阿拉善地块南缘龙首山东段“龙首山岩群”的再厘定——来自碎屑锆石U-Pb定年的证据

龙首山东段滑石口井地区存在一套浅变质的沉积岩系,原被认为属于古元古代“龙首山岩群”.本文取自这套变沉积岩系的2件样品的碎屑锆石年龄范围介于0.52～3.56 Ga之间,与相邻的寒武系大黄山群碎屑锆石年龄谱相似,其时代可能为中、晚寒武世.取自原“龙首山岩群”和寒武系大黄山群的3件变沉积岩样品中,共获得129个谐和的碎屑锆石年龄,主要分布在0.7～1.2 Ga(约占47％,峰值～0.8、～0.94、～1.0 Ga)和2.5～2.8 Ga(约占31％,峰值～2.5、～2.7 Ga),相对较小的年龄群集中在0.5～0.6 Ga(约占7％,峰值～0.56 Ga)和1.4～1.8 Ga(约占10％,峰值～1.5 Ga),其余年龄零星分布于1.8～2.4 Ga,少量锆石年龄＞3.0 Ga.碎屑物源分析认为,大黄山群的碎屑物质主要来自祁连地块,其中新元古代末一早古生代初期的碎屑物质来自北祁连造山带相关的火成岩,新元古代碎屑物质来自祁连地块广泛分布的新元古代岩浆岩,而中元古代一太古宙碎屑物质可能来自祁连地块再循环的变质基底岩石.结合区域地质资料认为,龙首山东段的浅变质沉积岩系和寒武系大黄山群可能沉积于祁连地块北侧的大陆边缘,在构造背景上属于祁连造山带,而不属于阿拉善地块.     

龙首山岩群主体划归古元古代的同位素年龄证据

长期以来对甘肃省龙首山岩群时代的划分存在争议,尽管用Rb-Sr等时线等方法获得过一些同位素年龄,但缺乏令人信服的数据。作者利用单颗粒锆石U-Pb同位素稀释法,对龙首山岩群花岗质片麻岩中的锆石进行了测定,获得了精确、可靠的锆石U-Pb同位素年龄值(1 914±9)Ma, 为龙首山岩群划归古元古代提供了可靠的依据。     

内蒙古北山地区标山一带北山岩群长石石英岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

北山岩群主要分布于哈萨克斯坦板块南缘的标山一带,主体为一套变质程度较深的陆源碎屑岩夹碳酸盐岩建造。该套变质地层的时代归属缺少古生物化石等定年依据,本次野外调查也未发现该岩群中有生物化石。为限定北山岩群形成时代,对北山岩群长石石英岩中碎屑锆石进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,共获得112个碎屑锆石年龄,结果显示,~(207)Pb/~(206)Pb年龄值为1.8~3.3 Ga,最小碎屑锆石年龄为(1 782±18) Ma,代表北山岩群形成时代的下限。通过同位素年龄图谱比较,此次在北山岩群中获得的碎屑锆石年龄频谱图与敦煌岩群类似,推测北山岩群的沉积物源区为敦煌地块。     

龙首山-北大山北部的属性——来自海森楚鲁片麻岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素的约束

阿拉善北大山西北部地区出露少量原属"龙首山岩群"的前寒武纪岩石,其形成时代和同位素特征对于了解该地区的基底性质和探讨阿拉善北部构造格架具有重要意义。本文对北大山西北部海森楚鲁地区出露的片麻岩开展了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,并对其构造意义进行了初步探讨。海森楚鲁片麻岩为一套具有片麻状构造的长英质正片麻岩。锆石核部的LA-ICP MS分析结果显示,207Pb/206Pb年龄相对集中,并在U-Pb谐和图上获得了1 408±29 Ma(MSWD=13)的上交点年龄,表明海森楚鲁片麻岩的原岩形成于～1. 4 Ga。海森楚鲁片麻岩的锆石Hf同位素分析结果显示,锆石εHf(t)值变化范围为-4. 38～+6. 68,二阶段模式年龄为2 091～1 624Ma,反映了片麻岩原岩岩浆可能来自相对年轻的地壳物质。结合前人研究成果,认为龙首山-北大山北部出露的前寒武纪岩石主要形成于中元古代及以后,而不是以往认识的中太古代-古元古代;龙首山-北大山北部可能不是阿拉善地块的组成部分。     

龙首山岩群成岩时代探讨

文中利用颗粒锆石 U- Pb法获得了龙首山岩群奥长花岗岩 2 0 15± 16 Ma的上交点年龄和 4 5 2±16 Ma下交点年龄 ,上交点代表成岩的时代 ,下交点揭示的为广泛发育的加里东期同碰撞热构造事件 ;结合 Sm-Nd、Rb- Sr法的年龄数据和区域地质对比 ,认为龙首山岩群成岩时代属古元古代 ,它反映的是华北陆台除 2 5 0 0 Ma和 180 0 Ma之外 ,又一重要构造 -热事件     

内蒙古西部狼山地区晚古生代变质事件的厘定及其地质意义——来自乌拉山岩群LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的新证据

乌拉山岩群是狼山地区最重要的前寒武纪变质基底之一,准确测定其原岩成岩与变质时代,对于进一步探讨狼山地区前寒武纪地质演化具有重要的意义。对狼山地区乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩及其伴生的花岗质浅色脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究。碎屑锆石U-Pb定年和野外地质调查表明,狼山地区乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩碎屑锆石年龄介于2591～1800Ma之间,其中最小一组碎屑锆石年龄为1873Ma,结合其约270Ma的变质年龄,初步限定乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩的原岩沉积年龄为1873～270Ma。综合新的研究资料,认为狼山地区乌拉山岩群除存在新太古代—古元古代变质岩外,可能还存在中元古代—晚古生代变沉积岩。锆石阴极发光图像与U-Pb定年结果综合表明,角闪黑云斜长片麻岩中发育大量变质锆石,获得的206Pb/238U年龄加权平均值为269±4Ma,代表狼山地区乌拉山岩群遭受晚古生代末期角闪岩相变质作用的时代,可能与华北板块与西伯利亚板块晚古生代末期碰撞造山作用有关。此外,采用预剥蚀方法,在乌拉山岩群高硅花岗质浅色脉体高U锆石中,获得的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为264±3Ma,被解释为乌拉山岩群花岗质浅色脉体的形成时代,代表本区晚古生代造山作用由同碰撞挤压向碰撞后伸展转换的时限。     

登封地区早前寒武纪地壳演化－地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩（BIF）等组成,变质原岩为主要基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩。3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石。它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41。嵩山群主要由石英岩和片岩组成,绿片岩相变质。嵩山群石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥沙质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同。石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga。会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在。花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga（钾质花岗岩样品除外）。根据研究,可得出如下结论和认识：1）登封群形成于新太古代末期（2.51～2.53 Ga）,与前人认识一致。2）不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围（2.50～2.55 Ga）,结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关。3）在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分。4）可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群（2.14～2.47 Ga）或滹沱群（2.08～2.14 Ga）对比。5）石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物。     

登封地区早前寒武纪地壳演化—地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成.登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩(BIF)组成,变质原岩主要为基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩.3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石.它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41.嵩山群主要由石英岩和片岩组成,经受绿片岩相变质.石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥砂质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同.石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga.会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在.花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga(钾质花岗岩样品除外).根据研究,可得出如下结论和认识:①登封群形成于新太古代末期(2.51～2.53 Ga),与前人认识一致.②不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围(2.50～2.55 Ga),结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关.③在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分.④可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群(2.14～2.47 Ga)或滹沱群(2.08～2.14 Ga)对比.⑤石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物.     

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。     

渣尔泰群、白云鄂博群碎屑锆石特征对源区地壳结构的启示

近年来,锆石的晶体形态、内部结构、年龄和Hf-O同位素分析已经成为盆地沉积物源区示踪的重要探针。渣尔泰群和白云鄂博群中碎屑锆石年龄主要集中在新太古代末期（～2.50 Ga）与古元古代末期（～1.90 Ga）两组,这两组碎屑锆石的相对丰度在层序上出现“振荡性”变化,这种变化特征与经典的源汇系统中构造—沉积响应的年代记录明显不一致。为研究渣尔泰群、白云鄂博群沉积层序中碎屑锆石年龄分布特征与源区构造演化之间的关系。本文系统总结了区域内大量相关的锆石U-Pb年龄数据,同时对渣尔泰群书记沟组和增隆昌组进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。研究表明这两组年龄与南部大青山—乌拉山造山带中基底岩石记录的构造热事件年龄相一致,同时根据锆石结构特征认为～2.50 Ga的锆石来源于造山带内新太古代岩浆—变质地体,～1.90 Ga的锆石来源于高级变质—深熔地体。大青山—乌拉山造山带与这套中-新元古代沉积地层构成源汇系统。源区造山带下地壳新太古代与古元古代变质岩系近水平互层叠置是大青山—乌拉山造山带下地壳结构的基本特征,岩性变化率在垂向上远大于水平方向,是控制盆地中碎屑锆石组合变化的直接原因。     

龙首山地块的归属问题：来自地壳结构和中—新元古代地层的证据

为了弄清楚龙首山地块的归属问题,对龙首山地块地壳结构和地层特征进行研究,发现龙首山地块具有由结晶基底和沉积盖层组成的双层地壳结构。该地块结晶基底由龙首山群组成,龙首山群岩性主要为一套条带状、眼球状混合岩夹斜长角闪岩、花岗质片麻岩、黑云斜长片麻岩等,普遍经历了角闪岩相区域变质作用。龙首山地块缺失长城系、青白口系和南华系,下部沉积盖层由蓟县系墩子沟群和震旦系顶部的烧火筒沟组构成。墩子沟群经历了埋藏变质作用,粉砂岩具千枚状构造,砂岩有一定程度的重结晶,地层层理保存完整。烧火筒沟组上部为含砾千枚岩、粉砂质千枚岩,下部为冰碛砾岩,冰碛砾岩总与寒武系含磷层相伴出现。地壳整体结构与华北克拉通基本特征相同,而扬子克拉通具有结晶基底、褶皱基底和沉积盖层3层地壳结构,与华北克拉通和龙首山地块迥异。因此,龙首山地块应归属于华北克拉通。     

PRESENT LANDFORMS, ACTIVE TECTONIC ZONES, DEEP STRUCTURES AND UPLIFT MECHANISMS OF THE LONGSHOUSHAN BLOCK ON THE NORTHERN MARGIN OF THE QINGHAI—TIBET PLATEAU

PRESENT LANDFORMS, ACTIVE TECTONIC ZONES, DEEP STRUCTURES AND UPLIFT MECHANISMS OF THE LONGSHOUSHAN BLOCK ON THE NORTHERN MARGIN OF THE QINGHAI—TIBET PLATEAU     

Late Mesozoic-Cenozoic Exhumation of the Northern Hexi Corridor: Constrained by Apatite Fission Track Ages of the Longshoushan

The apatite fission track (AFT) ages and thermal modeling of the Longshoushan and deformation along the northern Hexi Corridor on the northern side of the Qinghai-Tibetan Plateau show that the Longshoushan along the northern corridor had experienced important multi-stage exhumations during the Late Mesozoic and Cenozoic. The AFT ages of 7 samples range from 31.9 Ma to 111.8 Ma. Thermal modeling of the AFT ages of the samples shows that the Longshoushan experienced significant exhumation during the Late Cretaceous to the Early Cenozoic (~130–25 Ma). The Late Cretaceous exhumation of the Longshoushan may have resulted from the continuous compression between the Lhasa and Qiangtang blocks and the flat slab subduction of the Neo-Tethys oceanic plate, which affected wide regions across the Qinghai-Tibetan Plateau. During the Early Cenozoic, the Longshoushan still experienced exhumation, but this process was caused by the Indian-Eurasian collision. Since this time, the Longshoushan was in a stable stage for approximately 20 Ma and experienced erosion. Since ~5 Ma, obvious tectonic deformation occurred along the entire northern Hexi Corridor, which has also been reported from the peripheral regions of the Qinghai-Tibetan Plateau, especially in the Qilianshan and northeastern margin of the plateau. The AFT ages and the Late Cenozoic deformation of the northern Hexi Corridor all indicate that the present northern boundary of the Qinghai-Tibetan Plateau is situated along the northern Hexi Corridor.     

甘肃龙首山区及马衔山区前震旦纪地层简介

甘肃省前震旦系主要分布于祁连山及阿拉善区,可分南北两带。北带分布于龙首山及北大山一带,前人称“阿拉善群”,1967年,我队在区域地质调查时将其改为龙首山群,向西出露在三危山至东巴兔山一带的前震旦系称“敦煌群”;南带分布于阿尔金山及中祁连山一带,向东出露在兰州马衔山一带的前震旦系称“马衔山群”。此外,在北山区的洪格尔吉山及雅布赖西山等地尚有零星出露。     

张掖盆地龙首山山前高氟地下水的形成

氟是人体的必须元素之一,饮水中氟元素过量会导致地氟病。高氟地下水的形成机制一直是水文地球化学研究的一个热门话题。利用在张掖盆地开展1∶5万水文地质调查所获得的大量水位、水质资料,运用水化学和氘氧同位素方法,在较高精度水平上探讨了龙首山前高氟地下水的形成机制。研究结果表明,龙首山前地下水中的F-主要来源于龙首山含氟岩石,通过季节性洪水的方式补给到盆地的第四系含水层中,并与盆地上游来源的低氟地下水发生混合,使龙首山前地下水分为三个条带。     

我国早前寒武纪地层研究的主要新进展

1996年以来我国早前寒武纪地层研究的新进展主要包括以下五个方面的内容 :1)古太古代陈台沟表壳岩的发现 ;2 )五台群时代研究的新进展 ;3)阜平群、涑水杂岩和达肯大坂岩群的解体和重组 ;4 )根据新的年龄数据 ,叠布斯格岩群、双山子岩群、界河口岩群、吕梁岩群、熊耳群、龙首山岩群和宿松群的时代进一步得到了肯定或做了重要的修正 ;5 )美岱召岩群、官都岩群、寻乌岩群、连云山岩群和苍溪群等古元古代地层单位的建立。     

甘肃省永昌县东大山磁铁矿床地质特征及找矿前景分析

东大山磁铁矿地处阿拉善隆起Cu-Ni-Pt-Fe-REE-P-石墨-芒硝-盐类成矿带西缘,属于产在前长城系龙首山群一套变质岩中的沉积变质型磁铁矿床,分析其航磁异常特征及找矿标志对同类型矿床勘查具有借鉴意义。通过收集矿区地质资料,基于在矿区及周边开展的1∶5万航磁测量及异常查证情况,分析了矿区地质、地球物理和遥感影像特征,提出了沉积变质型铁矿的找矿标志,并圈定了找矿远景区1处。     

甘肃龙首山岩带西井镁铁质岩体成因及其构造意义

西井岩体位于北祁连造山带以北,阿拉善地块西南缘的龙首山隆起带。以往的研究多以沿龙首山断裂分布的镁铁-超镁铁质岩带作为和金川岩体相关的岩浆事件进行,而本次选择西井镁铁质岩体进行了精确的地质年代学和地球化学研究,确定了西井岩体岩性主要为橄榄辉石岩和辉长岩,成岩时代为 (421.0±9.0) Ma,可以和北祁连高压变质带榴辉岩年龄相对应;ε_Nd(t)为4.06~5.52,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.704 548~0.707 575,具有地幔岩石圈特征;微量元素及其同位素计算表明西井岩体经历了约10%的下地壳物质混染。据此得出西井岩体及其龙首山岩带早志留世镁铁质侵入岩体成因模式为:祁连洋壳连续俯冲过程中洋壳与陆壳分离,热的软流圈物质持续冲击地幔岩石圈的底部;由于热传导效应,大地热流沿着地幔岩石圈上升,使得80 km深度的湿的橄榄岩层发生熔融,产生玄武质岩浆作用,玄武质岩浆上升过程中与下地壳物质发生约10%混染,形成西井岩体及其龙首山镁铁超镁铁质岩带。     

龙首山几个镁铁-超镁铁质岩体比较

文章选择龙首山隆起区金川、塔马子沟、毛草泉、小口子、藏布台几个镁铁-超镁铁质岩体进行地质、地球化学比较研究,发现岩体普遍具有橄榄石堆晶特征,中段金川岩体以二辉橄榄岩为主要特征,外围岩体以单辉橄榄岩为特征.地球化学数据显示,这些镁铁-超镁铁质岩体处于相同的岩石系列,源区具有相似性,岩体含矿差异主要源自岩浆演化.结合地质综合场模型,提出金川外围岩体在龙首山隆起区,沿构造带东西长约80～100km范围存在金川深部岩浆房响应的产物.