海南岛早古生代大地构造格局：来自志留纪早期碎屑锆石年代学的约束

龙文国，周 岱，柯贤忠，王 晶，吴 俊,3，张楗钰,3， 王 磊，王祥东，徐德明

1.中国地质调查局武汉地质调查中心(中南地质科技创新中心)，武汉 430205；2.中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心，武汉 430205；3.古生物与地质环境演化湖北省重点实验室，武汉 430205

海南岛位于华南板块、太平洋板块、印支地块、南海地块的交汇部位，具有复杂的构造演化历史，是研究各块体构造演化及东（原、古）特提斯洋闭合的重要窗口（李献华等，2000；Li X H et al.,2002）。关于海南岛大地构造单元划分及其各单元构造属性的认识，长期以来存在较大分歧。郭令智等（1980）将琼中地体划归云开地体，杨树锋等（1989）以东西向的九所-陵水断裂为界将海南岛划分为崖县和琼中两个古生代地体并认为它们在白垩纪中期拼合，Hsü et al. （1990）、Chen H H et al.（1993）和陈海泓等（1994）提出了“石碌混杂岩”的模式，认为华南（包括海南岛北部）和东南亚（包括海南岛中南部）在中生代早期沿昌江-琼海构造带碰撞，海南岛中部的“石碌群”以及周边大多数古生代地层为碰撞混杂岩，汪啸风等（1992）则提出海南岛晚古生代属于特提斯构造域范围的见解。Metcalfe et al.（1993）主张以北东向白沙构造带为界进行构造单元划分。海南省地质矿产局（1997）以九所-陵水断裂带为界，将南侧的三亚和南海等地区划归为南海地台，北侧的五指山地区划归华南褶皱带；李献华等（2000）、Li X H et al.（2002）认为沿昌江-琼海一带出露的古生代变质基性火山岩具有洋中脊玄武岩特征，认为金沙江-哀牢山-马江缝合带向东延伸到海南岛中部，从而将构造带以北地区划归华夏地块，构造带以南地区划入印支地块，这一观点得到了部分学者（Zhang F F et al., 2011；Faure et al., 2016, 2017；He H Y et al., 2018a,b；Wang Y J et al., 2018）的认同。Zhou Y et al.（2021）则认为Truong Son和Tam Ky-Phuoc Son缝合带（Wang Y J et al., 2020，2021a，2021b）东延至海南岛邦溪-晨星一带。

近年来越来越多的研究成果显示北东向乐东-定安断裂（与Metcalfe et al.（1993）所指白沙断裂位置大致相同，具体位置有调整与细化）两侧前寒武纪基底组成、早古生代地层的沉积特征与古生物组合等方面具有明显的差异，海南岛古生代构造形迹主体呈北东向，可以以此为界将海南岛划分为两个构造单元，即南东侧的琼东南地块与西北侧的琼西北地块，二者在志留纪-泥盆纪拼合过程中（二者间的洋壳呈南东向俯冲）于琼东南地块西北缘的黄竹岭地区形成了一套活动大陆边缘弧岩浆岩（龙文国等，2022），为乐东-定安构造带北东段具体位置的厘定提供了直接证据，但其南西段尚未发现火成岩的相关记录（可能已风化剥蚀或被掩盖）。本文通过对乐东-定安构造带南西段两侧志留系兰多维列统的沉积特征和碎屑岩中锆石U-Pb年龄进行研究，并与周边及潜在的源区年龄信息进行对比分析，以期揭示乐东-定安构造带两侧早古生代晚期沉积岩的沉积背景与物源特征，从而为乐东-定安构造带南西段的具体位置及海南岛古生代大地构造单元划分提供依据与制约。

1 区域地质背景

海南岛地表出露的前寒武纪地质体主要分布于西部抱板、大蟹岭、冲卒岭、石碌等地，包括抱板群、石碌群和石灰顶组（中科院华南富铁矿科学研究队，1986；张仁杰等，1991；张业明等，1997；马大铨等，1997；龙文国等，2005a）。抱板群形成于中元古代，石碌群形成于青白口纪（张仁杰等，1991），二者呈断层接触，而与上覆震旦纪石灰顶组呈不整合接触（Li Z X et al., 2002, 2008；Yao W H et al., 2017；Zhang L M et al.,2019）。下古生界出露零星，分布面积不足全岛总面积的10%，其中三亚地区出露的寒武系和奥陶系产丰富化石，由下而上由浅海相碎屑岩过渡到含磷、锰硅质岩，碳酸盐岩和滨浅海相陆源碎屑岩系；其它地区出露的寒武系和奥陶系多无可靠的古生物化石证据或精细年代学数据。志留系分布广泛而零散，主要分布于海南岛九所-陵水断裂以北地区，自西部的东方往东至昌江、白沙、儋州、乐东及东部的万宁均有分布（图1）。曾庆銮等（2003）以尖峰-吊罗断裂为界进一步将志留系分为南北两个沉积区，南区岩性由变质砂岩和粉砂岩、板岩、千枚岩、片岩及局部出露的结晶灰岩组成；北区岩性为粉砂岩、页岩、硅质岩、夹炭质硅质岩及砂质灰岩。保亭南好地区志留系为一套形成于滨海-浅海陆棚沉积环境的碎屑岩及碳酸盐岩沉积，岩性主要为变质砂岩和粉砂岩、板岩、千枚岩、片岩、结晶灰岩，下部为滨海相沉积的石英砂岩、粉砂岩，夹碳酸盐岩透镜体，局部砂岩中含碳；中部岩性主要为远滨-浅海相沉积泥岩、粉砂质泥岩，夹中厚层碳酸盐岩；上部为滨海-浅海相沉积的粉砂岩、石英砂岩，夹碳酸盐岩透镜体，产大量腕足类、珊瑚、三叶虫、腹足类等化石（陈哲培和钟盛中，1987；汪啸风等，1992；海南地质矿产局，1997；张仁杰等，2000，2002，2004；李志宏等，2000，2006，2009；曾庆銮等，2003，2004）。东方江边娜姆河-广坝地区的志留系为一套形成于陆棚远岸-深海沉积环境的细粒碎屑岩沉积，岩性主要为粉砂岩、页岩、硅质岩，夹炭质硅质岩、砂质灰岩。下部以泥质沉积为主，夹硅质泥质灰岩透镜体，在泥质岩中可见由砂质及泥质构成的水平条带及纹层构造；中部为黑色炭质泥质岩建造，主要由黑色碳质绢云母板岩组成，局部夹碳质硅质岩及硅质白云岩薄层或透镜体；上部为一套具复理石韵律的泥质岩建造，由泥岩、粉砂岩和细砂岩组成的条带和条纹非常发育，产几丁虫、笔石化石（汪啸风等，1992；龙文国等，2016）。除保亭南好和东方江边-广坝地区以外其余地区志留纪地层的划分及时代归属大多据岩石组合特征或其中所含微体古生物化石，昌江邦溪、儋州、琼海等地区原划归志留纪的地层其形成时代大多应为晚古生代（张立敏等，2017）。上古生界出露于九所-陵水断裂以北地区，由海相砂岩、板岩、砂质板岩、灰岩组成。中生代地层多分布于断陷盆地中，为巨厚的陆相红色粗碎屑岩夹泥页岩、火山岩。新生界古近系-新近系出露或隐伏分布于琼北广大地区，琼南沿海地区则多隐伏分布，为粗碎屑岩系夹粉砂泥页岩，夹多层玄武岩。

图 1 海南岛志留纪地层分布图（引自李孙雄等，2017）Fig. 1 The spatial distribution of Silurian in Hainan Island (after Li S X et al., 2017)

海南岛岩浆岩分布广泛，以酸性和中酸性岩为主。中元古代片麻状花岗岩侵入抱板群中，加里东期岩浆岩主要见黄竹岭地区S型花岗岩（丁式江等，2005；龙文国等，2022）和中酸性火山岩（丁式江等，2002；龙文国等，2005b）。海西-印支期岩浆作用非常强烈，岩浆岩呈面状分布于全岛，其成因与古特提斯洋的演化密切相关，多为与俯冲、碰撞和后碰撞相关的系列岩浆岩（李孙雄等，2017）。燕山期岩浆活动也较发育，早燕山期侵入岩较少，主要发育晚燕山期岩浆岩（李孙雄等，2017）。新生代岩浆活动以基性火山岩喷发为特征，广布于琼北地区，形成于大陆拉张构造背景。

海南地块（其范围包括海南岛及周缘陆架海域）由琼东南地块与琼西北地块组成，北东向的乐东-定安断裂具块体边界性质，乐东-定安断裂从白沙县域东侧穿过，与Metcalfe et al. （1993）所指的“白沙断裂”位置大致相同（但Metcalfe称之为“白沙断裂”不妥，因从白沙县城穿城而过的一条北东向断裂早已被命名为“白沙断裂”，我们现以乐东-定安断裂带称之），东西向的昌江-琼海、尖峰-吊罗、九所-陵水等断裂为海南地块形成后发育的晚期板内断裂。总体而言海南岛北东向、东西向、南北向、北西向构造形迹均较发育（广东省地质局，1988；汪啸风等，1992；Metcalfe et al., 1993；Metcalfe，1996；李孙雄等，2017）。

2 样品特征与测试方法

本次研究的碎屑锆石定年样品分别采自乐东-定安断裂北西侧的东方江边地区娜姆河陀烈组层型剖面（HN1411） （图1,图2a） 和南东侧的保亭南好地区的足赛岭组（1203、1204）（图1,图2b），岩性均为低绿片岩相的变质砂岩。东方江边-广坝地区和保亭南好地区的志留纪地层现均划归志留纪早期，其时代归属均有可靠的古生物证据（陈哲培和钟盛中，1987；汪啸风等，1992；海南地质矿产局，1997；张仁杰等，2000，2002，2004；李志宏等，2000，2006，2009；曾庆銮等，2003，2004）。

图2 变质砂岩野外露头特征（a：HN1411；b：1203）Fig. 2 Field outcrop and its characteristics of metasandstone (a: HN1411; b: 1203)

样品的锆石分选在河北省廊坊市诚信地质服务公司完成。在测试之前，先在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室进行透射、反射光拍照，并利用JEOL JXA-8100 型电子探针对锆石进行阴极发光（CL）照相。锆石U-Pb同位素分析在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICPMS）分析完成。激光剥蚀系统为GeoLas 2005，ICPMS为Agilent 7500a。激光剥蚀过程中采用氦气作为载气以提高气溶胶运输到质谱仪的效率，并且减少气溶胶沉积在消融部位及运输管的周围。样品测试过程中采用束斑直径为32 μm，每个分析点由20～30s空白和50s采集信号组成。U-Pb同位素定年中U、Th和Pb含量采用29Si为内标，NIST610、锆石标准91500作为外标进行同位素分馏校正，每分析5个样品点，分析2次91500。对于与分析时间有关的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的变化采用线性内插的方式进行校正（Liu Y S et al., 2010a）。对分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算）采用软件ICPMSDataCal（Liu Y S et al., 2008，2010a）完 成。详细的仪器操作条件和数据处理方法见Liu Y S et al.（2008；2010a, b）。所有锆石分析点的U-Pb同位素体系均较谐和，利用Andersen的普通铅校正程序ComPbCon#3-151（Andersen et al., 2002）进行校正时，同位素结果基本未发生改变，表明普通铅含量很低。锆石样品的U-Pb年龄计算及谐和图采用Isoplot程序（Ludwig et al., 2003）完成。在讨论中对于206Pb/238U年龄小于1 Ga的颗粒采用206Pb/238U年龄，对于206Pb/238U年龄大于1 Ga 的颗粒采用207Pb/206Pb年龄，谐和度小于95%的数据不参加讨论。

3 分析结果

三个样品的锆石颜色主要为浅棕到无色，半自形晶体，部分受到破碎作用而晶形不完整，多发育较为规律的振荡环带结构，Th/U比值变化较大，多介于0.2～0.8之间，指示其为岩浆成因。少部分锆石具有残留核或均质结构，个别锆石具薄的变质亮边或溶蚀边，表明样品中锆石来源较复杂。整体上多数锆石存在一定程度的磨圆，呈现出碎屑锆石的形貌特征。三个样品的锆石U-P b年龄测试结果见表1。

对样品HN1411的72粒岩浆成因锆石进行了年龄测定（表1），获得64组有效数据(谐和度大于95%)，有效锆石年龄均位于谐和曲线上或附近（图3a），年龄值介于1457～3124 Ma之间，集中分布在4个年龄组，由新到老依次为:1457～1533 Ma（2颗）、1624～2046 Ma（51颗）、2394～2622 Ma（10颗）、3124 Ma（1颗）。其中1624～2046 Ma组年龄形成了一个主要的峰值1840 Ma，2394～2622 Ma组年龄形成另一个次峰值2600 Ma（图3b）。

图3 东方江边娜姆河地区下志留统变质粉砂岩（HN1411）锆石U-Pb年龄谐和图和直方图Fig. 3 U-Pb Concordia diagrams and age histogram (HN1411) of zircons from metasilstone in Namuhe area

对样品1203的50粒岩浆成因锆石进行了年龄测定（表1），获得36组有效数据（谐和度大于95%），有效锆石年龄均位于谐和曲线上或附近（图4a），年龄值介于437-2616 Ma之间，集中分布在7个年龄组，由新到老依次为：437～501 Ma、653 Ma、867～1243 Ma、1294～1561 Ma、1643～1939 Ma、2292～2311 Ma、2577～2616 Ma，其 中 最 年 轻 一 组（N=8）的加权平均年龄为449 Ma，形成了一个主要 的 峰 值（图4b），867～1243 Ma、1294～1561 Ma、1643～1939 Ma这3组年龄形成3个次峰。

对样品1204的50粒岩浆成因锆石进行年龄测定（表1），获得40组有效数据(谐和度大于95%)，有效锆石年龄均位于谐和曲线上或附近（图4c），年龄值为417～2937 Ma，集中分布在8个年龄组，由新到老依次为：417～497 Ma、760 Ma、 981 Ma、1365～1574 Ma、1662～1803 Ma、2127～2478 Ma、2613～2776 Ma、2937 Ma，最 年 轻 一 组（N=22）的加权年龄为447 Ma，形成了一个主要的峰值，1365～1574 Ma、1662～1803 Ma这两组年龄形成两个次峰（图4d）。

图4 保亭南好地区下志留统变质细砂岩（1203，1204）锆石U-Pb年龄谐和图和直方图Fig. 4 U-Pb Concordia diagrams and age histogram of zircons from Metamorphic fine sandstone (1203，1204) in Nanhao area

度和%79598969897969998979899999598989799989998999899969795989799989谐σ±03136343534333537343436433336363536333753433824343535433736454 832 602 U/bP 1741 1151 6281 2271 2571 4171 6161 0571 8781 9861 8071 5042 0661 6361 3181 3281 5571 2281 1361 1513 2322 5261 9331 4071 6071 1471 5332 3061 4281 4242 1432)nwohs era )aM(值龄年532 702 σ±U/bP 12 5951 32 6161 22 6781 02 8671 02 5771 12 5181 12 3761 12 6381 12 4291 32 7871 32 9181 22 6352 12 3081 42 2271 12 4881 62 7881 12 5671 12 3681 32 9471 52 7513 42 8632 22 5661 91 7741 12 8371 22 2871 12 8871 22 7642 42 7561 52 3781 42 5842 22 2742)据数析分的%59＞度和谐示仅(据数年测bP-U石锆 1表%59 ＞ ynomrah htiw atad sisylana eht ylnO( stluser gnitad SM-PCI-AL nocriZ 1 elbaT值比素位同U/hT 602 702 832 602 532 702 602 702 σ±bP/bP σ±U/bP σ±U/bP σ±bP/bP 22 8961 8500.0 4652.0 0101.0 0908.3 1200.0 1401.0 1.1 32 1271 0600.0 2462.0 9801.0 7119.3 2200.0 4501.0 40.1 02 1191 4700.0 5723.0 5431.0 9343.5 4200.0 0711.0 94.1 02 4281 0700.0 2603.0 8411.0 0307.4 2200.0 5111.0 96.1 02 5971 1700.0 3213.0 3311.0 8347.4 2200.0 8901.0 54.1 02 4981 9600.0 5403.0 8521.0 9679.4 4200.0 9511.0 70.2 12 4671 5600.0 0582.0 9701.0 5691.4 2200.0 9701.0 32.1 91 3291 1700.0 8113.0 8321.0 7890.5 4200.0 8711.0 11.1 91 8791 7700.0 1833.0 6631.0 5846.5 4200.0 5121.0 93.1 22 4881 8600.0 6992.0 8821.0 5018.4 4200.0 3511.0 8.1 22 1491 9600.0 4303.0 4431.0 6999.4 4200.0 0911.0 10.1 81 4162 3010.0 3254.0 1862.0 5451.11 5300.0 9571.0 1.1 91 9591 7600.0 6392.0 2911.0 7209.4 4200.0 2021.0 92.2 52 0481 6600.0 0982.0 5131.0 8944.4 4200.0 5211.0 15.2 91 7591 4700.0 7423.0 3031.0 7493.5 4200.0 1021.0 52.2 62 9491 5700.0 7623.0 9561.0 7314.5 5200.0 5911.0 12.2 02 4181 1700.0 9213.0 8711.0 4686.4 2200.0 9011.0 86.1 02 6291 4700.0 6623.0 0921.0 0362.5 4200.0 0811.0 72.2 22 6581 6600.0 9782.0 1521.0 0995.4 3200.0 5311.0 49.1 81 4213 4410.0 3036.0 2645.0 3593.12 8400.0 5042.0 78.0 02 0642 5900.0 8314.0 4542.0 8792.9 2300.0 4061.0 43.1 32 0661 6600.0 7682.0 8311.0 1451.4 1200.0 0201.0 91.1 02 5661 3500.0 9032.0 5080.0 2282.3 1200.0 2201.0 1 02 2971 9600.0 5203.0 7211.0 7045.4 2200.0 5901.0 1.2 12 7681 9600.0 9203.0 8421.0 9187.4 3200.0 2411.0 6.1 02 6381 1700.0 0013.0 8021.0 4818.4 3200.0 3211.0 25.1 81 2452 0010.0 4634.0 5152.0 5053.01 4300.0 4861.0 8.1 42 1571 5600.0 3282.0 7811.0 3311.4 3200.0 2701.0 80.1 42 5091 5700.0 0723.0 0751.0 4523.5 4200.0 6611.0 39.1 91 2052 5010.0 6654.0 0962.0 6165.01 3300.0 5461.0 14.1 81 4452 0010.0 8734.0 4942.0 1314.01 4300.0 6861.0 85.5 U 6-)01×(4.251 3.333 3.78 8.021 7.304 5.262 6.902 4.125 0.225 9.811 6.701 2.461 6.631 1.142 4.673 1.325 7.435 7.128 0.682 2.211 8.292 5.343 1.551 3.128 4.552 8.614 9.441 2.244 6.323 8.562 8.597 hT 6-)01×(3.831 5.023 7.85 5.17 8.772 1.721 1.071 3.964 2.673 9.56 1.701 8.941 7.95 2.69 4.761 4.632 1.813 7.163 8.741 4.921 3.912 2.982 5.551 2.193 7.951 9.372 4.08 1.904 0.861 3.881 7.241及品样号点测1141NH 123567890111213141517181910212223242526272829203233343

度谐和%±σ 9999999899979796989898999898 989898969595 98 9999959996999897999896999799 9595989896 10 4 5 14 14 5 12 19 5 5 18 19 4 4 4 5 7 6 16 22 5 4 26 5 5 15 7 4 4 5 4 4 11 13 13 4 7 13 15 14 206Pb/238U 1679 1554 463 1379 2613 449 456 2776 2127 463 452 454 452 760 455 1778 2937 443 450 2478 497 448 1803 473 463 468 448 447 473 1561 1801 1662 421 478 1365 981 432 417 1574 1496(Ma)±σ值龄年207Pb/235U 17 16111818111216208913121616 221911111911 12 19171191110914171811131616 11 121819 1687 1550 464 1374 2595 441 455 2837 2171 477 457 459 457 759 462 1805 2967 449 458 2571 521 469 1839 477 468 488 452 471 486 1566 1786 1645 437 467 1376 1031 450 423 1599 1553±σ 207Pb/206Pb±σ 206Pb/238U 3935315332687527374857 80675591443165653056 7641773647675947323742 6560391872814144 1689 1528 465 1354 2569 387 456 2868 2205 600 476 487 472 750 483 1828 2977 461 480 2629 609 565 1857 517 472 565 478 576 520 1567 1754 1609 520 389 1372 1120 600 439 1618 1618 0.0028 0.0027 0.0008 0.0024 0.0043 0.0008 0.0008 0.0043 0.0041 0.0007 0.0007 0.0007 0.0008 0.0012 0.0010 0.0033 0.0053 0.0008 0.0007 0.0060 0.0008 0.0008 0.0031 0.0011 0.0007 0.0006 0.0008 0.0007 0.0006 0.0023 0.0027 0.0027 0.0007 0.0012 0.0025 0.0018 0.0007 0.0008 0.0029 0.0028 0.2975 0.2727 0.0744 0.2385 0.4998 0.0721 0.0733 0.5383 0.3908 0.0745 0.0726 0.0729 0.0727 0.1252 0.0732 0.3177 0.5770 0.0712 0.0723 0.4687 0.0801 0.0720 0.3227 0.0762 0.0745 0.0753 0.0720 0.0719 0.0762 0.2740 0.3222 0.2941 0.0675 0.0769 0.2357 0.1645 0.0694 0.0669 0.2766 0.2611值±σ比素位同207Pb/235U 0.0858 0.0737 0.0165 0.0704 0.2325 0.0174 0.0180 0.2609 0.1666 0.0131 0.0145 0.0196 0.0178 0.0325 0.0243 0.1255 0.3446 0.0171 0.0172 0.2348 0.0174 0.0193 0.1148 0.0275 0.0178 0.0142 0.0161 0.0155 0.0151 0.0656 0.0957 0.0904 0.0162 0.0199 0.0610 0.0448 0.0176 0.0179 0.0856 0.0884 4.2645 3.6031 0.5799 2.8689 11.8743 0.5441 0.5650 15.3441 7.4801 0.6002 0.5678 0.5717 0.5686 1.1126 0.5757 4.9159 17.5758 0.5556 0.5700 11.5842 0.6712 0.5875 5.1176 0.5993 0.5849 0.6168 0.5603 0.5904 0.6138 3.6763 4.8038 4.0545 0.5377 0.5839 2.8755 1.7594 0.5580 0.5161 3.8289 3.6155±σ 207Pb/206Pb 0.0022 0.0018 0.0016 0.0022 0.0033 0.0017 0.0018 0.0034 0.0030 0.0012 0.0014 0.0020 0.0017 0.0018 0.0024 0.0028 0.0042 0.0016 0.0017 0.0032 0.0015 0.0020 0.0026 0.0028 0.0017 0.0014 0.0017 0.0016 0.0014 0.0017 0.0022 0.0023 0.0017 0.0016 0.0018 0.0020 0.0019 0.0019 0.0022 0.0024 0.1035 0.0950 0.0564 0.0867 0.1710 0.0544 0.0558 0.2053 0.1382 0.0582 0.0566 0.0569 0.0565 0.0643 0.0568 0.1117 0.2195 0.0562 0.0567 0.1775 0.0601 0.0589 0.1136 0.0576 0.0565 0.0590 0.0564 0.0593 0.0578 0.0964 0.1073 0.0992 0.0578 0.0542 0.0875 0.0770 0.0581 0.0557 0.0997 0.0997 Th/U 0.21 0.39 0.32 0.67 0.65 0.40 0.40 0.09 0.78 0.16 0.19 0.29 0.52 0.20 0.41 1.28 0.27 0.23 0.20 0.67 0.30 0.32 0.30 0.30 0.27 0.41 0.12 0.40 0.59 0.06 0.18 0.22 0.30 0.17 0.49 0.35 0.62 0.45 0.15 0.98 U10-6)(×Th 10-6)(×203 427 472 226 245 332 315 924 126 1272 854 480 709 360 331 153 400 893 721 404 1017 504 351 202 665 1248 1119 1299 1066 1623 499 477 1003 866 522 195 425 383 443 165 43.5 167 151 151 159 132 127 78.9 98.2 206 166 141 370 73.6 134 197 108 204 142 269 303 161 107 60.3 182 518 136 524 629 97.8 90.6 106 299 151 254 69.1 265 173 66.3 161 1表续号点测及品样1204234567891213141516171819 2021222324 2526 272829303132333435364142434446 4749

4 讨论

4.1 锆石年龄及源区

本次研究于东方江边娜姆河地区志留系兰多维列统陀烈组变质粉砂岩（HN1411）中获得锆石U-Pb年龄介于1457～3124 Ma间。Zhou Y et al. （2015）于东方江边陀烈组中获碎屑锆石年龄介于1172～2986 Ma间（原文献中报道了东方江边地区两个样品2011GB-1和2011JB-1的测试结果，虽然样品2011JB-1测年结果中出现440～1100 Ma的数据，但是我们先后于该点处两次采样的测年结果中均未出现小于1100 Ma的数据，因而本文在分析讨论中未采用2011JB-1的测试数据），Zou S H et al.（2016）于乐东抱伦地区陀烈组中获碎屑锆石年龄介于1384～2536 Ma间。上述研究成果显示，东方江边-乐东抱伦一带陀烈组中碎屑锆石年龄均大于1150 Ma，多介于1150～3100 Ma间，而缺少年龄＜1150 Ma的碎屑锆石。区域上年龄大于1400 Ma的锆石在前寒武纪地质体（抱板群、石碌群和石灰顶组）中常见（马大铨等，1997；Li Z X et al., 2002, 2008；Wang Z L et al., 2015；Yao W H et al.,2017; Zhang L M et al., 2019, 2020；Xu Y J et al., 2020），推断陀烈组中年龄大于1400 Ma的锆石来源于前寒武纪沉积岩系或与它们具相同的源区，其中年龄介于1500～1400 Ma间的部分锆石可能直接来源于抱板群中的火成岩（马大铨等，1997；Li Z X et al., 2002，2008；Yao W H et al., 2017；Zhang L M et al., 2019；Xu Y J et al., 2020），年龄小于1400 Ma的部分锆石来源于前寒武纪石碌群和石灰顶组或与它们具相同的源区（Li Z X et al., 2008；Wang Z L et al., 2015；Yao W H et al., 2017；Zhang L M et al.,2020）。由此可见，陀烈组的物源应主要来自分布于海南岛西部的前寒武纪抱板群（抱板杂岩）、石碌群和石灰顶组，大多属前寒武纪基底物质的再循环。值得一提的是陀烈组中未见1150～900 Ma间的年龄，而石碌群和石灰顶组中具此组年龄（许德如等，2007；Wang Z L et al., 2015；Yao W H et al.,2017；Zhang L M et al., 2020），具体原因值得进一步研究（也许是测点数量少的原因）。

保亭南好地区的志留系兰多维列统足赛岭组变质细砂岩中两个样品（1203、1204）的锆石年龄数据及谱系特征大致相同，两个样品（1203、1204）的锆石年龄介于417～2937 Ma间（图4e），其中最年轻一组锆石年龄介于417～501 Ma（27颗），形成了一个449 Ma的主峰，其余锆石年龄介于1300～1800 Ma（28颗）之间，形成多个小的峰值（图4f）。三亚地区寒武系、奥陶系中存在900～2600 Ma间的碎屑锆石（Xu Y J et al.，2014；Zhou Y et al., 2015），可见足赛岭组的物源部分来源于三亚地区寒武系、奥陶系，或三亚地区寒武系、奥陶系物源区亦为保亭南好地区足赛岭组的物源区，尤其奥陶系的物源区基本上应为足赛岭组的物源区。Xu Y J et al. （2014）认为三亚地区奥陶系中年龄介于450～520 Ma间的碎屑锆石与九所-陵水断裂以北琼中地块上的弧岩浆岩有关，但笔者认为其与琼东南地块西北缘的弧岩浆岩有关。加里东期琼西北地块与琼东南地块间的原特提斯洋南东向俯冲，于琼东南地块西北缘形成的弧岩浆岩为三亚地区奥陶系沉积提供了部分物源，也为保亭南好地区的志留系沉积提供了部分物源。保亭南好地区的足赛岭组中＜450 Ma的碎屑锆石与琼东南地块西北缘加里东持续的岩浆活动有关。

4.2 锆石年龄的构造意义

此次研究的样品分别位于乐东-定安断裂南西段北西侧的东方江边地区与南东侧的保亭南好地区，两个地区兰多维列统中碎屑锆石年龄数据及谱系特征完全不同。东方江边地区的年龄均＞1400 Ma，大多数锆石年龄介于1624～2046 Ma之间，形成了一个主要的峰值1840 Ma；区域上东方江边-乐东抱伦一带陀烈组中碎屑锆石年龄均大于1150 Ma，多介于1150～3100 Ma间。而保亭南好地区出现较多＜500 Ma的锆石年龄，介于417～501 Ma之间的一组最年轻年龄形成了449 Ma的主峰（图4f）。由此可见，兰多维列世时期两地区间存在沉积阻隔，其物源存在较大差异，应分属两个不同块体上的沉积区。

实际上，曾庆銮等（2003）已经关注东方江边地区与保亭南好地区兰多维列统的沉积差异，东方江边地区的志留系为一套形成于陆棚远岸-深海沉积环境的细粒碎屑岩沉积，而保亭南好地区志留系为一套形成于滨海-浅海陆棚沉积环境的碎屑岩及碳酸盐岩沉积，并以尖峰-吊罗断裂为界将海南岛志留系进一步分为南北两个沉积区，且两地区的古生物组合亦存在较大差异，南好地区志留系中产大量腕足类、珊瑚、三叶虫、腹足类等化石（陈哲培和钟盛中，1987；汪啸风等，1992；海南地质矿产局，1997；张仁杰等，2000，2002，2004；李志宏等，2000，2006，2009；曾庆銮等，2003,2004），江边娜姆河-广坝地区志留系中产几丁虫、笔石（汪啸风等，1992；龙文国等，2016），古生物相明显不同。但我们认为以尖峰-吊罗断裂为界划分沉积区不妥，一是东西向的尖峰-吊罗断裂明显斜穿早古生代原型盆地的北东走向，且尖峰-吊罗断裂是中生代才开始活动的隐伏断裂（汪啸风等，1992）。介于东方江边地区与保亭南好地区之间的北东向的乐东-定安断裂是划分琼西北地块与琼东南地块的界线，亦可作为划分志留系沉积区的界线。该断裂带亦呈现为一条规模较大的北东向航磁异常带，且以此为界可将海南岛划分为琼西北与琼东南两个不同布格重力异常特征的小区（李孙雄等，2017）。琼西北地块与琼东南地块于加里东期完成拼合形成统一的海南地块，于缝合带北东段南东侧的黄竹岭地区形成了S型花岗岩（丁式江等，2005；龙文国等，2022）和中酸性火山岩（丁式江等，2002；龙文国等，2005b），但该缝合带南西段的乐东一带未见火成岩出露，可能已风化剥蚀或被掩盖，志留纪地层的碎屑锆石信息为该带南西段的具体位置提供了制约。

4.3 海南地块的形成与演化

海南地块由琼东南地块与琼西北地块组成，琼西北地块（乐东-定安断裂以西地区） 的抱板、大蟹岭、冲卒岭、石碌等地出露前寒武纪抱板群、石碌群和石灰顶组（中科院华南富铁矿科学研究队，1986；张仁杰等，1991；张业明等，1997；马大铨等，1997；龙文国等，2005a）。通过对这些前寒武纪地质体形成时代、形成的大地构造背景及可能的物源区进行研究，大多数学者（Li Z X et al., 2002, 2008；Yao W H et al.,2017；Zhang L M et al., 2019；Liu H C et al.,2019）认为中元古代时海南地块（实际上只能指示琼西北地块）位于东澳大利亚地块与劳伦大陆间，新元古代时海南地块（实际上只能指示琼西北地块）的大地构造位置则有位于澳大利亚板块的东部与西部之争（Li Z X et al.,2002, 2008；Wang Z L et al.,2015；Yao W H et al., 2017；Liu H C et al.,2019；Zhang L M et al.,2019,2020）。由此推测，琼西北地块可能为Rodinia超大陆裂解时从澳大利亚板块毗邻地区（或其一部分）裂解出进而向北漂移，成为漂浮于原特提斯洋中的小地块。

琼东南地块（乐东-定安断裂以东地区）尚未有高精度年龄报道的前寒武纪地质体出露，原划归前寒武纪的地质体主要分布于屯昌、琼海、定安三县交界的黄竹岭地区（龙文国等，2002, 2005a；李孙雄等，2017）及琼中上安地区（马大铨等，1997；张业明等，1997），近年来的研究成果显示其均为显生宙形成的地质体（Li X H et al., 2006；陈新跃等，2011；周岱等，2021）。琼东南地块三亚-保亭一带出露早古生代浅海相碎屑岩、碳酸盐岩夹含磷硅质岩和笔石页岩建造，含丰富的三叶虫、腕足类及小壳类等化石（汪啸风等，1992；海南地质矿产局，1997；曾庆銮等，2003）。寒武系含有以Xystridura、Galahetes和Pagetia为代表的生物组合和含磷沉积组合，它们可与澳大利亚昆士兰地区的寒武纪地层进行对比（汪啸风等，1992）。据此推测其寒武纪时属北澳大利亚地块的一部分，尔后脱离冈瓦纳大陆向北漂移，成为漂浮于原特提斯洋中的小地块。但Xu Y J et al.（2014）据碎屑锆石研究结果，认为其邻近西澳大利亚地块。

琼西北地块率先向北漂移，琼东南地块后续脱离冈瓦纳大陆向北漂移（二者均成为原特提斯洋中的两个小地块）。可能二者北漂时间与速度的差异，导致二者间的洋壳于中奥陶世-志留纪末发生南东向俯冲消减，直至二者拼合成统一的海南地块，乐东-定安断裂是琼西北地块与琼东南地块拼合过程中的产物。

5 结论

（1）东方江边地区的志留系陀烈组为一套形成于陆棚远岸-深海沉积环境的细粒碎屑岩沉积,其砂岩中碎屑锆石年龄范围介于1457～3124 Ma间，均大于1400 Ma，大多数锆石年龄介于1624～2046 Ma间，形成了一个1840 Ma主峰，2394～2622 Ma间年龄形成一个次峰。陀烈组的物源主要来自海南岛西部的前寒武纪抱板群（抱板杂岩）、石碌群和石灰顶组基底岩石。

（2）保亭南好地区志留系足赛岭组为一套形成于滨海-浅海陆棚沉积环境的碎屑岩及碳酸盐岩沉积，其砂岩中碎屑锆石年龄范围介于417～2937 Ma间，其中最年轻一组锆石年龄介于417～501 Ma，形成了一个449 Ma的主峰。其余锆石年龄多介于1300～1800 Ma间，形成多个小的次峰。足赛岭组的物源一部分来自三亚地区的寒武系、奥陶系，或与三亚地区寒武系、奥陶系的大部分物源区相同；另一部分物源来自琼东南地块西北缘的加里东期弧岩浆岩。

（3）以乐东-定安断裂为界，可将海南岛划分为琼西北与琼东南两个地块。乐东-定安断裂具块体边界性质，其形成与琼西北地块与琼东南地块间的原特提斯洋南东向俯冲有关。