扬子陆核与陆缘新元古代岩浆事件对比及其构造意义——来自黄陵和汉南侵入杂岩ELA-ICPMS锆石U-Pb同位素年代学的约束

本文报道分别位于扬子克拉通核部和北缘的黄陵及汉南新元古代侵入杂岩体的惰性气体激光剥蚀-等离子体质谱(ELA-ICPMS)锆石U-Pb年代学研究及其构造意义分析.定年数据显示,黄陵地区的三斗坪、大老岭岩套分别形成于794±7和795±8Ma;晓峰浅成岩岩套形成于744±22Ma,不仅与震旦系莲沱组底部火山岩年龄相同,且同期热事件普遍记录于杂岩体内其它岩套.汉南杂岩体中五堵门岩体形成于789±10Ma,在分析误差范围内与三斗坪、大老岭岩套相同;天平河岩形成于863±10Ma,这是在扬子北缘首次识别出这期岩浆作用.在扬子陆核和北缘侵入杂岩中还分别发现了≈860Ma和945～931Ma的捕获锆石.此外,740Ma的后期热事件同样记录于汉南杂岩体,表明扬子陆块内部和北缘共同经历了790Ma的峰期中酸性岩浆作用和≈740Ma的后期强烈热改造事件,即事件具有克拉通范围的性质.与天平河岩体岩性相似、年龄相同的侵入岩体已在攀西多处地区发现,说明空间上860Ma岩浆作用在扬子北缘和西缘可能具延续性.作者认为,"晋宁期"具造山性质的构造运动开始的时间应以830Ma为限,于≈790Ma达到了以壳内物质重熔为主的大规模岩浆侵入事件的峰期,并在≈740Ma以短期内地壳运动由剧烈抬升向快速沉降的构造转换为造山作用结束的标志.本次研究成果为探讨扬子克拉通新元古代大规模岩浆作用与同期全球构造事件的相互关系提供了重要的同位素年代学约束.     

扬子北部三峡地区南沱组冰碛岩的物源特征:锆石年龄和地球化学证据

扬子陆块新元古代地层发育完整并广泛分布,三峡地区南沱组冰碛岩是扬子北部南华纪的冰成杂砾岩,不整合地覆盖在新元古代黄陵花岗岩之上.南沱组冰碛岩成分复杂,分选性差,缺乏可对比的标志,其沉积时代和物源组成研究较少且存在争议.对南沱组冰碛岩开展锆石U-Pb定年工作,得到最年轻的锆石年龄为706±7 Ma,印证了南沱组沉积时代应不早于700 Ma的说法,并可与Marinoan冰期对应.所获得锆石U-Pb年龄谱峰值主要分为~3.0 Ga,2.5~2.3 Ga,2.05~1.95 Ga和900~700 Ma,反映了扬子陆块4次地壳再造事件,其中古元古代和太古代年龄与崆岭杂岩相似,900~800 Ma和800~700 Ma的锆石年龄与附近黄陵花岗岩和扬子北缘岩体一致.冰碛砂岩的微量元素和同位素组成分异明显,可能是扬子北缘岩体、黄陵花岗岩和崆岭杂岩不同程度混合的结果.南沱组冰碛岩中包裹的花岗质砾石表现出不同的微量元素特征,具有偏低的稀土含量和亏损的重稀土组成,结合其锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素特征,这些花岗质砾石主体可能来自于附近黄陵花岗岩和崆岭岩基.南沱组冰碛岩的物质组成特征反映了新元古时期,扬子地区强烈的裂谷岩浆作用所导致的北高南低的地势环境.      

大别山南部宿松杂岩的U-Pb锆石和Ar-Ar角闪石年龄及其地质意义

大别造山带南部宿松杂岩中花岗片麻岩和斜长角闪岩的U-Pb锆石年龄和Ar/Ar角闪石年龄测定结果表明,二长花岗片麻岩的形成年龄为2018±73Ma和2010±38Ma,白云斜长片麻岩的形成年龄为741±7Ma,宿松杂岩经过228Ma左右的变质作用。这些结果表明大别山南缘存在较大规模的古元古代花岗质结晶基底,广泛分布在宿松杂岩中的花岗片麻岩和由花岗片麻岩强烈剪切变形而成的白云斜长片麻岩、白云钠长石英片岩形成于新元古代,不整合覆于二长花岗片麻岩之上并被新元古代花岗片麻岩侵入的变质沉积岩形成于中元古代晚期-新元古代早期。由此得出,宿松杂岩主要由古元古代二长花岗片麻岩、中新元古代变质沉积岩和新元古代变质花岗岩和变质基性岩组成,因而也是扬子板块的俯冲陆壳基底的一部分。     

黄陵花岗岩基的成因

黄陵花岗岩基位于扬子地台北缘，它连同汉南和鲤鱼寨岩基一起构成扬子地台北缘的低钾花岗岩等，形成于晋宁晚期扬子地台北侧的“秦岭洋”壳向南俯冲导致的大陆边缘造山运动过程中。黄陵花岗岩基可解体为三斗坪、黄陵庙、大老岭、晓峰4个岩套和14个单元，侵位于832－750Ma之间。三斗坪和黄陵庙两个岩套主要由英云闪长岩、奥长花岗岩花岗闪地组成，是在近南北向区域挤压下于约16km深部塑性域定位的同构造花岗岩，前者主要依靠岩浆在构造弱面逐次强力楔入创造定位空间，后者主要在处于活动状态的韧性拉张剪切带内定位。钙碱性系列的大老岭和晓峰岩套则是在本区地壳迅速隆起过程中分别在5km和＜1．5km深度的脆性域定位的构造晚期花岗岩。根据岩石化学和同位素组成推断，三斗坪岩套的源岩主要是晚太古代大陆拉斑玄武岩，母岩浆相当于英安质，岩套内的成分变化主要受角闪石分离结晶作用控制；黄陵庙岩套除受分离结晶作用影响外，成分变化主要与英安质母岩浆和某种长英质岩浆的混合有关；大老岭岩套的源岩亦为早前寒武纪火山岩。     

北大巴山凤凰山岩体锆石U Pb LA ICP MS年龄及其构造意义

北大巴山凤凰山岩体是扬子陆块北缘典型的新元古代侵入岩群,对采自岩体的6个花岗岩(闪长岩)样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年分析。定年数据显示,岩浆活动可分为早期(797±6Ma)、中期(770±6Ma、774±5Ma)、晚期(755±6Ma、750±13Ma和743±6Ma)三个阶段,证实凤凰山岩体为多期岩浆侵入形成。这几期岩浆活动在扬子陆块具同步性和普遍性,广泛被记录在黄陵、汉南等其它新元古代杂岩中。凤凰山花岗岩完整记录了扬子陆块北缘南华纪初期的区域拉张—裂陷事件,其形成可能与导致Rodinia超大陆裂解作用的幕式地幔柱活动有关。本次研究对认识扬子陆块新元古代地壳生长与再造过程及Rodinia超大陆裂解机制具有重要意义。     

江南造山带东段新元古代九岭复式岩体锆石U-Pb年代学及构造意义

江南造山带东段的九岭岩体为华南分布面积最大的新元古代花岗质侵入体。据其岩石组合、结构构造及野外侵入关系,可将其解体为由早到晚3个侵入序次的复式岩体,依次为黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩及黑云母二长花岗岩。其中,黑云母花岗闪长岩分布面积最广,黑云母二长花岗岩次之,英云闪长岩分布面积最小,围岩为新元古代双桥山群浅变质岩系。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩、黑云母二长花岗岩分别形成于821.6～824.0 Ma、819.5～823.6 Ma、820.4～824.5 Ma,指示它们基本同时侵位,但三者均具有自SE向NW时代变新的趋势。九岭岩体与围岩(双桥山群)的侵入接触面具有南陡北缓、角岩化带南窄北宽且围岩捕掳体及捕获锆石也呈南少北多的特征,表明九岭岩体SE侧岩体剥蚀深度强于NW侧,可能暗示了新元古代华夏板块向扬子板块碰撞拼贴过程中,研究区SE侧岩浆起源深度较深,剥蚀程度较高,且形成时代较早,并逐渐向NW侧迁移(岩浆起源深度变浅、时代变新)。     

湖南九嶷山复式花岗岩体SHRIMP锆石定年及其地质意义

应用SHRIMP锆石U-Pb法获得九嶷山复式花岗岩中的主要岩体形成年龄为:雪花顶花岗岩(432±21)Ma、金鸡岭花岗岩(156±2)Ma、砂子岭花岗岩(157±1)Ma和西山火山-侵入杂岩(156±2)Ma。结果显示砂子岭岩体属燕山早期而非印支期;西山火山-侵入杂岩属燕山早期而非燕山晚期。花岗岩中继承锆石复杂,其形成时代为1579Ma、2108Ma和2669Ma,提供了九嶷山地区存在古-中元古代,甚至太古代基底的年龄信息。新元古代(912Ma)锆石的大量出现为扬子陆块和华夏陆块碰撞带通过本区的认识提供了一个间接证据。     

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

西秦岭造山带北缘古元古界变质杂岩中新识别出新元古代元龙花岗质片麻岩和新阳花岗质片麻岩。花岗质片麻岩中锆石Th/U比值较高,阴极发光图象显示锆石内部发育振荡环带,具岩浆成因特点。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素206Pb/238U加权平均年龄分别为914.7±7.6Ma(MSWD=4.8)、978.5±4.8Ma(MSWD=1.5)和935.5±3.1Ma(MSWD=1.3),表明花岗岩岩体形成于新元古代,反映了新元古代早期西秦岭北缘存在一次俯冲碰撞事件,与Rodinia超大陆的汇聚事件具有一致性。     

南秦岭铁瓦殿岩体的成岩时代及地质意义

铁瓦殿岩体位于陕西省南部汉阴县、石泉县和紫阳县交界部位,大地构造位置属于南秦岭构造带南部,主要由闪长岩、石英闪长岩、石英二长闪长岩、石英二长岩和二长花岗岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果表明铁瓦殿岩体存在3阶段的岩浆侵位:早期阶段的石英二长岩形成于742±5Ma,中期阶段的石英闪长岩、石英二长闪长岩及二长花岗岩形成于～722Ma;晚期阶段的石英闪长岩形成于704±4Ma。通过与扬子北缘汉南杂岩中的中酸性火山岩及侵入岩的岩石组合和形成时代对比,发现铁瓦殿深成侵入岩与扬子克拉通北缘汉南杂岩中中酸性侵入岩具有相似的岩石组合和形成时代,表明它们经历了相似的构造-岩浆演化。铁瓦殿岩体是南秦岭地区新元古代俯冲作用相关的重要地质记录。     

扬子崆岭新太古代壳-幔地球化学特征及其与华北克拉通-大别造山带的对比

认识华北与扬子克拉通太古宙时期是否属同一岩石圈块体以及大别造山带的归属对研究中国大陆早期演化历史具有重要地质意义．对新太古代斜长角闪岩和ＴＴＧ片麻岩组合样品系统的元素和同位素地球化学研究结果表明,新太古代扬子崆岭与华北陆块存在岩石圈地幔性质上的明显差异,其ＴＴＧ片麻岩的岩浆形成环境与条件也区别显著．湖北大别杂岩在一系列地球化学特征上表现出与扬子崆岭不同的特殊性,而与扬子北缘后河杂岩地球化学特征相似．崆岭斜长角闪岩、ＴＴＧ片麻岩和华北ＴＴＧ片麻岩的Ｕ,Ｔｈ元素组成特征符合其Ｐｂ同位素填图成果,但华北斜长角闪岩Ｕ,Ｔｈ元素组成特点与其Ｐｂ同位素填图成果不一致     

内蒙古贺兰山地区古元古代晚期的花岗岩浆事件及其地质意义: 同位素年代学的证据

位于华北克拉通西缘的贺兰山杂岩主要由孔兹岩系和变形花岗岩(正片麻岩)所组成,前者主要由夕线石榴片麻岩、石榴二长片麻岩、变粒岩和少量的大理岩及麻粒岩所组成,后者主要包括黑云斜长片麻岩、石榴子石花岗岩、斑状花岗岩和片麻状变质闪长岩.本文报道了该区变形花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果.黑云二长片麻岩和石榴子石花岗岩分别形成于2053±58Ma和2047±42Ma,斑状花岗岩和片麻状闪长岩分别在1955Ma和1920Ma侵位.大量的年代学资料表明,在华北克拉通北缘存在一条古元古代晚期的花岗杂岩带,该带中的花岗杂岩主要形成于三个阶段,第一阶段大于2.0Ga,第二阶段主要出现在2.0～1.87Ga期间,第三阶段的花岗杂岩在1.85～1.80Ga期间侵位.年代学研究还表明,古元古代晚期的花岗岩浆作用常常与变质事件紧密相关.     

柴达木盆地北缘“达肯大坂群”的再厘定

柴达木盆地北缘原划为古元古代的“达肯大坂群”出露相当广泛,不仅包含了变质程度不同的表壳岩,而且包括了时代迥然不同的变质深成侵入体。原“达肯大坂群”至少有四种类型的岩石组合:其中德令哈杂岩形成时代最老,为古元古代早期的产物;厘定后所称的达肯大坂岩群为一套中至高级变质、并以副变质岩为主的表壳岩系统,推测其形成时代为古元古代晚期至中元古代;第三套岩石组合为花岗片麻岩,主要形成于新元古代早期,不属于沉积地层范畴,其中大量出现榴辉岩包体;榴辉岩除以规模较小的独立包体形式赋存于新元古代花岗片麻岩中外,还和大理岩、石英岩、含石榴石片岩共生在一起,在花岗片麻岩中形成规模较大的残块,这些榴辉岩及与其共生的表壳岩共同构成鱼卡河或沙柳河岩群。     

铜陵矿集区舒家店矿区正长花岗岩的年代学和地球化学特征及其指示意义

舒家店岩体位于长江中下游成矿带中部的铜陵断隆区,与繁昌断凹区(盆地)临近,主要的岩浆岩岩石类型有辉石闪长岩、石英闪长斑岩和花岗闪长岩等。正长花岗岩为舒家店岩体深部新发现的岩石类型,其矿物组合与岩体内其他类型岩石明显不同,其形成的背景存在争议。本文通过对岩体中正长花岗岩的锆石LA-ICP MS精确定年、Hf同位素和地球化学组成分析,研究舒家店岩体正长花岗岩的年代学、岩浆源区等问题。研究显示舒家店岩体为"异源同体"的复式岩体,岩体中的正长花岗岩的侵入时间为126.5±1.6Ma~129.8±2.4Ma,明显晚于早期的辉石闪长岩和石英闪长斑岩(138.2±4.6Ma~143.7±1.7Ma),也明显晚于舒家店斑岩型铜矿床的形成时代。全岩元素地球化学和锆石Hf同位素组成指示舒家店岩体中正长花岗岩为叠加到早期辉石闪长岩及石英闪长斑岩之上的后期岩浆活动的产物,可能与繁昌盆地内花岗岩有相同的源区,为新元古代新生地壳(类似新元古花岗岩)部分熔融的产物,其岩浆源区处于高温低压的环境,相较于辉石闪长岩和石英闪长斑岩起源更浅,指示长江中下游成矿带在145~123Ma地壳处于不断减薄的过程。     

冀西北尚义黄土窑地区尚义杂岩和红旗营子群的锆石SHRIMP U-Pb定年及地质意义

尚义杂岩是冀西北地区有代表性的变质地质体,由变质表壳岩和侵入岩组成。其中的变质表壳岩曾认为是新太古代晚期蛇绿岩洋壳残片。该区也有红旗营子群存在。我们对尚义黄土窑地区尚义杂岩和红旗营子群不同类型岩石进行了锆石SHRIMP U-Pb定年。含石榴黑云斜长片麻岩(HB1410)核部锆石年龄为310~2500Ma,边部变质锆石年龄为255Ma左右。黑云片麻岩(HB1411)和石英岩(HB1415)碎屑锆石年龄都为2.5Ga左右。辉长岩(HB1518)和石英闪长岩(HB1519)岩浆锆石年龄为278~279Ma。根据这些资料和前人研究,该地区的原红旗营子群和尚义杂岩变质表壳岩主体可能不是新太古代地质作用产物,而是形成于晚古生代,由不同时代地质体组成的构造杂岩。不存在所谓的太古宙蛇绿岩残片。晚古生代时期,中亚造山带对华北克拉通北缘的影响十分强烈。     

Early to late Neoproterozoic magmatism and magma mixing–mingling in Sri Lanka: Implications for convergent margin processes during Gondwana assembly

The Sri Lankan fragment of Gondwana preserves the records of Neoproterozoic tectonothermal events associated with the final assembly of the supercontinent. Here we investigate a suite of magmatic rocks from the Wanni, Kadugannawa and Highland Complexes through geological, petrological, geochemical and zircon U–Pb and Lu–Hf isotopic techniques. The hornblende biotite gneiss, charnockites, metagabbro and metadiorites investigated in this study show geochemical features consistent with calc-alkaline affinity and subduction-related signature including LILE enrichment relative to HFSE coupled with distinct Nb–Ta depletion and weak negative Zr–Hf anomalies. The felsic suite falls in the volcanic arc granites (VAGs) field and the mafic suite shows island arc basalt affinity in tectonic discrimination plots, suggesting that the protoliths of the rocks were derived from arc-related magmas in a convergent margin setting. LA-ICPMS zircon U–Pb analyses show crystallization of charnockite and dioritic mafic magmatic enclave from the Highland Complex during ca. 565 and 576 Ma corresponding to bimodal magmatism. The diorite also contains metamorphic zircons of ca. 525 Ma. Hornblende–biotite gneiss from the Kadugannawa Complex shows protolith emplacement age at 973–980 Ma, followed by new zircon growth during repeated thermal events through late Neoproterozoic. The dioritic enclaves in these rocks are much younger, and form part of a deformed and metamorphosed dyke suite with emplacement ages of 559 Ma, broadly coeval with the bimodal magmatism in the Highland Complex at that time. The youngest group of zircons in this rock shows ages of 508 Ma, corresponding to the latest thermal event. A charnockite from this locality shows oldest group of zircons at 962 Ma, corresponding to emplacement age similar to that of the magmatic protolith of the hornblende biotite gneiss. This rock also shows zircon growth during repeated thermal events at 832 Ma, 780 Ma, 721 Ma and 661–605 Ma. The lower intercept age of 543 Ma marks the timing of collisional metamorphism. Charnockite from the Wanni Complex shows emplacement age at 1000 Ma, followed by thermal event at 570 Ma, the latter correlating with the bimodal magmatic event in the Highland Complex. The dioritic enclave within this charnockite shows an age of ca. 980 Ma, suggesting intrusion of mafic magma into the felsic magma chamber. Zircons in the diorite also record multiple zircon events during 950 to 750 Ma. Zircons in the Highland Complex charnockite possess negative εHf(t) values in the range − 6.7 to − 12.6 with T_DM^C of 2039–2306 Ma suggesting magma derivation through melting of Paleoproterozoic source. In contrast, the εHf(t) range of − 11.1 to 1.6 suggests a mixed source of both of older crustal and juvenile material. The εHf(t) values of − 4.5 to 4.5 and T_DM^C of 1546–1962 Ma for the hornblende biotite gneiss also shows magma derivation from mixed sources that included Paleoproterozoic components. The younger dioritic intrusive, however, has a more juvenile magma source as indicated by the mean εHf(t) value of 1.3. The associated charnockite shows a tight positive cluster of εHf(t) from 0.6 to 5.1, suggesting juvenile input. Charnockite from the Wanni Complex shows clearly positive εHf(t) values of up to 13.1, and T_DM^C in the range 937–1458 Ma suggesting much younger and depleted mantle source. The diorite enclave also has positive εHf(t) values with an average value of 8.5 and T_DM^C in the range of 709–1443 Ma clearly suggesting younger juvenile sources. The early and late Neoproterozoic bimodal suites are correlated to convergent margin magmatism associated with the assembly of Sri Lanka within the Gondwana supercontinent.     

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群花岗质片麻岩的初步研究

野外地质填图和研究发现,东喜马拉雅构造结高喜马拉雅结晶岩系中有古老的花岗岩侵入,并在鲁霞地区圈定了9个花岗质侵入体。古老的花岗质岩石主要侵位于南迦巴瓦岩群直白岩组中,与南迦巴瓦岩群一起经历了麻粒岩相变质作用而形成花岗质片麻岩套。岩石类型有花岗闪长质片麻岩、黑云母花岗质片麻岩、闪长质片麻岩等。岩石化学研究表明这些花岗片麻岩套具“S”型特征,可能有深部幔源物质的加入。花岗岩形成深度在2～5km之间．侵位时代为552～525Ma,为新元古代晚期,属泛非期陆内演化阶段的产物。高喜马拉雅地区在元古宙末期形成了结晶基底。     

Redefinition of Early Mesoproterozoic (1800–1600 Ma) stratigraphy in the northern Kongling area,China: The nucleus of Yangtze Craton and its tectonic significance

The Wujiatai Formation, which is well exposed in Huangjiatai-Xichahe region of the northern Kongling area of central Yangtze Craton, is a suite of epimetamorphic conglomerates to pebbly sandstones to fine sandstone-dolostones deposited in littoral-carbonate platform facies. The formation has angular unconformity contacts with both the overlying Neoproterozoic Nantuo Formation and the underlying Paleoproterozoic Huanglianghe Formation complex. Detrital zircons from metafine sandstones of the lower Wujiatai Formation have ages ranging from 3377–1828 Ma, with the youngest zircons dating to about 1828 Ma. In addition, whole-rock Pb-Pb isochron ages from dolostones in the upper Wujiatai Formation yield an age of 1718±230 Ma. These dates constrain the depositional age of the Wujiatai Formation between 1800 Ma and 1600 Ma. These are the earliest Mesoproterozoic sedimentary records reported in the Kongling region, and fill the gaps in Early Mesoproterozoic stratigraphy in Yangtze Craton. Histograms of detrital zircon ages for the Wujiatai Formation reveal four major peaks at 2039 Ma, 2691 Ma, 2966 Ma and 3377 Ma, which is consistent with the ages of the basement rocks that underlie the center of Yangtze Craton, indicating that sediment provenance is mainly from the Kongling complex. The lower Wujiatai Formation mainly consists of clastic rocks, whereas the upper Wujiatai Formation consists of dolostones. This stratigraphic change implies a deepening sequence in an expanding basin with an initial cratonic rifting tectonic setting, corresponding to the initial breakup of the Columbia supercontinent in Yangtze Craton.© 2019 China Geology Editorial Office.     

北天山温泉群的地质特征、时代和构造意义

北天山温泉群长期以来被认为是古元古代的变质岩。最新的野外调查和锆石SHRIMP U-Pb 测年结果表明,温泉群可 以划分为三个岩石构造单元：（1）前早新元古代变质火山岩和变质沉积岩,主要包括斜长角闪岩、云母片岩、石英片岩、 黑云母片麻岩、大理岩等;（2）早新元古代混合岩和正片麻岩;（3）早古生代未变质变形的辉长岩和闪长岩。上述三种岩 石组合类型均被后期二云母花岗岩（脉）所侵入。温泉县以南的混合岩和花岗片麻岩中锆石的SHRIMP U-Pb 年龄分别为 926±12 Ma 和907±11 Ma,与天山地区出露的新元古代花岗岩类的时代基本一致。结合前人对花岗片麻岩Nd 同位素组成 的研究,花岗片麻岩应为古老地壳物质部分熔融的产物,而同期的混合岩化作用则是新元古代地壳加厚和部分熔融的直接 地质证据。辉长岩和闪长岩侵入到温泉群花岗片麻岩和斜长角闪岩中,其中闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb 年龄为452±7 Ma, 并含有1.1 Ga 和1.4 Ga 的继承锆石。根据前人的研究成果,本区早古生代辉长岩和闪长岩具有岛弧岩浆岩的地球化学特征, 可能与准噶尔-巴尔喀什洋的俯冲作用有关,这一俯冲增生作用最终导致伊犁北部与哈萨克斯坦陆块在志留纪拼贴造山, 并使温泉群前寒武纪变质岩与侵入岩发生变质变形作用。