大别山地区约2. 5 Ga花岗质岩石的发现——扬子基底太古宙—元古宙之交陆壳的直接证据

南由扬子和华夏地块组成,是构建东亚大陆的主要前寒武纪块体之一。扬子地块包含了华南所有已知的太古宙岩石单元,它们规模相对局限且零散分布于地块的不同部位,但碎屑和捕获/继承锆石指示了区域上太古宙地壳的广泛存在。现有的碎屑和捕获/继承锆石数据均指示扬子地块以约2. 7 Ga和约2. 5 Ga为主的太古宙地壳物质组成,对应全球大陆地壳快速生长与初始克拉通化的最重要阶段。然而,目前扬子地块仅有约2. 7 Ga岩石的报道,约2. 5 Ga岩石则相对缺乏,导致其基底地壳成分及克拉通化过程认识的不足。大别造山带是中生代扬子地块向北与华北板块俯冲、碰撞的产物,卷入并保留了大量扬子地块的前寒武纪基底,并以变质杂岩或地体的形式出露于大别山的不同部位。本文从大别山地区前寒武纪变质杂岩中识别出具不同岩性特征的约2. 5 Ga花岗岩质岩石,报道了它们的LA- ICP- MS锆石U- Pb测年结果。孝昌地区两个糜棱岩化黑云母花岗岩的测年结果分别为2479±17 Ma和2497±20 Ma,宿松杂岩地区两个花岗质片麻岩偏钾质,年龄分别为2491±15 Ma和2516±26 Ma。结合区域地质证据,认为大别山地区可能存在较为广泛的约2. 5 Ga地壳。这提供了约2. 5 Ga扬子基底地壳的直接证据,太古宙—元古宙（Ar—Pt）之交应是扬子地块原始克拉通形成与演化的重要时期。     

肥东杂岩锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素:对扬子克拉通统一结晶基底的限制

扬子克拉通广泛存在太古宙-古元古代的结晶基底,但关于扬子克拉通早前寒武纪基底形成和演化的基本问题尚未完全解决,特别是基底是由多个块体拼合而成还是一个统一的结晶基底尚无定论.对扬子北缘张八岭隆起内肥东杂岩的片麻岩、斜长角闪岩及侵入其中的花岗岩进行了同位素地质年代学和地球化学研究,发现片麻岩具有相似的原岩年龄,分别为2 449±17 Ma、2 444±15 Ma、2 495±23 Ma、2 478±24 Ma,斜长角闪岩和A型花岗岩的原岩年龄分别为2 032±35 Ma和747±4 Ma,表明肥东杂岩出露有扬子克拉通晚太古-古元古代的结晶基底.片麻岩锆石Hf同位素组成相似,ε_Hf（t）平均值为-3.6±0.5,两阶段Hf模式年龄（T_DM2）范围主要在3.3~3.0 Ga,平均值为3 185±31 Ma,说明这一期约为2.45~2.50 Ga的岩浆活动主要是对扬子北缘古-中太古代地壳的再造.扬子北缘的鱼洞子群和陡岭杂岩都经历了相同性质的岩浆事件,同时扬子克拉通广泛出现约2.50 Ga的碎屑锆石和捕获锆石,表明扬子克拉通结晶基底是统一的.      

甘肃敦煌水峡口地区前寒武纪岩石的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

敦煌杂岩位于塔里木克拉通的东部,探寻和研究其中的早前寒武纪地质体对于探讨敦煌地块早前寒武纪地壳的形成和演化及其构造归属等问题具有重要的意义.甘肃敦煌水峡口地区的敦煌杂岩主要由英云闪长质片麻岩、花岗闪长质片麻岩以及表壳岩石组成.利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法测得水峡口英云闪长片麻岩和花岗片麻岩原岩的形成年龄分别为2561±16Ma和2510±22Ma,确证了在敦煌杂岩中存在太古宙岩石.此外,还获得斜长角闪岩的变质年龄为1806±14Ma,推测其原岩岩浆可能来自古老岩石圈地幔的部分熔融.根据已有的资料提出在古元古代晚期(1.80 ～ 1.85Ga)敦煌杂岩经历了一期较广泛的变质作用.锆石Hf同位素显示～2.5Ga的岩石年龄在敦煌地块代表新太古代晚期重要地壳生长时期,而～1.8Ga的构造-热事件则是以古老地壳物质循环再造为主.这些资料显示敦煌地块和华北克拉通在早前寒武纪经历了类似的地壳形成和演化过程,且共同记录了全球性的Columbia碰撞造山事件信息.     

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。     

华北克拉通太古宙研究若干进展

华北克拉通存在3.8 Ga以上的地质演化历史。本文对近年来我们在鞍本、冀东、鲁西、胶东和阴山地区研究取得的进展作了简要介绍。在鞍山,深沟寺杂岩获得~3770 Ma,3600–3660 Ma,~3450 Ma,3310–3330 Ma和~3120 Ma锆石年龄,与白家坟杂岩和东山杂岩的岩浆事件十分类似。在冀东,对曹庄杂岩副变质斜长角闪岩和石榴黑云片麻岩定年,发现大量3.5–3.8 Ga碎屑锆石,并获得~2.5 Ga变质锆石年龄,冀东地区很可能存在始太古代岩石,可把曹庄杂岩形成时代限定在2.5 Ga和3.4 Ga之间。在鲁西,把太古宙基底从东北到西南依次划分为A、B、C三个岩带:A带主要为新太古代晚期的壳源花岗岩,B带主要为新太古代早期的岩石,C带主要为新太古代晚期的新生岩浆岩。鲁西是华北克拉通新太古代早期岩石分布最广泛的地区,也是华北克拉通确认新太古代早期和晚期表壳岩系共存的唯一地区。在胶东,规模巨大的2.9 Ga岩浆热事件被识别出来,它是强烈地幔添加作用的产物。可能作为岩浆板底垫托作用的结果,2.9 Ga岩石与2.7 Ga岩石一道,在新太古代晚期(~2.5 Ga)遭受强烈变质改造。在阴山地块,除2.5 Ga表壳岩和侵入岩外,还存在2.7 Ga英云闪长岩和2.6 Ga花岗岩。新获得的资料表明阴山地块与华北克拉通东部陆块具有类似的早前寒武纪地质演化历史。还对华北克拉通太古宙变质基底的锆石年龄和Hf同位素组成及全岩Nd同位素组成进行了统计研究。结合前人工作,初步总结了华北克拉通太古宙地质演化特点。认为华北克拉通与其它克拉通类似,新太古代早期—中太古代晚期是陆壳形成增生的主要时期,但最强烈广泛的构造热事件存在于新太古代晚期。在我们新提出的构造区划中,划分出了三个古陆块(2.6 Ga),即东部古陆块、南部古陆块和中部古陆块。     

南秦岭前寒武纪地壳演化——陡岭杂岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

出露于豫西地区的陡岭杂岩传统上被认为是南秦岭地体最古老的地质单元,并且南秦岭地体与毗邻的扬子板块在前寒武纪有密切联系。然而,陡岭杂岩形成时代以及与扬子地体的地质-构造关系一直以来缺乏共识。本文对陡岭杂岩中主要的岩石类型——正片麻岩和副片麻岩进行了岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学分析,对深入认识南秦岭地体乃至扬子地体前寒武纪演化历史具有重要的意义。地球化学组成表明,陡岭杂岩正片麻岩主要由TTG系列、富K花岗岩组成,原岩时代侵位集中在~2.5 Ga。3个正片麻岩样品的锆石谐和U-Pb年龄为2 446、2 447和2 478 Ma,原岩形成年龄接近,表明应该为同一构造旋回作用的岩浆产物。一些颗粒也记录了~3.0 Ga继承锆石年龄信息,~2.0 Ga变质热事件信息。副片麻岩的碎屑锆石U-Pb年龄峰值主要集中在2.5和2.0 Ga两个峰值,与正片麻岩形成时代和记录的变质热事件记录一致,可能表明正片麻岩是主要的沉积物源构成。少量碎屑锆石颗粒具有新元古代年龄值,最年轻的谐和年龄限制了副片麻岩原岩最大沉积时代为~900 Ma。碎屑锆石边部记录了~800 Ma变质生长作用,锆石内部结构(CL图像)和REE含量特征可能表明其形成于角闪岩相变质条件。正片麻岩全岩初始εNd值为1.8~7.0,锆石初始εHf值为-5.0~0.0。Nd-Hf同位素组成特征表明,其源岩来自于新生地壳和部分古老的地壳再造。陡岭杂岩记录的太古宙岩浆活动和地壳生长历史与扬子地体存在差异,但都记录了~2.0 Ga变质事件。而~800 Ma角闪岩相变质事件可能代表扬子地体与华夏地体拼合作用的年龄记录。     

华北克拉通南部太古宙大陆地壳的生长和演化

太古宙约占地球已有演化历史的三分之一强,这一时期涉及到大陆地壳起源、陆壳的巨量生长和稳定以及板块构造作用的启动、建立等诸多最根本的全球性重大地质事件。太古宙岩石在华北克拉通南部的涑水、登封、太华、霍邱和五河等杂岩中广泛出露,这为解析上述重大科学问题提供难得的素材。近十年来,在华北克拉通南部古生代-中生代火山岩或早前寒武纪变沉积岩中陆续发现冥古宙-古太古代的捕获/碎屑锆石,暗示南部地块依然尚存地球形成最初期的陆壳物质。根据华北克拉通南部太古宙岩石年龄统计结果显示有2850~2700Ma和2580~2480Ma两个突出年龄区间,对应的峰值年龄分别为~2.76Ga和~2.52Ga。其中~2.76Ga的岩石主要出露于南部的鲁山、霍邱、五河和中条山地区。此外,在华北克拉通诸多地区,诸如怀安、阜平、五台、中条等地区的花岗质片麻岩和变质沉积岩中也均发现年龄为~2.76Ga的碎屑锆石或者继承锆石,暗示华北克拉通2.85~2.70Ga岩石的分布似乎比现今出露范围更为广泛。与整个华北克拉通类似,2.58~2.48Ga岩石亦在克拉通南部广泛分布,尤其是嵩箕地区的登封杂岩几乎全部是由新太古代晚期的岩石组成。~2.52Ga是华北克拉通南部,乃至整个克拉通太古宙地壳演化最突出、最重要的岩浆-构造事件,明显有别于全球其它诸多典型克拉通。已有的同位素资料研究表明华北克拉通南部,乃至整个克拉通在太古宙经历了两期明显的地壳生长事件:一期发生在2.85~2.70Ga左右,以形成于此时期的涑水杂岩中花岗质岩石和鲁山太华片麻岩系中深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在2.58~2.48Ga,以登封杂岩、涑水杂岩以及小秦岭地区太华杂岩中~2.52Ga各类花岗质岩石和变基性岩为代表。华北克拉通正是经过这两期陆壳巨量生长事件之后完成初始的克拉通化。我们在登封杂岩中识别出形成于俯冲汇聚环境的TTG质片麻岩、类似于赞岐岩的变闪长岩和具有N-MORB地球化学特征的变基性火山岩,提出其构成"新太古代构造混杂岩",标志着新太古代末期具有现代体制的板块构造在华北克拉通南部已经开始启动。最近,在登封杂岩中识别出的新太古代双变质带也支持上述观点。     

阿拉善地块早前寒武纪大陆地壳的形成与演化

通过对已有锆石U-Pb和Hf同位素数据进行综合分析,探讨了阿拉善地块早前寒武纪大陆地壳生长与再造的规律。数据表明,阿拉善地块内目前发现最古老锆石年龄约为3.6 Ga。3.0~3.6 Ga的碎屑锆石以及Hf模式年龄指示阿拉善地块存在中—古太古代地壳残片,其地壳生长可追溯至古太古代早期。与华北克拉通其他地区相似,阿拉善地块于新太古代2.7~2.9 Ga和2.5~2.6 Ga发育2次较为明显的地壳生长事件,前者在规模上可能大于后者。约2.5 Ga TTG构造—岩浆热事件作为华北克拉通化的标志事件,在阿拉善地块也同样存在,该期岩浆活动主体表现为对2.7~2.9 Ga新生地壳重熔再造,并可能存在更为古老地壳物质的混合,少部分为2.5~2.6 Ga新生地壳的即时再造。至古元古代时期,阿拉善地块发育2.30~2.35 Ga,2.15~2.17 Ga,2.00~2.10 Ga,1.95~1.98 Ga和1.90 Ga 5个阶段(幕式)构造—岩浆热事件,其物质来源以2.7~2.9Ga和2.5~2.6 Ga古老地壳再造为特征,也存在一些更为年轻的(约2.1 Ga)新生地壳物质。阿拉善地块在古元古代时期即存在太古宙地壳再造,也存在初生地壳生长。     

豫西汝阳群、洛峪群碎屑锆石年代学特征及其地质意义

华北克拉通南缘"豫陕裂陷槽"发育大量中—新元古代地层,其中汝阳群和洛峪群分布于渑池—确山地层小区,其形成时代一直存有争议.本文针对汝阳群和洛峪群沉积岩进行了系统的碎屑锆石年代学研究工作,结合地层发育和岩石组合分析,为建立华北克拉通南缘中—新元古代地层框架提供依据.根据云梦山组下部碎屑锆石中获得年轻锆石年龄平均值1723.6 Ma,结合前人从洛峪群凝灰岩夹层中获得的年代学资料(1611±8 Ma、1640±16 Ma、1638±9 Ma、1634±10 Ma),将汝阳群-洛峪群的沉积时限限定在1720～1600 Ma之间.本文所采集的云梦山组、白草坪组和崔庄组样品中碎屑锆石207Pb/206Pb年龄分别在2657～1739 Ma、2712～1780 Ma和2654～1819 Ma之间,说明三个组沉积物质主要来源于古元古代地质体,部分为新太古代地质体.鲁山地区发育的新太古代—古元古代的太华杂岩,登封地区发育的新太古代登封群以及古元古代嵩山群和花岗质岩石等,均可为中—新元古代沉积岩提供物源.豫西地区汝阳群-洛峪群碎屑锆石中～2.7 Ga、～2.5 Ga、2.1～2.0 Ga和1.85～1.8 Ga的年龄谱峰值分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件.越来越多资料显示华北克拉通在2.2～2.0Ga时期存在强烈的岩浆活动,豫西地区～2.1 Ga的岩浆作用也逐渐被识别出来.     

辽宁鞍山地区东山杂岩带3.3～3.1Ga期间的岩浆作用——锆石SHRIMP U-Pb定年

报道了鞍山地区东山杂岩带奥长花岗岩和二长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄。中粗粒奥长花岗岩中岩浆锆石的年龄为3329Ma±22Ma（MSWD=9.6）,存在年龄为3687~3784Ma的残余锆石。细粒奥长花岗岩和二长花岗岩中岩浆锆石的年龄分别为3141Ma±8Ma（MSWD=1.5）和3142Ma±5Ma（MSWD=0.35）。表明约3.3Ga和3.1Ga是鞍山地区2个重要的地壳演化阶段。     

阿尔金山阿克塔什塔格早前寒武纪岩浆活动的年代学证据

在阿尔金山阿克塔什塔格曾测得3605±43 Ma的单颗粒锆石U-Pb年龄数据,获得了古老地壳存在的同位素年代学信息.近年来根据野外的实际资料,建立了早前寒武纪岩浆活动的相对序列,这些热事件序列可分为早期花岗岩和二长花岗岩侵入体、英云闪长岩侵入体(赋存有斜长角闪岩的包体)、奥长花岗岩、基性岩墙群和石英二长岩脉等.目前除斜长角闪岩包体和基性岩墙群尚未获得同位素年龄外,其他各期侵入体均已获得单颗粒锆石U-Pb测年数据.在野外建立热事件相对序列的基础上,通过单颗粒锆石U-Pb法测年和Sm-Nd同位素示踪研究,初步建立了该区早前寒武纪岩浆活动的年代格架:石英二长岩(脉):1825±23 Ma,TDM=2920 Ma;奥长花岗(片麻)岩:2374±10 Ma,TDM=3460 Ma;英云闪长(片麻)岩:2604±102 Ma,TDM=3063 Ma;二长花岗(片麻)岩:3096±17 Ma,TDM=2978 Ma;花岗(片麻)岩:3605±43 Ma,TDM=3528 Ma.根据上述年代学和钕同位素地球化学资料,证明阿克塔什塔格是我国西部最古老的地壳出露区,在太古宙3.5～3.6Ga和3.0～3.1Ga时期各有一次造壳活动,而太古宙末约2.6Ga则表现为地壳的活化再造.阿尔金山阿克塔什塔格不仅是我国西部最老地壳出露区,也是早前寒武纪岩浆事件序列保存最完整的地区.该区早前寒武纪岩浆活动序列和年代格架的建立为探讨我国西部地区的地壳演化以及与华北、扬子早前寒武纪变质基底的对比奠定了科学基础.     

华北克拉通古元古代末-新元古代地质事件——来自北京西山地区寒武系和侏罗系碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学的证据

华北克拉通是否同华南克拉通一样保存有与Rodinia超大陆聚合和裂解有关的年龄记录是理解华北克拉通元古宙构造演化的重要科学问题.本文对位于华北克拉通燕辽裂陷槽的北京西山地区的寒武系和侏罗系碎屑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,目的是通过碎屑锆石年龄揭示华北克拉通前寒武纪尤其是古元古代末-新元古代重要地质事件.定年结果显示,北京西山寒武系徐庄组的钙质细砂岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～1.38Ga和～1.14Ga.此外,还有～ 1.56Ga、～912Ma、～814Ma、～740Ma、～630Ma和～507Ma的年龄组.侏罗系窑坡组长石质岩屑细砂岩和粉砂质泥岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～2.5Ga、1.88～1.8Ga、～1.74Ga、～1.6Ga和186Ma.此外,还有～2.77Ga、～2.0Ga、～1.2Ga、～488Ma、～256Ma和～233 Ma的年龄组.这三个岩石具有较低的成分和结构成熟度,指示较近的物源区,其碎屑物质可能大部分来自华北克拉通内部和北缘,因此其碎屑锆石的年龄组可记录华北克拉通前寒武纪重要地质事件.～2.77Ga、～2.5Ga、2.1～ 2.0Ga和1.88～1.8Ga的年龄组分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件;～ 1.74Ga、～ 1.6Ga、～ 1.56Ga、～1.38Ga、～912Ma和～814Ma的年龄组记录了华北克拉通最终克拉通化后开始的古元古代末-新元古代的多期裂谷事件.与1.3～ 1.0Ga、～740Ma和～630Ma的年龄组相对应的岩石在华北克拉通出现甚少,而该时期的岩浆岩和变质岩在华南克拉通广泛发育,且可能与Rodinia超大陆汇聚和裂解的不同阶段相对应.华北克拉通显生宙碎屑岩中碎屑锆石保存的古元古代末-新元古代地质事件的记录对探讨华北克拉通在元古宙的地质演化及华北克拉通与华南克拉通的关系可提供重要的依据.     

鞍山地区营城子古太古代片麻岩杂岩的识别与锆石U-Pb年代学研究

鞍山地区分布有始太古代-新太古代花岗岩杂岩,是研究早期地壳物质组成及其演化的经典地区之一.通过大比例尺岩性调查工作,新近在营城子识别出一套片麻岩杂岩和奥长花岗岩组合,为本区古老岩系的对比、构造格局恢复、太古代地壳形成与演化研究提供了新的依据和线索.片麻岩杂岩主要由条带状黑云斜长片麻岩、(脉状)奥长花岗质片麻岩以及黑云母片岩组成,呈不同规模的包体产出于细粒、均匀块状的奥长花岗岩之中.片麻岩杂岩的岩石组合以及复杂多变、明显不均一的岩石组构特征表明具有深熔混合岩的成因特点.SIMS锆石U-Pb定年表明,片麻岩杂岩中条带状黑云斜长片麻岩和黑云母片岩形成年龄分别为3312±14Ma、3304±7Ma和3324±7Ma～3235±14Ma,明确反映古太古代热事件,此外个别样品中存在3.68～3.60Ga和～3.47Ga继承锆石.细粒黑云奥长花岗岩的年龄为3.14～ 3.13Ga,与全区中太古代岩浆热事件一致.区域对比分析表明:营城子片麻岩杂岩的岩石组合、产状关系和年代学特征与东山杂岩和深沟寺杂岩十分相似,为古大古代(3.33 ～3.24Ga)深熔作用的产物.营城子片麻岩杂岩是鞍山地区另一个保留有古老锆石信息和太古宙早期地壳岩石的地质体.     

晋陕交界涑水杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其地质意义

涑水杂岩作为华北克拉通南部早前寒武纪变质基底杂岩的重要组成部分,以中条山地区出露最好且研究程度最高。在晋陕交界处的韩城和河津地区也有零星的古老变质基底杂岩出露,通常认为是中条山地区涑水杂岩的西延。用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测得研究区内的基底岩石角闪斜长片麻岩、透辉斜长片麻岩和二长花岗片麻岩原岩的形成年龄分别为2260±28Ma、2053±34Ma和2098±27Ma,表明晋陕交界处涑水杂岩的形成年龄明显小于中条山地区的涑水杂岩,其形成时代主要应为古元古代早期,而非太古宙。锆石Hf同位素显示,所分析的锆石多数具有低ε_(Hf)(t)值,最低可达-6,其二阶段模式年龄为2630~2933Ma,表明这些形成于古元古代的岩石为太古宙岩石再循环的产物,暗示在晋陕交界处可能存在太古宙的古老地壳物质,同时也支持华北克拉通南部太古宙地块划分的推论。     

扬子陆块西南缘3.8 Ga碎屑锆石及其地质意义

古老锆石和岩石的发现,是探索地球早期地质演化的关键.为进一步揭示扬子陆块基底物质组成和早期地壳形成演化,采用LA-ICP-MS锆石微区U-Pb测年,对扬子陆块西南缘禄丰地区东川群变质砂岩进行了年代学研究,发现3 822±21 Ma的古老碎屑锆石.这是目前在扬子陆块获得的第2颗>3.8 Ga的古老锆石,也是目前在该地区发现的最老锆石.变质砂岩碎屑物质主要包括4个峰值年龄（~2 320 Ma、~2 162 Ma、~2 036 Ma和~1 915 Ma）,2颗最年轻的锆石年龄基本限定了东川群早期最大沉积时限,与区域上火山岩时代相吻合.另外还包含少量中-晚太古代（2.6~2.9 Ga）和始太古代（3.7~3.8 Ga）的碎屑物质.Hf同位素组成显示这些碎屑锆石具有不同成因,其中2 674~3 822 Ma的碎屑锆石总体具有正的ε_Hf（t）值和2.9~3.9 Ga的两阶段模式年龄,暗示扬子陆块在冥古宙-古太古代时期就有一定规模的新生陆壳分布.古元古代（1.9~2.4 Ga）的岩浆活动除有少量古元古代（2.3~2.4 Ga）新生地壳组分熔融外,大多为太古宙（2.5~3.7 Ga）古老地壳部分熔融.中元古代更多表现为古老地壳的熔融和物质再循环.研究结果为深化扬子陆块早前寒武纪地质演化认识提供了新资料.      

扬子陆核的生长和再造：锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究

对宜昌三峡附近崆岭杂岩中混合岩、片麻岩和变沉积岩以及莲沱砂岩进行了锆石U-Pb和Hf-O同位素研究,研究结果深化了我们对扬子陆核生长和再造的认识。在莲沱砂岩中发现了老达3.8Ga的碎屑锆石,说明扬子陆块可能存在这个年龄的地壳物质;其Hf同位素组成指示初生地壳生长出现在4.0Ga。崆岭杂岩中混合岩和片麻岩的U-Pb年龄表明,在3.2～3.3Ga和2.9～3.0Ga有两期重要的岩浆活动,指示扬子陆核可能于中太古代就开始形成。锆石Hf同位素研究则指示,其原岩至少从3.5Ga就开始从亏损地幔分异出来。混合岩和变沉积岩中所记录的1.9～2.0Ga变质事件,是扬子陆核再造并发生克拉通化的主要时期。而广泛分布于扬子陆块周边的新元古代岩浆活动不仅导致了许多太古宙和古元古宙地壳重熔,而且引起了初生地壳的快速再造。     

扬子板块西北缘早中泥盆世构造演化：来自略阳地区踏坡组岩石学、锆石年代学和微量元素组成的约束

碧口地块北缘下中泥盆统踏坡组的物源长期被认为来自碧口地块新元古界基底——碧口岩群,但一直缺少碎屑锆石物源数据的支持。本文对略阳地区泥盆系踏坡组不同层位的3个碎屑岩样品开展了系统的岩石学、锆石岩相学及其U-Pb定年和微量元素组成研究。锆石晶体特征对比分析显示,研究样品存在两种类型的锆石:普遍发育变质增生边的碎屑锆石(剖面北段样品)和不发育变质增生边的典型岩浆成因的碎屑锆石(剖面南、中段样品)。前者显示2个年龄峰值(～2.5 Ga主峰、～2.0 Ga次峰),还形成了2473±24 Ma的上交点年龄和359±84 Ma的下交点年龄,而后者两个样品有着一致的年龄峰值(～2.0 Ga主峰、～2.5 Ga次峰和～1.39 Ga微小峰值)。3个样品的谐和年龄均大于1.3 Ga,并不能限定踏坡组的沉积时代,且均不支持其物源主要来自碧口岩群的传统认识。碎屑锆石地球化学判别图解指示它们的源岩主要为形成于造山带环境中的花岗岩类(花岗闪长岩和英云闪长岩)、基性岩和钾镁煌斑岩。基于样品中的岩屑类型,结合区域地质、古流向、锆石年龄对比和源岩判别,认为踏坡组的原始物源来自位于扬子板块北缘的太古宙—古元古代基底(鱼洞子杂岩和崆岭杂岩),并且鱼洞子杂岩在踏坡组沉积后期曾大面积出露/抬升。同时表明碧口地块可能至少在早中泥盆世就与扬子板块拼合在一起了。     

扬子陆块西南缘早前寒武纪撮科杂岩记录的多期岩浆-变质事件

撮科杂岩是最近在滇中地区发现的早前寒武纪基底杂岩,对深入探究扬子陆块早期演化具有重要意义.报道了4件代表性岩石样品的锆石U-Pb年代学和Hf同位素新数据.奥长花岗质片麻岩样品的结晶年龄为2 845±33 Ma,具有正的锆石ε_Hf（t）值（1.7~4.6）和相对年轻的亏损地幔二阶段（T_DM2）模式年龄（2.97~3.12 Ga）,表明其形成于新生地壳的重熔.变二长花岗岩和片麻状花岗岩样品的结晶年龄分别为2 401±15 Ma和2 320±16 Ma,显示负的锆石ε_Hf（t）值（-6.2~-0.8）和明显老的T_DM2模式年龄（2.90~3.11 Ga）,指示其来自古老地壳物质的重熔.斜长黑云碎粒岩的变质锆石的年龄为1 948±16 Ma,结合已有变质年龄揭示一期1.96~1.95 Ga区域变质作用.扬子陆块西南缘存在太古代结晶基底,并保留了与Nuna超大陆聚合有关的多期构造-岩浆事件的记录.      

广西大明山地块寒武系碎屑锆石U Pb年龄及其构造意义

大明山地区位处扬子地块与华夏地块结合带的西南段,对该区寒武系碎屑锆石开展U-Pb年龄谱研究可为新元古代—早古生代扬子地块与华夏地块结合带构造属性的进一步确定和对华南大地构造演化的深入研究提供新的依据。本次研究对该区2件寒武纪砂岩样品分选出的碎屑锆石进行了LA-ICPMS U-Pb年代测定和分析。锆石的透射光及阴极发光图像、Th/U比值、稀土元素特征说明其主要为岩浆岩锆石。222个谐和年龄数据显示出5个主要年龄区间:550~560Ma、750~780 Ma、950~1020 Ma、1560~1740Ma和2390~2450Ma,其中以950~1020Ma区间表现为最突出的峰值。对比大明山与大瑶山地区的寒武系碎屑锆石年龄谱系,两者表现出相似的分布特征。最明显的年龄峰值(980Ma)揭示物源区曾是Grenville期造山带的一部分。与扬子地块和华夏地块碎屑锆石年龄谱系进行比较,结合古水流及相关地质证据,认为所研究样品的碎屑锆石主要来自华夏地块。根据现有的资料,我们更倾向于认为寒武纪时扬子—华夏之间可能没有大洋的分割,而是一陆间海(intercontinental sea)格局。本次研究还在大明山寒武系中测得8颗具有太古宙年龄的古老锆石(≥2500Ma,其中1颗≥3200Ma)。这些锆石具振荡环带结构,Th/U比值均≥0.4,稀土分布多具有明显的Ce正异常与Eu负异常,指示其来自岩浆岩,反映物源区在太古宙发生过岩浆作用。结合前人研究获得的华夏地块太古宙锆石年龄信息,认为华夏地块可能存在太古宙地壳基底或接受过古老陆块的物源供给。     

中国最老岩石和锆石

在中国大陆的许多地区都已发现大于3.4Ga的锆石和岩石.鞍山是全球仅有几个存在≥3.8Ga岩石的地区之一.它们以不大的规模存在于白家坟、东山、深沟寺杂岩中,由糜棱岩化奥长花岗岩、条带状奥长花岗岩和变质石英闪长岩组成.近年来,在鞍山地区还发现了许多3.7～3.6Ga岩石和锆石.锆石Hf同位素组成表明鞍山地区在3.8～3.6Ga期间存在周期性的地幔添加和陆壳形成.除鞍山外,在中国许多地区的不同类型岩石中也获得了≥3.4Ga锆石,虽然它们大多数都是碎屑和残余成因.(1)华北克拉通冀东铬云母石英岩中3.85～3.55Ga碎屑锆石:(2)华北克拉通信阳中生代火山岩长英质麻粒岩中3.66Ga岩浆锆石;(3)华南克拉通宜昌地区杨子地块新元古代砂岩中3.80Ga碎屑锆石(一颗);(4)华南克拉通华夏地块新元古代一古生代变质沉积岩中3.76～3.6Ga碎屑锆石;(5)西北地区塔里木地块阿克塔什塔格地区古元古代片麻状花岗岩中3.6Ga残余锆石;(6)西秦岭奥陶纪变质火山岩中4.08Ga捕掳锆石(一颗);(7)西藏普兰地区奥陶纪石英岩中4.1Ga碎屑锆石(一颗,有3.61Ga增生边).一些古老锆石有高达4.1～4.0Ga的Hf同位素模式年龄.在中国,>3.4Ga地壳物质的比例以往被低估了,发现冥古宙和始太古代物质的可能性仍然存在,它们将对中国早期陆壳演化提供新的制约.