【摘 要】
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晚中生代以来东亚地貌及水系经历了复杂的演化过程,形成了现今西高东低、大江大河东流的地貌格局。然而许多学者研究认为,在中生代晚期,由于太平洋板块的俯冲,使得中国东南沿海形成了巨大的古海岸山脉,不仅造就了与现今完全相反的东高西低的地貌格局,也导致了华南内陆的气候变化。华南沿海中生代经历了强烈的构造和岩浆活动,以众多中新生代残余盆地和花岗岩大面积出露为特征,构成了复杂的盆-岭地貌格局。前人在华南沿海中生
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)
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晚中生代以来东亚地貌及水系经历了复杂的演化过程,形成了现今西高东低、大江大河东流的地貌格局。然而许多学者研究认为,在中生代晚期,由于太平洋板块的俯冲,使得中国东南沿海形成了巨大的古海岸山脉,不仅造就了与现今完全相反的东高西低的地貌格局,也导致了华南内陆的气候变化。华南沿海中生代经历了强烈的构造和岩浆活动,以众多中新生代残余盆地和花岗岩大面积出露为特征,构成了复杂的盆-岭地貌格局。前人在华南沿海中生代构造岩浆演化和动力学机制方面开展了大量的研究工作,取得了许多成果和认识。然而目前对于华南沿海地貌演化的研究还十分薄弱,对于古海岸山脉是否存在、古海岸山脉隆升过程及其与周缘盆地沉积具有怎样的耦合关系尚不清楚。本文以华南沿海闽西永安盆地为主要研究对象,通过岩石学、锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd同位素分析,结合华南中生代盆地地层锆石U-Pb年代学、台湾新生代地层地球化学和Nd同位素数据,示踪永安盆地及华南沿海晚中生代-新生代盆地物源演化,分析永安盆地及华南东南缘白垩纪古气候响应。结合区域热年代学研究成果,重塑华南沿海晚中生代以来地貌演化过程。野外调查及镜下鉴定发现,中侏罗世至早白垩世早期样品成熟度相对晚白垩世样品高。碎屑组分判别图解分析表明,中侏罗世漳平组和早白垩世坂头组主要落入再旋回造山带区域内,而早白垩世晚期沙县组和晚白垩世崇安组主要落入岛弧物源区域内。元素地球化学结果显示,样品源岩均来自于中酸性长英质物源区,元素比值特征显示与花岗岩特征相似。中侏罗世-晚白垩世地层的143Nd/144Nd比值介于0.511772和0.512253之间,对应的εNd值为-16.9至-7.5,且具有随时间递增的趋势。εNd值相对概率和分布统计均指示源区从武夷山地区向华南沿海地区的转变。早白垩世坂头组样品CIA(69.91~85.29)、Rb/Sr值(1.13~2.21)、Mg/Ca值(0.57~3.57)、Sr/Cu值(5.44~11.66)、校正的古盐度指标Sr/Ba值(1.18~1.55)指示华南沿海早白垩世早期气候由温湿向干热转化。氧化还原条件判别指标δCe值(0.89~1.03)、V/Cr(1.03~1.57)、Ni/Co(2.34~10.58)指示该区以弱氧化环境为主,同样暗示气候由温湿向干热转化。早白垩世晚期-晚白垩世沙县组、崇安组样品CIA(69.91~75.68)、Rb/Sr值(0.99~9.05)、Mg/Ca值(0.37~16.22)、Sr/Cu值(1.20~15.46)、校正的古盐度指标Sr/Ba值(0.50~1.77)指示气候由干热向温湿再向干冷转化。氧化还原条件判别指标δCe值(0.89~1.03)、V/Cr(0.51~1.72)、Ni/Co(1.45~6.45)指示弱氧化-弱还原交替的环境,间接说明该区早白垩世晚期-晚白垩世气候经历了由干热到温湿再到干冷的多次转化。综上所述,闽西永安盆地早白垩世-晚白垩世古气候由温湿-干热-温湿-干冷(伴有极端气候)转化。将研究区与周缘地区古气候进行对比,发现华南内陆古气候主要为温湿-干热气候转变。这一古气候转变的差异不仅体现了海岸山脉内部与华南内陆古气候转变的不同,也是对晚中生代华南沿海地貌变化的响应。中侏罗世,华南东南部各盆地中2000~1800 Ma锆石颗粒含量均明显增多。永安盆地漳平组εNd值最小,平均值为-16.6。武夷山隆升剥蚀,成为华南东南缘最重要的地貌分界。华南沿海地貌较低,不存在范围很广的高原。晚侏罗世与早白垩世初期,华南大陆大部分盆地样品中燕山期年轻锆石的数量均不同程度增多。永安盆地坂头组εNd值增大为-14.78至-12.42,说明华南沿海发生地貌抬升,中生代岩浆岩大面积出露剥蚀,暗示东南沿海古岸山脉开始发育。早白垩世晚期沙县组和晚白垩世崇安组则具有较高的εNd值,介于-9.34和-7.50之间,平均值为-8.70。La/Sc、Th/Sc等微量元素比值与εNd值突变具有同步性。华南沿海盆地早白垩世晚期-晚白垩世地层中出现大量的燕山晚期(120~80 Ma)碎屑锆石。早白垩世晚期太平洋板块发生瞬时挤压作用,华南沿海大面积花岗岩快速出露剥蚀,东南沿海山脉形成并强烈隆升。通过限定坂头组和沙县组地层的沉积年代,认为古海岸山脉形成时间约为110 Ma。通过盆地物源演化、地层不整合、磨拉石建造、古气候变化等山脉隆升留下的地质记录,初步划分出了古海岸山脉范围。相较于永安盆地晚白垩世地层,台湾新生代地层εNd值明显偏低,且呈现出缓慢减小的趋势,2000~1800 Ma锆石颗粒含量增多,对应于海岸山脉裂解及南海扩张。闽江等沿海水系向内陆袭夺,华南的古老基底成为南海北缘盆地及台湾新生代地层主要物质来源,东亚大陆西高东低地貌格局形成。
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