河北赞皇杂岩官都群碎屑沉积岩锆石SHRIMPU-Pb定年及其地质意义

新太古代—古元古代表壳岩系在华北克拉通广泛发育,在赞皇地区也出露有较典型的中低级变质的火山-沉积岩系,即从原赞皇群解体出来的官都群,其形成时代和成因目前仍有争议。官都群的主要岩石组合为变基性火山岩(包括角闪片岩和斜长角闪岩)、大理岩、石英片岩,以及一系列长英质副片麻岩等。对其中的长英质副片麻岩进行碎屑锆石定年研究,并结合前人已报道的碎屑锆石数据可知,碎屑锆石年龄主要峰值约为2.5Ga,部分样品出现2.0～2.2Ga的峰值。变质锆石记录主要有2个范围,分别为2.48Ga左右和1.85～1.9Ga,可能代表了2期不同的构造热事件记录。结合该地区近年来的研究,可以得到如下认识:(1)样品中存在形态完好的长柱状锆石,表明是近源沉积;(2)约2.48Ga的变质记录与核部岩浆锆石的年龄(约2.5Ga)非常接近,可能代表了物源区中酸性岩体侵位后遭受的一次构造热事件,而不代表沉积岩形成后遭受变质的记录,即沉积过程晚于2.48Ga;(3)官都群至少有一部分岩石组合形成于古元古代;(4)官都群可能是不同时代、不同岩性单元拼贴而成,需要进一步解体。     

赞皇杂岩官都岩群时代与物源——来自黑云变粒岩与石英岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素与稀土元素组成的约束

官都岩群是华北克拉通中部造山带赞皇杂岩中重要的变质火山-沉积岩系,经历了高绿片岩相-高角闪岩相变质,准确限定其沉积时代与物质来源对探究中部造山带新太古代-古元古代构造演化过程具有重要意义。利用LA-MC-ICP-MS(多接收激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪)与TIMA(矿物自动分析系统)对官都岩群中黑云变粒岩与石英岩进行了锆石矿物包体、U-Pb-Hf同位素与稀土元素原位分析。根据碎屑锆石内部矿物包体组成、阴极发光图像特征与U-Pb年龄结果,认为黑云变粒岩与石英岩中碎屑锆石中最年轻一组的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb谐和年龄分别为2 544 Ma或2 536 Ma,大致限定了其原岩的最老沉积时代,结合区内黄岔花岗岩岩体侵入官都岩群的野外地质关系,推测官都岩群沉积时代为新太古代末期,并非古元古代。官都岩群黑云变粒岩与石英岩碎屑锆石年龄图谱十分相似,最主要的峰值年龄为2 512 Ma,结合碎屑锆石内部矿物包体与结构特征,认为官都岩群主要物源为新太古代晚期中酸性岩浆岩。两阶段锆石Hf模式年龄揭示2 850～2 700 Ma为赞皇杂岩最强烈的地壳生长阶段。综合本文...     

秦皇岛柳江地区长龙山组石英砂岩物质源区组成——来自碎屑锆石U-Pb-Hf同位素的证据

在秦皇岛市柳江地区出露最古老的沉积岩为青白口系长龙山组石英砂岩,该石英砂岩与下伏的新太古代钾质花岗岩呈不整合接触。LA-ICPMS锆石U-Pb测年显示该区长龙山组石英砂岩中碎屑锆石年龄分布在2635～2487Ma之间,其物质源区较单一。与北京—蓟县标准剖面相比,本研究区在较长的一段地质时期为古陆壳的剥蚀区,直至新元古代早期,又沉积了长龙山组滨海相碎屑岩。碎屑锆石Hf同位素组成显示,它们的源区物质虽然有不同程度的壳幔混合,但主要来自于古老的地壳物质再循环,暗示在～2.5Ga其碎屑物质源区的地壳已经达到一定的规模和厚度。     

辽东盖州-庄河地区榆树砬子岩组碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素研究:对华北克拉通陆壳演化的制约

出露于辽东地区盖州-庄河一带的榆树砬子岩组,作为该区不整合覆盖于古元古代辽河群之上最早的稳定沉积盖层,其沉积时代、物源区及沉积环境的研究对了解华北克拉通的构造演化具有重要科学意义。目前该地区依然缺乏关于榆树砬子岩组形成时代和区域地层对比的数据。本文在详细野外地质调查基础上,通过碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素示踪等手段,对该岩组的沉积环境及时限、物源区及与燕辽裂谷带内中元古代地层的时空关系等问题进行了讨论。通过对榆树砬子岩组与燕辽裂谷带内常州沟组对比,发现尽管锆石U-Pb定年结果表明榆树砬子岩组沉积时代晚于1803Ma,但二者在锆石年龄谱、物源成分、岩石组合及沉积旋回序列等方面具有一定相似性。龙岗地块及辽南陆块太古宙基底、古元古代辽吉花岗岩以及古元古代同碰撞或碰撞后岩浆岩可能为榆树砬子岩组提供了物源。同时,锆石Hf同位素特征表明华北克拉通东北缘记录了自～4. 1Ga以来的一系列地壳生长事件,其峰期主要发生于31～27亿年,与华北克拉通其他地区的数据一致,为华北克拉通太古代的陆壳演化提供了新的佐证。     

胶莱盆地早白垩世瓦屋夼组砂岩中碎屑锆石U-Pb-Hf同位素组成及其构造意义

本文报道了胶莱盆地莱阳群最底部瓦屋夼组长石石英砂岩中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学和原位Hf同位素分析结果,进而约束了瓦屋夼组砂岩的沉积时代和物源及其构造意义。碎屑锆石多数呈自形–半自形晶,发育岩浆生长环带,暗示它们为岩浆成因;少数晚三叠世锆石呈均匀无结构的阴极发光特点,缺乏岩浆环带,暗示它们为变质锆石。82个谐和年龄的峰值分别为129 Ma、158 Ma、224 Ma、253 Ma、461 Ma、724 Ma、1851 Ma和2456 Ma。上述定年结果结合原位Hf同位素分析表明:(1)瓦屋夼组的沉积时代为早白垩世(129~106 Ma);(2)1851 Ma、2456 Ma年龄的锆石主要来源于华北克拉通前寒武纪基底岩石;新元古代(729~721 Ma)岩浆锆石和晚三叠世(226~216 Ma)变质锆石来源于苏鲁造山带;晚古生代锆石记录了华北克拉通北缘同时代的岩浆事件;晚三叠世(231~223 Ma)岩浆锆石和158~129 Ma锆石则与胶北、胶东同时期的岩浆事件相对应;(3)胶莱盆地与合肥盆地具有不同的沉积时代和物源属性;(4)瓦屋夼组中苏鲁造山带物源的存在,暗示苏鲁高压–超高压变质岩石至少在早白垩世时期已经出露地表。     

河北赞皇杂岩中2.7Ga TTG片麻岩的厘定及其地质意义

本文对赞皇杂岩中的条带状TTG片麻岩样品进行了岩石化学、锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素研究。其中ZH39-1和ZH39-2的岩性为英云闪长质片麻岩,TZ50-1和TZ50-2为奥长花岗质片麻岩。对岩浆锆石的定年结果显示英云闪长质片麻岩ZH39-1具有2702±13Ma的结晶年龄,奥长花岗质片麻岩TZ50-2具有2690±10Ma的结晶年龄。同时这2个样品均具有新太古代晚期的变质年龄记录,说明岩石受到了新太古代晚期构造-热事件的影响。该片麻岩主量元素均具有高硅(66.4%～74.3%)、高铝(14.0%～15.9%)、富钠(4.13%～5.20%)、贫钾(1.17%～2.54%)和MgO(0.68%～2.12%)、具有低K_2O/Na_2O比值(0.25～0.62)的特征,Mg~#在43.0～47.4之间。微量元素具有富集Ba、Sr、Zr、Hf和Th,亏损Nb、Nd、Ti的特征,稀土元素具有总含量较低为47.6×10~(-6)～120×10~(-6),(La/Yb)_N为16.4～56.5,Eu无异常或较强正异常,这些特征同太古宙高铝TTG岩系一致。英云闪长质片麻岩样品ZH39-1中绝大多数锆石具有ε_(Hf)(t)正值,变化范围是1.52～5.59,该样品锆石两阶段Hf模式年龄为2874Ma,显示新生地壳来自于亏损地幔。在赞皇杂岩不同地点再次发现～2.7Ga的TTG岩石,证明该地区在中太古代晚期和新太古代早期存在大规模陆壳增生事件。     

小秦岭太华杂岩副片麻岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义

小秦岭地区是华北克拉通南缘早前寒武纪基底重要分布区,可见大量构造抬升剥露的基底结晶杂岩带。太华杂岩是小秦岭出露最古老的地质体,对于探讨华北克拉通南缘早期地壳形成和演化及其构造归属等问题具有重要意义。在小秦岭地区,太华杂岩被划分为正片麻岩系和以孔兹岩系为主的表壳岩。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法测得小秦岭地区太华杂岩表壳岩中黑云斜长片麻岩碎屑锆石的源区物质主要形成于2.40～2.11 Ga,经历了两期的古元古代晚期变质事件（～2.04 Ga和～1.91 Ga）,限定该套表壳岩的沉积时代介于2.11～1.91 Ga。结合锆石Hf同位素特征,我们认为该表壳岩的碎屑物质可能主要来自中条山的涑水杂岩体及绛县杂岩体、熊耳花岗岩体、小秦岭古元古代花岗岩体等,其初始的源区物质可能为太华杂岩的新太古代正片麻岩系。此外,本研究揭示华北中部造山带可能记录了一个长达约250 Ma（～2.05～1.8 Ga）持续的俯冲-碰撞过程。     

华北克拉通中部阜平杂岩的演化及其构造属性:来自湾子表壳岩碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

出露于华北克拉通中部带太行山区的阜平杂岩经历了角闪岩相至麻粒岩相变质作用,传统上视为古老的太古宙地层,其形成历史和演化对正确理解华北克拉通前寒武地质有着十分重要的意义.     

河北阜平杂岩中阜平岩群浅粒岩锆石U-Pb-Hf同位素特征及其地质意义

华北克拉通中部阜平地区的阜平岩群是该区分布较广的太古宙地层,经历了角闪岩相-麻粒岩相变质,其时代限定对研究阜平杂岩的早期演化过程具有重要意义。本文利用LA-MC-ICP-MS(多接收激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪)对阜平岩群元坊岩组中的浅粒岩进行了锆石U-Pb-Hf同位素原位分析,获得两期变质锆石年龄分别为2 531±15 Ma和1 943±16 Ma,并根据碎屑锆石内部结构特征和年龄结果,认为核部年龄在2 549～2 500 Ma的碎屑锆石中最大207Pb/206Pb年龄2 549±4 Ma可以代表原岩的最大沉积年龄,初步限定元坊岩组浅粒岩原岩沉积时代为2 550～2 530 Ma。锆石Lu-Hf同位素结果中,176Lu/177Hf值为0. 000 289～0. 004 262,176Hf/177Hf值为0. 281 255～0. 281 791。176Hf/177Hfi值为0. 281 230～0. 281 623,εHf(t)值为-5. 86～13. 62,变化范围较大。单阶段和两阶段模式年龄分别为2 748～2 242 Ma和2 810～2 272 Ma。根据锆石U-Pb年龄和Hf同位素结果,提出元坊岩组浅粒岩物源区主要来自新太古代TTG质片麻岩,2. 8～2. 6 Ga为阜平地区强烈的地壳生长阶段,阜平地区2. 5 Ga和1. 95 Ga变质信息分别代表华北初步克拉通化和最终克拉通化过程中的变质作用。     

内蒙古西乌珠穆沁旗地区下二叠统原寿山沟组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

下二叠统寿山沟组在大兴安岭南部广泛分布,但缺少确切的时代依据.西乌旗塔宾庙林场寿山沟组以巨厚的中薄层泥岩与砂岩韵律层为标志,镜下特征显示,砂岩主体为长石岩屑砂岩.上部中粗粒长石岩屑砂岩中90颗碎屑锆石阴极发光图像显示它们多具有岩浆锆石的典型特点;锆石U-Pb定年结果显示,除8颗锆石(9％)具有元古宙和早古生代的年龄信息(2490～502Ma)外,其余样品年龄大致可分成3组:第1组3颗(3％),年龄为383Ma±3Ma;第2组6颗(7％),年龄为365Ma±4Ma;第3组73颗(81％),年龄介于280～337Ma之间,又进一步在289Ma、300Ma、309Ma、325Ma形成4个峰值,说明砂岩具有多时代物源混合的特征,但沉积下限应不老于289Ma.参考近年大石寨组测年资料推测,寿山沟组应作为大石寨组的同时异相沉积,大兴安岭南部下二叠统地层序列有待于重新认识.结合区域岩浆活动时间认为,原寿山沟组测年砂岩碎屑锆石主要来自于苏尼特左旗—锡林浩特—西乌旗一带早石炭世晚期—晚石炭世岩浆弧,部分来自乌兰浩特地区大石寨组火山岩.     

燕山中段常州沟组砂岩岩石学、地球化学特征及地质意义

中元古代常州沟组是华北克拉通北缘燕山地区变质结晶基底上的第一套沉积盖层,不整合覆盖于新太古代各类片麻岩之上。为了解常州沟组时期的古环境、古气候及其物质来源、构造环境和盆地性质,在野外地质调查的基础上,对常州沟组砂岩进行了粒度分析和地球化学分析测试。岩石组合、沉积构造和粒度分析结果指示区内常州沟组沉积环境演化由下至上依次为冲积扇、辫状河和碎屑潮坪。常州沟组砂岩地球化学特征具有高SiO₂、Al₂O₃和K₂O,低TiO₂、Fe₂O₃、FeO、MgO含量的特点,成熟度较高,化学蚀变指数(CIA)介于52.00～73.23之间,化学风化作用指数(CIW)范围为93.04～98.68。由于岩石遭受钾交代作用影响,结合A-CN-K图解、Th/U-Th图解和古气候判别图综合分析,认为源区可能经历了较强的风化作用,古气候温暖、潮湿。Cr/Zr、Th/Sc、Ba/Sr、Rb/Sr值和La/Th-Hf图解指示常州沟组源区属性主要为上地壳环境,原岩成分以长英...     

河北怀来龙凤山青白口系长龙山组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其构造古地理意义

河北怀来龙凤山地区青白口系长龙山组(或称骆驼岭组)因发现"龙凤山生物群"而备受关注。本文报道了龙凤山西坡剖面长龙山组中部临近"龙凤山生物群"化石产出层位之下的粉砂岩中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄。其年龄分布于1573~2931 Ma之间,碎屑锆石年龄谱存在一个明显的峰值,峰值年龄为~1.85Ga,此外还有其它若干次级峰值年龄,分别响应了华北克拉通主要的前寒武纪若干地质事件。年龄主峰(~1.85Ga)记录了华北克拉通东、西两大陆块的碰撞拼合事件,~2.6Ga(2.603Ga和2.556Ga)和~2.9Ga(2.935Ga)峰值年龄对应了华北克拉通重要的陆壳生长时间,前者对应了华北克拉通东部地壳生长的最高峰。介于2.4~2.0Ga(2.07Ga、2.177Ga、2.228Ga、2.286Ga、2.324Ga和2.388Ga)的次级峰值年龄代表了华北克拉通经历的陆内拉伸-裂谷事件。~1.6Ga(1.580Ga)峰值年龄是大红峪的岩浆事件的反映,大致对应于Columbia超大陆裂解的时间。缺失广布华北克拉通的~2.5Ga事件可能是由于长龙山期海侵超覆沉积使得~2.5Ga的露头被普遍覆盖所致。参照长龙山组下伏地层下马岭组报道的斑脱岩年龄,本文测得的最小谐和年龄(1.573Ga)并不能有效地约束其沉积时代的下限。对燕辽裂陷槽不同地区长龙山组或与之可对比地层的碎屑锆石年龄的对比研究表明,燕辽裂陷槽内部对上述构造事件响应存在差异,暗示了燕辽裂陷槽发育期内部古地理具有相当的复杂程度。秦皇岛柳江地区和辽东半岛青白口系长龙山组碎屑锆石年龄分布特征与燕辽裂陷槽内长龙山组存在的差异,很大程度上是受当时的古地理背景制约。     

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—本溪地区已发表的相关地球化学数据,推测弓长岭鞍山群可能沉积于活动大陆边缘的弧后盆地。     

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。     

河北赞皇地区许亭花岗岩的时代及成因:对华北克拉通中部带构造演化的制约

许亭花岗岩出露于赞皇杂岩中,位于河北省赞皇县西部山区,呈岩基状侵入新太古代TTG片麻岩和变质地层中,SHRIMP 锆石U-Pb年龄为2090±10Ma。岩体主要由钾长-二长花岗岩组成,无暗色包体,偶见围岩的捕掳体。岩体组成不均匀,局部含石英和少量钾长石斑晶,构成似斑状结构。主要的矿物组合为石英+钾长石+斜长石+黑云母+绿帘石±白云母±角闪石,含萤石副矿物。岩石具有高硅(SiO₂＞75%)、富碱(ALK=6.90%~8.75%)、低铝(Al₂O₃ =10.32%~11.64%)、钛(TiO₂=0.26%~0.36%)和贫钙(CaO=0.18%~0.48%)、镁(MgO=0.16%~0.40%)、铁(Fe₂O^T₃=2.58%~3.46%)的特征,为偏铝质到弱过铝质的高钾钙碱性系列。岩石的稀土总量较高(293.8×10^-6 ~702.8×10^-6),轻稀土相对富集,有明显的负Eu异常(Eu/Eu^*=0.1~0.35)。微量元素中,富Zr、Nb和Y,而贫Ba、Sr和P等元素,Rb/Sr比值较高,介于1.45~7.52之间,平均4.31。岩石还具有高的Ga/Al值(3.04×10^-6~4.08×10^-6),具有A型花岗岩特征。在同位素组成方面,具有较低的ε_Nd(t)值(-14.29~-0.29,平均为-5.58)。许亭花岗岩具有板内花岗岩特征,可能与2.1Ga时岩浆板底垫托,导致新太古代TTG岩石部分熔融,并可能有少量古老地壳物质加入。根据岩体性质及岩石组合等特征推测赞皇、阜平、五台等地区的2.1Ga岩浆活动形成于统一的拉张裂解环境。