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。     

甘肃敦煌东巴兔山地区敦煌杂岩的变质 变形特征及时代限定

敦煌地块位于塔里木克拉通的东南缘,是塔里木克拉通前寒武纪岩石出露的重要地区之一。敦煌地块包括北阿尔金 地区和敦煌地区,区域内出露的最古老岩石分别被称为米兰杂岩和敦煌杂岩,文章研究重点是敦煌地区出露的敦煌杂岩。 敦煌杂岩由TTG质片麻岩和变质表壳岩组成,代表性岩石组合包括英云闪长质片麻岩、奥长花岗质片麻岩、花岗闪长质片 麻岩、石榴石斜长角闪岩、石榴石黑云母片岩以及大理岩。文章对东巴兔山干沟地区的花岗闪长质片麻岩样品进行了 LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,对石榴石黑云母片岩样品进行了矿物电子探针分析,同时对敦煌杂岩开展了构造变形研究,目 的是揭示敦煌杂岩的形成时代、构造变形特征以及变质温压条件。花岗闪长质片麻岩样品的结晶年龄为2057±75 Ma,并且 记录了~1.88 Ga和~400 Ma两期变质作用,分别与古元古代和古生代的造山事件相关。构造变形研究表明敦煌杂岩记录了两 期变形作用,分别为区域上的右形韧性剪切作用（S1） 和南北向褶皱作用（S2）,且右形韧性剪切作用（S1） 和~400 Ma的变 质作用是配套同期的。此外,对石榴石黑云母片岩样品的分析表明,~400 Ma这期变质作用变质峰期的矿物组合主要为石 榴石+黑云母+斜长石+石英,且变质温压条件为667~690 ℃/0.88~0.89 GPa,代表了高角闪岩相的变质作用。     

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。     

华北克拉通阜平杂岩新太古代-古元古代多期地质事件及其构造性质

本文收集了阜平杂岩新太古代早期-古元古代晚期基底岩石的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、同位素地球化学和变质作用资料，以期对阜平杂岩早寒武纪演化历史进行初步总结.阜平新太古代早期~2.7 Ga片麻岩原岩为英云闪长岩，具有TTG质片麻岩的地球化学特征；其锆石ε_Hf（t）具有较高的正值（+5.44~+7.50），单阶段模式年龄为2 745~2 824 Ma，表明新太古代早期为阜平杂岩强烈的地壳生长时期.新太古代晚期片麻岩的时代集中于2 543~2 484 Ma，主要岩石类型为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG），同时区域内还存在二长花岗岩.TTG质片麻岩的ε_Nd（t）值为-1.64~+0.96，单阶段模式年龄为2.76~3.04 Ga；锆石ε_Hf（t）值为-1.9~+7.91，单阶段和两阶段模式年龄分别为2 546~2 888 Ma和2 548~3 119 Ma.这些TTG岩石主要为新太古代早期岩石的部分熔融，并有少量中太古代地壳物质参与.近于同期具有岛弧性质的辉长岩和变质作用暗示阜平杂岩新太古代晚期可能经历了俯冲和弧-陆或陆-陆碰撞.古元古代中期（2.1~2.0 Ga）阜平地区花岗质岩浆活动强烈.该阶段花岗岩具有A型花岗岩特征，与同期的火山-沉积岩系形成于华北克拉通古元古代中期伸展的陆内裂谷环境中.阜平杂岩中基性麻粒岩包体记录的变质作用时代为1.89~1.85 Ga，并具有顺时针演化的P-T轨迹，其代表了古元古代晚期裂谷闭合的陆内造山过程，表明华北最终克拉通化.      

甘肃敦煌太古宙英云闪长岩: 单颗粒锆石U-Pb年龄和Nd同位素

甘肃敦煌地块是塔里木地台早前寒武纪岩石广泛出露区之一,但是否出露太古宙岩石长期存在着争议。本文对该区广泛出露的英云闪长岩单锆石U-Pb年龄和Sm-Nd同位素研究,获得了2.67 Ga的锆石U-Pb年龄和2.68 Ga的Nd模式年龄。证实了敦煌地块存在太古宙基底。同时反映新太古代是该区重要的造壳事件,英云闪长岩派生于亏损地幔。     

华北克拉通新太古代早期构造热事件的响应:来自左权地区ca.2.7Ga TTG片麻岩的证据

新太古代早期是全球地质历史上一个重要的地壳生长时期,世界众多克拉通中广泛存在2. 7Ga左右的岩浆年龄记录。华北克拉通最主要的岩浆事件发生在新太古代晚期,这与世界其他克拉通广泛存在～2. 7Ga的构造热事件明显不同。但全岩Nd和锆石Hf同位素研究表明,华北克拉通～2. 5Ga的岩石主体来自于中太古代晚期-新太古代早期大陆物质的重熔或再造。因此,厘定～2. 7Ga地质事件在华北克拉通的空间分布对深入理解新太古代地壳形成与演化具有重要科学意义。华北克拉通已识别出的～2. 7Ga的花岗质岩石主要分布在胶东、鲁西、武川、赞皇和太华等少数杂岩区,中部带的恒山、阜平和中条杂岩中亦有零星出露。左权变质杂岩位于中部带中南段,赞皇杂岩西南,初步地球化学和锆石年代学研究表明,该地区有多种岩石类型记录了～2. 7Ga的年龄信息,包括副片麻岩、长英质浅色体、磁铁矿角闪片麻岩和TTG片麻岩。其中,TTG片麻岩的原岩为英云闪长岩,锆石发育明显的核边结构,核部具有清晰的岩浆环带,两个不同LA-ICP-MS实验室获得的不一致线上交点年龄分别为2727±14Ma和2731±12Ma,代表了TTG岩浆岩的结晶年龄。同时,左权变质岩石中较好地保存了新太古代晚期的岩浆和变质年龄记录,推测其所代表的构造热事件与华北克拉通～2. 5Ga所经历的大规模幔源岩浆的底侵作用有关。     

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.     

华北中部造山带左权变质杂岩ca. 2.5Ga和ca. 1.9Ga变质年龄记录及其地质意义

华北克拉通早前寒武纪基底由多个微陆块组成,其主期拼合时代是困扰地质学家的一个重大课题。华北中部造山带作为新太古代-古元古代一条重要的碰撞型造山带已得到广泛共识。大量高精度年代学资料显示,华北中部造山带至少记录了大约1. 85Ga、1. 95Ga和2. 5Ga的三组变质年龄信息。但目前,2. 5Ga左右的变质年龄仅在华北中部造山带中部的阜平和赞皇等少数杂岩区有零星报道。左权变质杂岩位于华北中部造山带中南段东侧、阜平杂岩以南,向东紧邻赞皇杂岩,是洞悉早前寒武纪时期华北克拉通基底形成及演化过程的一个重要窗口。杂岩区出露多种早寒武纪变质岩石,其中长英质黑云斜长片麻岩分布范围最广,局部暗色矿物富集;斜长角闪岩或角闪片麻岩多以透镜状或似层状方式产出于长英质片麻岩中;杂岩区南部发育多个小型磁铁矿矿床。本文对研究区多种类型岩石样品进行了细致的岩相学、锆石U-Pb年代学和锆石稀土元素研究,发现多数样品中发育变质成因锆石,记录至少两组变质年龄信息。第一组年龄(1903Ma)仅被个别角闪片麻岩样品保存,反映了杂岩区所经历的变质峰期或近峰期阶段的时代;第二组年龄(2483～2507Ma)分布广泛,所代表的变质事件发生在区域片麻理之前,与华北克拉通约25亿年时发生的大规模构造热事件有关。     

早前寒武纪花岗质岩石成因研究中的若干问题

在前寒武纪地块广泛分布的英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩质片麻岩是世界各大陆太古宙高级变质区片麻岩(灰色片麻岩)的主要岩石,也是绿岩—花岗岩地体的主要组成部分。各大陆早前寒武地体的同位素资料表明,这些岩石的形成(或变质)年龄均老于绿岩带。显然,早前寒武纪花岗质岩石的形成与地球早期历史中上地幔—地壳     

中条山涑水杂岩中TTG片麻岩的锆石Hf同位素特征及其形成环境

中条山前寒武纪涑水杂岩主要由西姚和寨子英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质(TTG)片麻岩、横岭关和北峪钙碱性花岗质岩石组成。SHRIMP锆石U-Pb年代学研究表明,西姚石英闪长质片麻岩~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为2536±8Ma,是新太古代的产物;西姚和寨子TTG片麻岩及横岭关和北峪钙碱性花岗质岩石岩浆锆石Hf同位素组成ε_(Hf)(t)全为正值,且在t-ε_(Hf)(t)图解上,落在2.6～3.1Ga地壳演化线范围内。北峪钙碱性花岗质岩石中三个继承锆石核的~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为2633±84Ma,其锆石ε_(Hf)(t)值为-2.0～ 5.6。前寒武纪涑水杂岩中花岗质岩石的SHRIMP锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素特征揭示它们最可能形成于新太古代到古元古代,岩浆主要来源于约2650Ma初生地壳的部分熔融,并有更古老的地壳物质的加入。     

胶东谭格庄地区奥长花岗质片麻岩和斜长角闪岩的野外地质和锆石SHRIMP定年

对胶东谭格庄地区一地质剖面进行了详细野外观察和锆石SHRIMP年代学研究.剖面主要是由奥长花岗质片麻岩和斜长角闪岩组成,两者互层产出并一起发生褶皱变形,在强变形域两者完全平行化.所以,在强变形地区,不同成分岩性的薄层状互层产出不能作为变质沉积岩的识别标志.奥长花岗质片麻岩(S1105)形成于2496±10Ma,遭受了古元古代早期和晚期变质.两个斜长角闪岩样品(S1238和S0812)都只发育变质锆石,年龄分别为1842±3Ma和1833±13Ma.该剖面岩石记录的两期变质作用在胶东地区具有普遍意义.结合前人研究,作者指出该地区太古宙末存在区域性变质深熔作用,早期地壳受到了强烈的再造;古元古代末的变质作用具有带状分布特点,与造山作用有关.     

龙泉关剪切带眼球状花岗质片麻岩锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素特征及其地质意义

恒山五台阜平地区地处华北克拉通中部造山带的中段,早前寒武纪地体出露较好,是解析华北克拉通早前寒武纪演化过程的最佳地段。龙泉关剪切带位于五台杂岩和阜平杂岩的交接部位,其主要岩石类型为眼球状花岗质片麻岩、变粒岩和斜长角闪岩。本文利用LA-ICP-MS方法对龙泉关剪切带中的眼球状花岗质片麻岩进行了锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素的测试。结果显示,龙泉关眼球状花岗质片麻岩原岩结晶年龄为(2 547±7) Ma,其εHf(t)值介于+2.7~+9.2,表明其源区主要为相对年轻的地壳物质,与五台地区新太古代花岗岩非常相似。龙泉关花岗质眼球状片麻岩中锆石两阶段Hf模式年龄(TDM2)为2 477~2 872 Ma,具有2.58 Ga、2.71 Ga和2.81 Ga三个峰值,记录了华北克拉通新太古代初始地壳生长事件。     

特提斯喜马拉雅构造带雅拉香波穹隆构造热事件LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄证据

雅拉香波穹隆位于特提斯喜马拉雅构造带东部,出露显生宙不同时期的岩石地层,发育强烈韧性剪切变形和多期岩浆热事件,良好地记录了印度大陆俯冲导致的构造变形和岩浆热历史。对雅拉香波穹隆不同构造部位的花岗质岩石进行LAICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得4期构造岩浆事件的高精度测年数据。早期锆石年龄520.4±6.3Ma与536±12Ma指示喜马拉雅地块结晶基底泛非期岩浆侵位时代,晚期锆石年龄揭示新生代碰撞造山不同阶段构造热事件的发生时代。其中,45.6±1.2~44.16±0.88Ma反映印度大陆向北俯冲的起始时代,35.00±0.48Ma对应于始新世晚期增厚地壳深部构造热事件年龄,15.67±0.50Ma指示雅拉香波核部花岗岩侵位及穹隆的形成时代。     

内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区古元古代孔兹岩系年代学研究

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒状岩石,系统的岩相学观察显示多种典型的减压反应结构。阴极发光图像特征显示乌拉山-大青山孔兹岩系岩石均存在大量继承性碎屑锆石和变质增生锆石,其中继承性碎屑锆石形态复杂,多显示典型岩浆结晶环带,标志着源区物质主要来源于岩浆岩。变质锆石为新生的单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石核生长,内部结构均匀,整体的Th/U比值较低。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该区孔兹岩系岩石的继承性碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在2400~2500Ma、~2300Ma和2000~2100Ma,进而可限定其最老沉积时代应为~2000Ma,表明乌拉山-大青山孔兹岩系的原岩形成时代为古元古代中期。乌拉山-大青山孔兹岩系中典型的变质锆石记录其变质时代为1850~1950Ma,并显示~1950Ma和~1860Ma两组年龄峰。结合前人对内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区高级变质地体的变质作用、构造演化和同位素年代学的研究结果,综合判断该期变质事件与古元古代华北克拉通西部陆块内北部的阴山陆块和南部的鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞并折返抬升至地表的动力学过程有关,其中~1950Ma代表了陆-陆碰撞形成孔兹岩带的初始阶段,而~1860Ma则代表了其折返抬升的时代。     

胶北早前寒武纪变质基底多期岩浆-变质热事件:来自TTG片麻岩和花岗质片麻岩中锆石U-Pb定年的证据

本文采用LA-ICP-MS技术,对胶北地体TTG片麻岩和花岗质片麻岩中锆石进行系统原位U-Pb定年和稀土、微量元素的分析,发现研究区早前寒武变质结晶基底存在多期岩浆-变质热事件。4件TTG片麻岩和2件花岗质片麻岩锆石样品记录了2909±13Ma、2738±23Ma、2544±15~2564±12Ma和2095±12Ma 4组岩浆事件年龄,以及2504±16~2513±32Ma和1863±41Ma 2组变质事件年龄。结合以往TTG片麻岩和花岗质片麻岩的地球化学及Nd同位素研究发现,约2738Ma的TTG岩浆事件可能代表胶北地体地壳最主要的生长事件,而2544~2564Ma的岩浆事件则可能代表古老地壳重熔的最强烈岩浆事件,约2095Ma岩浆事件则反映了胶-辽-吉构造带内部在该时期与地壳拉张作用有关的岩浆活动。2504~2513Ma是研究区以及华北克拉通早前寒武基底最主要的一期变质热事件,可能与地幔柱(热点)岩浆的底侵作用有关,而TTG片麻岩记录的约1863Ma的变质年龄与研究区基性和泥质高压麻粒岩相岩石记录的麻粒岩相变质时代一致,暗示TTG片麻岩可能也经历了古元古代高压麻粒岩相变质作用,上述研究进一步表明胶北地体在古元古代的确存在一期陆-陆碰撞的重要造山事件。该项研究成果对于进一步深入探讨胶北乃至华北克拉通早前寒武纪变质基底的形成演化、岩浆-变质热事件序列及其构造背景具有重要的科学意义。     

华北克拉通南缘小秦岭地区新太古代晚期-古元古代晚期岩浆构造热事件:锆石U-Pb-Hf同位素和地球化学证据

为了探讨华北克拉通南缘早前寒武纪形成演化，对华北克拉通南缘小秦岭地区早前寒武纪变质基底花岗质片麻岩开展了SHRIMP U-Pb锆石定年、Hf同位素组成及地球化学组成研究，获得了2个TTG片麻岩样品~2.50 Ga的岩浆锆石年龄和时代相近的变质锆石年龄，岩浆锆石ε_Hf（t）值为0.71~4.37；1个花岗质片麻岩样品的岩浆锆石年龄为~2.30 Ga，ε_Hf（t）值为－1.21~0.11.它们也记录了古元古代晚期变质锆石年龄或显示古元古代晚期构造热事件影响的存在.岩石以轻重稀土强烈分异为特征，大离子亲石元素相对富集，Nb、P、Ti相对亏损.在小秦岭地区首次发现新太古代晚期TTG岩石，并识别出新太古代晚期构造热事件.现有资料支持华北克拉通南缘与华北克拉通其他地区具有类似的早前寒武纪形成演化历史的认识.但是，华北克拉通南缘以2.3 Ga左右岩浆作用十分发育而显示出独特性.      

新疆兴地断裂带前寒武纪构造—岩浆—变形作用特征及其年龄

本文分析了发生在塔里木北缘兴地断裂带的多期构造—岩浆演化特征。在此基础上,对三件前寒武纪火成岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,对兴地断裂带韧性变形构造进行了运动学分析。研究表明,兴地断裂带至少经历了4期地质构造演化; 其中,前寒武纪有两期。第一期发生在前南华纪,以强烈的挤压褶皱、韧性剪切变形和岩浆活动为特色; 第二期发生在南华纪—震旦纪,以广泛发育的双峰式火成岩、复式岩流和基性岩墙群为特征,伴随大规模冰川作用和地壳沉陷,对应Rodinia超大陆的裂解。LA-ICP-MS法锆石U-Pb年龄测定表明,辉长岩中的俘获锆石保留了3114±20Ma、2509±42Ma、1916±36Ma等多期古构造演化和岩浆活动信息,揭示研究区深部存在一个中-新太古代和古元古代的基底。双峰式火成岩测年数据证实,区内在820~800Ma(花岗岩脉,798±7Ma; 辉长辉绿岩墙,816±15Ma)发生过强烈的裂谷—岩浆活动。根据构造交切关系,兴地断裂带发生过两期前南华纪韧性变形;变形时代尚不清楚。运动学分析表明,第一期为朝北逆冲的推覆变形,第二期为右旋走滑变形。南华纪以来,区域变质和韧性变形微弱,为韧脆性变形。     

华北中部造山带南缘华山地区太华变质杂岩中锆石U-Pb定年

华山太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带最南缘,区内斜长角闪片麻岩呈"透镜状"或"似层状"产出于黑云斜长片麻岩或TTG片麻岩中。大多数含有石榴子石变斑晶的变质岩中,保留了至少3期变形形迹和3个阶段的变质矿物组合。本文对斜长角闪片麻岩和黑云斜长片麻岩中的锆石,进行了SIMS和LA-ICP-MSU-Pb定年。斜长角闪片麻岩的岩浆锆石年龄为2.29Ga,表明其原岩形成于古元古代。斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩中的变质锆石及锆石变质增生边年龄为1.94～1.82Ga,表明华山地区比华北克拉通中部造山带中段及北段其他地区普遍记录的约1.85Ga的变质事件,不仅早了约0.1Ga,且变质事件持续达0.1Ga之久。这说明华北中部造山带前寒武纪期间的构造-变质事件是一个比较漫长的复杂过程。