新疆中天山地块星星峡群形成的构造背景及峰期变质条件

中天山地块是天山造山带的重要组成部分,其前寒武纪基底的年龄自西向东逐渐变老。星星峡群位于中天山地块最东端,是天山造山带最古老的前寒武纪基底。目前为止,有关星星峡群原岩形成的构造背景与后期发生的变形变质作用尚无详细研究。文章重点对星星峡群的变质片岩和片麻岩进行了野外观察和取样,室内开展了薄片观察、矿物电子探针分析以及全岩地球化学测试。全岩主量元素地球化学分析表明,星星峡群变质片岩和片麻岩的原岩主要为泥质岩和砂岩;微量与稀土元素结果显示,星星峡群沉积形成于大陆弧或活动大陆边缘环境。依据矿物电子探针成分分析数据结合全岩主量元素测试结果计算获得,星星峡群所经历的峰期变质温压条件大致为610~730℃,6.8~8.5 kbar。此外,通过最新的基底岩石变质年龄限定星星峡群发生峰期变质的时间大概在380 Ma。     

新疆南天山克孜尔河沉积物碎屑锆石U‐Pb年代学研究及其地质意义

新疆克孜尔河流经南天山造山带南缘,其河流沉积物中记录了流域内地质体的重要信息。为进一步约束南天山造山带的构造演化历史,探讨该造山带古生代地壳生长与演化,对克孜尔河沉积物中的碎屑锆石进行U‐Pb定年。结果表明锆石年龄主要集中分布在460~390 Ma和310~260 Ma,少量分布在前寒武纪,暗示南天山造山带在古生代期间发生了强烈的岩浆活动。物源分析表明克孜尔河沉积物中的碎屑锆石主要源于南天山造山带和塔里木克拉通北部,年龄为460~390 Ma的碎屑锆石很可能记录了南天山洋在晚奥陶—早泥盆世期间向南俯冲到塔里木克拉通之下的弧岩浆作用。南天山洋闭合以及塔里木克拉通与伊犁—中天山地块的最终碰撞可能发生在晚石炭世,随后发生同碰撞和后碰撞岩浆作用,以样品中大量310~260 Ma的碎屑锆石为代表。结合南天山造山带内已有的古生代岩浆岩锆石的Hf同位素数据分析表明,晚奥陶—早泥盆世南天山造山带的大陆地壳演化主要以古老地壳的再造和部分新生地幔物质的加入为主,晚石炭—早二叠世该造山带地壳演化则以前寒武纪古老基底岩石的改造为主,仅有限的新生组分加入到岩浆的形成过程中。     

祁连地块北缘前寒武基底早古生代再活化:变基性岩相平衡模拟和锆石年代学证据

北祁连造山带是典型的早古生代增生型造山带，具有典型增生型造山带的"沟-弧-盆"体系。祁连地块位于北祁连造山带南部，由深变质的前寒武纪基底和新元古代到中生代的沉积盖层组成。在连祁地块北缘门源宝库河附近延伸数千米的变基性岩（主体为斜长角闪岩和角闪岩）中识别出了基性麻粒岩，峰期矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+普通辉石+角闪石+钛铁矿+石英，相平衡模拟计算结果显示峰期温压条件为P=10.6kbar、T=800℃，峰期之后经历了近等温降压的P-T轨迹。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示变基性岩的原岩结晶年龄分别为1110±18Ma和1140±30Ma，变质年龄分别为478.2±3.9Ma和469±4.6Ma，结合近等温降压的P-T轨迹，469~478Ma的变质年龄应近似代表了麻粒岩相变质作用时代。结合区域资料，我们认为早古生代北祁连洋存在南北双向俯冲极性，祁连洋南向俯冲使得祁连地块前寒武纪基底在早古生代再活化。变基性岩的原岩年龄与祁连地块南部欧龙布鲁克地块（全吉地块）中发现的变基性岩和花岗质片麻岩原岩年龄及副片麻岩的变质年龄一致，均为~1100Ma，表明祁连地块与欧龙布鲁克地块一起卷入了格林威尔造山事件。     

北山造山带南部早古生代构造演化：来自花岗岩的约束

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分,处于天山造山带和索仑缝合带之间的关键构造位置,对认识中亚造山带的构造演化和古亚洲洋的最终闭合具有重要意义。本文选择北山造山带南部早古生代桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素和地球化学研究。结果表明,桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩均形成于~430Ma,岩浆结晶锆石的二阶段Hf模式年龄分别为2.14~2.37Ga和1.32~1.72Ga。样品中含有少量继承锆石,继承锆石的Hf同位素特征与北山南部新元古代花岗质片麻岩类似。在地球化学组成上,两者均具有高的SiO2含量(73.18%~75.00%),弱过铝质,富集Rb、U、K等元素,亏损Ba、Nb、Ta、和Sr、P、Ti等元素的特点,类似于北山南部其它早古生代钾长花岗岩。它们的岩浆均起源于北山南部古老地壳基底的部分熔融,金塔钾长花岗岩可能还有幔源岩浆或新生下地壳的贡献。这同时也暗示了北山南部石板山地块与敦煌地块具有显著不同的地壳基底组成。结合敦煌地块早古生代高压麻粒岩的研究结果,我们认为北山南部早古生代岩浆活动可能与敦煌地块向北山南部石板山地块的碰撞、俯冲作用有关,反映了中亚造山带南缘的北山造山带在早古生代经历了造山带中微陆块与周缘克拉通碰撞拼贴的造山事件。     

青藏高原纳木错西缘新元古代中期岩浆事件:对北拉萨地块起源的约束

本文报道了青藏高原北拉萨地块纳木错西缘变质辉长岩和花岗片麻岩的锆石U-Pb定年、岩石地球化学和锆石Hf同位素分析结果。锆石LA-ICP-MS定年结果表明,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩形成时代分别为720±6Ma和732±7Ma,相当于新元古代中期。变质辉长岩为钙碱性系列,具有Nb、Ta和Ti负异常,与岛弧玄武岩类似。变质辉长岩中锆石具有较高的εHf(t)值(+5. 2～+9. 7),应当是源自俯冲环境下相对亏损的地幔楔。花岗片麻岩原岩为I型花岗质岩石,并且具有较为均一的锆石εHf(t)值(-3. 3～+0. 3),可能形成于地壳内古元古代变质火成岩的部分熔融作用。结合区域地质资料,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩应当形成于新元古代中期的洋壳俯冲消减过程。北拉萨地块上的前寒武纪岩浆和变质记录与东非造山带的活动时限较为一致,因而北拉萨地块可能与东非造山带具有亲缘性。     

北山造山带南缘北山杂岩的锆石U-Pb定年和Hf同位素研究

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分,大量高级变质岩在北山造山带多个构造单元(地块)中广泛分布,被认为是造山带的前寒武纪基底,以往统称为"北山杂岩"。但是,对这些基底岩石的形成时代、来源与归属,以及是否经历了与造山作用过程相关的变质作用等问题的认识仍不清楚。本文对位于造山带南缘,即石板山地块的石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩及其中长英质脉体进行了锆石U-Pb定年及Hf同位素研究。分析结果表明石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩都具有~880Ma的原岩结晶年龄和~295Ma的变质作用年龄;白墩子长英质脉体的形成年龄与片麻岩的变质年龄一致,为~295Ma。此外,白墩子片麻岩及长英质脉体的锆石还记录了更晚一期270~280Ma的变质作用。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中原岩结晶锆石的初始¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值为0.282063~0.282291,ε_Hf(t)为-6.3~2.2,t_DM2分布于1.62~2.14Ga之间,表明其原岩的岩浆可能起源于古元古代地壳的部分熔融并有新生物质的贡献。这反映了北山造山带南缘可能并不存在太古代的地壳基底,即北山造山带南缘的石板山地块并不是前人所认为的属于敦煌地块的一部分。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中的变质成因锆石初始¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值明显高于原岩岩浆锆石,反映了它们不是由原岩锆石改造形成,而是熔体中的新生锆石,代表了一次~295Ma的深熔事件。这也得到了白墩子片麻岩中发育同时期长英质脉体的支持。我们认为这一~295Ma的深熔作用事件可能形成于后碰撞的伸展构造环境。     

库车坳陷北缘早白垩世源区特征:来自盆地碎屑锆石U-Pb年龄的信息

通过对下白垩统亚格列木组79颗碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb微区定年分析,结果表明该时期库车坳陷的物源年龄构成复杂,主要集中在427～389 Ma,379～339 Ma、321～283 Ma,266～239 Ma,162～150 Ma五组及前寒武纪基底年龄.结合对潜在的物源区天山造山带岩石属性、年龄构成调研以及以往盆地碎屑组分、重矿物研究成果,作者认为早白垩世时期库车坳陷北缘物源受南天山皱褶带和伊犁-中天山弧造山带源区共同控制,即南天山、塔里木北缘的南天山花岗岩-碱性岩带,伊犁-中天山(包括中天山南缘断裂的古生代花岗岩-火山岩带)均为潜在的物源.并且,前寒武纪基底年龄的发现反映源区剥露程度较深,天山造山带可能存在元古代-太古代结晶基底,但对此类锆石的成因机理尚需进一步研究.另外,碎屑锆石年龄162～150 Ma暗示了天山地区可能存在晚侏罗世岩浆活动,但有待进一步的证实.     

藏南吉隆地区早古生代大喜马拉雅片麻岩锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

藏南吉隆地区眼球状片麻岩是大喜马拉雅结晶岩系的一部分,其矿物组成为石英、斜长石、钾长石、黑云母和少量的白云母。片麻岩中的锆石具有核边结构,由继承碎屑锆石核和具有同心环带结构的岩浆锆石边组成,SHRIMP U Pb测年显示,边部岩浆锆石加权平均年龄为（4989±44） Ma,表明片麻岩的原岩为早古生代的花岗岩,εHf加权平均值为-83±095,暗示片麻岩原岩为壳源,可能是印度大陆北部地壳部分熔融的产物。文中和现有的地质年代学数据表明,喜马拉雅造山带是一个复合造山带,经历了早古生代的造山作用,早古生代的喜马拉雅造山带是原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲的结果,是冈瓦纳大陆拼合之后在其边缘形成的安第斯型造山带,而不属于冈瓦纳超大陆聚合过程中陆陆碰撞形成的泛非造山带的一部分。     

中亚-蒙古造山带东段的锡林郭勒杂岩：早华力西期造山作用的产物而非古老陆块？ —— 锆石SHRIMP U-Pb年代学证据

锡林郭勒杂岩是华北板块北缘古生代褶皱带内出露面积最大的变质岩系,以前多被当着前寒武纪的古老地块.本文通过对该杂岩中副片麻岩和正片麻岩的锆石SHRIMP U-Pb年代学研究发现,副片麻岩中的锆石多为岩浆锆石,其206Pb/238U加权平均年龄为406±7Ma,指示它们的原岩主要是由近同期(略早些)的岩浆岩风化后就近沉积的产物,该年龄应代表源区(岛弧型?)花岗岩的形成时间,同时也是副片麻岩原岩沉积的下限年龄.正片麻岩中岩浆锆石的206Pb/238U加权平均年龄为382±2Ma,代表花岗片麻岩原岩的侵位年龄.岩石中锆石的变质增生边的形成年龄为337±6Ma,代表锡林郭勒杂岩发生变质和变形的时间,该变质事件可能与贺根山缝合带内所发生的一次主要的碰撞造山作用有关.这些年龄资料充分说明,锡林郭勒杂岩并非古老地块,而是华力西早期岩浆作用、沉积作用和变质作用事件的产物.整个事件是在较短的时间范围内(～70Ma)完成的,推测该杂岩发育在碰撞造山带的弧前环境.中亚-蒙古造山带东南部(内蒙古的中、东部)碰撞前的构造格局可能不是典型的多岛洋体制,由于缺少古老的陆块,造山过程更多的表现为大洋的大陆化过程,即洋内俯冲形成岛弧,岛弧在被动大陆边缘拼贴聚合转化为新的大陆.     

东阿拉善地块前寒武纪变质基底中晚古生代变质杂岩:来自波罗斯坦庙杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的新证据

波罗斯坦庙杂岩是东阿拉善地块典型的中-高级变质杂岩之一,它的深入研究对进一步认识阿拉善地块起源、形成与演化过程具有十分重要的科学意义.通过对波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的野外观察、岩石学与锆石U-Pb定年发现,波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的岩浆锆石加权平均年龄分别为284±2 Ma、278±3 Ma,276±2 Ma、271±3 Ma与242±7 Ma,该组年龄被解释为其原岩成岩时代.石英闪长质片麻岩与斜长角闪岩中变质锆石加权平均年龄分别为274±6 Ma、272±5 Ma与269±3 Ma、268±2 Ma,代表它们遭受了晚古生代变质作用的时间.综合以上分析与前人研究资料,初步认为以往曾被认为是新太古代-古元古代的波罗斯坦庙杂岩,实际上可能是一个古元古代-晚古生代中-高级变质杂岩,并遭受了280~260 Ma角闪岩相变质作用,指示它们曾被卷入到中亚造山带晚古生代造山作用过程.      

甘肃多坝沟地区黑云斜长片麻岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

通过对多坝沟地区敦煌杂岩中黑云斜长片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素的研究,对敦煌杂岩的形成时代和敦煌地块的前寒武纪地壳生长演化进行探讨。锆石U-Pb年代学研究表明,710Ma代表了敦煌杂岩的最大沉积时代,黑云斜长片麻岩发育422Ma的早古生代变质事件,表明敦煌地块卷入了早古生代古亚洲洋俯冲-碰撞的演化过程。锆石Hf同位素研究结果表明,敦煌地块具有幕式生长特征,经历了约2.7Ga、2.5Ga、2.3Ga、2.0Ga和1.8Ga多个地壳生长时期。黑云斜长片麻岩发育的约0.9Ga和约0.8Ga的峰值年龄表明,敦煌地块新元古代构造热事件可与塔里木克拉通对比。     

天山冰达坂和拉尔敦达坂花岗片麻岩SHRIMP锆石年代学特征及其地质意义

西天山冰达坂和拉尔敦达坂地区出露前寒武纪花岗片麻岩,具有变余花岗结构和眼球状构造,表明经历了明显的动力变质作用;SHRIMP锆石U-Pb年代学测试表明它们分别形成于（926±8）Ma和（948±8）Ma,代表了9～10亿年左右的一次重要地质热事件,其中冰达坂花岗片麻岩分析数据中有一颗锆石的年龄为1．4Ga,与前人所报道的天山地区更古老的一期岩浆作用时代相同,可能代表了古老地壳物质的残留锆石。结合前人研究成果认为,天山地区普遍存在这一时期的岩浆作用,可能与Rodinia超大陆聚合过程中的Grenville造山运动有关。     

西藏冈底斯东部然乌地区早白垩世岩浆混合作用:锆石SHRIM PU-Pb年龄和Hf同位素证据

目前对西藏冈底斯带早白垩世大规模岩浆作用的岩石成因以及冈底斯带不同构造单元的东延仍存在不同看法。为探讨这些问题,文中对冈底斯带东部地区然乌岩体中的闪长岩脉进行了锆石SHRIM PU-Pb定年和锆石Hf同位素分析。结果表明:然乌岩体中闪长岩脉的锆石SHRIM PU-Pb年龄为(114.2±0.9)Ma,与二长花岗岩为同期侵位。然乌闪长岩脉具有不均一的锆石Hf同位素组成,其εHf(t)值介于-4.2～+4.9,对应的Hf同位素地壳模式年龄为0.85～1.44Ga。闪长岩脉的全岩εNd(t)值为-4.7,Nd同位素两阶段模式年龄(TDM2)为1.29Ga,与锆石Hf同位素模式年龄一致。然乌地区同期发生的闪长质岩浆和花岗质岩浆侵位以及不均一的锆石Hf同位素组成,很可能表明然乌地区大约在115Ma发生了重要的岩浆混合作用。结合锆石Hf同位素地壳模式年龄的区域性对比,我们认为,与北冈底斯带相比,然乌地区同中冈底斯带之间具有更好的可对比性。     

华北克拉通五台群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

通过对五台群石咀亚群金刚库组4个典型样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,对五台群的形成时代及华北克拉通新太古代—古元古代期间的地壳演化进行了探讨。锆石U-Pb同位素测定结果表明,侵入金刚库组中的片麻状花岗岩锆石的U-Pb年龄为2548Ma,因此五台群的上限年龄约为2.5Ga;金刚库组黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的原岩锆石U-Pb年龄分别为2663Ma和2636Ma,因此五台群的下限年龄约为2.7Ga。五台群的地质年龄为2.5~2.7Ga,属于新太古代。锆石Hf同位素研究结果表明,黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的二阶段Hf模式年龄(tDM2)均为2.8Ga左右,指示2.8Ga左右是五台山区乃至整个华北克拉通地壳生长的重要时期;片麻状花岗岩tDM2平均为2.57Ga,与锆石结晶年龄非常接近,表明2.5Ga左右也是华北克拉通地壳的主要增生期。地壳的增长是幕式的,2.8Ga和2.5Ga都是华北克拉通地壳生长时期。     

黄陵野马洞基性岩脉中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成

采用激光剥蚀-等离子质谱(LA-ICP-MS)分析技术测定野马洞基性岩脉中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成,以探讨黄陵地区TTG片麻岩原岩的形成及变质时间、是否存在比崆岭群更古老的地壳等问题。野马洞辉绿岩脉(1850 Ma)侵入TTG片麻岩,并从TTG片麻岩中捕获了大量捕掳晶锆石。捕掳晶锆石岩浆结晶核部的U-Pb年龄分别为2842 Ma、2900 Ma和2949 Ma,指示TTG花岗岩体为复式岩体,其至少经历了2949 Ma、2900 Ma和2842 Ma三期岩浆作用。捕掳晶锆石变质边部的U-Pb年龄为2557 Ma,指示TTG花岗岩体转变为TTG片麻岩,是"水月寺运动"及其构造热事件共同作用的结果,其变形变质的时间为2557～2511 Ma。捕掳晶锆石的εHf(t)为-9.85～0.89、平均值为-4.07,亏损地幔模式年龄TDM为3.6～3.2 Ga,指示黄陵地区存在比崆岭群(3.2 Ga)更古老的陆壳。     

中天山天湖东铁钼矿含矿片麻状花岗岩年代学、地球化学和锆石Hf同位素-对于中天山早古生代构造演化的启示

以中天山东段的天湖东铁钼矿含矿花岗岩为例,在LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测定其为早古生代花岗岩（（445.3±4.6） Ma）基础上,通过岩相学、地球化学及锆石原位Hf同位素组成等多方面研究,探讨该岩体的成岩作用及其构造背景。天湖东含矿片麻状花岗岩的主要矿物为斜长石、石英、钾长石,并含少量黑云母和角闪石等。全岩地球化学分析结果表明,该片麻状花岗岩高硅、弱富铝、富钙、富钠而贫钾,ASI值为0.68~0.82,属于准铝质钙碱性花岗岩,总体上富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba等和轻稀土元素La、Ce、Nd等,而亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Yb等,轻重稀土分异明显,轻稀土分异较为明显,而重稀土分异不明显,表现出典型岛弧岩浆岩的地球化学特征。锆石的ε_Hf(445 Ma)值为-6.31~-1.77,二阶段Hf模式年龄（T_DM2）为1.538~1.825 Ga,表明该花岗岩的源区主要为壳源物质。综合分析上述资料,认为天湖东铁钼矿片麻状花岗岩是由俯冲过程中地壳物质重熔的产物。结合前人的研究和本课题组的新近研究成果认为,在早古生代时,中天山为岩浆弧构造环境,形成一系列的钙碱性岩浆岩,而该岩浆弧的形成可能是受到介于吐哈陆块和塔里木板块之间的古天山大洋在早古生代时期向南俯冲而形成的。     

Zircon U-Pb Age, Trace Element, and Hf Isotope Evidence for Paleoproterozoic Granulite-Facies Metamorphism and Archean Crustal Remnant in the Dabie Orogen

Zircon U-Pb age, trace elements, and Hf isotopes were determined for granulite and gneiss at Huaugtuling (黄土岭), which is hosted by ultrahigh-pressure metamorphic rocks in the Dabie(大别) orogen, east-central China. Cathodolumineseence (CL) images reveal core-rim structure for most zircons in the granulite. The cores show oscillatory zoning, relatively high Th/U and 176 Lu/177 Hf ratios, and high rare earth element (HREE)-enriched pattern, consistent with magmatic origin. They gave a weighted mean 207 Pb/206 Pb age of (2 766±9) Ma, dating magma emplacement of protolith. The rims are characterized by sector ur planar zoning, low Th/U and 176 Lu/177 Hf ratios, negative Euanomalies and flat HREE patterns, consistent with their formation under granulite-facies metamorphicconditions. Zircon U-Pb dating yields an age of (2 029±13) Ma, which is interpreted as a record ofmetamorphic event during the assembly of the supercontinent Columbia. The gneiss has a protolith ageof (1982±14) Ma, which is similar to the zircon U-Pb age for the granulite-facies metamorphism,suggesting complementary processes to granulite-facies metamorphism and partial melting. A fewinherited cores with igneous characteristics have 207 pb/206 Pb ages of approximately 3.53, 3.24, and 2.90Ga, respectively, suggesting the presence of Mesoarchean to Paleoarchean crustal remnants. A fewTriassic and Cretaceous metamorphic ages were obtained, suggesting the influences by the Triassiccontinental collision and postcollisional collapse in response to the Cretaceous extension. Comparingwith abundant occurrence of Triassic metamorphic zircons in ultrahigh-pressure eclogite and granitehydrous melt is evident for zircon growth in theHuangtuling granulite and gneiss during thecontinental collision. The magmatic protolithzircons from the granulite show a large variationin 176 Hf/177 Hf ratios from 0.280 809 to 0.281 289,corresponding to era(t) values of-7.3 to 6.3 andHf model ages of 2.74 to 3.34 Ga. The 2.90 Gainherited zircons show the similar Hf isotope features. These indicate that both growth of juvenile crust and reworking of ancient crust took place at the time of zircon formation. It is inferred that the Archean basement of the Yangtze block occurs in thenorth as the Dabie orogen, with ca. 2.90-2.95 Ga and 2.75-2.80 Ga as two major episodes of crustalformation.