鄂东南地区与铁山和金山店铁矿有关的花岗质岩体锆石LA-ICP-MS年龄和Hf同位素组成及其地质意义

长江中下游是中国东部中生代大规模成矿的重要地区之一,是我国东部一个重要的Cu-Fe-Au-Mo多金属成矿区带。本文以鄂东南地区铁山岩体和金山店岩体为研究对像,利用原位LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和锆石Hf同位素分析方法,探讨该地区岩体成因以及岩浆作用与成矿作用。铁山石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄加权平均值为138.9±0.96Ma(样品jls1-110)、138.2±0.94Ma(样品jls3)、131.0±1.2Ma(样品jls4)和118.9±1.2Ma(样品jls5),金山店石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄加权平均值为128.6±0.88Ma(样品jsd),为早白垩世、燕山晚期。铁山岩体石英闪长岩ε_Hf(0)为负值,ε_Hf(t)为负值(-17.3707~-8.31555),一阶段Hf模式年龄(t_DM1)平均为1.33Ga,二阶段Hf模式年龄(t_DM2)平均为2.03Ga;金山店岩体石英闪长岩ε_Hf(0)为负值,ε_Hf(t)为负值(-7.81135~-3.45982),一阶段Hf模式年龄(t_DM1)平均为1.03Ga,二阶段Hf模式年龄(t_DM2)平均为1.56Ga。铁山和金山店石英闪长岩样品中锆石Hf同位素组成特征显示该地区为岩体形成时有壳源物质参加的这一可能性,为长江中下游壳源岩浆提供补充。在结合已有的岩石学、地球化学以及矿床同位素年龄资料基础上,可以推断出鄂东南地区早白垩世矽卡岩型铁矿床形成于岩石圈伸展-减薄环境。     

华北地块南缘老牛山杂岩体时代、成因及地质意义——锆石年龄、Hf同位素和地球化学新证据

老牛山杂岩体位于华北地块南缘。野外侵入关系和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,其由晚三叠世(印支期)和晚侏罗(燕山期)花岗质岩石组成。印支期岩石类型为石英二长岩、石英闪长岩和粗粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为223±1Ma、222±1Ma和214±1Ma; 燕山期为中粒-中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒-中细粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为152±1Ma和146±1Ma。印支期石英闪长岩、石英二长岩的SiO₂相对含量低、富碱、高铝,为钾玄系列,准铝质Ⅰ型花岗岩;印支期粗粒黑云母二长花岗岩具富硅、碱、高铝、低镁的特点,属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质Ⅰ型花岗岩;燕山期黑云母二长花岗岩具高硅和铝、富碱,低镁的特点,为高钾钙碱性系列,准铝质Ⅰ型花岗岩。组成老牛山杂岩体的花岗岩从早到晚SiO₂含量由低变高,MgO、CaO和Na₂O由高变低。各期次岩石均表现出稀土元素总量较高,轻稀土元素明显富集,轻、重稀土元素分馏明显,具有较弱的铕异常。两期花岗质岩石均富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr),而相对亏损高场强元素(Nb、Ta、P)。印支期花岗质岩石的全岩ε_Nd(t)为-11.3~-14.87,t_DM为1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-9.57~-25.11,t_DM2为1863~2841Ma;燕山期花岗岩的全岩ε_Nd(t)为-13.32~-16.83,t_DM为 1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-18.28~-24.79,t_DM2 为2360~2767Ma,表明该杂岩体的源区物质以壳源物质为主,可能与太古宙太华群相似,印支期有年轻地幔物质贡献。     

水泉沟杂岩体的地质学和岩石学研究

水泉沟岩体为岩浆成因,岩体的侵位深度2~3km,侵位时代为印支期,划分为4种岩石组合.水泉沟岩体是一个钾质-高钾质的钙碱性、弱碱性和碱性岩石共存的杂岩体.岩石化学成分变异图解证明岩浆存在两种演化趋势,一是酸性演化趋势:辉石闪长岩→角闪二长岩(包括二长岩)→石英碱长正长岩→碱长花岗岩;二是碱性演化趋势:正长岩→霓辉正长岩→碱长正长岩.同时也探讨了这两种演化趋势的内在机理.     

阿拉善地区新元古代早期花岗岩的地球化学和锆石Hf同位素特征

阿拉善地区新元古代早期变形花岗岩地球化学具有高硅富碱,高钾贫铝、钙和镁为特点,FeO^T/MgO值和10000Ga/Al值都明显高于I型和S型花岗岩,与A型花岗岩相似,可能形成于拉张环境。在AFM对CFM图解上多数样品落在变杂砂岩部分熔融区。锆石Hf同位素中,ε_Hf(t)值在0值附近,与同时期亏损地幔的ε_Hf(t)有较大的差距。锆石Hf两阶段的模式年龄峰值在1.56Ga,与岩石的形成时间9.04~9.26Ga有较长的时间间隔。这些特点表明该区花岗岩的母岩来自具有较长地壳滞留时间的地壳物质的部分熔融。AL0817-2号样品锆石Ti的饱和温度计计算表明,它们结晶温度在815℃左右。     

水泉沟杂岩体的地质学和岩石学研究

水泉沟岩体为岩浆成因，岩体的侵位深度２－３ｋｍ，侵位时代为印支期，划分为４种岩石组合１，水泉沟岩体是一个钾质－高钾质的钙碱性，弱碱性和碱性岩石共存的杂岩体。岩石化学成分变异图解证明岩浆存在两种演化趋势，一是酸性演化趋势；辉石闪长岩－角闪二长岩－石英碱长正长岩－碱长花岗岩；二是碱性演化趋势；正长岩－霓辉正长岩－碱长正长岩。     

华北克拉通北缘东段海沟岩体的锆石U-Pb年龄、Sr-Nd-Hf同位素组成及其动力学背景

海沟岩体位于华北克拉通北缘东段,由二长岩和二长花岗岩组成。本文对该岩体主微量元素、Sr-Nd-Hf同位素和锆石的U-Pb年龄进行了系统研究。高精度锆石U-Pb年龄测试结果表明,二长岩和二长花岗岩形成的精确年龄分别为322.9±3.4Ma和320.3±3.5Ma,为海西期构造-岩浆活动产物。海沟岩体为准铝质-弱过铝质的I型花岗岩,其K₂O/Na₂O比值介于0.51~0.93之间,A/CNK介于0.87~0.94之间。微量元素方面表现为轻稀土富集、轻重稀土分馏明显、弱铕正异常、大离子亲石元素(如Rb、Ba、K)富集,以及高场强元素(如Nb、Ta、Ti、P)相对亏损等。锶同位素初始比值为(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i= 0.7054~0.7059, ε_Nd(t)=-10.4~-8.6,亏损地幔的钕模式年龄分别介于1.84~1.99Ga和1.84~1.93Ga之间。二长岩和二长花岗岩锆石的ε_Hf(t)变化范围分别为-7.6~-0.8和-11.5~-5.4,对应的两阶段Hf模式年龄分别为1.39~1.81Ga和1.67~2.06Ga。同位素特征表明两者可能来自中元古代和古元古代的下地壳物质的部分熔融,并可能有较多地幔物质的加入。根据其形成时代、岩石地球化学、同位素特征以及区域地质演化史,认为海沟岩体的形成可能与古生代古亚洲洋消减作用密切相关。     

西藏聂荣微陆块早侏罗世中期花岗岩及其包体的岩浆混合成因:锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素证据

西藏早侏罗世聂荣岩体中偏基性包体与酸性寄主岩的岩浆源区性质和岩石成因以及相互关系尚未得到很好约束,直接限制了对聂荣微陆块在早侏罗世特提斯构造岩浆演化中的作用的认识。为探讨这一问题,本文对采自聂荣地区的一对花岗岩及其闪长岩包体样品进行了锆石U-Pb定年和原位Hf同位素分析。寄主花岗岩的结晶年龄为185.1±1.5Ma,闪长岩包体的结晶年龄为183.6±1.1Ma,指示酸性岩浆和基性岩浆同时侵位。寄主花岗岩的锆石ε_Hf(t)值介于-17.8~-0.9,其Hf同位素地壳模式年龄变化于1.3~2.4Ga,闪长岩包体的锆石ε_Hf(t)值和Hf同位素地壳模式年龄值分别分布于-11.9~-2.9和1.4~2.0Ga,均表现出很大的变化范围。同时于~185Ma结晶的两种岩浆锆石Hf同位素的不均一性和继承锆石的出现,指示了聂荣微陆块早侏罗世中期发生了古老基底深熔或重熔的熔体和富集岩石圈地幔来源的岩浆间的混合,之后再与围岩混染的岩浆作用过程。     

冀西北水泉沟碱性杂岩体成岩时代研究

采用高分辨率离子探针 (SHRIMP)对水泉沟碱性杂岩体锆石U Pb的分析结果表明 ,东坪金矿区二长岩和后沟金矿区正长岩年龄分别为 ( 390± 6)和 ( 386± 7)Ma ,两者几乎同时形成 ,并构成了一个大的复式岩基 ,即水泉沟碱性杂岩基。结合有关矿床形成的年代学资料 ,认为水泉沟碱性杂岩仅仅作为金矿床的围岩 ,与东坪和后沟等金矿床之间不存在直接的成因联系。     

钦杭成矿带西段罗容杂岩体岩石学、地球化学及年代学

罗容杂岩体主要由二长闪长岩、二长岩、二长正长岩和正长岩组成。岩石以富碱、富含Ba、K、Rb、Sr、Ga等大离子亲石元素(LILE)和LREE、Nb、Ta、Zr、Hf、Th、U、Y等高场强元素(HFSE)为主要特征,属钾玄岩系列。对罗容杂岩体进行了高精度的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得角闪辉石二长岩等时线年龄为163.40±0.40 Ma(MSWD=0.12)。研究认为罗容杂岩体形成于中侏罗世,属于A1亚型花岗岩,形成于燕山早期华南后造山阶段大陆地壳拉张减薄的构造环境。     

塔里木盆地东北缘敦煌群的形成和演化:锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

采用LA-MC-ICP-MS手段对敦煌地块中敦煌群的白云母石英片岩、石榴斜长角闪岩、石榴黑云斜长片麻岩和长英质伟晶岩脉中的锆石进行了U-Pb 和Lu-Hf同位素分析,获得白云母石英片岩碎屑岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb表面年龄为1545~756Ma,主要集中在1200~1000Ma,表明地层的最大沉积时代为756Ma,蚀源区存在中、新元古代的岩浆事件。白云母石英片岩锆石的ε_Hf(t)分为两组,一组为正值,ε_Hf(t)=1.2~10.1,单阶段模式年龄为t_DM=1.09~1.66Ga;一组为负值,ε_Hf(t)=-1~-16,两阶段模式年龄为t_DM2=1.91~2.42Ga。表明蚀源区存在古元古代、中元古代的再造地壳。石榴斜长角闪岩的两粒捕获锆石的年龄为2272Ma 和1208Ma,ε_Hf(t)为-3和14,t_DM2和t_DM为2.82Ga和1.1Ga,暗示捕获区存在太古代再造地壳和中元古代晚期新生地壳。石榴斜长角闪岩碎屑锆石的Th/U比值为0.02~0.42,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为441±5Ma,代表了岩石遭受变质作用的时代。石榴黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石与长英质伟晶岩脉中的继承锆石特征相同,锆石年龄集中在3个峰值区间:2.2~2.1Ga,1.8~1.6Ga,1.2~0.8Ga,相应的的ε_Hf(t)分别为-9~4,-5.4~15,-27~20,相应锆石的模式年龄分别为3.1~2.4Ga,2.6~1.4Ga,3.1~1.7Ga,均大于其形成年龄,表明蚀源区锆石来自于再循环的新太古代、古元古代和中元古代地壳,样品代表的地层的最大沉积时代为新元古代早期。岩石中检测出早古生代的变质锆石, ²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为464~422Ma,可能代表了沉积岩的变质时代。敦煌群锆石U-Pb和Lu-Hf同位素表明蚀源区岩石类型和时代的多样性,也表明部分敦煌群不是前寒武纪的变质基底,而是塔里木盆地变质基底之上新元古代的沉积盖层,后卷入了我国西北部早古生代的造山事件。     

保山地块漕涧花岗伟晶岩地球化学、锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文对出露于保山地块北部漕涧地区的花岗伟晶岩脉进行了全岩元素地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究,旨于揭示与紧邻的漕涧花岗岩体间的成因关系及其形成环境。伟晶岩样品表现出高硅(Si O2=73.02%~75.35%)、富碱(K2O+Na2O=9.10%~10.79%)、过铝质(A/CNK=1.05~1.13)特征,在Si O2-K2O岩石判别图解上属钾玄岩系列;微量元素原始地幔标准化配分曲线上,花岗伟晶岩显示清晰的Rb、U、Ta和Pb正异常,Ba、Sr、Ti、Th和Nb负异常;稀土元素含量很低,总量3.99×10-6~17.29×10-6,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线表现为轻稀土富集型,具有明显的正Eu异常(δEu=2.92~14.7)。锆石形态学与原位稀土元素组成显示:锆石颗粒粗大(颗粒长约150~400μm),阴极发光强度较弱,内部为海绵状结构,边部发育韵律环带;锆石Th/U比值低,主要介于0.004~0.009,重稀土元素富集。通过图解(Sm/La)N-La和Ce/Ce*-(Sm/La)N,判断锆石具有岩浆锆石与热液锆石过渡的特征。2件样品单颗粒锆石U-Pb年龄变化于85~54Ma,测点位于锆石边部韵律环带发育的微区所得出的谐和年龄分别为73.44±1.0Ma(MSWD=1.03)和67.12±1.60Ma(MSWD=4.2);其余测点的谐和年龄为61~57Ma。花岗伟晶岩脉中锆石εHf(t)值分布范围为-10.1~-4.7(集中于-6.7~-5.7),分布较为集中,对应的Hf同位素地壳模式年龄tC DM为1260~1565Ma(集中于1310~1360Ma)。这些地化特征综合表明漕涧花岗伟晶岩脉与花岗岩体有着亲缘关系,共系保山地块先存加厚地壳元古代基底物质的减压熔融的产物,其形成于新特提斯洋俯冲末期至随后发生的印度欧亚大陆碰撞初期的构造背景下。     

吉林东部海西期花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征与地壳增生

东北地区古生代花岗岩分布范围非常广泛,花岗岩研究对反演地壳增生意义重大。虽然如此,东部地区古生代花岗岩的研究仍相对薄弱,需要特别关注。 LA-ICPMS U-Pb 同位素定年结果表明,本研究花岗岩体为晚中生代海西期(262Ma)岩浆活动的产物。锆石的LA-MC-ICPMS Hf 同位素研究结果显示,ε_Hf(t)范围为1.35~5.62,二阶段 Hf 模式年龄(t_DM2)范围为1.1~1.4Ga,暗示花岗岩源区物质主要来自亏损地幔,同时暗示了一次重要的地壳增生事件。     

吕梁-五台地区晚太古宙—古元古代花岗质岩石锆石U-Pb年代学和Hf同位素性质及其地质意义

报道了五台地区一个晚太古代片麻状富钾花岗岩的锆石U-Pb年龄为2509±7.4Ma.该年龄与前人获得的年代学数据一起,进一步限定了晚太古期间五台-吕梁地区与俯冲有关的弧岩浆活动的年代框架.为了探讨晚太古宙-古元古代不同类型的花岗岩的源区性质和演化,特别是当时的陆壳增生机制和古老陆壳性质,本文在锆石U-Pb年代学的基础上对相应的锆石进行了细致的Hf同位素原位测量.结果表明,晚太古代片麻状花岗岩可能代表发育在古老克拉通(东部陆块?)上的弧岩浆作用产物.碰撞后(1.8 Ga)花岗岩的形成与加厚的造山带发生垮塌性伸展有关,后者导致幔源物质底侵,并引起下地壳物质的部分熔融而形成花岗质岩石.这些壳源花岗质岩浆再以不同比例与幔源岩浆混合而形成吕梁-五台地区成分复杂的碰撞后岩浆岩(花岗质为主).锆石Hf同位素还表明,吕梁-五台地区可能存在老于2.7Ga的古老克拉通物质(2.9Ga?),虽然目前还没有发现这么老的碎屑锆石.     

Dating of zircon from high-grade rocks： Which is the most reliable method？

Magmatic zircon in high-grade metamorphic rocks is often characterized by complex textures as revealed by cathodoluminenscence （CL） that result from multiple episodes of recrystallization, over- growth, Pb-loss and modifications through fluid-induced disturbances of the crystal structure and the original U-Th-Pb isotopic systematics. Many of these features can be recognized in 2-dimensional CL images, and isotopic analysis of such domains using a high resolution ion-microprobe with only shallow penetration of the zircon surface may be able to reconstruct much of the magmatic and complex post- magmatic history of such grains. In particular it is generally possible to find original magmatic domains yielding concordant ages. In contrast, destructive techniques such as LA-ICP-MS consume a large volume, leave a deep crater in the target grain, and often sample heterogeneous domains that are not visible and thus often yield discordant results which are difficult to interpret. We provide examples of complex magmatic zircon from a southern Indian granulite terrane where SHRIMP lI and LA-ICP-MS analyses are compared. The SHRIMP data are shown to be more precise and reliable, and we caution against the use of LA-ICP-MS in deciphering the chronology of complex zircons from high-grade terranes.     

南极半岛屈韦维尔岛白垩纪中期火山岩浆作用及其构造指示:锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约

南极半岛长期以来位于冈瓦纳古陆的西缘,是冈瓦纳古陆最后裂解的发生地。南极半岛内出露有大量的中新生代火成岩,关于其成岩期次、源区性质以及产出的动力学背景等尚存争议,从而影响到对南极半岛构造演化的认识。本文报道了南极半岛中部构造域屈韦维尔岛地区出露的安山质火山岩、闪长玢岩脉及其中闪长岩捕掳体的LA-MC-ICP-MS锆石UPb年代学和Hf同位素分析数据。其中含角砾安山质熔岩、安山质火山角砾岩、中粒闪长岩捕虏体和闪长玢岩脉4件样品的锆石U-Pb测年结果分别为103.3±1.7Ma、101.9±1.8Ma、92.0±1.2Ma和85.7±07Ma,表明该岛在白垩纪中期存在三幕火山岩浆作用事件:第一幕约为102Ma发生的强烈火山喷发;第二幕约为92Ma的闪长岩侵入作用;第三幕约为86Ma的闪长玢岩体侵入作用。锆石的Hf同位素原位分析结果表明,主要测点的εHf(t)值在+2.5~+7.9之间,平均值为+4.4,其一阶段Hf模式年龄为505~678Ma,表明白垩纪中期出露的火成岩可能由新元古代-寒武纪的亏损地幔物质部分熔融所形成。结合前人研究成果,得出本岛出露的火成岩形成于冈瓦纳古陆裂解过程所伴生的俯冲岛弧环境中,是构成南极半岛中部岩浆弧构造域的主体岩性之一。     

吉林东部大蒲柴河adakites锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其意义

地球化学研究表明,大蒲柴河岩体具有典型的埃达克岩特征,来自加厚下地壳的部分熔融作用.本文采用激光等离子质谱对该岩体进行了U-Pb同位素定年,结果表明该岩体为晚侏罗世(165Ma)岩浆活动的产物.锆石的LA-MC-ICPMS Hf同位素研究结果显示,ε_(Hf)(165Ma)范围为-5.02～5.43,二阶段Hf模式年龄(t_(DM2))范围为965～1622Ma,暗示原始母岩浆为两种不同源区岩浆的混合.另外,Hf同位素研究表明,研究区在中-新元古代时(965～1304Ma)曾经历了一次重要的地壳增生事件.     

共和盆地西缘柔起岗地区变质岩系LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄 —原岩最大沉积时代及物源研究

共和盆地西缘原划古元古代金水口岩群中发育一套低级变质的灰色绢云石英片岩、绢云石英岩及黑云石英片岩组合,该套变质岩系原岩沉积时代及变质基底构造属性存在争议。本文对采自青海省兴海县柔起岗地区的两件片岩样品开展了系统的岩石学及LA-ICP-MS锆石 U-Pb年代学研究,对其原岩沉积时代、沉积物源及基底构造亲缘性进行了探讨。结果表明,该套片岩两件样品的碎屑锆石U-Pb年龄谱可明显分为新元古代和古元古代两个主年龄谱以及中元古代的两个次年龄谱,新元古代主年龄谱分别为688-908 Ma和711-841 Ma,峰值年龄为788 Ma和780 Ma,古元古代主年龄谱分别为1871-2174 Ma和1832-2194 Ma,峰值年龄为2140 Ma和2072 Ma,中元古代两个次年龄谱分别为1520-1638 Ma和1271-1276 Ma,峰值年龄为1635 Ma和1275 Ma。片岩最小碎屑锆石年龄值688 Ma限定了其原岩的最大沉积时代。塔洞片岩碎屑锆石U-Pb年龄谱特征表明其碎屑物质来源较为复杂,物源主体来自周邻造山带的西秦岭、东昆仑和柴达木盆地北缘构造带的前寒武纪块体,扬子板块对其沉积物源亦有部分贡献,而华北板块没有对其提供沉积物源。更为重要的是,该套片岩锆石U-Pb年龄谱突出显示新元古代早期的构造-岩浆-热事件年龄信息,而没有华北板块典型的1850 Ma 和2500 Ma左右的特征,结合区域资料认为西秦岭源区基底与东昆仑地块、柴达木盆地北缘、祁连地块等一样表现出扬子板块的构造亲缘性,源区基底固结时代为新元古代早期。     

滇西腾冲地块梁河晚三叠世正长花岗岩地球化学、锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文对出露腾冲地块梁河正长花岗岩进行了全岩元素地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究,旨在揭示正长花岗岩的侵位年龄、成因类型、源区性质及其构造环境。锆石U-Pb LA-ICP-MS定年表明,正长花岗岩形成年龄为~218Ma,表明该花岗岩体形成时代属于晚三叠世。地球化学特征研究表明,正长花岗岩具有高硅(SiO_2=70.28%~74.49%)、富碱(K_2O+Na_2O=6.81%~8.71%)、过铝质(A/CNK=1.00~1.12)、高钾钙碱性特征。微量元素显示岩体富集轻稀土元素,大离子亲石元素(K、Rb),亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti、Ba、Sr、Eu)。大部分样品轻重稀土强烈分异(LREE/HREE=6.07~13.8)。综合样品的地球化学数据及矿物组合特征,判断该岩体为S型花岗岩,源区岩石主要为砂屑岩。锆石ε_(Hf)(t)值(-10.74~-4.14),二阶段模式年龄(tDMC)为1.5~1.9Ga,表明其源于古老地壳熔融。岩石具有相对低的锆饱和温度,平均为~655℃,说明其没有幔源岩浆的加入。本文研究结果表明,梁河晚三叠世正长花岗岩可能形成于后碰撞伸展背景下的古老地壳熔融。     

新疆西准噶尔地区加尔路阿甫花岗斑岩岩石成因及地质意义:元素和锆石Hf同位素地球化学制约

加尔路阿甫花岗斑岩体出露于西准噶尔北部萨吾尔地区,侵入于上石炭统巴塔玛依内山组二段地层之中,主要矿物组成为斜长石、石英、钾长石、黑云母等。该岩体SiO₂为69.54%~71.25%, Al₂O₃为13.92%~14.93%, K₂O/Na₂O为1.04~1.07,富钾贫钠, FeO^t/MgO为12.31~22.60,铁高而镁低。在原始地幔标准化的微量元素配分图中,大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、Th等富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Sr、P、Ti等相对亏损。稀土元素总量较高(ΣREE=122.75×10^-6~172.39×10^-6),稀土元素球粒陨石标准化配分型式表现为轻稀土强烈富集、重稀土相对亏损的右倾型,且Eu负异常非常明显(LREE/HREE为6.56~9.28,(La/Yb)_N为4.58~10.58, δEu为0.29~0.47),轻重稀土之间分异明显。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明其形成年龄为305±2 Ma,属于晚石炭世。锆石Lu-Hf同位素分析表明, ε_Hf(t)值变化于12.2~14.9,平均值为13.54,均具有较高的正值, T_DM1变化于462~345 Ma之间, T_DM2变化于638~393 Ma之间。结合前人研究和本次的工作分析认为,加尔路阿甫花岗斑岩体形成于后碰撞的构造环境,该岩体是新生地壳物质源区在晚石炭世部分熔融的最终产物,加入到大陆地壳中的新生组分可能主要为来自亏损地幔的玄武质岩浆。     

五河杂岩凤阳群白云山组的源区特征及沉积时代:来自锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素的证据

华北克拉通东部陆块内的胶-辽-吉带是一条古元古代构造活动带,其是否向南西穿越郯庐断裂带延伸至徐州-蚌埠一带还存在着争议。蚌埠地区早前寒武纪变质基底主要包括晚太古代早期的霍邱群、古元古代五河群、凤阳群以及少量的古元古代花岗(片麻)岩。其中低绿片岩相变质的凤阳群自下而上被分为白云山组、青石山组和宋集组,原始沉积物分别为石英砂岩-砂、粉砂泥质及富镁碳酸盐岩交替-粉砂泥质、泥质和少量泥灰质。本次研究对采自凤阳群底部白云山组的2个石英岩和1个长石石英岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素研究表明,3个样品的碎屑锆石年龄图谱十分相似,最重要的年龄区间为2.57~2.46Ga,峰值年龄约为2.52Ga,εHf(t)值在-7.39到+7.37之间,其中有大约90%具有正值,来源于蚌埠地区的晚太古代末期的花岗质岩石。另一个重要的年龄区间是2.98~2.66Ga,峰值为2.94Ga和2.69Ga,εHf(t)值在-11.8到+7.24之间,其中超过90%为正值,来源于蚌埠地区的霍邱群以及晚太古代早期花岗质岩体。此外,还有少量具有负εHf(t)值的3.61~3.34Ga的古太古代碎屑锆石被发现。这些古太古代碎屑锆石的εHf(t)值(-6.34~-1.05)以及两阶段模式年龄(3.75~4.07Ga)与华北克拉通南缘邻近地区(登封、焦作、信阳以及胶东)发现的古太古代锆石特征相似,说明华北克拉通南缘可能存在过古太古代,甚至冥古宙古老陆壳。5颗最年轻的锆石可以将凤阳群白云山组的最大沉积年龄限定在2.37Ga左右,而前人报到的白云母K-Ar年龄1878Ma与蚌埠地区1.88~1.80Ga的主期变质时代为其形成时代的上限做出了限制。结合胶-辽-吉带老岭群和北辽河群大石桥组中具有相似碎屑锆石年龄图谱的变质沉积岩,我们认为在2.3~2.1Ga裂谷发育早期活动带内沉积了海相碳酸盐岩及新太古代陆壳来源的碎屑岩。