五台地区滹沱群时代与地层划分新认识:地质学与锆石年代学证据

本文从五台地区滹沱群豆村亚群四集庄组、东冶亚群纹山组和郭家寨亚群西河里组地层中共采集了5件浅变质砂岩样品,并对其进行了La-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄测定。分析结果显示,四集庄组2件砂岩样品碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于~2.5Ga和2.1~2.2Ga两个峰值,其中~2.5Ga碎屑锆石来自新太古代五台群和五台地区花岗质杂岩;2.1~2.2Ga碎屑锆石获得²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄2134±5Ma,限定了四集庄组砂岩沉积下限为2134Ma。结合四集庄组火山岩形成时代(2140±10Ma)和四集庄组底部发育厚层砾岩,我们认为滹沱群初始形成时代为~2.2Ga,即早元古代中期。东冶亚群纹山组底部砂岩中碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于2050~2122Ma之间,其中64粒相对年轻的锆石获得²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄2068±3Ma,代表了东冶亚群形成时代下限为2070Ma左右。综合豆村亚群青石村组火山岩形成时代2087±9Ma,我们认为东冶亚群初始形成于2070Ma左右。郭家寨亚群中最年轻碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1958±10Ma,表明郭家寨亚群开始沉积时代小于1.95Ga,为早元古代晚期/末期。区域上,早元古代末期是华北最终克拉通阶段,而郭家寨亚群与东冶亚群呈明显的角度不整合接触关系,两者记录了明显不同的地质过程。因此,我们建议郭家寨亚群应从滹沱群中解体出来并独立命名为郭家寨群,且郭家寨群可能沉积于华北克拉通化过程中/之后,开始沉积的时代为1.9~1.8Ga。     

冀东地区新太古代晚期的岩浆事件与地壳增生:来自岩石地球化学和锆石年龄及Hf同位素的制约

在华北克拉通东部冀东的遵化-迁西-迁安地区广泛分布有新太古代晚期的斜长角闪岩(基性火山岩)、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩。锆石U-Pb同位素测定表明,该区的斜长角闪岩、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩几乎同时形成于2529±30Ma到2555±14Ma期间。这是华北克拉通新太古代晚期一次重要的岩浆事件,并紧随有2.5Ga左右的麻粒岩相变质作用。阴极发光图像显示,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩中一些锆石的核部为灰黑色,具杉树叶结构或无内部结构,意味着这些锆石核部的U-Th-Pb同位素体系在变质作用期间受到了干扰或重置,因此岩浆锆石核部的207Pb/206Pb加权平均年龄通常被解释为代表岩浆事件最年轻的年龄。新太古代晚期TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的岩浆锆石具有正的εHf(t)值(-0.08~9.49),计算的tDM1(Hf)模式年龄介于2572~2896Ma之间,峰值年龄为2.72Ga。这表明,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的母岩浆是从亏损地幔源分异出来的,且2.7Ga是研究区和华北克拉通最重要的一次地壳增生事件。地球化学和岩石成因研究表明,本区的TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩是由来自新生地壳基性岩石部分熔融形成的岩浆通过结晶分离形成的,其中角闪石是主要的分离相矿物。地幔柱模式更有利于解释本区TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的成因以及冀东地区的许多其他地质特征。     

扬子西南缘盐边群时代及构造环境: 来自碎屑沉积岩的约束

出露于扬子地块西南缘的盐边群为一套火山-沉积岩系,其深入研究对探讨扬子西缘新元古代构造环境具有重要意义.本文对盐边群中碎屑沉积岩进行了较系统的岩石学、碎屑物质组成和地球化学研究,并从小坪组和乍古组中各选取了1件变质砂岩样品进行锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.变质砂岩主要由棱角状-次棱角状火山岩岩屑、石英和长石矿物碎屑组成.碎屑沉积岩Al2O3/SiO2值为0.12～0.4,K2O/Na2O值范围为0.14 ～9.45(其中板岩K2O/Na2O值多大于1.0,而变质砂岩中多数样品的K2O/Na2O值小于1.0).所有样品具有轻-中等程度的轻重稀土元素分异((La/Yb)N=1.6 ～9.37),多数样品具有明显的负Eu异常.εNd(t)值范围为-1.77～ +5.01.变质砂岩碎屑锆石U-Pb年龄峰值为900～ 910Ma,同时存在少量太古代-古元古代碎屑锆石.小坪组和乍古组变质砂岩中年轻碎屑锆石206pb/238U年龄加权平均值分别为888±8Ma和884±14Ma.碎屑物质组成、地球化学和锆石U-Pb年龄结果共同表明,盐边群碎屑沉积为近源沉积,物源区主要为岛孤中酸性火山岩和花岗岩.结合关刀山岩体(857Ma)和荒田组玄武岩(880～830Ma)研究结果,进一步限定盐边群的时代为880～830Ma,形成于弧后盆地环境,其沉积物源区为华夏地块向扬子地块俯冲过程中,扬子西南缘形成的火山岛孤.     

河北平山湾子群的时代：SHRIMP锆石年代学证据

经过研究 ,将太行山地区原阜平群中一套浅粒岩、斜长角闪岩和钙硅酸盐岩及大理岩构成的稳定组合解体出来 ,建立了湾子群。本文对河北平山板桥沟地区湾子群中的钾长浅粒岩进行了锆石成因和年代学研究。阴极发光 (CL )图像显示浅粒岩中的锆石主要为具有震荡环带的岩浆型碎屑锆石 ,其 Th/ U >0 .38,表明原岩主要为火成岩。SHRIMP分析结果表明碎屑锆石的结晶年龄为 2 5 36 Ma,并且部分颗粒有 2 0 81 Ma深熔作用的增生边。笔者综合各方面研究成果 ,推测湾子群形成于 2 .5～ 2 .1 Ga之间 ,为古元古代的产物。并且在 2 0 81 Ma经历了强烈的深熔作用的影响 ,形成了太行山地区广泛分布的古元古代钾质花岗岩。这一研究结果为探讨太行山地区的地质演化提供了重要的年代学依据。     

太古宙长英质片麻岩区地质调查研究中存在的一些问题和建议

长英质片麻岩是太古宙变质杂岩区最主要的岩石类型。对其成因和机理的研究不仅对探索地壳早期演化有重要的理论意义，也直接关系到中深变质岩区地质调查工作的质量和找矿方向的确定。中高级变质岩区进行地质调查和研究工作要进行典型解剖。要特别注意不同成因长英质片麻岩之间和它们与其他围岩之间接触关系的研究。要加强对长英质片麻岩中原生结构、包体、副矿物(特别是锆石)和地球化学的研究。当长英质片麻岩的成因不能确定时，应以XX片麻岩命名，可作为填图单位，但不要赋予成因含义。在中深变质的副片麻岩区填图时，应识别和划分出混合岩带。     

扬子西缘新元古代侵入岩时代、成因及对构造背景的制约——地幔柱还是岛弧?

扬子西缘岩浆岩广泛发育,构成了"康滇地轴"的主体.新元古代岩浆岩尽管在地表上各杂岩体呈独立圈闭的形式出现,但主要的岩石组合与时代都可以对比.按侵入时序和岩石类型,可划分为辉长岩-闪长岩、英云闪长岩-奥长花岗岩和二长-正长花岗岩3个岩石组合系列.     

前言

沈其韩院士是我国著名的地质学家,在变质岩石学、变质地质学和前寒武纪地质与矿产研究方面有很深的造诣,做出了重大贡献。沈先生实事求是、学风严谨、淡泊名利、提携后学,无论学术还是品格都堪称楷模,受人敬仰。值此先生百年华诞和从事地质工作八十周年之际,我们出版本专辑,以表达对先生的敬仰之情和感激之意,祝先生身体健康、生活愉快、家庭幸福。本专辑涉及到变质岩石学、变质地质学、前寒武纪地质研究及其他方面,可分为综述性和研究性两类论文。现就专辑内容简介如下。     

扬子地台西缘结晶基底的时代

对扬子地台西缘结晶基底变质地层以及岩浆片麻岩中变质地层残片或包裹体中锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄研究表明,在康定地区辉长–闪长质片麻岩中,表壳岩包体—糜棱岩化的长英质片岩和宝兴地区黑云斜长角闪岩的年龄分别为816±8.6 Ma和826±13 Ma,代表了它们的原岩——酸性火山岩和火山凝灰岩的形成年龄;泸定地区变质岩层中长英质糜棱岩和斜长角闪岩的年龄分别为816±9 Ma和818±8 Ma,代表了中性火山岩和基性火山岩的形成时代;茨达地区斜长角闪岩和角闪黑云斜长片麻岩的年龄分别为830±7 Ma和827±10 Ma,代表了其原岩火山–沉积建造的形成时代。以上数据表明,所谓的结晶基底都是新元古代的产物,在形成时间上与盐边群、盐井群等褶皱基底的相一致,只是变质程度上略有差异。因此该区并不存在古老（太古宙—古元古代）的结晶基底。     

辽宁弓长岭鞍山群时代与物源——来自石榴十字云母片岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素特征与稀土元素组成的约束

鞍山群是华北克拉通东部陆块最重要的含BIF变质表壳岩之一,经历了绿片岩相—角闪岩相变质-变形作用,准确限定其沉积时代与物质来源,对于探究华北克拉通BIF的构造环境具有重要意义。利用LA-MC-ICP-MS(多接收激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪)对弓长岭鞍山群石榴十字云母石英片岩进行了碎屑锆石U-Pb-Hf同位素与稀土元素原位分析。根据碎屑锆石阴极发光图像特征与U-Pb年龄结果,获得石榴十字云母石英片岩中最年轻一组碎屑锆石峰值年龄为2528 Ma,限定了其原岩的最大沉积时代,结合区内约2500 Ma齐大山富钾花岗岩侵入鞍山群的野外地质关系,以及鞍山群经历了2510～2470 Ma变质作用,认为弓长岭地区鞍山群沉积时代为2528～2510 Ma,属于新太古代晚期。鞍山群十字石榴云母石英片岩碎屑锆石年龄集中在2931～2454 Ma之间,最主要的峰值年龄为2528 Ma。结合碎屑锆石内部结构特征,认为鞍山群主要物源为新太古代晚期酸性岩浆岩。代表性碎屑锆石Hf两阶段模式年龄为3532～2711 Ma,峰值年龄为2830 Ma,进一步揭示了中太古代晚期是鞍山—本溪地区地壳最重要的生长阶段。综合鞍山...     

华北、华南、塔里木三大陆块中-新元古代岩浆岩的特征及其地质对比意义

我国三个主要的古老陆块(华北、华南和塔里木陆块)都发育中-新元古代岩浆岩。根据大量的同位素年代学资料,华北陆块中-新元古代岩浆事件可以分为7个阶段,其中1.78Ga和1.32Ga两期影响范围较大,可以构成大火成岩省。华北陆块中-新元古代的岩浆岩均形成于大陆地壳伸展的构造背景,意味着华北并未介入Rodinia超大陆的聚合过程。华南陆块中-新元古代岩浆事件可以分为8个阶段,从1.78Ga到1.5Ga的四期岩浆事件形成于大陆地壳伸展的构造背景,1.4Ga左右的一期岩浆-构造事件分布局限,可能形成于局部的构造拼合背景。1.0Ga左右的岩浆事件,在华南陆块的不同部位表现形式不同,意味着发生过不同地块的拼合。从0.95Ga到0.82Ga的岩浆事件主要分布在江南造山带和扬子地块北缘,这一阶段的岩浆事件导致扬子地块和华夏地块拼接成一体,形成华南陆块。之后从0.78Ga到0.72Ga的岩浆事件几乎遍布华南陆块,反映了陆块形成后的伸展过程。塔里木陆块中-新元古代的岩浆事件可以分为8个阶段,1.78Ga和1.5Ga的岩浆事件仅在局部有反映,它们形成于拉伸的构造背景。1.4Ga的岩浆事件在塔里木陆块的北缘和西南缘表现形式不同,北缘钙碱性岩浆岩形成于大陆弧构造背景,而西南缘A2型花岗岩则形成于拉伸的构造背景。0.96～0.88Ga期间,塔里木东南缘和北缘的花岗岩以I型和S型为特点,形成于活动大陆边缘,而在塔里木陆块的西南缘该时期则形成了塞拉加兹塔格群中双峰式火山岩,形成于陆内裂谷环境。0.88～0.82Ga期间,在北缘的库鲁克塔格地区形成了与俯冲增生相关的岩浆岩组合,而在东南缘则形成了与拉张构造环境有关的双峰式火山岩。塔里木陆块不同部位,不同阶段岩浆岩组合的差异意味着塔里木陆块原来并不是一个统一的陆块,很可能是在不同时期由不同块体拼合而成的。华北、华南和塔里木三个陆块中-新元古代岩浆岩的差异演化,揭示了它们各自形成陆块的过程和方式及相互关系