前寒武纪地球动力学(Ⅶ):早期大陆地壳的形成与演化

冥古宙到太古宙大陆地壳主要由花岗质片麻岩区和绿岩带构造单元组成。大量的研究表明,以花岗质岩石出现为标志的大陆地壳最早的碎屑锆石记录为约4.4Ga,最早的英云闪长质-花岗闪长质片麻岩形成于约4.03Ga,最早的绿岩带层序形成于约3.8Ga。冥古宙到始—古太古代时期的花岗质片麻岩区主要由英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩组成(TTG片麻岩),中—新太古代,尤其是新太古代晚期TTG片麻岩仍然为花岗质片麻岩区的主要岩石组成,但是花岗质片麻岩的成分出现了明显的多样化趋势,最明显的标志就是出现了大量的花岗闪长岩-二长花岗岩-碱长花岗岩组合。绿岩带的组成较为复杂,早期科马提岩、拉斑玄武岩等铁镁质火山岩占主导地位,组合有BIF等沉积层序,尤其是科马提岩的出现标志着高温地幔岩浆作用占主导作用。而晚期绿岩带科马提岩占的比重已经明显较少,大量出现拉斑玄武质-钙碱性玄武质到英安质火山岩和副变质沉积层序,局部出现类玻安岩、埃达克岩的变质火山岩记录。地球动力学体制研究表明,冥古宙到古太古代以地幔柱构造体制占主导地位,从始太古代到古太古代(3.0Ga)地幔柱活动和地幔对流使岩石圈不断加厚。在地幔对流沉降部位,由于地幔对流的拖曳使其铁镁质地壳逆冲堆垛并不断增厚,其深部发生麻粒岩相-榴辉岩相变质、部分熔融形成初始的大陆地壳花岗质岩石,并孕育了早期高温状态的板块热俯冲。中太古代晚期和新太古代初期形成了以榴辉岩为标志的类现代板片俯冲的构造体制,新太古代末期尽管地幔柱构造体制在局部仍起重要作用,但是类现代板片俯冲构造体制已经成为这一时期主导的动力学体制。     

河南中部太古代登封花岗-绿岩地体中TTG质片麻岩与绿岩带关系及其地壳演化意义

河南中部太古代登封花岗-绿岩地体中的TTG质片麻岩与绿岩带表壳岩存在以下三种关系:(1)TTG质片麻岩普遍侵入绿岩,早期黑云斜长片麻岩形成底辟穹窿构造;(2)TTG质片麻岩和绿岩带中的酸性火山岩与拉斑玄武岩构成双模式岩套,它们各自具有不同的地球化学演化趋势;(3)REE模拟计算表明,TTG质片麻岩是石英榴辉岩经10-35％的部分熔融形成,石英榴辉岩则由绿岩带中拉斑玄武岩转变而成。拉斑玄武岩和TTG质片麻岩的形成,在本区基底克拉通化进程中起了重大作用。     

胶北新太古代两类片麻岩的岩石地球化学特征和成因指示

在胶北三口探矿深钻中识别出两类新太古代片麻岩,一种是TTG片麻岩,数量较多;另一类是石榴黑云斜长片麻岩,数量相对较少,以夹层状发育于TTG片麻岩中.已有年代学资料显示,两种片麻岩原岩均形成于～2.5Ga.TTG片麻岩SiO2含量为53.95％ ～ 75.56％,Na2O为1.51％～5.94％,Na2O/K2O＞1;贫Fe2O3T(2.22％～9.54％)和MgO (0.53％ ～4.87％),Al2O3多大于15％(10.45％ ～ 17.64％),A/CNK=1.18～1.75,说明其属于高铝TTG岩系.富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf),Sr含量高(204×10-6～2906×10-6),Sr/Y比值高(7.30～355).∑REE含量(40.4×10-6～ 512×10-6)相对较高,轻重稀土强烈分异((La/Yb)N=11.5 ～ 121),Eu无异常或弱正异常(δEu=0.79～1.89).以上地球化学性质表明,胶北TTG片麻岩是含水玄武质岩石高压下部分熔融形成的,残留相主要是石榴石、角闪石和含Ti矿物,没有斜长石.全岩Nd和锆石Hf同位素数据显示其模式年龄与形成年龄相近,表明岩石源区可能是来源于亏损地幔的2.57～2.64Ga的初生玄武质地壳.另外,胶北TTG片麻岩高的Mg#值(40 ～67)和Cr(147×10-6～371×10-6)、Ni(6.68×10-6～ 156 × 10-6)含量,表示与地幔楔发生了反应,结合Nb、Ta负异常以及源区为初生的玄武质地壳等特征,说明研究区TTG形成于与俯冲有关的岛弧环境,而非加厚的下地壳.DF值和K-A关系图显示,石榴黑云斜长片麻岩原岩是泥质-粉砂质沉积岩.Cr/Zr比值(0.90 ～1.99,平均为1.62)和Th/Sc比值(平均为0.30)与太古宙沉积岩相应值相近(分别为1.44和0.4),稀土配分型式与太古宙沉积岩类似,表明源区物质以长英质为主.绝大多数样品显示轻稀土富集、重稀土平坦的特征,总稀土含量平均为176×10-6,(La/Yb)N比值平均为14.7,LREE/HREE平均为3.3,Eu无异常或微弱的负异常(δEu=0.69～0.92,平均为0.84),这些特征值表明原岩形成的大地构造背景为岛弧或主动大陆边缘.Grt-Bi地质温度计得到的变质温度为549 ～663℃,其中黑云母化学成分与角闪岩相中黑云母特征相同,共同指示变质程度为角闪岩相,可能代表了～2.5Ga麻粒岩相-高角闪岩相变质作用的退变质阶段.石榴黑云斜长片麻岩原岩与TTG属同一时代(～2.5Ga)的产物,形成的构造背景类似(岛弧或主动大陆边缘),说明当时该区有俯冲过程发生;TTG岩浆事件和～2.5Ga的变质事件大体同时,但变质事件较岩浆事件稍晚,可以用俯冲后的碰撞来解释.因此,研究区在～2.5Ga可能发生过一次重要的俯冲-碰撞拼合事件:TTG和石榴黑云斜长片麻岩原岩形成于俯冲阶段,后期发生碰撞引发麻粒岩相-高角闪岩相的区域变质作用.     

冀东-辽西太古宙火成岩岩石组合和动力学意义

冀东-辽西地区是华北克拉通北部出露面积最大的太古宙变质基底区.经过岩石组合填图和综合研究,将其太古宙变质火成岩分为2.64~2.60 Ga MORB型拉斑玄武质火山岩、2.61~2.52 Ga拉斑玄武质-钙碱性变质火山岩、2.52~2.50 Ga浅变质钙碱性火山岩组合和2.54~2.50 Ga英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga闪长质-石英闪长质-英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga紫苏花岗闪长质-紫苏花岗质岩石、2.57~2.52 Ga闪长质-石英二长闪长质-花岗闪长质-二长花岗质片麻岩和2.53~2.51 Ga弱片麻状到块状二长花岗质-正长花岗质深成侵入体岩石组合.这些岩石组合从东北部的辽西阜新到西南部的遵化马兰峪地区呈现出条带状时-空分布特征.变质作用研究揭示了青龙-上营-洒河桥-马兰峪为高压麻粒岩带,记录了ITD型PTt轨迹,与NNW-NW向SSE-SE方向逆冲推覆构造相伴生;而三屯营-太平寨高温麻粒岩带,记录了IBC型PTt轨迹,与锦州-兴城-安子岭-界岭口-太平寨-三屯营伸展-底劈构造带相伴生.综合分析表明冀东-辽西太古宙晚期的构造-岩浆活动形成于热造山带型俯冲-弧后伸展到碰撞隆升的侧向增生动力学过程.      

华北克拉通~2.5Ga地壳再造事件：来自中条山TTG质片麻岩的证据

华北克拉通中部中条山区涑水杂岩是华北克拉通新太古代TTG质片麻岩地体之一。为了探讨华北克拉通新太古代构造-岩浆事件的性质及早前寒武纪地壳的形成和演化,选择涑水杂岩中TTG质岩石进行研究。研究表明这套TTG质岩石富Na、高Al、Sr,低Y、Cr、Ni含量。稀土元素配分曲线右倾,富Rb、Ba等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、Ta等高场强元素。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,这套TTG质片麻岩形成于2553～2561Ma,属新太古代晚期产物。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示εHf(t)为正值,两阶段模式年龄集中在2.7～2.8Ga。结合涑水杂岩中TTG质片麻岩的岩石地球化学特征,认为这套TTG片麻岩可能主要来自2.7～2.8Ga的下地壳镁铁质岩石在新太古代晚期的部分熔融,可能有少量的地幔物质加入。考虑同期发育大量花岗质岩石的事实,说明新太古代晚期在华北克拉通中部并不存在大规模的俯冲作用,华北克拉通在新太古代晚期已经基本成型。结合前人研究成果和本文锆石Lu-Hf同位素分析结果,提出中条山区～2.5Ga岩浆事件代表一期重要的陆壳再造事件。     

华北克拉通东南部太古宙英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩形成及演化

华北克拉通是世界范围内少数保存有大量太古宙英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩(TTG)及多期次岩浆事件记录的克拉通之一,相关研究对揭示全球太古宙时期壳—幔动力学演化过程具有重要的指示意义。笔者等在华北克拉通东南部归纳总结了52个太古宙时期TTG岩石样品的有效地球化学资料。根据地区与岩石成因差异,将样品主要分为3类：霍邱、五河地区低铝、低压型TTG岩石,鲁西(C带)、丰县张河地区中铝、中低压型TTG岩石以及登封地区高铝、高压型TTG岩石。华北克拉通东南部的TTG片麻岩经历了两期明显的地壳生长事件：2.95～2.70 Ga, 2.58～2.48 Ga(峰值为约2.52 Ga)。主、微量数据表明,华北克拉通东南部的TTG片麻岩主体源于低钾镁铁质岩石的部分熔融,并且源区可能受到来自于壳—幔相互作用的影响。其中,霍邱、登封地区的TTG分别受到流体、熔体交代作用;鲁西和张河地区则同时受到熔体和流体交代作用。霍邱地区TTG片麻岩形成于约2.70 Ga,成因可能受鲁西地区地幔柱垂向构造的影响;太古宙末期,鲁西及张河地区与登封地区TTG片麻岩的形成具有一定联系,主要表现为受洋内岛弧地体侧向的洋内俯冲与弧...     

崆岭杂岩中斜长角闪岩包体的锆石年龄和Hf 同位素组成

采用激光剥蚀- 等离子质谱（LA-ICP-MS）分析技术,测定崆岭杂岩中斜长角闪岩包体的锆石U-Pb 年龄和Hf同位 素组成,以探讨黄陵结晶基底的形成及演化。崆岭杂岩主要由太古代TTG片麻岩和早元古代孔兹岩系组成,TTG片麻岩中 存在少量斜长角闪岩包体。该包体中的锆石可分为岩浆结晶锆石、变质改造锆石和变质新生锆石三类。（1）第一类原生岩 浆结晶锆石的U-Pb 年龄为（3000±24）Ma,MSWD=2.4,代表斜长角闪岩的原岩- 拉斑玄武岩的成岩时间,指示崆岭杂岩 中以包体形式存在的斜长角闪岩（3.0 Ga）,是黄陵结晶基底和扬子克拉通中出露的最古老岩石。（2）第二类变质改造锆石 的U-Pb 年龄为（2715±9）Ma,MSWD=1.4,代表黄陵地区第Ⅰ期角闪岩相变质事件的时间。第Ⅰ期（2.75~2.7 Ga）角闪 岩相变质作用,使TTG花岗岩及其拉斑玄武质岩石包体,变质为TTG 片麻岩及其斜长角闪岩包体。（3）第三类变质新生锆 石的U-Pb 年龄为（2558±40）Ma,MSWD=0.93,代表黄陵地区第Ⅱ期角闪岩相变质事件的时间。第Ⅱ期构造热事件（2.6~2.5 Ga）与“水月寺运动”相关,造成黄陵地区太古代与元古代之间的不整合面。总之,黄陵地区第Ⅰ期和第Ⅱ期变质事件的 共同作用,将黄陵花岗岩- 绿岩型地体转变为晚太古代稳定陆块,并从此开始了长达500 Ma 的克拉通化。（4）斜长角闪岩 包体中锆石的平均εHf（t ）为-11.59~-3.98、平均亏损地幔模式年龄t DM2 为3.4 Ga,表明黄陵地区存在比崆岭群更古老（>3.2 Ga）的地壳。     

河南嵩山地区新太古代TTG质片麻岩的成因及其地质意义：来自岩石学、地球化学及同位素年代学的制约

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,是我国记录前寒武纪地质的典型地区之一。该区广泛出露新太古代TTG质片麻岩套,主要以英云闪长岩类为主,闪长岩类次之,测得的锆石SHRIMP年龄在2600~2500Ma。该套TTG质片麻岩富Na₂O(3%~7%)、SiO₂(>67%)、贫铁、镁,高的Na₂O/K₂O比值（多在1.5~5.2）,Al₂O₃=13.72%~16.37%,A/CNK=0.97~1.21,属英云闪长岩-奥长花岗岩系列,显示新太古代富铝型TTG岩石特征。岩石富Sr (平均433×10^-6),Rb/Sr比值(<0.5) 较低,Sr/Y比值高(平均165),Nb、Ta和Ti负异常,∑REE偏低,强烈分异((La/Yb) _N=27~150),基本无Eu异常,低的Nb/Ta(14左右)、La/Nb (平均约为7)比值及其它微量元素特征表明其与岛弧或大陆边缘弧玄武质岩石特征相似。全岩Nd同位素和锆石Hf同位素数据显示岩石源区是来自亏损地幔的约2.66Ga的初生地壳;Mg^#值变化较大反映存在地幔楔不同程度的混染。地球化学特征指示该岩浆是在较高温度和压力(约700~1000℃,>1.5Gpa)下由俯冲的含水玄武质洋壳部分熔融形成,残留相中有石榴石和角闪石而不含斜长石。嵩山地区TTG片麻岩的这种成因机制表明当时陆壳以水平方式增生,也说明在随后的2.5Ga左右微陆块碰撞拼合事件之前不同陆块之间很可能被一个古大洋所分隔。     

塔里木克拉通北缘库鲁克塔格地块太古宙基底组成与地壳演化

塔里木克拉通太古宙岩石主要出露在库鲁克塔格、北阿尔金、铁克里克和敦煌等四个边缘基底隆起带。库鲁克塔格地块位于塔里木克拉通东北缘，其中有可靠年代学报道的太古宙岩石主要出露在库尔勒、辛格尔、兴地和帕尔岗塔格四个地区。库鲁克塔格地块的太古宙岩石主要由长英质正片麻岩(含TTG片麻岩)和少量以包体产出的斜长角闪岩组成，真正的太古宙表壳岩较少见。本次研究在库尔勒地区对长英质正片麻岩和石英岩开展锆石SHRIMP U- Pb测年分析，2个长英质正片麻岩样品的年龄分别为2695±9 Ma和2705±8 Ma；石英岩样品中的碎屑锆石核最小年龄峰为2513 Ma，石英岩有可能是太古宙沉积岩；上述岩石样品都经历了古元古代早期 (1. 9~1. 8 Ga)高级变质作用。地球化学分析发现，库鲁克塔格地块新太古代长英质片麻岩的原岩有多种岩石类型，这些长英质岩石都形成于与俯冲作用有关的岛弧构造背景。基性的斜长角闪岩和变质辉长岩可能产出于不同的背景，一部分来源于岛弧地幔楔的部分熔融，另一部分则可能来自于大洋板内，以洋脊玄武岩为主。库鲁克塔格地块太古宙岩石具有2. 7 Ga和2. 5 Ga两个年龄峰值，2. 7 Ga岩浆事件主要发生在库鲁克塔格西部地区，锆石的εHf(t)值既有正值也有负值，表明这一时期地壳生长和改造同时并存；~2. 5 Ga的岩浆活动分布范围较为广泛，全岩εNd(t)和锆石εHf(t)值以正值为主，暗示这一时期可能存在显著的大陆地壳生长。     

鲁西栗杭地区新太古代地质剖面的解剖:野外研究和SHRIMP U-Pb锆石定年

以往对鲁西新太古代地质研究主要是区域性的,对于露头尺度上的深入研究还不多见.本文对鲁西泰山栗杭地区的地质剖面进行了详细的野外地质和锆石SHRIMP年代学研究.岩石十分新鲜,类型多种多样,现象丰富且复杂.条带状英云闪长质片麻岩和细粒英云闪长质片麻岩的岩浆锆石年龄分别为2.62 Ga和2.63 Ga,可解释为岩石的形成时代.另一条带状英云闪长质片麻岩的岩浆锆石和变质锆石年龄相近,均为~2.57 Ga,其地质意义需进一步工作来确定.奥长花岗质岩脉的形成时代为2.60 Ga.闪长质片麻岩侵入条带状英云闪长质片麻岩和奥长花岗质岩脉,岩浆锆石年龄为2.52 Ga,存在2.66~2.69 Ga外来锆石.研究表明,泰山地区存在不同时代（~2.7 Ga和~2.6 Ga）英云闪长质片麻岩,仅根据野外特征难以相互区别.该剖面所记录的岩浆构造热事件是鲁西地区新太古代地质演化的缩影,但缺失~2.7 Ga TTG岩石记录.      

华北克拉通东南部太古宙英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩形成及演化

华北克拉通是世界范围内少数保存有大量太古宙英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩（TTG）及多期次岩浆事件记录的克拉通之一,相关研究对揭示全球太古宙时期壳—幔动力学演化过程具有重要的指示意义。本文在华北克拉通东南部归纳总结了52个太古宙时期TTG岩石样品的有效地球化学资料。根据地区与岩石成因差异,将样品主要分为三类：霍邱、五河地区低铝、低压型TTG岩石,鲁西（C带）、丰县张河地区中铝、中低压型TTG岩石以及登封地区高铝、高压型TTG岩石。华北克拉通东南部的TTG片麻岩经历了两期明显的地壳生长事件：2. 95~2. 70 Ga,2. 58~2. 48 Ga（峰值为约2. 52 Ga）。主、微量数据表明,华北克拉通东南部的TTG片麻岩主体源于低钾镁铁质岩石的部分熔融,并且源区可能受到来自于壳—幔相互作用的影响。其中,霍邱、登封地区的TTG分别受到流体、熔体交代作用;鲁西和张河地区则同时受到熔体和流体交代作用。霍邱地区TTG片麻岩形成于约2. 70 Ga,成因可能受鲁西地区地幔柱垂向构造的影响;太古宙末期,鲁西及张河地区与登封地区TTG片麻岩的形成具有一定联系,主要表现为受洋内岛弧地体侧向的洋内俯冲与弧陆碰撞增生控制,并经历了区域麻粒岩相变质作用。     

扬子地块中太古宙地壳增生：来自黄陵背斜南部地区花岗闪长质片麻岩的证据

扬子地块黄陵背斜南部出露的花岗闪长质片麻岩是太古宙TTG片麻岩的重要组成单元，具有高Al₂O₃、Na₂O、Sr以及低Rb、Nb等特征，属于高铝TTG系列，且具埃达克质岩石属性。结合片麻岩微量元素蛛网图显示的Nb、Ta和Hf等高场强元素富集以及Th、Pb和U等大离子亲石元素亏损的特征，本文认为该岩石形成于俯冲环境下玄武质洋壳的部分熔融作用。黄陵背斜北部出露的2.9～3.0 Ga TTG片麻岩和弧性质角闪岩，反映该时期是扬子地块陆壳生长的一次重要阶段，且以洋壳俯冲产生岛弧或安第斯型岩浆作用的陆壳水平增生为主，通过微陆块拼贴或规模较小的板块构造模式而形成。     

华北克拉通太古宙TTG岩石的时空分布、组成特征及形成演化:综述

华北克拉通具有3.8Ga以上的演化历史,TTG是其地质记录的最重要载体。华北克拉通太古宙(特别是中太古代以前)地质演化在很大程度上与TTG岩石密切相关。在华北克拉通,始太古代(3.6~4.0Ga)TTG岩石仅在鞍本地区被发现,但冀东地区已在多种变质碎屑沉积岩中发现大量3.6~3.88Ga碎屑锆石;古太古代(3.2~3.6Ga)TTG岩石在鞍本、冀东、信阳地区被识别出来;中太古代(2.8~3.2Ga)TTG岩石在鞍本、冀东、胶东、鲁山等地存在;可把新太古代(2.5~2.8Ga)进一步划分为早期和晚期两个阶段:新太古代早期(2.6~2.8Ga)TTG岩石已在10余个地区被发现,新太古代晚期(2.5~2.6Ga)TTG岩石几乎在每一个太古宙基底岩石出露区都存在。野外地质、锆石定年、元素地球化学和Nd-Hf同位素组成研究表明,中太古代以前TTG岩石局部存在,主要分布于Wan et al.(2015)所划分的三个古陆块中;新太古代TTG岩石广泛分布,是陆壳增生最重要时期岩浆作用的产物。TTG岩石类型随时代变化,3.1~3.8Ga和2.7~2.9Ga TTG岩石分别主要为奥长花岗岩和英云闪长岩;2.5~2.6Ga期间花岗闪长岩大规模出现,并有壳源花岗岩广泛分布,表明这时陆壳已有相当的成熟度。奥长花岗岩轻重稀土分异程度从弱到强的时间出现在~3.3Ga;2.5~3.3Ga的TTG岩石轻重稀土分异程度变化很大,表明其形成条件存在很大差异。TTG岩石主要为新生地壳,但也有相当部分为壳内再循环产物或形成过程中受到陆壳物质影响。华北克拉通中太古代以前的主要构造机制是板底垫托或地幔翻转作用,新太古代晚期板块构造体制可能已起作用。     

冀东地区新太古代晚期的岩浆事件与地壳增生:来自岩石地球化学和锆石年龄及Hf同位素的制约

在华北克拉通东部冀东的遵化-迁西-迁安地区广泛分布有新太古代晚期的斜长角闪岩(基性火山岩)、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩。锆石U-Pb同位素测定表明,该区的斜长角闪岩、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩几乎同时形成于2529±30Ma到2555±14Ma期间。这是华北克拉通新太古代晚期一次重要的岩浆事件,并紧随有2.5Ga左右的麻粒岩相变质作用。阴极发光图像显示,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩中一些锆石的核部为灰黑色,具杉树叶结构或无内部结构,意味着这些锆石核部的U-Th-Pb同位素体系在变质作用期间受到了干扰或重置,因此岩浆锆石核部的207Pb/206Pb加权平均年龄通常被解释为代表岩浆事件最年轻的年龄。新太古代晚期TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的岩浆锆石具有正的εHf(t)值(-0.08~9.49),计算的tDM1(Hf)模式年龄介于2572~2896Ma之间,峰值年龄为2.72Ga。这表明,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的母岩浆是从亏损地幔源分异出来的,且2.7Ga是研究区和华北克拉通最重要的一次地壳增生事件。地球化学和岩石成因研究表明,本区的TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩是由来自新生地壳基性岩石部分熔融形成的岩浆通过结晶分离形成的,其中角闪石是主要的分离相矿物。地幔柱模式更有利于解释本区TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的成因以及冀东地区的许多其他地质特征。     

华北克拉通中部造山带南段早前寒武纪变质杂岩的Hf-Nd同位素特征及其地壳演化意义

太华群和登封群变质杂岩的锆石U-Pb定年结果统计表明,华北克拉通中部造山带南段地区在新太古代-古元古代期间存在至少四阶段岩浆活动(2.85~2.72 Ga,2.57~2.48 Ga,2.34~2.30 Ga和2.20~2.07 Ga)。与中部造山带中、北段地区相比,南段地区的新太古代早期的岩浆活动略早,并具有相对较强烈的古元古代早期(~2.3 Ga)岩浆活动。新太古代早期(2.85~2.72 Ga)的TTG质岩石整体具有正的全岩ε_(Hf)(t)和ε_(Nd)(t)值,并且有εHf(t)值偏高的Hf-Nd同位素解耦现象,其源区形成与地幔交代作用相关。新太古代末期-古元古代初期(2.57~2.48 Ga)的TTG质片麻岩主要为正的全岩εHf(t)和εNd(t)值,部分样品具有ε_(Hf)(t)值偏低的Hf-Nd同位素解耦现象,为锆石效应的结果,其岩石成因以初生地壳物质部分熔融为主,存在少量古老地壳物质的再循环作用。古元古代早期(2.34~2.30 Ga)TTG质岩石和古元古代中期(2.20~2.07 Ga)的富钾岩及TTG质岩石的全岩ε_(Hf)(t)和ε_(Nd)(t)值均为负值,并具ε_(Hf)(t)值明显偏低的Hf-Nd同位素解耦现象,均为锆石效应的结果,其岩石成因以古老地壳物质的再循环作用为主。太华群和登封群片麻岩的全岩Hf-Nd同位素解耦主要与其源区形成过程存在地幔交代作用或者锆石效应有关,而与石榴子石效应关系不大,表明各阶段TTG质岩石的高Sr/Y、(La/Yb)_N比值和低重稀土含量等特征不是继承自源区,而确实反映了较大压力深度的岩浆活动过程。总体上,新太古代早期-古元古代初期为华北克拉通中部造山带南段地区主要的地壳生长阶段,而古元古代早-中期主要为地壳再循环阶段。     

河北赞皇杂岩中2.7Ga TTG片麻岩的厘定及其地质意义

本文对赞皇杂岩中的条带状TTG片麻岩样品进行了岩石化学、锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素研究。其中ZH39-1和ZH39-2的岩性为英云闪长质片麻岩,TZ50-1和TZ50-2为奥长花岗质片麻岩。对岩浆锆石的定年结果显示英云闪长质片麻岩ZH39-1具有2702±13Ma的结晶年龄,奥长花岗质片麻岩TZ50-2具有2690±10Ma的结晶年龄。同时这2个样品均具有新太古代晚期的变质年龄记录,说明岩石受到了新太古代晚期构造-热事件的影响。该片麻岩主量元素均具有高硅(66.4%～74.3%)、高铝(14.0%～15.9%)、富钠(4.13%～5.20%)、贫钾(1.17%～2.54%)和MgO(0.68%～2.12%)、具有低K_2O/Na_2O比值(0.25～0.62)的特征,Mg~#在43.0～47.4之间。微量元素具有富集Ba、Sr、Zr、Hf和Th,亏损Nb、Nd、Ti的特征,稀土元素具有总含量较低为47.6×10~(-6)～120×10~(-6),(La/Yb)_N为16.4～56.5,Eu无异常或较强正异常,这些特征同太古宙高铝TTG岩系一致。英云闪长质片麻岩样品ZH39-1中绝大多数锆石具有ε_(Hf)(t)正值,变化范围是1.52～5.59,该样品锆石两阶段Hf模式年龄为2874Ma,显示新生地壳来自于亏损地幔。在赞皇杂岩不同地点再次发现～2.7Ga的TTG岩石,证明该地区在中太古代晚期和新太古代早期存在大规模陆壳增生事件。     

塔里木东南缘安南坝地区约2.5Ga花岗闪长质片麻岩的发现及岩石成因

塔里木东南缘安南坝地区新发现的花岗闪长质片麻岩主要由斜长石、碱性长石、石英、角闪石、黑云母等组成。岩石SiO_2(70%)、Al_2O_3(15%)、Na_2O(3.56%～4.15%)含量较高;MgO(0.39%～0.59%)、Fe_2O_3(0.23%～0.36%)、FeO(0.76%～1.11%)含量、K_2O/Na_2O值(0.64～0.81)及Mg#值(19～27)均较低。花岗闪长质片麻岩稀土元素总量低(∑REE=28.81×10~(-6)～68.51×10~(-6)),(La/Yb)N=(46.27～98.27),轻、重稀土元素分异明显,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线表现为右倾型,Eu(δEu=1.57～2.00)呈明显的正异常。岩石Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素含量较高,Nb、Ta等高场强元素及Cr、Ni等相容元素含量较低。地球化学特征显示,该花岗闪长质片麻岩具有高铝型TTG和低重稀土元素系列TTG的地球化学特征。研究表明,阿克塞县安南坝地区花岗闪长质片麻岩可能是在榴辉岩相压力条件下,由加厚的玄武质下地壳部分熔融形成,源区残留相主要为石榴子石、金红石(少量)及角闪石。LA-ICP-MS锆石U-Pb上交点年龄为2555±11Ma,代表了花岗闪长质片麻岩的成岩时代,说明新太古代晚期是塔里木东南缘重要的陆壳增生期。此外,岩石中还获得了约2.44Ga、约1.96Ga的变质年龄,表明塔里木东南缘基底岩石在古元古代经历了2期构造-热事件的叠加改造。     

大别造山带前陆阳新盆地古近纪玄武岩地球化学特征与成因研究

大别造山带前陆阳新盆地古近纪玄武岩的成分从石英拉斑玄武质到橄榄拉斑玄武质,以相对较高的大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Th、U等)丰度和弱到中等亏损高场强元素(Nb和Ta)为特征,岩石地球化学的总体特征类似于初始裂谷的拉斑玄武岩,而与大陆拉斑玄武岩所表现出的强烈亏损高场强元素Nb和Ta的地球化学特征明显不同。该拉斑玄武质岩浆喷发前曾经历过较小程度(约4．5％)的以橄榄石为主的矿物分离结晶,玄武岩的母岩浆则是源区物质经过约15％的部分熔融形成的,源区物质可能包含了来自下地幔的FOZO和富集型大陆岩石圈地幔两种组分。大别造山带内及前、后陆地区古近纪拉斑玄武岩的地球化学特征具有可比性,意味着随着大别造山带山根的拆沉,来自下地幔的FOZO岩浆(可能以地幔柱的形式)上涌,对大陆岩石圈的地幔部分发生了大规模的改造,使得原性质明显不同的两大岩石圈地幔在会聚带附近其地球化学分区性变得模糊。所形成的玄武岩总体具有较多的FOZO特征,但(除造山带内部)也不同程度地保留有岩石圈地幔的性质。     

豫西宜阳地区TTG质片麻岩锆石U-Pb定年和Hf同位素地质学

本文报道对华北地块南缘、豫西宜阳穆册TTG质片麻岩的地球化学、锆石U-Pb定年及Hf同位素研究。宜阳穆册TTG质片麻岩SiO_2含量为59～73%,Al_2O_3>15%、CaO、MgO、Al_2O_3、TiO_2、Na_2O/K_2O与SiO_2的含量呈负相关,表明在岩浆演化中有镁铁矿物和斜长石的分离,岩浆成分随着分异而富钾。P_2O_5与SiO_2含量呈正相关,反映出磷灰石的分离。轻重稀土分异明显((La/Yb)_N=9～23);重稀土相对于轻稀土轻度分异;无明显的Eu异常(Eu*=0.95～1.07)。岩石富Rb、Sr、Ba、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素。低Y(13.25～25.27μg/g)和Yb(1.27～1.98μg/g);高Sr(507.14～606.85μg/g)及Sr/Y(34.15～39.97),上述地球化学特征一致表明,研究区片麻岩为一套高铝的TTG质岩石。这套片麻岩可能是在角闪岩相条件下部分熔融的产物。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法测得TTG质片麻岩的年龄为2.3Ga。片麻岩中的锆石大部分具负ε_(Hf)(t)值(最高达-4.95),揭示其源区可能主要为古老陆壳物质;部分锆石的ε_(Hf)(t)为正值,说明在其形成过程中有一定比例的亏损地幔物质的加入。宜阳TTG质片麻岩的Hf同位素数据表明,其两阶段模式年龄主要2.57～3.01Ga之间,平均值为2.82Ga,所以说穆册灰色片麻的源区可能存在年龄为2.8Ga左右(或更老)的地壳物质,说明代表该区基底的太华杂岩形成时代可能为2.8Ga(或更老)。虽然华北地块陆壳最主要的增生时代被认为发生在2500Ma,但宜阳TTG质片麻岩的研究结果和其他研究者的研究成果都说明华北地块大陆地壳在古元古代早期仍然存在相当规模的陆壳增生。     

华北克拉通新太古代地壳增生:来自山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩的证据

通过详细的野外地质工作,本文在山西云中山地区识别出一套岩石组合完整的TTG片麻岩岩系,与TTG片麻岩共生的还有后期发育的二长花岗片麻岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗闪长质片麻岩的形成时间为2486±9Ma,二长花岗片麻岩的形成时间为2448±11Ma。地球化学特征显示研究区TTG片麻岩为高铝TTG。奥长花岗质片麻岩总体表现为高SiO_2(69.82%~73.54%)、富Na_2O(4.19%~5.16%)、高CaO(1.45%~3.03%)的特征,Al_2O_3含量为14.31%~15.74%,铝饱和指数(A/CNK)为1.00~1.03,属富钠过铝质系列岩石;英云闪长质片麻岩的特征与奥长花岗片麻岩基本相似,但K_2O含量更低,CaO含量更高;花岗闪长质片麻岩SiO_2(61.23%~61.97%)含量相对偏低,Na_2O/K_2O为1.00~1.32,Al2O3含量为15.03%~15.73%,铝饱和指数(A/CNK)为0.96~1.05,为准铝质或过铝质系列岩石。与上述TTG片麻岩不同的是,本区出露的二长花岗片麻岩表现为富钾(K_2O/Na_2O=1.22~1.44)、贫Al_2O_3(12.81%~14.27%)的特征。岩石稀土总量较低(∑REE=52.71×10~(-6)~262.0×10~(-6)),轻稀土富集,重稀土亏损,轻、重稀土强烈分馏。微量元素具有富集K、Rb、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素的特点,Cr、Ni等相容元素含量也较低,表现出岛弧岩浆的特征。花岗闪长片麻岩和二长花岗片麻岩εHf(t)值均为正值,前者成岩年龄与二阶段模式年龄较为接近,暗示其来源为2.5~2.6Ga的新生地壳,而后者成岩年龄与二阶段模式年龄则相差较多,其测点大都落在2.7~2.8Ga地壳演化线的区域内,表明二长花岗片麻岩来自于2.7~2.8Ga的古老地壳。根据上述地球化学特征,并结合区域地质特征,推测研究区高Al的TTG片麻岩是"平俯冲"状态下洋壳部分熔融的产物,而二长花岗片麻岩为底侵古老地壳部分熔融的产物,形成于大陆边缘弧的构造环境,代表云中山地区一次重要的以水平增生为主的地壳生长事件,同时也表明在新太古代末期,云中山地区已完成克拉通化,进入陆内演化阶段。