中国中元古代同位素地质年代学研究进展述评

本文较全面地总结了自2000年第三届全国地层大会以来,中国中元古代地层和热-构造事件同位素地质年代学研究工作所取得的主要进展,讨论了这些进展所具有的重要意义,指出确立中国中元古代上部地层标准剖面,重新厘定中元古界地质年表,是当前最迫切需要解决的课题。     

华北克拉通南缘洛峪群-汝阳群属于中元古界长城系——河南汝州洛峪口组层凝灰岩锆石LA—MC-ICPMSU—Pb年龄的直接约束

运用LA—MC—ICPMS方法,对河南汝州阳坡村附近洛峪口组中部层凝灰岩夹层开展了锆石U-Pb同位素年代学研究,获得了1611±8Ma的高精度年龄。这一年龄第一次精确标定了该地区洛峪口组的形成时限,并显示该组顶界应接近1600Ma。由于洛峪口组位于华北克拉通南缘原划归“新元古界青白口系”洛峪群的最顶部,洛峪群又覆于“中元古界蓟县系”汝阳群之上,因此,这一新的年代学进展实际上同时也将洛峪群和汝阳群都下压到了中元古界长城系,并将洛峪群顶界限定为该地区长城系与蓟县系分界。结合区域资料,特别是熊耳群（下伏于汝阳群）火山岩近年来的年代学标定（多集中于1750～1780Ma）,可初步将该地区汝阳群一洛峪群的形成年代限定为1750～1600Ma之间,对应于国际固结纪（Statherian。1800～1600Ma）即中国长城纪中晚期。华北南缘洛峪口组形成年龄的直接约束及相关地层划分的重新厘定,为中元古代华北克拉通南北缘的准确对比及其与哥伦比亚超大陆关系、早期生命演化等重大地学命题提供了新的重要的年代学证据。     

塔里木地块前寒武纪地质研究进展评述

塔里木地块是我国三大主要陆块之一.它是一个具有完整的前寒武纪基底且发育了良好的新元古代盖层沉积的大陆块体.笔者等综合了近十年来中外地质学家对塔里木前寒武系的研究成果,并对这些取得的资料进行系统分析,概括了塔里木前寒武纪构造演化阶段、过程以及塔里木在前寒武纪时期与全球性的超大陆汇聚和裂解事件的沉积、变质、岩浆及构造作用的耦合关系.特别指出,笔者等详细地讨论了含蓝片岩的阿克苏群可能的沉积时代、发生蓝片岩相变质的时间,并结合对新元古代岩浆事件的综合分析,提出塔里木在新元古代早期(900Ma)汇聚到澳大利亚北缘,成为Rodinia超大陆的一部分.在新元古代中—晚期,沿塔里木北缘的俯冲可能一直持续到760Ma.820～760Ma期间,新元古代Rodinia超级地幔柱和板块俯冲共同制约了塔里木北缘的岩浆作用和变质作用.这一模式可能对认识华南地区新元古代复杂的岩浆作用具有启示意义.     

华北克拉通燕辽裂谷长城纪碱性岩锆石U-Pb年代厘定和Hf-O同位素特征

基性的碱性岩通常形成于伸展环境,具有富碱和不相容元素富集等地球化学特征,它们来源于深部富集地幔,是探索地幔交代和深部地球动力学的"岩石探针"。华北克拉通北缘燕辽裂谷内发育团山子组和大红峪组钾质火山岩以及侵入串岭沟组的钠质岩脉,它们共同组成了长城纪碱性岩系列。本文利用SHRIMP锆石U-Pb同位素方法对平谷-蓟县地区钾质火山岩进行年代学测试,获得误差范围内一致的年龄:1613±11Ma、1634±18Ma(团山子组)和1605±19Ma、1630±10Ma(大红峪组),说明钾质火山岩喷发的持续时间短,且与侵入串岭沟组的钠质岩脉同期(~1625Ma)。钾质火山岩和钠质岩脉的锆石Hf-O同位素组成相似:εHf(t)=-2~+4(正态分布峰值+0.6),δ^18O=4.5‰~7.7‰明显高于正常地幔锆石的值,钾质火山岩和钠质岩脉的母岩浆源自相同的富集地幔,源区受到高δ^18O物质的交代作用而富含钾质矿物,如角闪石或金云母。华北克拉通中-新元古代岩浆事件是伸展环境的产物,其锆石Hf同位素组成在~1.32Ga发生突变,由富集到亏损,暗示岩石圈地幔经历强烈的交代改造作用,可能成为检验地幔柱或者板块深俯冲驱动超大陆裂解机制的窗口。     

北祁连山石居里辉长岩的同位素年龄及其地质意义

首次利用锆石U-Pb方法测得北祁连山西段石居里辉长岩的生成年龄为(457.9±1.2)Ma.在空间上,石居里辉长岩与石居里铜矿紧密相关,石居里辉长岩位于石居里铜矿的下部;在时间上,虽然目前尚无石居里铜矿的成矿时代年龄,但研究认为与石居里辉长岩同属加里东期,而且成岩时代早于成矿时代,因此推测石居里辉长岩为可能为石居里铜矿提供了热源.由于该区有较多的中酸性岩体存在,该成岩时代的确定对于在该区寻找塞浦路斯型块状硫化物矿床有重要的理论和实际意义.     

青藏高原西北缘中新世晚期A型花岗岩的特征及意义

在阿克萨依湖幅1∶25万区域地质调查中,于青藏高原西北缘的西昆仑山南坡巴颜喀拉盆地发现了多个小型黑云母二长花岗岩体。对其中规模较大的一个岩体的岩石地球化学研究结果显示,该岩体富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,δEu负异常,无Nb的亏损,属壳幔混合的偏铝质A2(PA)型花岗岩。TIMS法单颗粒锆石U-Pb年龄测定获得10.0Ma±0.1Ma的年龄值(MSWD=0.66),表明该岩体为中新世晚期岩浆活动的产物。该岩体可能是中新世晚期青藏高原后造山阶段岩石圈发生拆沉作用形成的,就位于阿尔金巨型走滑断裂系的拉张区域,是阿尔金巨型走滑断裂系强烈活动阶段的反映,对青藏高原地质构造演化和高原隆升的研究可能具有重要意义。     

塔里木古大陆东缘的微大陆块体群

塔里木古大陆东缘至少存在4个微大陆，自北而南分别是阿拉善、祁连、欧龙布鲁克和柴达木微大陆，它们有相近但又有一定差异的早前寒武纪变质基底和中元古代变质沉积地层。每一个微大陆边缘均有复杂的生成历史，特别是新元古代早期的热-构造事件十分发育，并在柴达木微大陆北缘形成一条长700km的花岗片麻岩带，而在多数微大陆边缘则叠加了寒武纪至奥陶纪火山弧或蛇绿混杂岩。在微大陆之间自北而南分别发育了北祁蛇绿岩混杂岩带、南祁连蛇绿岩混杂岩带、沙柳河-鱼卡河高压-超高压变质带和昆仑中部清水泉蛇绿混杂岩，它们代表了微大陆这间的结合带，其形成时代集中在寒武纪至奥陶纪。这几个微大陆总体表现出亲塔里木古大陆的特征，特别是自新元古代以来具有相似的地质演化特征。     

中国东部晚元古冰成岩的古地磁及地质意义

笔者重点研究了华北地块南缘罗圈组纹泥岩和扬子地块东南缘南沱组冰碛岩的古地磁特征。在四个剖面的 2 5个点采集 2 72块样品 ,用超导磁力仪测量了大部岩石样品的剩余磁性。通过详细的逐步热退磁清洗和数学分析 ,岩石等温剩磁实验 ,以及倒转、广义褶皱和一致性检验 ,从而获得新的较为可靠的古地磁数据。华北地块在最晚元古 ( 62 0～ 60 0Ma)处于 13.9°S ;而扬子地块在晚元古 ( 730～ 70 0Ma)处于 19.2°N。新的古地磁数据补充了中国东部华北、扬子地块晚元古震旦纪的古地磁数据库。地质观察事实和不同研究者获得的数据都表明 ,两地块在 80 0～ 60 0Ma期间处于低古纬度的热带、亚热带气候环境中。全球所有大陆该时期冰成岩及上、下层位非冰成岩—碳酸盐岩岩石学和古地磁研究认为 ,晚元古低纬度冰川形成与全球超大陆的裂离和引起的气候异常有关。晚元古冰川沉积可以分为两个构造 -地层类型。它们记录了晚元古超大陆拼合和分离时冰川作用的构造 -沉积位置 ,最普遍的是在超大陆分离的持续期间 ,在扩张构造域形成冰川沉积 ,因此冰川沉积都与活动边缘盆地和裂谷盆地有关。我国南沱冰成岩分布于扬子地块及其东南缘的浙西、皖南、赣北、湘西、桂北等地的NE -SW伸长的大陆边缘敞开的海盆内 ,具有强烈的火山和冰     

青海锡铁山地区滩间山群的地质特征及同位素年代学

冈底斯山仲巴县麦嘎乡附近一套第四纪火山岩是青藏高原空白区地质填图的重要发现之一，本文详细论述了该套火山岩的地质特征，岩石化学特征，地球化学特征，讨论了火山岩的形成朝代，这一发现不仅填补了冈底斯陆缘火山弧第四纪火山岩研究的空白，完善了冈底斯带岩浆演化的时空格架，而且对整个青藏高原隆升机制的研究也具有重要意义。     

秦岭造山带秦岭杂岩研究中有关问题讨论

分布于北秦岭造山带南部，夹持于商丹断裂带与朱夏断裂带之间的秦岭杂岩是秦岭造山带中最古老的前寒武纪基底块体之一。它是秦岭造山带中前寒武纪地壳形成与演化的地质记录，经历了晚元古代以来多旋回俯冲碰撞造山作用过程中多期构造热事件的改造。包含了大量反映秦岭造山带形成与演化的动力学过程地质信忠。虽然前人对秦岭杂岩已经进行了广泛深入研究，发表了大量的研究论著，提出了许多新认识和新见解，如从原秦岭群中解体出松树沟蛇绿岩片、峡河山群、古深成花岗片麻岩体等I高压变质岩(榴辉岩，高压麻粒岩)的发现；多期变形与变质特征的认识等。但由于秦岭杂岩问题的复杂性，某些认识或问题仍有待进一步研究探讨。其中(1)松树沟蛇绿岩片是否真正蛇绿岩?松树沟超镁铁质岩体与其围岩变质镁铁质岩是否同时代?它们的构造变形与变质历史是否相同?(2)峡河山群组成、分布、时代、构造意义及其与秦岭群片麻岩的关系；(3)秦岭岩群的组成、主变质期和变形期昀时代及性质；(4)晋宁期花岗岩带形成的构造背景及动力学意义；(5)已有同位素测年数据确切的地质意义；(6)高压交质岩的分布、产出状态、与围岩的关系、时代、成因及构造意义是秦岭杂岩研究中的基本问题。文中对上述有关问题进行了简要讨论，提出了今后秦岭杂岩研究的重点应放在构造事件、变质热事件、岩浆事件及其相互关系研究和这些地质事件的精确的同位素测年工作上。