鲁西新太古代济宁群含铁岩系形成时代——SHRIMP U-Pb锆石定年

济宁群以隐伏的地质体分布于华北克拉通鲁西地区,以往被划归古元古代。近年来在济宁群的钻探和地球物理研究中,发现存在较大规模条带状硅铁建造,其形成时代引起地学界极大关注。本文对济宁群变质碎屑沉积岩和长英质火山岩进行了锆石SHRIMP年龄测定。含砾绿泥绢云千枚岩的碎屑锆石年龄主要集中在～2.7Ga,可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.61±0.01Ga。变质长英质火山岩岩浆锆石年龄为2.56±0.02Ga。研究表明,济宁群形成于新太古代晚期,而不是以往认为的古元古代。华北克拉通条带状铁建造主要形成于新太古代晚期。济宁群在岩石组合、变质作用方面与鞍山、冀东以及五台地区同时代含硅铁建造的表壳岩系有差别,但是与本溪南芬铁矿的岩石组合有相似之处。这些可能为我国的隐伏太古宙BIF铁矿的研究与勘探提供了重要依据。     

吕梁群时代归属新证据

吕梁群是吕梁变质杂岩的重要组成部分。吕梁群的形成时代和构造背景长期存在争议,因其赋存有袁家村式铁矿和特殊的大地构造位置而倍受前寒武纪地质研究者关注。本次工作在宁家湾附近发现了侵入吕梁群袁家村组的变质辉长岩岩体,从中获得的锆石具有辉长岩中结晶锆石的典型特征,锆石U-Pb测定获得了2530±10Ma(SHRIMP)和2518±7Ma(LAICPMS)的年龄,代表辉长岩形成时代。锆石Hf同位素测试显示εHf(t)为4.26～9.69,tDM为2448～2646Ma,平均值为2588Ma,与锆石U-Pb年龄相近,表明辉长质岩浆来自亏损地幔源区。结合袁家村组的碎屑锆石年龄信息,可以厘定吕梁群的形成时代为新太古代晚期,而非以往许多人认为的古元古代。这与华北克拉通BIF几乎均形成于新太古代的认识一致。结合前人研究成果,吕梁群应形成于新太古代弧后盆地构造背景,故袁家村组含铁建造不属于典型的苏必利尔湖型铁矿,应是苏必利尔湖型与阿尔戈马型的过渡类型。吕梁群的形成时代与五台山区的五台群的形成时代相近,五台杂岩与吕梁杂岩通过云中山地区紧密相连,两者可能是同一太古宙陆块的组成部分。古元古代期间吕梁杂岩与五台杂岩的地质演化历史有所不同,吕梁山区古元古代的岩浆作用比五台山区更为强烈,既表现在岩浆活动的期次上也体现在规模上。     

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

华北克拉通～2.7Ga的BIF:来自莱州-昌邑地区含铁建造的年代学证据

越来越多的研究资料显示~2.7Ga是华北克拉通陆壳生长的一个重要阶段,但缺少同时期的世界主要克拉通上广泛发育的BIF铁矿。胶北莱州-昌邑地区的BIF铁矿赋存在原划分的粉子山群小宋组含铁建造中,含铁建造的岩石组合主要为黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩、含石榴黑云片岩夹角闪磁铁石英岩,磁铁浅粒岩。岩石地球化学分析显示,斜长角闪岩具有岛弧玄武岩的地球化学特点,变质酸性火山岩具有埃达克质岩的地球化学特点,故推测莱州-昌邑地区的含铁建造形成于与岛弧相关的构造环境,而与粉子山群形成的裂谷构造背景无关。锆石同位素年代学研究表明,含铁建造中变质酸性火山岩(埃达克质火山岩)的岩浆结晶年龄为2726±10Ma,在变质泥砂岩中获得了~2.73Ga和~2.9Ga两组碎屑锆石U-Pb年龄,并缺少新太古代晚期(~2.5Ga)的构造岩浆热事件信息;在斜长角闪岩中获得的变质锆石年龄为~1850Ma,并有2.68Ga的继承或捕获锆石年龄信息;因此推断莱州-昌邑地区的BIF铁建造有可能形成于新太古代早期(~2.7Ga),而在新太古代晚期(~2.5Ga)则处于相对稳定的构造背景。含铁建造被~2.17Ga的二长花岗岩侵入,并共同卷入胶北古元古代晚期(~1.85Ga)的变质变形作用改造。莱州-昌邑地区含铁建造的岩石组合和锆石年龄信息与胶北地块栖霞地区比较有所不同,这可能揭示出胶北地块在新太古代早期(~2.7Ga)构造环境差异和古板块构造演化的重要信息。     

内蒙古大青山地区新太古代晚期岩浆作用:来自锆石SHRIMP U-Pb定年的证据

本文报道了华北克拉通西部大青山地区新太古代晚期变质深成侵入岩的锆石SHRIMP年龄。本文涉及的3个样品取自大青山的石拐南部,岩性为黑云母二长花岗质片麻岩、紫苏石英闪长质片麻岩和闪长质片麻岩。根据矿物组合,黑云母二长花岗质片麻岩和紫苏石英闪长质片麻岩遭受高角闪岩相-麻粒岩相变质,闪长质片麻岩遭受角闪岩相变质。锆石具核-幔-边或核-边结构。岩浆锆石年龄为2484±7Ma、2494±12Ma和2495±10Ma,考虑到岩石遭受后期构造热事件强烈改造,岩浆锆石发生不同程度变质重结晶,振荡环带变得模糊,年龄很可能偏年轻,岩浆锆石真实的形成年龄应更大一些,形成于新太古代晚期。2个样品记录早期变质锆石年龄为2441±7Ma和2481±10Ma;2个样品记录晚期变质锆石年龄为1847±35Ma和为1919±73Ma。结合前人工作,可得出如下结论:1)石拐地区存在新太古代晚期二长花岗岩、石英闪长岩和闪长岩等不同类型变质深成侵入岩。新太古代晚期岩浆作用在整个大青山地区很可能广泛发育,古元古代晚期孔兹岩带是在太古宙基底之上或其邻区发展起来的。2)与大青山地区其它古元古代早期以前的地质体类似,新太古代晚期变质深成侵入岩普遍遭受古元古代早期和晚期构造热事件叠加改造。     

阿拉善变质基底古元古代晚期的构造热事件

阿拉善地块可分为太古宙的叠布斯格杂岩(岩群)、古元古代的巴彦乌拉山杂岩(岩组)和古-中元古代的阿拉善杂岩(岩群)、波罗斯坦庙片麻杂岩和毕级格台片麻杂岩。太古宙的叠布斯格岩群和片麻岩中的锆石记录了1926Ma和1802Ma的变质事件年龄,角闪石记录了1918Ma的变质事件年龄,斜长石记录了1722Ma的冷却年龄。同时,在波罗斯坦庙变形的片麻状杂岩中的锆石记录了1839Ma的岩浆事件年龄。该区古元古代晚期的构造热事件,可初步将划分为2000～1900Ma的早期事件和1850～1800Ma的晚期事件,并在时间和特点上与大青山-集宁-大同一带变质地体中广泛发育古元古代晚期的岩浆-变质事件非常相似,进而表明,华北克拉通西部陆块中的古元古代晚期造山带(孔兹岩带)向西可延伸到阿拉善东部地区。     

鞍山-本溪地区鞍山群含BIF表壳岩形成时代新证据:锆石SHRIMP U-Pb定年

鞍本是华北克拉通最为重要的BIF铁矿集中区之一,BIF赋存于鞍山群表壳岩中.通过对广泛分布的鞍山群表壳岩的12个样品进行锆石SHRIMP U-Pb定年,大都获得2.50~2.55 Ga岩浆锆石年龄,一些岩石中存在2.7~3.5 Ga碎屑锆石或外来锆石.一些东北部（东部）岩石记录了新太古代晚期-古元古代早期变质锆石年龄.结合前人研究成果,可得出如下结论:（1）鞍本地区广泛分布的鞍山群含BIF表壳岩形成时代为新太古代晚期;（2）鞍山群表壳岩形成于陆壳基底之上.该研究进一步支持了已有认识:鞍本为东部古陆块西缘新太古代晚期巨型BIF成矿带的重要组成部分,稳定的构造环境有利于大规模BIF形成.      

山东早前寒武纪变质地层形成年代——锆石SHRIMP U-Pb测年的证据

在鲁西地区,确定了泰山岩群主体形成时代为2 750-2 700 Ma,属新太古代早期。锆石SHRIMP U-Pb定年：雁翎关组角闪变粒岩（2 747±7）Ma,柳杭组黑云变粒岩（2 739±16）Ma、（2 703±6）Ma,侵入雁翎关组底部透闪阳起片岩的片麻状石英闪长岩（2 740±6）Ma。济宁（岩）群碎屑锆石年龄（2 700-2 665）Ma,岩浆锆石年龄（2 561±24）Ma,所以济宁（岩）群形成于新太古代晚期,而不是以往认为的古元古代。在鲁东地区,发现了中太古代表壳岩系、花岗质岩石和新太古代早期TTG花岗质岩石;荆山群和粉子山群的形成时代为古元古代晚期。荆山群大理岩被锆石SHRIMP U-Pb年龄（1 868±11）Ma、（1 852±9）Ma的莱州组合西水夼单元辉长岩、闪长岩侵入,并一起遭受变质变形作用改造。     

华北陆块东北缘张三沟岩组SHRIMP锆石U－Pb年代学研究及其地质意义

出露于华北陆块东北缘的张三沟岩组为一套变质火山－沉积岩系,前人根据变质程度和地层对比将其划归古元古代。本文通过SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,获得2517±9 Ma 、2518±7 Ma 和2534±26Ma原岩年龄,2439±24Ma、2464±73Ma和2433±71Ma变质年龄。这表明该套变质岩层形成于新太古代晚期,变质时代在新太古代末－古元古代初。结合区域资料,其变质年龄可能代表了古龙岗陆块与位于其北东侧的其它陆块（如佳木斯陆块）碰撞造山的时代,表明华北克拉通在新太古代末－古元古代初期经历过一次重要的克拉通化。     

内蒙古武川西乌兰不浪地区早前寒武纪变质基底锆石SHRIMP定年及Hf同位素组成

本文报道了华北克拉通西部武川西乌兰不浪地区太古宙变质基底的锆石SHRIMP年龄和Hf同位素组成。一个片麻状奥长花岗岩样品的锆石具核边结构,核部岩浆锆石和边部变质锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为2692±17Ma和2528±16Ma。对9个样品进行了锆石Hf同位素分析。新太古代早期(2692～2697Ma)片麻状奥长花岗岩(2个样品)的岩浆锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为4.78～8.83、2646～2780Ma和2632～2845Ma;新太古代二辉麻粒岩(2个样品)中的捕获锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为-2.30～8.62、2543～2954Ma和2529～3189Ma;新太古代变质深成岩(4个样品)的岩浆锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为-2.60～8.09、2529～2880Ma和2538～3089Ma;古元古代蓝晶石榴长英质片麻岩(1个样品)的碎屑锆石的εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为1.52～6.59、2432～2774Ma和2498～2925Ma。结合前人研究结果,可得出如下结论和认识:1)该区存在新太古代早期片麻状奥长花岗岩,太古宙岩石在新太古代晚期普遍遭受高级变质作用影响;2)新太古代早期为该区地壳形成主要时期,新太古代晚期则主要表现为陆壳物质再循环;3)作为阴山地块的典型代表,固阳-武川地区与华北克拉通东部太古宙基底十分类似,可能表明华北克拉通在新太古代晚期已成为统一的整体。     

鲁西杨庄条带状铁建造特征及锆石年代学研究

泰山群主要分布于鲁西地区中部,是鲁西花岗-绿岩带的一个重要组成部分。近年来,在沂水县杨庄发现了一定规模的沉积变质铁矿,铁矿层位赋存于柳杭岩组上段的斜长角闪岩段内。本文对杨庄铁矿BIF及侵入地层的岩浆岩进行锆石年代学测定,测定的含磁铁矿斜长角闪岩中锆石U-Pb年龄数据主要集中在2.6Ga附近,确定斜长角闪岩的形成年龄为2615±61Ma;铁矿顶板黑云母石英片岩的形成年龄小于2527±66Ma,该岩段又被晚期混合花岗岩穿插,其锆石年龄测定结果为2469±34Ma,所以推测黑云母石英片岩的形成年龄在2.5Ga附近。据此我们认为鲁西地区的"柳杭岩组"似可近一步解体为新太古的斜长角闪岩段(含磁铁矿建造)和古元古的表壳岩段(以片岩系为主)。混合花岗岩的形成年龄属于古元古代早期,似乎可以填补全球地质演化的静寂期 (2.3~2.5Ga)。以泰山群为代表的变质岩系在地下较深部位出现或者被中晚元古代盖层覆盖,为探讨华北克拉通早期演化和开展华北克拉通BIF型铁矿研究具有重要意义。     

阴山东段(冀北及冀晋内蒙古接壤地带)的太古宙地层问题讨论

在对区内太古宙地层的原岩性质、大的层序、同位素地质测年值的地质意义 (主要是 H2 O、CO2 流体作用在变质作用中能否造成同位素的开放及 TDM值能否反映为变质年龄 )等众多认识分歧进行剖析的基础上 ,将其自下而上划分为桑干岩群、集宁群、单塔子群、红旗营子群 (或称乌拉山群 ) ,其时代依次归属中太古代早期 (330 0—30 0 0 Ma)、晚期 (30 0 0— 2 80 0 Ma)及新太古代早期 (2 80 0— 2 6 5 0 Ma)、中期 (2 6 5 0— 2 5 6 0 Ma)     

五台群是新太古代还是古元古代?同位素年代学研究评述

五台群长期被多数学者作为新太古代地层,自下而上分为石咀亚群、台怀亚群和高凡亚群,但同位素年代学研究给出了一些古元古代年龄,致使五台群形成时代及地层划分对比方案悬而未决.全面收集了五台群已有同位素年龄数据,仅锆石U-Pb谐和年龄数据就有800多组.数据显示,高凡亚群包括洪寺组和羊蹄沟组,沉积时间不早于2331±38 Ma...     

华北克拉通鲁西地区早前寒武纪表壳岩系重新划分和BIF形成时代

鲁西花岗-绿岩带是华北克拉通早前寒武纪变质基底典型代表.表壳岩系包括泰山岩群、孟家屯岩组和济宁岩群.其中,泰山岩群是鲁西地区规模最大的表壳岩系,曾认为形成于新太古代早期,而济宁岩群曾认为形成于古元古代.根据野外地质和表壳岩系及相关岩石的锆石SHRIMP U-Pb定年,本文对表壳岩系形成时代进行了重新划分.1)新太古代早期(2.70～2.75Ga)表壳岩系,包括原泰山岩群的雁翎关岩组和柳行岩组下段的大部分及孟家屯岩组.2)新太古代晚期(2.525～2.56Ga)表壳岩系,包括原泰山岩群的山草峪岩组、柳行岩组上段和下段的一部分及济宁岩群.它们在岩石组合、变质变形等方面存在明显区别,BIF形成于新太古代晚期.这是华北克拉通迄今唯一分辨出新太古代早期和晚期表壳岩系的地区.     

SHRIMP U-Pb Age and Its Stratigraphic Significance of Tuff at the Baojishan Area,Jingyuan County,Gansu Province

Using zircon SHRIMP U-Pb dating method in this paper, we conduct the SHRIMP U Pb ages of tuff at the bottom of the Nanying’er Group, Wangjiashan area, Jingyuan County, Gansu Province and acquire a set of weighted average age of (244.9±2.8)Ma. Combined with the feature of Cathodoluminescence images and Th/U specific value of zircon, we believe that the sedimentary age of Wangjiashan tuff is (244.9±2.8)Ma. High precision and high confidence isotopic age data fully demonstrate that the bottom of Nanying’er Group exists with the early of middle Triassic strata. The author proposes that the Wangjiashan tuff and its hereinafter strata should be incorporated in Dingjiayao Formation. Meanwhile, it can be confirmed that the Wangjiashan Tuff and the Baojishan tuff are the deposition product of the same volcanic eruption. It can be used as a marker bed of the regional stratigraphic division and correlation. The above research results are beneficial for the upper and middle Triassic stratigraphic division and correlation of Hexi corridor region, and its stratigraphic significance for the final establishment of Triassic chronostratigraphic division and correlation framework of China’s northern continental strata.     

华北克拉通五台群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

通过对五台群石咀亚群金刚库组4个典型样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,对五台群的形成时代及华北克拉通新太古代—古元古代期间的地壳演化进行了探讨。锆石U-Pb同位素测定结果表明,侵入金刚库组中的片麻状花岗岩锆石的U-Pb年龄为2548Ma,因此五台群的上限年龄约为2.5Ga;金刚库组黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的原岩锆石U-Pb年龄分别为2663Ma和2636Ma,因此五台群的下限年龄约为2.7Ga。五台群的地质年龄为2.5~2.7Ga,属于新太古代。锆石Hf同位素研究结果表明,黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的二阶段Hf模式年龄(tDM2)均为2.8Ga左右,指示2.8Ga左右是五台山区乃至整个华北克拉通地壳生长的重要时期;片麻状花岗岩tDM2平均为2.57Ga,与锆石结晶年龄非常接近,表明2.5Ga左右也是华北克拉通地壳的主要增生期。地壳的增长是幕式的,2.8Ga和2.5Ga都是华北克拉通地壳生长时期。     

云南武定迤纳厂铁铜矿岩浆角砾岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及其意义

康滇地区是中国西南地区重要的元古宙铁铜成矿带.该地区元古宙昆阳群中串珠状分布岩浆角砾岩,周边分布大量铁铜矿床.选取武定迤纳厂东方红矿段穿插斜切入迤纳厂组的岩浆角砾岩,挑选胶结物中的岩浆锆石进行LA-ICP-MS测年,得到复合岩浆锆石内核207pb/206pb年龄为2193Ma±8Ma,代表深部围岩原生锆石年龄;岩浆锆石或复合岩浆锆石边缘环带207Pb/206Pb年龄为1739Ma±13Ma,代表岩浆侵位年龄;下交点年龄为980Ma±11Ma,代表变质年龄.结合相关资料判断,迤纳厂组与上昆阳群、大红山群、河口群均为1.7Ga左右昆阳板内裂谷拉张、岩浆侵位/喷发的同时异相产物.这对在滇中地区昆阳裂谷中,元古宙地层内的岩浆角砾岩周边寻找IOCG(IRON-OXIDE-COPPER-GOLD,铁氧化物-铜-金)型铁铜矿具有重要的启示.     

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪两期变质表壳岩的重新厘定:岩石学及锆石U-Pb年代学证据

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪变质表壳岩具有变质程度深（麻粒岩相）、连续性差、变形及构造置换强烈等特征,地层划分及形成时代一直存在较大争议.通过详细的地质调查、岩石学及年代学研究,新厘定出新太古代桑干岩群铁英岩岩组、石榴黑云片麻岩岩组以及古元古代集宁岩群黄土窑岩组石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段和含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段4套变质表壳岩单元,并建立了相应的岩石学识别标志.新太古代变质表壳岩一般呈透镜体或带状体产出于新太古代变质深成岩中,且锆石年龄存在~2.5 Ga和~1.8 Ga两个峰值.铁英岩岩组原岩为一套基性火山岩夹磁铁石英岩建造,产出阿尔戈马型BIF铁矿,形成年龄为2 489±19 Ma;石榴黑云片麻岩岩组主体岩石为条带状石榴黑云斜长片麻岩,原岩为杂砂岩建造,物源来自新太古代TTG岩石.古元古代石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段原岩为一套基性火山岩夹大理岩建造,形成年龄早于~2.03 Ga;含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段野外呈带状构造岩片体产出,连续性较好,为一套"有层无序"的孔兹岩组合,碎屑锆石年龄介于2.30~1.99 Ga,与区域上孔兹岩年龄结构一致,形成时代为古元古代晚期（1.99~1.95 Ga）.新太古代和古元古代变质表壳岩均卷入古元古代末期的造山过程（1.95~1.80 Ga）,遭受麻粒岩相变质与变形作用.区内孔兹岩可能是造山过程卷入的构造岩片.本研究进一步明确了晋冀蒙交界地区存在与孔兹岩不同的新太古代陆源碎屑岩和古元古代洋壳残片,这对重新认识本区早前寒武纪地质演化具有重要意义.