华北克拉通南缘豫西下汤地区2.3 Ga岩浆作用和1.94 Ga变质作用

本文报道了华北克拉通南缘豫西鲁山下汤地区古元古代片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩的全岩地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。岩石呈包体形式存在于中元古代花岗岩中。片麻状花岗岩具深熔特征,岩浆锆石年龄为2.30Ga;岩石高SiO2和K2O,低ΣFeO、MgO和CaO,具稀土总量较高(ΣREE=165.8×10-6)、轻重稀土分离较强[(La/Yb)n=37.8]及弱负铕异常(Eu/Eu*=0.76)的稀土模式;εNd(t)(t=2.30Ga)=-0.75;tDM(Nd)=2.66Ga。黑云角闪斜长片麻岩变质原岩为辉长闪长岩,捕获锆石年龄为2.25Ga;岩石低SiO2和MgO,高Al2O3和P2O5,具稀土总量高(ΣREE=373.4×10-6)、轻重稀土分离不强[(La/Yb)n=9.4]及较强负铕异常(Eu/Eu*=0.44)的稀土模式;εNd(t)(t=2.25Ga)=-1.21;tDM(Nd)=2.75Ga。片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩都记录了1.94Ga变质锆石年龄。片麻状花岗岩的岩浆锆石组成域的εHf(t)(t=2.30Ga)=-6.71～0.38,tDM1(Hf)=2627～2910Ma,tDM2(CC)(Hf)=2823～3255Ma。黑云角闪斜长片麻岩的捕获锆石组成域的εHf(t)(t=2.25Ga)=-19.58～-1.73,tDM1(Hf)=2664～3360Ma,tDM2(CC)(Hf)=2968～4011Ma。结合前人资料,得出如下结论:华北克拉通南缘豫陕晋结合部地区存在一规模较大的约2.3Ga地质体分布区;华北克拉通南缘很可能存在规模巨大的>2.7Ga基底;中部造山带与孔兹岩带具有类似的古元古代晚期构造热事件演化历史。     

华北吕梁地区2.4Ga A型花岗岩的确定及地质意义

华北克拉通新太古代末与古元古代早期的构造转化对认识华北克拉通早期地壳演化具重要意义。该克拉通中部带吕梁地区盖家庄正长花岗岩获得2398~2408Ma的形成年龄,其成因研究将为探讨华北克拉通新太古代晚期与古元古代早期构造演化提供重要信息。该岩体富K,高硅、碱、Fe OT/Mg O,低Ca、Mg,富集Rb、Th、U等LILE、较高的HFSE,明显亏损Sr、Ba、P、Ti,具弱轻重稀土分异和强负Eu异常的"燕式"稀土分配模式,并具高的Ga/Al比值和高锆石饱和温度,显示了碰撞造山后A2型花岗岩的特征。岩体全岩εNd(t)=2.0~2.3,两阶段Nd模式年龄tDM2=2606~2629Ma,锆石εHf(t)=+2.2~+7.1,tDM2(2494~2791Ma)略高或接近其形成年龄,一致证明主要源自新太古代中晚期新生下部陆壳物质的部分熔融,并有少量幔源物质的添加。结合区域地质及同期钾质花岗岩类的广泛出现,盖家庄正长花岗岩与同期钾质花岗岩一同代表了华北克拉通~2.5Ga形成后,中部构造带于古元古代早期~2.4Ga发生的一次陆壳伸展拉张作用引发的地幔物质上涌基性岩浆上侵导致下部新生陆壳物质增温发生部分熔融构造岩浆事件,证明陆壳已转入伸展拉张构造环境。     

内蒙古苏尼特左旗中元古代片麻状花岗岩的成因及大地构造意义

内蒙古锡林浩特地块位于兴蒙造山带中部,地块前寒武纪岩系由宝音图群和片麻状花岗岩等组成。锡林浩特地块~1.4Ga片麻状花岗质岩石的发现为古老地块提供了佐证,但其岩石成因及大地构造意义不清。苏尼特左旗地区中元古代花岗岩主要由片麻状正长花岗岩和片麻状二长花岗岩组成。4件样品的LA- ICP- MS锆石U- Pb年龄为1373~1399Ma,属中元古代中期。片麻状花岗岩具有高硅、富碱、K2O/Na2O比值>1和过铝质等特征,并且稀土总量高、Eu负异常明显、轻稀土富集且重稀土亏损,属于A2- 型花岗岩。总体具有弱亏损的同位素组成,全岩εNd(t)除一个样品为负值(-0.2)以外,均为较小正值(+0.3~+1.0),两阶段Nd模式年龄tDM2 为1.88~1.97Ga,锆石εHf(t)值均为正值(+0.8~+11.1),tDM2 大多介于1.45~2.17Ga之间,表明主要源于古元古代末期新生地壳的部分熔融。区域上~1.4 Ga钾质花岗岩类的广泛出现表明为一次陆壳伸展作用引发构造岩浆事件,它是对全球哥伦比亚超大陆裂解事件的响应,锡林浩特地块中元古代(~1.4Ga)A- 型花岗岩的发现表明中元古代中期华北克拉通和锡林浩特地块同处于大陆伸展的构造环境。     

苏鲁造山带荣成超高压地体片麻岩锆石年龄和铪同位素组成特征

本文对苏鲁造山带内荣成超高压地体片麻岩样品进行了锆石U-Pb年龄、Hf同位素和全岩Nd同位素分析,旨于探讨片麻岩的原岩性质及成因。3个片麻岩样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄(770Ma和710Ma之间)表明原岩形成于晚元古代,与Rodinia超大陆裂解过程的岩浆活动时间相吻合。14个片麻岩的单阶段钕模式年龄变化在1.70Ga至2.30Ga(平均～1.93Ga),表明荣成超高压地体片麻岩平均地壳存留时间为古元古代,与扬子陆块的平均地壳形成年龄相一致,暗示具有扬子陆块属性。其锆石ε_(Hf)(t)值(t=750Ma)和模式年龄值变化范围大。2个片麻岩的锆石具有非常负的ε_(Hf)(t),平均值为-16.4,铪模式年龄为2.70Ga。6个片麻岩的锆石ε_(Hf)(t)平均值为-7.7,铪模式年龄为2.15Ga。这些结果表明荣成超高压地体部分原岩主要由太古代-古元古代地壳物质在晚元古代时重熔形成的,进一步说明荣成地区可能有扬子陆块的太古代地壳残留。另有6个片麻岩的锆石ε_(Hf)(t)变化范围为-0.56至6.6之间,其中部分锆石的两阶段Hf模式年龄为0.81Ga至0.94Ga,表明片麻岩原岩晚元古代形成时,有幔源岩浆活动和新生地壳形成,可能同时存在强烈壳-幔相互作用,上侵的幔源岩浆底侵导致上覆扬子陆块太古代-古元古代地壳物质重熔,形成花岗质岩浆。     

内蒙古武川西乌兰不浪地区早前寒武纪变质基底锆石SHRIMP定年及Hf同位素组成

本文报道了华北克拉通西部武川西乌兰不浪地区太古宙变质基底的锆石SHRIMP年龄和Hf同位素组成。一个片麻状奥长花岗岩样品的锆石具核边结构,核部岩浆锆石和边部变质锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为2692±17Ma和2528±16Ma。对9个样品进行了锆石Hf同位素分析。新太古代早期(2692～2697Ma)片麻状奥长花岗岩(2个样品)的岩浆锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为4.78～8.83、2646～2780Ma和2632～2845Ma;新太古代二辉麻粒岩(2个样品)中的捕获锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为-2.30～8.62、2543～2954Ma和2529～3189Ma;新太古代变质深成岩(4个样品)的岩浆锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为-2.60～8.09、2529～2880Ma和2538～3089Ma;古元古代蓝晶石榴长英质片麻岩(1个样品)的碎屑锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为1.52～6.59、2432～2774Ma和2498～2925Ma。结合前人研究结果,可得出如下结论和认识:1)该区存在新太古代早期片麻状奥长花岗岩,太古宙岩石在新太古代晚期普遍遭受高级变质作用影响;2)新太古代早期为该区地壳形成主要时期,新太古代晚期则主要表现为陆壳物质再循环;3)作为阴山地块的典型代表,固阳-武川地区与华北克拉通东部太古宙基底十分类似,可能表明华北克拉通在新太古代晚期已成为统一的整体。     

蚌埠隆起区中生代花岗岩的岩石成因：锆石Hf同位素的证据

对蚌埠隆起区中生代不同时期的花岗岩中6个岩体的锆石LA-MC-ICP MS原位Hf同位素的研究,据此限定它们的岩浆源区和重建华北克拉通东南部的构造格架。结果表明,中生代不同时期的花岗岩中岩浆锆石的初始Hf同位素组成(ε_(Hf)(t))可以分成两组:第一组的女山(130Ma)和西庐山花岗岩(130Ma)的ε_(Hf)(t)值分别为-18.4和-16.1;第二组的曹山(110Ma)、锥山二长花岗岩(110Ma)和蚂蚁山花岗岩(110Ma)以及淮光花岗闪长岩(130Ma)的ε_(Hf)(t)值分别为-22.3、-23.1和-21.1以及-28.1,这些岩浆锆石低的ε_(Hf)(t)值表明它们可能来源于古老的大陆下地壳。女山和西庐山岩体中早古生代—新元古代继承锆石具有低的ε_(Hf)(t)值(-2.3～-7.7)和1.52Ga～1.79Ga的Hf同位素两阶段模式年龄,表明它们的岩浆源区主要以扬子克拉通下地壳物质为主。曹山、锥山和蚂蚁山以及淮光岩体中岩浆锆石的Hf同位素两阶段模式年龄为1.89Ga～2.58Ga,结合淮光岩体中古元古代继承锆石和3400Ma捕获锆石中低的ε_(Hf)(t)值(-5.7～-6.8,-0.6、-0.9)和古老的Hf同位素两阶段模式年龄(2.44Ga～2.80Ga,3.7Ga),表明它们主要来源于华北克拉通下地壳物质的部分熔融。淮光和女山岩体中古元古代—新太古宙继承锆石中正的ε_(Hf)(t)值(0.3～6.7)以及高的ε_(Hf)(t)值(16.9～21.7)的存在,暗示形成这些古老继承锆石的初始物质中有幔源物质的涉入。蚌埠隆起区深部地壳中扬子克拉通基底物质的存在暗示扬子克拉通可能沿着郯庐断裂带向西或北西方向俯冲于华北克拉通之下。     

华北克拉通吕梁-五台地块新太古代—古元古代花岗岩的Nd-Sr同位素地球化学及其成因意义

本文报道华北克拉通吕梁-五台地块横岭新太古代片麻状花岗岩体、西潘古元古代杂岩体和云中山元古宙花岗岩体的地球化学和Nd-Sr同位素数据,以便示踪这些新太古代—古元古代岩浆岩的源区性质,特别是当时的地壳生长机制。横岭花岗片麻岩(大约2.51Ga)富钠和大离子亲石元素、具有类似TTG岩石的稀土配分模型(中稀土亏损和Eu异常不明显)和中等亏损的Nd-Sr同位素成分[εNd(t)=1.2~2.7,ISr=0.7015~0.7019],被认为是发育在华北克拉通上的弧岩浆作用的产物。西潘杂岩体(大约2.2Ga)包括辉长闪长岩和二长岩,大部分以富钠、强分异稀土模式和同位素富集[εNd(t)=-1.5~-4.1,ISr=0.7038~0.706]为特征。其中辉长闪长岩可能起源于富集地幔的部分熔融,但被下地壳物质高度混染;二长岩可能代表辉长闪长岩浆和壳源花岗岩浆的混合产物。虽然稀土模式分成两组(一组富集重稀土、Sc、Y、Zr,并有明显的Eu负异常;另一组显示高度亏损重稀土和中等亏损中稀土,Eu异常不明显),云中山后碰撞花岗岩(大约1.8Ga)具高钾钙碱性和强富集而均一的Nd同位素成分[εNd(t)=-4.9~-5.7]。这些花岗...     

华北克拉通中部造山带南段早前寒武纪变质杂岩的Hf-Nd同位素特征及其地壳演化意义

太华群和登封群变质杂岩的锆石U-Pb定年结果统计表明,华北克拉通中部造山带南段地区在新太古代-古元古代期间存在至少四阶段岩浆活动(2.85~2.72 Ga,2.57~2.48 Ga,2.34~2.30 Ga和2.20~2.07 Ga)。与中部造山带中、北段地区相比,南段地区的新太古代早期的岩浆活动略早,并具有相对较强烈的古元古代早期(~2.3 Ga)岩浆活动。新太古代早期(2.85~2.72 Ga)的TTG质岩石整体具有正的全岩ε_(Hf)(t)和ε_(Nd)(t)值,并且有εHf(t)值偏高的Hf-Nd同位素解耦现象,其源区形成与地幔交代作用相关。新太古代末期-古元古代初期(2.57~2.48 Ga)的TTG质片麻岩主要为正的全岩εHf(t)和εNd(t)值,部分样品具有ε_(Hf)(t)值偏低的Hf-Nd同位素解耦现象,为锆石效应的结果,其岩石成因以初生地壳物质部分熔融为主,存在少量古老地壳物质的再循环作用。古元古代早期(2.34~2.30 Ga)TTG质岩石和古元古代中期(2.20~2.07 Ga)的富钾岩及TTG质岩石的全岩ε_(Hf)(t)和ε_(Nd)(t)值均为负值,并具ε_(Hf)(t)值明显偏低的Hf-Nd同位素解耦现象,均为锆石效应的结果,其岩石成因以古老地壳物质的再循环作用为主。太华群和登封群片麻岩的全岩Hf-Nd同位素解耦主要与其源区形成过程存在地幔交代作用或者锆石效应有关,而与石榴子石效应关系不大,表明各阶段TTG质岩石的高Sr/Y、(La/Yb)_N比值和低重稀土含量等特征不是继承自源区,而确实反映了较大压力深度的岩浆活动过程。总体上,新太古代早期-古元古代初期为华北克拉通中部造山带南段地区主要的地壳生长阶段,而古元古代早-中期主要为地壳再循环阶段。     

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。     

华北克拉通南缘A型花岗岩的年代学和Nd-Hf同位素组成:对古元古代晚期伸展事件的制约

河南上店和登封古元古代晚期A型花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究为讨论华北克拉通南缘中部古元古代晚期构造演化提供了依据。结果表明,上店花岗斑岩和登封正长花岗岩中锆石发育振荡生长环带,结合高的Th/U比值(0.36~1.64),表明其为岩浆成因,岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1801Ma、1801Ma和1795Ma,即它们形成于古元古代晚期;上店花岗斑岩具有高SiO_2(70.30%~71.83%)、富碱(K2O+Na2O=8.76%~11.01%)、贫Ca O(0.18%~0.36%)、P2O5(0.12%~0.15%)和MgO(0.02%~0.20%)的特征,富集LILEs(Cs、Rb、Ba和K)、贫HFSEs(Nb、Ta、Zr和Hf)和强烈亏损Sr、P、Ti元素,具有负的Eu异常(δEu=0.44~0.59),结合高的FeOT/(FeOT+MgO)比值(0.94~1.00)和10000×Ga/Al比值(2.70~3.74),暗示其为A型花岗岩,具造山后A2型花岗岩特征;上店花岗斑岩的全岩εNd(t)值变化于-8.94~-6.87之间,tDM2=3243~3049Ma,锆石εHf(t)值介于-14.1~-6.5之间,tDM2=3030~2655Ma;登封正长花岗岩的锆石εHf(t)值介于-11.3~-8.4之间,tDM2=2887~2744Ma。上述结果暗示,上店和登封A型花岗岩均来源于幔源岩浆底侵作用下的中-新太古代基底物质的部分熔融,形成于华北克拉通东部和西部陆块碰撞造山后的伸展环境。     

华北克拉通五台地区2.2～2.1Ga花岗岩的成因与构造背景

华北克拉通中部造山带内古元古代中期(2.2~2.0Ga)岩浆活动较为广泛,对探讨华北古元古代地质演化过程具有十分重要的意义。本文选择了五台地区古元古代大洼梁、王家会和莲花山花岗岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。大洼梁似斑状花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为2170±17Ma,王家会二长花岗质片麻岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果为2101±6Ma,3个莲花山花岗岩的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果分别为2117±6Ma、2110±4Ma和2143±15Ma。大洼梁花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO,稀土元素含量较高(Eu除外),Zr、Nb、Ga和Y等高场强元素含量也较高,而Sr含量极低;同时Ga/Al比值和Zr+Nb+Y+Ce总量高,全岩Zr饱和温度高达876～968℃。该花岗岩体具有A型花岗岩的特征。王家会花岗岩和莲花山花岗岩样品也具有高硅、富碱和低镁钙特征,稀土元素具有弱到较强烈的分异,Eu负异常明显。3个花岗岩岩体微量元素都具有较高的Nb和Y值,因此具有后碰撞到板内花岗岩特征。所有花岗岩样品中锆石的εHf(t)值均远低于同期亏损地幔值,同时单阶段和两阶段模式年龄为2.4～2.6Ga和2.45～2.75Ga,明显大于花岗岩的成岩时代。这些花岗岩与五台地区新太古代晚期TTG质片麻岩具有相似的锆石Hf模式年龄。因此,结合岩石学、地球化学和同位素特征,本文倾向于认为古元古代花岗岩为新太古代TTG质片麻岩在伸展条件下部分熔融形成的。综合资料发现,华北克拉通中部带内2.2～2.0Ga岩浆事件不同地区表现有分带性。2.2～2.1Ga岩浆活动代表较早的阶段,其中部分花岗质岩石具有A型花岗岩特征,与同期的基性岩形成双峰式组合,推断其与华北克拉通古元古代中期陆内裂谷有关。     

华北克拉通南缘下汤地区古元古代构造热事件——地球化学特征、锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素研究

本文报道了华北克拉通南缘鲁山县下汤地区早前寒武纪变质基底岩石的地球化学、锆石定年和Hf同位素组成。上太华岩群两个变质沉积岩样品的变质锆石年龄为1.91~1.93 Ga,由于变质作用强烈改造,碎屑锆石真正的形成年龄难以确定。碎屑锆石ε_(Hf)(t)和t_(DMW(CC))(Hf)分别为-0.26~10.41和2244~2958 Ma。一个变质辉长闪长岩样品的捕获锆石年龄为2.32 Ga,变质锆石年龄为1.93 Ga。捕获锆石的ε_(Hf)(t)和t_(DM2(CC))(Hf)分别为-1.79~2.22和2695~2940 Ma。两个片麻状奥长花岗岩样品的岩浆锆石和变质锆石年龄分别为1.93 Ga和1.92 Ga,岩浆锆石的ε_(Hf)(t)和t_(DM2(CC))(Hf)分别为-3.30~1.30和2481~2764 Ma。一个片麻状正长花岗岩样品的岩浆锆石和变质锆石年龄分别为1.93 Ga和1.92 Ga,岩浆锆石的ε_(Hf)(t)和t_(DM2(CC))(Hf)分别为-3.67~2.40和2415~2788 Ma。结合地球化学和前人研究结果,可得出如下结论:(1)上太华岩群形成时代形成于古元古代早期;(2)进一步支持了该区存在约2.3 Ga岩浆作用的认识;(3)发现广泛分布的1.91~1.93 Ga壳源奥长花岗岩和正长花岗岩;(4)确定1.91~1.94 Ga变质作用在该区广泛发育。     

内蒙古贺兰山地区古元古代晚期的花岗岩浆事件及其地质意义: 同位素年代学的证据

位于华北克拉通西缘的贺兰山杂岩主要由孔兹岩系和变形花岗岩(正片麻岩)所组成,前者主要由夕线石榴片麻岩、石榴二长片麻岩、变粒岩和少量的大理岩及麻粒岩所组成,后者主要包括黑云斜长片麻岩、石榴子石花岗岩、斑状花岗岩和片麻状变质闪长岩.本文报道了该区变形花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果.黑云二长片麻岩和石榴子石花岗岩分别形成于2053±58Ma和2047±42Ma,斑状花岗岩和片麻状闪长岩分别在1955Ma和1920Ma侵位.大量的年代学资料表明,在华北克拉通北缘存在一条古元古代晚期的花岗杂岩带,该带中的花岗杂岩主要形成于三个阶段,第一阶段大于2.0Ga,第二阶段主要出现在2.0～1.87Ga期间,第三阶段的花岗杂岩在1.85～1.80Ga期间侵位.年代学研究还表明,古元古代晚期的花岗岩浆作用常常与变质事件紧密相关.     

鞍山地区铁架山花岗岩及表壳岩的锆石SHRIMP年代学和Hf同位素组成

辽宁鞍山中太古代铁架山花岗岩是华北克拉通时代最古老、分布范围最大的富钾质花岗岩。具相对高钾(4.77～5.75%)低钠(3.16～3.52%)、强烈负铕负钡异常(Eu/Eu*=0.40～0.51,Ba/Ba*=0.15～0.26)的组成特征,且高t_(DM)(Nd) (3.42～3.38Ga),低ε_(Nd)(t)(-3.61～-2.51)。花岗岩样品A9837和A0433岩浆锆石年龄分别为2992±10Ma和2983±10Ma。结合前人定年结果,可把铁架山花岗岩主体形成时代限制在2.96～2.99Ga之间。另一花岗岩样品A9825岩浆锆石年龄为2914±4Ma,可能代表了铁架山花岗岩形成后局部深熔作用的时代。首次在铁架山花岗岩中获得残余锆石年龄,其最大达3759Ma。2个花岗岩样品(A9837,A9825)岩浆锆石的t_(DM)(Hf)和ε_(Hf)(t)分别为3.48～3.32Ga和-7.85～-2.29.残余锆石的t_(DM)(Hf)和ε_(Hf)(t)分别为3.89～3.47Ga和-19.5～-6.2。这些资料为铁架山花岗岩形成于古老陆壳物质再循环提供了直接证据。存在于铁架山花岗岩中的表壳岩主要为变质沉积岩,其地球化学组成特征与铁架山花岗岩类似。3个变质沉积岩样品(A9819,A0435,A0436)的碎屑锆石年龄大都为～3.0Ga,其中2个样品(A0435,A0436)的碎屑锆石ε_(Hf)(t)和t_(DM)(Hf)分别为-9.93～-2.29和3672～3297Ma,与铁架山花岗岩中的岩浆锆石类似。表明这些变质沉积岩形成于铁架山花岗岩之后,而不是以前认为的那样为铁架山花岗岩中的包体。     

海南公爱地区抱板群花岗片麻岩的年代学、地球化学及其构造意义

海南岛地处华南陆块南缘,紧邻印支陆块,大地构造位置独特,其地质特征一直备受关注。厘定该地区中元古代岩石的成因对恢复华南中元古代构造演化具有重要意义。海南岛西部公爱地区花岗质岩石与围岩抱板群变沉积岩呈侵入接触关系,绝大部分岩石片麻状构造发育、韧性剪切标志明显。这些岩石高SiO_2、K_2O、Al_2O_3、Rb、U,贫CaO、MgO、FeO~T、TiO_2,铝饱和指数A/CNK1.1,具S型花岗岩特点,稀土元素配分模式类似于抱板群变沉积岩,全岩ε_(Nd)(t)=-2.02~-2.38,Nd同位素二阶段亏损模式年龄(t_(DM2)~(Nd))为2.2~2.3 Ga,锆石Hf同位素ε_(Hf)(t)=-5.4~4.0,Hf同位素二阶段亏损模式年龄t_(DM2)~(Hf)=1.71~2.53 Ga。对四个代表性花岗片麻岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,其~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为1444±15 Ma、1439±19 Ma、1433±31 Ma和1450±23 Ma,属中元古代。综合区域研究资料认为,海南岛西部公爱地区中元古代花岗质岩石的熔融源区为类似抱板群变沉积岩组分,推测其产出于大陆边缘构造背景,是哥伦比亚超大陆边缘的增生产物。     

北大别早白垩纪花岗岩类的Sm-Nd和锆石Hf同位素及其构造意义

大别造山带产出两期早白垩纪造山后花岗岩类:早期(≈132Ma)变形的角闪石英二长岩和斑状二长花岗岩具高钾的类埃达克岩的地球化学特征,形成于增厚地壳(>50km)的下地壳部分熔融;晚期(≈128Ma)未变形的花岗岩包括细粒二长花岗岩和钾长花岗(斑)岩,属于正常安山岩-英安岩-流纹岩系列岩石,它们形成于相对薄的地壳(<35km)的下地壳部分熔融。早期变形的花岗岩类中,角闪石英二长岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7066～0.7076,ε_(Nd)(t)=-20.3～-27.8,类似于扬子下地壳基性麻粒岩的Sr-Nd同位素特征,其中白垩纪岩浆锆石(≈132Ma)Hf同位素初始比值(ε_(Hf)(t))和两阶段Hf模式年龄(t_(DM2))分别为-29.30.5和303065Ma;我们认为角闪石英二长岩源于锆石Hf模式年龄约3.0Ga的基性下地壳部分熔融。早期斑状二长花岗岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7078～0.7083,ε_(Nd)(t)=-15.8～-20.0,类似于北大别英云闪长质-花岗质片麻岩的Sr-Nd同位素特征,其白垩纪岩浆锆石(≈132Ma)的ε_(Hf)(t)和t_(DM2)分别为-24.80.5和274434Ma。我们认为宽状二长花岗岩源于约2.7Ga的中酸性下地壳部分熔融。晚期未变形的花岗岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7069～0.7105,ε_(Nd)(t)=-16.4～-22.1,类似于北大别英云闪长质-花岗质片麻岩的Sr-Nd同位素特征;其白垩纪岩浆锆石(≈128Ma)的ε_(Hf)(t)具有较大的变化范围(-25.2～7.4),主要峰值为-22.5±0.5,次要峰值为-16.3±0.7,并有少量正的ε_(Hf)(t)值5.8～7.4,与ε_(Hf)(t)值对应的t_(DM2)分别为2600±40Ma、2211±68Ma和743±130Ma。我们认为晚期未变形的花岗岩源于锆石Hf模式年龄约2.6～2.2Ga的中酸性下地壳部分熔融,源区夹杂新元古代新生的陆壳。在大别造山带垮塌之前(>132Ma),增厚地壳(>50km)的下地壳存在双层结构:锆石Hf模式年龄约为3.0Ga的基性下地壳基底和约2.7Ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)上部下地壳.在大别造山带伸展垮塌的晚期阶段(≈128Ma),减薄的下地壳(<35km)主要为锆石Hf模式年龄约2.6～2.2Ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)岩石,并夹杂少量新元古代Rodinia超大陆裂解时形成的新生陆壳。     

北京密云环斑花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素及其地质意义

密云岩体位于华北克拉通东部,由环斑花岗岩和斑状黑云母花岗岩组成,是典型 A 型环斑花岗岩岩体之一。锆石的 LA-ICPMS U-Pb 年代学研究表明,密云环斑花岗岩形成于1681±10Ma 和1679±10Ma,而围岩片麻岩的原岩形成于2521±14Ma。锆石的 LA-MC-ICPMS Hf 同位素研究表明,太古代片麻岩来源于亏损地幔物质的部分熔融,从而表明2.5 Ca 是华北克拉通地壳重要的生长期;环斑花岗岩中锆石 Hf 同位素组成为δ_(Hf)(t)=～-5,两阶段模式年龄为 T_(DM2)=2.6～2.8Ga,表明它们来源于太古代新生地壳的部分熔融,密云环斑花岗岩侵位于华北克拉通大陆裂解、伸展环境,可能与全球古元古代未期Columbia 超大陆的裂解有关。     

内蒙古大青山地区早前寒武纪变质岩的锆石Hf同位素组成和稀土模式

本文报道了内蒙古大青山地区早前寒武纪变质岩石的锆石Hf同位素和稀土组成。两个古元古代晚期（1.9～2.1 Ga）变质碎屑沉积岩样品中碎屑锆石的(n(176Hf)/n(177Hf))c、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为0.281079～0.281502、2548～3000 Ma、2612～3153 Ma和0.280916～0.281451、2533～2717 Ma、2600～3404 Ma; 一个古元古代早期（2.37 Ga）变质辉长岩样品中岩浆锆石的εHf(t)和tDM1(Hf)分别为1.50～6.68和2449～2647 Ma,表明大青山及邻区在新太古代晚期—古元古代早期存在强烈的构造岩浆热事件,既有地幔添加又有壳内再循环作用。三个样品的边部变质锆石εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为-9.49～3.91、2201～2686 Ma、2285～2887 Ma;-7.29～-2.42、2350～2540 Ma、2499～2740 Ma和-5.46～-0.53、2319～2507 Ma、2443～2687 Ma,Th/U比值普遍小于01。与核部锆石相比,边部变质锆石tDM2(Hf)变小,Th/U比值和稀土含量降低,但稀土模式十分类似。研究表明,变质锆石增生边的形成及其Hf同位素、稀土和U—Th组成受核部锆石和变质作用的双重制约。变质增生边的形成至少部分与核部锆石溶解以后的再结晶有关,变质流体起了重要作用。     

辽西台里地区新太古代片麻岩杂岩的形成时代、岩石成因和地质意义

辽西台里地区片麻岩杂岩主要由片麻状花岗岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩组成。锆石U-Pb定年结果表明,该套杂岩形成于2 510~2 559 Ma,与"绥中花岗岩"时代相同,同属华北克拉通新太古代结晶岩石。野外产状和岩石组构特征显示,本区片麻岩杂岩为一套同变形的深熔型混合岩。其中,角闪斜长片麻岩代表低度熔融的"古成体",其间分布少量具"浅色体"特征的长英质岩脉;黑云斜长片麻岩为熔融程度较低的"残留体";片麻状花岗岩为部分熔融程度最高的"新成体"。它们在矿物组成和地球化学上呈现良好的递变关系。结合前人Hf同位素研究资料,本文认为台里地区片麻岩杂岩可能记录了一期重要的陆壳再造事件。     

华北克拉通东北部新太古代晚期地壳生长:来自板石沟表壳岩年代学和Hf同位素的证据

对板石沟表壳岩中的斜长角闪岩和角闪片岩进行了锆石U-Pb年代学、地球化学以及Hf同位素分析,以探讨华北克拉通东北部新太古代晚期的构造环境和地壳演化。板石沟表壳岩主要岩石类型包括斜长角闪岩、斜长片麻岩、角闪片岩和磁铁石英岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示斜长角闪岩(BA-1)岩浆锆石形成于2548±11Ma,绿帘角闪片岩(BA-6)岩浆锆石形成于2548±23Ma,代表了表壳岩的形成时代,在绿帘角闪片岩中识别出3颗年龄为2754±80Ma~2710±92Ma的捕获锆石,表明板石沟地区可能存在新太古代早期岩浆事件。斜长角闪岩和角闪片岩的原岩为玄武质火山岩,微量元素特征指示其形成于岛弧环境。Hf同位素分析结果显示斜长角闪岩εHf(t)为正值(0.29~8.89),单阶段模式年龄(tDM1)分布在2877~2469Ma之间,绿帘角闪片岩多具正的εHf(t)值(-0.78~8.03),tDM1介于2871~2544Ma,表明岩浆主要来源于亏损地幔,伴随少量古老地壳物质的再造,部分tDM1与207Pb/206Pb年龄相近,并同时具有高εHf(t)值的锆石反映板石沟地区新太古代晚期(2550Ma)发生过地壳增生事件。结合其他地区表壳岩研究成果,认为华北克拉通可能存在新太古代吉-辽-冀弧陆碰撞造山带,板石沟地区属于该造山带的一部分。