云开地区变质沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素特征及其地质意义

华夏陆块西南部云开地块变质杂岩主要由天堂山岩群和云开群以及古生代花岗质岩石组成。天堂山岩群主要由片麻岩、变粒岩、石英岩等岩石组成,变质程度较深;云开群主要由片岩、板岩、千枚岩、变质砂岩等岩石组成。应用LA-ICP-MS U-Pb微区定年和Lu-Hf同位素分析以及全岩地球化学分析方法,本文对天堂山岩群和云开群变质沉积岩进行了研究。在阴极发光图像中,变质沉积岩的锆石显示岩浆震荡环带,但普遍遭受重结晶改造及存在变质增生边。由于变质增生边普遍较窄,U-Pb定年和Hf同位素分析几乎都在具岩浆环带和重结晶结构的成分域上完成的。具岩浆环带和重结晶结构的成分域的Th/U比值普遍大于0.1。年龄变化从3000~500Ma,但主要集中在600~1200Ma之间,主峰值为960Ma左右。碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值在-25.6~15.4之间,两阶段Hf模式年龄在972~4496Ma之间。全岩地球化学分析显示LREE富集,HREE亏损,具有较明显的负Eu异常(δEu=0.55~0.71),天堂山岩群与云开群REE配分模式一致,反映源区物质相似,主要来源于花岗质地壳物质。结合前人研究成果,可得出如下结论:天堂山岩群与云开群形成时代没有明显差别,虽然它们在变质变形方面存在较明显区别;天堂山岩群和云开群沉积时代为古生代早期-新元古代;格林威尔期岩浆岩为主要物源区,新元古代时期华夏陆块处于格林威尔造山带内与之相邻;华夏陆块存在太古宙古老陆壳。     

赞皇杂岩中太古宙末期菅等钾质花岗岩的成因及动力学背景

赞皇杂岩中的菅等花岗岩体位于临城县西北,主要由钾长花岗岩和二长花岗岩组成,偶见暗色包体。菅等花岗岩SHRIMP锆石U Pb年龄为（2 490±13） Ma。岩石具有高硅（SiO2 743%～754%）、高钾（K2O 576%～937%）、富碱（ALK 616%～951%）、贫钙（CaO 014%～081%）、低镁、铁（MgO 002%～049%,TFeO 026%～105%）和钛（TiO2 004%～015%）的特征,A/CNK=097～107,为弱过铝质的钾玄岩系列。岩石的稀土总量较低（ΣREE=（1207～16038）×10-6）,轻稀土相对富集,Eu异常变化较大（Eu/Eu*=046～197）。岩石富Rb、Ba和Th等元素,贫Sr、Zr、Nb、Y、Yb等元素,具有较高Rb/Sr和Rb/Ba值以及较低的Y/Nb值。菅等花岗岩具有正的εNd(t)值（285～366）,两阶段Nd模式年龄TDM2集中于255～264 Ga。石英闪长岩包体SHRIMP锆石U Pb年龄为（2 506±13） Ma,高铝（Al2O3 1716%）、富钙（CaO 434%）、高钠（Na2O 447%）、富铁（TFeO 526%）,高Rb、高Sr、高Zr,稀土总量较高（ΣREE=21282×10-6）,有弱的负Eu异常（Eu /Eu*=083）,具TTG岩类的特征;该包体岩石具有正的εNd(t)值（305）,两阶段Nd模式年龄TDM2为263 Ga。这些特征显示菅等花岗岩具有同碰撞和后碰撞的S型花岗岩的特征,为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成,石英闪长质包体为源区残留的岩石。这期钾质花岗岩的形成,标志着华北克拉通太古宙末期岩浆事件的结束以及稳定陆壳的形成。     

河北阜平杂岩长英质片麻岩中一些浅色体的地球化学性质及其地质意义

阜平杂岩中的浅色体主要分为2种类型,早期浅色体基本沿片麻理分布,较富钾长石（微斜长石）、石英,贫斜长石,形成于低水深熔或压溶条件下,水含量较低,局部脱水但尚未达到整体脱水的程度;晚期浅色体切割现有的片麻理,较富斜长石、石英,贫钾长石,形成于有水熔融条件下,平阳奥长花岗岩的出现即与晚期浅色体相对应。南营片麻岩、南营浅色花岗片麻岩的地球化学性质与其他片麻岩具有明显的不一致性。浅色体的稀土元素配分型式较复杂,根据对元素相对富集或亏损的分析得知,大多数浅色体的形成受围岩成分的控制,从早期浅色体向晚期浅色体发展,稀土元素含量向LREE相对亏损、HREE相对富集的方向转化,某些微量元素有明显的继承性。与地球化学特征相比,矿物组合的确定对浅色体阶段的归属判定更为重要。阜平杂岩变质演化不是简单的进变质脱水反应,其水分含量的变化十分复杂,对其深入研究有助于更好地了解该区地质和构造的演化过程。     

东南极拉斯曼丘陵富硼岩系中硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石矿物的硼同位素组成及其意义

东南极拉斯曼丘陵地区麻粒岩相岩石中出露一套罕见的含硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石矿物组合的富硼岩系.由于高级变质作用已使原岩的性质难以确定,变质原岩及其形成环境的恢复变得十分困难,而硼同位素组成则可以作为判定硼来源的有效示踪剂和指相标志.报道了东南极拉斯曼丘陵硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石富硼岩系的硼同位素组成资料,其δ11B值变化范围为-12.0‰～-34.6‰,硼同位素的低比值和其他地质证据表明,其原岩为非海相蒸发硼酸盐岩.     

The 40 Ar 39 Ar ages of hornblendes in Grt Pl bearing amphibolite from the Larsemann Hills, East Antarctica and their geological implications

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓｐａｒｔｏｆｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌａｔｅＰｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃｍｏｂｉｌｅｂｅｌｔｏｆＥａｓｔＡｎｔａｒｃｔｉｃａ,ｔｈｅｕｐｐｅｒａｍｐｈｉｂｏｌｉｔｅｔｏｇｒａｎｕｌｉｔｅｆａｃｉｅｓｈｉｇｈ－ｇｒａｄｅｍｅｔａｍｏｒ...     

五台山地区1.76 Ga辉石闪长岩的成因及其地质意义

五台山地区的黄金山辉石闪长岩侵入早元古代滹沱群中,同时又被早元古代末期辉绿岩脉穿切。辉石闪长岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果为1 755±12 Ma,与华北克拉通广泛分布的基性岩墙群的时代相近。辉石闪长岩高TiO2、Fe2O3、P2O5、K2O和Na2O,低MgO(Mg#值为36~39)。稀土元素总量较高(365.75×10-6~411.97×10-6),轻重稀土元素分异强烈,其中轻稀土元素分异较明显,重稀土元素分异较弱,具有微弱的负铕异常。微量元素中,富集Rb、Ba、Sr、Zr和Hf,Cr、Ni含量低。(87Sr/86Sr)i和(143Nd/144Nd)i变化范围小,εNd(t=1.76 Ga)值为-6.08~-4.81。综合分析认为,黄金山辉石闪长岩为富集岩石圈地幔部分熔融后发生分离结晶形成的,与华北克拉通广泛分布的基性岩墙群具有相同的源区,可能代表华北南缘地幔柱活动时同一岩浆旋回不同阶段的岩浆侵位记录。辉石闪长岩中锆石具有岩浆成因锆石特征,但锆石的Th/U比值普遍较低,与变质锆石类似。辉石闪长岩中Th/U比值高,同时Th、U在斜长石、单斜辉石和角闪石中配分系数低。因此推测,低Th/U比值锆石的形成与原始岩浆和主要成岩矿物结晶无关,很可能与富含Th的副矿物结晶有关。辉石闪长岩中低Th/U比值岩浆锆石的出现表明,利用Th/U比值解释锆石成因和年龄结果意义时应慎重。     

华北克拉通阜平杂岩的深熔和混合岩化作用

华北克拉通的阜平杂岩长英质岩石中常产出显著的浅色体、岩脉和花岗岩侵入体,并形成广泛的混合岩化作用。通过矿物自形晶的形成、黑云母向角闪石的转换和大量钠长石净边的出现以及其它与熔体活动有关结构的分析,浅色脉体和混合岩化作用的发生与外来熔体的注入有关。在长英质片麻岩中可出现明显的熔体注入,在一些不易片理化的岩石如石英岩中亦可形成浸染状熔体渗入。熔体汇集可形成浅色体、岩脉,直至花岗岩侵入体。而深熔作用本身形成熔体的作用在本区几乎可以忽略不计。在遭受渗透式混合岩化作用的过程中,岩石成分发生了改变,形成开放系统。随着渗透熔体的结晶,可形成一些岩浆锆石,在副片麻岩中则很容易被当作碎屑锆石。     

五台地区滹沱群砾岩物质源区及新太古代地壳生长:花岗岩和石英岩砾石锆石U-Pb年龄与Hf同位素制约

对五台地区滹沱群底部四集庄组砾岩进行了详细研究,并选择其中花岗岩和石英岩砾石进行了锆石U-Pb和Hf同位素分析.2个花岗岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄分别为(2513±8)和(2527±8)Ma,与五台地区王家会灰色相花岗岩和光明寺/石佛花岗岩的侵位时代一致;2个石英岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄主要集中于2550~2490Ma,峰值为~2.5Ga,与五台群高凡亚群石英岩锆石年龄谱特征相似.砾石特征及年龄结果表明,滹沱群底部砾岩的沉积物源区为五台群和五台地区新太古代花岗岩.结合滹沱群底部玄武安山岩的时代((2140±14)Ma),限定滹沱群初始沉积时代为早元古代中期.豆村-东冶亚群中变质玄武岩(2200~2100Ma)具有裂谷火山岩地球化学特征,同时豆村-东冶亚群中碎屑岩和碳酸盐岩沉积于伸展构造环境中.因此,滹沱群豆村-东冶亚群火山沉积岩系与华北克拉通中部早元古代中-晚期(2200~2100Ma)裂谷活动有关,而郭家寨群沉积于裂谷闭合过程或之后.四集庄组砾岩中,花岗岩和石英岩砾石的锆石大多具有正的Hf(t)值,少量锆石的Hf(t)值与同期亏损地幔值相近,多数锆石的亏损地幔模式年龄与锆石U-Pb年龄相差200~100Ma.花岗岩和石英岩的源区为滞留时间较短的地壳(~2.7Ga)部分熔融形成的,同时存在新生地壳或亏损地幔物质的添加.研究进一步表明,华北克拉通经历了多期地壳生长并在新太古代末期初步完成克拉通化.     

阜平杂岩中低品位磁铁矿的形成与深熔作用的关系

在中-高级变质的阜平杂岩中可以形成低品位磁铁矿.除碎屑岩中继承的磁铁矿外,新生变质磁铁矿多呈斑晶,可出现于多种岩石类型,如变基性岩、中性岩、酸性岩和变沉积岩中,表明新生磁铁矿的形成不受层位控制.磁铁矿可由物理重结晶和化学反应2种形式形成,重结晶过程主要为矿物颗粒的加粗,但没有明显的脱水反应.变质化学反应形成的磁铁矿与各单元所经受的后期变质事件改造有关,这类磁铁矿的出现与岩石中TFe的含量没有必然的联系,关键在于变质反应中是否有适量的铁组分的迁移和富集.变质反应过程中,初期黑云母变质转化形成角闪石,即变质反应不全是脱水或吸水过程,表明阜平杂岩主要的变质过程发生在含水体系中.在进一步的变质改造中,黑云母、角闪石可深熔转化形成磁铁矿.在片麻岩的含水熔融过程中,Mg、Ca优先迁移,而Fe(Ti,Al)迁移微弱,造成Fe(Ti,Al)与Mg组分的分离,残留的相对富铁组分形成磁铁矿、钛铁矿.磁铁矿结晶时没有明显的挤压或剪切,张应力可能占主导地位,相应的深熔作用主要发生在构造静应力期或体系略微抬升的过程中.     

冀东古元古代基性岩墙群的年龄及地球化学:～2.1Ga伸展及～1.8Ga变质

以往华北克拉通早前寒武纪地质的研究主要集中于东、西部陆块的2.5Ga事件及中部带的2.2~2.0Ga、1.95~1.8Ga事件的研究,最近通过工作发现东部陆块内部亦有~2.1Ga、~1.8Ga事件的记录。我们通过对冀东石门变质基性岩墙群进行离子探针锆石U-Pb测年和地球化学研究,表明基性岩墙的形成年龄为2162±27Ma,经历了1820±7.8Ma的变质作用;其围岩英云闪长质片麻岩形成于2531±14Ma,紧接着经历了2513±15Ma的麻粒岩相变质,虽与石门基性岩墙共同经历了~1.8Ga变质作用,但并没有新生的该期变质锆石记录。石门基性岩墙SiO_2含量介于50.38%~51.08%,MgO含量为4.29%~5.81%,具有较低的Mg#值(32~41),属于拉斑玄武岩类;其轻稀土略为富集,具有弱的负铕异常,富集大离子亲石元素(Rb、Ba),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),具有低正的εNd(t)值(1.47)和正的εHf(t)值(1.88~8.80),其Hf模式年龄与基性岩墙的形成年龄接近,介于2206~2338Ma,推测石门基性岩墙的玄武质岩浆来自于亏损地幔的部分熔融并经历了结晶分异和地壳混染过程,形成于陆内裂谷的构造背景。本文认为~2.1Ga的岩浆活动为华北陆块在新太古代末克拉通化后,经历的一次强烈的伸展事件,可能导致了原有基底发生了裂解。