华北南缘信阳古元古代花岗岩的年代学和地球化学特征及其对地壳演化的启示

华北克拉通南缘古元古代发育有多期次的岩浆活动和变质事件,记录了南缘基底和构造演化过程,但古元古代中-晚期的岩浆记录却相对较少.对华北南缘信阳地区古元古代中-晚期花岗岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究.信阳地区花岗岩主要包括潘庄钾长花岗岩和陈庄黑云钾长花岗岩,其岩浆锆石结晶年龄分别为1 868 Ma和1 955 Ma,即形成于古元古代中-晚期.所有的岩石样品具有高SiO₂、富碱、低CaO、P₂O₅、MgO等特征,且A/CNK介于1.12~1.28,属过铝质岩石.同时它们富集LILEs（如Rb、Th和K）,贫HFSEs（如Nb、Ta和Ti）、亏损Sr、P等元素,并具有中等-弱的负Eu异常.此外,潘庄岩体和陈庄岩体整体具有相似的锆石ε_Hf（t）值（-0.6~+2.6）,两阶段Hf模式年龄（T_crust）范围为2.40~2.64 Ga.表明信阳地区太古代末-古元古代早期地壳在古元古代中-晚期经历了强烈的改造.结合华北克拉通南缘的岩浆活动和变质事件记录,认为信阳地区花岗岩的形成可能与华北东、西陆块的碰撞有关,且该区频繁的古元古代岩浆活动（2.24~1.85 Ga）可能是东、西陆块间古大洋及西部陆块东向俯冲的结果.      

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。     

华北克拉通东南缘1.90~1.80 Ga陆-陆碰撞作用:来自胶北地体花岗-绿岩带的证据

胶北地体位于华北克拉通东南缘,其太古宙-古元古代的岩石组合包括斜长角闪岩、TTG片麻岩、花岗闪长岩、片岩和表壳岩等,显示出典型的花岗-绿岩带岩石系列特征,这一岩石系列对了解华北克拉通前寒武纪构造演化以及微陆块碰撞拼合过程具有重要的科学研究意义。本文通过详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析显示,胶北地体古元古代斜长角闪岩原岩、TTG片麻岩原岩和花岗闪长岩的结晶年龄分别为(1 881±18) Ma、(1 852±16) Ma和(1 840±9) Ma,同时记录了(2 332±32) Ma、(2 244±25) Ma、(1 935±21) Ma的继承年龄和(1 796±17) Ma的变质年龄。锆石Lu-Hf同位素结果显示ε_Hf(t)介于-4.7到3.9之间,地壳模式年龄(TDMc)介于2 784~2 289 Ma之间,表明胶北地体古元古代花岗-绿岩带岩石系列的形成在一定程度上受到了大陆地壳的混染作用。胶北地体古元古代斜长角闪岩具有低硅、高铁、轻重稀土元素分异较弱以及无明显Ce、Eu异常的特点,微量元素显示Nb、Ta负异常和Rb、Pb、K正异常的特征,与板内玄武岩的特征一致。TTG片麻岩和花岗闪长岩呈现出轻稀土元素富集型以及无明显Ce异常的特点,微量元素Nb、Ta、Ti、P的负异常和Rb、Pb、Zr、Hf的正异常等特征,与后碰撞花岗岩和板内花岗岩一致。地球化学特征表明:胶北地体古元古代花岗-绿岩带岩石系列的母岩浆是通过玄武质熔体的部分熔融作用产生的。结合前人研究,本文补充了相关岩石的年龄、同位素和地球化学证据,提出胶北地体存在1.90~1.80 Ga陆-陆碰撞作用,对理解华北克拉通古元古代陆-陆碰撞作用具有重要意义。     

扬子克拉通北缘新元古代A型花岗岩的发现及大地构造意义

对大磊山片麻状花岗岩的研究可以为新元古代罗迪尼亚超大陆在扬子克拉通北缘裂解提供约束.在详细野外地质调查和岩相学工作基础上,对该片麻状花岗岩进行了系统的锆石U-Pb定年、全岩地球化学和锆石原位Lu-Hf同位素分析,研究发现,这些片麻状花岗岩富硅(SiO₂=73.18%~77.40%)、碱(Na₂O+K₂O=8.07%~8.70%)、贫铝(Al₂O₃=12.11%~13.92%)和镁(MgO=0.10%~0.34%),富集LILE、Ga、Rb、Th,Zr和Hf元素具明显正异常,Nb、Sr、P、Ti等元素具明显负异常,表现出后造山A型花岗岩(A₂型)的特征.这些花岗岩中,锆石均具典型的震荡环带,Th/U比值均大于0.5,为岩浆成因;两个样品的LA-ICP-MS(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry)锆石的谐和分别是:801.3±3.0 Ma(MSWD=0.62,n=21) 和796.1±6.3 Ma(MSWD=1.70,n=15),其中一个样品继承锆石谐和年龄为845.0±12.0 Ma(MSWD=1.30,n=6),表示他们是新元古代岩浆结晶产物.锆石ε_Hf(t)值变化于-7.5~+8.0,正ε_Hf(t)值对应的亏损地幔单阶段模式年龄(t_DM1)为1 242~1 059 Ma,负ε_Hf(t)值对应的地壳两阶段模式年龄(t_DM2)为1 636~1 981 Ma,显示该地区存在的最古老物质是古元古代(老至1 981 Ma).这些数据结果表明形成大磊山A型花岗岩的初始物质主要为元古代古老地壳物质,暗示该岩浆源自于壳幔混合作用,幔源端元可能源自于伸展拉张背景下地幔岩浆上涌.结合区域研究成果认为,该A型花岗岩的形成与罗迪尼亚超大陆聚合后-裂解中的陆缘弧后拉张环境所引起的深部古元古代地壳拉张垮塌有关.      

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.      

西秦岭天水地区新阳新元古代花岗质片麻岩的锆石LA-ICP-MS定年及其地质意义

西秦岭造山带北缘古元古界秦岭岩群中,新识别出新阳新元古代花岗质片麻岩,位于天水市西北部新阳镇东侧.花岗质片麻岩中锆石Th/U比值较高,阴极发光图像显示锆石内部振荡环带清晰,具岩浆成因特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素加权平均年龄为(938±4)Ma～(981±5)Ma,表明花岗质片麻岩形成于新元古代,反映了晋宁期西秦岭北缘存在一次构造热(俯冲碰撞)事件,可能是Rodinia超大陆的汇聚事件在西秦岭的响应.     

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.      

吕梁地区古元古代花岗片麻岩成因及变质时代:锆石和独居石U-Pb年龄及锆石Hf同位素证据

吕梁地区在华北克拉通前寒武纪研究中具有重要位置,出露大量的古元古代变质表壳岩和花岗质岩石,对研究华北克拉通古元古代地质演化历史具有重要意义。本次研究选择吕梁地区白家滩花岗片麻岩进行锆石和独居石U-Pb年代学以及锆石Hf同位素研究,2个花岗片麻岩的岩浆锆石U-Pb年龄分别为2182±16Ma和2185±24Ma,代表了其侵位时代。独居石U-Pb年龄分别为1898±7Ma和1899±14Ma,明显比锆石增生边的谐和²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄（2180~2032Ma）年轻,说明独居石对后期变质作用的响应程度比锆石强,其U-Pb年龄更能反映白家滩花岗片麻岩经历了~1900Ma的退变质作用,与华北克拉通中部造山带的变质作用时间一致。花岗片麻岩的锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄（t_DM）为2473~2598Ma,两阶段亏损地幔模式年龄（t_DM^C）分别为2646~2839Ma,ε_Hf（t）值分布于-1.3~+1.8之间,未显示同期幔源物质的加入,而是新太古代地壳物质部分熔融的产物,结合已有的古元古代中期（2.2~2.1Ga）的岩浆岩锆石Hf同位素数据,华北克拉通新太古代地壳在2.2~2.1Ga期间发生了广泛的重熔作用,这期岩浆活动在华北克拉通吕梁、中条、五台以及胶-辽-吉等地区广泛发育,可能形成于陆内裂谷环境。     

吕梁地区2.2~2.1Ga岩浆事件及其构造意义

吕梁地区古元古代岩浆作用非常强烈,其成因与构造环境对客观恢复华北克拉通早期地质演化具有重要意义。本文选择了杜家沟长石斑岩、吕梁群近周峪组中基性火山岩和恶虎滩片麻岩进行了较系统研究。2个杜家沟长石斑岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为2189±6Ma和2186±3Ma,恶虎滩闪长质片麻岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为2182±5Ma。杜家沟长石斑岩为A型花岗岩,具有造山后花岗岩特征;吕梁群近周峪组中基性火山岩具有岛弧火山岩的地球化学特征;恶虎滩片麻岩也具有岛弧岩浆岩特征。综合分析华北克拉通2.2～2.0Ga的岩浆岩构造性质认为,吕梁地区岩浆性质的复杂性可能与所处的构造位置有关。古元古代吕梁地区可能位于华北克拉通古陆块边缘,其2.2～2.1Ga的岩浆岩可能经历岛弧和裂谷两种体制的共同制约。     

辽东兰花岭地区古元古代Ⅰ型花岗岩类与辽吉A型花岗岩对比研究

辽东半岛是华北克拉通胶-辽-吉古元古代活动带的重要组成部分,古元古代经历了复杂的构造演化过程,并记录了多期岩浆-变质作用,约2.2 Ga的辽吉A型花岗岩和1.89～1.85 Ga的巨斑状花岗岩、正长岩分别标志着辽东古元古代造山作用的开端和结束。最新研究显示,2.20～2.15 Ga的岩浆作用形成了2种不同类型的花岗岩,它们可能具有不同的岩石成因和构造意义。在青城子铅锌矿集区北部采集的兰花岭、白砬子花岗闪长岩和黄泊辉绿岩,锆石U-Pb年龄分别为2177±19 Ma、2129±36 Ma、1876±29 Ma。花岗闪长岩的岩石成因类型、地球化学特征与典型的约2.2 Ga的辽吉A型花岗岩明显不同,属于弱过铝质、低钾钙碱性一碱性岩石,Zr、Hf、Nb、Rb含量较低,K₂O/Na₂O值、稀土元素总量极低,为典型的Ⅰ型花岗岩类。根据锆石Lu-Hf同位素分析,ε_Hf(t)值为-5.1～9.0,二阶段Hf模式年龄t_DM2为2089～2817 Ma,岩浆源区为约2.5 Ga的太古宙地壳物质和少量软流圈地幔物质。兰花岭...     

小秦岭大湖金钼矿床地质特征及成矿流体

小秦岭地区位于华北克拉通南缘,赋存许多大型-超大型的金矿床,大湖金钼矿床位于小秦岭北矿带。大湖金钼矿床成矿具有多期多阶段特点,包括热液期和表生期,根据矿脉穿切关系、矿石的矿物组成以及结构、构造研究,热液期分为4个成矿阶段,即石英-钾长石-辉钼矿阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-自然金阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物-自然金阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)。流体包裹体岩相学、激光拉曼成分分析和冷热台测温结果表明,大湖金钼矿的初始成矿流体属H₂O-CO₂-NaCl体系,包裹体分为三种类型,即CO₂-H₂O型包裹体(C型)、水溶液型包裹体(W型)和纯CO₂型包裹体(PC型)。成矿Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ阶段包裹体均一温度范围分别为275.3~350.0 ℃、260.0~312.7 ℃、245.3~287.6 ℃和237~251 ℃,流体盐度范围为5.2%~16.7%,密度为0.777~1.108 g/cm³,为中-高温、中-低盐度、低密度流体,与变质流体特征一致。均一温度从Ⅰ阶段→Ⅳ阶段呈逐渐下降趋势,盐度从Ⅰ阶段→Ⅲ阶段逐渐降低,Ⅳ阶段沸腾作用使流体中的气体组分逸出,导致剩余流体的浓缩盐度增高。流体成矿压力范围为58.0~196.3 MPa,对应成矿深度范围为3.0~7.1 km。矿区普遍存在的围岩蚀变表明水岩反应强烈,氢同位素δD为-90‰~-44‰,成矿流体氧同位素δ¹⁸O_水范围为2.1‰~5.9‰,属于变质热液范围;在δ¹⁸O_水-δD组成图解投图中落在变质水范围左下侧,Ⅱ、Ⅲ阶段样品的δ¹⁸O_水较Ⅰ阶段整体左移,表明高温变质流体与围岩(斜长角闪岩等变质岩)发生水岩反应,导致同位素互换平衡。大湖金钼矿床受区域近东西向断裂构造控制,属典型的断控脉状矿床,成矿流体以变质水为主,矿床主要特征与典型的造山型金矿特征相符。     

华北克拉通东北部新太古代晚期岩浆作用和地壳增生:锆石U-Pb-Hf同位素、微量元素和地球化学制约

辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和微量元素及全岩地球化学和锆石Hf同位素研究为探讨华北克拉通东北部前寒武纪地壳生长和演化提供了制约。结果表明,辽西地区钓鱼台二长花岗岩和辽南地区城子坦片麻状石英闪长岩、安波花岗质片麻岩中锆石均发育岩浆生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.24~1.75)和锆石稀土元素特征,暗示它们均为岩浆锆石。定年结果显示,钓鱼台二长花岗岩、城子坦片麻状石英闪长岩和安波花岗质片麻岩的原岩分别形成于2519±9Ma、2505±10Ma和2519±11Ma,即它们均形成于新太古代晚期。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石均具有高SiO2(61.85%~73.38%)、低MgO(0.36%~2.83%)、富Na2O+K2O(7.64%~10.86%)的特征,为准铝质-弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,发育弱的Eu负异常和Sr、P、Ti的亏损。岩浆锆石均具有正的εHf(t)值,介于0.4~5.9之间,tDM1变化于2595~2798Ma之间,峰值年龄为2740Ma,与华北克拉通最重要的一次地壳增生事件相一致。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石形成于板块俯冲的弧构造环境下新增生下地壳物质的部分熔融。     

中条山-吕梁山前寒武纪变质杂岩的独居石电子探针定年研究

中条山和吕梁山前寒武纪变质杂岩是华北克拉通中部带南段的重要组成部分,它们的变质作用及其相关的花岗质岩浆作用是我们全面认识华北克拉通中部带的性质与演化的关键,具有重要的科学意义。中条山前寒武纪变质杂岩两个样品的独居石电子探针Th-U-Pb化学法定年表明,永济和横岭关岩体变质二长花岗质岩石记录了两个主要峰年龄范围,分别为1884.7~1849.9Ma和1743.5~1738.8Ma;前者为变质年龄,后者为流体活化的年龄。吕梁山五个样品的独居石电子探针Th-U-Pb化学法定年表明,石榴石二云母片岩和花岗质片麻岩的记录了>1902Ma、1883.3~1865.6Ma和1731.3Ma。>1902Ma年龄代表早期岩浆和深熔事件,1883.3~1865.6Ma代表峰期变质事件,1731.3Ma代表晚期流体活动事件。石榴石花岗岩记录了1882.8~1850.9Ma深熔岩浆事件。未变质花岗岩脉记录的1742.6Ma和石榴石二云母片岩记录的1731.1Ma为晚期岩浆-流体活动事件。综合上述独居石电子探针定年的结果,不难看出中条山—吕梁山前寒武纪变质杂岩主期变质作用发生在1885~1849Ma,并伴生有同期的S-型花岗质岩浆活动,与恒山—五台山—阜平杂岩的变质变形作用同时发生,进一步证明华北克拉通中部带的拼合作用发生在古元古代晚期。     

藏南亚东地区花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地球化学特征

亚东地区出露高喜马拉雅结晶岩系,是研究喜马拉雅造山带地质演化的理想地区.为探讨该区花岗质片麻岩的成因类型、岩浆源区、形成时代以及大地构造意义,对其进行了LA-ICP-MS锆石定年和地球化学特征研究.结果显示,该区的花岗质片麻岩具有高SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O含量和低Fe₂O₃、MgO、MnO含量,轻、重稀土明显分馏,相对富集LREE和LILE元素（Rb、Th、U、K）,亏损HFSE元素（Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti）,锆石表面年龄介于498.5±14.7 Ma~480.0±11.7 Ma.总体显示未分异的钙碱性强铝质S型花岗岩类的特征,可能是后碰撞造山阶段陆源杂砂岩经历高温深熔作用的产物.      

U–Pb geochronology and Raman spectroscopy of zircons from the granites in the Xihuashan and Tieshanlong Deposit: Implications for W‐Sn mineralization in Southern Jiangxi Province,South China

The Xihuashan and Tieshanlong tungsten deposit is an important large quartz vein‐type W‐polymetallic deposit in the southern Jiangxi Province, eastern Nanling Range. Zircon U–Pb analyses of representative ore‐forming granites from the Xihuashan and Tieshanlong tungsten deposit yield ages of 146.3 ± 2.9 Ma and 146.0 ± 3.8 Ma, respectively. According to the zircon Raman spectroscopy, these granitic rocks are disturbed by different degrees of hydrothermal alteration, whereas most zircons exhibit primary oscillatory zoning and Th/U ratios in the range of magmatic zircon, which means the analysis results represent the crystallization age of metallogenetic granitic assemblages. In combination with regional geological data, it is suggested that the Late Jurassic is probably another important episode of granitic magmatism and W‐Sn mineralization in southern Jiangxi Provinces, even South China.     

古元古代全球静寂期岩浆活动——以华北克拉通南缘中条山~2.3 Ga横岭关花岗岩为例

在全球岩浆活动静寂期,人们在华北克拉通内相继识别出大量~2.3 Ga的地质体,对探讨华北克拉通古元古代地质演化过程具有十分重要的意义.选择中条山地区横岭关二长花岗岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究.横岭关二长花岗岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果为2 308±12 Ma,代表岩体的形成时代.横岭关二长花岗岩高硅、高钾、高铝、富碱,贫钙、低钠和低钛,A/CNK主要集中在1.0~1.1之间,为高钾钙碱性偏铝－过铝质花岗岩系列.岩石的稀土元素含量相对高,轻重稀土元素分异强烈,并具有明显的Eu负异常.高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、U和大离子亲石元素Rb等相对富集,亏损V、Cr、Co、Ni等相容元素,具有I型花岗岩的特征.横岭关二长花岗岩锆石ε_Hf（t）为0.52~6.24,平均值为2.06,单阶段和两阶段模式年龄分别为2 419~2 642 Ma和2 438~2 738 Ma.横岭关二长花岗岩具有同碰撞花岗岩的特征,推测来源于~2.5 Ga古老地壳岩石在挤压碰撞环境下的部分熔融,揭示了华北克拉通在古元古代全球岩浆静寂期并不静寂.      

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

A Paleoproterozoic orogeny recorded in a long-lived cratonic remnant (Wuyishan terrane), eastern Cathaysia Block, China

The Precambrian basement of northern Wuyishan (southern Zhejiang Province, eastern Cathaysia Block, South China), consists mainly of Paleoproterozoic granites and metamorphic rocks of the Badu Complex, which are the oldest rocks found in the Cathaysia Block. LA-ICPMS zircon U–Pb ages for a gneiss and five gneissic granites from the Tianhou, Danzhu, Xiaji and Lizhuang plutons indicate that magmatism and metamorphism took place between 1888 and 1855 Ma. The Xiaji (1888 ± 7 Ma) and Lizhuang (1875 ± 9 Ma) granites have high SiO₂, K₂O and Rb contents, high A/CNK (1.09–1.40) and Rb/Sr, and low contents of Sr, REE and mafic components (Mg, Fe, Ti, Mn and other transition metals). They have the geochemical signature of S-type granites, and a sedimentary protolith is confirmed by the presence of abundant inherited zircons with a range of ages and Hf-isotope compositions. The Tianhou and Danzhu granites are metaluminous to weakly peraluminous (A/CNK = 0.80–1.07), and have low SiO₂ contents, high Ga/Al and FeO/(FeO + MgO) ratios, and Zn and HFSE concentrations typical of A-type granites. They also record high crystallization temperatures (885–920 °C), consistent with A-type granites. High Y/Nb ratios (>1.4) indicate that they belong to the A₂ subgroup, suggesting that they probably formed in a post-orogenic tectonic setting. Their ages range from 1867 to 1855 Ma, slightly later than the syn-collisional Lizhuang and Xiaji S-type granites. These granitic rocks and the metamorphic rocks of the Badu Complex define a late Paleoproterozoic orogenic cycle in the area. All the 1.86–1.90 Ga zircons, whether derived from S- or A-type granites, show similar Hf-isotopic compositions, with Hf model ages clustering at 2.8 Ga. These model ages, and inherited zircons (ca. 2.5–2.7 Ga) found in some rocks, indicate that the late Paleoproterozoic magmatism and tectonism of the eastern Cathaysia Block represent an overprint on an Archaean basement. This Paleoproterozoic orogeny in the Wuyishan terrane coincides with the assembly of the supercontinent Columbia, suggesting that the Wuyishan terrane was the part of this supercontinent.Zircon ages also record an early Mesozoic (Triassic) tectonothermal overprint that was very intensive in the northern Wuyishan area, leading to high-grade metamorphism of Paleoproterozoic basement, Pb loss from Paleoproterozoic zircons and overgrowth of new zircon. The central and southern parts of Wuyishan and the Chencai area (northern Zhejiang Province) also experienced strong reworking in Neoproterozoic and early Paleozoic times. The Wuyishan terrane (especially in the north) represents a long-lived remnant of the old craton, which has survived for at least one billion years. The compositions of the basement rocks, the Paleoproterozoic orogeny and the Triassic tectonothermal imprint in the Wuyishan terrane are similar to those recognized in the Yeongnam massif of South Korea, suggesting that the two terranes may have been connected from Paleoproterozoic to Triassic time.