辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

辽河群大石桥组形成时代——来自酸性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的制约

大石桥组是辽河群中一个重要的含矿层位,其岩性主要由白云石大理岩、方解石大理岩、云母片岩组成.在本次研究中,在辽阳南部八会镇辽河群大石桥组地层大理岩中首次发现有一层酸性火山岩夹层,岩性为流纹质角砾凝灰岩.根据野外产状判断,酸性火山岩与大理岩为同时沉积.清晰的振荡环带及比较高的Th/U比值,显示流纹质角砾凝灰岩的锆石为岩浆锆石,对其进行LA-ICP-MS U-Pb测年,结果显示其成岩年龄为2171±11 Ma,首次精确地厘定了大石桥组的形成时代.此年龄也进限定了置于大石桥组之下的浪子山组、里尔峪组、高家峪组等3个地层的沉积时限为2171 Ma之前.     

辽宁宽甸地区辽河群里尔峪组基性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽东古元古代构造带内辽河群的形成时代及其演化一直是学者研究的热点.本文对宽甸地区里尔峪组变沉积岩夹层的基性火山岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究.7件基性火山岩样品的锆石分为岩浆锆石和变质锆石.测年结果显示代表岩石成岩年龄的岩浆活动有2期:2 150~2 130 Ma、2 050~2 020 Ma,结合本区出露的酸性火山岩,表明宽甸地区辽河群形成时代至少处于2.17~2.03 Ga.获得的5件斜长角闪岩变质年龄显示变质作用发生在1 900 Ma以后,持续时间比较长为1 870~1 780 Ma;进一步可分为3个阶段1 870~1 861 Ma、1 845~1 842 Ma、1 790~1 780 Ma,变质作用峰期为~1 850 Ma,属于本区古元古代第2个强烈的变质峰期,第3阶段与~1 800 Ma左右的变质事件一致.变质闪长岩（D015）脉体形成时代为1 314±24 Ma,斜长角闪岩（D1465-1）变质年龄为1 290±21 Ma,这是首次在辽东地区识别出中元古代岩浆和变质事件,结合辽西和冀北地区1 320~1 380 Ma岩浆活动,认为这些事件是华北板块对Columbia超大陆的裂解过程的响应.      

辽宁本溪连山关地区辽河群浪子山组、里尔峪组形成时代及其地质意义

辽宁省本溪连山关地区出露大面积的古元古代辽河群地层,在朱家沟典型剖面浪子山组中识别出2层斜长角闪岩,镜下观察其原岩为玄武岩;在连山关及河栏镇里尔峪组中识别出一套酸性火山岩。对浪子山组2件斜长角闪岩样品、里尔峪组2件流纹岩样品测定LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄。阴极发光图像显示,样品D020锆石内部结构整体发黑、条痕状吸收程度不等,Th/U值较低,为变质锆石,其1934±45Ma代表了浪子山组的变质年龄。其余3个样品阴极发光图像显示典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值,为岩浆锆石。1952±38Ma代表了浪子山组的形成时代,2177±34Ma和2208±12Ma代表了里尔峪组的形成时代。结合前人资料,将辽河群形成时代限制在2.20~1.95Ga,其形成时代持续了250Ma左右。野外接触关系及火山岩年代学特征从另一个方面揭露了辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系,浪子山组已经不适合置于里尔峪组之下。     

辽东半岛南辽河群锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文报道了辽东半岛古元古代胶-辽-吉活动带南辽河群中变质火山岩和沉积岩的锆石U-Pb年代学数据。变质流纹岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值(0.3),锆石U-Pb年龄为~2.2Ga,该年龄可代表其原岩形成年龄,在误差范围内与古元古代辽吉花岗岩年龄一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底。变质玄武岩的锆石阴极发光强度较弱、弱分带或无分带,同时具较低的Th/U比值(0.1),为典型的变质成因锆石,锆石U-Pb年龄为~1.9Ga,代表其变质时代。变质沉积岩的碎屑锆石年龄主要介于1981~3520Ma之间:峰期年龄为2033Ma和2092Ma的锆石年龄信息暗示辽东半岛至少存在一期2000~2100Ma的岩浆事件,并且该时期的中酸性岩浆岩是南辽河群沉积岩的一个重要物源;峰期年龄为2155Ma、2446Ma、2509Ma、2594Ma、2668Ma、2790Ma、3356Ma、3467Ma和3520Ma的锆石年龄信息,区域上与古元古代辽吉花岗岩、辽河群火山岩及太古宙基底年龄相吻合,暗示它们为南辽河群沉积岩提供了重要物源。沉积岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄为~2.0Ga,可代表其沉积时的最大年龄。所以,辽河群火山-沉积-变质的时限为2.2~1.9Ga,其演化时间约300Myr。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶-辽-吉活动带的形成演化与弧-陆碰撞有关,而不是许多人坚持的裂谷环境。     

辽东半岛盖州市梁屯地区古元古代大理岩的碎屑锆石U--Pb定年及地质意义

通过地层对比、锆石LA--ICP--MS U--Pb定年及岩石地球化学研究限定胶—辽—吉活动带北东段辽东半岛盖州市梁屯地区一套碳酸盐岩建造的原岩形成时代、物质来源和地层归属等。其炭质方解大理岩锆石阴极发光(CL)图像显示碎屑锆石核部大都具有振荡环带,且其Th/U比值较高(Th/U=0. 15～2. 04),表明其为岩浆来源成因。锆石U--Pb年代学定年结果显示存在两个主要的年龄峰值,主要年龄峰值为新太古代晚期(2 560～2 500 Ma),次要峰值为古元古代中晚期(2 040～2 000 Ma),其沉积时限应晚于2. 0 Ga,与古元古代辽河岩群沉积时代一致。此外,该年龄与区域上的太古代基底和大量出露的辽吉花岗岩的年龄相一致,表明炭质方解大理岩物质来源于太古代基底和辽吉花岗岩。并通过岩相学、岩石地球化学、年代学和区域对比等研究,确认梁屯地区分布的这套富含炭质的大理岩建造(原岩为沉积石灰岩)可与辽河群高家峪岩组对比,而非前人认为的大石桥岩组。     

辽吉古元古代造山带的地层单元划分与构造属性

辽吉古元古代造山带位于华北克拉通东部,造山带的沉积构造背景和地层格架长期存在争议。最近的研究表明,辽吉古元古代造山带的沉积环境为一活动大陆边缘弧后盆地,经历了早期弧后盆地扩张和晚期盆地收缩-俯冲-造山的演化过程。北辽河群的浪子山组—里尔峪组(含老岭群达台山组)与南辽河群的里尔峪组和老岭群的蚂蚁河组应是同时异相的产物,前者沉积在弧后盆地大陆边缘一侧,以陆缘碎屑沉积为主夹少量酸性火山岩;后者发育在弧后盆地岩浆弧一侧,火山作用强烈。集安群(荒岔沟组和大东岔组)和南辽河群的中上部(南高家峪组—大石桥组)所构成的孔兹岩系为弧后盆地收缩-俯冲阶段的沉积建造(相当于弧前构造背景),遭受了~1.9 Ga的变质作用,并被~1.9 Ga的石榴石花岗岩侵入。河栏—草河口地区的"大石桥组一段"为一套大理岩夹变质基性火山岩的沉积建造,变质基性火山岩和变质基性岩脉均具有岛弧拉斑玄武岩特征,形成于弧后盆地的构造背景。依据其中基性火山岩~1.87 Ga的SHRIMP锆石U-Pb年龄,推测其为弧后盆地俯冲收缩阶段的产物。狭义的盖县组及其相当地层的碎屑锆石反映出大量古元古代的年龄信息,太古宙年龄信息相对较少,故推测物源区主要来自南侧的岩浆弧,所谓的"狼林地块"不是一个太古宙陆块,而主要表现为一条古元古代岩浆弧。     

辽东弓长岭—岫岩地区古元古界辽河群变沉积岩的物源及构造背景

辽东弓长岭—岫岩地区位于胶—辽—吉造山带东段,区内发育厚层古元古代变质沉积岩系,本文对这些变质沉积岩进行了岩相学和U-Pb年代学等方面的研究。岩相学特征显示这些岩石变质程度普遍偏低,多为绿片岩相变质条件,未发现高级特征变质矿物。岩石中主要矿物颗粒为石英,其中北辽河群碳酸盐矿物较为发育。根据辽东弓长岭-岫岩地区古元古代变沉积岩碎屑锆石阴极发光（CL）图像,这些锆石普遍具有清晰的振荡环带和较高的Th/U值（>0.3）,表明其原岩来自岩浆岩。结合LA-ICP-MS U-Pb年代学,得到里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组碎屑锆石分别呈现出2 159、2 500、2 189/2 530和2 044/2 197 Ma的年龄峰值,表明其沉积物来源于古元古代花岗质岩石和相邻的太古宙杂岩。结合前人资料,本文认为南、北辽河岩群形成于相同的环境并经历了相同的构造演化过程,古元古代弧-陆碰撞模式可能更适用于胶—辽—吉造山带的构造演化。     

辽南三家子地区南辽河群里尔峪组变沉积岩中碎屑锆石U-Pb年代学研究

南辽河群里尔峪组主要分布在华北克拉通胶-辽-吉活动带的大石桥-岫岩-凤城-宽甸一带,主要岩性为各类长英质粒状岩石(浅粒岩-变粒岩组合)。通过前人长期深入研究,在区域构造、地球化学、同位素年代学研究、变质作用以及构造演化等方面积累了大量资料,取得了一系列重要进展。但是,有关其变质作用特征、沉积时代、源区特征以及辽河群乃至整个胶-辽-吉活动带的大地构造属性和形成的构造演化过程长期以来存在着裂谷开启-闭合模式、弧-陆碰撞模式和陆-陆碰撞模式的争论。本文在辽南地区1∶5万变质岩区专题填图的基础上,选择三家子地区南辽河群里尔峪组的疙瘩状长英质粒状岩石、黑云斜长片麻岩和含黑云母长英质粒状岩石为重点研究对象。通过锆石阴极发光图像特征和锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试,综合限定研究区南辽河群里尔峪组变质沉积岩的物质来源和原岩形成时代,进而探讨其形成的构造背景。3件样品中锆石阴极发光图像显示核-边结构,核部具振荡环带,Th/U比值较高(Th/U=0.12~4.95),表明其岩浆来源;U-Pb年代学测试分别得到2140Ma、2170Ma和2150Ma的年龄峰值。综合前期研究成果,锆石U-Pb年代学测试结果在年龄直方图中显示明显的2137Ma的峰值。该组年龄与区域上大量出露的辽吉花岗岩的年龄具有一致性,表明南辽河群里尔峪组的物质来源于辽吉花岗岩,其沉积时限应晚于古元古代。     

辽东黄花甸地区南辽河群里尔峪组成因研究

里尔峪组是古元古界南辽河群早期沉积地层,其成因对探讨辽-吉造山/活动带的大地构造属性具有重要意义。论文以辽东黄花甸地区里尔峪组为研究对象,对其进行了详细的野外地质填图和室内岩相学、地球化学以及同位素年代学研究工作。里尔峪组主体岩石类型为含不等量磁铁矿、电气石的黑云母变粒岩类夹斜长角闪岩。变粒岩中锆石阴极发光(CL)图像显示其具有震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄数据具有1936Ma、2082Ma、2178Ma和2574Ma的年龄峰值,主峰与区内古元古代花岗质岩石的形成年龄一致,反映其物源主要来自于古元古代花岗质岩石,少量来自于太古宙克拉通结晶基底。其中1800~2000Ma的锆石年龄极可能是受变质作用改造的结果。斜长角闪岩呈夹层或透镜体状产出于里尔峪组变粒岩中,地球化学特征显示:(1)SiO_2含量为48.83%~51.50%,具有较低TiO_2含量(0.95%~1.33%)、低MgO含量(6.67%~9.49%)特征;(2)Mg#值为48~59,低于原生玄武质岩浆Mg#值,说明原岩岩浆经历了原始岩浆的结晶分异作用;(3)稀土元素总量(ΣREE)值为59.87×10~(-6)~82.83×10~(-6),LREE/HREE值介于3.58~4.88,(La/Yb)_N值为2.33~4.50,稀土元素配分模式具有岛弧火山岩的特征而不同于MORB型火山岩。微量元素Ba、U、Sm相对富集,亏损高场强元素Th、Nb、P、Ta等,Nb、Ta相对亏损,贫Cr、Ni,说明原岩为形成于岛弧环境或活动大陆边缘的高铁拉斑玄武岩。斜长角闪岩中锆石阴极发光图像具有两类特征,第一类具有核边结构,锆石核部主要呈暗色,内部结构比较复杂,部分保留岩浆环带特征;第二类锆石其内部结构比较均一,为典型的变质锆石,并且具有继承性锆石核以及变质增生边。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得出两件斜长角闪岩的原岩年龄分别为1995±13Ma、2150±21Ma,大致代表了里尔峪组的形成时代。综上所述,黄花甸地区里尔峪组原岩为形成于岛弧或活动大陆边缘的碎屑岩夹基性火山岩沉积建造,物源主要来自于辽-吉造山/活动带内的古元古代花岗岩和南北两侧的太古宙的变质基底,该套地层在~1.88Ga遭受了变质作用的改造。结合前人对胶-辽-吉古元古代岩石构造变形、变质作用等研究成果,本文研究认为南辽河群所在的胶-辽-吉活动带在~2.2Ga发生了从东部陆块拉张弧后裂解,2.0~2.15Ga发生有洋壳的俯冲,在~1.88Ga发生造山变质作用形成区域上的胶-辽-吉造山带。     

华北克拉通南缘栾川群大红口组形成时代及其对新元古代构造演化的制约

华北克拉通南缘豫西地区保存有较为完整的变质结晶基底和中-新元古代沉积盖层,记录了重要的前寒武纪构造演化信息。近年来的年龄研究结果表明原认为是中-新元古代的汝阳群-洛峪群可能形成于中元古代早期(1. 75～1. 60Ga),而沿着华北克拉通南缘与秦岭造山带的拼合带(洛南-栾川断裂带)分布的新元古代盖层(主要为栾川群)的形成时代尚不明确。华北南缘新元古代栾川群主要由大理岩、片岩、千枚岩和碱性火山岩组成,其上部大红口组火山岩以碱性粗面质岩石为主,高硅富钾,与侵入到栾川群中下部的辉长岩构成典型的双峰式岩石组合。栾川群大红口组三个粗面岩样品的锆石U-Pb年龄分别为840±4Ma、845±5Ma和846±6Ma,结合已有的栾川群下伏地层最年轻的碎屑锆石年龄结果(～1000Ma),限定栾川群归属于新元古代早期(1000～840Ma)。大红口组岩浆岩的岩石组合和地球化学特征表明其形成于板内裂谷环境,根据区域构造资料以及前人的研究成果,栾川群火山岩与北秦岭同时期的岩浆活动共同指示了华北南缘与北秦岭在～845Ma均处于板内拉张阶段。     

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩的地质事件序列

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩是华北克拉通北缘辽北-吉南早前寒武纪变质地块的一个重要组成部分,主要由浑南群石棚子组角闪岩相变质火山岩、火山碎屑岩及相伴生的沉积岩等表壳岩系和侵位于其中的石英闪长质片麻岩、英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质(TTG)片麻岩和花岗闪长岩-二长花岗岩-钾长花岗岩岩石组合组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果显示,侵位于表壳岩中的石英闪长质片麻岩样品12LN39-3的岩浆结晶年龄为2571±7Ma,指示存在老于该年龄的表壳岩系。英云闪长质片麻岩样品12LN04-1和奥长花岗质片麻岩样品13LB49-3的岩浆结晶年龄分别为2544±4Ma和2550±10Ma,记录了一期重要的英云闪长质-奥长花岗质片麻岩侵位事件。斜长角闪岩(样品12LN25-2)的岩浆结晶的最小年龄为2530±5Ma,指示另一火山喷发阶段。晚期钾长花岗岩样品12LN01-1和奥长花岗质片麻岩样品12LN27-1分别侵位于2522±4Ma和2518±23Ma,说明它们的岩浆作用发生于同一时期。而采自于晚期未变形侵入体的石英闪长岩样品12LN30-2的岩浆结晶年龄为2496±18Ma,与上述表壳岩和深成侵入体的主要变质作用(2510~2470Ma)同期发生。这些年代学结果表明,抚顺南部地区新太古代大规模的铁镁质火山喷发作用在大于2571±7Ma已经发生,紧接着2571±7Ma发生石英闪长质岩浆侵位,在2550±10Ma~2544±4Ma之间发生英云闪长质-奥长花岗质岩浆侵位。接下来铁镁质火山再度喷发(~2530±5Ma),随后为钾长花岗岩和奥长花岗质岩浆的侵位(2522±4Ma~2518±23Ma)。晚期为角闪岩相变质作用时期(2510~2470Ma),伴随一定规模的石英闪长岩侵位。     

丽水-椒江凹陷西斜坡明月峰组上段碎屑锆石物源

沉积物源对油气储层发育具有重要影响.为研究丽水-椒江凹陷西斜坡明月峰组上段物源的岩性组成及其分布特征,选取4口钻井4个砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年,并对陆上潜在物源区岩层(体)的岩性和年龄进行统计分析.结果显示:(1)样品中碎屑锆石以岩浆锆石为主,主要的年龄区间为125~90 Ma、145~125 Ma及170~145 Ma,还有少量变质锆石,其年龄区间为235~210 Ma及2 087~1 653 Ma;(2)陆上潜在物源区中以火山岩占绝对优势(173~94 Ma),局部区域可能有较大规模白垩系永康群沉积岩,而变质岩(＞210 Ma)和侵入岩(107.0~87.8 Ma)仅零星出露.综合分析认为:研究区东北部明月峰组上段的物源以永康群火山-沉积岩和九里坪组火山岩为主,含有少量晚白垩世侵入岩;西南部以九里坪组、西山头组火山岩及元古代区域变质岩为主,侏罗纪火山岩为辅,这一区域可能更有利于优质储层的发育.      

内蒙古苏尼特右旗白乃庙地区徐尼乌苏组的形成时代及其地质意义

本文对白乃庙地区徐尼乌苏组沉积特征、原岩建造、变质火山岩及变质碎屑岩的年代学和地球化学进行了研究,探讨了白乃庙地区早古生代构造演化。本次研究采集了徐尼乌苏组中具有代表性的变质含砾粗粒杂砂岩、变质英安质晶屑凝灰岩和变质长石石英细砂岩样品,进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学分析。结果显示,2个变质英安质晶屑凝灰岩锆石的加权平均年龄分别为440.9±1.8Ma(MSWD=0.10)和440.9±1.7Ma(MSWD=0.15),锆石Th/U比值为0.46~1.59,自形程度较好,发育有典型的岩浆锆石振荡环带结构,显示为岩浆成因锆石的特点,表明徐尼乌苏组的形成时代为早志留世。变质含砾粗粒杂砂岩的碎屑锆石年龄在452.0±1.3Ma~535.0±1.0Ma之间,最高峰值年龄为490Ma左右;变质长石石英细砂岩碎屑锆石年龄则在440.1±5.7Ma~3268.9±57.7Ma之间,最小谐和年龄为440.1±5.7Ma,峰值年龄为490Ma左右,另有1.0Ga、1.6Ga、1.8Ga和2.5Ga四个明显的峰值年龄。根据研究区徐尼乌苏组岩性组合与结构构造,可将该组划分为3个不同的沉积旋回。结合白乃庙地区徐尼乌苏组测年结果、岩石地球化学特征、原岩建造及区域岩浆岩资料,白乃庙弧后盆地沉积可划分为三个演化阶段:早期快速堆积阶段(452.3~440.9Ma),形成了一套成熟度较低的粗碎屑岩建造,物源主要来源于白乃庙岩浆弧中的岩浆岩;中期火山喷发阶段(440.9~440.1Ma),以火山沉积作用为主,为火山碎屑岩建造夹有碳酸盐建造和少量碎屑岩建造,碎屑物质主要来源于该时期的火山活动;晚期稳定沉积阶段(440.1Ma),形成一套细碎屑岩建造和碳酸盐建造,为浅海相稳定沉积,此时物源广泛,分别来源于华北克拉通基底、兴蒙造山带和白乃庙早古生代火山弧。根据徐尼乌苏组的沉积建造和火山建造特征,结合白乃庙火山弧岩浆活动特征,认为徐尼乌苏组形成于早古生代弧后盆地中,此时华北板块北缘属于安第斯型活动大陆边缘。