摘要
造山带和克拉通是全球大陆的两个重要组成部分，造山带是其中的活动单元，形成于汇聚板块边缘。造山带的研究一直以来都是揭示板块构造动力学机制和地球演化的重要手段。大陆碰撞造山带经历了大洋板片俯冲和大陆碰撞两个阶段，解析造山带不同演化阶段的地质记录，尤其是时间框架的建立为厘定造山带演化与区域环境变化、生物演化的关系提供了重要基础。造山带内保存的沉积记录、岩浆记录、变质记录和古生物化石等均可用于碰撞造山带演化的研究。但是这些地质记录在部分造山带可能发育不完全，或者在较老的造山带内难以保存完整，极大增加了造山带早期演化的研究难度。 古特提斯洋是晚古生代冈瓦纳大陆和劳亚大陆之间的向东开口的大洋，漂浮于东古特提斯洋之上的多个陆块向北拼贴，形成了连通潘吉亚超大陆南北两侧的“陆桥”，促进了大陆间的生物迁徙，形成的封闭的古特提斯洋对海洋环境和区域气候产生了重要影响。其中东古特提斯洋北侧分支分隔了中国最主要的两个大陆:华北板块与华南板块。前人研究表明华北与华南板块最早于东部发生碰撞，也就是说大别造山带是研究华北与华南板块早期碰撞的首选对象。然而大别造山带缺少蛇绿岩、完整的沉积序列和同俯冲-同碰撞岩浆作用，增大了初始碰撞和碰撞前阶段的研究难度。造山带内广泛发育不同变质级别的岩石，尤其是位于造山带最前端的低级变质岩为板块汇聚早期历史的研究提供了一个突破口。本研究选择了大别造山带最北侧的北淮阳浅变质带为研究区，探索大别造山带大陆初始碰撞及碰撞前大洋板片俯冲阶段的地质记录，填补了大别造山带三叠纪HP/UHP变质事件之前的年代学研究空白。本研究工作取得了以下初步认识: (1)北淮阳变质带卢镇关杂岩的含石榴子石花岗片麻岩中榍石具有高Al/Fe的变质成因特征，离子探针(SIMS) U-Pb年龄为266±3 Ma。佛子岭群石榴子石云母片岩中变质金红石SIMS U-Pb年龄为268±6 Ma和264 +6 Ma。此外，本文还对卢镇关杂岩和佛子岭群的副变质岩中未抛光锆石进行SIMS U-Pb测年，得到的锆石变质微增生边的加权平均年龄为267±5 Ma。佛子岭群与卢镇关杂岩的榍石、金红石和未抛光锆石记录的变质时间一致，首次限定了北淮阳变质带的变质年龄为ca.266 Ma，这是大别造山带陆壳岩石最老的变质时间。卢镇关杂岩位于华南板块最前端，在大陆碰撞初期裹挟佛子岭群一同发生浅变质作用并折返回浅表，限定了华北与华南板块初始碰撞的时间不晚于ca.266 Ma，同时也代表着古特提斯洋最早在中二叠世便开始逐渐关闭。 (2)首次在北淮阳变质带西侧金寨县附近识别出糜棱岩化变质中性岩，锆石SIMS U-Pb定年结果确定其原岩年龄为481±4 Ma，是目前大别造山带发现的第二处早古生代岩浆岩。全岩成分呈现出富集Th、U、Pb等大离子亲石元素和相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征，具有类似于大陆弧岩浆的微量元素特征。锆石Ti温度计估算其岩浆结晶温度为738℃。岩浆锆石的δ18O=6.1-8.1‰，εHf(t)=-7.2-0.7，表明该岩石的源区中陆壳物质的贡献较大。 (3)糜棱岩化变质中性岩中抛光锆石SIMS U-Pb定年得到了两组Th/U低于0.1的年龄:340±3 Ma和ca.317 Ma（仅有两颗锆石）。其中ca.340 Ma的锆石具有比ca.480 Ma的岩浆锆石更为陡峭的HREE配分模式，根据锆石Ti温度计估算其记录的温度为652℃，因此该样品可能经历了一期石炭纪的变质作用。高Al/Fe的变质成因榍石SIMS U-Pb年龄为307±8 Ma，与2颗抛光锆石SIMSU-Pb年龄(ca.317Ma)在误差范围内一致。利用SIMS直接对未抛光锆石分析，获得了两组锆石变质微增生边的U-Pb年龄，分别为283±5 Ma和315±4 Ma。岩相学研究发现ca.340 Ma的变质锆石被石英-斜长石-钾长石的熔体相脉体穿切，而且307±8 Ma的榍石根据Zr含量估算其温度结果超过720℃。因此，我们推测ca.315 Ma的变质作用为一期高温低压变质。相邻的红安造山带北侧的浒湾剪切带中具洋壳属性的榴辉岩记录了同时代的高压变质作用，两者不同的变质地温梯度暗示着可能分别代表古特提斯洋俯冲的上盘高温变质和下盘高压变质。斜长石被改造为以斜长石-黑云母-绿泥石-铁氧化物为主的假晶，以及榍石轻微的Pb丢失和REE含量的变化可能都是后期糜棱岩化的结果。未抛光锆石最年轻的一组年龄ca.283 Ma可能代表了该期糜棱岩化作用的时间。 (4)中-低级变质岩石在造山带研究中具有重要的作用。本文使用了未抛光锆石SIMS U-Pb定年的方法，得到了常规分析流程难以提取的年龄信息，为揭示中-低级变质岩石的微弱地质信息提供了一个有效的分析思路。
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