辽东半岛南辽河群锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文报道了辽东半岛古元古代胶-辽-吉活动带南辽河群中变质火山岩和沉积岩的锆石U-Pb年代学数据。变质流纹岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值(0.3),锆石U-Pb年龄为~2.2Ga,该年龄可代表其原岩形成年龄,在误差范围内与古元古代辽吉花岗岩年龄一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底。变质玄武岩的锆石阴极发光强度较弱、弱分带或无分带,同时具较低的Th/U比值(0.1),为典型的变质成因锆石,锆石U-Pb年龄为~1.9Ga,代表其变质时代。变质沉积岩的碎屑锆石年龄主要介于1981~3520Ma之间:峰期年龄为2033Ma和2092Ma的锆石年龄信息暗示辽东半岛至少存在一期2000~2100Ma的岩浆事件,并且该时期的中酸性岩浆岩是南辽河群沉积岩的一个重要物源;峰期年龄为2155Ma、2446Ma、2509Ma、2594Ma、2668Ma、2790Ma、3356Ma、3467Ma和3520Ma的锆石年龄信息,区域上与古元古代辽吉花岗岩、辽河群火山岩及太古宙基底年龄相吻合,暗示它们为南辽河群沉积岩提供了重要物源。沉积岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄为~2.0Ga,可代表其沉积时的最大年龄。所以,辽河群火山-沉积-变质的时限为2.2~1.9Ga,其演化时间约300Myr。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶-辽-吉活动带的形成演化与弧-陆碰撞有关,而不是许多人坚持的裂谷环境。     

南辽河群盖县组的重新厘定:来自辽南地区黄花甸-苏子沟一带变质砂岩碎屑锆石U-Pb年代学证据

传统认为辽河群顶部的盖县组广泛分布于辽南地区。本文对岫岩县黄花甸-苏子沟一带的南辽河群盖县组变质长石石英砂岩和变质石英砂岩进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学研究。其中变质长石石英砂岩中碎屑锆石普遍发育核-边结构,核部具有清晰的振荡环带;变质石英砂岩中碎屑锆石基本无核-边结构,具有清晰或者略模糊的振荡环带。锆石微量元素分析结果显示,具有振荡环带锆石微区具有轻稀土元素(LREE)亏损、重稀土元素(HREE)相对富集的配分曲线特征,Ce正异常和Eu负异常明显,Th/U和Zr/Hf比值较高,表明其岩浆成因。变质长石石英砂岩岩浆成因锆石微区~(207)Pb/~(206)Pb谐和年龄集中于2506～1748Ma之间,且呈现～2178Ma和～1863Ma两个年龄主峰,表明主要物质来源为同时期花岗质岩石(条痕状花岗岩和斑状花岗岩);变质石英砂岩岩浆成因锆石微区~(207)Pb/~(206)Pb谐和年龄集中于3546～1950Ma之间,呈现～2149Ma年龄主峰值,表明主要物质来源为条痕状花岗岩,另有少量太古宙基底物质的加入。研究区变质长石石英砂岩～1.86Ga的年龄峰值与辽河群其它变沉积岩明显不同,表明沉积时代一定晚于～1.86Ga,即形成于辽河群古元古代变质作用之后。综合研究区盖县组变质长石石英砂岩与辽河群其它变沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄的差异,我们建议将盖县组部分变沉积岩从辽河群中解体出来。     

辽南三家子地区南辽河群里尔峪组变沉积岩中碎屑锆石U-Pb年代学研究

南辽河群里尔峪组主要分布在华北克拉通胶-辽-吉活动带的大石桥-岫岩-凤城-宽甸一带,主要岩性为各类长英质粒状岩石(浅粒岩-变粒岩组合)。通过前人长期深入研究,在区域构造、地球化学、同位素年代学研究、变质作用以及构造演化等方面积累了大量资料,取得了一系列重要进展。但是,有关其变质作用特征、沉积时代、源区特征以及辽河群乃至整个胶-辽-吉活动带的大地构造属性和形成的构造演化过程长期以来存在着裂谷开启-闭合模式、弧-陆碰撞模式和陆-陆碰撞模式的争论。本文在辽南地区1∶5万变质岩区专题填图的基础上,选择三家子地区南辽河群里尔峪组的疙瘩状长英质粒状岩石、黑云斜长片麻岩和含黑云母长英质粒状岩石为重点研究对象。通过锆石阴极发光图像特征和锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试,综合限定研究区南辽河群里尔峪组变质沉积岩的物质来源和原岩形成时代,进而探讨其形成的构造背景。3件样品中锆石阴极发光图像显示核-边结构,核部具振荡环带,Th/U比值较高(Th/U=0.12~4.95),表明其岩浆来源;U-Pb年代学测试分别得到2140Ma、2170Ma和2150Ma的年龄峰值。综合前期研究成果,锆石U-Pb年代学测试结果在年龄直方图中显示明显的2137Ma的峰值。该组年龄与区域上大量出露的辽吉花岗岩的年龄具有一致性,表明南辽河群里尔峪组的物质来源于辽吉花岗岩,其沉积时限应晚于古元古代。     

辽东半岛～2．2 Ga 岩浆事件及其地质意义

本文报道了辽东半岛古元古代胶—辽—吉活动带内辽河群变质火山岩和辽吉花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和地球化学数据。变质安山岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(0.5),锆石U-Pb年龄为(2 182±6)Ma和(2 229±22)Ma,该年龄可代表安山岩的形成年龄。辽吉花岗岩的锆石同样具有典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(0.3),锆石U-Pb年龄为(2 199±10)Ma,代表花岗岩的侵位时代,在误差范围内与辽河群火山岩喷发时代一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底,二者可能为同一次岩浆作用过程的产物。辽东半岛~2.2Ga岩浆事件的识别及性质,对于正确认识古元古代胶—辽—吉活动带的属性至关重要。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶—辽—吉活动带的形成演化可能与弧-陆碰撞有关。     

辽东黄花甸—苏子沟地区南辽河岩群里尔峪岩组变沉积岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其地质意义

辽东黄花甸—苏子沟地区南辽河岩群里尔峪岩组主要为一套原岩以含硼火山-沉积夹陆源碎屑岩的变质岩石组成,岩石类型主要为长英质粒状岩石(浅粒岩-变粒岩组合)。前人长期在该活动带上进行深入的研究,在区域构造、地球化学、同位素年代学研究以及构造演化等方面积累了大量资料,取得了一系列重要进展。但是,有关其里尔峪岩组的变质作用时代、沉积时代、源区特征以及辽河岩群乃至整个胶-辽-吉活动带的大地构造属性和形成的构造演化过程长期以来存在着裂谷开启-闭合模式、弧-陆碰撞模式和陆-陆碰撞模式的争论。笔者旨在辽东黄花甸-苏子沟等地区开展1∶5万区域地质调查的基础上,选择黄花甸—苏子沟地区里尔峪岩组的透闪斜长变粒岩、电气黑云二长变粒岩和黑云斜长变粒岩为重点研究对象。通过锆石阴极发光图像特征和锆石U-Pb(LAICP-MS,下同)年代学测试,综合限定研究区里尔峪岩组变质沉积岩的物质来源、原岩形成时代及变质变形时代。测试结果显示锆石阴极发光图像具核-边结构,核部具振荡环带,Th/U值较高(Th/U=0.02～2.37),表明部分锆石来源于岩浆,少部分锆石来源于后期的变质变形作用。年代学分析结果表明,这些碎屑锆石U-Pb年龄分别得到～1 900 Ma、～2 182 Ma和～2 511 Ma三个主峰值以及～2 030 Ma、～2 076 Ma、～2 110 Ma、～1 900 Ma、～2 312 Ma、～2 452 Ma、～2 715Ma、～2 796Ma、～3 537Ma等8个次峰值。综合前人研究成果,研究区里尔峪岩组的原岩形成时代应晚于～2 030 Ma,其沉积作用应发生于2 030～1 946 Ma;峰期变质作用年龄为～1 900Ma,变质变形作用应发生于1 837～1 946Ma。该区里尔峪岩组碎屑锆石的年龄频谱特征显示,其沉积物主要来源于胶-辽-吉活动带内2 000～2 200 Ma的中酸性岩浆岩、辽吉花岗岩及辽河岩群火山岩,少部分来自北侧龙岗地块的太古宙结晶基底。胶-辽-吉活动带至少还存在一期2 000～2 100Ma的中酸性岩浆活动。     

川北九寨沟地区隆康熔结凝灰岩锆石 LA-ICP-MS U-Pb年龄

康县-琵琶寺-南坪构造带内出露的一套变质沉积-火山岩系与勉略洋的构造演化具有密切的关系.在该构造带西段九寨沟塔藏-隆康地质剖面东端出露近百米厚的安山质熔结凝灰岩、层凝灰岩,在隆康、牙扎沟附近采集了熔结凝灰岩样品(JZG-L),选出百余颗锆石.锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果表明,锆石发育典型的岩浆锆石韵律环带,U和Th含量分别为35×10-6 ～750×10-6和31×10-6～717×10-6,Th/比值介于0.44～1.30之间,为典型的岩浆锆石,该样品获得的206Pb/238U加权平均年龄为246.2Ma+2.8Ma(MSWD=2.6,n=12,2ó).此外,样品中还包括其他多种类型的碎屑锆石,其中最老的碎屑锆石的谐和年龄为(2481+33)Ma,表明九寨沟地区存在前寒武纪基底.结合区域地质及该区火山岩的发育特征,246Ma的锆石U-Pb年龄的获得为勉略缝合带西延至南坪一带提供了重要的同位素年代学证据.     

辽东黑沟地区辽河群成因及其对辽吉造山带构造演化的制约

辽东黑沟地区出露大面积辽河群变质表壳岩系,本文通过对辽河群中浅粒岩、黑云变粒岩、斜长角闪岩以及辽吉花岗岩等岩石系统的岩石学、锆石U-Pb年代学,并结合斜长角闪岩的地球化学特征来制约其原岩形成、变质时代和沉积环境,进而探讨辽吉造山带的大地构造属性。研究区辽河群变质火山岩和侵入其中的辽吉花岗岩锆石U-Pb定年结果显示区内辽河群形成时代早于～2.16Ga,辽吉花岗岩及辽河群变质岩中的变质锆石定年结果显示区内峰期变质年龄为～1.85Ga左右。锆石阴极发光(CL)图像显示区内辽河群变质沉积岩中的锆石具有清晰震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,锆石U-Pb年龄分布直方图上显示1987Ma、2182Ma、2505Ma的主峰和2080Ma、2658Ma、2732Ma、3000Ma的次峰,峰值年龄与区域上古元古代弧岩浆岩及太古宙基底年龄相吻合,暗示它们为辽河群沉积岩提供了重要物源。区内辽河群斜长角闪岩属于拉斑玄武岩系列,以低TiO_2和低MgO为特征,轻稀土轻微富集,并具有明显P以及轻微的Nb、Ta、Zr亏损,地球化学特征总体类似于MORB,同时兼具IAB的地球化学特征,不同于弧玄武岩和板内玄武岩,显示出有限的俯冲相关流体的交代作用,指示其形成于弧后盆地环境。结合前人对辽吉造山带内古元古代花岗岩和辽河群的研究成果,认为区内辽河群的沉积环境为活动大陆边缘弧后盆地,辽吉造山带的形成演化与弧-陆碰撞有关。     

川北九寨沟地区隆康熔结凝灰岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄——勉略古缝合带西延的证据

康县-琵琶寺-南坪构造带内出露的一套变质沉积-火山岩系与勉略洋的构造演化具有密切的关系。在该构造带西段九寨沟塔藏-隆康地质剖面东端出露近百米厚的安山质熔结凝灰岩、层凝灰岩,在隆康、牙扎沟附近采集了熔结凝灰岩样品（JZG—L）,选出百余颗锆石。锆石LA—ICP—MSU—Pb分析结果表明,锆石发育典型的岩浆锆石韵律环带,U和Th含量分别为35×10^6-750×10^-6和31×10^-6-717×10^-6 Th／U比值介于0．44～1．30之间．为典型的岩浆锆石,该样品获得的^206Pb／^238U加权平均年龄为246．2Ma±2．8Ma（MSWD=2．6,n=12,2σ）。此外,样品中还包括其他多种类型的碎屑锆石,其中最老的碎屑锆石的谐和年龄为（2481±33）Ma,表明九寨沟地区存在前寒武纪基底。结合区域地质及该区火山岩的发育特征,246Ma的锆石U-Pb年龄的获得为勉略缝合带西延至南坪一带提供了重要的同位素年代学证据。     

辽东黄花甸地区古元古代变辉绿岩的特征及成因

对辽东黄花甸地区南辽河群中分布的变辉绿岩进行岩相学、年代学和地球化学研究,以确定这些变辉绿岩的地球化学特征和成因,进一步揭示南辽河群古元古代的构造演化。岩相学特征表明该变辉绿岩发生绿片岩相变质作用。野外地质特征和样品的ICP—MS锆石U—Pb年代学显示,变辉绿岩捕获锆石的年龄与南辽河群碎屑及变质锆石相一致,这期岩浆作用发生在区域变质作用之后;全岩XRF和ICP-MS分析表明,变辉绿岩属于钙碱性系列(σ=1.03～3.00),亏损高场强元素(Nb、Ta、U),富集大离子亲石元素(K、Pb)和轻稀土元素(∑LREE=71.3×10~(-6)～115.5×10~(-6)),变辉绿岩的岩浆来源于遭受了俯冲带流体改造的亏损地幔,且经历了陆壳物质的混染。变辉绿岩形成于南辽河群造山后的伸展环境。顺时针的P—T—t轨迹更符合南辽河群的构造演化过程。     

冈底斯岩浆弧东端石榴斜长角闪岩的晚白垩世岩浆与变质作用记录及构造意义

冈底斯岩浆弧位于青藏高原拉萨地体南部,形成在新特提斯洋向北俯冲的安第斯型造山和印度与欧亚大陆碰撞的喜马拉雅型造山过程中,是研究青藏高原中-新生代构造演化的理想地区。本文对冈底斯岩浆弧东端石榴斜长角闪岩进行了岩石学、相平衡模拟以及锆石U-Pb年代学研究。石榴斜长角闪岩主要由石榴石、角闪石、斜长石、绿帘石、白云母和石英组成,含少量金红石和钛铁矿,具有基性岩浆岩的化学成分。相平衡模拟结果表明,石榴斜长角闪岩经历了高压麻粒岩相变质作用和部分熔融,峰期变质作用的温度和压力条件为～820℃和～1.67GPa,形成深度相当于55km。石榴斜长角闪岩中的锆石具有继承的岩浆核和变质边。锆石岩浆核具有条带状环带,相对高的HREE含量(平均值为1150×10~(-6))和高的Th/U比值(0.51～0.95),给出了90.4±1.7Ma(MSWD=0.32)的原岩结晶年龄。锆石的变质边不具环带,具有较低的HREE含量(平均值为58.5×10~(-6))和低的Th/U比值(0.29～0.40),给出了86.7±5.7Ma(MSWD=0.15)的变质年龄。本文研究结果表明,冈底斯岩浆弧东端晚白垩世辉长岩经历了近侵入同期的高压高温变质作用和部分熔融,大体积幔源岩浆的底垫和增生导致岩浆弧发生了显著的新生地壳生长和加厚。     

Are the South and North Liaohe Groups of North China Craton different exotic terranes? Nd isotope constraints

The Liaohe Group is an important Paleoproterozoic stratigraphic unit in the northeastern part of the North China Craton and is traditionally subdivided into the North and South Liaohe Groups. Associated with both the North and South Liaohe Groups are voluminous Paleoproterozoic granitoid rocks, named the Liaoji granitoids. Different tectonic models, including terrane amalgamation, continent–arc collision and rift closure, have been proposed to interpret the tectonic setting and evolution of the North and South Liaohe Groups and associated Liaoji granitoids. At the centre of the controversy between these models is whether or not the North and South Liaohe Groups developed on the same Archean basement. Nd isotopic geochemistry of the Liaoji granitoids provides important constraints on this controversial issue. The Liaoji granitoids associated with the North and South Liaohe Groups display similar ε_Nd values, restricted to a narrow range from 0 to 2, implying that these granitoid rocks were derived from the same or a similar magma source. Moreover, the Liaoji granitoids associated with the North and South Liaohe Groups have similar Nd model ages (T_DM), ranging from 2.4 to 2.6 Ga, suggesting that the protoliths of the Liaoji granitoids associated with both groups may have formed simultaneously, and that the basement rocks underneath the Liaoji granitoids and associated North and South Liaohe Groups belong to the same continental block rather than two different blocks. Combining lithological, structural and geochronological considerations, we interpret the North and South Liaohe Groups as having developed on a single late Archean basement that underwent Paleoproterozoic rifting associated with the intrusion of the Liaoji granitoids and the formation of the Liaohe Group, and closed upon itself in the Paleoproterozoic.     

辽宁本溪连山关地区辽河群浪子山组、里尔峪组形成时代及其地质意义

辽宁省本溪连山关地区出露大面积的古元古代辽河群地层,在朱家沟典型剖面浪子山组中识别出2层斜长角闪岩,镜下观察其原岩为玄武岩;在连山关及河栏镇里尔峪组中识别出一套酸性火山岩。对浪子山组2件斜长角闪岩样品、里尔峪组2件流纹岩样品测定LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄。阴极发光图像显示,样品D020锆石内部结构整体发黑、条痕状吸收程度不等,Th/U值较低,为变质锆石,其1934±45Ma代表了浪子山组的变质年龄。其余3个样品阴极发光图像显示典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值,为岩浆锆石。1952±38Ma代表了浪子山组的形成时代,2177±34Ma和2208±12Ma代表了里尔峪组的形成时代。结合前人资料,将辽河群形成时代限制在2.20~1.95Ga,其形成时代持续了250Ma左右。野外接触关系及火山岩年代学特征从另一个方面揭露了辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系,浪子山组已经不适合置于里尔峪组之下。     

辽宁宽甸地区辽河群里尔峪组基性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽东古元古代构造带内辽河群的形成时代及其演化一直是学者研究的热点.本文对宽甸地区里尔峪组变沉积岩夹层的基性火山岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究.7件基性火山岩样品的锆石分为岩浆锆石和变质锆石.测年结果显示代表岩石成岩年龄的岩浆活动有2期:2 150~2 130 Ma、2 050~2 020 Ma，结合本区出露的酸性火山岩，表明宽甸地区辽河群形成时代至少处于2.17~2.03 Ga.获得的5件斜长角闪岩变质年龄显示变质作用发生在1 900 Ma以后，持续时间比较长为1 870~1 780 Ma；进一步可分为3个阶段1 870~1 861 Ma、1 845~1 842 Ma、1 790~1 780 Ma，变质作用峰期为~1 850 Ma，属于本区古元古代第2个强烈的变质峰期，第3阶段与~1 800 Ma左右的变质事件一致.变质闪长岩（D015）脉体形成时代为1 314±24 Ma，斜长角闪岩（D1465-1）变质年龄为1 290±21 Ma，这是首次在辽东地区识别出中元古代岩浆和变质事件，结合辽西和冀北地区1 320~1 380 Ma岩浆活动，认为这些事件是华北板块对Columbia超大陆的裂解过程的响应.      

辽东黄花甸地区南辽河群里尔峪组成因研究

里尔峪组是古元古界南辽河群早期沉积地层,其成因对探讨辽-吉造山/活动带的大地构造属性具有重要意义。论文以辽东黄花甸地区里尔峪组为研究对象,对其进行了详细的野外地质填图和室内岩相学、地球化学以及同位素年代学研究工作。里尔峪组主体岩石类型为含不等量磁铁矿、电气石的黑云母变粒岩类夹斜长角闪岩。变粒岩中锆石阴极发光(CL)图像显示其具有震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄数据具有1936Ma、2082Ma、2178Ma和2574Ma的年龄峰值,主峰与区内古元古代花岗质岩石的形成年龄一致,反映其物源主要来自于古元古代花岗质岩石,少量来自于太古宙克拉通结晶基底。其中1800~2000Ma的锆石年龄极可能是受变质作用改造的结果。斜长角闪岩呈夹层或透镜体状产出于里尔峪组变粒岩中,地球化学特征显示:(1)SiO_2含量为48.83%~51.50%,具有较低TiO_2含量(0.95%~1.33%)、低MgO含量(6.67%~9.49%)特征;(2)Mg#值为48~59,低于原生玄武质岩浆Mg#值,说明原岩岩浆经历了原始岩浆的结晶分异作用;(3)稀土元素总量(ΣREE)值为59.87×10~(-6)~82.83×10~(-6),LREE/HREE值介于3.58~4.88,(La/Yb)_N值为2.33~4.50,稀土元素配分模式具有岛弧火山岩的特征而不同于MORB型火山岩。微量元素Ba、U、Sm相对富集,亏损高场强元素Th、Nb、P、Ta等,Nb、Ta相对亏损,贫Cr、Ni,说明原岩为形成于岛弧环境或活动大陆边缘的高铁拉斑玄武岩。斜长角闪岩中锆石阴极发光图像具有两类特征,第一类具有核边结构,锆石核部主要呈暗色,内部结构比较复杂,部分保留岩浆环带特征;第二类锆石其内部结构比较均一,为典型的变质锆石,并且具有继承性锆石核以及变质增生边。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得出两件斜长角闪岩的原岩年龄分别为1995±13Ma、2150±21Ma,大致代表了里尔峪组的形成时代。综上所述,黄花甸地区里尔峪组原岩为形成于岛弧或活动大陆边缘的碎屑岩夹基性火山岩沉积建造,物源主要来自于辽-吉造山/活动带内的古元古代花岗岩和南北两侧的太古宙的变质基底,该套地层在~1.88Ga遭受了变质作用的改造。结合前人对胶-辽-吉古元古代岩石构造变形、变质作用等研究成果,本文研究认为南辽河群所在的胶-辽-吉活动带在~2.2Ga发生了从东部陆块拉张弧后裂解,2.0~2.15Ga发生有洋壳的俯冲,在~1.88Ga发生造山变质作用形成区域上的胶-辽-吉造山带。     

辽东半岛盖州市梁屯地区古元古代大理岩的碎屑锆石U--Pb定年及地质意义

通过地层对比、锆石LA--ICP--MS U--Pb定年及岩石地球化学研究限定胶—辽—吉活动带北东段辽东半岛盖州市梁屯地区一套碳酸盐岩建造的原岩形成时代、物质来源和地层归属等。其炭质方解大理岩锆石阴极发光(CL)图像显示碎屑锆石核部大都具有振荡环带,且其Th/U比值较高(Th/U=0. 15～2. 04),表明其为岩浆来源成因。锆石U--Pb年代学定年结果显示存在两个主要的年龄峰值,主要年龄峰值为新太古代晚期(2 560～2 500 Ma),次要峰值为古元古代中晚期(2 040～2 000 Ma),其沉积时限应晚于2. 0 Ga,与古元古代辽河岩群沉积时代一致。此外,该年龄与区域上的太古代基底和大量出露的辽吉花岗岩的年龄相一致,表明炭质方解大理岩物质来源于太古代基底和辽吉花岗岩。并通过岩相学、岩石地球化学、年代学和区域对比等研究,确认梁屯地区分布的这套富含炭质的大理岩建造(原岩为沉积石灰岩)可与辽河群高家峪岩组对比,而非前人认为的大石桥岩组。     

Magmatic and tectonic history of Jurassic ophiolites and associated granitoids from the South Apuseni Mountains (Romania)

The Jurassic ophiolites in the South Apuseni Mountains represent remnants of the Neotethys Ocean and belong to the East Vardar ophiolites that contain ophiolite fragments as well as granitoids and volcanics with island-arc affinity. New U–Pb zircon ages, and Sr and Nd isotope ratios give insights into their tectono-magmatic history. The ophiolite lithologies show tholeiitic MOR-type affinities, but are occasionally slightly enriched in Th and U, and depleted in Nb, which indicates that they probably formed in a marginal or back-arc basin. These ophiolites are associated with calc-alkaline granitoids and volcanics, which show trace element signatures characteristic for subduction-enrichment (high LILE, low HFSE). Low ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.703836–0.704550) and high ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd ratios (0.512599–0.512616) of the calc-alkaline series overlap with the ratios measured in the ophiolitic rocks (0.703863–0.704303 and 0.512496–0.512673), and hence show no contamination with continental crust. This excludes a collisional to post-collisional origin of the granitoids and is consistent with the previously proposed intra-oceanic island arc setting. The new U–Pb ages of the ophiolite lithologies (158.9–155.9 Ma, Oxfordian to Early Kimmeridgian) and granitoids (158.6–152.9 Ma, latest Oxfordian to Late Kimmeridgian) indicate that the two distinct magmatic series evolved within a narrow time range. It is proposed that the ophiolites and island arc granitoids formed above a long-lived NE-dipping subduction zone. A sudden flip in subduction polarity led to collision between island arc and continental margin, immediately followed by obduction of the ophiolites and granitoids on top of the continental margin of the Dacia Mega-Unit. Since the granitoids lack crustal input, they must have intruded the Apuseni ophiolites before both magmatic sequences were obducted onto the continental margin. The age of the youngest granitoid (~153 Ma, Late Kimmeridgian) yields an estimate for the maximum age of emplacement of the South Apuseni ophiolites and associated granitoids onto the Dacia Mega-Unit.     

Multi-proxy isotopic tracing of magmatic sources and crustal recycling in the Palaeozoic to Early Jurassic active margin of North-Western Gondwana

We trace source variations of active margin granitoids which crystallised intermittently over ~300 Ma in varying kinematic regimes, by combining zircon Lu-Hf isotopic data from Early Palaeozoic to Early Jurassic igneous and metaigneous rocks in the Mérida Andes, Venezuela and the Santander Massif, Colombia, with new whole rock Rb/Sr and Sm-Nd isotopic data, and quartz O isotopic data. These new data are unique in South America because they were obtained from discrete magmatic and metamorphic zircon populations, providing a high temporal resolution dataset, and compare several isotopic systems on the same samples. Collectively, these data provide valuable insight into the evolution of the isotopic structure of the continental crust in long-lived active margins.Phanerozoic active margin-related granitoids in the Mérida Andes and the Santander Massif yield zircon Lu-Hf model ages ranging between 0.77 Ga and 1.57 Ga which clearly define temporal trends that can be correlated with changes in tectonic regimes. The oldest Lu-Hf model ages of >1.3 Ga are restricted to granitoids which formed during Barrovian metamorphism and crustal thickening between ~499 Ma and ~473 Ma. These granitoids yield high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, suggesting that evolved, Rb-rich middle to upper crust was the major source of melt. Granitoids and rhyolites which crystallised during subsequent extension between ~472 Ma and ~452 Ma yield younger Lu-Hf model ages of 0.80 Ga–1.3 Ga and low initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, suggesting that they were derived from much more juvenile, Rb-poor sources such as mafic lower crust and mantle-derived melts. The rapid change in magmatic sources at ~472 Ma can be attributed either to reduced crustal assimilation during extension, or a short pulse of crustal growth by addition of juvenile material to the continental crust. Between ~472 Ma and ~196 Ma Lu-Hf model ages remain mostly constant between ~1.0 and ~1.2 Ga. The large scatter and the absence of definite trends in initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios suggest that both mafic, Rb-poor, and evolved Rb-rich sources were important precursors of active margin magmas in Colombia and Venezuela throughout the Palaeozoic to the Early Jurassic.Previous studies have shown that the genesis of arc magmas may be stimulated by heat advection to the crust during the underplating of mantle derived melt, but the absence of permanent younging trends in Lu-Hf model ages from ~472 Ma to ~196 Ma suggests that very little new crust was generated during this period in the studied region. An overwhelming majority of the analysed igneous rocks yield zircon Lu-Hf model ages of >1 Ga which may be accounted for by documented local crustal end members of 1 Ga–1.6 Ga, and do not require contributions from the depleted mantle. Therefore, recycling of ~1 Ga and older crust was a dominant process in the north-western corner of Gondwana between ~472 Ma and ~196 Ma.This study shows that whole rock Sm-Nd and zircon Lu-Hf data can be interpreted similarly regarding the age of the source regions, whereas Rb-Sr and O isotope data from the same rocks yield valuable information regarding the geochemical nature of the source.     

蒙古-鄂霍茨克洋俯冲的记录：额尔古纳地区八大关变质杂岩的证据

本文对额尔古纳地块西缘八大关杂岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和岩石地球化学分析,以确定该套杂岩的形成时代及其构造属性。原定义为"佳疙瘩组"的八大关杂岩主要由黑云角闪斜长片麻岩和花岗质糜棱岩组成。LA-ICP MS锆石U-Pb研究表明,3个样品的锆石发育典型的岩浆振荡环带,高Th/U(0.13~1.42),轻稀土元素亏损,重稀土元素富集,具有强烈的正Ce异常和强烈的负Eu异常等特征,表明锆石均属于岩浆成因。测年结果表明2个黑云角闪斜长片麻岩形成时代分别为210±2Ma、214±2Ma,花岗质糜棱岩的原岩年龄为203±3Ma;样品中同时存在~501Ma和~795Ma的捕获/继承锆石。上述结果显示八大关杂岩的形成时代应为晚三叠世而不是前人认为的新元古代,而捕获锆石则显示与东北其它地块具有相同的构造演化历史。地球化学研究显示,八大关杂岩具有高钠、铝等特点,A/CNK=0.86~1.05,A/NK=1.53~1.97,为准铝质到弱过铝质钙碱性系列;轻稀土元素富集、重稀土元素亏损(La/Yb)N=6~31,Eu弱亏损(Eu/Eu*=0.50~1.01),具有较高的Sr含量(在378×10-6~598×10-6之间)及低的Yb含量(在0.71×10-6~3.50×10-6之间);微量元素原始地幔标准化蛛网模式图显示,富集Rb、Ba、K及Sr等大离子亲石元素、强烈亏损Nb、Ta、P、Ce及Ti等高场强元素。这些地球化学特征表明八大关杂岩形成于活动大陆边缘的岛弧环境。因此,八大关杂岩应形成于蒙古-鄂霍茨克洋向额尔古纳地块俯冲的大地构造背景,为蒙古-鄂霍茨克洋在三叠纪晚期南向俯冲提供了关键证据。