内蒙古大青山地区古元古代花岗岩:地球化学、锆石SHRIMP定年及其地质意义

内蒙古大青山地区沿固阳-武川断裂带南侧发现一条古元古代花岗岩岩带,由石英闪长岩-闪长岩-角闪二长花岗岩组合构成.本文对其中典型代表厂汉脑包石英闪长岩、常福龙闪长岩和口子村角闪二长花岗岩进行了锆石定年和地球化学研究.地球化学上,石英闪长岩具有埃达克质花岗岩的特点,为低硅埃达克质花岗岩;大部分闪长岩具有赞岐岩的地球化学特征,部分具Closepet花岗岩特征;角闪二长花岗岩则全部具有Closepet花岗岩特征.根据锆石SHRIMP U-Pb定年,它们形成于2416~2435Ma之间,并遭受古元古代晚期构造热事件改造.表明在该区古元古代早期真正意义的板块构造已起作用,从岩浆演化的角度说明前寒武纪构造体制发生重大转变.     

塔里木东南缘阿克塔什塔格地区古元古代壳源碳酸岩的特征及其地质意义

塔里木盆地东南缘的阿克塔什塔格地区,变质基底杂岩中发育火成碳酸岩侵入体,呈似层状侵入于米兰岩群和新太古代TTG花岗片麻岩中。碳酸岩主要由方解石(45%~90%)、透辉石(15%)和含量不等的石英、长石等矿物组成,可见少量金云母、方柱石,矿物组成较为简单。常量元素中Fe、Mg、Mn、Ti、P等元素低于世界已知幔源碳酸岩10个数量级之上,而Si、Al含量较高;微量元素富集大离子亲石元素Rb、Th、K和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti, 并且稀土总量仅为(25.74~63.01)×10-6,锆石Th/U比为0.04~0.36。上述特征明显有别于幔源成因的碳酸岩,可能指示米兰岩群大理岩在古元古代的深熔作用,即由米兰岩群中的大理岩在古元古代深熔作用条件下形成。挑选其中的锆石利用U Pb SHRIMP法测年,获得年龄为(1 931±18) Ma。该碳酸岩体的发现不仅丰富了壳源碳酸岩的成因类型,也暗示塔里木克拉通的新太古代基底变质岩在古元古代末期发生过深熔作用和混合岩化,是塔里木克拉通对全球哥伦比亚超大陆的汇聚事件的响应。     

内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区古元古代孔兹岩系年代学研究

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒状岩石,系统的岩相学观察显示多种典型的减压反应结构。阴极发光图像特征显示乌拉山-大青山孔兹岩系岩石均存在大量继承性碎屑锆石和变质增生锆石,其中继承性碎屑锆石形态复杂,多显示典型岩浆结晶环带,标志着源区物质主要来源于岩浆岩。变质锆石为新生的单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石核生长,内部结构均匀,整体的Th/U比值较低。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该区孔兹岩系岩石的继承性碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在2400~2500Ma、~2300Ma和2000~2100Ma,进而可限定其最老沉积时代应为~2000Ma,表明乌拉山-大青山孔兹岩系的原岩形成时代为古元古代中期。乌拉山-大青山孔兹岩系中典型的变质锆石记录其变质时代为1850~1950Ma,并显示~1950Ma和~1860Ma两组年龄峰。结合前人对内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区高级变质地体的变质作用、构造演化和同位素年代学的研究结果,综合判断该期变质事件与古元古代华北克拉通西部陆块内北部的阴山陆块和南部的鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞并折返抬升至地表的动力学过程有关,其中~1950Ma代表了陆-陆碰撞形成孔兹岩带的初始阶段,而~1860Ma则代表了其折返抬升的时代。     

内蒙古大青山地区枣儿沟角度不整合的发现与美岱召岩群的建立——孔兹岩系之上的古元古代浅变质地层

内蒙古大青山地区是华北克拉通北缘西段以孔兹岩系发育为特征的早前寒武纪变质杂岩发育地区之一。区内,除大面积出露的孔兹岩系之外,还残存有一套由各种石英岩、变粒岩组成的浅变质碎屑沉积地层,前人将其划归乌拉山岩群第四岩组或高角闪岩相孔兹岩系。笔者通过详细的地质填图,发现这套浅变质地层以角度不整合覆盖在孔兹岩系之上,应是孔兹岩系经历了下地壳麻粒岩相变质变形并隆升到地表之后沉积的,形成时代为古元古代,并把这套浅变质地层定名为美岱召岩群。     

华北克拉通大青山地区古元古代晚期钾长伟晶岩脉SHRIMP锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

报道了华北克拉通大青山地区哈德门沟钾长伟晶岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。钾长伟晶岩脉广泛分布,不定向切割早期地质体。部分钾长石具出溶结构,利用三元长石温度计获得其形成温度为750～800℃。锆石粒度粗大,大多呈等轴状,锆石的阴极发图像中部具板状环带或扇形结构,边部出现振荡环带。SHRIMP锆石U-Pb定年,数据点位于谐和线上,207Pb/206Pb年龄加权平均值为1841Ma±9Ma（MSWD=1.5）。锆石的εHf（t）和tDM1（Hf）分别为-10.4～-6.6和2498～2648Ma。结合其它资料,可得出如下结论：①大青山地区至少在1.84Ga已进入伸展体制;②钾长伟晶岩脉形成于高温条件;③钾长伟晶岩脉的物质来自该区早前寒武纪变质基底。     

华北克拉通大青山地区古元古代晚期钾长伟晶岩脉SHRIMP锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

报道了华北克拉通大青山地区哈德门沟钾长伟晶岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。钾长伟晶岩脉广泛分布,不定向切割早期地质体。部分钾长石具出溶结构,利用三元长石温度计获得其形成温度为750~800℃。锆石粒度粗大,大多呈等轴状,锆石的阴极发图像中部具板状环带或扇形结构,边部出现振荡环带。SHRIMP锆石 U-Pb定年,数据点位于谐和线上,207Pb/206Pb年龄加权平均值为1841Ma±9Ma (MSWD=1.5)。锆石的εHf(t)和tDM1(Hf)分别为-10.4~-6.6和2498~2648Ma。结合其它资料,可得出如下结论：①大青山地区至少在1.84Ga已进入伸展体制;②钾长伟晶岩脉形成于高温条件;③钾长伟晶岩脉的物质来自该区早前寒武纪变质基底。     

华北克拉通大青山地区古元古代晚期钾长伟晶岩脉SHRIMP锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

报道了华北克拉通大青山地区哈德门沟钾长伟晶岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。钾长伟晶岩脉广泛分布,不定向切割早期地质体。部分钾长石具出溶结构,利用三元长石温度计获得其形成温度为750～800℃。锆石粒度粗大,大多呈等轴状,锆石的阴极发图像中部具板状环带或扇形结构,边部出现振荡环带。SHRIMP锆石U-Pb定年,数据点位于谐和线上,207Pb/206Pb年龄加权平均值为1841Ma±9Ma(MSWD=1.5)。锆石的εHf(t)和tDM1(Hf)分别为-10.4～-6.6和2498～2648Ma。结合其它资料,可得出如下结论:①大青山地区至少在1.84Ga已进入伸展体制;②钾长伟晶岩脉形成于高温条件;③钾长伟晶岩脉的物质来自该区早前寒武纪变质基底。     

辽宁后仙峪硼矿区古元古代电气石岩: 锆石特征及SHRIMP定年

为了确定辽东硼矿含硼岩系中电气石岩的形成时代, 对后仙峪硼矿区电气石岩首次进行了锆石SHRIMP U-Pb年龄测定.阴极发光图像显示, 锆石具核-边结构, 锆石核部多具振荡环带, 为高Th/U值的岩浆碎屑锆石; 锆石边部无明显结构变化, 为变质成因.岩浆碎屑锆石和变质锆石的年龄分别为2 171~2 175 Ma和1 894~1 906 Ma.结合野外地质和岩相学研究, 认为后仙峪硼矿区电气石岩原岩为古元古代克拉通裂谷环境中源于地壳再循环组分混染的亏损地幔的中酸性岩浆活动引发海底喷流作用的产物, 其原岩形成时代为古元古代中期(2 171~2 175 Ma), 并在稍后(1 894~1 906 Ma)遭受变质作用叠加改造.      

贺兰山北段古元古代结晶基底变形特征及其区域构造意义

贺兰山北段结晶基底中保留有不同程度的韧性变形剪切带.通过详细的野外考察和室内显微构造研究,明确贺兰山北段的古元古代基底经历了4期韧性剪切变形:(1)早期顺层剪切带表现出中下部地壳层次的变形样式,运动学特征一致反映了近南北向的伸展;(2)麻粒岩相变质的糜棱片麻岩剪切带为南北向挤压的产物,导致经历高温高压变质的孔兹岩系从下地壳向中部地壳抬升;(3)高级糜棱岩(低角闪岩相-高绿片岩相)剪切带涉及的2次伸展运动(北西-南东向伸展和北东-南西向伸展)使得基底进一步向中部地壳抬升,可能发生在形成孔兹岩系的同一造山运动的晚期伸展垮塌过程中;(4)北东-近东西向左行逆冲绿片岩相糜棱岩剪切带则将结晶基底抬升到中上部地壳层次,其运动学特征与高级糜棱岩剪切带明显不同,可能是另一造山运动的产物.贺兰山北段与大青山-乌拉山地区有相似的韧性剪切带和构造变形,表明华北克拉通西部北缘存在一致的近东西走向的古元古代碰撞造山运动以及随后另一造山运动的改造.     

一种可能的新碳酸岩类型:壳源成因碳酸岩

本文是对大冶铁矿床接触带"大理岩"及其中分布的"条带状辉石-石榴石大理岩"进行专门研究的阶段性结果.在野外观察到"大理岩"呈岩墙、岩枝和细脉侵入石英闪长岩.根据石准立等的趋势面分析资料,在深部,本矿区"大理岩"与石英闪长岩的接触带总是以突入石英闪长岩内为特征.在"大理岩"与灰岩接触带附近观察到大理岩粒度由于温度冷却快而变细和在"大理岩"中有灰岩残留体."大理岩"本身的方解石粒度中部粗两侧细.本矿区的"大理岩"矿物结晶颗粒比长江中下游许多接触热变质形成的大理岩粗."大理岩"内部浅色大理岩为白色,常具有定向的细条纹构造(可能为流动构造或构造事件引起的线性构造),局部产状变化急剧.在尖山矿段产在"大理岩"中的"条带状辉石-石榴石大理岩",主要含辉石和石榴石条带,其条带走向与"大理岩"岩体延伸方向斜交,且与区内一组断裂构造有关.显微镜观察结果表明,在制备的约65块包裹体切片中均观察到熔融包裹体或流体-熔融包裹体及流体包裹体.包裹体加热实验结果显示,"大理岩"中方解石及"条带状辉石-石榴石大理岩"中的石榴子石和方解石中熔融包裹体接近均一的温度为880～1 055℃,流体-熔融包裹体均一温度为645～740℃."大理岩"及"条带状辉石-石榴石大理岩"的C和O同位素组成与长江中下游的灰岩大致一致,在δ13C-δ18O相关图中的投影点落在沉积碳酸盐范围.电子探针分析表明,在"条带状辉石-石榴石大理岩"的方解石中的一个熔融包裹体为含Si、Ca、Mg、Al和K的混合物(即玻璃)."大理岩"中的圆形固体包裹体成分经电子探针检查为方解石.能谱分析结果表明,"白云质大理岩"的白云石中圆形固体包裹体成分与白云石类似,但与寄主矿物略有区别.在上述初步研究基础上认为,本文所报道的"大理岩"和"条带状辉石-石榴石大理岩"不是由于接触变质引起方解石重结晶的产物,而可能是一种新的碳酸岩类型--壳源成因碳酸岩.     

鞍山地区铁架山花岗岩中表壳岩的碎屑锆石SHRIMP年龄及其地质意义

鞍山地区3．0Ga铁架山花岗岩是华北克拉通时代最古老、分布范围最大的钾质花岗岩，其中存在较多成熟度高的变泥沙质岩石表壳岩，其元素和Nd同位素组成与铁架山花岗岩十分相似。以往研究把它们作为铁架山花岗岩中的表壳岩包体，认为铁架山花岗岩形成于它们的部分熔融。本文利用碎屑锆石SHRIMP U—Pb定年方法对鞍山铁架山花岗岩中变泥沙质表壳岩的形成时代进行了制约，证实表壳岩形成于铁架山花岗岩之后，为遭受强烈变质变形地区变泥沙质岩石时代研究提供了一个新的实例。     

五台地区高凡群形成时代新证据:锆石SHRIMP U-Pb定年

五台地区高凡群对于华北克拉通早前寒武纪变质地层层序建立具有重要意义。本文对高凡群磨河组开展了地球化学和锆石年代学研究。变质沉积岩稀土总量为(132.78~231.84)×10^-6(样品W1927的稀土总量为1016.55×10^-6),轻重稀土分离弱((La/Yb)_N=4.5~12.5),具明显负铕异常(δEu=0.37~0.62),稀土模式与太古宙后泥砂质碎屑沉积岩十分类似。一个白云石英片岩样品(D004)的变质原岩中存在大量2.7 Ga、2.54~2.5 Ga、2.3 Ga和2.18 Ga碎屑锆石,最年轻锆石可能来自同时代火山岩。一个含黄铁矿白云片岩样品(W1927)的最年轻锆石年龄为2194 Ma,被认为代表了岩石形成时代。结合前人研究,可把高凡群形成时代限定在<2176 Ma和2350 Ma之间,碎屑物质主要来自恒山、五台、阜平、云中山、吕梁地区新太古代—古元古代变质基底或更远的地区。     

登封地区早前寒武纪地壳演化－地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩（BIF）等组成,变质原岩为主要基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩。3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石。它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41。嵩山群主要由石英岩和片岩组成,绿片岩相变质。嵩山群石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥沙质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同。石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga。会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在。花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga（钾质花岗岩样品除外）。根据研究,可得出如下结论和认识：1）登封群形成于新太古代末期（2.51～2.53 Ga）,与前人认识一致。2）不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围（2.50～2.55 Ga）,结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关。3）在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分。4）可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群（2.14～2.47 Ga）或滹沱群（2.08～2.14 Ga）对比。5）石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物。     

冀东黄柏峪—羊崖山地区太古宙岩浆作用和变质作用——SHRIMP锆石U-Pb定年

报道了冀东黄柏峪—羊崖山地区太古宙变质辉长岩、黑云斜长片麻岩、片麻状二长花岗岩、片麻状富钾花岗岩等不同类型变质岩浆岩(8个样品)的SHRIMP锆石U-Pb定年结果。首次发现3.1Ga二长花岗岩,黑云斜长片麻岩形成时代约为3.0Ga。变质辉长岩的侵入时代很可能为新太古代晚期,存在少量3.2~3.6Ga捕获锆石。几乎所有岩石样品都记录了约2.5Ga的变质锆石年龄。结合前人资料认为,(1)冀东地区新太古代晚期构造热事件十分发育,被认为与地幔软流圈上涌导致的岩浆板底垫托有关;(2)冀东地区中太古代以前的陆壳物质广泛分布,黄柏峪—羊崖山地区很可能存在一古老陆核。     

北大巴山镇坪地区辉绿岩锆石SHRIMP U-Pb定年和岩石地球化学特征

北大巴山地区广泛分布的北西-南东向基性岩脉(墙)群,主要侵位于下古生界.前人对其中、北部紫阳-岚皋地区基性岩年代学和地球化学已有研究,但其南部镇坪地区基性岩却鲜有高精度年龄和地球化学数据报道.本文对镇坪地区辉绿岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果为(439±6)Ma(n=9,MSWD=1.7),与紫阳-岚皋地区基性岩及火山岩形成时代一致.岩石富K2O、TiO2,具双峰式岩石组合特征.稀土元素总含量高,轻稀土元素相对富集,轻重稀土分异明显,配分模式为向右陡倾型;大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)和高场强元素(Nb、Ta等)相对富集,Y、Yb、Sr相对亏损;具大陆裂谷玄武岩的地球化学特征.微量元素Zr/Y-Zr和2Nb-Zr/4-Y图解亦指示其具板内裂谷玄武岩特征.结合前人的研究结果表明,北大巴山地区在早志留世早期处于张裂状态,该区基性岩和火山岩为岩石圈处于拉张状态下大陆裂谷作用产物.     

新疆托云火山群SHRIMP锆石U-Pb年代学及其动力学意义

新疆西南天山托云盆地是一个新生代火山构造盆地。盆地内火山岩主要为玄武质岩石,呈锥状岩席、熔岩被、塌陷破火山口、火山颈和岩脉产出,常见流动自碎角砾岩。锥状岩席含有大量深源岩石包体,具有原生岩浆的性质,其 SHRIMP 锆石 U-Pb 法定年结果为48.1±1.6Ma。塌陷破火山口附近熔岩层底部的锆石(样品 A015D)给出比较集中的新太古宙和古元古代年龄,最老可达2.5Ga,可能代表了塔里木地块基底的卷入;而上部岩层的锆石(样品 A015E)年龄则比较分散,几乎关贯穿整个古生代(寒武纪和泥盆纪除外),是天山古造山带演化历史的记录。火山颈锆石(样品 A-D016)的年龄时间跨度最大,包括古元古代,古生代泥盆纪和二叠纪以及中生代三叠纪。SHRIMP 测年结果证实了托云火山群开始活动的时代为古近纪,与藏北新生代岩浆活动的起始时间大致相同,揭示了天山新生代板内造山过程与印度-亚洲大陆碰撞的内在联系。不同成因与形成时间的锆石共存,显示了西南天山岩石圈演化的复杂性,托云火山群的形成与岩石圈拆沉作用有关。     

辽西医巫闾山花岗岩锆石SHRIMP U-Pb测年及其地质意义

本文应用SHRIMP U-Pb测年方法对取自辽西医巫闾山花岗岩的锆石进行定年。所测锆石样品新鲜、未风化,岩性为粗粒黑云母二长花岗岩。经过精确的测试过程,得到约2500Ma、224Ma和161Ma的3个时间段年龄值。约2500 Ma的上交点年龄是太古宙古陆核演化的记录,224Ma的岩浆结晶年龄是印支期构造热事件的记录,161Ma的岩浆侵位年龄是燕山中新生代陆内造山带主造山期造山作用的记录,也是区域构造体制转换开始的时代。     

辽东前任屯角闪岩形成的时代——锆石SHRIMP U—Pb定年证据

辽东前任屯角闪岩中锆石的阴极发光图像显示其具均匀的吸收条带,具有镁铁质超镁铁质岩中锆石的特征。锆石的SHRIMPU_Pb分析结果主要集中在谐和线上117～143Ma之间,206Pb/238U的平均年龄值为128.6±5.1Ma(204Pb校正的结果),表明前任屯角闪岩岩体的形成时间为早白垩世。研究区内早白垩世镁铁质超镁铁质岩石和花岗质岩石的共存,即双峰式岩浆作用的存在,表明华北克拉通东部早白垩世时期强烈伸展环境的存在,同时暗示中生代岩石圈地幔减薄达到了峰期。     

锆石SHRIMP测年对狮泉河蛇绿岩形成和俯冲的时间约束

用锆石SHRIMP方法测定了狮泉河蛇绿混杂岩带中蛇绿岩的堆晶橄榄辉石岩、闪长岩墙和辉长闪长岩墙的U-Pb年龄,提供了狮泉河蛇绿岩形成和俯冲的时间约束。堆晶橄榄辉石岩的等时线年龄为193．1±3．2Ma,指示狮泉河带始于早侏罗世拉开形成洋壳;闪长岩墙的等时线年龄为165．8±1．7Ma、辉长闪长岩墙的等时线年龄为163．35±0．75Ma,可能代表了狮泉河带开始由扩张转化为俯冲消减的时间。