《Precambrian Research》：Episodic magmatism and crustal reworking in the Kunyang area during Rodinia Breakup: Evidence from zircon and rutile U-Pb-Hf isotopes
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扬子块体作为Rodinia超级大陆的重要组成部分，其新元古代构造-岩浆演化记录了对超级大陆解体的响应。通过研究昆阳矿区Meishucun和Qiongzhusi Formation的含磷岩石，结合锆石和锐钛矿U-Pb定年及锆石Lu-Hf同位素分析，揭示了源区特征和构造响应。结果显示存在约818-799 Ma、748 Ma和658 Ma的三次岩浆事件，表明该区经历了多阶段的拉张序列，与Rodinia解体相关。岩浆由古元古代基底（εHf(t)=-13.98至-0.03）和少量中元古代幼岩（εHf(t)=0.90-9.32）共同贡献，可能受陆下延伸和地幔热活动共同驱动。
肖凌凌|周嘉怡|李天琦|王国东|孙家静
北京科技大学资源与安全工程学院，中国北京100083
摘要
扬子地块作为罗迪尼亚超大陆的重要组成部分，记录了新元古代的构造-岩浆演化过程，这对解读超大陆解体机制具有重要的意义。本研究分析了位于扬子地块西南部昆阳矿区梅树村组和琼珠寺组的含磷矿石。通过综合运用岩石学、锆石U-Pb地质年代学、金红石U-Pb地质年代学以及锆石Lu-Hf同位素分析方法，我们确定了这些岩石的来源特征，并探讨了它们与罗迪尼亚超大陆解体之间的关联性。研究结果表明，所有样品的锆石U-Pb年龄分布具有相似性。最古老的锆石年龄约为33亿年，而新元古代-古元古代的年龄区间分别为26.99–24.94亿年和18.63–18.58亿年。将这些数据与先前的岩石学和地质年代学研究结果相结合，证实了扬子地块下方存在广泛的古老结晶基底。金红石的变质U-Pb年龄约为7.73–7.65亿年，与锆石记录的岩浆活动高峰（约7.99亿年）相吻合，共同反映了新元古代早期同一强烈构造-热事件期间的连续变质和岩浆作用。研究区域至少经历了三次新元古代的岩浆活动，分别发生在约8.18–7.99亿年、7.48亿年和6.58亿年，这些事件构成了一个长期的多阶段伸展序列，记录了扬子地块对罗迪尼亚超大陆解体的构造响应。锆石Lu-Hf同位素分析表明，新元古代的岩浆主要来源于古元古代古老地壳的熔融（εHf(t) = -13.98–-0.03，TDM2 = 2.3–1.6 Ga），同时也有少量来自中元古代晚期的年轻地壳成分（εHf(t) = 0.90–9.32，TDM2 = 1.3–1.0 Ga）。综合研究表明，这种长期、间歇性的岩浆活动可能是由俯冲环境中的岩石圈伸展作用和地幔柱活动的热扰动共同驱动的。
引言
罗迪尼亚超大陆的聚合与解体是新元古代地球演化中最重要的地质事件之一。其聚合过程与全球格伦维尔造山运动（约13–9亿年前）密切相关，而其后续解体则深刻影响了全球古地理格局、气候和生物演化（Zheng等人，2007a；Zheng等人，2008b；Stern，2008）。尽管罗迪尼亚超大陆解体的具体时间和过程仍存在争议，但普遍认为主要解体事件发生在新元古代早期，大约在8.5亿至7亿年前，并可能持续到6亿年前（Hoffman，1999；Li等人，2008；Li等人，2018a；Xu等人，2016；Zhao等人，2018；Wang等人，2024b）。
作为罗迪尼亚超大陆的重要组成部分，扬子地块保存了丰富的新元古代构造-岩浆记录，为研究超大陆的解体过程、机制及其区域响应提供了关键的地质证据。大量的锆石U-Pb测年数据表明，扬子地块在新元古代经历了多次重要的岩浆活动（Zheng等人，2007a；Wang等人，2020及其中的参考文献）。原位锆石Hf–O同位素和全岩Nd同位素研究表明，解体相关的岩浆作用既包含了来自亏损地幔的年轻物质，也包含了再熔融的古地壳成分（Zheng等人，2007a）。这表明大陆解体过程中岩石圈与软流圈地幔之间存在复杂的相互作用。尽管扬子地块对罗迪尼亚超大陆解体的地质响应已有详细记录，但其规模和潜在的驱动机制仍然是地质科学中的核心争议点。地幔柱-裂谷模型认为，上升的地幔柱冲击了罗迪尼亚的超大陆基底，导致区域抬升、变薄和破裂，最终引发了大规模的裂谷作用和洪流玄武岩喷发（Li等人，1999；Li等人，2002；Li等人，2003a；Li等人，2003b；Li等人，2003c；Li等人，2008；Wang等人，2009；Yang等人，2017）。而俯冲-弧后伸展模型则认为，沿罗迪尼亚边缘的持续俯冲促成了其最终解体。板块回撤或碰撞后的伸展作用可能在大陆内部或弧后区域产生了广泛的伸展域，这些过程引发了裂谷作用和岩浆活动（Zhou等人，2002a；Zhou等人，2002b；Zhou等人，2006a；Zhou等人，2006b；Zhao和Zhou，2007a；Zhao和Zhou，2007b；Zhao和Zhou，2008；Zhao等人，2010a；Zhao等人，2010b；Zhao等人，2013a；Zhao等人，2013b；Wang等人，2024a）。目前，这两种模型及其在“板块-裂谷”模型中的结合（Zheng等人，2007a；Zheng等人，2008a）都得到了一定程度的支持。这一争论持续存在，其解决仍是当前研究的关键挑战。
扬子地块的西南边缘是一个构造活跃的区域，容易受到超大陆解体引发的伸展作用影响。这一过程中形成的伸展构造环境（如断层-凹陷盆地）为磷元素的富集提供了有利条件（Song等人，2024）。本研究通过对扬子地块西南部昆阳矿区含磷矿石中的锆石和金红石进行U-Pb地质年代学和Lu-Hf同位素分析，揭示了该地区的新元古代构造-岩浆历史，并评估了扬子地块对罗迪尼亚超大陆解体的构造响应。
地质背景
华南克拉通是中国三大古老克拉通之一，主要由扬子地块和卡西亚地块组成（图1）。这两个地块在中元古代晚期至新元古代早期沿着NE-SW方向的江南造山带合并，形成了一个统一的稳定陆地（Li等人，2002；Li等人，2003a；Li等人，2007；Li等人，2008；Li等人，2009b；Zhou等人，2002b；Greentree等人，2006；Wang等人，2007b；Wang等人，2020；Zheng等人，2007b）。
采样与岩石学
本研究从昆阳矿区的王家湾矿段采集了7个样品，包括梅树村组的底层白云石（22KY3-29）、上层磷矿石（DKY6-4–6，23KY27）和含磷白云石（22KY3-3），以及琼珠寺组的粉砂岩（DKY6-2–4）（图3）。
底层（样品22KY3-29）和顶层（样品23KY2和23KY23）白云石样品具有相似的矿物组成。
分析方法
锆石和金红石的样品制备及锆石阴极发光（CL）成像工作分别在武汉SampleSolution Analytical Technology有限公司（样品22KY3-3、22KY3-29、DKY6-2–4、DKY6-4–6）和重庆玉晶科技有限公司（样品23KY2、23KY23、23KY27）完成。样品23KY2中的金红石颗粒的背散射电子（BSE）图像是使用扫描电子显微镜获得的。
样品23KY2的金红石U-Pb同位素测年工作也在相应实验室完成。
锆石U-Pb测年
所有样品中的锆石主要为亚晶质，颗粒大小约为80–120微米。CL成像显示大多数颗粒具有典型的振荡分带现象（图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12）。然而，部分颗粒的发光强度过高，无法识别其内部结构特征。
锆石和金红石的成因与年龄分布
本研究中的绝大多数锆石年龄远大于梅树村组岩石的成岩年龄（约5.40–5.25亿年，Li等人，2024），表明它们具有碎屑或继承性质。研究区域的含磷矿石在成岩作用后未发生变质或高温热液改造，从而保留了这些碎屑或继承锆石的原始年龄。此外，锆石通常具有清晰的同心圆状结构。
结论
（1）昆阳矿区不同地层和岩性的样品显示出高度一致的锆石年龄谱，表明其来源区域经历了多次岩浆活动。最古老的锆石年龄（约33.1亿年）以及新元古代-古元古代的年龄记录（26.99–24.94亿年、18.63–18.58亿年）证实了扬子地块下方存在广泛的古老结晶基底。主要的锆石年龄峰值（约7.99亿年）和变质金红石的年龄（约7.73–7.65亿年）共同表明...
作者贡献声明
肖凌凌：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，监督，资源获取，数据管理，概念构思。周嘉怡：数据管理。李天琦：数据管理。王国东：撰写 – 审稿与编辑。孙家静：数据分析。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2021YFC2901703）、自然资源部深部地球动力学重点实验室以及中国地质科学院地质研究所（J1901-16）的支持。
