汉诺坝大麻坪低εNd中性麻粒岩包体单颗粒锆石U-Pb年代学研究

利用 LA-ICPMS对采集自汉诺坝大麻坪玄武岩中的两个 143Nd/144Nd比值最低[εNd(0)=-26.8～-29.5]的中性麻粒岩包体的单颗粒锆石 U-Pb年代学进行了研究,获得了 2 444 Ma和 2 494 Ma的上交点年龄和 88 Ma的下交点年龄,反映它们是新太古代形成的受到中生代岩浆底侵-热变质作用影响的下地壳麻粒岩.这些包体与周坝玄武岩中～1.9 Ga的长英质麻粒岩包体共同确证了华北克拉通北缘目前的下地壳中仍然残留有前寒武纪下地壳岩石.结合区域构造演化历史和 DMP-70的层状堆晶特征,推断其原岩形成于～2.5 Ga岩浆底侵事件.     

天然火山作用探测华北下地壳组成、结构及其形成过程

与中上地壳相比，对下地壳组成、结构的认识受限于样品的获取，然而天然火山作用携带的下地壳捕虏体可以为了解下地壳提供关键样品。华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，显生宙以来的火山作用携带有丰富的下地壳捕虏体，为探测华北下地壳组成、结构及其形成过程提供了可能。通过对这些捕虏体定深、定性及定年的综合研究，构建了以信阳，莒南，汉诺坝和女山等典型地区为代表的下地壳组成、结构剖面模型。这些剖面表明，华北克拉通下地壳具有分层的特点，且上老下新，暗示可能与底侵作用有关。其中捕虏体的锆石U- Pb年龄和Hf同位素的研究，揭示了该克拉通下地壳复杂的形成与演化过程：最古老的组成部分可能老至~4. 0 Ga冥古宙，此后经历了3. 80~3. 65 Ga古太古代的再造作用，2. 8~2. 5 Ga 新太古代和2. 3~1. 8 Ga 古元古代的增生与再造共存，同时还经历了显生宙以来包括462~220 Ma，140~90 Ma和47~45 Ma的增生与再造事件。     

胶北~2.5Ga岩浆热事件的锆石Hf同位素特征及其对地壳演化的指示意义

位于华北克拉通东缘的胶北地体,被普遍认为是胶-辽-吉带的西南组成部分,经历了多期岩浆-变质热事件,而晚太古宙末期约2.5Ga的岩浆事件是该区最强的岩浆事件;为了确定该期岩浆热事件的性质,本文选取2件形成于约2.5Ga的英云闪长质片麻岩及花岗质片麻岩开展锆石Hf同位素测试分析;总计69个锆石Hf同位素分析点的结果显示,它们均具有正的εHf(t)值,在10.71到3.0之间,平均为6.02,两阶段锆石Hf模式年龄主要分布于2.6～2.9Ga之间,平均为2747Ma,明显大于锆石的207Pb/206Pb年龄,表明约2.5Ga的TTG及花岗质片麻岩主要源于2.6～2.9Ga新生地壳的重熔或再造;另外,一些锆石具有极正的εHf(t)值,它们的锆石Hf模式年龄与U-Pb年龄相近,这暗示在约2.5Ga有亏损地幔物质加入地壳,并发生了即时重熔;根据本次研究获得的锆石Hf同位素数据,结合前人的Nd同位素结果,我们认为胶北地体内约2.5Ga的岩浆活动可能主要表现为与地幔岩浆低侵作用有关的新生地壳的重熔或再造,约2.9Ga和2.7～2.8Ga是胶北地体地壳生长的两个时期,并且与华北克拉通大部分地区一样,2.7～2.8Ga是胶北地体新生地壳形成最重要的时期。     

华北东部岩石圈减薄中的下地壳过程：岩浆底侵、置换与拆沉作用

最近研究表明，华北中生代岩石圈减薄不仅是岩石囤地幔减薄，而且下地壳也发生了一定程度的减薄和置换。本文强调下地壳过程，如岩浆底侵、置换和拆沉作用是理解岩石囤减薄机制的关键因素之一。火山岩及其捕虏体的信息似乎支持在华北东部南、北缘存在局部造山带型的下地壳与岩石囤的拆沉作用。但是华北东部整体上的减薄机制难以用造山带的拆沉模式来解释。华北东部克拉通内部的火山岩中的下地壳捕虏体有两类，一类是经历了麻粒岩相变质的底侵辉长岩和辉石岩以及榴辉岩相变质的石榴辉石岩，形成时代约在140～120Ma；另一类是经过了中生代变质叠加的前寒武纪麻粒岩。中生代华北东部曾发生过大规模的岩浆底侵作用，现今的下地壳很可能已大部分不是前寒武纪的下地壳，它们由中生代变质的辉长岩、镁铁质岩石以及经历了很强烈改造的前寒武纪下地壳麻粒岩组成。此外，在华北东部普遍存在着化学成分类似于“埃达克岩”的中生代高锶花岗岩类岩石，它们的形成与岩浆底侵作用和镁铁质下地壳的部分熔融有关，其熔融残留应是榴辉岩或石榴角闪岩。尽管如此，要通过下地壳部分熔融形成一个厚的密度很大的榴辉岩层，由它的重力不均衡来带动80～120公里厚的岩石圈地幔一起拆沉进入软流圈的机制很难发生在华北克拉通内部。岩浆底侵和置换作用是下地壳过程非常重要的形式，与岩石圈的减薄具有密切联系，其具体机制尚不完善。     

华北克拉通古老麻粒岩纪录的三期构造-岩浆事件

华北克拉通中部造山带上广泛发育新太古代-古元古代的基性岩墙。本文选取出露于华北南缘太古代太华群花岗片麻岩中的基性麻粒岩脉体进行研究,进而探讨了克拉通南缘太古代地体所经历的构造-岩浆-变质事件以及其后期演化过程。通过对基性麻粒岩脉体的野外地质、岩石学、锆石的U-Pb年代学、锆石O及Hf同位素地球化学的研究,显示该脉体记录有3期明显的构造-岩浆-变质事件:(1)新太古代晚期岩浆侵位事件(2523±8Ma)。岩浆锆石正的εHf(t)值(2.88~7.16)显示该基性岩脉是由亏损幔源玄武质岩浆侵位于太古代基底而形成的,结合锆石略高于正常地幔的δ18O值(6.12‰~7.47‰)说明岩浆侵位后受地壳混染并不显著。该岩浆事件与华北克拉通新太古代(~2.5Ga)广泛存在的地壳再造和少量的地壳增生事件吻合;(2)古元古代变质作用(1922±6Ma)。麻粒岩中变质锆石纪录的古元古代变质作用事件与华北克拉通中部造山带普遍遭受变质作用的时期(1.85~1.97Ga)相一致。锆石正的εHf(t)值(1.61~5.52)说明变质作用过程中Hf同位素体系保持封闭,因此其Hf同位素组成继承了原岩幔源岩浆的组成。而略低于岩浆锆石的δ18O值(4.85‰~5.76‰)可能是由变质作用过程中发生的高温热液蚀变导致的;(3)渐新世岩浆活动(31.38±0.15Ma),该期岩浆作用在华北克拉通属首次发现。麻粒岩中部分岩浆锆石给出了非常好的谐和年龄,这些锆石的εHf(t)值(-3.03~1.69)集中分布于原始地幔岩浆库(CHUR)演化线之上,且具有非常接近于原始地幔的δ18O值(5.78‰~6.62‰),表明该基性岩脉所记录的渐新世岩浆活动也来源于地幔。结合已有研究成果,我们认为华北南缘太华群基性脉体形成于新太古代晚期,侵位于早先的太古代地体之中,并随同古老基底一起俯冲至下地壳深度发生了麻粒岩相的变质作用,不久又一同被抬升至发生角闪岩相退变质,后又经历了渐新世的幔源岩浆活动的扰动,抬升至地表的地质演化过程。     

怀安麻粒岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素：华北北缘下地壳增生再造过程研究

怀安杂岩体位于华北克拉通中北部,出露太古代-元古代的角闪岩相-麻粒岩相高级变质岩,记录了华北克拉通复杂的地壳形成和演化史.本文对其中的镁铁质麻粒岩和长英质麻粒岩进行了岩石学及锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究,并在此基础上对其形成过程及所反映的华北北缘古老下地壳的增生再造过程进行讨论.镁铁质麻粒岩主要矿物组合为Cpx+ Pl+ Qz±Opx±Hb±Grt,粒状变晶结构,局部发育石榴子石的“白眼圈”现象,表明经历了高压麻粒岩相及后期近等温减压退变质作用过程.选择其中矿物组成为Cpx、Pl和少量Qz的单斜辉石麻粒岩进行锆石定年获得2461±20Ma的原岩形成年龄.这些岩浆锆石的εHf(t)为+2.1 ～ +9.7,最高值接近当时的亏损地幔值,其Hf亏损地幔模式年龄(tDM)集中在2.6～2.7Ga之间,最小为2412Ma和2461 Ma,接近原岩形成年龄.长英质麻粒岩主要组成矿物为Pl+ Kfs+ Cpx+ Qz+ Opx,粒状变晶结构.锆石测年获得2458±46Ma的原岩形成年龄.这些锆石εHf(t)范围为+2.9～ +5.3,锆石Hf两阶段模式年龄(t.ust)集中在2.8 ～2.7Ga之间.怀安麻粒岩的这些特征显示怀安地区在～2.5Ga发生亏损地幔的部分熔融,为单斜辉石麻粒岩提供了原岩物质,同时可能引起了先存(≥2.7Ga)地壳的重熔,即存在地壳再造,进一步为长英质麻粒岩提供了原岩物质.单斜辉石麻粒岩和长英质麻粒岩原岩都形成于～2.5Ga.     

辽西北票蓝旗组火山岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

辽西北票常河营子地区有中生代蓝旗组火山岩分布,其中上部安山质角砾熔岩的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄分析结果表明,其结晶年龄为159.4±3.4Ma,属晚侏罗世.锆石~(176)Hf/~(177)Hf比值介于0.282098～0.282789之间,ε_(Hf)(t)值为-20.4～+4.1,主体分布在华北克拉通地壳演化线之上,位于古元古代地壳演化范围内,所给出的亏损地幔年龄(t_(DM))和平均地壳模式年龄(t_(crust))分别为0.7～1.6Ga和0.9～2.5Ga.结合已发表蓝旗组中酸性火山岩的岩石地球化学及Sr-Nd同位素组成特征,我们认为安山质火山岩源于古老(如晚太古代)下地壳玄武质岩石的部分熔融,其形成过程可能与中生代幔源岩浆底侵作用有关.     

华北克拉通中生代下地壳置换：非造山过程的壳幔交换

华北克拉通内部前寒武纪麻粒岩地体和新生代火山岩的麻粒岩捕虏体的研究表明，前寒武纪下地壳与现今下地壳的是不同的。下地壳的主要置换发生在中生代。这表明，华北克拉通中生代的构造重大转折，不仅使得盆山格局发生了变化，而且下地壳和上地幔的组成和结构发生了变化。已发表的关于东部岩石圈减薄的机理有折沉作用、幔柱构造模式，均与造山带的演化相联系。本文注意到，华北克拉通最下部地壳的部分或大部都已被中代的下地壳置换，它们不仅发生在克拉通边部，而且发生在克拉通内部。因此华北克拉通中生代的下地壳被中生代的下地壳取代的作用，可称为华北克拉通中生代换底作用。中生代时期的华北拉通下可能存在有规模的地幔柱，强烈的壳幔交换是换底的作用的主要方式，热侵蚀和化学侵蚀的细节还不清楚。但可以推测这与造山带的演化没有直接关系，和造山带岩石圈根部的折沉作用有一般意义的底侵作用不同。     

捕虏体麻粒岩锆石U-Pb年龄和铪同位素:华北地块下地壳的形成与再造

利用激光剥蚀技术,在背散射研究基础上系统分析了辽宁复县基性麻粒岩、河南信阳酸性麻粒岩以及河北汉诺坝中性麻粒岩捕虏体锆石U-Pb年龄和铪同位素。结果表明,复县基性麻粒岩锆石上、下交点年龄分别记录了2620-2430 Ma的岩浆结晶和1904-1842 Ma的变质作用;1个样品有与变质作用相似的上交点年龄(1927 Ma)和605 Ma的下交点年龄(示锆石再生长)。老年龄锆石的εHf>0并有高达2.8 Ga的铪模式年龄;再生长锆石的εHf值和模式年龄分别是7.0-34.1和1.6-1.7 Ga。信阳酸性麻粒岩锆石的上、下交点年龄分别为3655-3670 Ma和1767-1981 Ma,有低的εHf值(0--41.1,平均-13)、很高的模式年龄(3.8-4.0 Ga);1个样品记录着2.5 Ga下地壳物质在2.1-1.9 Ga时的再熔融过程。汉诺坝中性麻粒岩除有2489-2447 Ma的年龄外,85％锆石的207Pb/206Pb年龄为1842±40 Ma,εHf值多近于零,个别高达+9.2-+10.2。华北南缘与北部一样,也有早太古代的下地壳。3.6 Ga以上的下地壳的初始物质来自4.0 Ga前的原始地幔。华北自早太古代初始陆核形成以来,至少经历了3.8-3.6 Ga时的再熔融过程和2.7-2.5 Ga及1.9-1.8 Ga时有大量地慢物质加入的下地壳再生长阶段。600-700 Ma间下地壳的改造过程可能与软流圈上涌的热作用有关;伴随晚中生代强烈的软流圈-岩石圈     

华北克拉通北缘赤峰地区显生宙麻粒岩的发现及其意义

华北克拉通构造体制从稳定向活动的转折是值得关注的问题。文中结合华北克拉通北缘赤峰和宁城晚古生代和早中生代两期麻粒岩捕虏体及其寄主闪长岩的研究,讨论其形成的不同构造背景,从而探讨体制转折的起始时期。赤峰柴胡栏子二叠纪镁铁质麻粒岩及其寄主闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为（262.3±3.1） Ma和（256.6±6.5） Ma,宁城河南营子三叠纪镁铁质麻粒岩及其寄主闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为（229.7±2.6） Ma和（221±3） Ma。在上述两个地区还发现晚古生代二叠纪的闪长岩脉等。通过对比研究认为：二叠纪岩浆活动具有大陆裂谷初始阶段的特点,高场强元素含量比较低;而三叠纪高场强元素的增高显示地幔部分熔融程度的提高。二叠纪岩浆活动与此时全球构造演化及邻兴蒙造山带出现的双峰式火山活动密切相关。而晚三叠世岩浆活动则与底侵背景下陆内伸展作用有关,是构造体制转折的标志。     

六合地区新元古代-新生代下地壳的成分与形成机制:来自麻粒岩包体的证据

六合地区地处扬子克拉通的西缘,前人对该地区下地壳的成分与形成机制尚无系统认识。本文通过研究新生代幔源侵入岩中所携带的深源捕虏体为认识该地区下地壳的成分和形成机制提供了直接证据。该捕虏体为高级正变质岩(麻粒岩相),岩性分别为石榴石透辉岩、石榴石角闪透辉岩、石榴石角闪岩。三者全岩Si O2=43.85%~50.82%,MgO=6.83%~14.77%,Mg#=0.50~0.64,Cr=87.1×10~(-6)~616×10~(-6),Ni=19.7×10~(-6)~143×10~(-6),皆属于低镁石榴石堆晶岩。通过石榴石-单斜辉石Mg-Fe交换地质温度计计算得知石榴石角闪岩的形成温度721~774℃,形成深度为45~47km,石榴石角闪透辉岩和石榴石透辉岩的形成温度803~829℃,形成深度为48~51km,说明三者皆形成于下地壳。捕虏体锆石多为变质锆石,锆石U-Pb年龄分别为259±9Ma和773±23Ma。捕虏体的全岩Sm-Nd等时线年龄分别为251±4Ma和809±64Ma。259Ma的锆石εHf(t)=-5.69~10.3,773Ma的锆石εHf(t)=5.87~17.7。年代学数据和锆石Hf同位素数据表明六合地区下地壳受到新元古代和晚二叠世岩浆底侵作用,同时发生变质作用。新元古代捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。高度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=4.36~5.28。表明在新元古代时期,六合地区的地壳受到俯冲弧岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆源自地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~30%部分熔融。晚二叠世捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。轻度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=-5.68~2.33。表明在晚二叠世时期,六合地区的地壳受到地幔柱-岩石圈地幔相互作用产生的岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆由地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~20%部分熔融而成。综上所述,在新元古代板块俯冲和晚二叠世地幔柱的分别作用下,六合地区的地壳受到地幔物质的加入形成镁铁质的新生下地壳。     

冀东地区新太古代晚期的岩浆事件与地壳增生:来自岩石地球化学和锆石年龄及Hf同位素的制约

在华北克拉通东部冀东的遵化-迁西-迁安地区广泛分布有新太古代晚期的斜长角闪岩(基性火山岩)、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩。锆石U-Pb同位素测定表明,该区的斜长角闪岩、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩几乎同时形成于2529±30Ma到2555±14Ma期间。这是华北克拉通新太古代晚期一次重要的岩浆事件,并紧随有2.5Ga左右的麻粒岩相变质作用。阴极发光图像显示,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩中一些锆石的核部为灰黑色,具杉树叶结构或无内部结构,意味着这些锆石核部的U-Th-Pb同位素体系在变质作用期间受到了干扰或重置,因此岩浆锆石核部的207Pb/206Pb加权平均年龄通常被解释为代表岩浆事件最年轻的年龄。新太古代晚期TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的岩浆锆石具有正的εHf(t)值(-0.08~9.49),计算的tDM1(Hf)模式年龄介于2572~2896Ma之间,峰值年龄为2.72Ga。这表明,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的母岩浆是从亏损地幔源分异出来的,且2.7Ga是研究区和华北克拉通最重要的一次地壳增生事件。地球化学和岩石成因研究表明,本区的TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩是由来自新生地壳基性岩石部分熔融形成的岩浆通过结晶分离形成的,其中角闪石是主要的分离相矿物。地幔柱模式更有利于解释本区TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的成因以及冀东地区的许多其他地质特征。     

华北克拉通破坏过程中下地壳的改造——捕虏体证据

华北克拉通出露的前寒武纪麻粒岩地体和显生宙不同时期火山岩中的麻粒岩捕虏体是地质历史上不同时期下地壳的代表性样品,对它们的对比研究为华北克拉通下地壳的演化提供了重要制约。本文在前人工作基础上,主要从地体麻粒岩和不同时代火山岩中捕虏体麻粒岩的锆石年代学和Hf同位素组成特征角度,指出在华北克拉通岩石圈破坏过程中,不仅岩石圈地幔发生了减薄和改造,岩石圈地幔之上的下地壳也发生了不同程度的减薄和改造,这种改造存在区域上的差异,包括改造的时间、改造的程度等。下地壳的改造方式主要以幔源岩浆的底侵为主,古老地壳物质的重熔也是可能的一种方式。     

山东中侏罗世-早白垩世侵入岩的锆石Hf同位素组成及其意义

对山东中侏罗世-早白垩世侵入岩中锆石的原位Hf同位素分析显示,形成于晚太古代(上交点年龄～2.5Ga)的继承锆石具有正的ε_(Hf)(t)值( 8～ 1),Hf同位素模式年龄集中在2.6～2.8Ga,与辽宁古生代金伯利岩中基性下地壳捕虏体中锆石Hf组成和Hf模式年龄十分一致,Hf模式年龄也与研究区变质岩和花岗岩的全岩Nd模式年龄相同,因此,这些继承锆石来自于晚太古代由岩浆底侵形成的基性下地壳。新生锆石出现在继承锆石周围或者以独立颗粒出现,其U-Pb年龄为177Ma和132～126Ma,ε_(Hf)(t)值均为负值(-23～-1)。山东中生代侵入岩的形成与富集岩石圈地幔,亏损地幔和地壳三个端员之间的相互作用有关。其中根据来源于晚太古代下地壳的侏罗纪铜石二长花岗岩限定的研究区下地壳ε_(Hf)(t)平均值为-20,根据来源于富集岩石圈地幔的早白垩纪沂南辉长岩限定的富集地幔端员的ε_(Hf)(t)为-16。部分样品锆石ε_(Hf)(t)变化非常大(-20～-1),示踪了岩浆作用过程中亏损地幔物质的参与程度的逐渐增强。这种变化是华北晚中生代岩石圈大规模减薄作用的结果。     

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.     

太行山北段木吉村髫髻山组安山岩锆石U Pb年龄和Hf同位素特征及其对区域成岩成矿规律的指示

太行山北段是中国东部中生代重要的成矿区带,髫髻山组火山岩记录了该地区中生代大规模成岩成矿事件发生的时代和有关岩浆作用源区的信息。髫髻山组安山岩中锆石大多具有明显的核幔结构,LA-MCICP-MS测试得出,锆石幔部年龄为144~145Ma左右,核部年龄为2.08~2.65Ga。两组锆石年龄中,前者代表了髫髻山组火山岩的形成时代,两件样品加权平均年龄分别为145.28±0.44Ma和144.61±0.76Ma;后者年龄与华北克拉通在前寒武纪增生变质等演化时代一致,揭示出火山岩形成过程中华北克拉通古老地壳的参与。对应两组年龄,锆石Hf同位素特征也明显的分为两组,中生代εHf_(l)值集中于-25~-10之间,表现为壳幔混合源区特征;新太古代—古元古代εHf_(1)值集中于0~10之间,表现为地壳增生的特征,与华北克拉通前寒武纪的演化时代相一致。结合已有岩石地球化学研究,髫髻山组火山岩的形成源于富集地幔部分熔融,在岩浆上侵过程中同化混染(或混合)了华北克拉通的古老地壳,在经历了分离结晶作用后侵位产出。髫髻山组火山岩是晚中生代华北克拉通构造背景转换的代表,在其形成后发育有大量与之相关的斑岩型铜钼矿床,通过总结对比中生代中国东部成岩成矿规律,我们推测太行山地区在中生代可能形成有两期重要的成矿事件,一期以斑岩型铜—钼矿床的形成为特征,另一期由金矿床的产出为代表。     

华北新太古代和中生代大陆下地壳中的水:以汉诺坝地区为例

应用显微傅里叶变换红外光谱技术,对华北克拉通北缘汉诺坝地区的太古宙地体麻粒岩和新生代玄武岩中捕虏体麻粒岩(中生代底侵成因)的主要组成矿物(单斜辉石、斜方辉石、斜长石和石榴子石)进行了详细分析.结果表明,无论是地体麻粒岩还是捕虏体麻粒岩,岩石中的主要组成矿物均含有结构水,主要以OH形式存在.同种产状麻粒岩的矿物水含量(H2O%)均存在较大的变化,而且都远远超出实验误差,表明下地壳内水的分布可能是不均一的.两种产状麻粒岩的矿物结构水含量有着显著的不同,地体麻粒岩中矿物的水含量是捕虏体麻粒岩的2倍以上.太古宙-古元古代形成的安徽女山新生代玄武岩中的捕虏体麻粒岩具有与汉诺坝太古宙地体麻粒岩相似的水含量范围,但明显高于汉诺坝中生代形成的捕虏体麻粒岩.由此看来,早期(太古宙-古元古代)下地壳的水含量要比中生代形成的下地壳高得多,这可能指示不同时代下地壳在形成机制和性质上的不同.     

湾子表壳岩中碎屑锆石的U-Pb年龄和Hf同位素研究:对华北克拉通中部造山带阜平杂岩的构造与演化的制约

位于华北克拉通中部造山带的阜平杂岩是研究华北克拉通演化历史的理想对象之一。阜平杂岩由一系列高角闪岩相至麻粒岩相变质和多期强烈变形的岩石组成,包括灰色片麻岩、麻粒岩、角闪岩、细粒片麻岩和大理岩,可以分为四个岩性单元:阜平灰色片麻岩、龙泉关眼球状片麻岩、湾子表壳岩和南营花岗片麻。本研究分析了大约200颗来自湾子表壳岩中碎屑锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成。其中锆石变质增生边给出1.82~1.84Ga,对应华北克拉通的最终拼合事件。除了小部分继承锆石具有2.5Ga到2.9Ga的继承年龄外,大部分岩浆锆石给出2.10Ga和2.51Ga两组年龄。这些结果表明湾子表壳岩来源于2.5Ga的阜平TTG片麻岩和2.0~2.1Ga的南营花岗片麻岩,沉积年龄在1.84~2.10Ga之间。所有年龄在2.51Ga的锆石都具有正的εHf初始值( 1.4~ 10.9),指示了一个重要的地壳增生事件发生在2.5Ga,大量的新生岩浆从亏损地幔涌入地壳中。Hf同位素数据还表明年龄在2.8Ga岩石是源区下地壳的重要组成部分,这跟东部陆块的Nd同位素组成相一致。年龄在2.1Ga的岩石εHf初始值为-4.9到 6.1,本文解释为其形成于先成地壳的再...     

青岛地区晚白垩世基性脉岩中麻粒岩捕虏体的成分特征及其温压条件

青岛地区晚白垩世基性脉岩中含有两类麻粒岩捕虏体,富辉石麻粒岩和富长石麻粒岩。富辉石麻粒岩的主要矿物组合为Opx Cpx Pl,具有细粒变晶结构;富长石麻粒岩主要矿物组合为Pl Opx Cpx Q或Pl Opx/Cpx Q,具有中粗粒粒状变晶结构。麻粒岩捕虏体中辉石的Mg~#较低(<66),普通辉石具有富Na贫Ca的特征,与岩浆底侵作用形成的麻粒岩特征接近。二辉石温度计的计算结果显示这些麻粒岩捕虏体的麻粒岩相变质平衡温度在847～910℃之间。结合富长石麻粒岩的地质压力计的计算结果(0.99～1.17GPa)和地温梯度推测出的"岩石学"Moho面深度在33～36公里之间,与"地震"Moho面深度基本一致。麻粒岩捕虏体中普通辉石的矿物成分和该地区活跃的岩浆活动暗示青岛地区下地壳麻粒岩不同于典型的古老下地壳麻粒岩地体或捕虏体。他们的形成可能是华北克拉通古老麻粒岩与岩浆底侵作用相互作用的结果。     

冀东地区早侏罗世岩浆岩成因及其意义

冀东地区位于华北克拉通东部,区内中生代岩浆活动强烈,形成了大量不同时代的侵入岩,成为研究华北克拉通破坏过程的重要研究对象。本文在冀东青龙地区对蛇盘兔花岗岩和龙须门闪长岩进行了锆石离子探针定年,分别获得了1920±24Ma和1905±13Ma的年龄,结合前人在冀东其它地区获得的190～199Ma的不同岩体的锆石年龄,表明冀东地区早侏罗世是一重要的岩浆作用时期。青龙地区的早侏罗世岩浆岩由经历了不同程度结晶分异的中-酸性岩组成,它们的锆石ε_(Hf)(t)明显高于华北古老下地壳的范围,说明可能并不是完全由古老下地壳重熔产生。另一方面,蛇盘兔花岗岩和龙须门闪长岩的锆石ε_(Hf)(t)均具有较小的变化范围,结合它们极低的Cr、Ni含量,可以排除壳幔岩浆的直接混合。鉴于该地区在三叠纪岩浆岩中存在亏损地幔物质的加入,推测冀东青龙地区早侏罗世岩浆岩可能来源于三叠纪底侵作用形成的新生地壳与古老地壳的混合源区的部分熔融。