西昆仑北缘新元古代片麻状花岗岩锆石SHRIMP年龄及其意义

在西昆仑北缘早前寒武纪变质地层中,笔者等识别出大量不同时代的片麻状花岗岩,其中包括新元古代片麻状花岗岩。获得最新的新元古代片麻状花岗岩的单颗粒锆石SHRIMP年龄为815±57Ma,片麻状花岗岩的岩石学特征反映它们形成于裂解构造背景,结合对区域上新元古代地层及中元古代末期构造事件的研究,笔者认为新元古代片麻状花岗岩反映了古塔里木板块作为Rodinia超大陆一员发生裂解的时间,这对研究古塔里木板块在Rodinia超大陆中的位置及中国Rodinia超大陆裂解的研究提供了重要的地质依据。     

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。     

内蒙古北山地区发现新元古代片麻状花岗岩:锆石U-Pb定年证据

<正>1研究目的(Objective)北山造山带位于中亚造山带最南缘,经历了复杂的地质演化历史。北山造山带存在两个古老地块为敦煌地块和明水—旱山地块。在敦煌地块之上的柳园地区,梅华林等曾发现有榴辉岩和新元古代花岗质片麻岩。而对于明水—旱山地块,前人鲜有报道存在有新元古代的花岗岩。本次对于明水—旱山地块之上片麻状花岗岩年代学的研究,将为北山造山带北带是否存在新元古代片麻状花岗岩、同时确立该区构造演化历史提供新的基础资料。     

东天山大白石头南新元古代片麻状花岗岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及地质意义

对东天山大白石头南片麻状花岗岩的研究,可以为新元古代早期Rodinia超大陆汇聚事件提供约束.在野外调查和岩相学研究的基础上,对该片麻状花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩地球化学和锆石原位Hf同位素分析.研究显示,片麻状花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为922.7±7.9 Ma.岩石富SiO₂（70.04%~71.60%）、碱（Na₂O+K₂O=5.93%~6.58%）、Al₂O₃（13.88%~14.91%）和低MgO（1.13%~1.29%）.岩石Al₂O₃/TiO₂（25~27）小于100,CaO/Na₂O（0.7）大于0.3,K₂O/Na₂O（1.6~2.2）大于1.0,富集大离子亲石元素Rb、Th、K及La等,亏损Ba、Ta、Nb和Sr等,（La/Yb）_N（7.29~8.11）小于10,δEu小于0.5,均显示出S型花岗岩特征.锆石ε_Hf（t）均为正值（3.226 78~13.727 46）,二阶段模式年龄为920~1 598 Ma,表明新元古代花岗岩形成于大陆边缘构造环境.综合已有研究结果,可以推断天山地区出露的该期构造岩浆事件可能对应于新元古代的罗迪尼亚（Rodinia）超大陆汇聚事件.      

豫西南地区北秦岭地体新元古代花岗岩类岩石成因及其地质意义

北秦岭地体中新元古代花岗岩类岩石是秦岭造山带的重要组成部分,记录了造山带基底前寒武纪地壳形成和演化历史。本文报道方庄和德河花岗岩岩体的锆石U-Pb年龄和O同位素组成、全岩元素和Sr-Nd同位素地球化学组成,探讨其岩石成因和地壳演化意义。结果表明,方庄花岗质糜棱岩的锆石结晶年龄为933.4±9.2Ma,δ18O值8.3‰～11.9‰,初始87Sr/86Sr比值0.72455,初始εNd值-6.0,Nd模式年龄2.09Ga(tDM2);德河黑云斜长片麻岩的锆石结晶年龄为948.1±8.9Ma,初始87Sr/86Sr比值变化较大,初始εNd值-5.0,Nd模式年龄2.02Ga。结合已报道的新元古代花岗岩类岩体的年龄和地球化学数据,北秦岭地体新元古代岩浆作用可以划分为980～870Ma挤压碰撞作用和～844Ma伸展裂解作用两大阶段,包括～940Ma强烈变形S型同碰撞花岗岩、～880Ma弱-无变形后碰撞I型花岗岩和～844Ma板内A型碱性岩三类花岗岩体。地球化学组成显示,这些花岗岩类岩石可能源自不同时期形成的秦岭群基底杂岩的部分熔融,但在后碰撞阶段幔源物质或年轻地壳物质的加入明显增加。北秦岭地体中新元古代岩浆活动与Rodinia超大陆演化基本同时代,可能记录超大陆形成过程中的地壳响应。在新元古代之前,北秦岭地体或许具有不同于华北陆块和华南陆块的演化历史。     

北苏鲁超高压变质带前寒武纪基底研究新进展

北苏鲁超高压变质带位于胶东牟平-即墨断裂以东的地区,其前寒武纪基底以出露新元古代的双峰式火成岩为主要特征,其主要岩石组合包括大量花岗片麻岩以及少量变（超）基性岩（榴辉岩）、变沉积岩。对花岗片麻岩、变质（超）基性岩的岩石组合、地球化学、锆石U-Pb和Lu-Hf同位素的研究表明,北苏鲁存在新太古代-古元古代的残留地壳,经历了1.8~2.2 Ga期间的岩浆-火山-变质事件;新元古代中期（0.72~0.80 Ga）与Rodinia超大陆的裂解相关的岩浆活动促使地壳的生长和再造,形成了北苏鲁的前寒武纪基底的主体;北苏鲁和苏鲁-大别造山带一样,其前寒武纪基底是扬子板块北缘的一部分,苏鲁造山带的西北边界是五莲-烟台断裂带。     

阿尔金造山带青白口纪片麻状花岗岩的厘定及对Rodinia超大陆汇聚时限的制约

阿尔金造山带新元古代花岗岩的研究对探讨该地区Rodinia超大陆汇聚阶段构造演化过程具有重要意义。本文对在亚干布阳一带新厘定的青白口纪片麻状花岗岩开展了详细的岩石学、年代学和岩石地球化学研究。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学证据显示片麻状花岗岩结晶年龄分别为(883.0±3.3)Ma和(883.1±3.3)Ma,说明其侵位于青白口纪。地球化学结果显示,常量元素具有富硅、铝、钾和低钠、镁、钙和钛的特点,具钙碱性-高钾钙碱性、过铝质花岗岩特征。岩石轻稀土分馏较强而重稀土分馏较弱,具有明显的负Eu异常,总体呈右倾的"V"型稀土分配模式。岩石富集Rb、Th、LREE等大离子亲石元素,中等亏损Ba,强烈亏损Nb、Sr、P、Hf、Ti等高场强元素,总体特征显示了典型的壳源花岗岩的特征,其源于地壳变质砂岩部分熔融,形成于同碰撞晚期构造环境,属Rodinia超大陆汇聚阶段的产物。综合研究表明,阿尔金地区新元古代早期同碰撞型岩体的形成时代集中在871～945 Ma,限定了Rodinia超大陆汇聚时限,且在空间上构成了一条重要的岩浆岩带,是对Rodinia超大陆碰撞汇聚作用的响应。     

甘肃北山新元古代侵入岩的厘定及其对北山盆山演化格局的制约

北山地区是中亚造山带的组成部分,记录了重要的新元古代构造演化信息。对甘肃北山咸水沟原1:25万区域地质调查所划的泥盆纪侵入岩开展研究,新解体出新元古代二长花岗岩体,对该二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,其²⁰⁶Pb/²³⁸U加权年龄为(787 ±15)Ma。岩石富SiO₂、低TiO₂、高Al₂O₃、富碱,里特曼指数σ和铝饱和指数A/CNK均大于1.05,轻稀土相对于重稀土富集,(La/Yb)_N值为15.20~23.28,表明轻重稀土高度分异,(La/Sm)_N比值为3.14~4.22,指示轻稀土分馏较大,具明显的负Eu异常,富集Rb、Th、La,亏损Nb、P、Ti、Sr,表现出S型花岗岩特征。北山地区的新元古代二长花岗岩形成于大陆碰撞构造环境,位于Rodinia超大陆边缘,该期岩浆事件反映了新元古代北山地区发生了板块碰撞。     

北淮阳地区晚元古宙花岗岩类岩石地球化学特征及构造背景

安徽北淮阳地区片麻状花岗岩带是华北陆块南缘晚元古宙花岗岩带的一部分。通过对该区片麻状花岗岩带岩石地质地球化学研究表明，其属形成于晚元古宙活动大陆边缘环境的火山弧花岗岩。该类岩石的出现，证明在晋宁运动时，中国南北大陆地质演化曾发生过重大转折，并为显生宙以来秦岭－大别造山带的形成演化奠定了基础。     

察尔汗钻孔介形类记录及其对察尔汗古湖晚更新世高湖面的指示

东天山小黄山花岗岩位于阿齐克库都克断裂和康古尔塔格断裂之间的构造带,为一类具有白云母、石榴子石等矿物的S型花岗岩,属于强过铝质花岗岩类。其LA- ICP- MS 锆石U- Pb同位素测年结果为835. 4±9. 0 Ma,地球化学特征说明此花岗岩为后碰撞岩浆作用而成,属于新元古代Rodinia超大陆拼贴- 裂解事件的产物。此外,该前寒武纪岩体的发现结合康古尔塔格—镜儿泉沿线出露的蛇绿岩、含蓝晶石和石榴子石的变质岩系,以及康古尔塔格断裂带南北两侧区域地层的差异,可以将康古尔塔格断裂带作为分隔中天山和北天山构造带的重要依据。     

西昆仑地区元古宙岩浆侵入作用及构造-岩浆演化过程

通过对西昆仑地区元古代侵入岩的岩石类型、形成时代和岩石地球化学资料的综合分析,探讨各个构造单元侵入岩形成期次、岩石成因及构造-岩浆演化过程。铁克里克断隆带元古宙中酸性侵入岩以A型花岗岩为主,是塔里木板块古老基底在高温低压条件下发生部分熔融的产物。西昆仑造山带古元古代和中元古代早期中酸性侵入岩为钙碱性I型花岗岩,是变玄武岩在低温条件下部分熔融条件下形成的,而古元古代晚期和新元古代中酸性侵入岩则是高温条件下老基底岩系部分熔融而形成的A型花岗岩。甜水海地块仅发育新元古代侵入岩,为S型花岗岩,是高温高压环境下甜水海地块古老基底部分熔融而形成。根据侵入岩岩浆演化规律,将西昆仑地区元古宙划为4个演化阶段:12 426~1 567Ma:以铁克里克断隆带A型花岗岩为代表的塔里木板块陆内演化,以西昆仑造山带钙碱性-拉斑质I型花岗岩为代表的陆缘弧。21 301~1 000Ma:铁克里克断隆带和西昆仑造山带均以陆内演化性质的A型花岗岩为主。31 000~851 Ma:甜水海地块S型花岗岩可能是陆-陆碰撞导致地壳加厚的产物,指示甜水海地块可能作为Rodinia超大陆的一员发生聚合拼接作用。4815~644 Ma:铁克里克断隆带和西昆仑造山带均存在碱性基性岩浆岩和A型花岗岩的双峰式侵入岩组合,指示塔里木地块和西昆仑地块可能作为Rodinia超大陆组成部分,在该阶段发生了裂解作用。通过对元古宙侵入岩的系统分析,西昆仑地区不同构造单元地壳演化有一定差异,经历了不同演化过程。     

额尔古纳地块新元古代岩浆作用与微陆块构造属性:来自侵入岩锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素的制约

对额尔古纳地块新元古代花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素研究,以便对其新元古代岩浆作用历史与微陆块构造属性给予制约.所测花岗质岩石中锆石的CL图像特征和Th/U比值(0.17~1.46) 显示其为岩浆成因.测年结果并结合前人定年结果,可以判定额尔古纳地块上至少存在~929 Ma、~887 Ma、~850 Ma、~819 Ma、~792 Ma、~764 Ma和~738 Ma岩浆事件.岩石地球化学特征显示,~887 Ma花岗岩为一套后碰撞花岗岩类;而850~737 Ma花岗质岩石整体上属于A-型花岗岩,也有部分岩体(漠河、阿木尔、碧水和室韦岩体)显示I-型花岗岩特征.锆石Hf同位素特征反映这些花岗岩的源区既有中-新元古代(T_DM2=884~1 563 Ma)新增生地壳物质的部分熔融,同时伴有少量古老地壳物质的混染,也有残留的古老中基性下地壳物质的部分熔融.综合研究区新元古代侵入岩的地球化学特征,同时对比新元古代全球构造热事件,认为额尔古纳地块上新元古代岩浆活动记录了Rodinia超大陆形成和演化过程中的地壳响应:927~880 Ma的岩浆作用应是Rodinia超大陆汇聚造山的产物;而850~737 Ma的岩浆作用应是对Rodinia超大陆快速裂解的记录.通过岩浆事件对比发现,额尔古纳地块与邻近的西伯利亚南缘微陆块(如中蒙古地块和图瓦地块)具有亲缘性,而与塔里木板块和华南板块至少在新元古代岩浆活动上具有一定的相似性,而明显区别于华北板块和西伯利亚板块.      

南秦岭东部新元古代埃达克质岩的发现及其地质意义

秦岭造山带是一条复合型大陆碰撞造山带,存在若干新元古代构造岩浆事件的遗迹,它们对深化认识南北秦岭汇聚-碰撞过程和Rodinia超大陆聚合具有重要意义。本文对南秦岭东部豆腐尖岩体英云闪长岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素地球化学研究。代表性样品的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为860.7±6.0Ma,表明其形成时代为新元古代。岩石地球化学特征表现为高SiO₂(62.41%-68.89%)、高Al₂O₃(15.33%-17.33%),富Na₂O(4.23%-5.80%)和高Na₂O/K₂O比值(1.11-2.41),富Sr(>400×10^-6),低MgO(0.55%-2.08%),低Y(7.40×10^-6-18.20×10^-6)、Yb(0.63×10^-6-1.62×10^-6),高Sr/Y比值(31.49-78.22),轻稀土元素显著富集[(La/Yb)_N>20],弱Eu正异常,具埃达克质岩特征。较高的K₂O含量(2.00%-4.31%)和低MgO以及显著的高La/Yb比值等特征指示,其具有典型高钾钙碱性埃达克质岩特征,很可能源于加厚下地壳的部分熔融,推测该岩体形成时南秦岭地壳厚度可能达到65 km。结合区域地质资料,认为豆腐尖岩体形成于陆-陆碰撞环境,是新元古代松树沟洋盆闭合后北秦岭和南秦岭碰撞造山的产物,是Rodinia超大陆聚合事件在该地区的岩浆响应。新元古代早期商南豆腐尖高钾钙碱性埃达克质岩的首次识别为限定南-北秦岭碰撞事件提供了有力约束。     

南阿尔金陆块科克萨依新元古代花岗岩成因及地质意义

南阿尔金陆块是阿尔金造山带的重要组成部分.大量新元古代花岗岩出露于南阿尔金亚干布阳-帕夏拉依裆-科克萨依一带.这些花岗岩记录了与Rodinia超大陆汇聚有关的动力学信息,因此对其进行研究有利于对阿尔金造山带演化历史的认识和理解.选取了科克萨依花岗岩岩体进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成的研究.研究结果表明:（1）科克萨依二长花岗岩的主要矿物有:石英、钾长石、斜长石、黑云母和白云母;花岗岩的锆石U-Pb年龄为947~945 Ma.（2）地球化学特征显示,岩石具有高SiO₂（71.54%~74.69%）、高Na₂O+K₂O（6.33%~7.40%）,低CaO（1.59%~2.00%）,低MgO（0.43%~0.61%）和TiO₂（0.25%~0.37%）的特征,相对富钾,K₂O/Na₂O比值为1.02~1.71,A/CNK在1.10~1.14之间,属高钾钙碱性系列的过铝质花岗岩.富集Rb、Th、K、La等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等元素;轻稀土富集而重稀土亏损,具有明显的负Eu异常.（3）锆石ε_Hf（t）为-4.09~+3.87之间,二阶段模式年龄t_DM2为1.6~2.0 Ga.这些特征表明科克萨依二长花岗岩是古老地壳富长石贫黏土的（变）杂砂岩部分熔融形成的S型花岗岩.结合相邻地区新元古代花岗岩类的地球化学、同位素特征及阿尔金区域构造资料,认为科克萨依二长花岗岩形成于新元古代时期,是碰撞造山环境下的产物,是Rodinia超大陆汇聚碰撞过程的响应.      

南天山早二叠世Ⅰ型花岗岩Sr-Nd-Hf同位素特征:岩石成因和大陆地壳增长的意义

新疆南天山地区发育大量晚石炭世-早二叠世的花岗质侵入岩,然而这些花岗岩的岩石成因和形成构造背景仍然存在着较大的争议.对南天山黑云母二长花岗岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学以及Sr-Nd-Hf同位素研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,其形成年龄为295.8±1.7 Ma.地球化学特征表明,该花岗岩具有弱过铝质（A/CNK=1.02~1.04）、富碱（K₂O+Na₂O=7.49%~8.78%）、富钾（K₂O/Na₂O=1.05~1.53）特征,属于高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩;微量元素富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）,具有中等的负铕异常（δEu=0.38~0.57）,且Sr、Ba也显示明显的亏损特征.该花岗岩具有较高的（87Sr/86Sr）_i值（0.709 2~0.714 2）,其ε_Nd（t）与ε_Hf（t）以负值为主,个别样品ε_Nd（t）和ε_Hf（t）值显示较低的正值.这些特征表明其源自古-中元古代地壳的长英质岩浆与地幔的镁铁质岩浆混合而成,且少量新元古代地壳物质也参与了成岩过程,其母岩浆就位前发生了斜长石分离结晶作用.综合前人研究,认为南天山地区晚石炭世-早二叠世花岗质岩石可能是南天山洋板片回撤、软流圈上涌诱发前寒武基底组分发生部分熔融并与幔源岩浆混合作用形成.显生宙以来南天山造山带花岗岩源区主要为古老地壳重熔,与中亚造山带其他地区相比,南天山新生地壳增长并不明显.      

Vestiges of the Mesoproterozoic Events in the Neoproterozoic Mozambique Belt: the East African Perspective in the Rodinia Puzzle

Most of the geological and palaeogeographical models consider the Neoproterozoic supercontinent Gondwana (∼650-550 Ma) as the direct offspring of the disintegrated Mesoproterozoic supercontinent Rodinia (∼1300-750 Ma). One of the main classical sutures along which the dispersing Rodinia fragments were fused into a new supercontinent (Godwana) is identified as the Mozambique belt of East Africa. The calc-alkaline magmatism (∼1200-950 Ma) in northern Mozambique, southern Malawi and southern Tanzania is regarded as the sole evidence for fragmentation of Rodinia, which is traced within this Neoproterozoic orogenic belt. There are no unequivocal Mesoproterozoic (Kibaran) sediments in this orogen. Concrete evidence for Kibaran metamorphism and deformation is missing. Thus, these solitary documented Kibaran magmatic vestiges in the belt do not ascribe to a true complete orogenesis, which involved the disintegration and dispersal of Rodinia. Consequently, the available sparse Mesoproterozoic (Kibaran) geological and isotopic data from the Mozambique belt of East Africa contentiously suggest its involvement in the aggregation of the supercontinent Rodinia at about 1300-1100 Ma ago.     

扬子克拉通北缘新元古代A型花岗岩的发现及大地构造意义

对大磊山片麻状花岗岩的研究可以为新元古代罗迪尼亚超大陆在扬子克拉通北缘裂解提供约束.在详细野外地质调查和岩相学工作基础上,对该片麻状花岗岩进行了系统的锆石U-Pb定年、全岩地球化学和锆石原位Lu-Hf同位素分析,研究发现,这些片麻状花岗岩富硅(SiO₂=73.18%~77.40%)、碱(Na₂O+K₂O=8.07%~8.70%)、贫铝(Al₂O₃=12.11%~13.92%)和镁(MgO=0.10%~0.34%),富集LILE、Ga、Rb、Th,Zr和Hf元素具明显正异常,Nb、Sr、P、Ti等元素具明显负异常,表现出后造山A型花岗岩(A₂型)的特征.这些花岗岩中,锆石均具典型的震荡环带,Th/U比值均大于0.5,为岩浆成因;两个样品的LA-ICP-MS(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry)锆石的谐和分别是:801.3±3.0 Ma(MSWD=0.62,n=21) 和796.1±6.3 Ma(MSWD=1.70,n=15),其中一个样品继承锆石谐和年龄为845.0±12.0 Ma(MSWD=1.30,n=6),表示他们是新元古代岩浆结晶产物.锆石ε_Hf(t)值变化于-7.5~+8.0,正ε_Hf(t)值对应的亏损地幔单阶段模式年龄(t_DM1)为1 242~1 059 Ma,负ε_Hf(t)值对应的地壳两阶段模式年龄(t_DM2)为1 636~1 981 Ma,显示该地区存在的最古老物质是古元古代(老至1 981 Ma).这些数据结果表明形成大磊山A型花岗岩的初始物质主要为元古代古老地壳物质,暗示该岩浆源自于壳幔混合作用,幔源端元可能源自于伸展拉张背景下地幔岩浆上涌.结合区域研究成果认为,该A型花岗岩的形成与罗迪尼亚超大陆聚合后-裂解中的陆缘弧后拉张环境所引起的深部古元古代地壳拉张垮塌有关.