辽东半岛辽河群变泥质岩变质变形研究:对古元古代造山作用及折返过程的启示

前寒武纪造山带解析是地球科学研究的重点。胶-辽-吉造山带作为华北克拉通最具代表性的造山带之一,是研究前寒武纪造山过程和物质折返的理想场所。本文以辽东半岛辽河群为研究对象,以变质变形为研究手段,系统解析胶-辽-吉造山带的造山及折返过程。含夕线石榴黑云片麻岩(样品18TZH49)位于造山带核心部分,其岩相学观察和相平衡模拟表明,其峰期和峰后变质阶段矿物组合分别为Sil+Grt+Pl+Bi+Qz+Ilm+Melt和St+Grt+Pl+Bi+Chl+Qz+Ilm,变质温压条件为720~780℃/5.9~6.9kbar和540~565℃/3~4.1kbar,从峰期到峰后记录了一个降温降压的顺时针P-T演化轨迹。锆石UPb年代学研究表明其退变质年龄为1851Ma。结合南、北辽河群其他变泥质岩研究工作,提出造山带北部北辽河群泥质岩经历低角闪岩相变质作用,以典型的巴罗式变质带为特征;造山带南部南辽河群经历角闪岩相至麻粒岩相变质作用,退变质特征明显。从构造角度来说,北辽河群受向北逆冲推覆构造影响,显示向龙岗基底的运动学特征;造山带核心部位的南、北辽河群直立褶皱发育,指示地壳强烈收缩过程;南辽河群受向南逆冲推覆构造影响,显示向南侧狼林陆块的运动学特征。变质变形及年代学共同指示,辽河群经历1.95~1.90Ga造山作用,构造增厚作用使不同类型岩石相互叠置并发生不同程度变质作用。随后,~1.85Ga发生造山后伸展作用,不同变质等级岩片剥露于地表。     

乳山地区中生代花岗岩及捕虏体年代学、Hf同位素特征对胶东半岛地壳演化的启示

花岗岩是大陆地壳主要组成部分,胶东半岛中生代花岗岩的出现是推演俯冲板片岩浆演化与构造演化的重要依据. 因此,通过研究乳山地区出露的花岗岩及其捕虏体（变质基性岩）,有助于更好的了解中生代胶东半岛的岩浆演化与地壳演化. 该研究为胶东地区提供了新的主微量元素数据、U?Pb和Lu?Hf同位素数据. 岩石地球化学表明黑云母二长花岗岩具有高钾钙碱性特征,相对贫钛、铁、锰、镁等元素,岩体有可能是分异程度较高的I型或者M型花岗岩. 大离子亲石元素Ba和Sr明显富集,高场强元素Zr无明显亏损. 斜长角闪岩SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃T和MgO含量分别为48.9%、0.68%、12.64%和7.33%,为拉斑玄武岩成分,全碱ALK（K₂O+Na₂O）较低. 大离子亲石元素Ba和Sr无明显富集,高场强元素Zr弱亏损,与石榴斜长角闪岩地球化学性质相似. 锆石CL图像中花岗岩为岩浆锆石,斜长角闪岩为变质重结晶锆石. 黑云母二长花岗岩锆石U?Pb定年获得年龄为118.5±2.7 Ma,ε_Hf（t）值为-15.4~-27.7（Mean=-25.2±1.4）,相应二阶段模式年龄（T_DM2）为2.16~2.90 Ga,但大部分集中在~2.8 Ga. 捕虏体斜长角闪岩锆石U?Pb上交点年龄为1 839±27 Ma,ε_Hf（t）值为0.5~5.1（Mean=3.23±0.74）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为2.02~2.18 Ga. 此外,念头村含榴花岗岩ε_Hf（t）值为-25.1~-27.1（Mean=-26.0±0.18）,相应的二阶段模式年龄（T_DM2）为2.75~2.87 Ga. 其捕虏体含榴斜长角闪岩ε_Hf（t）值为3.7~4.4（Mean=3.93±0.21）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为1.99~2.03 Ga. 上述数据指示花岗岩为华北太古宙地壳重新熔融的产物;变基性岩属华北荆山群物质. 因此,乳山地区中生代花岗岩及其捕虏体都具有华北板块的亲缘性. 乳山地区模式年龄为太古宙的花岗岩暗示胶东半岛地壳演化的相关信息,并不具备拆沉作用产生岩浆岩的特点. 捕虏体（变基性岩）可能为下地壳部分熔融后形成的新生地壳物质在短时间内携裹的产物.      

赞皇杂岩官都岩群时代与物源——来自黑云变粒岩与石英岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素与稀土元素组成的约束

官都岩群是华北克拉通中部造山带赞皇杂岩中重要的变质火山-沉积岩系,经历了高绿片岩相-高角闪岩相变质,准确限定其沉积时代与物质来源对探究中部造山带新太古代-古元古代构造演化过程具有重要意义。利用LA-MC-ICP-MS(多接收激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪)与TIMA(矿物自动分析系统)对官都岩群中黑云变粒岩与石英岩进行了锆石矿物包体、U-Pb-Hf同位素与稀土元素原位分析。根据碎屑锆石内部矿物包体组成、阴极发光图像特征与U-Pb年龄结果,认为黑云变粒岩与石英岩中碎屑锆石中最年轻一组的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb谐和年龄分别为2 544 Ma或2 536 Ma,大致限定了其原岩的最老沉积时代,结合区内黄岔花岗岩岩体侵入官都岩群的野外地质关系,推测官都岩群沉积时代为新太古代末期,并非古元古代。官都岩群黑云变粒岩与石英岩碎屑锆石年龄图谱十分相似,最主要的峰值年龄为2 512 Ma,结合碎屑锆石内部矿物包体与结构特征,认为官都岩群主要物源为新太古代晚期中酸性岩浆岩。两阶段锆石Hf模式年龄揭示2 850～2 700 Ma为赞皇杂岩最强烈的地壳生长阶段。综合本文...     

内蒙古西部狼山地区晚古生代变质事件的厘定及其地质意义——来自乌拉山岩群LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的新证据

乌拉山岩群是狼山地区最重要的前寒武纪变质基底之一,准确测定其原岩成岩与变质时代,对于进一步探讨狼山地区前寒武纪地质演化具有重要的意义。对狼山地区乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩及其伴生的花岗质浅色脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究。碎屑锆石U-Pb定年和野外地质调查表明,狼山地区乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩碎屑锆石年龄介于2591～1800Ma之间,其中最小一组碎屑锆石年龄为1873Ma,结合其约270Ma的变质年龄,初步限定乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩的原岩沉积年龄为1873～270Ma。综合新的研究资料,认为狼山地区乌拉山岩群除存在新太古代—古元古代变质岩外,可能还存在中元古代—晚古生代变沉积岩。锆石阴极发光图像与U-Pb定年结果综合表明,角闪黑云斜长片麻岩中发育大量变质锆石,获得的206Pb/238U年龄加权平均值为269±4Ma,代表狼山地区乌拉山岩群遭受晚古生代末期角闪岩相变质作用的时代,可能与华北板块与西伯利亚板块晚古生代末期碰撞造山作用有关。此外,采用预剥蚀方法,在乌拉山岩群高硅花岗质浅色脉体高U锆石中,获得的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为264±3Ma,被解释为乌拉山岩群花岗质浅色脉体的形成时代,代表本区晚古生代造山作用由同碰撞挤压向碰撞后伸展转换的时限。     

胶-辽-吉构造带中段古元古代辽河群早期构造事件(D_1)中构造要素几何学特征及其动力学来源

华北克拉通东部陆块中胶-辽-吉构造带在古元古代经历了复杂的变形-变质-岩浆事件。前人工作中,对于辽河群早期构造事件(D_1)的形成背景还存在较大的争议。本文针对辽河群第一期变形(D_1)中产生的各种构造要素,进行了详细的野外构造解析工作。D_1中构造要素主要包括了透入性面理S_1、褶皱F_1及其剪切带SZ_1。其中变泥质岩透入性S1面理劈理域主要由石英、云母、长石和石榴子石等矿物定向排列组成,矿物组合显示了绿片岩相变质作用。F_1褶皱包含了紧闭褶皱、倒转褶皱、鞘褶皱和平卧褶皱等。与D_1相关构造要素的几何学及其运动学特征都指示了D_1形成于挤压环境的动力学背景。此外,研究区辽河群内不仅可以观察到大量的倒转地层,还可见与第一期构造事件(D_1)相关的逆冲断层及其断层相关褶皱,同样指示了D_1形成于挤压环境。结合区域上变质作用和岩浆作用的资料,本研究认为:(1)南、北辽河群中泥质岩及其基性岩都经历了顺时针的P-T-t演化轨迹,M_2变质级别达到了中压环境,过程与地壳的挤压增厚相关,而不是与裂谷过程的低压变质作用相关;(2)花岗岩和基性岩的地球化学和年代学特征显示了胶-辽-吉构造带中段古元古代经历了俯冲作用的影响。综上,辽河群早期构造事件(D_1)受到俯冲挤压的影响,形成于俯冲(造山)背景。     

汉中盆地及邻区地壳结构和地震活动性研究

为了进一步探查汉中盆地的深部动力学机制和孕震构造特征,本文基于背景噪声成像、多频接收函数和面波联合反演以及莫霍面Ps震相时深转换方法反演了汉中盆地及其邻区的地壳S波速度和厚度,并进一步对比分析了研究区深部结构与地震活动性之间的关系。结果表明:汉中盆地不同区域的浅表沉积厚度和速度存在差异;部分区域莫霍面处的速度变化平缓,Ps震相与P震相的振幅比＜0.2;汉中盆地内部鲜有地震发生,其周边10 km范围内地震分布主要受到断层控制;4—16 km震源深度上下界面大致对应于低速体底层和高速体顶层。本文获得的非均匀分布的沉积厚度、渐变的壳幔过渡带结构与汉中盆地长期处于秦岭构造带、大巴山褶皱带以及青藏地块交界区的三联点构造位置密切相关。      

大数据时代基于DGSS系统下空间数据库建立的重要性

数字地质调查系统（DGSS）是地质调查工作与信息技术融合的产物，实现了地质调查和野外填图数据的全流程获取，获取的数据具有大数据的特点；目前，地质信息化已经进入大数据应用的数据驱动时代，为了更好地分析、研究、应用地质大数据，对基于DGSS系统建立空间数据库的工作流程与数据库内容进行了详细介绍，在不同专题图件提取应用以及利用数据驱动技术缩编1:50万乌兰浩特幅地质图的基础上，论述了基于DGSS系统建立地质图空间数据库的重要性及其在中小比例尺地质图数据库更新中的关键作用.      

辽宁鞍山弓长岭地区古太古代花岗岩研究进展——来自野外地质和锆石U-Th-Pb-Hf同位素的证据

在早期地球(＞2.6Ga)的大陆地壳中,富钾花岗岩系所占的比例十分有限,对古老花岗岩的研究可为揭示大陆地壳演化过程提供重要制约.本文对出露于鞍山弓长岭地区的古太古代富钾花岗岩进行了详细的野外地质和锆石U1-Th-Pb-Hf同位素研究,它们的主要矿物组合为钾长石(40％～60％)、斜长石(10％～30％)、石英(约30％...     

东阿拉善地块前寒武纪变质基底中晚古生代变质杂岩:来自波罗斯坦庙杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的新证据

波罗斯坦庙杂岩是东阿拉善地块典型的中-高级变质杂岩之一,它的深入研究对进一步认识阿拉善地块起源、形成与演化过程具有十分重要的科学意义.通过对波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的野外观察、岩石学与锆石U-Pb定年发现,波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的岩浆锆石加权平均年龄分别为284±2 Ma、278±3 Ma,276±2 Ma、271±3 Ma与242±7 Ma,该组年龄被解释为其原岩成岩时代.石英闪长质片麻岩与斜长角闪岩中变质锆石加权平均年龄分别为274±6 Ma、272±5 Ma与269±3 Ma、268±2 Ma,代表它们遭受了晚古生代变质作用的时间.综合以上分析与前人研究资料,初步认为以往曾被认为是新太古代-古元古代的波罗斯坦庙杂岩,实际上可能是一个古元古代-晚古生代中-高级变质杂岩,并遭受了280~260 Ma角闪岩相变质作用,指示它们曾被卷入到中亚造山带晚古生代造山作用过程.      

点苍山-哀牢山杂岩带多期变质作用:嘎洒地区变沉积岩锆石微量元素与U-Pb年代学制约

点苍山-哀牢山杂岩带位于青藏高原东南缘,为云南三江地区一条重要的造山带,由扬子板块和印支板块于晚二叠世-中晚三叠世碰撞拼合而成。杂岩带主要由各类副片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩构成,岩石发育强烈糜棱岩化和深熔作用。本文选取哀牢山北段新平嘎洒地区变沉积岩为研究对象,通过对变沉积岩锆石的阴极发光图像、微量元素、矿物包裹体组合、表面形态和U-Pb年龄的综合研究,揭示出嘎洒地区哀牢山杂岩经历了两期变质事件:其中,含石榴子石斜长二云母片岩中30颗变质锆石获得了较为一致的206Pb/238U年龄215±6Ma~227±5Ma,加权平均年龄为222.3±1.2Ma(n=30,MSWD=0.27),这些锆石具有浑圆状或椭圆状形态、较为均匀的阴极发光图像、平坦的HREE配分模式((Lu/Gd)N=0.73~4.08)和弱的负Eu异常,这些特征与典型的高级变质岩中变质锆石相似,而锆石的Th/U比值较为分散为0.06~0.84,平均值为0.45,可能与变质过程中富Th矿物独居石分解有关。变质年龄与杂岩带中点苍山和元阳地区变质岩中、晚三叠世变质年龄极为吻合,指示这期变质事件与中-晚三叠世古特提斯洋闭合-造山有关,标志着点苍山-哀牢山杂岩带为三江地区一条重要的古缝合线。此外,嘎洒地区夕线石榴黑云二长片麻岩的岩相学特征显示,岩石经历了石榴子石的转熔作用,除两颗锆石年龄为35.4Ma外,28颗锆石(增生边)给出了误差范围内较为一致的206Pb/238U年龄(27.3±0.5Ma~31.9±0.5Ma),加权平均年龄为29.4±0.53Ma(n=28,MSWD=2.0)。这些锆石的增生边中的矿物包裹体组合为夕线石+钾长石+黑云母+石英+独居石,且具有较低的Th/U比值(0.01~0.1),平坦的重稀土(HREE)配分模式((Lu/Gd)N=0.45~7.59)和中等程度的负Eu异常,这些特征指示该类锆石为典型的变质锆石。变质年龄与新生代红河-哀牢山剪切带内大量发现的同剪切岩浆岩、变质岩的年龄较为一致,指示这期年轻的变质事件与岩石圈尺度大规模剪切运动有关。此外,两类变沉积岩中6颗继承性碎屑锆石的年龄分布范围为528~783Ma,这些锆石具有锥形的锆石形态,清晰的振荡环带,表面发育蚀痕和凹坑,较高的Th/U比(0.1),陡倾的HREE配分曲线,表明这些锆石为经过剥蚀-搬运-沉积的岩浆锆石,具有继承性碎屑锆石的特征,说明哀牢山杂岩变沉积岩中至少应包含新元古代和早古生代的沉积物源,指示研究区哀牢山杂岩带部分岩石并不属于真正意义上的扬子结晶基底。