山西吕梁地区吕梁群变基性火山岩原岩形成年龄、地球化学特征及形成环境

华北克拉通古元古代中期构造环境及演化至今尚存有争议,该时期相关岩浆作用的成因研究可为这些问题的解决提供重要证据。本文对华北克拉通中部山西吕梁地区古元古代中期形成的吕梁群近周营组基性火山岩开展综合研究,获得2 180±19 Ma 的形成年龄,岩石地球化学低TiO₂、高Al₂O₃ 和K₂O,属钙碱性系列。微量元素富集Rb、Ba、Th、U、Sr 等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti 和P等高场强元素,富集Pb,具轻稀土略富集、铕弱异常的右倾稀土模式,与典型消减带弧岩浆产物特征一致。同位素组成显示正ε_Nd（t）= 1.0～2.6 和ε_Hf（t）= 1.8～9.2, 指示它们来源于亏损地幔,低的Ti/Y（246～385）和Ce/Y 值（0.99～1.77）进一步揭示,地幔源区受到俯冲流体的交代和沉积物的参与,是楔尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩过渡带略亏损地幔区发生部分熔融,并经历了橄榄石、单斜辉石等矿物分离结晶作用而形成。结合同期埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武岩-安山岩组合以及弧花岗岩类的出现提出,2 200 Ma 华北中部带已演化至活动大陆边缘弧的构造环境。     

山西吕梁地区岚河群沉积时代及形成环境：来自碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

山西吕梁地区是华北克拉通保存古元古界变质表壳岩良好地区, 其中的岚河群在吕梁山北部岚县南北两侧大量出露, 由碎屑岩、碳酸盐岩夹少量基性火山岩等多个沉积旋回的沉积组合构成, 经历绿片岩相浅变质作用改造, 保留了大量原始沉积构造, 是探讨该群沉积 特征、形成时代及与其它表壳岩群关系的理想对象。 对岚河群 3 件样品的碎屑锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年, 获得底部含砾砂岩最年轻碎屑锆石 2.2 Ga 的峰值年龄, 该群经历了 1.87 Ga 的 区域变质作用, 因而限定岚河群沉积于 2.2～1.87 Ga 之间。 碎屑锆石年龄谱显示了～2.2 Ga 的 主峰期和～2.3 Ga 及太古代中晚期等较小峰期年龄, 指示主要源自古元古代陆壳物质源区, 它们的主峰期年龄锆石与吕梁地区同期岛弧花岗岩锆石 Hf 同位素特征一致, 且其沉积组合反映了物源区活动性较强, 证明岚河群形成于活动陆缘岛弧相关的沉积盆地。 野鸡山群下部的 青杨树湾组和白龙山组沉积组合与岚河群沉积地层序列类似, 它们均形成于 2.2 Ga 左右, 说明野鸡山下部沉积与岚河群相同, 也形成于活动陆缘岛弧环境的沉积盆地, 分别代表了盆地同时异相的沉积产物。 野鸡山群上部程道沟组与黑茶山群沉积序列类似, 具有造山过程相关盆地的磨拉石建造组合特征, 它们均形成于 1.85 Ga 之后, 代表与碰撞造山过程相关前陆盆地快速堆积。 因此, 3 个岩群表壳岩的沉积演化揭示了华北克拉通中部～2.2 Ga 俯冲汇聚相关的活动陆缘岛弧环境, 在～1.85 Ga 转为陆-陆碰撞造山演化过程。     

华北吕梁地区2.4Ga A型花岗岩的确定及地质意义

华北克拉通新太古代末与古元古代早期的构造转化对认识华北克拉通早期地壳演化具重要意义。该克拉通中部带吕梁地区盖家庄正长花岗岩获得2398~2408Ma的形成年龄,其成因研究将为探讨华北克拉通新太古代晚期与古元古代早期构造演化提供重要信息。该岩体富K,高硅、碱、Fe OT/Mg O,低Ca、Mg,富集Rb、Th、U等LILE、较高的HFSE,明显亏损Sr、Ba、P、Ti,具弱轻重稀土分异和强负Eu异常的"燕式"稀土分配模式,并具高的Ga/Al比值和高锆石饱和温度,显示了碰撞造山后A2型花岗岩的特征。岩体全岩εNd(t)=2.0~2.3,两阶段Nd模式年龄tDM2=2606~2629Ma,锆石εHf(t)=+2.2~+7.1,tDM2(2494~2791Ma)略高或接近其形成年龄,一致证明主要源自新太古代中晚期新生下部陆壳物质的部分熔融,并有少量幔源物质的添加。结合区域地质及同期钾质花岗岩类的广泛出现,盖家庄正长花岗岩与同期钾质花岗岩一同代表了华北克拉通~2.5Ga形成后,中部构造带于古元古代早期~2.4Ga发生的一次陆壳伸展拉张作用引发的地幔物质上涌基性岩浆上侵导致下部新生陆壳物质增温发生部分熔融构造岩浆事件,证明陆壳已转入伸展拉张构造环境。     

新疆巴里坤地区志留纪花岗岩的确定及其地质意义

准噶尔盆地东部巴里坤地区怪石山二长花岗岩体和县煤矿北花岗闪长岩体分别获得440.6±3.7 Ma和412.8±3.3 Ma的 LA-ICP-MS锆石U-Pb形成年龄,指示该区早志留世-早泥盆世一期重要的花岗岩浆活动。两岩体为准铝-弱过铝钙碱性及高钾钙碱性岩系,微量元素具有富集LILE、贫HFSE,亏损Nb、Ta、Ti、P以及Pb正异常的岛弧岩浆成因特征。其中,怪石山岩体高Si、富K,高Rb/Sr和Ga/Al比值、低K/Rb比值,强Eu负异常,代表其为岛弧演化较为成熟阶段岩浆演化的产物,县煤矿北二长花岗岩富Na、高Sr和Sr/Y比值,低Y和Yb,则指示其为岛弧演化晚期,洋盆俯冲消减闭合过程、岛弧区地壳增厚环境下部陆壳物质熔融的结果。此外,两个岩体正的锆石ε_Hf(t)(+7.64～+13.86)和老于其形成年龄的Hf二阶段模式年龄(T_DM2=1123～561 Ma)证明,它们主要源自新元古代晚期到早古生代早期的新生岛弧陆壳物质。