Características geológicas y geoquímicas del Grupo Wudang, Grupo Yaolinghe y basamento cristalino en las Montañas Qinling del Sur
El Grupo Wudang es el sistema de rocas volcánicas-sedimentarias metamórficas más grande y antiguo del área de Wudang y constituye el cuerpo principal de las Montañas Wudang. Es un conjunto de series de rocas metamórficas de color claro dominadas por facies de esquisto verde, compuestas por esquisto de albita estacional, esquisto de (mica) estacional, granulita félsica, granulita metamórfica, epidota (o amanecer) Está compuesta por esquisto de clorita, arenisca metamórfica, toba limolitas, cuarcitas, etc. , y forman varias capas rítmicas. Las rocas originales de rocas de color claro son principalmente rocas volcánicas ácidas, seguidas de rocas sedimentarias clásticas normales; las rocas originales de rocas de color oscuro son principalmente rocas volcánicas básicas. Según la identificación, las rocas de acidez media son principalmente riolita dacita, toba microcristalina y lítica, y las rocas básicas son principalmente andesita basáltica y roca o toba volcánica básica.
Ha habido controversia sobre la edad de formación de los protolitos del Grupo Wudang. Estudios recientes han demostrado que el grupo contiene rocas volcánicas y cantidades menores de rocas sedimentarias formadas en diferentes momentos. La edad isócrona Sm-Nd de la roca entera de las rocas volcánicas metamórficas del Grupo Wudang en el norte de Shiyan es 1927 ± 75 Ma. La edad modelo Nd (TDM) de la roca es entre 1913 ~ 1986 Ma, con un valor promedio de 1945±25 Ma, que es el mismo que el de la roca. Sin embargo, las isócronas Sm-Nd no están disponibles en las rocas volcánicas metamórficas del Grupo Wudang en Taizipo, condado de Yun y Tucheng, condado de Fang. Las edades del modelo Nd de las muestras de rocas varían mucho, oscilando entre 1175 ~ 2162 Ma, mostrando 1175 ~ 65438. . A través de la prueba de TDM-1/[w (nd)/10-6], se encontró que TDM cambia con el cambio de 1/Nd, lo que indica que los materiales antiguos de la corteza terrestre están mezclados en rocas volcánicas. La edad de formación de las rocas volcánicas de Taizipo es (1251 190) Ma, la cual se obtuvo a partir de las isócronas Sm-Nd de varias muestras, que tienen el material menos antiguo en la corteza (Zhang et al., 2002). Por lo tanto, el Grupo Wudang debería ser un conjunto de sistemas de rocas volcánicas sedimentarias metamórficas del Paleoproterozoico al Mesoproterozoico, lo que es consistente con la existencia de un basamento cristalino Proterozoico más antiguo (Grupo Douling y Grupo Foping) en las Montañas Qinling del Sur. el río Yaoling Las relaciones geológicas cubiertas por el grupo son consistentes.
El Grupo del Río Yaoling es mucho más amplio que el Grupo Wudang. El Grupo Yaolinghe está compuesto principalmente por rocas volcánicas básicas marinas, acompañadas de series de rocas volcánicas sedimentarias de rocas volcánicas ácidas. La litología y el espesor varían mucho, generalmente con espesores superiores a los 2.000 metros, y se producen en el entorno tectónico de las cuencas de rift (o valles de rift). Se distribuye de este a oeste alrededor de los centros eruptivos de Zaoyang, Neixiang y Ankang Niushan. Se observa que su pseudoconformidad y discordancia local cubren el Mesoproterozoico (Grupo Wudang) (Zhang Erpeng et al., 1993. También se observa que el Grupo Yaolinghe y el Grupo Wudang son (derrocados) por la zona de corte dúctil (Grupo Lingping). . et al., 2002b) o separados por zonas de corte. Además, en las montañas Qinling del Sur, el sistema de rocas volcánicas sedimentarias neoproterozoicas dominado por basalto metamórfico a menudo se denomina Grupo Yaolinghe, mientras que el sistema de rocas volcánicas sedimentarias modernas dominado por rocas volcánicas metamórficas se llama Grupo Yanxi. Basado en el hecho de que dos conjuntos de rocas volcánicas formaron conjuntamente un domo volcánico en Niushan, y las rocas volcánicas ácidas y básicas están intercaladas en la unión, se puede considerar que los dos conjuntos de rocas volcánicas son producto de la actividad volcánica continua durante el mismo período (Xia et al., 1996), lo que indica que los dos conjuntos de rocas volcánicas deberían ser un conjunto bimodal. Esto es consistente con su entorno tectónico de ruptura intracontinental. El grupo de la pared de diabasa también se descubrió en el área de Wudang. Para ser más precisos, las capas de rocas en capas invadieron el Grupo Wudang y el Grupo Yaolinghe (Zhang Guowei et al., 2001). la cubierta del sistema siniano.
Las rocas volcánicas básicas del Grupo Yaolinghe incluyen sebita, lava de brecha de sebita y toba de sebita, que son varios esquistos verdes metamorfoseados, pero que básicamente conservan las características volcánicas de la roca original. Las rocas volcánicas ácidas son principalmente riolita, con una pequeña cantidad de traquita, toba y brecha volcánica. Después del metamorfismo, se convierte en esquisto félsico, granulita metamórfica y granulita. Las rocas metasedimentarias normales son principalmente esquistos de mica, esquistos de cuarzo, rocas silíceas de carbono y areniscas metamórficas. En el área de Suixian-Zaoyang cerca de Dabie, la sección inferior del grupo del río Yaoling está dominada por basalto metamórfico (sabita), con rocas volcánicas ácidas en la sección superior. La sección media está dominada por esquisto verde, y las partes media y superior son esquisto sódico, esquisto de mica y esquisto de cuarzo. La parte superior es esquisto de mica y esquisto verde intercalados con mármol, con un espesor total de más de 1600 m (Zhang Erpeng et al., 1993).
El metamorfismo de las rocas generalmente pertenece a la fase de esquisto verde y localmente puede alcanzar la fase de esquisto verde alto.
Según los datos de cronología isotópica existentes de las rocas volcánicas del Grupo Yaolinghe, las rocas volcánicas del Grupo Yaolinghe en Hubei se formaron principalmente entre 700 y 800 Ma (Zhou et al., 1996). La edad U-Pb del circón es 796 ± 77 Ma, y la edad isócrona de la roca entera Sm-The Nd es 806 Ma, incluidos Baisangguan, Yuanjiashan, Xijiadian, Yudidian y Lididian.
. En Niushan, Ankang, Shaanxi, las edades isócronas de roca entera Sm-Nd de los basaltos metamórficos del Grupo Yaolinghe y las rocas volcánicas félsicas extendidas del Grupo Liaoxi son 1016 Ma y 1009 Ma respectivamente. Las edades del modelo Nd de los dos grupos. Los valores de εNd(t) de las rocas volcánicas basálticas y félsicas son básicamente consistentes (5,98 y 5,97 respectivamente) (Zhang et al., 2002), lo que indica que las rocas volcánicas del Grupo Yaolinghe se formaron a finales del Mesoproterozoico, y las más jóvenes del este pertenecen al Neoproterozoico, las más antiguas del oeste pertenecen al Mesoproterozoico tardío
El basamento cristalino del Proterozoico en El Sur de Qinling está representado principalmente por el Grupo Proterozoico Douling (aproximadamente 2000 Ma) y el Grupo Foping (aproximadamente 2000 Ma). Entre ellos, el Grupo Douling se distribuye en las áreas de Xixia, Xichuan y Neixiang de Henan al este del Sur. Montañas Qinling, y hasta la unión de Henan y Shaanxi en el oeste. Según la investigación de Zhang Shouguang et al (1996), la composición del Complejo Douling es muy compleja y está compuesta principalmente por gneis félsico, anfibolita y diópsido. roca metamórfica y una pequeña cantidad de mármol, esquisto de grafito y gneis félsico es el cuerpo principal del Grupo Douling, que está compuesto por roca epicrustal y roca plutónica formada por metamorfismo y estudios geoquímicos que muestran gneis plagioclasa y dilomítica. Los gneis plagioclasa son paragneis y sus rocas originales están compuestas de rocas sedimentarias arcillosas-arenosas con trazas y elementos de tierras raras. La roca original del gneis plagioclasa anfibolita es muy similar a muchos granitos potásicos, pero es un gneis gris oscuro, similar en principal. Composición de elementos de la roca TTG Según las características petroquímicas, la anfibolita se puede dividir en dos categorías: una es una capa intermedia de gneis con un patrón de composición de elementos de tierras raras plano. La roca original debe ser basalto toleítico o toba volcánica basáltica, y el magma. de un área fuente del manto agotada; el otro tiene forma de lente, con un patrón de composición de elementos de tierras raras inclinado hacia la derecha (L-, M- y HREE disminuyen continuamente), y el Eu negativo es débil o no obvio. Debe ser una roca intrusiva básica, y el magma está fuertemente contaminado por materiales de la corteza continental, lo que hace que la roca evolucione hacia basalto calco-alcalino. La granulita diópsida puede formarse por el metamorfismo de las rocas sedimentarias mixtas de tonalita arcaica y carbonato. El metamorfismo temprano de las rocas del Grupo Douling pertenece al sistema de facies de alta presión, y el metamorfismo tardío pertenece a la fase de esquisto verde (Zhang Shouguang et al., 1996; Zhao Ziran et al., 1995)
Los estudios grocronológicos muestran que (Zhang et al., 2002), en Wawuchang en la parte inferior del Grupo Douling, en el grupo, se obtuvieron circones de gneis mixtos de 207Pb/206Pb de 1912 12 Ma y circones de granulita diópsida de 1931 89 Ma. La edad del modelo Nd (TDM) del gneis mixto es 1890 ~ 2145 Ma, con un promedio de 1890 ~ 2145 Ma 2014 Ma; la edad del modelo Nd (TDM) del anfíbol plagioclasa está entre 1694 y 39111 ma. un promedio de 2982 Ma. El anfíbol con una edad modelo de 1694 Ma es verde. El anfíbol de otras muestras (en su mayoría de edades modelo Arcaicas) es marrón, lo que indica que estas últimas rocas están mezcladas con diferentes cantidades de materiales de la corteza Arcaica. Formación Dagou, la edad isócrona Sm-Nd del gneis es 1860 ± 350 Ma (debido a 147Sm/144Nd, el rango de distribución es estrecho y la incertidumbre de edad es grande), y su edad modelo Nd (TDM) está entre 2096 ~. 2148. La edad del modelo Nd de anfibolita en la Formación Dagou es 2089-2254 Ma, con una edad promedio de 265438 ± 097 ± 64 Ma. La edad 207Pb/206Pb de los circones en gneis gris es 1918 2 Ma, y la edad promedio del segundo modo es 2014 Ma. Con base en los datos geocronológicos anteriores, se cree que las rocas originales del complejo metamórfico del Grupo Douling pertenecen a los estratos Paleoproterozoico (2000 Ma) (Zhang Shouguang et al., 1996; Zhang et al., 2002).
Además, la discordancia sobre el basamento cristalino del Grupo Douling en la zona de Xichuan-Neixiang, en el oeste de Henan, es el Grupo Maotang, que está compuesto por rocas volcánicas metamórficas. La Formación Yaoyingzhai en la parte inferior del grupo es roca volcánica ácida metamórfica, y la Formación Matoushan en la parte superior es roca volcánica básica metamórfica. Las rocas volcánicas metamórficas de ambos grupos de rocas se formaron en 1794 Ma. La base es que hay circones con una edad de 1794 11 Ma en las rocas volcánicas metamórficas de la Formación Yaoyingzhai, y la edad isócrona de referencia Sm-Nd de las rocas volcánicas metamórficas de la Formación Matoushan es de aproximadamente 1780 Ma. Según la edad del segundo modelo (TDM) (2079-2117 Ma) y las características isotópicas de Nd de las rocas volcánicas ácidas de la Formación Yaoyingzhai, se especula que el magma volcánico ácido puede ser producto de la refundición de las antiguas rocas de la corteza continental de el Grupo Douling. La edad de formación calculada de las rocas volcánicas básicas metamórficas de la Formación Matoushan en 1780 Ma (5,79-6,69, promedio 6,08) es básicamente consistente con el valor (6,1) del área de origen del manto empobrecido de MORB al mismo tiempo, lo que indica que su magma debería ser un producto de fusión parcial del manto empobrecido. Aunque el Grupo Maotang es similar en características de roca al Grupo Yaolinghe y al Grupo Yunxi, sus edades de formación y composiciones de isótopos Sm-Nd no se pueden comparar (Zhang et al., 2002). En cuanto a la relación entre el Grupo Maotang y el Grupo Wudang, queda por verificar.
Al discutir la estructura de la corteza y la composición de las rocas de las montañas Qinling, los predecesores señalaron que la corteza inferior de las montañas Qinling del Sur es la misma que el bloque continental del Yangtze, y la corteza media está compuesta por el Arcaico. Núcleo continental o basamento, que es disconforme con el continente Siniano-Meridiano. La cubierta de época está formada por la corteza superior. Debería estar compuesto por formaciones rocosas Paleo-Mesoproterozoicas como el Grupo Maotang y el Grupo Wudang, y el Grupo Yaolinghe, que es principalmente Neoproterozoico, debería estar compuesto por la parte superior o superior de la corteza media.
3.2.1.2 Características geoquímicas del Grupo Wudang, Grupo Yaolinghe y rocas cristalinas del basamento.
Como referencia para comparar con Dabie, lo siguiente se centra en las características geoquímicas de los sistemas de rocas volcánicas del Grupo Wudang y del Grupo Yaolinghe.
(1) Según el diagrama de elementos constantes TAS (Cox et al., 1979) y el diagrama de elementos de alto campo Nb/Y-Zr/TiO2 (Winchester Floyd, 1977), se encontró que Las rocas volcánicas del Grupo Yaolinghe tienen un conjunto de rocas volcánicas bimodales evidentes (Figura 3-6). Esta característica es más obvia en el mapa de elementos de alta intensidad de campo relativamente estable (Figura 3-6b). Además, una proporción considerable de las muestras son rocas alcalinas. Las características generales de la gabro-diabasa del grupo de diques (deben ser láminas de roca, lo mismo a continuación) son similares a las rocas volcánicas básicas del Grupo Yaolinghe. Las rocas volcánicas del Grupo Wudang son en su mayoría ácidas (SiO _ 2 > 70) y básicas (SiO _ 2 < 53), con una cierta proporción de andesita neutra, lo que indica que el magma está en una secuencia evolutiva continua, y la roca volcánica La serie generalmente exhibe características calco-alcalinas (Figura 3-6 a) (Ling et al., 2002b).
Figura 3-6 Ilustraciones de TAS (a) y Nb/Y-Zr/TiO _ 2 (b) de las rocas volcánicas del Grupo Wudang y del Grupo Yaolinghe en el área de Wudang.
(2) Basado en la composición química del manto original de Sun y McDonough (1989), se compiló el mapa de composición de elementos normalizado del manto original del Grupo Wudang y el Grupo Yaolinghe (Figura 3-7 ). Los resultados muestran que las rocas volcánicas ácidas y básicas del Grupo Wudang (ver Figuras 3-7a y 3-7b respectivamente) tienen anomalías negativas obvias de Nb, Ta y Ti, lo que indica que sus procesos de magmatismo (Figura 3-7b) son diferentes. . Las rocas volcánicas básicas y las rocas volcánicas ácidas del Grupo Yaolinghe (ver Figura 3-7c y Figura 3-7d respectivamente) generalmente no tienen anomalías obvias de elementos de alto campo (Nb, Ta, etc.), y solo unas pocas rocas volcánicas básicas Las rocas con HREE bajo muestran Nb, Ta, Zr negativos débiles y otras anomalías (Ling et al., 2002b). Se especula que esta última situación puede estar relacionada con la contaminación de materiales de la corteza terrestre durante la intrusión y cristalización del magma. Las características de composición elemental de la diabasa en el grupo de diques son muy similares a las de las rocas volcánicas básicas en el Grupo Yaolinghe. Además, cuando el contenido de SiO2 _ 2 es similar, el nivel de contenido de elementos de iones constantes litófilos en las rocas volcánicas de la Formación Yaolinghe es significativamente mayor que el de las rocas volcánicas de la Formación Wudang, independientemente de si son rocas básicas o ácidas.
(3) Según Ta-Hf-Th (Wood et al., 1979) e Y-Ti-Zr (Pearce Cann, 1973), los puntos de composición de las rocas volcánicas básicas del Grupo Yaolinghe están todas ubicadas en la placa Dentro del área de basalto toleítico, las rocas volcánicas básicas del Grupo Wudang se encuentran en rocas volcánicas de arco insular. Según el diagrama Y-Nb (Pearce et al., 1984), las rocas volcánicas ácidas del Grupo Yaolinghe pertenecen al área de granito intraplaca, y las rocas volcánicas ácidas del Grupo Wudang pertenecen al área de granito del arco de la isla. En el diagrama Ga/Al(×100)Zr (Whalen et al., 1987), las rocas volcánicas ácidas del Grupo Yaolinghe se distribuyen principalmente en el área de granito alcalino (tipo A), mientras que las rocas volcánicas ácidas del Grupo Wudang El grupo se distribuye principalmente en distritos de granito tipo I o tipo S. En resumen, las rocas volcánicas del Grupo Wudang tienen características geoquímicas similares a las de las rocas volcánicas del arco continental, mientras que las rocas del Grupo Yaolinghe y del Grupo Gabro Diabase exhiben las mismas características geoquímicas que los magmas del rift continental (Ling et al., 2002b).
Figura 3-7 Modelo estandarizado de composición de elementos del manto original de rocas volcánicas mesoproterozoicas y paredes de roca básica en el área de Wudang
Rocas volcánicas α-ácidas del Grupo Wudang B-; rocas volcánicas básicas del Grupo Wudang; roca volcánica ácida del Grupo Yaolinghe; roca volcánica básica del Grupo d; e-roca del grupo de diques básicos
3.2.1.3 Trazas del complejo metamórfico del Grupo Douling y roca del Grupo Maotang Características de composición de elementos
Se presentan las características de composición de elementos de tierras raras de las principales rocas del Grupo Douling. Según la literatura existente, entre los gneis félsicos, sólo el paragneis tiene datos de análisis de elementos traza (4 muestras, Zhao Ziran et al., 1995). El diagrama de araña estandarizado de oligoelementos del manto primitivo revela que las rocas son deficientes en diversos grados de Nb, Ta, P, Ti e Y en relación con los elementos litófilos adyacentes de iones grandes (figura omitida). El modelo estandarizado de composición de elementos del basalto de cresta oceánica de anfibolita del grupo douling (Zhao Ziran et al., 1995) muestra que la mayoría de las muestras de anfibolita en capas (basalto toleítico) no tienen Nb, Ta, Zr, elementos de campo alto obvios como Hf y Ti están agotados, pero algunas muestras tienen anomalías negativas obvias de Ta y Hf, y algunas muestras tienen anomalías negativas débiles de Nb y Zr. Sin embargo, debido a que la roca original pertenece al anfíbol plagioclasa (la hornblenda es verde) que se introduce en las rocas básicas, la mayoría de las muestras muestran anomalías negativas de Nb, Ta, Zr, Hf y Ti en diversos grados. La roca original de la Formación Wawuchang es una anfibolita de basalto toleítico, y su diagrama de araña de elementos estandarizados del manto original (Zhang et al., 2002; Zhao Ziran et al., 1995) también muestra dos patrones de composición que tienen Nb, Zr y Hf; Hay una pérdida evidente, acompañada de fuertes pérdidas de U y Th. Los elementos de alta intensidad de campo no tienen pérdidas evidentes, pero van acompañados de pérdidas de U y Th. El diagrama de araña de elementos normalizado del manto original de anfibolita procedente de las rocas intrusivas de la Formación Dagou (Zhang et al., 2002, datos citados de Zhao Ziran et al., 1995) muestra que todas las rocas tienen distintos grados de Nb, Zr, Hf y Ti. de pérdidas.
Zhang et al. (2002) El diagrama de araña de elementos normalizado del manto original de las rocas volcánicas metamórficas de la Formación Yaoyingzhai en el Grupo Maotang muestra que las rocas obviamente carecen de Nb, Ta y Ti, pero no Zr y Hf. El mismo diagrama de araña de las rocas volcánicas metamórficas de la Formación Matoushan muestra la pérdida de Nb, Sr, Ti e Y.
En resumen, las características geoquímicas de las rocas proterozoicas en las montañas Qinling del Sur indican que la mayoría Las rocas exhiben diferentes combinaciones de elementos de campo alto con un alto grado de agotamiento, incluso algunas rocas producidas en ambientes tectónicos de rift no son una excepción. Por tanto, esto puede ser una característica intrínseca de la litosfera de esta zona, estando el magmatismo contaminado en muchos casos por material de la corteza continental. Por lo tanto, basarse simplemente en la firma de una roca que tiene elementos de alta intensidad de campo no confirma que la roca se haya formado en un entorno de arco de isla. Por supuesto, esta es una cuestión que necesita más investigación en el futuro.