吕梁杂岩界河口群的源区特征及构造背景: 来自锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

华北克拉通中部造山带被认为是由东西陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带,而吕梁杂岩位则位于中部造山带中段西缘,紧邻中部造山带与西部陆块的边界。总体上,吕梁杂岩可以分为花岗质岩体以及变质表壳岩两大类,其中前者中的赤坚岭片麻岩在本次研究中获得的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为2180Ma,而εHf(t)值为+0.52～+4.30。变质表壳岩又可进一步划分为界河口群、吕梁群以及野鸡山群,其中界河口群主要由变泥砂质岩石、大理岩以及少量的斜长角闪岩组成。变质沉积岩的地球化学及Nd同位素特征说明它们的源岩为中酸性岩石,有可能是太古宙上地壳与新生酸性弧物质的混合。本次研究以及前人的研究数据都表明界河口群最下部奥家滩组中变质沉积岩的碎屑锆石最小峰值年龄在2.0Ga左右,这为界河口群形成时代的下限做出了限制,而界河口群中斜长角闪岩的顺时针近等温降压P-T轨迹则与中部造山带中～1.85Ga的主期变质作用特征一致,这为界河口群形成时代的上限做出了限制。由于界河口群中碎屑锆石的U-Pb年龄以及Hf同位素特征与同属吕梁杂岩的野鸡山群不同而与西部陆块孔兹岩带中的变质沉积岩具有相似性,因此我们推断界河口群的源岩不是来自中部造山带而是来自鄂尔多斯陆块。综上所述,在2.00～1.85Ga之间形成于鄂尔多斯陆块东缘被动大陆边缘盆地中的界河口群在～1.85Ga的东西陆块碰撞过程中沿着韧性剪切带向东逆冲从而进入中部造山带中。     

华北克拉通中部造山带中条山地区古元古代盆地演化

对华北克拉通中部造山带南部中条山地区古元古代中条群和担山石群岩石组合及地层详细调查研究,认为中条群为一套由粗碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组成的多旋回沉积岩,变质砂岩地球化学特征显示,中条群经历了早期相对稳定到后期较活跃的转变。结合前人碎屑锆石年龄、源区特征和火山岩夹层年龄得出,中条群形成于2.1 Ga左右的活动大陆边缘弧后盆地。担山石群为一套砾岩-砂岩组成的磨拉石建造,碎屑锆石年龄显示,担山石群形成于1.85 Ga左右的碰撞造山阶段的前陆盆地内。结合前人研究,认为中条山地区古元古代盆地演化模式为,约2.1 Ga开始,西部陆块的前导洋向东部陆块活动大陆边缘之下持续俯冲,东部陆块西缘活动大陆边缘弧后盆地沉积了中条群,约1.85 Ga开始,东部陆块与西部陆块之间的大洋闭合,陆陆碰撞开始,中条群发生挤压褶皱变形,陆壳加厚及随后的快速抬升和剥蚀形成前陆盆地的担山石群磨拉石。中条山地区古元古代弧后盆地向前陆盆地的转化支持华北克拉通最初西部陆块向东俯冲,经历了约1.85 Ga的东、西陆块碰撞并最终克拉通化的演化模式。     

山西吕梁地区岚河群沉积时代及形成环境：来自碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

山西吕梁地区是华北克拉通保存古元古界变质表壳岩良好地区, 其中的岚河群在吕梁山北部岚县南北两侧大量出露, 由碎屑岩、碳酸盐岩夹少量基性火山岩等多个沉积旋回的沉积组合构成, 经历绿片岩相浅变质作用改造, 保留了大量原始沉积构造, 是探讨该群沉积 特征、形成时代及与其它表壳岩群关系的理想对象。 对岚河群 3 件样品的碎屑锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年, 获得底部含砾砂岩最年轻碎屑锆石 2.2 Ga 的峰值年龄, 该群经历了 1.87 Ga 的 区域变质作用, 因而限定岚河群沉积于 2.2～1.87 Ga 之间。 碎屑锆石年龄谱显示了～2.2 Ga 的 主峰期和～2.3 Ga 及太古代中晚期等较小峰期年龄, 指示主要源自古元古代陆壳物质源区, 它们的主峰期年龄锆石与吕梁地区同期岛弧花岗岩锆石 Hf 同位素特征一致, 且其沉积组合反映了物源区活动性较强, 证明岚河群形成于活动陆缘岛弧相关的沉积盆地。 野鸡山群下部的 青杨树湾组和白龙山组沉积组合与岚河群沉积地层序列类似, 它们均形成于 2.2 Ga 左右, 说明野鸡山下部沉积与岚河群相同, 也形成于活动陆缘岛弧环境的沉积盆地, 分别代表了盆地同时异相的沉积产物。 野鸡山群上部程道沟组与黑茶山群沉积序列类似, 具有造山过程相关盆地的磨拉石建造组合特征, 它们均形成于 1.85 Ga 之后, 代表与碰撞造山过程相关前陆盆地快速堆积。 因此, 3 个岩群表壳岩的沉积演化揭示了华北克拉通中部～2.2 Ga 俯冲汇聚相关的活动陆缘岛弧环境, 在～1.85 Ga 转为陆-陆碰撞造山演化过程。     

华北中部造山带五台-恒山地区古元古代变质作用与构造演化

华北克拉通古元古代造山带的时空分布与构造属性尚有很大争论,一种观点认为华北克拉通从新太古代至古元古代受大洋俯冲闭合控制,在1.85~1.95 Ga之间先后发生3次陆-陆碰撞形成3条造山带,即孔兹岩带、胶-辽-吉带和中部造山带;另一种观点强调华北克拉通这3条元古代造山带在1.80~1.98 Ga之间经历了相同的漫长演化过程,指示当时特有的热俯冲和碰撞环境.通过总结中部造山带中的五台-恒山地区变质作用研究进展,阐述该区古元古代造山时代与构造属性.五台-恒山地区的主要变质岩石-构造单元包括恒山杂岩、五台杂岩和滹沱群.恒山杂岩和五台杂岩主体为新太古代TTG片麻岩和表壳岩,它们在古元古代晚期经历了两期变质作用改造.第一期变质作用为中压型,是由于陆-陆碰撞导致弧后伸展盆地闭合、地壳加厚造山所致,从南向北形成一个递增序列:包括五台群下部和南恒山杂岩南部的低角闪岩相、南恒山杂岩北部高角闪岩相和北恒山杂岩的高压麻粒岩相,其压力峰期所对应的地热梯度为~15 ℃/km.变质锆石所记录的年龄峰值随着变质程度增高而降低,依次为~1.95 Ga、~1.92 Ga和~1.85 Ga,这是因为在变质过程中锆石生长受流体和熔体行为控制:在亚固相线下,变质锆石可记录峰期变质年龄,而在超固相线条件下记录伴随熔体结晶的退变质年龄.由此确定该区中压相系变质作用压力峰期时间为~1.95 Ga,对应地壳加厚造山的峰期.加厚地壳由于重力均衡导致变质岩从深部地壳折返至中部地壳,在P-T轨迹上表现为压力峰期之后发生等温减压（ITD）至0.5~0.7 GPa,岩相学上表现为峰期石榴石分解形成斜长石"白眼圈"等,指示缺流体条件.南恒山北部高角闪岩相岩石中的变质锆石记录的折返时间为~1.92 Ga,指示第一次造山结束.第二期变质作用为中-低压型,系为板内变形所致,表现为折返至中地壳的岩石伴随挤压型剪切变形和流体注入形成平衡矿物组合.朱家坊韧性剪切带就是这次板内变形的强构造域,其中也记录了顺时针型P-T轨迹,但所反映的地壳加厚程度有限,第二期变质-变形峰期时间为~1.85 Ga.由于朱家坊韧性剪切带左行走滑,导致北恒山麻粒岩地体抬升.五台-恒山地区在1.80~1.96 Ga之间经历两期变质-变形事件,这一认识或对讨论华北克拉通其他地区的古元古代造山带演化有一定启示意义.      

华山太华变质杂岩中LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及角闪石40Ar/39Ar定年

太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带最南缘,整体呈近东西向展布。华山地区的太华变质杂岩区岩性复杂多样,保存了至少三个阶段的变质矿物组合。本文对其中的黑云斜长片麻岩和黑云二长片麻岩中的锆石,进行了详细的LA-ICP-MS U-Pb定年;对斜长角闪片麻岩中的变质角闪石,进行了常规40Ar/39Ar定年。定年结果表明:(1)黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石记录了两期(~2.3Ga和~2.5Ga)明显的岩浆事件,变质锆石记录了一期(1.87~1.85Ga)变质事件;(2)黑云二长片麻岩中的岩浆锆石U-Pb年龄为2.33Ga和2.31Ga,变质锆石记录的变质年龄为1.96Ga;(3)两个斜长角闪片麻岩样品中,变质角闪石的40Ar/39Ar坪年龄和等时线年龄说明,该地区经历了一期~1.8Ga的变质热事件。这些数据说明,太华变质杂岩也记录了华北克拉通东部陆块与西部陆块之间的碰撞造山过程,不过比中部造山带其它变质杂岩区记录的时间更早,变质作用持续的时间也更长。这暗示了该地区在1.96~1.80Ga期间,经历了一次比较漫长而复杂的构造-变质演化过程。     

五台山早元古代碰撞造山带初步认识

五台山地区分布着复杂的变质杂岩。过去人们把这些变质岩作为地层分成群组段。龙泉关剪切构造岩的发现突破了这种传统观念。野外工作中发现所谓五台群主要包含了三个蛇绿混杂带;阜平群和恒山群的主要成分是灰片麻岩,它们构成两个太古代陆块的基底。五台地区的花岗岩类由代表弧环境的双花岗岩带的I型和S型花岗岩组成,它们与变质的钙碱性火山岩代表了古代的岩浆弧。滹沱群的豆村和东冶亚群以及过去划入阜平群和五台群的某些变沉积岩是阜平陆块被动大陆边缘的沉积。滹沱群的郭家寨亚群则是前陆盆地的磨拉石沉积。因此可以认为,这是一个由恒山仰冲陆块、北台-车厂弧和阜平俯冲陆块构成的碰撞造山带,碰撞时间大致是距今2050Ma。闭合的弧前大洋和弧后盆地形成了三条蛇绿混杂带。     

滹沱群花岗质砾岩的U-Pb锆石定年:与五台花岗岩的亲缘性及对华北克拉通中部造山带构造演化的意义

位于华北克拉通中部造山带内部的五台杂岩与毗邻的阜平、恒山杂岩是最经典的前寒武纪地质研究地区。被认为该地区最年轻的地质单元滹沱群不整合覆盖于五台和阜平杂岩之上。近来的工作越来越显示出滹沱群对于该地区乃至整个中部造山带的构造演化的重要性。然而对滹沱群沉积岩物源的缺乏认识阻碍了对该区沉积环境和构造意义的进一步研究。本文利用LA-ICP-MS,从滹沱群最底部的花岗质砾岩中获取了U-Pb锆石年龄,结合前人的地层学、地质年代学、构造地质学以及变质作用研究,对该地区底砾岩的沉积物源及大地构造演化提供了新的制约。滹沱群自下而上由底砾岩和火山碎屑岩(豆村亚群)、碎屑岩、板岩、白云岩和大理岩(东冶亚群)以及砂岩和另外一套出露于顶部的砾岩(郭家寨亚群)组成。来自于滹沱群底砾岩的花岗质砾石中的锆石获得了2517~2566Ma的207Pb/206Pb权重年龄,与五台新太古代的花岗岩(2566~2515Ma)年龄一致,说明这些花岗质砾石来源于五台新太古代花岗岩。结合前人的研究,滹沱群很有可能代表了一个发育在西部陆块向东部陆块俯冲过程中与俯冲相关的弧后前陆盆地。该盆地在约1850Ma华北克拉通最终碰撞拼合事件过程中闭合。滹沱群花岗质砾岩的...     

华北中部造山带左权变质杂岩ca. 2.5Ga和ca. 1.9Ga变质年龄记录及其地质意义

华北克拉通早前寒武纪基底由多个微陆块组成,其主期拼合时代是困扰地质学家的一个重大课题。华北中部造山带作为新太古代-古元古代一条重要的碰撞型造山带已得到广泛共识。大量高精度年代学资料显示,华北中部造山带至少记录了大约1. 85Ga、1. 95Ga和2. 5Ga的三组变质年龄信息。但目前,2. 5Ga左右的变质年龄仅在华北中部造山带中部的阜平和赞皇等少数杂岩区有零星报道。左权变质杂岩位于华北中部造山带中南段东侧、阜平杂岩以南,向东紧邻赞皇杂岩,是洞悉早前寒武纪时期华北克拉通基底形成及演化过程的一个重要窗口。杂岩区出露多种早寒武纪变质岩石,其中长英质黑云斜长片麻岩分布范围最广,局部暗色矿物富集;斜长角闪岩或角闪片麻岩多以透镜状或似层状方式产出于长英质片麻岩中;杂岩区南部发育多个小型磁铁矿矿床。本文对研究区多种类型岩石样品进行了细致的岩相学、锆石U-Pb年代学和锆石稀土元素研究,发现多数样品中发育变质成因锆石,记录至少两组变质年龄信息。第一组年龄(1903Ma)仅被个别角闪片麻岩样品保存,反映了杂岩区所经历的变质峰期或近峰期阶段的时代;第二组年龄(2483～2507Ma)分布广泛,所代表的变质事件发生在区域片麻理之前,与华北克拉通约25亿年时发生的大规模构造热事件有关。     

冀西北怀安地体高级变质表壳岩的锆石年代学研究

位于华北克拉通中部造山带中北段的怀安地体与内蒙孔兹岩带相接,出露高压麻粒岩和退变榴辉岩等多种高级变质岩,是洞悉华北克拉通古元古代构造演化历史的重要窗口。研究区变质表壳岩包括夕线石榴长英质片麻岩、石榴长英质粒状岩石以及紫苏黑云二长片麻岩。阴极发光图像特征显示研究区样品的锆石主要包括碎屑锆石和变质锆石,其中碎屑锆石具有岩浆结晶环带,而变质锆石为单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石边部生长,内部结构均匀,Th/U比值较低。锆石LAICP-MS U-Pb定年结果与前人研究结果综合表明该区变质表壳岩石的碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在~2040Ma,其原岩形成时代与孔兹岩带变泥质岩石相近,均为~2.0Ga。变质锆石记录其变质时代为1957~1804Ma,结合前人对怀安地区变泥质岩和变基性岩变质作用和年代学研究结果,推测得出1.95~1.92Ga代表了峰期(高压)麻粒岩相变质时代,1.90~1.85Ga代表峰后减压阶段变质时代,而1.85~1.80Ga代表退变质晚期的时代。怀安地区变质岩石可能卷入了阴山陆块、鄂尔多斯陆块以及东部陆块间的先后碰撞造山过程,并持续较长时间(1.95~1.80Ga),最终拼贴为统一的整体。     

桐柏造山带古元古代变质基性岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

桐柏造山带位于秦岭和大别造山带之间,其北侧对应于北秦岭中高级变质杂岩,南侧对应于大别山高压/超高压变质杂岩.锆石U-Pb定年在一个榴辉岩中获得其原岩侵位年龄和锆石重结晶或生长年龄分别为(1961±23) Ma和(1949±51) Ma,在一个石榴角闪岩(退变榴辉岩？)中获得其变质年龄为(1936±26) Ma,表明这两种基性岩石在二叠-三叠纪高压变质之前经历了古元古代变质作用的影响.由桐柏—大别—苏鲁造山带可利用的年代学资料确定,扬子陆块北缘发育的古元古代构造热事件可分为两幕,第一幕发生在约1.97～1.93 Ga,可能与Columbia超大陆的聚合有关;第二幕发生在约1.85～1.82 Ga,或者代表Columbia超大陆汇聚的继续,或者是陆块边缘增生过程的结果.     

华北陆块基底构造格局及早期大陆克拉通化过程

依据区域构造分析及同位素年代娄数据库,华北克拉通普质基底主要可以区划为以处构造单元：１）鄂尔多斯陆块新太古代被动边缘沉积;２）恒山－－承德太古代末期构造带;３）太古代末期五台－－登封岛弧带杂岩及构造缝合带;４）鲁西－－冀东－辽吉新太古代活动大陆边缘岩浆杂岩带;５）胶辽陆块;６）冀北－－固阳古元代初造山带及内蒙－＝东再造麻粒岩要带;７）吕梁－－中条古元古代裂谷带;８）辽南古元古代裂谷带。华北克拉通早     

华北克拉通中部造山带早前寒武纪变质演化历史评述

根据变质作用程度不同,华北中部造山带早前寒武纪基底可以进一步分为高级区和花岗-绿岩带。前者变质程度可达高角闪岩相-麻粒岩相,包括太华、吕梁、阜平、恒山、怀安、宣化等杂岩,花岗-绿岩带的变质程度较低,多为绿片岩相-角闪岩相,包括登封、赞皇、五台等杂岩。已有变质演化研究表明,高级区恒山、怀安和宣化杂岩中的麻粒岩和(或)退变榴辉岩记录的峰期变质压力最高,恒山杂岩、阜平杂岩和宣化杂岩中的麻粒岩记录的峰期变质温度最高;花岗-绿岩带中的赞皇杂岩和五台杂岩出露高压斜长角闪岩和高压变泥质岩。中部带各变质杂岩中可识别出早期进变质、峰期、峰后快速降压和晚期冷却等变质阶段,拥有顺时针近等温降压型的变质作用P-T轨迹,与华北克拉通中部的俯冲碰撞有关。大量变质年代学数据显示,中部带各变质杂岩中至少记录了~1.85Ga、~1.95Ga和~2.5Ga三组变质年龄,其中,~1.85Ga的变质年龄占据了主导地位,大致与区域片麻理形成的时间一致,代表变质高峰期时代;~1.95Ga的变质年龄代表了峰期前的某个进变质片段;~2.5Ga的变质年龄则指示了更早一期的变质事件,推测与古老陆块~2.5Ga所遭受的大量幔源岩浆的侵入和底垫作用有关。然而,变质年龄与变质阶段的对应关系尚不明确。     

五台杂岩晚太古代花岗质岩石中斜长角闪岩包体的年代学和地球化学研究

华北克拉通中部造山带被认为是由东西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带,而恒山-五台-阜平地区位于中部造山带的中部,是该地区最大也是最具代表性的基底岩石剖面。总体上,五台杂岩可以分为变质表壳岩和花岗质岩体两大类,前者又被划分为五台群和滹沱群,而后者可划分为2560~2520Ma侵位的强烈变形的闪长岩-英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩系列、2176~2084Ma侵位的弱变形的斑状正长-钾质花岗岩以及约1810Ma侵位的未变形的A型花岗岩。在晚太古代花岗岩中普遍发育有斜长角闪岩包体,它们在露头上不连续分布,呈绿色到黑色,强烈拉伸成扁条状或透镜状,直径一般在几米到十几米之间。根据地球化学特征恢复它们的原岩为拉斑玄武岩。锆石U-Pb定年结果表明它们的结晶时代为2.7Ga,变质时代为1.85Ga。全岩εNd(t)值为-3.1~+3.5,亏损地幔模式年龄为2.83~3.65Ga。原始地幔均一化蛛网图解上,斜长角闪岩具有明显的Nb、Ta和Ti的负异常,而在球粒陨石均一化稀土元素配分图解中它们具有轻稀土弱富集[(La/Yb)N=1.36~3.52]以及重稀土平坦[(Gd/Yb)N=0.94~1.38]的特征。地球化学以及同位素特征表明它们很可能来自于受到俯冲板片流体改造的轻度富集地幔中尖晶石二辉橄榄岩的部分熔融。更重要地,这些斜长角闪岩包体的锆石U-Pb年龄与全岩Nd亏损地幔模式年龄相似,都为27~28亿年左右,这说明在华北克拉通中部造山带很可能存在过大量的27亿年左右的新生地壳岩石,它们代表了一期重要的地壳生长事件。     

Study and geological implication of detrital zircons in Shuibei Formation of Early Jurassic in Zhangshudun of northeastern Jiangxi Province

The Early Jurassic basin in Zhangshudun of northeastern Jiangxi Province is located in the southeastern part of Jiangnan orogeny, and revealing the basin depositional source is of great importance for understanding and discussing the orogenic events and ancient geography during Early Mesozoic. The research of petrography, detrital zircons U-Pb geochronology, Lu-Hf isotope geochemistry of Early Jurassic clastic rocks was conducted in this paper. The results show that the Early Jurassic Shuibei Formation includes molasse-like deposits and fluviatile-lacustrine facies, and the detrital zircons U-Pb ages are within the wide scope of 2 431~263 Ma, with no existence of synsedimentary or pensynsedimentary detrital zircons. The detrital zircons display a very obvious peak age in Early Paleozoic of 420~380 Ma, with ε_Hf(t) values between -10.7 and -3 and T_DM^C values between 2.08 and 1.58 Ga. The weak peak ages of 370~355 Ma and 858~663 Ma are displayed in Late Paleozoic and Neoproterozoic,respectively, with ε_Hf(t) values of -18.8 to -6.7 and T_DM^C values of 2.08 to 1.58 Ga. The detrital zircons also contain a few Early Mesozoic (263 Ma) and Paleo-Meso proterozoic (2 431~1 224 Ma) ages. The detrital zircons ages and Lu-Hf isotope are similar with geological entities in northwestern Wuyi area of Cathaysia Block, while they are obviously different from the ages of the geological body in southeastern Yangtze region. The detrital materials are mainly from Early Cambrian basement and Paleozoic geological body northwestern Wuyi area. While little detrital rocks may come from northwestern Zhejiang with sedimentary characters of passive continental margin. Combined with the comprehensive regional research results of Early Mesozoic basin, the authors conclude that the southeastern Jingdezhen-Huangshan of eastern Jiangnan orogenic belt was not uplifting with erosion in Early and Middle Jurassic, and the Mesozoic structural-magmatic activities in the inland of South China were the tectonic response to the dive and influx of multiplates. The uplift in the southezstern part of South China caused by the subduction of the paleo-pacific plate to the East Asian continent from the Late Triassic to Early Jurassic can provide provenance for the inland basin, and the tectonic constitution at the turn of the Early-Middle Jurassic has been transformed into the subduction of the paleo-pacific plate.     

赣东北樟树墩早侏罗世水北组碎屑锆石研究及其地质意义

赣东北樟树墩地区早侏罗世盆地处于江南造山带东南缘,揭示盆地沉积物质来源对于认识和探讨周缘早中生代造山事件和古地理格局具有重要意义。对樟树墩早侏罗世盆地开展了岩相学、碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究。结果表明: 盆地为类磨拉石建造与内陆湖沼含煤建造,碎屑锆石年龄跨度大(2 431~263 Ma),未出现同沉积或准同沉积的碎屑锆石; 碎屑锆石年龄呈现极强的早古生代峰值(420~380 Ma,ε_Hf(t)为-10.7~-3.0, T_DM^C为2.08~1.58 Ga)、弱的新元古代峰值(858~663 Ma,ε_Hf(t)为-18.8~-6.7, T_DM^C为2.79~2.09 Ga)和晚古生代峰值(370~355 Ma),另有少量早中生代((263±5) Ma)、中—古元古代(2 431~1 224 Ma)碎屑锆石记录。碎屑锆石年龄和Hf同位素组成与华夏地块西北武夷山地区所出露地质体组成相似,而与扬子东南缘地质体组成存在显著差异,其碎屑物质主要来自陆内西北武夷山地区前寒武纪基底和古生代地质体,少量碎屑物质可能来源于浙西北地区,具有被动型大陆边缘盆地沉积特征。综合区域上早中生代盆地研究成果,认为江南造山带东段景德镇—黄山东南在早—中侏罗世并未整体隆升剥蚀,华南内陆中生代的构造-岩浆活动是其周缘多板块俯冲汇聚的构造响应,晚三叠世—早侏罗世古太平洋板块向东亚大陆的俯冲造成华南东南部隆升,使其开始为内陆盆地提供物源,至早—中侏罗世之交构造体制转换为古太平洋板块的俯冲消减。