摘要
新元古代是地球演化历史中的关键时期,期间发生了罗迪尼亚超级大陆的最终汇聚和随后的裂解、全球性冰期事件,以及埃迪卡拉纪后生生物的辐射。成冰纪全球冰期事件在地球的绝大多数板块上都留下了沉积记录,而埃迪卡拉纪区域性冰川沉积则分布零星,记录相对较少。华北板块西南缘广泛发育罗圈组冰碛沉积,柴达木板块北缘发育红铁沟组冰碛沉积,开展罗圈组、红铁沟组及相关地层的沉积学和地质年代学等综合研究对于讨论罗圈冰期的发育过程、华北和柴达木板块在新元古代晚期—寒武纪的古地理演化以及它们的构造亲缘性具有重要意义。对豫西地区7个罗圈组剖面进行了系统的沉积学观察和描述,共识别出8种不同的岩相。根据不同剖面上的岩相组合,划分出冰川近缘沉积环境、冰川远缘沉积环境和非冰川沉积环境。在其中6个剖面上识别出由底部的块状混杂堆积岩向上逐渐过渡为含砾的粉砂岩/泥岩,代表了逐渐冰退的过程。罗圈冰期时冰川自北部(东北)内陆地区发育并向南部低海拔地区拓展,在冰川发育鼎盛时期可以延伸到相对较深的水体范围。豫西地区6个剖面的罗圈组、东坡组以及辛集组碎屑锆石U-Pb定年分析显示,上述三个地层单元碎屑锆石年龄谱具有一定的相似性,均以古元古代或更老的锆石为主(1800-3000Ma),极少量的中元古代及新元古代早期锆石(1600-900Ma)。在所有样品的年龄频谱图中均可以识别出~1800Ma以及~2500Ma的年龄峰值,其余可以识别出的年龄峰值在不同样品中则存在一定差别。本次研究所获得的锆石年龄基本可以与华北克拉通记录的地质事件相对应,表明其沉积物源来自于华北板块,这与对罗圈冰期沉积模式的恢复是一致的。柴达木板块北缘全吉群上部碎屑岩地层锆石U-Pb定年分析表明,石英梁组的碎屑锆石年龄谱与结晶基底年龄具有很好的一致性,反应其碎屑物源可能来自于欧龙布鲁克板块内部。上部黑土坡组存在少量新元古代时期的锆石,其年龄谱与华北板块拉伸纪地层存在很强的相似性,指示二者沉积时可能具有相似的物源区。皱节山组则以老于~1500Ma的锆石为主,可以很好地与罗圈组以及东坡组的碎屑锆石年龄谱进行对比,反映该时期欧龙布鲁克微板块向华北板块西南缘的运移。埃迪卡拉纪晚期标志性化石Shaanxilithes在华北板块西南缘和柴达木板块北缘新元古代冰川沉积之上的地层中均有发现,表明冰川沉积的时代可能是埃迪卡拉纪晚期。两个地区相似的沉积地层序列表明,华北板块和柴达木板块在埃迪卡拉纪晚期相距较近,并都处于中高纬度地区。