吉林省夹皮沟太古代岩石分布及变质、变形作用研究

在野外1∶10000地质填图及室内研究工作基础上,认为夹皮沟地区太古代主体岩石是中酸性侵入体(TTG),已变质成为长英质片麻岩。太古代上壳岩以包体形式分布在长英质片麻岩中。太古代岩石经历了三期变质作用和三期变形作用。太古代上壳岩经历韧性变形作用和具有麻粒岩相变质怍用,长英质片麻岩经历早期韧性变形作用和角闪岩相变质作用,而晚期经历脆—韧性变形作用和绿片岩相变质作用。低级变质作用和晚期变形作用改造、叠加早期变质作用和变形作用。     

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。     

冀北张宣高变质花岗岩-绿岩带花岗岩类岩石学、地球化学及锆石铀-铅地质年代学

张宣高变质花岗岩－绿岩带内早期花岗质侵入体是以英云间长岩和花岗间长岩为主体的ＴＴＧ岩系，经历了麻粒岩相高级变质作用的改造，已变质成以含紫苏辉石为特征的片麻岩类岩石。麻粒岩相峰期变质作用的时代为２３９０±１９Ｍａ。紫苏花岗岩属典型岩浆成因侵入岩，其侵位成岩时代为２３９０±２４Ｍａ，是区域麻粒岩相峰期变质作用期间长英质熔浆直接结晶的产物。钾质花岗岩类具多种不同的岩石类型，为一系列小规模的富钾质花岗岩侵入体，是与紫苏花岗岩同一构造岩浆活动事件的产物。麻粒岩相峰期变质作用、岩浆活动时代的一致性，表明了本区太古宙末－古元古代早期，由于大规模构造运动，麻粒岩相变质作用由峰期变质条件向相对低温低压条件演化、花岗岩－绿岩带基底岩石由地壳深部向地壳浅部抬升、并同时伴随紫苏花岗岩及钾质花岗岩等大规模岩浆侵入活动的区域地壳演化规律。     

稀土元素地球化学对太古宙花岗岩类成因的判别

太古宙花岗岩类的成因是地学界争论颇久的问题。本文以稀土元素地球化学理论论证了北京、辽吉地区某些花岗岩为岩浆成因而非混合岩构成的“地层”。文章论述了主元素特征为钾质花岗岩的岩体实是钾化的TTG岩体 ,论述了主元素成分相同的TTG岩石具不同的稀土图谱 ;被长英质细脉注入的TTG岩石受混染作用改造稀土图谱也发生了变化 ;各种各样非TTG成分的岩石由于硅质的渗透被改造为TTG质岩石。这些实例说明 ,必须进行岩石学、矿物学和地球化学的综合研究才能判定太古宙形形色色的花岗质岩石。     

辽西变质杂岩特征和变质作用的PTt轨迹

辽西早太古宙变质杂岩是由85%～90%长英质片麻岩(主要是英云闪长岩—花岗间长岩—花岗岩组合(简称TTG)的深成花岗杂岩)和10%～15%上壳岩(包括层状火山—沉积岩、脉岩及基性超基性侵入岩等)组成.斜长角闪岩和基性麻粒岩可与世界变质拉斑玄武岩对比.TTG岩石可能由中酸性岩浆与围岩熔融而成.麻粒岩相是中压区域高温变质作用的产物,变质作用的演化为退变质、近等压冷却(IBC)反时针型的PTt轨迹.     

华北克拉通新太古代早期—中太古代晚期（2.6~3.0 Ga）巨量陆壳增生:综述

在对一些重点地区新太古代早期—中太古代晚期（2.6~3.0 Ga）岩石的空间分布、岩石类型和形成时代作简要介绍基础上,文章总结了华北克拉通这一时代花岗质岩石的年龄分布模式、地球化学和Nd-Hf-O同位素组成特征。新太古代早期—中太古代晚期变质基底具有如下特征:①新太古代早期—中太古代晚期岩浆作用在华北克拉通几乎连续分布,峰期为2.70~2.75 Ga;②新太古代早期—中太古代晚期岩石在华北克拉通广泛存在,主要分布在东部古陆块、中部古陆块和南部古陆块中;③新太古代早期—中太古代晚期侵入岩以英云闪长岩为主,存在奥长花岗岩和花岗闪长岩及其他类型岩石;④新太古代早期—中太古代晚期表壳岩规模很小,零星分布于花岗质岩石中,岩石类型主要为变玄武质岩石,一些地区存在变质科马提岩、变质安山质?英安质火山岩和变质碎屑沉积岩;⑤2.6 Ga可作为华北克拉通新太古代早期和晚期的界线;⑥TTG岩石的Sr/Y和La/Yb比值存在很大变化,在Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图中位于高压、中压和低压TTG分布区;除少量富钾花岗岩外,华北克拉通新太古代早期—中太古代晚期岩石大都具有亏损Nd-Hf同位素组成特征;岩浆锆石O同位素组成与全球太古宙岩浆锆石类似;⑦许多地区都具有类似地质特征,但一些地区显示出较大的独特性。新的研究进一步支持了这样的认识:与全球其他许多典型克拉通类似,新太古代早期—中太古代晚期是华北克拉通最重要的陆壳增生时期,主要区别是华北克拉通叠加了强烈的新太古代晚期岩浆构造热事件。      

大陆的起源

太阳系固体星球都有类似的核-幔-壳结构,但唯独人类居住的地球具有长英质组成的大陆壳。太古宙大陆克拉通主要由英云闪长岩(Tonalite)-奥长花岗岩(Trondhjemite)-花岗闪长岩(Granodiorite)为主的TTG深成侵入体变质而成的正片麻岩和由基性-超基性酸性火山岩及少量沉积岩变质的表壳岩(绿岩)组成。已有的资料显示这些太古宙大陆岩石组合起源于大洋壳的部分熔融。大洋壳分为大洋盆地、洋中脊、岛弧和洋底高原(大洋岛)。前两者地壳的平均厚度只有5~10km,不可能成为形成太古宙TTG深成侵入体的场所。因此,长英质大陆或起源于板块构造体制下的岛弧,或起源于地幔柱体制下的洋底高原。板块构造体制下的岛弧模式能够很好地解释太古宙克拉通TTG深成岩的成因,即俯冲大洋板片部分熔融所形成的埃达克岩相当于太古宙高压(高Al2O2)型TTG,而俯冲板片脱水导致地幔楔部分熔融形成的玄武质地壳再次熔融所形成的钙碱性花岗质岩石相当于太古宙低压(低Al2O2)型TTG。然而,板块构造体制下的岛弧模式不能令人满意地解释太古宙绿岩带火山岩组合中缺少大量的安山岩、科马提岩~1600℃高温形成环境、克拉通规模近于同时侵位的TTG岩套、大规模卵形构造样式、代表性的逆时针P-T轨迹变质作用演化等诸多特征。相反,地幔柱洋底高原模式能够合理地解释太古宙绿岩双峰式火山岩组合的成因,即基性的拉斑玄武岩和超基性的科马提岩分别来自地幔柱头部部分熔融和尾柱熔浆,而酸性的英安岩、流纹质英安岩和流纹岩是地幔柱热异常导致的洋底高原底部的部分熔融物。按照地幔柱洋底高原模式,太古宙TTG岩浆是由洋底高原底部玄武质地壳的部分熔融而成,这样能够合理地解释为什么太古宙TTG能够在短时间内巨量产出并在形成时间上没有任何系统变化。地幔柱洋底高原模式还能合理地解释太古宙克拉通穹隆构造(dome-and-keel structure)样式、近等压冷却型(IBC)逆时针P-T轨迹,缺少蓝片岩和双变质带的等典型岛弧俯冲带的标志的特征。本文在对大陆起源的岛弧模式和地幔柱洋底高原模式综合评述的基础上,提出一个大陆起源于洋底高原的两阶段模式。     

太古宙花岗质岩石中暗色包体类型及地质意义

华北陆台北缘广泛分布着太古宙花岗质岩石(英云闪长质-奥长花岗质-花岗质片麻岩),按成因它们可分为:受变质花岗岩(古深成侵入体)、碱性交代花岗岩及深熔花岗岩。这些岩石中广泛分布着暗色包体,按成因及来源可以分为:深源火成岩包体、围岩包体及深熔同     

东天山卡瓦布拉克喀拉塔格南岩群地质特征

卡瓦布拉克大断裂北晚太古宙喀拉塔格南岩群,为灰色片麻岩系(TTG岩系)及二长-钾长花岗片麻岩系组成的高级变质区,后者常呈脉状或不规则状分布在TTG岩系中,构成灰、红相间的景观特征.岩石具高角闪岩相-麻粒岩相变质特征,发育中深层次的塑性流变变形,变质矿物有反条纹长石、钾长石、角闪石、铁铝榴石等,区域上还可见蓝石英、紫苏辉石、硅线石.经岩石化学研究,组成该岩群的片麻岩具英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG岩系)组合特征.该套变质岩系可与库鲁克塔格、尾亚、阿尔金等地太古宙中深变质岩系对比,时代厘定为晚太古代较恰当,构造属性为塔里木地块的前震旦纪结晶基底.     

冀北太古代花岗质片麻岩的成因

冀北是华北克拉通早前寒武纪变质基底的主要出露地区之一。分布于承德-滦平和赤城-张家口地区的新太古代花岗质片麻岩主要由英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩和二长花岗岩(TTGM)组成,构成了低钾、中钾和高钾钙碱性三个岩石化学系列。二长花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb和Lu-Hf同位素特征揭示其岩浆结晶年龄为2509±10Ma。全岩岩石化学、Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素研究表明:(1)低钾钙碱性系列的岩石形成于拉班玄武质岩石的低度部分熔融;(2)中钾钙碱性系列岩石主要形成于玄武质岩石和杂砂岩的部分熔融,局部存在英云闪长质片麻岩的部分熔融;(3)高钾钙碱性系列的岩石形成于以高钾中酸性火山岩为主要成分的杂砂岩的部分熔融。结合近年来冀北早前寒武纪地质研究成果,这些太古代花岗质片麻岩全岩Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素特征揭示~2.7Ga是本区太古代地壳的主要生长期。在新太古代发生了大规模的火山喷发,火山物质形成后不久发生部分熔融形成花岗质岩浆,接着发生变质、变形作用。这些花岗质片麻岩的形成与南美洲西海岸的构造-岩浆活动特征有类似之处,可能反映了太古代末期冀北地区从活动大陆边缘地壳增生、加厚到弧后伸展转化的动力学背景。     

胶北地块前寒武纪基底研究新进展

胶北地块位于鲁东的沂沭断裂和五莲—烟台断裂之间,以出露不同变质程度的太古宙—古元古代的结晶基底为特征,其岩石组合为TTG质(英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩)片麻岩和少量变质表壳岩(变质火山岩-变质沉积岩),它们构成了胶北的花岗-绿岩体。对变质(超)基性岩、TTG岩系的岩石组合、地球化学特征和同位素年代学的研究表明,胶北地块造壳的主要时期为新太古代的2.8～2.7 Ga;在经历了2.5 Ga左右构造事件后,胶北地块进入稳定陆壳沉积阶段,并接受了古元古代的孔兹岩系沉积;最后于1.8 Ga左右发生变质。与苏鲁造山带不同,胶北地块前寒武纪基底具有许多亲华北板块的特征,二者的界线可能是五莲—烟台断裂。     

鞍山-本溪-抚顺地区新太古代地质演化探讨

鞍山-本溪-抚顺地区是我国太古宙岩石出露的主要地区及重点研究区.区内太古宙岩石以变质深成侵入体为主,变质表壳岩出露面积不足20%.区内变质深成岩侵位于始太古代-新太古代的不同时期,原岩由TTG岩系和钙碱性CA岩系组成;变质表壳岩以磁铁石英岩和斜长角闪岩为标志性岩性.两类原岩建造在太古宙时期,遭受了由麻粒岩相到角闪岩相至绿片岩相连续降温减压过程.根据区内新太古代岩石出露的特点划分3个微古陆核,分别为鞍本古陆核、清原古陆核及辽北古陆核.中太古代和新太古代为本区最重要的造陆时期,以鞍本微古陆核为最早的增生点,经拼接增生、裂解改造,形成现今的地质格局.     

华北某些太古代花岗岩类副矿物的初步研究

研究了华北十一个典型太古代花岗岩体的副矿物，结果表明，太古代花岗岩类副矿物种类简单，含量高，组合稳定单一，几乎都是Mt Ap Zir(Sph)型，这一规律可作为太古宙与显生宙花岗岩类岩石判别的标志。太古宙花岗岩类岩石可能是由早期地壳中的镁铁质和长英质岩石经熔融，混合而成的。     

恒山地区古元古代2.1Ga地壳重熔事件: 钾质花岗岩锆石U-Pb定年及Hf-Nd同位素研究

恒山高级片麻岩地体位于华北克拉通中部构造带,主体是形成于晚太古代~2.5Ga的TTG片麻岩和少量变质火山沉积岩,并且经历了古元古代末~1.85Ga的高级变质作用。近年来,在恒山片麻岩地体中识别出一套钾质花岗岩小侵入体群,主要岩性是角闪石二长花岗岩和黑云母二长花岗岩。本文针对这套花岗岩,采用LA-ICP-MS和Cameca 1280型离子探针进行锆石U-Pb定年,获得角闪石二长花岗岩岩浆锆石谐和年龄2052±17Ma和2084±4Ma,黑云母二长花岗岩岩浆锆石谐和年龄2060±18Ma和2083±15Ma。它们在误差范围内一致,代表花岗岩的形成时代。花岗岩锆石Hf同位素和全岩Nd同位素亏损地幔模式年龄分别为2.48~2.60Ga和2.43~2.68Ga,与围岩TTG片麻岩模式年龄范围基本一致。ε_Hf(t) 和ε_Nd(t)主要分布范围分别为-6.0~0.6和-3.3~-1.7,未显示同期幔源物质的添加。据此可以推断,这些钾质花岗岩是恒山晚太古代TTG岩石在~2.1Ga部分熔融的产物。该期岩浆活动在华北克拉通已识别出多处,恒山地区的这期岩浆活动显示了地壳重熔特征。结合五台、阜平等地对于同期事件的研究,我们推测这些区域上~2.1Ga的岩浆活动形成于拉张裂解环境中。     

中条山横岭关和北峪花岗质岩体的SHRIMP锆石U-Pb年代学和地球化学

在中条山杂岩西北部的横岭关变质花岗质岩石包括奥长花岗岩和钙碱性二长花岗岩,与寨子TTG片麻岩呈侵入接触关系,通常在寨子片麻岩中表现为不同规模的侵入体。北峪变质花岗质岩石主要岩性为奥长花岗岩,分布在胡家峪背斜核部。SHRIMP锆石U-Pb年代学研究显示,横岭关变质钙碱性二长花岗岩的207Pb/206Pb加权平均年龄为2435.9Ma,北峪变质奥长花岗岩207Pb/206Pb加权平均年龄为2477Ma,并具有约2600Ma的继承锆石。全岩地球化学分析表明,横岭关变质奥长花岗岩、变质钙碱性二长花岗岩和北峪变质奥长花岗岩属于偏铝质中钾—高钾钙碱性岩浆演化系列,表现较高的碱质含量,Na2O K2O平均值为9.08%;所有岩石亏损Nb、Ta、P和Ti,并且有右倾的稀土配分模式,中等到高的(La/Yb)N比值(平均25.15)。相对横岭关变质钙碱性二长花岗岩,横岭关奥长花岗岩和北峪变质奥长花岗岩亏损Rb、Th和K。全岩Sm-Nd同位素研究表明岩石的εNd(t)=-1.2~ 2.4、tMD=2622~2939Ma。这些地球化学特征指示了岩石形成于活动大陆边缘的大陆岛弧环境,而横岭关奥长花岗岩和北峪变质奥长花岗岩主要来源于岛弧...     

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。     

冀东金厂峪—王厂地区太古代变质辉长岩的基本特征

金厂峪—王厂地区太古代的斜长角闪岩类有相当部分是由辉长岩侵入体变质形成的。研究表明,这套岩石与其它成因类型的斜长角门质岩石有显著区别。它们是在太古代末期侵位,同时遭受了变质作用的改造,变质温度、压力大致为760℃,1.1GPa。     

矿物-TTG熔体微量元素分配及其岩石学应用

奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩岩套(TTG),是地球上最古老(太古宙)陆壳的最主要组成,通常认为是俯冲的玄武质洋壳或玄武质下地壳部分熔融产生的.目前,变质玄武岩残留矿物(石榴子石、角闪石、单斜辉石和金红石)与中酸性熔体之间微量元素分配系数的研究相对有限,这对于理解早期大陆壳的起源和生长机制无疑是十分不利的.     

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。     

内蒙古红山子地区新太古代变质侵入岩年代学及地球化学特征

华北克拉通西部陆块阴山地块花岗-绿岩带中出露的花岗岩类型比较复杂,研究其类型、成因及其与绿岩带之间的联系,对于探讨花岗-绿岩带的形成和演化有重要意义。本文对内蒙古三合明铁矿西侧红山子地区的花岗-绿岩带进行了研究。其不仅包含有大量的变质科马提岩、科马提质玄武岩和拉斑玄武岩等绿岩带的表壳岩,而且发育着多种变质侵入岩。研究表明,区内与绿岩带相关的侵入岩主要有3种,即变质英云闪长岩、变质花岗闪长岩、变质花岗岩,本文对其中的变质英云闪长岩和变质花岗岩两种岩石进行了地球化学和锆石测年的研究。变质英云闪长岩是一套富铝、低钾、贫铁镁和稀土元素强烈分异的太古宙高铝型TTG岩,SHRIMP锆石U-Pb测年为(2 534±7)Ma(MSWD=1.3),与研究区南部的赞岐岩和TTG的年龄相同;而变质花岗岩具有高硅、富碱,低铁、镁、钛、锰的特点,是一套钙碱性的过铝质岩石,SHRIMP锆石U-Pb测年为(2 509±7)Ma(MSWD=1.5),野外地质现象表明变质花岗岩明显地侵入到区内的绿岩地层和变质英云闪长岩之中。研究发现变质英云闪长岩形成于板块俯冲时TTG岩系岩浆弧构造环境,而变质花岗岩成因则可能与加厚地壳中变沉积岩的熔融有关。