扬子陆核与神农架地块中元古代相互关系:来自锆石U-Pb年代学和Hf同位素的约束

通常将华南克拉通的形成理解为扬子陆块与华夏陆块于新元古代沿江南造山带的碰撞拼合,但对两陆块内部的组成和
演化关系的了解却相对有限。通过对比神农架地区和扬子陆核区前寒武纪地层碎屑锆石的年龄结构及其原位Hf同位素组成特
征,分析了扬子陆块西北部中元古代晚期-新元古代早期的构造演化规律,并对其与统一华南克拉通形成的关系进行了探讨。对
前人数据进行统计和对比的结果表明,神农架群碎屑锆石年龄谱中记录了约1.6Ga的年龄峰值,且其原位Hf-O同位素分析指示
该期岩浆事件存在幔源物质加入,而相应的岩浆事件(锆石)在扬子陆块陆核区(崆岭地区)前寒武纪地层或岩浆岩单元中缺乏记
录。结合神农架群细粒沉积岩Nd同位素地层学特征,指示中元古代时期神农架地区位于活动大陆边缘的构造环境,且神农架群
沉积地层的碎屑物质并非由扬子陆核区的崆岭基底岩系经风化-剥蚀作用提供,即非扬子陆核区的边缘盆地。这些证据说明,在
新元古代以前,神农架地区与扬子陆核区之间属于两个独立的次一级微陆块。      

桐柏—大别造山带南缘七尖峰花岗岩成因：来自地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的制约

以桐柏—大别造山带南缘七尖峰花岗岩体为研究对象,进行了详细的同位素年代学和元素-同位素地球化学研究,对其岩石成因和桐柏—大别造山带南缘早白垩世构造背景与钼成矿作用进行了探讨。锆石LA-ICP-MS UPb定年结果表明,七尖峰花岗岩形成年龄为(140±1) Ma,说明其为早白垩世岩浆活动的产物。地球化学研究表明,七尖峰花岗岩具有高SiO2(72.88%～73.60%)、低MgO(0.33%～0.36%),高Sr(620×10-6～642×10-6)、Sr/Y(107～111)比值,低Y(5.65×10-6～5.95×10-6)、Yb(0.52×10-6～0.59×10-6)、无Eu负异常的地球化学特征,是典型的埃达克岩。岩体富K2O、贫Cr和Ni,具有富集的Sr-Nd同位素组成(ISr=0.7075～0.7078,εNd(t)=-15.5～-15.1),锆石εHf(t)值在-19.9～-13.2变化,对应的两阶段Nd和Hf模式年龄分别介于2.15～2.19 Ga和2.00～2.43 Ga,暗示七尖峰花岗岩是由古老的加厚下地壳含石榴石角闪岩部分熔融形成。结合前人的研究成果,认为桐柏—大别造山带白垩纪存在两期与钼成矿密切相关的岩浆事件,早期(130 Ma)与加厚下地壳部分熔融有关,晚期(130 Ma)则形成于非加厚地壳部分熔融,证明桐柏—大别造山带南缘早白垩世(约130 Ma)经历了从碰撞挤压地壳加厚到碰撞后伸展地壳减薄的构造垮塌演化过程。     

大别造山带新太古代地壳岩石和古元古代混合岩化作用——来自锆石U- Pb年代学和Hf同位素证据

大别造山带北大别超高压变质带是研究秦岭-大别-苏鲁造山带古老基底演化过程的关键区域,其内广泛发育的混合岩长期被认为主要形成于中生代。本文对北大别团风一带新识别出的一套混合岩开展了锆石U-Pb定年和Hf同位素组成分析,结果显示,混合岩第一类锆石核部具有岩浆锆石特点,组成的不一致线上交点年龄为2850±86 Ma,该年龄代表了混合岩原岩年龄。第二类锆石具有变质深熔锆石特点,其加权平均207Pb/206Pb年龄为2011±12 Ma,代表了混合岩化的时间。岩浆锆石多数具有负的εHf(t)值(-8.1~2.2),对应两阶段Hf同位素模式年龄(TDM2)为3.6~3.0 Ga,表明原岩可能为大别造山带内古太古代地壳物质重熔形成,并可能在形成过程中伴有少量幔源物质加入。与之相比,变质锆石均具有正的εHf(t)值(0.3~8.2),对应TDM2为2.7~2.2 Ga,说明在混合岩化变质深熔过程中锆石Lu-Hf同位素体系完全开放,导致了锆石Hf同位素组成的升高。本文研究表明,大别造山带除了中生代混合岩化作用以外,还存在古元古代与Columbia超大陆聚合过程相关的一期混合岩化作用,为目前已知的大别造山带内最早一期混合岩化作用。此外,该套混合岩原岩为太古宙岩石,且对应模式年龄高达3.6 Ga,这扩展了目前已知的大别造山带最古老岩石信息范围,表明大别造山带内太古宙古老地壳物质可能不仅局限于黄土岭一带,还在北大别更广泛地区出露。     

桂东南马山杂岩体地球化学与锆石U-Pb同位素年代学特征及其地质意义

对桂东南马山杂岩体中的辉长岩进行了锆石原位LA-ICP-MS分析,获得了157.8±2.4Ma的206Pb/238U的加权平均年龄,表明该岩体形成于燕山早期的晚侏罗世。两件样品具有极低的SiO2,指示其为堆晶成因,无Nb、Ta亏损表明它们形成时没有受到明显地壳物质混染,因此其+4.46和4.24的d(158Ma)值反映了岩浆来自中度亏损的地幔源区,是对幔源物质亏损程度的最大估计;中基性岩具有类似于OIB的微量元素特征,不同程度的弱Nb、Ta亏损以及Sr、Nd同位素的变化,指示了幔源岩浆受到了不同程度的地壳物质的混染;相对于华南大多数同期或中生代花岗岩,马山杂岩体中花岗岩具有较小的d值和年轻的T2DM年龄,指示岩体形成时幔源物质的加入。因此,桂东南地区在燕山早期为拉张环境,马山杂岩体为板内拉张环境下中等亏损程度的地幔源区和下地壳物质部分熔融作用导致的岩浆作用产物。     

华北克拉通岩石圈减薄机制: 来自山东白垩纪基性-中基性岩浆岩Re-Os同位素地球化学特征的制约

对华北山东地区不同构造单元中生代白垩纪基性-中基性岩浆岩进行了系统的Re-Os同位素研究.侵入岩样品采自鲁西济南岩体、鲁中沂南岩体和胶东的观水岩墙群, 火山岩样品采自鲁西蒙阴、费县、方城青山群和鲁中安丘青山群.所有样品均以低Re(0.076×10-9~0.711×10-9)和Os(0.006×10-9~1.030×10-9)含量以及高放射成因Os同位素比值为特征, 其相应的初始187Os/188Os比值和γ_Os(t)值分别为0.131 6~0.529 1和4.30~319.00(安丘粗面安山岩分别高达1.463和1 060.000), 并具有较大变化范围(0.125~2.090 Ga)的Os同位素模式年龄.在Os-Nd和Os-Sr同位素关系图上, 这些样品分布于典型的岩石圈地幔与地壳端元组成之间, 显示壳-幔源岩浆混合特征.然而, 除1件观水岩体(MGS0610)和费县玄武岩之外, 各地质单元样品之间或所有的中生代岩浆岩作为整体, 样品的γ_Os(t)与(La/Ta)_N和(Th/Nb)_N比值间缺乏明显的相关关系, 说明样品的混源Os同位素并非来自岩浆作用过程中的地壳围岩混染.区内基性岩浆岩Os同位素模式年龄T_MA明显小于古生代地幔橄榄岩包体的Re亏损模式年龄(T_RD), 可能为地幔条件下源岩与再循环地壳物质发生交代作用后Re/Os比值升高所致.蒙阴高镁安山岩和沂南闪长岩在Yb-Re/Yb图解中大致位于中生代辉石岩包体与地壳端元之间, 也指示了下地壳拆沉后产生的熔体与地幔岩石可能发生了交代作用.蒙阴安山岩MMY-12(SiO₂=56.4%)具有古老壳源特征的Os同位素模式年龄(2.090 Ga)、高Mg#(64.6)和高Os含量(0.089×10-9), 为这一解释提供了有力的佐证.      

武当地块与扬子陆核区新元古代早期沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学对比及其地质意义

系统收集并总结了武当地块与扬子陆核区(崆岭地区)已发表的新元古代沉积岩中碎屑锆石的U-Pb年代学数据,对二者的相互关系进行分析,并讨论了扬子克拉通北缘新元古代时期的构造演化过程及特征。对前人发表的年代学数据进行的统计和对比结果表明,武当地块沉积岩中碎屑锆石年龄谱记录了~710Ma和~2.5Ga的年龄峰值,同时缺乏3.0Ga年龄的锆石,表明其沉积物质来源可能并非扬子陆核区,其在新元古代之前可能作为一个独立的微陆块与扬子陆核区(崆岭地区)分离开来,二者于新元古代中期发生碰撞拼合而成为一个整体。     

扬子克拉通崆岭杂岩新太古代花岗片麻岩成因及其构造意义

以崆岭杂岩中新太古代花岗片麻岩为研究对象,系统研究了其锆石U-Pb年代学和全岩地球化学特征,并对其岩石成因和扬子陆核～3.0～2.6Ga构造演化过程进行了初步探讨.锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,花岗片麻岩形成年龄为2 673±39Ma,且遭受了古元古代(2 042±27Ma)的高压麻粒岩相变质作用.地球化学研究表明,该套花岗片麻岩富Si,贫Mg、Cr、Ni,具有Eu、Sr和高场强元素的负异常.花岗片麻岩的εNd(t)值在-1.9～-0.1之间变化,对应两阶段Nd同位素模式年龄为3.15～3.01Ga,锆石饱和温度为789～825℃,显示岩体可能形成于初生长英质地壳物质在后碰撞伸展构造背景高温条件下部分熔融.结合前人已有的研究成果,认为以崆岭杂岩为代表的扬子陆核可能完整记录了～2.9～2.6Ga板块俯冲-碰撞-后碰撞与造山作用相关的完整过程.     

扬子陆核北崆岭地区“马槽园群”的新认识

扬子陆核北崆岭地区孔子河-樟村坪一带的"马槽园群"被认为是崆岭地区唯一出露的青白口纪沉积记录,对探讨扬子陆块在Rodinia超大陆中的位置及汇聚与裂解过程具有重要意义.通过对其进行岩石学、沉积学和碎屑锆石年代学研究,并与紧密伴存的南沱组进行对比,结果表明:"马槽园群"与南沱组的空间分布、砾石大小、分选、磨圆等特征相似,都体现了快速混杂堆积特点;最年轻锆石年龄限定"马槽园群"沉积时代晚于786 Ma,南沱组则在657~635 Ma之间,两者具有相似的碎屑锆石年龄谱特征.由此表明北崆岭地区的这套杂砾岩为新元古代冰碛岩,可与区域上南沱组对比,同属Marinoan冰期产物,而不能以马槽园群称之;其沉积物源来自于邻近崆岭杂岩、黄陵花岗岩和神农架群.