從哥倫比亞超大陸裂解事件論古/中元古代的界限*

耿元生 曠紅偉 杜利林 柳永清 趙太平

1. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 1000372. 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640

國(guó)際地層表中將1800～1600Ma作為固結(jié)系(Statherian)，將1600～1400Ma作為蓋層系(Calymmiian)(Cowie and Bassett, 1989; Gradsteinetal., 2004)， 并將古元古代與中元古代的年代界線置于1600Ma。而在我國(guó)，長(zhǎng)期以薊縣的元古宙剖面為基礎(chǔ)將1800～1400Ma劃分為長(zhǎng)城系，1400～1000Ma劃分為薊縣系，把古元古代與中元古代的界線置于1800Ma(全國(guó)地層委員會(huì), 2001, 2002)。中外學(xué)者對(duì)古/中元古代年齡界線所持觀點(diǎn)上的差異，造成了我國(guó)學(xué)者在國(guó)際交流上的不便。

對(duì)于前寒武紀(jì)的劃分，國(guó)際地層委員會(huì)一直強(qiáng)調(diào)要以關(guān)鍵地質(zhì)事件為標(biāo)志作為地層單位的界限，這些事件是地球系統(tǒng)巨變過程中保存的地質(zhì)記錄，是客觀實(shí)體，從而可以建議一個(gè)“自然的”前寒武紀(jì)地質(zhì)年代表(Gradsteinetal., 2004; 陸松年等, 2005)。鑒于此，Van Kranendonk (2012)指出：古元古代的結(jié)束(1.6Ga)還存在爭(zhēng)論，因?yàn)槠錄]有和全球的動(dòng)力學(xué)事件相聯(lián)系。因此在2004年和2012年建議的國(guó)際地層表中分別提出以1.8Ga或1.78Ga作為古/中元古代的界限(Gradsteinetal., 2004; Van Kranendonk, 2012)。但是這兩個(gè)建議的前寒武紀(jì)地質(zhì)年表由于還存在爭(zhēng)議，并未被國(guó)際地層委員會(huì)所采納。我國(guó)長(zhǎng)期以來以薊縣剖面長(zhǎng)城群底部的常州溝組的底作為古/中元古代分界的地質(zhì)標(biāo)志，該界面的年齡被認(rèn)為在1.8Ga左右。近年高精度鋯石原位測(cè)年結(jié)果表明，長(zhǎng)城群的底界只有1670Ma左右(李懷坤等, 2011; 和政軍等, 2011a, b)。2014年出版的中國(guó)地層表(2014版)中仍將中國(guó)古/中元古代的界限劃分在1800Ma，長(zhǎng)城紀(jì)的時(shí)限限定在1800～1600Ma，薊縣紀(jì)的時(shí)限限定在1600～1400Ma。值得注意的是，在這個(gè)地層表中，長(zhǎng)城紀(jì)作為一個(gè)地質(zhì)年代單位其時(shí)限從1800Ma到1600Ma，但是相對(duì)應(yīng)的巖石地層單位即以天津薊縣剖面為代表的長(zhǎng)城群底界并沒有到1800Ma，下部有一段地層缺失(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和全國(guó)地層委員會(huì), 2014; 王澤九等, 2014)。這些新的資料，引起了我國(guó)古/中元古代界限以什么為標(biāo)志，以及界限年齡究竟置于何處更適宜的爭(zhēng)論。由此可見，不論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)對(duì)古/中元古代的年代界限仍存在不同認(rèn)識(shí)和爭(zhēng)論，本文從古/中元古代界限劃分的歷史、原則標(biāo)志、華北及世界其他有關(guān)地區(qū)的實(shí)例對(duì)古/中元古代(界)的年代界限進(jìn)行討論。

1 關(guān)于古/中元古代劃分的簡(jiǎn)要?dú)v史回顧

前寒武紀(jì)是一個(gè)漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化階段，其演化歷史占地球演化歷史的7/8。但是直到20世紀(jì)60年代還沒有全球統(tǒng)一的前寒武紀(jì)地質(zhì)年代和年代地層的劃分方案(James, 1978)。為此，1968年國(guó)際地球科學(xué)聯(lián)合會(huì)成立了國(guó)際前寒武紀(jì)地層分會(huì)，其任務(wù)是：建立世界范圍的前寒武紀(jì)年代地層學(xué)和前寒武紀(jì)時(shí)期的進(jìn)一步劃分(Rankama, 1970)。經(jīng)過多年的醞釀，1979年在美國(guó)Duluth召開的分會(huì)第五次會(huì)議上首次提出元古宙三分的建議，分別用非正式的元古Ⅰ、元古Ⅱ和元古Ⅲ表示，推薦的元古Ⅰ與元古Ⅱ的界線年齡為1600Ma。會(huì)議提出，時(shí)間單位的選擇基于全球重要地質(zhì)事件的時(shí)間位置，所選定的界限應(yīng)盡可能少地截?cái)喑练e作用、火成侵位或造山運(yùn)動(dòng)的主要序列，根據(jù)同位素資料確定它們的年齡以作為區(qū)域或大陸之間應(yīng)用的基礎(chǔ)(Sims, 1980; 陸松年和孫大中, 1983)。1982年在埃及Tanta召開的分會(huì)第六次會(huì)議上出席會(huì)議的委員和通訊委員對(duì)元古宙三分的建議進(jìn)行了熱烈的討論，介紹了各自地區(qū)的元古宙地質(zhì)背景和階段劃分建議。盡管很多委員和通訊委員在討論對(duì)元古Ⅰ/元古Ⅱ的分界提出不同意見，但在最后由正式委員參加的投票中仍多數(shù)贊成票的投票結(jié)果通過了元古Ⅰ/元古Ⅱ界線年齡為1600Ma的方案(James, 1983)。我國(guó)參會(huì)的正式代表孫大中先生在會(huì)議上提出華北克拉通的古/中元古代的界限年齡應(yīng)為1900Ma，因此在投票中投了棄權(quán)票。這次會(huì)議還提出了元古宙進(jìn)一步劃分為8個(gè)紀(jì)一級(jí)年代地層單位的建議(表1, 孫大中和陸松年, 1983a, b)。1988年在天津召開了分會(huì)第八次會(huì)議，會(huì)議以多數(shù)票贊成通過了元古宙進(jìn)一步劃分為10個(gè)紀(jì)一級(jí)年代地層單位的方案，并以拉丁文為基礎(chǔ)進(jìn)行了統(tǒng)一命名(表1, 孫大中, 1989)。會(huì)后國(guó)際前寒武紀(jì)地層分會(huì)主席將這一方案上報(bào)國(guó)際地層委員會(huì)，得到批準(zhǔn)后成為我們現(xiàn)在廣泛使用的國(guó)際元古宙年代地層劃分方案。Gradsteinetal. (2004)在建議的2004～2008年國(guó)際地層表方案中，提出以全球第一個(gè)超大陸(Columbia或Nuna超大陸)的匯聚作為劃分古/中元古代的地質(zhì)標(biāo)志，界線年齡為1800Ma(表1)。Van Kranendonk (2012)在Gradsteinetal. (2012)主編的地質(zhì)年代表第十六章(A chronostratigraphic division of the Precambrian)中提出，以哥倫比亞(又稱努娜)超大陸的形成作為古/中元古代的劃分標(biāo)志，其界線時(shí)代為1780Ma(表1)。然而，不論是2004年的還是2012年的建議方案，由于尚存爭(zhēng)議并未被國(guó)際地層委員會(huì)所采納。因此在國(guó)際地層委員會(huì)歷年公布的正式地層表中古/中元古代的界線年齡仍為1600Ma(表1)。

表1 國(guó)際元古宙年代地層劃分的沿革

Table 1 The international Proterozoic chronostratigraphic subdivisions

注：表中1982年的建議方案引自孫大中和陸松年(1983b);其他見有關(guān)文獻(xiàn)及國(guó)際地層表

我國(guó)薊縣剖面出露的長(zhǎng)城群和薊縣群是一套未變質(zhì)的沉積地層，由幾個(gè)從底部的砂礫巖層，向上過渡到泥砂質(zhì)、泥質(zhì)、鎂質(zhì)碳酸鹽巖的沉積旋回組成。這套未變質(zhì)地層不整合覆蓋在太古宙-古元古代變質(zhì)巖層之上。長(zhǎng)城群與下伏巖層是兩個(gè)不同階段的產(chǎn)物，代表地球發(fā)展歷史過程中一個(gè)重要的地質(zhì)事件轉(zhuǎn)變。因此，我國(guó)長(zhǎng)期以來以薊縣剖面作為中元古代地層的代表，曾劃分為1.8～1.4Ga的長(zhǎng)城系和1.4～1.0Ga的薊縣系(表2)。早期根據(jù)長(zhǎng)城系底部常州溝組頁(yè)巖全巖Pb-Pb法年齡(1848±39Ma, 李順智等, 1985; 1757±10Ma, 地質(zhì)礦產(chǎn)部中國(guó)同位素地質(zhì)年表工作組, 1987)將長(zhǎng)城系底界(即古/中元古代界限)定為1.9Ga或1.8Ga(表2)。2000年全國(guó)地層委員會(huì)根據(jù)多數(shù)人的意見在中國(guó)地層表中將長(zhǎng)城系的底界定義在1.8Ga(全國(guó)地層委員會(huì), 2001)。近年，高精度的鋯石原位U-Pb年齡數(shù)據(jù)表明，薊縣地區(qū)薊縣群形成時(shí)代為1.6～1.4Ga(蘇文博等, 2010; 李懷坤等, 2010, 2014; Zhangetal., 2012)，長(zhǎng)城群的時(shí)代ca. 1.67～1.60Ga，其底界年齡只有1.67Ga左右(李懷坤等, 2011; 和政軍等, 2011a, b)。2014年全國(guó)地層委員會(huì)根據(jù)新的資料，對(duì)長(zhǎng)城系和薊縣系的形成時(shí)代進(jìn)行了調(diào)整(表2)。同時(shí)，由于長(zhǎng)城群的底界年齡只有1.67Ga左右，中國(guó)古/中元古代的界限以什么作為地質(zhì)標(biāo)志、 界限年齡究竟是多少便成了新的問題。

表2 我國(guó)元古宙年代地層劃分的沿革

Table 2 The Chinese Proterozoic chronostratigraphic subdivisions

2 古/中元古代(界)分界的地質(zhì)標(biāo)志與重要原則

國(guó)際地層委員會(huì)一直強(qiáng)調(diào)，前寒武紀(jì)的劃分要以關(guān)鍵地質(zhì)事件(或事件群)為標(biāo)志，并作為地層單位劃分的界限，這些事件是地球系統(tǒng)巨變過程中保存的地質(zhì)記錄，是客觀實(shí)體，從而可以建立一個(gè)“自然的”前寒武紀(jì)地質(zhì)年代表(Gradsteinetal., 2004; 陸松年等, 2005)。目前，國(guó)際地層表中將2.05～1.8Ga劃分為造山紀(jì)(Orosirian)，屬于古元古代；1.8～1.6Ga劃分為固結(jié)紀(jì)(Statherian, 或稱穩(wěn)化紀(jì))，是古元古代的最后一個(gè)系級(jí)年代地層單位；1.6～1.4Ga劃分為蓋層紀(jì)(Calymmian)，是中元古代最下部的一個(gè)系級(jí)年代地層單位。這一方案將古元古代與中元古代的界線年齡置于1.6Ga。造山紀(jì)(2.05～1.8Ga)與目前廣泛接受的形成哥倫比亞超大陸的造山運(yùn)動(dòng)時(shí)限基本吻合。固結(jié)紀(jì)(1.8～1.6Ga)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)作用是“克拉通的穩(wěn)定化、克拉通化”，其特征為“對(duì)大多數(shù)大陸而言，這一階段或者以形成新的地臺(tái)(如華北、澳大利亞北部)或以褶皺帶的最終克拉通化(Baltic 地盾和北美)為特征”(Van Kranendonk, 2012)。蓋層紀(jì)(1.6～1.4Ga)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)作用是“地臺(tái)的蓋層”，其特征是“地臺(tái)上已有沉積蓋層的擴(kuò)張或在剛剛克拉通化的基底上形成地臺(tái)”(Van Kranendonk, 2012)。固結(jié)紀(jì)與蓋層紀(jì)之間是古/中元古代的界限。這是對(duì)古元古代最晚一個(gè)紀(jì)和中元古代最早一個(gè)紀(jì)的基本描述或者說是定義。

盡管上述定義中考慮了重要的地質(zhì)事件的作用。但該定義或描述還存在如下一些問題。(1)仍缺乏全球重大地質(zhì)事件在年代地層劃分中的應(yīng)用，如參考了各個(gè)克拉通的特殊性，但沒有進(jìn)一步從全球超大陸形成演化規(guī)律考慮；(2)固結(jié)紀(jì)定義的克拉通化事件持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)，與目前的認(rèn)識(shí)有較大差距；(3)未區(qū)分不同造山帶的構(gòu)造屬性，如2.0Ga到1.6Ga(甚至到1.5Ga)全球不同地區(qū)發(fā)育多期造山運(yùn)動(dòng)，其中2.05～1.8Ga的造山運(yùn)動(dòng)是形成哥倫比亞超大陸最主要的碰撞造山作用，而1.75～1.6Ga的增生造山帶僅分布于超大陸的邊緣(如1.75～1.69Ga的Yavapai造山帶和年輕于1.68Ga的Mazatzal造山帶就依次發(fā)育在勞倫大陸的南緣，F(xiàn)urlanettoetal., 2016)，但這是兩種不同性質(zhì)的造山作用的產(chǎn)物。早期(2.05～1.8Ga)是形成超大陸的主要造山運(yùn)動(dòng)，后期(1.75～1.6Ga)是超大陸形成后大陸邊緣與大洋相互作用的造山產(chǎn)物；(4)缺少具有可操作性的明確標(biāo)志，如固結(jié)紀(jì)的克拉通化的具體標(biāo)志不明確；蓋層紀(jì)時(shí)期的“地臺(tái)上已有沉積蓋層擴(kuò)張”的確切時(shí)間和標(biāo)志并不清晰。況且，從蓋層開始至擴(kuò)張通常是一個(gè)連續(xù)的沉積過程，前述的古/中元古界劃分方案人為將一個(gè)連續(xù)演化的地質(zhì)事件和周期拆分開了。

圖1 哥倫比亞超大陸復(fù)原圖(據(jù)Zhao et al., 2002a; 造山帶編號(hào)和克拉通名稱等請(qǐng)參考原文)Fig.1 Reconstruction of the Columbia Supercontinent (after Zhao et al., 2002a; symbols of cratongs and orogenic belt numbers, please refer to the original text)

Gradsteinetal. (2004)針對(duì)上述這些問題，在2004～2008年國(guó)際地層表方案中建議，以全球第一個(gè)超大陸(Columbia或Nuna超大陸)的匯聚作為劃分古/中元古代的地質(zhì)事件標(biāo)志，界線年齡為1800Ma(表1)。Van Kranendonk (2012)也認(rèn)為，古/中元古代的劃分應(yīng)以哥倫比亞超大陸的形成作為標(biāo)志，界線年齡為1780Ma。此外，一些礦床地質(zhì)學(xué)家也提出以哥倫比亞超大陸的形成作為成礦階段劃分的標(biāo)志(Hazenetal., 2008)。由此可見，古/中元古代是一個(gè)極其重要的地質(zhì)事件演化的時(shí)間分界點(diǎn)，應(yīng)該有具體和明確，并可操作的一系列地質(zhì)標(biāo)志。哥倫比亞超大陸的形成是古/中元古代之間具有全球性的重大地質(zhì)事件，對(duì)全球的構(gòu)造格局產(chǎn)生了重大影響。因此，哥倫比亞超大陸的形成與緊隨其后的裂解事件應(yīng)作為古/中元古代的劃分重要標(biāo)志。即，哥倫比亞超大陸的匯聚并基本形成視為古元古代的結(jié)束，哥倫比亞超大陸形成后的較大規(guī)模裂解作用的啟動(dòng)為中元古代的起始。

3 哥倫比亞超大陸早期裂解的地質(zhì)記錄

盡管對(duì)于哥倫比亞超大陸的形成時(shí)間、超大陸的原始格局還存在不同認(rèn)識(shí)(Rogers and Santosh, 2002; Meert, 2002, 2012; Sears and Price, 2002; Zhaoetal., 2002a; Houetal., 2008; Evans and Mitchell, 2011; Wangetal., 2016; Gibsonetal., 2018)，但多數(shù)研究者認(rèn)為哥倫比亞超大陸在1.8Ga左右已經(jīng)形成(圖1)。不同研究者將華北克拉通、揚(yáng)子地塊置于復(fù)原的哥倫比亞超大陸的不同位置(Zhaoetal., 2002a; Houetal., 2008; Evans and Mitchell, 2011; Wangetal., 2016; Gibsonetal., 2018)，盡管所處位置不同，但是都表明華北克拉通、揚(yáng)子地塊都參與了哥倫比亞超大陸的聚合過程，是哥倫比亞超大陸的組成部分。目前，對(duì)于哥倫比亞超大陸早期拉伸裂解啟動(dòng)的時(shí)限還有較多爭(zhēng)議(Condie, 2002; Rogers and Santosh, 2002; Houetal., 2008; Evans and Mitchell, 2011; Zhangetal., 2012; Peng, 2015; Wangetal., 2016; Gibsonetal., 2018; Verbaasetal., 2018)，本節(jié)將重點(diǎn)闡述哥倫比亞超大陸早期裂解的地質(zhì)記錄。

3.1 華北克拉通1.8～1.6Ga的裂解記錄

以往研究表明，華北克拉通南緣1789～1750Ma的熊耳群火山巖及相伴的侵入巖(圖2, Zhaoetal., 2002b, 2004; Heetal., 2009; Wangetal., 2010; Cuietal., 2011, 2013; 柳曉艷等, 2011)形成于大陸邊緣三岔裂谷環(huán)境(Zhaoetal., 2002b, 2004; 趙太平等, 2015)。但部分研究者根據(jù)熊耳群火山巖的巖石組合及地球化學(xué)特征則認(rèn)為它們形成于大陸邊緣弧環(huán)境(Zhaoetal., 2009a; Heetal., 2009)?？紤]到華北克拉通內(nèi)廣泛分布的放射狀鎂鐵質(zhì)巖墻主要形成于1.78Ga左右(圖2, Hallsetal., 2000; Pengetal., 2006, 2007; Peng, 2015; 韓寶福等, 2007; 王沖等, 2016; 彭澎, 2016)，與熊耳群火山巖基本是同時(shí)的。因此本文認(rèn)為，熊耳群火山巖和華北克拉通內(nèi)廣泛分布的基性巖墻群應(yīng)代表克拉通化后旋即拉伸裂解的產(chǎn)物。如，熊耳群底部大古石組河流和湖泊相粗至細(xì)碎屑沉積以及地球化學(xué)特征均指示它們發(fā)育于被動(dòng)大陸邊緣裂谷構(gòu)造背景(圖2, 徐勇航等, 2008)。熊耳群火山巖噴發(fā)之后，可能經(jīng)歷了短暫的抬升，之后在華北克拉通南緣的裂谷盆地內(nèi)先后沉積了汝陽(yáng)群和洛峪群(圖2)，盡管這兩個(gè)巖群下部和中部還缺少可靠的同位素年齡制約，但是洛峪群頂部洛峪口組凝灰?guī)r獲得了1.64～1.61Ga的鋯石U-Pb年齡(蘇文博等, 2012; 李承東等, 2017; 彭楠等, 2018)，大體可以限定熊耳群火山巖之后沉積的汝陽(yáng)群和洛峪群基本形成于1.75～1.60Ga期間。在華北克拉通北部，1.75～1.68Ga期間在密云-承德一帶形成了代表拉伸環(huán)境的環(huán)斑花崗巖、斜長(zhǎng)巖、紋長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖系列(R?m?etal., 1995; 高維等, 2008; 楊進(jìn)輝等, 2005; 任康緒等, 2006; 解廣轟, 2005; Zhangetal., 2007; Zhaoetal., 2009b; Wangetal., 2013)，在密云-冀東和五臺(tái)山北臺(tái)并伴有1.73Ga的基性巖墻侵位(Pengetal., 2012a; Peng, 2015)。

圖2 華北克拉通中元古代初拗拉谷和巖墻群的時(shí)空分布(a)華北克拉通構(gòu)造區(qū)劃示意圖(據(jù)侯貴廷等, 2005)；(b)華北克拉通中元古代初拗拉谷和巖墻群的分布(據(jù)侯貴廷等, 2005): 1-巖墻群；2-拗拉谷邊界；3-拗拉谷沉積等厚線；4-巖墻群走向玫瑰圖；5-擴(kuò)張方向；6-巖墻侵位方向；7-郯廬斷裂帶；(c)華北克拉通中元古代基性巖墻群的年齡分布圖(圖中數(shù)據(jù)來源于：Peng et al., 2005, 2006, 2012a; Peng, 2015; 彭澎, 2016; Halls et al., 2000; 韓寶福等, 2007; 王沖等, 2016; Wang et al., 2014a; 胡國(guó)輝等, 2010; 相振群等, 2012)；(d)熊耳-中條拗拉谷地層柱狀圖；(e)燕遼拗拉谷地層柱狀圖.柱狀圖圖例：1-片麻巖；2-基性火山巖；3-中性火山巖；4-酸性火山巖；5-礫巖；6-含礫砂巖；7-粗砂巖；8-砂巖；9-粉砂巖；10-泥質(zhì)巖；11-砂屑白云巖；12-泥質(zhì)白云巖；13-白云巖；14-中基性脈巖；15-酸性脈巖. 柱狀圖中年齡數(shù)據(jù)來源：(1)蘇文博等, 2012；(2)李承東等, 2017；(3)彭楠等, 2018；(4)鄧小芹等, 2015；(5)柳曉艷, 2011；(6)趙太平等, 2001；(7) Zhao et al., 2004；(8)徐勇航等, 2007；(9) Cui et al., 2011；(10)崔敏利等, 2010；(11) He et al., 2009；(12)柳曉艷等, 2011；(13)高林志等, 2007；(14)高林志等, 2008a；(15)高林志等, 2008b；(16) Su et al., 2008；(17)蘇文博等, 2010；(18)李懷坤等, 2014；(19) Zhang et al., 2012；(20) Zhang et al., 2009；(21)李懷坤等, 2010；(22) Lu et al., 2008；(23) Wang et al., 2015；(24)張拴宏等, 2013；(25)高林志等, 2009；(26)李懷坤等, 2011；(27) Li et al., 2013；(28) Peng et al., 2012aFig.2 The spatial distribution and main ages of the Early Mesoproterozoic aulacogens and dyke swarms in the North China Craton(a) the tectonic division map of the North China Craton (after Hou et al., 2005); (b) the distributions of Early Mesoproterozoic aulacogens and mafic dyke swarms in the North China Craton (after Hou et al., 2005): 1-dyke swarms, 2-boundaries of the aulacogens, 3-sedimentary isopach in aulacogens, 4-roses diagram with orientations of mafic dyke swarms, 5-expansion direction, 6-intrusion direction of mafic dyke swarms, 7-Tanlu Fault; (c) the age distribution of the mafic dyke swarms (data from Peng et al., 2005, 2006, 2012a; Peng, 2015, 2016; Halls et al., 2000; Han et al., 2007; Wang et al., 2014, 2016; Hu et al., 2010; Xiang et al., 2012); (d) the stratigraphic column in Xiong’er-Zhongtiao aulacogen; (e) the stratigraphic column in Yanliao aulacogen. Legends in column: 1-gneiss, 2-mafic volcanics, 3-intermediate volccanics, 4-acid volcanics, 5-conglomerate, 6-pebbly sandstone, 7-coarse sandstone, 8-sandstone, 9-siltstone, 10-pelitic rocks, 11-dolorenite, 12-argillaceous dolostone, 13-dolostone, 14-mafic dyke, 15-acid dyke; Geochronologic data in columns come from: (1) Su et al., 2012; (2) Li et al., 2017; (3) Peng et al., 2018; (4) Deng et al., 2015; (5) Liu, 2011; (6) Zhao et al., 2001; (7) Zhao et al., 2004; (8) Xu et al., 2007; (9) Cui et al., 2011; (10) Cui et al., 2010; (11) He et al., 2009; (12) Liu et al., 2011; (13) Gao et al., 2007; (14) Gao et al., 2008a; (15) Gao et al., 2008b; (16) Su et al., 2008; (17) Su et al., 2010; (18) Li et al., 2014; (19) Zhang et al., 2012; (20) Zhang et al., 2009; (21) Li et al., 2010; (22) Lu et al., 2008; (23) Wang et al., 2015; (24) Zhang et al., 2013; (25) Gao et al., 2009; (26) Li et al., 2011; (27) Li et al., 2013; (28) Peng et al., 2012

1.68～1.60Ga期間在燕遼裂谷帶沉積了以碎屑巖和碳酸鹽巖為主的長(zhǎng)城群，其中的團(tuán)山子組和大紅峪組發(fā)育富鉀的火山巖(圖2, Luetal., 2008; 高林志等, 2008b; 李懷坤等, 2011; Lietal., 2013; 張拴宏等, 2013; Wangetal., 2015)，同時(shí)在魯西地區(qū)發(fā)育1.62Ga左右的放射狀基性巖墻群(相振群等, 2012; Lietal., 2015)。1.6～1.4Ga在燕遼裂谷帶沉積了以碳酸鹽巖、砂巖、頁(yè)巖為主的薊縣群(圖2)，其中夾有流紋質(zhì)凝灰?guī)r和鉀質(zhì)斑脫巖(蘇文博等, 2010; 李懷坤等, 2014)。1.40～1.37Ga在燕遼裂谷帶沉積了以砂巖和頁(yè)巖為主的下馬嶺組(圖2)，1.37～1.30Ga期間形成了大量的具有大陸玄武巖特點(diǎn)的基性巖床(Suetal., 2008; 高林志等, 2008a; Zhangetal., 2009, 2012)。上述華北克拉通內(nèi)廣泛發(fā)育的1.78～1.3Ga期間的沉積事件和巖漿事件表明，1.78Ga左右華北克拉通(哥倫比亞超大陸)已經(jīng)開始裂解，并且持續(xù)發(fā)育到1.30Ga時(shí)期(翟明國(guó)等, 2014)。

圖3 揚(yáng)子地塊西南緣大紅山、東川、河口群及通安組地層、巖漿事件和年齡(單位Ma)資料對(duì)比Fig.3 Comparison of the stratigraphic, magmatic and geochronological data (unit: Ma) among the Dahongshan, Dongchuan, and Hekou groups, as well as and Tong’an Formation

3.2 揚(yáng)子地塊1.8～1.5Ga的裂解記錄

由于揚(yáng)子地塊古元古代巖石出露零星，所以有關(guān)揚(yáng)子地塊古元古代構(gòu)造熱事件的規(guī)模、性質(zhì)及它在哥倫比亞超大陸中的位置等還知之甚少。但近年對(duì)該區(qū)古元古代晚期變質(zhì)作用演化、巖漿事件的研究表明，揚(yáng)子地塊普遍經(jīng)歷了2.0～1.9Ga期間的變質(zhì)作用(Qiuetal., 2000; Gaoetal., 2001, 2011; Zhangetal., 2006; Wuetal., 2009; Yinetal., 2013; Wangetal., 2016)，并參與了形成哥倫比亞超大陸聚合的造山過程(耿元生等, 2016; Wangetal., 2016)，且可能與勞倫大陸的西北、澳大利亞北部相連(Wangetal., 2014b, 2016)。

揚(yáng)子地塊在哥倫比亞超大陸形成后的最初拉伸發(fā)生于1.85Ga，以發(fā)育代表拉張環(huán)境的(圈椅埫)A型花崗巖、基性巖墻和環(huán)斑花崗巖(Xiongetal., 2009; Pengetal., 2009, 2012b; Zhangetal., 2011; Zhouetal., 2017)為標(biāo)志，應(yīng)屬于哥倫比亞超大陸最初裂解(fragmentation)的地塊(Zhouetal., 2014)。1.75～1.60Ga時(shí)期，云南大紅山地區(qū)的大紅山群、云南東川-武定地區(qū)東川群、四川西南河口地區(qū)河口群和四川會(huì)理南部的通安組等都是隨后的持續(xù)裂解的沉積響應(yīng)(圖3)。大紅山群底部老廠河組以砂巖沉積為主，夾年齡為1722～1711Ma(楊紅等, 2012)的薄層火山巖(圖3)，發(fā)育于裂谷盆地早期階段；中部曼崗河組和紅山組以中基性火山巖為主，夾少量泥砂質(zhì)和碳酸鹽巖沉積，其火山巖年齡1681～1656Ma(圖3, Greentree and Li, 2008; Zhao and Zhou, 2011; 金廷福等, 2017)，代表裂谷盆地第二個(gè)階段；上部肥味河組和坡頭組則以?shī)A有部分泥砂質(zhì)巖石的碳酸鹽巖為主，代表了裂谷盆地的第三個(gè)階段。四川西南代表裂谷盆早期階段的河口群底部大營(yíng)山組以砂巖沉積為主，夾少量火山巖，年齡為1722～1705Ma(Chenetal., 2013)；中上部落凼組和長(zhǎng)沖組發(fā)育于裂谷盆地第二階段，以鈉質(zhì)火山巖為主，夾有較多的砂巖和碳酸鹽巖，其中火山巖年齡1680～1659Ma(周家云等, 2011; Zhuetal., 2013; 耿元生等, 2017)。東川群和通安組以碎屑至碳酸鹽巖并夾少量凝灰?guī)r沉積序列為主，火山巖不發(fā)育。東川群下部凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡1742Ma(Zhaoetal., 2010)和通安組下部凝灰?guī)r的鋯石U-Pb年齡為1744Ma(耿元生等, 2017)和1720Ma(任光明等, 2014)，表明東川群和通安組是啟動(dòng)于1.75Ga的裂解作用產(chǎn)物。王偉等(Wang and Zhou, 2014; Wangetal., 2014b)基于東川群沉積巖石組合和沉積構(gòu)造，總結(jié)了東川裂谷盆地如下的四個(gè)演化階段，即：1742Ma區(qū)域拉伸機(jī)制導(dǎo)致裂谷盆地堆積了因民組下部沖積扇相粗粒碎屑巖；1742～1673Ma期間地殼持續(xù)拉伸導(dǎo)致裂谷盆地下部巖漿源上涌，同時(shí)發(fā)育了因民組中上部沖積平原相到臨濱相碎屑巖夾碳酸鹽巖組合；1673～1596Ma為裂谷盆地?zé)崴沙诨蚝罅压入A段，沉積了落雪組臺(tái)地相碳酸鹽巖；1596～1503Ma階段，伴隨著相鄰地區(qū)海底擴(kuò)張，東川裂谷盆地沉積了以鵝頭廠組(黑山組)為代表的深海沉積。由上述可見，揚(yáng)子地塊西南緣1.75～1.50Ga時(shí)期沉積盆地的發(fā)育和演化也間接指示著該地區(qū)從1.75Ga左右啟動(dòng)了裂解作用，裂谷盆地由早至晚發(fā)育從陸相至深海相的沉積演化過程。

揚(yáng)子地塊西南緣除上述1.75～1.50Ga的裂解作用的沉積響應(yīng)之外，還同時(shí)伴有相應(yīng)的1.76～1.50Ga時(shí)段的三期巖漿事件(表3)。第一階段(1.76～1.70Ga)主要發(fā)育雙峰式巖漿巖，在東川地區(qū)、河口地區(qū)均有發(fā)育(Zhaoetal., 2010; 關(guān)俊雷等, 2011)，如云南武定1728～1765Ma的雙峰式輝綠巖和花崗斑巖(王子正等, 2013; 郭陽(yáng)等, 2014; 楊斌等, 2015; Liuetal., 2019)，在四川會(huì)理有1713～1735Ma的輝綠輝長(zhǎng)巖和花崗巖，它們具有雙峰式巖漿巖特征，其中的花崗巖屬于形成于板內(nèi)環(huán)境的A型花崗巖(郭陽(yáng)等, 2014；筆者未刊資料)。第二階段(1.69～1.65Ga)表現(xiàn)為大紅山群基性火山巖和河口群鈉質(zhì)火山巖的大量噴發(fā)(表3)，同時(shí)有少量鎂鐵質(zhì)巖脈侵入(表3)。第三階段(1.53～1.48Ga)，四川會(huì)理地區(qū)有輝長(zhǎng)巖的侵位，東川群和通安組中發(fā)育凝灰?guī)r(表3)。上述這些侵入巖和火山巖的地球化學(xué)特征都顯示它們形成于板內(nèi)的裂谷環(huán)境(楊斌等, 2015; 郭陽(yáng)等, 2014; Fanetal., 2013)。

表3 揚(yáng)子地塊中元古代早期的巖漿事件與年齡數(shù)據(jù)一覽表

Table 3 Magmatic events and data during 1.78～1.5Ga in Yangtze Block

地區(qū)地質(zhì)產(chǎn)狀巖石類型測(cè)試方法年齡(Ma)資料來源武定地區(qū)武定迤納廠侵入因民組隱爆角礫巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1783±19Zhao et al., 2010武定地區(qū)侵入東川群海孜巖體輝綠巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1765±6郭陽(yáng)等, 2014武定地區(qū)侵入東川群海孜巖體輝綠巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1765±5楊斌等, 2015武定地區(qū)侵入東川群海孜巖體花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1764±18楊斌等, 2015武定地區(qū)武定東川群因民組凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1742±13Zhao et al., 2010武定地區(qū)東川群-武定地區(qū)巖漿角礫巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1739±13侯林等, 2013通安地區(qū)菜園子巖體花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1735±8筆者,未刊資料通安地區(qū)菜園子巖體花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1733±10筆者,未刊資料武定地區(qū)因民組-大竹棚組流紋巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1730±5楊斌等, 2016武定地區(qū)侵入東川群海孜巖體花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1730±15王子正等, 2013武定地區(qū)侵入東川群海孜巖體輝綠巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1728±4郭陽(yáng)等, 2014通安地區(qū)通安組凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1723±6耿元生等, 2017河口地區(qū)河口群大營(yíng)山組鈉質(zhì)火山巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1722±25王冬兵等, 2012大紅山地區(qū)大紅山群老廠河組斜長(zhǎng)角閃巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1722±19楊紅等, 2012通安地區(qū)皎平渡輝長(zhǎng)巖輝長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1721±4筆者,未刊資料通安地區(qū)侵入通安組角閃巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1720±7任光明等, 2014河口地區(qū)河口群落凼組石英角斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1720±11于文佳等, 2017東川地區(qū)侵入東川群因民組爆破角礫巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1717±22Zhao et al., 2010通安地區(qū)菜園子巖體花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1717±10筆者,未刊資料大紅山地區(qū)大紅山群老廠河組長(zhǎng)石石英片巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1711±4楊紅等, 2012河口地區(qū)侵入河口群輝綠巖鋯石SHRIMP U-Pb1710±8關(guān)俊雷等, 2011河口地區(qū)河口群大營(yíng)山組變質(zhì)凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1708±7Chen et al., 2013河口地區(qū)河口群大營(yíng)山組變質(zhì)凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1705±6Chen et al., 2013通安地區(qū)通安組輝長(zhǎng)巖斜鋯石TIMS U-Pb1703±8Lu et al., 2019通安地區(qū)通安組皎平渡輝長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1694±16王東兵等, 2013河口地區(qū)侵位于落凼組隱爆角礫巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1693±3于文佳等, 2017東川地區(qū)侵入東川群因民組粗玄巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1690±32Zhao et al., 2010大紅山地區(qū)大紅山群老廠河組石榴長(zhǎng)石片巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1686±4楊紅等, 2012大紅山地區(qū)大紅山群曼崗河組石英鈉長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1681±13Zhao and Zhou, 2011河口地區(qū)河口群落凼組石英鈉長(zhǎng)巖鋯石SHRIMP U-Pb1680±13周家云等, 2011河口地區(qū)河口群落凼組變質(zhì)凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1679±13Chen et al., 2013大紅山地區(qū)大紅山群曼崗河組凝灰?guī)r鋯石SHRIMP U-Pb1675±8Greentree and Li, 2008大紅山地區(qū)大紅山群紅山組石英鈉長(zhǎng)斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1673±20金廷福等, 2017河口地區(qū)河口群落凼組凝灰質(zhì)片巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1669±6Zhu et al., 2013東川地區(qū)侵入東川群因民組輝綠巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1667±13朱華平等, 2011河口地區(qū)河口群落凼組石英角斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1659±23耿元生等, 2017大紅山地區(qū)侵入大紅山群粗玄巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1659±16Zhao and Zhou, 2011河口地區(qū)侵入河口群變輝長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1657±21Chen et al., 2013大紅山地區(qū)大紅山群紅山組鈉長(zhǎng)片巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1656±16金廷福等, 2017大紅山地區(qū)大紅山群紅山組變輝長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1643±19金廷福等, 2017會(huì)理地區(qū)侵入通安組輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1531±18耿元生等, 2012會(huì)理地區(qū)侵入通安組輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1513±13耿元生等, 2012通安地區(qū)通安組四段變凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1508±15龐維華等, 2015東川地區(qū)東川群黑山組玻屑凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1504±5李懷坤等, 2013東川地區(qū)東川群鵝頭廠組凝灰?guī)r鋯石SHRIMP U-Pb1503±17孫志明等, 2009東川地區(qū)東川群黑山組玻屑凝灰?guī)r鋯石LA-ICP-MS U-Pb1500±4李懷坤等, 2013會(huì)理地區(qū)侵入通安組輝長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb1494±6Fan et al., 2013會(huì)理地區(qū)侵入通安組輝長(zhǎng)巖斜鋯石LA-ICPMS U-Pb1490±4Fan et al., 2013會(huì)理地區(qū)侵入通安組輝長(zhǎng)巖斜鋯石LA-ICPMS U-Pb1486±3Fan et al., 2013

圖4 勞倫和澳大利亞大陸裂谷盆地分布(據(jù)Betts et al., 2008)Fig.4 Distribution of the Laurentia and Australian continental rift basins (after Betts et al., 2008)

綜上所述，揚(yáng)子地塊1.75～1.7Ga大量發(fā)育陸內(nèi)裂谷，隨后伴隨區(qū)域地殼拉張的不斷增強(qiáng)，裂谷盆地發(fā)育由沖積扇、河流和海相的沉積充填序列。1.69～1.65Ga時(shí)期部分裂谷盆地的火山活動(dòng)增強(qiáng)，并從裂谷盆地逐漸轉(zhuǎn)化為被動(dòng)大陸邊緣。這種連續(xù)的裂解作用一直持續(xù)到1.5Ga之后。

3.3 勞倫古陸1.78～1.4Ga的裂解記錄

從圖4可以看出，1.78Ga時(shí)在勞倫古陸內(nèi)部已經(jīng)發(fā)育了具有一定規(guī)模的Thelon盆地，在古陸的北側(cè)為馬扎察爾(Mazatzal)島弧帶。研究表明，Thelon盆地從1.84Ga左右已經(jīng)開始形成(Rainbirdetal., 2006)。到1.75Ga，Thelon盆地與Athabasca盆地相連，形成更大規(guī)模的盆地，至1.65Ga聯(lián)合的Thelon與Athabasca盆地又與Wernecke盆地相連，形成勞倫古陸內(nèi)的超大型盆地。

圖5 勞倫古陸Thelon盆地Dubawnt超群地層柱和同時(shí)代的巖漿巖套(據(jù)Rainbird et al., 2003; Peterson et al., 2015; Scott et al., 2015)年齡數(shù)據(jù)來源：(a) Chamberlain et al., 2010; (b) Davis et al., 2011; (c) Rainbird and Davis, 2007; (d) van Breemen et al., 2005; (e) Scott et al., 2015Fig.5 Stratigraphic column of the Dubawnt Supergroup and contemporaneous igneous units in Thelon Basin, Laurentia paleocontinent (after Rainbird et al., 2003; Peterson et al., 2015; Scott et al., 2015)Geochronological data refer to: (a) Chamberlain et al., 2010; (b) Davis et al., 2011; (c) Rainbird and Davis, 2007; (d) van Breemen et al., 2005; (e) Scott et al., 2015

Thelon盆地早期沉積地層為Dubawnt超群，自下而上為Baker Lake群、Wharton群和Barrensland群。Baker Lake群主要由河流相礫巖、砂巖和過鉀質(zhì)火山巖組成。該群下部過鉀質(zhì)火山巖的鋯石U-Pb年齡為1833±3Ma (Rainbirdetal., 2006)，侵入到該群的云煌巖的云母Ar-Ar年齡為1811±13Ma(Rainbirdetal., 2006), 這表明Thelon盆地從1.84Ga左右已經(jīng)開始裂解。中部的Wharton群由下部的Amarook組和上部的Pitz組組成。Amarook組主要由風(fēng)成砂巖夾粗粒河流相砂巖組成；Pitz組主要由河流相的礫巖和砂巖為主，夾有流紋巖和火山碎屑巖(圖5)，其中流紋巖鋯石U-Pb年齡為1758±3Ma和1753±2Ma(Rainbird and Davis, 2007)，表明Wharton群形成于1.75Ga左右。上部的Barrensland群自下至上為Thelon組、Kuungmi組和Lookout Point組。Thelon組從底部陸相礫巖和砂巖向上過渡到海相砂巖；Kuungmi組主要由玄武巖組成，其中橄欖安粗巖斜鋯石的U-Pb年齡為1540±30Ma(Chamberlainetal., 2010)；最上部的Lookout Point組主要為碳酸鹽巖(圖5)。由此可見，勞倫古陸Thelon盆地從1.84Ga開始裂解，早期以陸相沖積扇相碎屑巖為主，向上逐漸過渡為河流相碎屑沉積，同時(shí)伴有過鉀質(zhì)和流紋質(zhì)火山巖，為裂谷盆地主要發(fā)育階段；上部主要為海相碎屑巖和碳酸鹽巖, 伴有玄武質(zhì)巖漿巖，應(yīng)屬于后裂谷演化階段。Thelon盆地持續(xù)演化了大約3億年。因此，Dubawnt 超群的沉積作用和火山活動(dòng)記錄了勞倫古陸早期的裂解事件。

圖6 勞倫古陸中元古代地層對(duì)比(據(jù)Hahn et al., 2013)Fig.6 Mesoproterozoic stratigraphic correlation of Laurene paleocontinent (after Hahn et al., 2013)

在Thelon盆地沉積序列中部的Wharton群有較多的由玄武巖和流紋巖組成的雙峰式火山巖(Pitz組)，形成時(shí)代為1.75Ga左右(圖5)，表明勞倫古陸在1.75Ga已經(jīng)有明顯的裂解。與此同時(shí)，從Thelon盆地向東到哈德遜灣基底出露區(qū)有大量的非造山型花崗巖和基性巖脈群出露(Petersonetal., 2015)。其中Nueltin花崗巖套包括堿性花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖等，屬于典型的非造山花崗巖(Petersonetal., 2015)，年齡為1751±5Ma～1764±5Ma(van Breemenetal., 2005)?；郧秩霂r包括粗粒斜長(zhǎng)巖、粗粒輝長(zhǎng)巖為主體的Mallery雜巖等，后者中的斜鋯石U-Pb年齡為1769±6Ma(Petersonetal., 2015)。基性巖墻群包括McRae Lake巖墻群、Amer巖脈群和Thelon河巖墻群。McRae Lake巖墻群北北東走向，延伸至少達(dá)到600km，其中一條最大的巖墻，延長(zhǎng)23km，寬1.8km，斜鋯石的U-Pb年齡為1754±2Ma (Petersonetal., 2015)。以輝綠巖為主的Amer巖脈群位于McRae Lake巖墻群的西側(cè)，走向大致與McRae Lake巖墻群平行，分布范圍170km×40km，根據(jù)磁異常推測(cè)在Thelon盆地之下可能還有該巖墻群的分布。Thelon河巖墻群走向北東75°左右，出露面積520km×40km，根據(jù)Thelon河巖墻群平行于一條脆性斷裂，而該斷裂切割了McRae Lake巖墻群，由此判斷Thelon河巖墻群略年輕(Petersonetal., 2015)。這些非造花崗巖和巖墻群的廣泛分布和Pitz組雙峰式火山巖的形成基本是同時(shí)期的，表明勞倫古陸在1.75Ga左右經(jīng)歷了一次強(qiáng)烈的拉伸裂解作用。

在勞倫古陸上，除了Thelon盆地之外，還有一些與哥倫比亞超大陸裂解有關(guān)的盆地，如Athabasca盆地、Hornby Bay盆地、Muskwa盆地和Elu等盆地(Furlanettoetal., 2016; Verbaasetal., 2018)。盡管這些沉積盆地沉積作用的啟動(dòng)、結(jié)束的時(shí)間以及盆地充填的方式和物質(zhì)組成等不盡相同(圖6)，但仍表現(xiàn)出如下共同的規(guī)律。(1)沉積盆地啟動(dòng)的時(shí)間多在1.75Ga左右；(2)盆地充填建造皆從下部陸相碎屑巖向上逐漸過渡到海相砂巖、頁(yè)巖和碳酸鹽巖，反映了從裂谷到后裂谷的沉積演化；(3)盆地間的充填建造中火山巖發(fā)育極不均衡；(4)各個(gè)盆地充填演化都表現(xiàn)多次沉積間斷，或角度不整合或平行不整合(圖6)，間接指示盆地發(fā)育過程中經(jīng)歷過較強(qiáng)的構(gòu)造改造。上述勞倫古陸盆地演化的四方面共性特征說明，該古陸上大多數(shù)盆地的伸展拉張起始于1.75Ga左右，并經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的演化過程。同時(shí)，多數(shù)盆地也主要表現(xiàn)了兩階段的伸展拉張時(shí)期，第一階段從1.75Ga到1.60Ga左右，第二階段從1.55Ga到1.2Ga。每個(gè)伸展階段的早期都以陸相碎屑巖沉積為主(夾火山巖)(主裂谷階段)，晚期以海相砂巖、頁(yè)巖和碳酸鹽巖沉積為主(后裂谷階段)。

3.4 澳大利亞北部克拉通1.8～1.4Ga的裂解記錄

由圖4可見，北澳大利亞克拉通在1.78Ga已發(fā)育具有相當(dāng)規(guī)模的Leichhardt超級(jí)盆地。隨后，盆地不斷擴(kuò)大，經(jīng)過一個(gè)旋回的演化，盆地不斷擴(kuò)大，至1.75Ga發(fā)育成更大規(guī)模的Calvert超級(jí)盆地。由于動(dòng)力學(xué)機(jī)制的變化，到1.65Ga時(shí)形成南北向拉長(zhǎng)的大規(guī)模Isa超級(jí)盆地(Bettsetal., 2008)。

圖7 澳大利亞北部1.8～1.57Ga盆地的演化(據(jù)Gibson et al., 2012)Fig.7 Evolution of the sedimentary basin during 1.8～1.57Ga in northern Australia (after Gibson et al., 2012)

發(fā)育于1800～1750Ma期間的Leichhardt 超級(jí)盆地 (Neumannetal., 2006)起始為西部地區(qū)50～80km寬的狹長(zhǎng)裂谷盆地(Jacksonetal., 2000; Scottetal., 2000)。盆地充填序列的底部為含礫砂巖，向上為發(fā)育交錯(cuò)層理的河流相至湖泊相石英巖和長(zhǎng)石砂巖，下部夾玄武巖層，構(gòu)成由水進(jìn)體系域到高水位體系域的Guide超層序(圖7)。隨后，盆地向東部擴(kuò)展，但東部和西部盆地充填建造不同。盆地西部以Myally超層序?yàn)榇?，最下部是水下噴發(fā)的玄武巖，向上是砂巖，到頂部出現(xiàn)夾少量疊層石白云巖(Lochness組)的紅層(Gibsonetal., 2012)。盆地東部主要發(fā)育巨厚玄武質(zhì)火山巖(Marraba)，其底部可見少量的淺水相疊層石白云巖夾層，火山巖上部被淺水相的石英巖和砂巖所覆蓋(Gibsonetal., 2012)。此外，東部的Argylla組發(fā)育年齡為1760～1780Ma的酸性火山巖(圖7)(Neumannetal., 2009; Page, 1983)。并且盆地內(nèi)Guide超層序和Myally超層序同時(shí)被與盆地拉伸方向一致的粗玄巖巖墻所侵入。1.75Ga時(shí)期(Quilalar超層序)，盆地西部發(fā)育純石英巖和疊層石白云巖與鈣質(zhì)砂巖，東部則為Ballara石英巖和Corella組臺(tái)地相碳酸鹽巖序列(圖7)。該超層序中碎屑鋯石和侵入其中Burstall花崗巖(1740Ma, Page, 1983)的年齡限定了其時(shí)代約為1755～1740Ma。

在西部，Quilalar超層序沉積之后Calvert超級(jí)盆地經(jīng)歷了局部隆升，之后開始了新旋回的裂谷作用，這一過程以區(qū)域不整合、沖積扇礫巖的沉積和高角度斷層控制裂谷內(nèi)粗砂巖的沉積(Bigie組)為標(biāo)志(Gibsonetal., 2012)。之后是1710Ma的Fiery Creek雙峰式火山巖的噴發(fā)(Hutton and Sweet, 1982; Jacksonetal., 2000)和1710Ma的Weberra花崗巖的侵入(Neumannetal., 2006)。其后，發(fā)育若干從近岸環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)槿侵藁驕\海環(huán)境的高硅砂巖旋回(Prize超層序；圖7)(Hutton and Sweet, 1982; Southgateetal., 2000)，并被薄層狀炭質(zhì)頁(yè)巖韻律沉積覆蓋(Surprise Creek組)。裂谷作用晚期則有1678Ma的Carters Bore流紋巖(Pageetal., 2000)噴發(fā)，并被1670Ma的Sybella花崗巖(Neumannetal., 2006)所侵入。在盆地東部，Prize超層序沉積終止后，沉積了Soldiers Cap群，其主要由深水硅質(zhì)碎屑濁積巖和夾層的炭質(zhì)沉積為主，并被變質(zhì)的1685Ma的富鐵粗玄巖(Bakeretal., 2010)所侵入(Gibsonetal., 2012)。

Isa超級(jí)盆地在Lawn Hill地臺(tái)最具代表性，它由8km厚的淺水至深水海相韻律層狀濁積巖、炭質(zhì)頁(yè)巖和疊層石白云巖組成(Hutton and Sweet, 1982; Krassayetal., 2000)。

圖8 巴西Paramirim拗拉槽Espinha?o Ⅰ和Ⅱ階段的地層事件對(duì)比圖(據(jù)Alkmim and Martins-Neto, 2012)Fig.8 Stratigraphic chart of the Espinha?o Ⅰ and Ⅱ sequences in the Paramirim aulacogen (after Alkmim and Martins-Neto, 2012)

Leichhardt 超級(jí)盆地代表了早期(1.80～1.74Ga)從裂谷到后裂谷的演化，Calvert超級(jí)盆地代表了第二階段的裂谷盆地階段(1.74～1.67Ga)的演化，Isa盆地代表了第二階段后裂谷盆地階段(1.76～1.60Ga)的演化(圖7)。

3.5 南美圣弗蘭西斯科-西非剛果克拉通1.8～1.4Ga的裂解記錄

古元古代時(shí)期，巴西圣弗蘭西斯科(S?o Francisco)克拉通與西非剛果克拉通通過Trans-Amazonian(南美)和Eburnian(非洲)造山作用結(jié)合成統(tǒng)一的克拉通大陸，直到新元古代才發(fā)生裂解(Schannoretal., 2019)。最終，隨著大西洋的發(fā)展才成為各自獨(dú)立大陸的組成部分(Pedreira and De Waele, 2008)。因此，我們將它們?cè)?.8～1.4Ga期間的拉伸裂解事件一起討論。

1.8～1.4Ga的裂解事件主要記錄在圣弗蘭西斯科盆地和Paramirim拗拉槽(Alkmim andMartins-Neto, 2012)。圣弗蘭西斯科盆地1.8～1.4Ga的盆地充填可分為上、下兩個(gè)巨型地層序列。下部序列發(fā)育于固結(jié)紀(jì)，以河流相礫巖和風(fēng)成砂巖為主，廣泛發(fā)育1.78～1.70Ga的巖漿巖，其或以熔巖和巖床形式出現(xiàn)，或以基性和酸性巖體侵入到圣弗蘭西斯科克拉通基底。下部序列火山巖年齡為1724±5Ma到1775±3Ma(Turpinetal., 1988; Lobatoetal., 2015; Danderferetal., 2009, 2015)，表明圣弗蘭西斯科盆地的拉伸從1.77Ga之前已經(jīng)開始，裂谷主要階段火山強(qiáng)烈活動(dòng)，而火山巖上覆的巨厚沖積扇相、風(fēng)成和河口相的碎屑巖標(biāo)志著早期裂谷旋回的結(jié)束(Guadagnin and Junior, 2015)，即從早期同裂谷(或前裂谷)的碎屑沉積，到裂谷階段強(qiáng)烈火山活動(dòng)及之后河流相、河口相碎屑沉積的盆地演化過程。

上部序列發(fā)育于蓋層紀(jì)-延展紀(jì)早期的克拉通內(nèi)裂谷-凹陷盆地內(nèi)，由沖積河流、三角洲、淺海的高硅碎屑巖組成(Guadagninetal., 2015)。該系列中下部的酸性凝灰?guī)r和熔巖年齡為1582±8Ma和1569±14Ma(Danderferetal., 2009)，侵入到Mangabeira組的板內(nèi)拉斑玄武質(zhì)的巖墻群年齡為1501±9Ma(Silveiraetal., 2013)，而上部的火山碎屑巖年齡為1436±26Ma(Silveiraetal., 2013)，上述火山巖的年齡及碎屑鋯石的年齡峰值(Guadagnin and Junior, 2015)共同約束上部地層序列時(shí)代約為1.6～1.38Ga。

同時(shí)，1.8～1.4Ga時(shí)期圣弗蘭西斯科盆地東側(cè)的Paramirim拗拉槽(Alkmim andMartins-Neto, 2012)的拉張裂解作用的沉積產(chǎn)物是Espinha?o超群。該超群可劃分為兩個(gè)一級(jí)旋回(層序)，分別為Espinha?o Ⅰ和Espinha?o Ⅱ。Espinha?o Ⅰ形成于盆地早期階段，主要為河流相、沖積扇相和風(fēng)成沉積的砂巖，也代表著Paramirim拗拉槽的古水槽(Alkmim andMartins-Neto, 2012)；Espinha?o Ⅰ中期發(fā)育了厚約600m的流紋巖、英安巖和火山碎屑巖(Novo層和Sao Simao組，圖8)，其中火山巖年齡集中在1.75Ga左右，隨后堆積了厚約850m的沖積扇相-湖泊相礫巖、砂巖和頁(yè)巖(圖8, Danderferetal., 2009)；Espinha?o Ⅰ晚期階段的盆地繼續(xù)不斷擴(kuò)大，沉積了1000～2500m厚風(fēng)成或海相砂巖與淺海相頁(yè)巖(圖8, Alkmim andMartins-Neto, 2012)。Espinha?o Ⅱ旋回早期主體為厚約400m沖積扇砂巖、含金剛石礫巖和基性火山巖(被相同性質(zhì)的巖脈和巖席切割)的地層序列(Alkmim andMartins-Neto, 2012)，上部發(fā)育巨厚風(fēng)成砂巖和淺海相頁(yè)巖，其中夾有碳酸鹽巖或少量蒸發(fā)巖(圖8)。Espinha?o Ⅱ旋回的晚期時(shí)盆地逐漸縮小，對(duì)應(yīng)堆積了底部河口灣相礫巖及其上的淺海相砂巖及頁(yè)巖(圖8)。Espinha?o Ⅱ旋回早期火山巖的年齡為1581±8Ma和1569±14Ma(Danderferetal., 2009)，Tombador組碎屑巖中凝灰?guī)r夾層鋯石上交點(diǎn)年齡為1437±50Ma，兩顆最和諧鋯石加權(quán)平均年齡為1416±28Ma(Guadagninetal., 2015)，從而可以大致限定Espinha?o Ⅱ旋回的時(shí)限為～1.6～1.4Ga。

剛果克拉通與圣弗蘭西斯科克拉通內(nèi)Espinha?o Ⅰ層序可對(duì)比的地層是Chela群，其不整合于克拉通西南部安哥拉地塊太古宙基底之上(Pedreira and De Waele, 2008)，由厚約600米的海相砂巖與酸性火山巖、頁(yè)巖、礫巖和少量碳酸鹽巖夾層組成。Chela群中部基性-酸性火山巖和火山碎屑巖年代測(cè)定結(jié)果分別為1790±17Ma和1718±12Ma(Mccourtetal., 2004)，可與圣弗蘭西斯科盆地及拗拉槽中的Nevo層和S?n Sim?o組(火山巖)對(duì)比。而剛果克拉通中東部的Kibaran超群和/或Akanyaru超群主要由巨厚海相頁(yè)巖組成，向上過渡到砂巖。該兩個(gè)超群都被1.37～1.38Ga 的花崗巖類所侵入(Kokonyangietal., 2004; Pedreira and De Waele, 2008)。因此，Kibaran超群和/或Akanyaru超群形成的下限在1.4Ga左右，可與圣弗蘭西斯科盆地或拗拉槽中的Espinha?o Ⅱ?qū)有驅(qū)Ρ取?/p>

此外，除上述哥倫比亞超大陸上這些1.8～1.4Ga的盆地沉積之外，澳大利亞西部的Bangemall盆地(Martin and Thorne, 2004)，Svecofennian地盾與東歐克拉通之間的Ladoga裂谷帶(Bogdanovaetal., 1996)，Siberia克拉通的Uchur-Mukun盆地(Khudoleyetal., 2015)以及印度西北部的North Delhi超群中以(石英)砂巖為主的Ajabgarh群(Roy and Purohit, 2015; Wangetal., 2017)等盆地和充填建造也都是1.8～1.4Ga期間超大陸拉伸裂解的沉積響應(yīng)與產(chǎn)物。由于俄羅斯學(xué)者長(zhǎng)期認(rèn)為古/中元古代的界線應(yīng)位于1.65Ga，因此他們將西伯利亞克拉通Uchur-Mukun盆地中的沉積地層的下限通常置于1.65Ga。在南部地區(qū)該套地層底部的碎屑巖中曾獲得過1717±32Ma的碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)(Khudoleyetal., 2015)，所以推測(cè)西伯利亞Uchur-Mukun盆地的拉張裂解的起始時(shí)間很可能早于1.65Ga。

3.6 哥倫比亞/努娜超大陸1.8～1.4Ga裂解的深成巖漿響應(yīng)

在超大陸拉張裂解過程中常伴有各種類型的非造山的巖漿作用，火山巖多以雙峰式火山巖為特征，侵入巖以斜長(zhǎng)巖、紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖、紫蘇花崗巖、花崗巖(AMCG組合)，環(huán)斑花崗巖以及基性巖墻群為代表(Larin, 2009; Ernst, 2014; Houetal., 2008; Pengetal., 2008)。哥倫比亞超大陸裂解過程中的火山作用在前述幾個(gè)主要盆地演化中已經(jīng)論及，本節(jié)主要討論與哥倫比亞超大陸裂解有關(guān)的深成巖漿作用。

圖9 烏克蘭地盾Volyn地塊中1.8～1.74Ga AMCG深成雜巖和相關(guān)的基性巖墻(據(jù)Bogdanova et al., 2013; Shumlyanskyy et al., 2016)圖中①為Rudnya Bazarska巖墻(1793Ma)；② Zamyslovychi巖墻(1789Ma)；③ Pugachivka巖墻(1761Ma)；④ Bilokorovychi巖墻(1799Ma)Fig.9 The 1.80～1.74Ga Korosten AMCG pluton and associated mafic dykes in the Volyn block of the Ukrainian Shield (after Bogdanova et al., 2013; Shumlyanskyy et al., 2016)① Rudnya Bazarska dyke (1793Ma); ② Zamyslovychi dyke (1789Ma); ③ Pugachivka dyke (1761Ma); ④ Bilokorovychi dyke (1799Ma)

烏克蘭地盾北緣的Volyn地塊、Ingul地塊和Azov地塊也出露大量的1.8～1.7Ga的非造山花崗巖和基性巖墻群，其中Volyn地塊最為發(fā)育。在該區(qū)，出露有1.80～1.76Ga的斜長(zhǎng)巖、淡色輝長(zhǎng)巖-蘇長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖-蘇長(zhǎng)巖巖體，有1.76～1.74Ga的環(huán)斑花崗巖型的花崗巖侵入體，包括二長(zhǎng)花崗巖、堿性花崗巖，稱為Koroten AMCG雜巖(Shumlyanskyyetal., 2016)，以及大量的基性巖墻(圖9)。巖墻群可分為高Ti的粗玄巖(二長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖)和高Ni的拉斑玄武質(zhì)的巖墻。前者曾獲得過1799±10Ma的鋯石U-Pb年齡及1793±3Ma的斜鋯石U-Pb年齡(Shumlyanskyyetal., 2016)。后者除了大量的巖墻之外還有層狀侵入體，層狀侵入體以Prutivka為代表，厚110～210m，含有Ni-Cu-PGE硫化物礦。巖墻的鋯石U-Pb年齡為1787±6Ma，斜鋯石的U-Pb年齡為1791±5Ma(Bogdanovaetal., 2013; Shumlyanskyyetal., 2012)；巖床的鋯石U-Pb年齡為1777±5Ma，斜鋯石的U-Pb年齡為1779±7Ma(Shumlyanskyyetal., 2016)。烏克蘭地盾北緣的Volyn地塊中的非造山AMCG組合和基性巖墻主要形成于1.8～1.75Ga，也指示著該地區(qū)哥倫比亞超大陸的裂解從1.8Ga已經(jīng)開始。

西伯利亞克拉通南部同樣具有與哥倫比亞超大陸早期裂解有關(guān)的巖漿活動(dòng)記錄，包括1758～1752Ma的Timptaon-Algamaisky和1751Ma的Chaiskii基性巖墻群(Ernstetal., 2016; Gladkochubetal., 2010)，1750Ma的Tarak-Podporozhye-Kuzeevo A型花崗巖(Larin, 2014)，1736～1705Ma以酸性巖為主的Bilyakchan-Ulkan雙峰式巖漿巖，其中酸性巖具有典型的A型花崗質(zhì)巖石特征，基性巖屬于拉斑玄武巖系列(Didenkoetal., 2015)。并且在Baikal北部發(fā)育～1674Ma(Gladkochubetal., 2007)及1650Ma的Elkon-Gonam基性巖墻群和1641Ma的Nersa基性巖漿事件(Ernstetal., 2016)等。它們均形成于克拉通內(nèi)部，是陸內(nèi)裂谷環(huán)境相關(guān)巖漿作用的產(chǎn)物(Ernstetal., 2016)。

Petersonetal. (2015)總結(jié)了全球1.77～1.73Ga期間具有相當(dāng)規(guī)模的非造山花崗巖和基性巖墻群(表4中1～14)，本文補(bǔ)充了揚(yáng)子地塊西南緣的雙峰式巖漿巖、印度東北Singhbhum 克拉通的基性巖墻群和澳大利亞北部Mt. Isa地區(qū)Wonga花崗巖套的資料(表4中的15～17)。從表4和圖10可以看出，該期與拉伸裂解有關(guān)的巖漿事件在全球廣泛分布，有的地區(qū)以非造山花崗巖為主，有的地區(qū)以基性巖墻群為主，有的地區(qū)非造山花崗巖和基性巖墻群同時(shí)分布。這些巖漿事件或與同時(shí)期的盆地的演化關(guān)系密切，或侵入到古老克拉通或基底巖系之中。哥倫比亞超大陸從1.78Ga出現(xiàn)了大量的非造山花崗巖和基性巖墻群，意味著這一階段的拉張裂解事件是全球性的，并具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。

圖10 1750Ma時(shí)的Nuna/Columbia 超大陸及代表性的1.77～1.73Ga非造山花崗巖省或基性巖墻群(表4)分布(據(jù)Peterson et al., 2015修改)克拉通或大陸片段的縮寫：Am=亞馬遜；Au=澳大利亞；Ba=波羅的地盾；Co=剛果；He=赫恩；In=印度；Ka=卡累利阿；NA=北大西洋；NC=華北；NS=北西伯利亞；Ra=瑞伊；Pa=原澳大利亞；SC=華南；SI=斯拉韋；SF=圣弗蘭西斯科；SS=南西伯利亞；Su=蘇必利爾；WA=西非；WAu=西澳大利亞；Wy=懷俄明Fig.10 The Nuna/Columbia supercontinent at 1750Ma with locations of representative 1.73～1.77Ga anorogenic granite provinces and mafic dyke swarms (see Table 4) (modified after Peterson et al., 2015)Abbreviations of continental fragments/cratons: Am=Amazonia; Au=Australia; Ba=Baltica; Co=Congo; He=Hearne; In=India; Ka=Karelia; NA=North Atlantic; NC=North China; NS=North Siberia; Ra=Rae; Pa=Proto-Australia; SC=South China; SI=Slave; SF=Sao Francisco; SS=South Siberia; Su=Superior; WA=West Africa; WAu=West Australia; Wy=Wyoming

4 關(guān)于哥倫比亞超大陸裂解的討論

作為古/中元古代的劃分，應(yīng)以具有全球意義的重大地質(zhì)事件為標(biāo)志。

目前的國(guó)際地層表中把1.8～1.6Ga劃分為固結(jié)紀(jì)(Statherian)，是古元古代的最后一個(gè)系級(jí)年代地層單位。并把這一階段的地質(zhì)作用概括為“克拉通的穩(wěn)定化、克拉通化”，其特點(diǎn)是“對(duì)大多數(shù)大陸而言，這一階段或者以形成新的地臺(tái)(如華北、澳大利亞北部)或以褶皺帶的最終克拉通化(Baltic地盾和北美)為特征”(Van Kranendonk, 2012)。然而，大量的資料表明，形成哥倫比亞超大陸的造山事件在1.85～1.80Ga已經(jīng)結(jié)束，之后在1.80～1.60Ga期間并沒有全球性的造山事件發(fā)生，也沒有形成新的地臺(tái)。局部的造山作用只發(fā)生在超大陸的邊緣(圖4)，這種局部的造山作用不可與形成超大陸的全球性造山作用相等同。

世界各主要大陸從～1.80Ga已開始形成具有相當(dāng)規(guī)模的裂谷盆地、凹陷盆地。勞倫古陸中的Thelon盆地形成的時(shí)間較早，其他多數(shù)盆地開始蓋層沉積的時(shí)間多在1.80Ga左右。這些盆地的底部多沉積有沖積扇相、河流相的礫巖，表明固結(jié)的大陸已經(jīng)隆升，提供了碎屑的物源。在盆地演化的早-中期(1.78～1.65Ga)大多數(shù)盆地都發(fā)育有火山巖，其中華北克拉通南緣的熊耳裂谷盆地中的火山巖、澳大利亞北部Leichhardt超級(jí)盆地中Argulia組和Haslingden群的火山巖發(fā)育相對(duì)較早，大致在1.78～1.75Ga期間。1.75～1.72Ga在一些盆地也有大量的火山巖噴發(fā)，勞倫古陸Thelon盆地中的Pitz組、南美圣弗蘭西斯科盆地中的Novo Horizonte組等的火山巖(圖8)，這一階段大量火山巖的噴發(fā)表明各盆地已經(jīng)拉張到相當(dāng)規(guī)模并切割很深。很多盆地經(jīng)歷了大量火山巖噴發(fā)之后發(fā)生短暫抬升，并從1.6Ga開始陸續(xù)沉積了淺海相的砂巖、頁(yè)巖和碳酸鹽巖組合。從早期(1.8～1.60Ga)各主要盆地的演化可以看出，該階段的地質(zhì)作用主要是從早期的陸內(nèi)裂谷盆地逐漸演化到廣闊的淺海盆地。對(duì)于該階段盆地的形成方式具有不同的認(rèn)識(shí)。

表4 1.77～1.73Ga代表性的非造山花崗巖省(AP)和基性巖墻群(DS)(據(jù)Petersonetal., 2015補(bǔ)充)

Table 4 Representative anorogenic granite provinces (AP) and mafic dyke swarms (DS), 1.77～1.73Ga (according to Petersonetal., 2015 supplemented)

序號(hào)巖石組合或類型類型產(chǎn)地參考文獻(xiàn)1Kivalliq巖漿巖套,包括花崗巖、斜長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖和基性巖墻群DS-AP加拿大西Churchill省Peterson et al., 20152SCAP基性巖墻群DS加拿大Hearne省Collerson et al., 19883Winagami巖床DS加拿大西部皮斯河地區(qū)Ross and Eaton, 19974Ketilidian環(huán)斑花崗巖套及蘇長(zhǎng)巖侵入體AP格陵蘭南部Brown et al., 20035Cleaver巖墻群DS加拿大大熊巖漿巖帶Irving et al., 20046Hadley巖墻群DS北美斯拉夫省Ernst and Buchan, 20047Nattanen型花崗巖,包括二長(zhǎng)花崗巖等AP芬蘭北部Haapala et al., 19878A型花崗巖及Vilyui河巖墻群DS西伯利亞南部Gladkochub et al.,2010;Larin,20149Korosten巖套(包括環(huán)斑花崗巖)及二長(zhǎng)巖等巖墻群DS-AP烏克蘭地盾Bogdanova et al., 201310Tagragra巖墻群DS西非克拉通Youbi et al., 201311EspinhacoAP巴西南東Martins-Neto, 200012A型花崗巖、環(huán)斑花崗巖等AP巴西東部Lenharo et al., 200213長(zhǎng)哨營(yíng)花崗巖,包括斜長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)花崗巖等AP華北克拉通Zhang et al., 200714太行基性巖墻群DS華北克拉通Peng et al., 200515雙峰式巖漿巖AP揚(yáng)子地塊西南緣見表316Wonga花崗巖套AP澳大利亞北部Mt Isa InlierNeumann et al., 200917基性巖墻群DS印度東北Singhbhum 克拉通Shankar et al., 201818A型花崗巖AP印度西北Aravalli-Delhi帶Kaur et al., 2017

Wang and Zhou (2014)、王偉等(2019)在詳細(xì)分析東川群的沉積相和分布的基礎(chǔ)上提出，在區(qū)域地殼拉張的背景下，在約1742Ma在一系列正斷層控制下東川裂谷盆地開始形成，沉積了因民組下部沖積扇相的地層。在區(qū)域地殼不斷拉張背景下，一方面盆地繼續(xù)擴(kuò)大，一方面由于拉伸導(dǎo)致深部巖漿上涌，因民組中上部沉積了沖積扇相到臨濱相的砂巖并有少量火山噴發(fā)。到ca.1673～1596Ma階段，由于西部地殼上涌巖漿的熱松弛，使盆地繼續(xù)擴(kuò)大并加深，沉積了碳酸鹽臺(tái)地相的落雪組地層。到ca.1596～1503Ma階段由于大洋擴(kuò)張的影響，盆地繼續(xù)擴(kuò)大，沉積了深海相的鵝頭廠組，東川盆地逐漸轉(zhuǎn)化為被動(dòng)陸緣，可以看出從1.75～1.50Ga東川盆地的演化始終處于一個(gè)拉張裂解的構(gòu)造背景。巴西圣弗蘭斯西科盆地也是在地殼拉張導(dǎo)致的一系列正斷層控制的裂谷帶中發(fā)育起來的(Danderferetal., 2015)。勞倫古陸中的Thelon盆地中1.77～1.73Ga的Wharton群及其周圍廣泛分布的同時(shí)代的基性巖漿雜巖、非造山花崗巖及基性巖墻群(圖5)，是在地幔上涌過程中，上地殼拉張裂解的過程中形成的(Petersonetal., 2015)。從ca.1.8～1.7Ga盆地的發(fā)育看，該階段全球性的重要地質(zhì)事件是在哥倫比亞超大陸基礎(chǔ)上陸內(nèi)的拉張和裂解形成一系列的盆地。

由表4和圖10可以看出，1.78～1.73Ga的非造山型花崗巖和基性巖墻在哥倫比亞超大陸廣泛分布，且常與火山巖相伴。如華北克拉通南緣1.78～1.75Ga的熊耳群火山巖同時(shí)伴有廣泛分布的太行巖墻群(見圖2)；勞倫古陸Wharton群～1.75Ga的Pitz組火山巖也伴有大量同時(shí)代的基性侵入巖、非造山花崗巖和基性巖墻群(見圖5, Petersonetal., 2015)，等等。盡管目前對(duì)于這些巖漿巖形成的構(gòu)造背景還存在分歧(Heetal., 2009; Zhaoetal., 2009a; Houetal., 2001; 彭澎, 2016; Bogdanovaetal., 2013; Shumlyanskyyetal., 2016)，但無論哪種巖漿巖構(gòu)造環(huán)境模型都要考慮該期巖漿事件如下三個(gè)方面的重要特點(diǎn)。(1)分布廣泛、規(guī)模巨大。從圖10中可以看出這一階段的非造山花崗巖和基性巖墻群分布與全球各主要大陸。勞倫古陸(北美)該期非造山花崗巖、基性巖脈群和相關(guān)火山巖出露的面積1,190,000km2(～1700km×700km, Petersonetal., 2015), 圭亞那地盾和亞馬遜該期的巖漿巖總面積超過300,000km2(Youbietal., 2013)，華北克拉通太行巖墻群的分布面積達(dá)到100,000km2(Pengetal., 2010)；(2)這些非造山花崗巖和基性巖墻群多位于復(fù)原的哥倫比亞超大陸內(nèi)部，如前述的Thelon盆地及其周圍的巖漿雜巖分布于勞倫古陸的中心部位(圖10中的1, Petersonetal., 2015)，加拿大大熊省的Cleaver巖墻群也分布在勞倫古陸內(nèi)部(圖10中的5)，西伯利亞南部的A型花崗巖及Vilyui河巖墻群也分布于復(fù)原的哥倫比亞內(nèi)部(圖10中的8)；(3)地球化學(xué)表明1.78～1.72Ga的巖漿事件多具有雙峰式的特點(diǎn)，大多數(shù)地區(qū)的火山巖具有玄武巖+流紋巖的雙峰式特點(diǎn)，如勞倫古陸Thelon盆地中的Pitz組(Rainbird and Davis, 2007)、澳大利亞北部Leichhardt超級(jí)盆地早期序列中的雙峰式火山巖(Neumannetal., 2009)等等。侵入巖的基性端元以輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、斜長(zhǎng)巖等為代表，酸性端元以AMCG組合、環(huán)斑花崗巖、A型花崗巖為特點(diǎn)，如勞倫古陸的丘吉爾省西部的Kivalliq巖套(Petersonetal., 2015)、烏克蘭地盾Volyn地塊中的Koroten AMCG雜巖(圖9，Shumlyanskyyetal., 2016)、華北北緣的承德地區(qū)的AMCG雜巖(翟明國(guó)等, 2014)等等。

如上，1.78～1.72Ga巖漿雜巖的三個(gè)共性特點(diǎn)間接表明，該期巖漿事件在哥倫比亞超大陸內(nèi)部廣泛分布反映了一種與造山事件無關(guān)的巖漿作用，更代表著板內(nèi)的拉張裂解構(gòu)造背景。另外，這一階段大規(guī)模的基性巖墻群也引起廣泛關(guān)注，彭澎等學(xué)者通過規(guī)模宏大的基性巖墻群重建了哥倫比亞超大陸格局(見彭澎, 2016文中的圖9)，如侯貴廷(2012)通過巖墻群的對(duì)比認(rèn)為，華北克拉通、印度克拉通和北美克拉通的基性巖墻群延長(zhǎng)可達(dá)上千千米，共同構(gòu)成一個(gè)放射狀的巨型巖墻群，匯聚于華北克拉通南部(見侯貴廷，2012文中圖7-4)。Youbietal. (2013)認(rèn)為，西非北西走向的Akka巖墻群可以與中心位于西伯利亞克拉通中部的巖墻群相連，這樣其延伸可達(dá)2000km, 其規(guī)?？梢耘c中元古代晚期(1270Ma)的麥卡基(Mackenzie)巖墻群相媲美。這樣的規(guī)模也與數(shù)值模擬的超級(jí)地幔柱的規(guī)模(Campbell and Davies, 2006)相當(dāng)。如果這種認(rèn)識(shí)成立，那么1.78～1.73Ga的巖漿事件和基性巖墻的形成就很可能與地幔柱的形成發(fā)展有關(guān)。

此外，盡管哥倫比亞超大陸上多數(shù)盆地在1.6Ga左右經(jīng)歷了一次抬升，但盆地的演化基本是連續(xù)的。如澳大利亞北部1800～1750Ma的Leichhardt超級(jí)盆地、1740～1670Ma的Calvert超級(jí)盆地和1670～1590Ma的Isa超級(jí)盆地等，這些超級(jí)盆地都是在相同斷裂系統(tǒng)控制下連續(xù)演化和發(fā)展的(見Gibsonetal., 2012文中圖5)。其中，Isa超級(jí)盆地中的McNamara群形成于1709～1589Ma，上部連續(xù)沉積的Lawn Hill組，從下到上的鋯石SHRIMP U-Pb年齡分別為1615±15Ma、1611±6Ma、1595±6Ma和1589±10Ma(Bradshawetal., 2000)，如果按照目前國(guó)際地層表，Lawn Hill組已經(jīng)跨越了古/中元古代。華北克拉通燕遼裂谷中的長(zhǎng)城群和薊縣群也是同樣實(shí)例。目前長(zhǎng)城群中上部火山巖的年齡為1664～1622Ma，上覆薊縣群中部的火山巖夾層的年齡為1559Ma(見圖2)。從年代學(xué)資料看長(zhǎng)城群和薊縣群是基本連續(xù)的，也跨越了目前國(guó)際地層表的古/中元古代界線。同時(shí)，哥倫比亞超大陸上的許多地區(qū)發(fā)育1.78Ga到1.4Ga時(shí)期非造山巖漿巖，如非洲圭亞那克拉通1.78Ga的基性巖墻群、1.76～1.75Ga的A型花崗巖和1.55～1.43Ga的AMCG巖漿巖套(Reisetal., 2013)，從組合上可以看出這些巖漿事件都代表了非造山的拉張裂解產(chǎn)物，也就是說巖漿事件反映的拉張和裂解作用從1.78Ga一直持續(xù)到1.43Ga，也跨越了目前的古/中元古代界線。再如揚(yáng)子地塊西南緣也發(fā)育從1.76Ga一直持續(xù)到1.50Ga左右的非造山巖漿事件(見表3)。

5 結(jié)論

以上論述表明，哥倫比亞超大陸上重要盆地持續(xù)發(fā)育于1.80～1.40Ga期間，演化進(jìn)程間并沒有改變盆地性質(zhì)的相關(guān)重大地質(zhì)事件的發(fā)生。同時(shí)，非造山型巖漿事件也表現(xiàn)為從1.78Ga到1.40Ga左右基本連續(xù)過程?，F(xiàn)行國(guó)際地層表中將1.8～1.6Ga劃分為固結(jié)紀(jì)(Statherian)，1.6～1.4Ga歸為蓋層紀(jì)(Calymmian)，定義1.6Ga為古/中元古代的分界。這樣的劃分方案把許多連續(xù)演化的沉積與和非造山巖漿等地質(zhì)事件分割并分別置于古元古代或中元古代，顯然是與前寒武紀(jì)年代地層界限劃分的基本原則相悖，即前寒武紀(jì)年代地層界限應(yīng)盡可能少地截?cái)喑练e作用、火成侵位或造山運(yùn)動(dòng)。特別是，1.8～1.6Ga的主要地質(zhì)事件的性質(zhì)是與拉張和裂解有關(guān)的裂谷(盆地)作用和非造山的巖漿作用，裂谷作用的本質(zhì)是在已有超大陸或克拉通的基礎(chǔ)上的蓋層發(fā)育過程，用固結(jié)紀(jì)來概括這一階段地質(zhì)事件的性質(zhì)值得進(jìn)一步商榷和討論。另外，1.8～1.6Ga的裂谷作用和非造山的巖漿作用可以延續(xù)到1.4Ga左右，用1.6Ga作為古/中元古代的界限年齡，人為地把一套連續(xù)的地質(zhì)事件從中隔斷，也不符合前寒武紀(jì)地層劃分的基本原則。裂谷作用的本質(zhì)是在已有超大陸或克拉通的基礎(chǔ)上蓋層的發(fā)育過程。因此，本文建議，古/中元古代(年代地層)界線應(yīng)置于1.8Ga或1.78Ga，1.8Ga或1.78～1.4Ga(年代地層)屬于蓋層紀(jì)(系)。

致謝 本文從醞釀到成文過程中與王澤九先生、陸松年先生和楊崇輝研究員進(jìn)行過多次有益的探討，對(duì)作者深有啟發(fā)。三位審稿人提出了中肯的修改意見。在此一并表示感謝。