian-hua， LI Zheng-xiang， LI Wu-xian. 2014. Detrital zircon U-Pb age and Hf isotope constrains on the generation and reworking of Precambrian continental crust in the Cathaysia Block， South China： A synthesis［J］. Gondwana Research， 25：1202-1215.

LI Xian-hua， TATSUMOTO M， GUI Xun-tang. 1989. Archean residual zircon of 2.5 Ga discovered in the Tang Lake granite of South China［J］. Chinese Science Bulletin， （3）： 206-209（in Chinese）.

LI Xian-hua， WANG Yi-xian， ZHAO Zhen-hua， CHEN Duo-fu，ZHANG Hong. 1998. SHRIMP U-Pb zircon geochronology for amphibolites from the Precambrian basement in SW Zhejiang and NW Fujian Provinces［J］. Geochimica， 27（4）：327-334（in Chinese with English abstract）.

LI Xian-hua， ZHAO Zhen-hua， GUI Xun-tang， YU Jin-sheng. 1991. Sm-Nd isotopic and zircon U-Pb constraints on the age of formation of the Precambrian crust in Southeast China［J］. Geochimica， （3）： 255-264（in Chinese with English abstract）.

LI Z X， LI X H， KINNY P D， WANG J. 1999. The breakup of Rodinia： did it start with a mantle plume beneath South China？［J］. Earth & Planetary Science Letters， 173（3）：171-181.

LI Z X， LI X H， KINNY P D，WANG J， ZHANG S， ZHOU H. 2003. Geochronology of Neoproterozoic syn-rift magmatism in the Yangtze Craton， South China and correlations with other continents： evidence for a mantle superplume that broke up Rodinia［J］. Precambrian Research， 122（S1-4）： 85-109.

LI Z X， LI X H. 2007. Formation of the 1300-km-wide intracontinental orogen and postorogenic magmatic province in Mesozoic South China： A flat-slab subduction model［J］. Geology，35（2）： 179-182.

LI Z X， WARTHO J A， OCCHIPINTI S， ZHANG C L， LI X H，WANG J， BAO C M. 2007. Early history of the eastern Sibao Orogen （South China） during the assembly of Rodinia： New mica40Ar/39Ar dating and SHRIMP U-Pb detrital zircon provenance constraints［J］. Precambrian Research， 159： 79-94.

LI Zheng-xiang， LI Xian-hua， CHUNG Sun-lin， LO Ching-hua，XU Xi-sheng， LI Wu-xian. 2012. Magmatic switch-on and switch-off along the South China continental margin since the Permian： Transition from an Andean-type to a Western Pacific-type plate boundary［J］. Tectonophysics， 532-535：271-290.

LI Zheng-xiang， LI Xian-hua， ZHOU Han-wen， KINNY P D. 2002. Grenvillian continental collision in south China： New SHRIMP U-Pb zircon results and implications for the configuration of Rodinia［J］. Geology， 30（2）： 163-166.

LING W L， REN B F， DUAN R C， LIU X M， MAO X W， PENG L H， LIU Z X， YANG H M. 2008. Timing of the Wudangshan，Yaolinghe volcanic sequences and mafic sills in South Qinling：U-Pb zircon geochronology and tectonic implication［J］. Chinese Science Bulletin， 53（14）： 2192-2199.

LIU R， ZHOU H W， ZHANG L， ZHONG Z Q， ZENG W， XIANG H， JIN S， LU X Q， LI C Z. 2009. Paleoproterozoic reworking of ancient crust in the Cathaysia Block， South China： Evidence from zircon trace elements， U-Pb and Lu-Hf isotopes［J］. Chinese Science Bulletin， 54（9）： 1543-1554.

LIU Yong-sheng， HU Zhao-chu， GAO Shan， GUNTHER D， XU Juan， GAO Chang-gui， CHEN Hai-hong. 2008. In situ analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard［J］. Chemical Geology， 257： 34-43.

NASDALA L， HOFMEISTER W， NORBERG N， MATTINSON J M， CORFU F， DOR W， KAMO S L， KENNEDY A K，KRONZ A， RAYNERS P W， FREI D， KOSLER J， WAN YUSHENG， GÖTZE J， HÖGER T， KRÖNER A， VALLEY J. 2008. Zircon M257 - a Homogeneous Natural Reference Material for the Ion Microprobe U-Pb Analysis of Zircon［J］. Geostandards and Geoanalytical Research， 32： 247-265.

SHU Liang-shu. 2012. An analysis of principal features of tectonic evolution in South China Block［J］. Geological Bulletin of China， 31（7）： 1035-1053（in Chinese with English abstract）.

SLÁMA J， KOSLER J， CONDON D J， CROWLEY J L， GERDES A， HANCHAR J M， HORSTWOOD M S A， MORRIS G A，NASDALA L， NORBERG N， SCHALTEGGER U，SCHOENE B， TUBRETT M N， WHITEHOUSE M J. 2008. Plesovice zircon — A new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis［J］. Chemical Geology， 249：1-35.

WAN Yu-sheng， LIU Dun-yi， WILDE S A， CAO Jian-jin， CHEN Bin， DONG Chun-yan， SONG Biao， DU Li-lin. 2010. Evolution of the Yunkai Terrane， South China： Evidence from SHRIMP zircon U-Pb dating， geochemistry and Nd isotope［J］. Journal of Asian Earth Sciences， 37： 140-153.

WANG Jing-qiang， SHU Liang-shu， SANTOSH M， XU Zhi-qin. 2015. The Pre-Mesozoic crustal evolution of the CathaysiaBlock， South China： Insights from geological investigation，zircon U-Pb geochronology， Hf isotope and REE geochemistry from the Wugongshan complex［J］. Gondwana Research，28： 225-245.

WANG Yue-jun， ZHANG Ai-mei， FAN Wei-ming， ZHAO Guo-chun， ZHANG Guo-wei， ZHANG Yu-zhi， ZHANG Fei-fei， LI San-zhong. 2011. Kwangsian crustal anatexis within the eastern South China Block： Geochemical， zircon U-Pb geochronological and Hf isotopic fingerprints from the gneissoid granites of Wugong and Wuyi-Yunkai Domains［J］. Lithos， 127： 239-260.

XIA Y， XU X S， ZHU K Y. 2012. Paleoproterozoic S- and A-type granites in southwestern Zhejiang： Magmatism， metamorphism and implications for the crustal evolution of the Cathaysia basement［J］. Precambrian Research， 216-219：177-207.

XIANG Lei， SHU Liang-shu. 2010. Pre-Devonian tectonic evolution of the eastern South China Block： Geochronological evidence from detrital zircons［J］. Sci China Earth Sci， 40（10）：1377-1388（in Chinese）.

XU Ya-jun， DU Yuan-sheng， HUANG Hong-wei， HUANG Zhi-qiang， HU Li-sha， ZHU Yan-hui， YU Wen-chao. 2012. Detrital zircon of 4.1 Ga in South China［J］. Chinese Science Bulletin 57（33）： 4356-4362.

YAO Jin-long， SHU Liang-shu， SANTOSH M， LI Jin-yi. 2012. Precambrian crustal evolution of the South China Block and its relation to supercontinent history： Constraints from U-Pb ages， Lu-Hf isotopes and REE geochemistry of zircons from sandstones and granodiorite［J］. Precambrian Research，208-211： 19-48.

YAO Jin-long， SHU Liang-shu， SANTOSH M. 2011. Detrital zircon U-Pb geochronology， Hf-isotopes and geochemistry—New clues for the Precambrian crustal evolution of Cathaysia Block， South China［J］. Gondwana Research， 20：553-567.

YAO Wei-hua， LI Zheng-xiang， LI Wu-xian， SU Li， YANG Jin-hui. 2015. Detrital provenance evolution of the Ediacaran-Silurian Nanhua foreland basin， South China［J］. Gondwana Research，28： 1449-1465.

YAO Wei-hua， LI Zheng-xiang， LI Wu-xian， WANG Xuan-ce， LI Xian-hua， YANG Jin-hui. 2012. Post-kinematic lithospheric delamination of the Wuyi-Yunkai orogen in South China：Evidence from ca. 435Ma high-Mg basalts［J］. Lithos， 154：115-129.

YU J H， WANG L J， GRIFFIN W L， O'REILLY S Y， ZHANG M， LI C Z， SHU L S. 2009. A Paleoproterozoic orogeny recorded in a long-lived cratonic remnant （Wuyishan terrane）， eastern Cathaysia Block， China［J］. Precambrian Research， 174：347-363.

YU Jin-hai， O’REILLY S Y， WANG Li-juan， GRIFFIN W L，ZHOU Mei-fu， ZHANG Ming， SHU Liang-shu. 2010. Components and episodic growth of Precambrian crust in the Cathaysia Block， South China： Evidence from U-Pb ages and Hf isotopes of zircons in Neoproterozoic sediments［J］. Precambrian Research， 181： 97-114.

YU Jin-hai， ZHOU Xin-min， O’REILLY Y S， ZHAO Lei， GRIFFIN W L， WANG Ru-cheng， WANG Li-juan， CHEN Xiao-ming. 2005. Formation history and protolith characteristics of granulite facies metamorphic rock in Central Cathaysia deduced from U-Pb and Lu-Hf isotopic studies of single zircon grains［J］. Science Bulletin， 50（18）： 2080-2089.

ZHANG Chuan-lin， SANTOSH M， ZHU Qing-bo， CHEN Xiang-yan， HUANG Wen-cheng. 2015. The Gondwana connection of South China： Evidence from monazite and zircon geochronology in the Cathaysia Block［J］. Gondwana Research， 28： 1137-1151.

ZHAO Lei， ZHOU Xi-wen， ZHAI Ming-guo， SANTOSH M，CENG Yuan-sheng. 2015. Zircon U-Th-Pb-Hf isotopes of the basement rocks in northeastern Cathaysia block， South China：Implications for Phanerozoic multiple metamorphic reworking of a Paleoproterozoic terrane［J］. Gondwana Research， 28：246-261.

ZHAO Lei， ZHOU Xi-wen， ZHAI Ming-guo， SANTOSH M， MA Xu-dong， SHAN Hou-xiang， CUI Xia-hong. 2014. Paleoproterozoic tectonic transition from collision to extension in the eastern Cathaysia Block， South China： Evidence from geochemistry， zircon U-Pb geochronology and Nd-Hf isotopes of a granite-charnockite suite in southwestern Zhejiang［J］. Lithos， 184-187： 259-280.

ZHENG J P， GRIFFIN W L， LI L S， REILLY S Y O， PEARSON N J， TANG H Y， LIU G L， ZHAO J H， YU C M， SU Y P. 2011. Highly evolved Archean basement beneath the western Cathaysia Block， South China［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 75： 242-255.

ZHOU Yun， LIANG Xin-quan， LIANG Xi-rong， JIANG Ying，WANG Ce， FU Jiang-gang， SHAO Tong-bin. 2015. U-Pb geochronology and Hf-isotopes on detrital zircons of Lower Paleozoic strata from Hainan Island： New clues for the early crustal evolution of southeastern South China［J］. Gondwana Research， 27： 1586-1598.

The Discovery of 3.4 Ga Detrital Zircon in Shanghang Basin of Fujian Province

JIANG Si-hong1）， LIANG Qing-ling2）， WANG Shao-huai3）， ZHANG Li-li1）， LIU Chun-hua1）， LIU Yi-fei1）
1） MLR Key Laboratory of Metallogeney and Mineral Assessment， Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing 100037；2） No. 606 Exploration Party of Sichuan Metallurgical & Geological Exploration Bureau， Chengdu， Sichuan 611730；3） Zijin College of Mining， Fuzhou University， Fuzhou， Fujian 350108

The detrital zircons have become one of the major tools for the study of regional geological evolution. In this paper， the authors conducted the LA-MC-ICP-MS U-Pb dating and Hf isotopic analysis for the detrital zircons from the conglomerate-bearing quartz sandstone occurring in the basal part of the Shanghang basin in Cathaysia Block. It is shown that these detrital zircons are magmatic in origin. The age data obtained from these detrital zircons range from 3 403 Ma to 328 Ma， which document at least 10 magmatic events in the region，indicating a long and complex geological evolution. Similar to ages of the detrital and captured zircons in other regions of the Cathaysia Block， the ages of the detrital zircons from the Shanghang basin reveal the global events，such as the Neoarchean-Paleoproterozoic crustal growth event， the assembly and breakup of supercontinents Columbia and Rodinia， and the assembly of Gondwana as well as regional events， such as the Early Paleozoic intense intraplate orogeny （Wuyi-Yunkai orogeny） with the characteristics of the Cathaysia Block. The most prominent 450 Ma peak indicates that the Caledonian orogeny （locally called Wuyi-Yunkai orogeny or Kwangsian orogeny） is the most important event in the region. The in situ Hf isotope compositions give a large range of εHf（t） values （-27.2 to 19.8） with two-stage model ages （tDM2） of 1 124～3 979 Ma （peak of 1 800～1 900 Ma）. The Hf data suggest that the early magmatism was mainly associated with the large scale crustalgrowth， while the late one was related to the reworking of the early crust， involving the recycling of older crustal components with less juvenile crustal growth.

detrital zircon； Precambrian geology； Cathaysia Block； Shanghang basin； Fujian Province

P578.941； P597

A

10.3975/cagsb.2016.05.12

本文由国土资源部公益性行业科研专项（编号： 200911007-1-17）资助。

2016-01-27； 改回日期： 2016-04-18。责任编辑： 闫立娟。

江思宏， 男， 1968年生。博士， 研究员， 博士生导师。主要从事金属矿床成矿规律研究。E-mail： jiangsihong1@163.com。