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桂东南大瑶山地区南华纪-寒武纪砂岩地球化学特征及对沉积构造环境的指示

2020-08-26农军年郭尚宇孙明行李昌明石伟民覃初礼

华南地质 2020年2期
关键词:寒武纪物源南华

农军年,郭尚宇,孙明行,李昌明,石伟民,覃初礼

NONG Jun-Nian1,GUO Shang-Yu2,SUN Ming-Hang2,LI Chang-Ming1,SHI Wei-Min1,QIN Chu-Li1

(1.中国-东盟地学合作中心,南宁530023;2.广西地质调查院,南宁530023)

(1.China-ASEAN Geological Cooperation Center,Nanning 530023,Guangxi,China;2.Guangxi Institute of Geological Survey,Nanning 530023,Guangxi,China)

前人对华南加里东期造山带的构造属性做了大量研究,但至今华南加里东期的构造属性仍然存在巨大的争议。归纳起来分歧的核心问题为扬子陆块和华夏陆块之间于加里东期是否存在华南洋。一些学者认为扬子陆块和华夏陆块之间于早古生代存在华南洋,直至早古生代末华南洋才闭合,华南加里东造山带应属弧-陆或陆-弧-陆碰撞拼贴的造山带[1-5];而另一些学者认为扬子陆块与华夏陆块自新元古代拼贴完成后一直处于陆内格局,两者间于早古生代不存在洋盆,华南加里东运动是陆内俯冲/碰撞的褶皱造山运动[6-9]。因此新元古代至早古生代期间扬子陆块和华夏陆块之间的盆地性质的厘定,是研究华南加里东期构造属性的关键。大量资料研究表明,沉积岩的化学物质组成特征可以很好记录物源区的性质及沉积盆地的构造环境[10-11]。桂东南大瑶山地区处于扬子陆块和华夏陆块结合地带,区内南华纪-寒武纪地层广泛出露,是厘定该时期扬子陆块与华夏陆块间是否存在“华南洋”的关键地带。虽然有些学者对华南加里东期的岩相古地理特征做过研究[12],但以沉积岩的地球化学特征手段研究该区南华纪-寒武纪物源性质与沉积-构造环境仍然相对薄弱。本文在桂东南大瑶山地区进行详细野外地质调查和岩相学研究的基础上,对该区南华纪-寒武纪地层中的砂岩进行系统的主量元素、微量元素以及稀土元素的研究,通过地球化学组成特征判别南华纪-寒武纪构造环境,综合当前华南地质研究成果资料,探讨华南地区新元古代-早古生代的构造属性。

1 区域地质概况

图1研究区地质简图及采样点(据文献[13]修改)Fig.1 Geological schematic map of the studied area and sampling locations

研究区大地构造处于扬子陆块与华夏陆块的结合带(图1),大瑶山隆起东南缘。区内出露大量南华纪-寒武纪地层,主体为一套由砂岩、泥岩组成的类复理石连续沉积建造。南华系岩性为一套浅变质的灰绿、青灰中-厚层状不等粒岩屑石英砂岩、石英杂砂岩、细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩构成向上变薄变细沉积旋回组合,下未见底,与上覆震旦系硅质岩呈整合接触。震旦系为一套浅变质的灰绿、青灰色不等粒杂砂岩,粉砂岩、粉砂质泥岩及泥页岩组合夹多层灰、灰白色薄-厚层状硅质岩或硅质页岩。震旦系顶底均为硅质岩,与上覆寒武系砂岩呈整合接触。寒武系为一套浅变质的厚层—块层状变质中细粒杂岩、长石石英杂砂岩、岩屑石英砂岩、泥岩,与上覆泥盆系砾岩呈角度不整合接触。南华纪-寒武纪地层发育水平层理、包卷层理,变形构造,局部见正粒序层理,微凹凸不平的冲刷面,重荷模、沟模。此外,发育有砂包泥(图2a)、板状交错层理(图2b)、泥砾等相对高能的浅水沉积环境的标志物,受加里东运动影响强烈变形,形成NE-SW向为主的紧密线状褶皱,尔后被加里东期花岗岩体侵位,并被下泥盆统角度不整合覆盖。

2 样品采集与测试

在藤县东荣镇北面、木格乡西部、古龙镇南面、平福乡等地,分别采集了南华系、震旦系和寒武系砂岩样品7件、2件和12件(采样位置见图1),并对这些样品进行主量元素、微量元素及稀土元素测试分析。样品测试在广州澳实分析检测有限公司完成。主量元素的测定:首先将试样与含有硝酸锂的助熔剂充分混合,至高温熔融,然后将熔融物倒入铂金模子使其形成扁平玻璃片状,再用X荧光光谱仪测试分析。X荧光光谱仪的分析精密度与准确度优于3%。微量元素的测定:首先将样品与偏硼酸锂/四硼酸锂熔剂均匀混合,然后放置于温度大于1025°C的熔炉中熔化,待熔液冷却后,用氢氟酸、盐酸和硝酸定容,最后用等离子体质谱仪(ICPMS)进行数据分析,分析精度优于5%。

3 分析结果

3.1 主量元素

图2南华系野外及境下照片Fig.2 Macroscopic and microscopic photographs of Nanhua Period stratum

南华纪-寒武纪砂岩样品的主量元素组成基本相近,详见表1。具有如下特征:SiO2含量中等,介于52.0~79.0 wt%;Al2O3含量9.63~23.90 wt%;Fe2O3含量1.26~8.84 wt%,CaO含量0.01~0.27 wt%,MgO含量0.50~4.29 wt%;K2O含量1.88~6.87 wt%;Na2O含量0.03~2.02 wt%;Ti2O含量0.51~1.06 wt%。Al2O3/SiO2比值为0.13~0.43,平均值为0.25;Fe2O3/MgO比值 为1.27~4.86,平 均 值 为2.87;Al2O3/(CaO+Na2O)比值为5.36~320.00,平均值为102.81,K2O/Na2O比值为1.06~98.33,平均值为33.20。

3.2 微量元素特征

微量元素含量见表2。南华纪-寒武纪砂岩样品在微量元素球粒陨石标准化蛛网图上(图3),表现出相似的变化曲线:亏损高场强元素Nb、P、Ti和大离子亲石元素Rb、K、Sr,富集高场强元素Th、U、Ta、Ce、Zr、Hf和大离子亲石元素Ba,与被动大陆边缘样品的特征相似。Rb/Sr介于1.01-15.96,平均值为5.08;Ba/Sr介于9.17-104.51,平均值为29.32。

3.3 稀土元素特征

稀土元素含量见表2。稀土总量较高,∑REE=97.99~359.11μg/g,平均值为234.19μg/g;∑LREE/∑HREE为4.24~15.09,(La/Yb)N为4.60~18.94,(La/Sm)N为3.02~7.00,属 轻 稀 土 富 集 型,且LREE与HREE分异较明显。在球粒陨石化标准化图(图3)中呈轻稀土相对富集,重稀土平缓的右倾配分模式,具有明显Eu负异常,Eu/Eu*值为0.54~0.79,平均值为0.64;Ce异常变化较大,Ce/Ce*值为0.38~1.05,平均值为0.81。以上特征与被动大陆边缘样品的稀土元素特征相似(图4)。

图3微量元素球粒陨石标准化蛛网图[14]Fig.3 Primitive mantle normalized trace elements spidergram

图4稀土元素球粒陨石标准化曲线图[14]Fig.4 Chondrite normalized rare earth elements patterns

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 54.4 74.5 77.5 52.8 56.4 23.42 12.32 11.18 22.11 23.57 6.31 3.61 4.00 7.57 5.74 0.01 0.03 0.02 0.08 0.01 1.38 1.34 1.28 2.40 1.18 0.12 2.02 0.53 0.12 0.14 5.73 2.15 1.88 6.55 6.13 0.85 0.51 0.62 0.93 0.91 0.01 0.02 0.03 0.03 0.01 0.11 0.09 0.10 0.09 0.04 0.15 0.09 0.06 0.19 0.13 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02 6.55 2.35 3.12 7.17 5.48 99.01 99.04 100.31 100.04 99.72 0.43 0.17 0.14 0.42 0.42 47.75 1.06 3.55 54.58 43.79 180.15 6.01 20.33 110.55 157.13 0.24 0.17 0.17 0.30 0.26 27.55 24.16 18.03 23.77 25.90纪10-1 77.4 10.02 4.07 0.20 1.30 1.67 2.10 0.68 0.04 0.13 0.06 0.02 1.57 99.29 0.13 1.26 5.36 0.21 14.74果(wt%)结析分素元量主岩砂纪武-寒纪华南南东桂1表Table 1 Major elements of Nanhuan-Cambrian Sandstone in Southeastern Guangxi 武寒纪旦震纪华南83-13 83-12 82-8 82-7 81-3 81-1 7-5 7-2 104-19 103-21 101-7 97-5 55.5 57.2 60.7 73.3 66.7 79.0 69.7 72.8 75.9 77.3 74.2 76.1 23.9 23.6 22.4 12.45 17.35 12.80 13.31 11.67 11.10 9.75 12.15 12.00 5.21 4.87 2.16 5.00 3.26 1.26 5.43 5.58 4.45 5.01 4.33 3.17 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.16 0.02 0.03 0.03 0.01 0.27 1.48 1.36 1.70 1.68 1.60 0.50 2.38 2.13 1.65 1.50 1.56 1.60 0.08 0.09 0.07 0.69 0.06 0.03 1.89 0.48 1.51 1.10 0.06 1.38 6.84 6.26 6.87 2.59 5.90 2.13 2.69 1.96 1.94 1.88 2.53 2.51 0.92 1.06 0.78 0.66 0.84 0.51 0.71 1.01 0.55 0.76 0.73 0.70 0.01 0.01 0.01 0.05 0.01<0.01 0.05 0.06 0.06 0.05 0.01 0.02 0.04 0.04 0.03 0.13 0.06 0.06 0.14 0.17 0.06 0.06 0.08 0.17 0.19 0.18 0.15 0.09 0.35 0.15 0.05 0.07 0.05 0.05 0.08 0.07 0.02 0.02 0.02 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 5.49 5.49 4.85 3.29 3.40 3.46 2.53 3.55 2.57 2.33 3.88 2.44 99.79 100.34 99.81 100.07 99.75 99.96 99.00 99.54 99.94 99.90 99.71 100.51 0.43 0.41 0.37 0.17 0.26 0.16 0.19 0.16 0.15 0.13 0.16 0.16 85.50 69.56 98.14 3.75 98.33 71.00 1.42 4.08 1.28 1.71 42.17 1.82 265.56 214.55 248.89 17.54 216.88 320.00 6.49 23.34 7.21 8.63 173.57 7.27 0.29 0.27 0.31 0.21 0.34 0.17 0.20 0.17 0.17 0.19 0.21 0.21 25.98 22.26 28.72 18.86 20.65 25.10 18.75 11.55 20.18 12.83 16.64 17.14 94-2 91-11 91-3 59.3 52.0 75.9 17.80 20.9 9.63 7.92 8.84 5.25 0.04 0.05 0.01 3.79 4.29 1.74 1.02 0.10 0.71 3.72 5.95 2.38 0.88 0.87 0.87 0.03 0.06 0.05 0.14 0.16 0.11 0.08 0.22 0.08 0.02 0.02 0.01 4.31 5.76 2.54 99.15 99.35 99.38 0.30 0.40 0.13 3.65 59.50 3.35 16.79 139.33 13.38 0.21 0.28 0.25 20.23 24.02 11.07代时号样SiO2 O3 Al2 O3 Fe2 CaO MgO O Na2 O K2 TiO2 MnO O5 P2 BaO O3 Cr2 LOI Total /SiO2 O3 Al2 O O/Na2 K2 O)/(CaO+Na2 O3 Al2 O3 O/Al2 K2/TiO2 O3 Al2

10-6 31.7 237 1445 25.1 1.3 16.8 31.7 162 4.7120 7.9631 510.55 170454.6 73.3 12.45 43.7 8.22 1.38 6.42 1.09 6.75 1.41 4.07 0.57 4.10 0.59 34.5 218.65 193.65 25.00 7.75 9.55 0.56 0.66 10-5 59.3 90.5 633 12.55 0.8 10.6 59.3 187 5.160 2.36 15.7 36.56 61266.2 48.9 12.90 49.7 9.70 2.00 9.44 1.21 6.24 1.22 3.23 0.41 2.80 0.39 33.4 214.34 189.40 24.94 7.59 16.96 0.63 0.38 10-4 19.4 75.1 563 21.61 12.3 19.4 347 8.770 3.27 14.1 36.5 65262.8 82.7 13.50 46.2 8.95 1.63 5.81 0.85 4.75 0.93 2.70 0.40 2.62 0.41 22.2 234.25 215.78 18.47 11.68 17.19 0.65 0.66 10-3 31 260 1855 21.4 1.3 18.331193 5.3250 7.31 33.6 69.4 960458.3 105.0 14.25 53.6 12.45 2.28 11.40 1.77 10.35 2.20 6.42 0.95 6.23 1.03 57.7 286.23 245.88 40.35 6.09 6.71 0.57 0.87果(μg/g)结析分素元土稀和素元量微岩砂纪武-寒纪华南南东2桂表Table 2 Trace elements and REE composition of Nanhuan-Cambrian Sandstone in Southeastern Guangxi纪武寒纪旦震纪华南10-2 10-1 83-13 83-12 82-8 82-7 81-3 81-1 7-5 7-2 101-7 103-21 104-19 97-5 94-2 34.9 263 1315 47.4 93.3 506 43.5 309 1470 32.1 265 1425 40.2 314 1220 33.1 111.5 548 144 260 2820 83.4 83.9 1195 52.3 139.5 508 23.6 96631 37.2 86341 33.8 83.8 389 12.7 95.3 582 45.7 114.5 547 44.9 174 597 26.91.3 18.1 34.9 30.7 1.2 14.1 47.4 26.51.4 18.7 43.5 18.8 1.5 18.3 32.1 20.31.3 16.2 40.2 20.7 1.2 14.1 33.1 16.11.2 18144 12.85 0.8 9.9 83.4 16.15 1.2 1452.3 23.4 1.4 15.5 23.6 10.35 0.8 8.9 37.2 17.951 10.9 33.8 15.25 1.1 11.6 12.7 15.451 12.2 45.7 20.7 1.3 1644.9 146 4.2130 8.6 393 10.490 4.28 159 4.7150 10.5 205 6150 10.1 144 4.4130 9.62 379 10.680 3.3 233 6190 10.1 216 6.160 3.7 260 7110 5.3 456 12.1 120 4.6 193 5.780 4.43 371 10.880 4.89 279 8.1100 4.29 269 7.980 4.07 261 7.6130 6.86 32.8 66.78 152493.5 13.5 34.84 64174.0 33.9 65.37 169560.7 33.1 63.7 197447.1 30.1 64.96 142662.5 18.1 44.19 86241.9 28.9 56.49 631359.0 14.4 22.3 74337.5 19.2 43.29 97348.3 16.5 45 95267.9 13.9 42.15 79223.0 12.9 33.1 84276.3 17.1 44.62 98218.9 15.6 42.82 83237.0 25.1 54.4 134341.7 100.0 120.0 110.5 77.6 107.5 78.2 85.4 68.0 85.8 131.0 48.1 80.9 39.4 69.7 80.4 21.0 17.10 11.10 9.45 12.00 8.83 14.25 7.95 11.35 14.85 4.95 17.40 4.21 8.44 10.15 76.3 60.5 36.6 32.6 39.2 30.1 53.3 27.7 45.2 52.3 17.4 59.0 13.8 29.6 36.3 13.55 11.65 5.60 5.41 6.52 5.32 10.85 5.17 8.67 9.90 3.40 9.97 2.82 5.30 6.90 2.32 1.84 1.06 1.21 1.21 1.24 2.60 1.22 1.72 2.05 0.77 1.84 0.67 1.08 1.49 9.09 8.64 5.89 5.09 4.76 12.15 4.96 7.71 8.32 3.27 7.67 3.79 4.80 6.21 1.30 1.28 1.10 0.82 0.72 0.66 2.16 0.81 1.09 1.16 0.57 1.17 0.80 0.80 1.06 7.07 7.25 6.49 4.75 4.07 3.86 14.05 4.37 7.06 7.56 3.43 6.05 5.35 4.57 6.19 1.41 1.44 1.40 1.01 0.85 0.79 3.19 0.93 1.47 1.49 0.75 1.13 1.12 1.01 1.26 3.96 3.94 4.07 3.02 2.59 2.49 9.96 2.50 4.18 4.06 2.34 3.34 3.26 2.97 3.65 0.57 0.63 0.59 0.45 0.38 0.38 1.34 0.32 0.61 0.61 0.33 0.44 0.45 0.42 0.57 3.99 4.08 3.76 3.12 2.57 2.39 8.93 2.17 4.01 3.91 2.22 2.89 2.95 2.61 3.25 0.65 0.59 0.56 0.49 0.42 0.40 1.37 0.31 0.59 0.62 0.33 0.47 0.47 0.43 0.53 36.0 37.2 40.6 29.5 23.6 22.0 101.5 25.7 42.6 42.7 20.3 29.1 31.9 28.9 37.3 334.71 312.94 249.42 192.12 245.29 176.56 278.55 163.91 227.76 305.73 110.86 268.57 97.99 168.73 199.66 306.67 285.09 225.56 173.37 228.93 165.59 225.40 147.54 201.04 278.00 97.62 245.41 79.80 151.12 176.94 28.04 27.85 23.86 18.75 16.36 10.97 53.15 16.37 26.72 27.73 13.24 23.16 18.19 17.61 22.72 10.94 10.24 9.45 9.25 13.99 15.09 4.24 9.01 7.52 10.03 7.37 10.60 4.39 8.58 7.79 16.81 13.01 11.58 10.83 17.44 12.58 4.74 12.40 8.64 12.46 7.43 18.94 4.60 10.17 9.20 0.60 0.54 0.56 0.69 0.63 0.79 0.69 0.73 0.63 0.67 0.70 0.62 0.63 0.64 0.68 0.53 0.80 0.97 0.85 0.90 0.95 0.70 0.92 0.87 0.97 1.05 0.52 1.04 0.93 0.93 91-11 16.6 265 1735 21.31.2 14.6 16.6 173 5.1160 10.9 30.2 63.76 185782.8 107.5 20.9 81.4 15.20 3.62 16.00 2.25 11.50 2.43 7.16 1.01 6.30 1.04 79.9 359.11 311.42 47.69 6.53 9.43 0.70 0.62 91-3 20.6 106 627 19.75 1.1 12.6 20.6 466 12.4 100 9.83 12.3 42.98 90462.9 106.0 14.55 52.5 9.44 1.94 8.01 1.21 6.24 1.32 3.66 0.59 3.60 0.63 34.8 272.59 247.33 25.26 9.79 12.53 0.66 0.83代时号样Sr RbBa ThTa NbSrZr HfCr CsGa SnU VWLa CePr NdSmEu GdTb DyHoEr TmYb LuYΣREE LREE HREE LREE/HREE/YbN LaN δEu δCe

4 讨论

4.1 物源成分

Roser和Korsch[15]根据TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O等的变化建立了多变量判别函数(F1,F2)图解,将物源区分为长英质火成物源区、中性岩火成物源区、石英岩沉积物源区及镁铁质火成物源区。本文大多数样品落入石英岩沉积物源区,次为中性岩火成物源区及长英质火成物源区(图5),反映其物源主要为长英质岩石区和中性岩火成物源区。根据前人研究:若沉积物源自长英质岩石,Al2O3/TiO2为19~28;若源自镁铁质岩石,Al2O3/TiO2大于14[16]。本次样品的Al2O3/TiO2比值介于11.07~28.72(平均为20.39),大多数样品的Al2O3/TiO2比值介于19~28,说明物源主要以长英质岩石为主,可能含有少量的铁镁质岩石。

地壳和地幔的物质成分具有明显差异,有些元素的异常和比值对是否存在幔源物质的加入反映非常灵敏。当有幔源物质加入时,δEu大于1、Tb/Yb比值大于1、Th/U比值小于3.8、La/Th比值小于2.8[17-18]。研究区南华纪-寒武纪砂岩的Eu负异常较明显,δEu值为0.54~0.79,Tb/Yb比值明显小于1(0.24~0.43,平均0.31);Th/U比值为1.91~6.63,平均值为4.44。前人研究表明Rb/Cs比值在洋中脊玄武岩为80,在下地壳为60,而在上地壳为30,三种环境中Rb/Cs比值逐渐降低[19]。本次样品的Rb/Cs比值为10.78~38.35,平均值25.91,低于或者接近上地壳比值,暗示其主要来源于上地壳。Cr/Zr比值能够反映物源区中长石英质岩石和镁铁质岩石的比例[20],样品Cr/Zr比值总体低(0.21~1.30,平均0.53),暗示物源主要为长英质岩石。上述参数与有幔源物质加入时所表现的特征相反,说明研究区南华纪-寒武纪物源主要为壳源物质,没有或仅有少许幔源物质加入。

图5桂东南地区南华纪-寒武纪砂岩主量元素的物源判别函数图解[15]Fig.5 Provenance discrimination function diagram of major elements for Nanhuan-Cambrian Sandstones in southeastern Guangxi

综上所述,桂东南南华纪-寒武纪沉积岩的物源主要来自上地壳长英质、石英质岩石,没有或仅有少许幔源物质加入。

4.2 构造背景

南华纪-寒武纪期间,华夏陆块与扬子陆块之间的大地构造属性存在“活动陆缘”、“岛弧”或者是“被动陆缘”不同观点[3,21-22]。本次对华南纪-寒武纪砂岩特征元素含量、元素判别式等综合分析表明,其最接近被动大陆边缘环境下形成的砂岩,具体分析如下。

样品特征元素含量平均值与各典型构造环境参数对比分析(表3),主量元素表现出被动大陆边缘、大洋岛弧及活动大陆边缘特征。据Roser等[15]由主量元素构建的构造环境判别图解显示本区大部分样品落入被动大陆边缘构造区(图6和图7),个别样品落于活动大陆边缘区内与被动大陆边缘的边界,指示了被动大陆边缘环境。

从稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(图4)表明,桂东南南华系-寒武系杂砂岩的REE配分模式与被动大陆边缘非常相似,而与大陆岛弧及大洋岛弧明显不同。前人研究表明Ce在洋中脊附近

呈现明显的负异常(~0.28),在开阔大洋处呈现明显负异常(~0.56),在大陆边缘处呈现弱负异常或正异常(0.84~0.93)[25]。同时δCe能够较灵敏反映沉积环境为还原或者氧化条件,若δCe比值大于1为正异常,表示还原环境;若δCe比值小于0.95时,表示氧化环境[26]。本次大多数样品Ce呈现弱负异常或正异常特征,且δCe值小于0.95,暗示本区为大陆边缘附近的浅海环境。样品稀土元素丰度值均高于Taylor等[27]发表的大洋岛弧、大陆岛弧、活动大陆边缘及被动大陆边缘数据,Rb/Sr、Ba/Sr的比值也明显高于大洋岛弧、大陆岛弧、活动大陆边缘及被动大陆边缘环境相应的比值,并与被动大陆边缘的各个参数较为接近。被动大陆边缘一般经历更高程度的陆壳演化过程,其组成的岩石往往含有大量早期(古元古代-中元古代)岛弧或者活动大陆边缘环境背景下所形成的岩石,在此情况下所形成的沉积岩的地球化学特征将不同程度的表现出活动大陆边缘或大陆岛弧环境信息。此外,被动大陆边缘的构造稳定性是相对的,部分被动大陆边缘可能也存在一定的活动性,受活动影响的沉积物会包含有活动大陆边缘的地球化学信息[28]。在稳定的环境中母岩能够充分的风化,稀土元素可以逐渐积累,而使其丰度变大。被动大陆边缘的“稳定”环境完全满足了这一条件,因而可推断研究区更具有被动大陆边缘环境的特征。

表3桂东南地区南华纪-寒武纪砂岩与不同构造环境沉积岩的化学组成对比Table 3 Comparison of chemical composition of Nanhuan-Cambrian Sandstones in Southeastern Guangxi and different tectonic settings

图6 K2O/Na2O-SiO2图解[24]Fig.6 Diagrams of K2O/Na2O-SiO2

图7 K2O/Na2O-SiO2/Al2O3图解[24]Fig.7 Diagrams of K2O/Na2O-SiO2/Al2O3

本文通过对桂东南大瑶山地区南华纪-寒武纪砂岩地球化学特征所反映的沉积盆地为被动大陆边缘的结论也得到沉积学、古生物学等方面的支持:笔者在大瑶山地区于南华系(藤县平幅乡古店、那益、那状等一带)和寒武系(藤县东荣镇南面、古龙镇彩塘村、东荣镇南面等一带)均发现砂包泥、交错层理、泥砾等浅水沉积环境的标志物;于寒武系粉砂岩中采集到腕足类、三叶虫等发育于浅海环境古生物化石。舒良树等对华南7省沉积序列的研究也表明,震旦纪-早古生代期间扬子地块和华夏地块均为浅海沉积环境,形成厚大于3000 m的富含珊瑚、三叶虫、角石、腕足类的碳酸盐岩沉积序列夹炭质岩、硅质岩组合或泥砂质沉积序列夹炭质岩和碳酸盐岩组合[8];寒武纪-奥陶纪期间从扬子到江南再到华夏,沉积环境为逐渐过渡而并无沉积相的突变[29];同时华南震旦纪-奥陶纪形成的沉积岩系遭受强烈挤压褶皱和逆冲变形,隆升为陆并接受剥蚀,导致区域缺失志留纪地层[8]。此外,华南地区早古生代(加里东期)花岗岩呈面状展布特征[30-31],与典型洋陆造山带形成带状展布的钙碱性岩浆作用分布特征不相吻合[31],且迄今华南内陆尚未发现令人信服的与洋壳俯冲有关的早古生代岛弧火山岩、蛇绿岩及同期高压变质岩的证据[30,32]。因此,扬子陆块至华夏之间是连续统一的陆内海盆,华夏陆块和扬子陆块在早古生代是统一大陆板块中的两个陆块[21,31,33-36]。

综合上述,大瑶山地区南华纪-寒武纪期间的沉积盆地为被动大陆边缘环境,新元古代至早古生代期间华夏陆块与扬子陆块之间不存在“华南洋”。

5 结论

(1)地球化学特征表明,桂东南大瑶山地区南华纪-寒武纪沉积物的物源主要来自上地壳石英质、长英质岩石,没有或仅有少许幔源物质加入。

(2)通过对桂东南大瑶山地区南华纪-寒武纪沉积物地球化学特征研究,并结合古生代沉积环境、生物演化、地层学、韧性变形运动学等区域地质资料认为该区在南华纪-寒武纪期间为被动大陆边缘浅海盆地(陆内裂谷)环境,而非大洋。

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