大兴安岭地区扎兰屯变质杂岩的碎屑锆石U-Pb年龄及其大地构造意义

兴安地块位于额尔古纳和松辽地块之间,长期存在着是稳定陆块和造山带等不同的认识。本文针对兴安地块南部扎兰屯地区出露的原兴华渡口群进行了专项研究,结合前人的研究成果,对该变质杂岩的形成时代、碎屑锆石年龄谱进行了研究,研究成果对该地块的大地构造属性具有重要的制约作用。(1)扎兰屯地区变质杂岩主要为绿片岩-低角闪岩相变质的碎屑岩-火山碎屑岩系,其形成时代晚于481Ma,为早古生代晚期。岩石组合、变质程度与年代学研究表明其与北部的典型兴华渡口群不同,两者不能作为同一地层单元,应该予以解体。(2)扎兰屯变质杂岩碎屑锆石年龄谱主要分为三期:481~580Ma,峰期年龄为529Ma;699~998Ma,峰期年龄为833Ma和1213~3200Ma峰期年龄为2000Ma,分别记录了泛非期Gondwana、新元古Rodinia两期重大地质事件和变质基底的年龄信息。(3)兴安地块以发育兴华渡口群为标志,存在时代为新元古代甚至为太古代的变质结晶基底,因此兴安地块应为一稳定的微陆块,而非夹持于额尔古纳和松辽地块之间的造山带。     

松辽地块大地构造属性: 古生界碎屑锆石年代学的制约

对松辽地块南部上古生界哲斯组的碎屑锆石应用LA--ICP --MS U --Pb 测试的结果显示了4 个主要的年龄段: 263 ～ 378 Ma ( 峰值年龄274 Ma) ; 405 ～ 547 Ma ( 峰值515 Ma) ; 660 ～ 974 Ma ( 峰值为 923 Ma) ; 其余均为中元古代年龄1 165 Ma、1 369 Ma、1 476 Ma、1 517 Ma。其中最年轻一组锆石年龄263 ± 2 Ma 代表了哲斯组主体沉积的下限年龄; ～ 274 Ma 的峰期年龄与附近地区的大石寨组火山岩和岛弧岩浆岩的年龄一致; ～ 515 Ma 的峰期年龄与东北地区泛非期基底变质杂岩的年龄一致; 其余的古老年龄均反映了松辽地块基底的信息。结合松辽地块的北部上古生界土门岭组、西部本巴图组和东缘黑龙宫组的碎屑锆石年龄,显示松辽地块应存在太古代和元古代的变质基底,为古生界地层提供了丰富的物源。松辽地块应为一个稳定的微地块,而不是长期活动的造山带。     

黑龙江东部马家街群的岩石地球化学特征及其沉积时代

位于黑龙江省东部的马家街群主体岩性为变泥质岩,对其进行主量和痕量元素分析,SiO2含量为61.5%~77.68%,Al2O3含量为9.74%~21.08%,K2O含量为2.73%~6.34%,Na2O含量为0.1%~2.66%,（La/Yb）N=6.55~10.79,Eu/*Eu=0.45~0.64,（Gd/Yb）N=1.28~1.94,表明马家街群物源主要来自长英质岩石组成的后太古宙上陆壳,并具有大陆岛弧性质。通过对马家街群下伏基底片麻岩进行锆石LAICPMS UPb定年,11颗锆石的定年结果显示,206Pb/238U年龄为499~508Ma,加权平均年龄为504±2Ma（n=11,MSWD=0.44）;定年的锆石晶形较好,具震荡生长环带,属典型的岩浆成因,因此504±2Ma这一年龄代表了花岗片麻岩原岩形成时代,而变质时代则应更晚,表明沉积在基底片麻岩之上的马家街群形成时代在晚寒武世之后。马家街群的地球化学特征及其下伏片麻岩年代学的特点,反映了物源区可能来自于泛非期佳木斯地块与相邻地块拼合而成的稳定陆块。     

黑龙江杂岩的碎屑锆石年代学及其大地构造意义

黑龙江杂岩带位于佳木斯地体西缘,为佳木斯地体向西与松嫩地体之间俯冲、拼贴、碰撞而形成的高压变质带.黑龙江杂岩沿牡丹江断裂分布,其构造-岩石组合、变质变形特征等显示其为佳木斯地体向松嫩地体俯冲拼帖的过程中形成的增生杂岩,目前保存下来的杂岩带应为大规模增生楔仰冲到佳木斯地体之上的残余部分.88颗碎屑锆石的全部样品SHRIMPU-Ph年代学测试结果显示三个主要年龄区间:170～220Ma,峰值年龄为183Ma;240～338Ma,峰值年龄为256Ma;450～520Ma,峰值年龄为470Ma.而28个碎屑锆石谐和年龄的年龄谱为两组:240～338Ma,峰值年龄为256Ma;450～500Ma,峰值年龄为470Ma.碎屑锆石年龄数据分析得到,240～338Ma峰期年龄为256Ma的年龄应代表黑龙江杂岩主体岩石的沉积年龄上限;而450～500Ma的年龄谱对应于佳木斯地体的基底变质岩年龄,显示佳木斯地体的基底变质岩曾为黑龙江杂岩的物源区;而170～210Ma,峰期年龄为183Ma的不谐和年龄应为受印支期-早侏罗世构造热事件的扰动年龄,与该区变质单矿物的Ar-Ar年龄相一致,应代表了该区陆-陆碰撞的时代.上述年龄为黑龙江杂岩的形成与演化提供了重要的地质年代学制约,即黑龙江杂岩的原岩成岩时代上限为早三叠世,佳木斯地体向西的俯冲时代主体为印支期,而陆-陆拼贴及碰撞过程主要为晚印支期并可能持续到早侏罗世.这些结果将为揭示我国东北地区构造演化的年代学格架以及三叠纪古亚洲构造域向环太平洋构造域叠加和转换的动力学背景研究提供新的基本地质事实依据.     

扬子地块西部下奥陶统碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其地质意义

华南地块在冈瓦纳大陆中的位置长期以来存在较大的争议,为了探讨华南地块早古生代期间的古地理位置,本文采用U-Pb同位素测年技术对扬子地块西部云南地区下奥陶世统红石崖组沉积岩开展了碎屑锆石原位LA-ICP-MS U-Pb年代学的研究。碎屑锆石U-Pb年龄谱特征表明,所采样品U-Pb年龄数据存在5个显著的年龄峰值,分别为524Ma、590Ma、830Ma、977Ma和2480Ma。本次研究获得了大量的泛非期锆石,反映出华南与冈瓦纳大陆之间的亲缘性。研究区与印度北部特提斯喜马拉雅、羌塘、澳大利亚西部及滇缅泰马地块具有相似的碎屑锆石年龄特征,表明这些地块的碎屑物质源区极为相似,华南与这些地块可能相邻或相距并不遥远。本文研究结果与前人根据其他地质资料得出的华南在早奥陶世期间位于澳大利亚的西北部,与滇缅泰马地块相邻这一认识相吻合。     

黑龙江省东部桦南隆起美作花岗岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

为查明马家街群发生接触变质作用的时代及其构造背景,对出露于黑龙江省东部桦南隆起的美作花岗岩体进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究.结果显示:锆石具有清晰的生长振荡环带,其Th/U比值为0.12～1.04,属于典型的岩浆成因锆石;获得的206Pb/238U加权平均年龄为(259.0±3.6) Ma(n=14,MSWD=5.9),代表了岩体结晶年龄.美作岩体与佳木斯地块南部的青山、楚山和柴河岩体形成时代一致,其轻稀土富集、重稀土亏损型式和Eu负异常以及明显的Nb、Ta、Sr、Ti亏损的特点显示为壳源成因的火山弧花岗岩;它们的形成可能与晚古生代古亚洲洋的消减作用有关,该期花岗岩的就位导致马家街群发生了接触变质作用.美作花岗岩体形成时代的厘定,不仅限定了马家街群的变质时代为晚二叠世,同时为进一步探讨佳木斯地块晚古生代构造演化提供了新证据.     

黑龙江省东部早古生代地层的确定:地质与碎屑锆石U-Pb年代学证据

通过研究黑龙江省东部早古生代地层晨明组和宝泉组碎屑锆石的U-Pb定年结果,讨论了晨明组和宝泉组的所属时代和物源.大多数锆石呈自形-半自形晶,显示出典型的岩浆生长环带或条痕状吸收,暗示其岩浆成因,极少数的锆石具有经变质作用形成的暗色增生边.定年结果表明:采自晨明组上部长石石英砂岩中碎屑锆石59个分析点产生了以下年龄组:561 Ma、621 Ma、683 Ma、752 Ma、803 Ma、822 Ma、851 Ma、900 Ma、922 Ma、954 Ma、1 781 Ma、1 865 Ma和1 933 Ma,这表明晨明组沉积于561 Ma之后.而以不整合接触关系覆盖于晨明组之上的宝泉组底部泥质板岩中碎屑锆石60个分析法点产生了425 Ma、450 Ma、485 Ma、900 Ma和1 750 Ma年龄众数.由上述地质关系和年代学测定结果,结合晚古生代地层中碎屑锆石的年龄组合,可以判定位于黑龙江省东部地区晨明组的形成时代介于561~510 Ma之间,这是首次在黑龙江省东部确定的具有确切年代学证据的早古生代地层.上述年龄组碎屑锆石的存在,表明其物源主要为该区新元古代和古元古代的地质体,这进一步揭示在早古生代期间,松嫩-张广才岭地块东缘可能存在前寒武纪残片.      

内蒙古克什克腾旗林西组碎屑锆石LA-ICP-MS年代学及其地质意义

内蒙古克什克腾旗位于西拉木伦河以北,属锡林浩特地块南缘。本文对出露于克什克腾旗北东约5 km的一套变质粉砂岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,其年龄结果主要分为4个区间:258~298 Ma(峰值为285 Ma)、377~474 Ma(峰值为430 Ma)、1261~1727 Ma、1853~2513 Ma,此外还含有321 Ma和937 Ma的锆石各一颗。锆石CL图像显示:258~298 Ma的锆石以岩浆锆石为主,响应兴蒙造山带的晚古生代岩浆活动;377~474 Ma的锆石中既有岩浆锆石又有变质锆石,表明其源区既有奥陶纪-泥盆纪岩浆岩,又有古生代的变质岩;1261~1727 Ma的锆石以岩浆锆石为主,少数为变质锆石,暗示中元古代的岩浆岩和变质岩也为该组提供物源;1853~2513 Ma的锆石以岩浆锆石为主,反映了华北板块基底的年龄信息。该变质粉砂岩中碎屑锆石的最小谐和年龄是258 Ma,限定了其沉积时代的下限为晚二叠世,应属于林西组。年龄峰值既对应华北板块的重要构造热事件,又有与兴蒙造山带地质事件相关的年龄信息,表明林西组具有南北两个物源区,同时也暗示在其形成时华北板块与西伯利亚板块已经拼合。     

佳木斯地块东缘南双鸭山组碎屑锆石年代学及其大地构造意义

正佳木斯地块位于我国黑龙江省东部,大地构造上处于华北和西伯利亚两大古板块所夹持的中亚构造带最东端,东邻西太平洋大陆边缘中生代增生杂岩带。该地块以广泛出露有麻粒岩相高级变质表壳岩系,东缘发育晚古生代大陆边缘沉积层系和早中生代海相沉积地层为特征。早期的研究普遍认为,东北地区以佳木斯地块等为代表的诸变质构造单元是卷入到东亚晚古生代地槽褶皱带或古亚洲     

豫西汝阳群、洛峪群碎屑锆石年代学特征及其地质意义

华北克拉通南缘"豫陕裂陷槽"发育大量中—新元古代地层,其中汝阳群和洛峪群分布于渑池—确山地层小区,其形成时代一直存有争议.本文针对汝阳群和洛峪群沉积岩进行了系统的碎屑锆石年代学研究工作,结合地层发育和岩石组合分析,为建立华北克拉通南缘中—新元古代地层框架提供依据.根据云梦山组下部碎屑锆石中获得年轻锆石年龄平均值1723...     

黑龙江佳木斯地块兴东群大盘道组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

兴东群是佳木斯地块的结晶基底和多个铁、金、钨矿床(点)的含矿地层。为厘定其形成时代,揭示其地质和成矿意义,选取黑龙江省林口地区的兴东群大盘道组,在剖面实测、岩相学研究基础上,开展了代表性岩石的碎屑锆石U-Pb年代学研究。结果表明,所测大盘道组的主要岩石类型为大理岩与石英片岩,其原岩为灰岩及泥岩,变质程度可达角闪岩相,沉积于浅海陆棚相环境;石英片岩中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄为(2338±20)Ma^751±18Ma,存在952 Ma、898 Ma、820 Ma及761 Ma 4个年龄峰值。结合羊鼻山地区大盘道组地层内有~520 Ma的花岗岩侵入以及该区域经历了~500 Ma的泛非期变质作用,确定大盘道组原岩沉积于新元古代—早古生代。本文测年结果显示有4个年龄峰值,其中898 Ma和761 Ma与前人报道的峰期年龄为898~891 Ma和757~751 Ma的两期岩浆事件相对应,另两组所测锆石也均为岩浆成因锆石,反映该区兴东群的物源复杂,且以岩浆岩为主。多期次岩浆作用使大盘道组富集Au、Cu、Pb、Zn、Fe等金属成矿元素,为羊鼻山铁钨矿床、孟家岗铁矿床和七星河金矿床等金属矿床形成提供了丰富的成矿物质基础。     

赣东北地区双桥山群碎屑锆石U-Pb年代学研究

双桥山群是赣东北地区重要的岩石单元之一,其年代学研究一直备受关注。本文对赣东北地区双桥山群凝灰质板岩和粉砂质板岩中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb测年分析。碎屑锆石年代学测试结果显示4个主要年龄区间:591～634 Ma(峰值601 Ma)、803～837 Ma(峰值831 Ma)、866～1019 Ma(峰值910 Ma)和 1800 Ma。其中最年轻的碎屑锆石年龄组591～634 Ma峰期601 Ma的年龄,可能限定了双桥山群最大的沉积年龄;而803～837 Ma(峰值831 Ma)指示其物源可能源于江南造山带东段新元古代造山过程的岛弧火山岩; 866～1019 Ma峰期年龄为910 Ma的年龄与皖南-赣东北地区的基性火山岩、火山碎屑岩的形成时代基本一致; 1800 Ma的年龄组与扬子陆块1.8～1.9 Ga锆石年龄相一致。赣东北地区双桥山群碎屑锆石U-Pb测年结果中,出现828 Ma和1800 Ma的碎屑锆石特征年龄峰值,显示它们具有与扬子地块的亲缘性,同时又含有大量的～1.0 Ga碎屑锆石,这些特征年龄相似于格林威尔期的华夏地块,说明在新元古代晚期存在的沉积盆地具有来自扬子和华夏板块的双向物源。     

牡丹江地区黑龙江杂岩中云母片岩的碎屑锆石年代学研究及其地质意义

黑龙江杂岩带作为佳木斯地块与松嫩地块间缝合带的组成部分,对于探究佳木斯地块晚古生代—中生代构造演化具有重要意义。本文选取牡丹江地区黑龙江杂岩带中云母片岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析,从而限定黑龙江杂岩的形成时代。结果显示,云母片岩中最年轻的碎屑锆石年龄分布为176～172 Ma,平均年龄为174±1 Ma,该组锆石发育明显的岩浆振荡环带结构,并且Th/U比值大于0.3,具有岩浆锆石的典型特征,限定了云母片岩原岩的沉积时间下限,表明黑龙江杂岩的形成时代可能在早侏罗世晚期至中侏罗世之后。本文对黑龙江杂岩中云母片岩的碎屑锆石年龄谱进行物源分析,结合前人的研究成果,发现其碎屑锆石年龄分布介于1 339～172 Ma之间,主要集中在1 339～741 Ma、553～497 Ma和267～172 Ma的3个区间,分别与佳木斯地块和松嫩—张广才岭地块上的多期岩浆事件相对应,说明其源区主要是佳木斯地块和松嫩—张广才岭地块。通过对黑龙江杂岩和小兴安岭—张广才岭岩浆岩带所报道的研究结果进行归纳总结,对佳木斯地块晚古生代—中生代的构造演化提出了新的认识：在早二叠世,佳木斯地块为牡丹江洋中的陆块;晚三叠世—早-中侏罗世期间,牡丹江洋向松嫩地块进行俯冲,形成黑龙江杂岩。     

滇西哀牢山构造带变质岩系LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

为厘定哀牢山岩群的时代和大地构造归属,选取哀牢山岩群中的花岗质片麻岩(SM-15)、花岗闪长质片麻岩(SM-22)、同变形的花岗质岩脉(SM-18)及紧邻哀牢山岩群的变质砂岩(NO-1)为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法对其进行定年。结果显示,样品SM-15中有岩浆锆石和变质锆石2类,岩浆锆石的年龄集中于722~740Ma之间,变质锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为29.9±0.5Ma。样品SM-22中2组~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值,原岩年龄为232.3±4.3Ma;后期变质重结晶年龄为29.2±0.4Ma。样品SM-18中锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为27.19±0.36Ma,代表变质年龄。样品NO-1中的碎屑锆石年龄分4组:246~276Ma、600~800Ma、800~1000Ma和1000Ma以上。以上年龄数据表明,哀牢山岩群中至少包括元古宙岩浆岩(722~740Ma)、二叠纪末—三叠纪初岩浆岩或地层(235~255Ma),以及新近纪岩浆岩(27~32Ma),是一个复杂的变质岩带,而不是以往认为的全部属于元古宙扬子地台的结晶基底。哀牢山岩群的主变质时代集中在27~32Ma之间,哀牢山岩群现今的面貌主要在这一时期成型。     

鄂尔多斯盆地安塞地区三叠系延长组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

通过统计前人对周缘岩浆岩、变质岩体的年代学成果,对比邻区碎屑锆石年龄结果,结合区域构造背景,运用LA-ICP-MS U-Pb年代学分析方法,对鄂尔多斯盆地安塞地区三叠系延长组上部砂岩中的碎屑锆石进行系统研究,以探讨延长组长2段地层物质来源。结果表明:1)安塞地区延长组长2段沉积时代不早于230±2 Ma;2)物源来自盆地北部、东北部;3)碎屑锆石中2 600~2 400 Ma的锆石来自于阴山和大青山—乌拉山地区,与2 500 Ma克拉通化形成大规模岩浆事件相对应;2 000~1 800 Ma的锆石来自于大青山—乌拉山、集宁以及阴山地区,与吕梁运动的两幕发生裂陷盆地闭合和非造山岩浆活动和基底抬升相关;显生宙中380~350 Ma、300~250 Ma、250~230 Ma的锆石来自于大青山—乌拉山、阴山地区,记录了古亚洲洋向华北板块北缘的快速俯冲事件,对应了海西期和印支期的岩浆事件。     

朝鲜半岛古元古代摩天岭群的碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

克拉通内部活动带变质沉积建造蕴藏了早期超大陆形成中地体聚-散动力学过程的重要信息,碎屑锆石年代学则是揭示这种信息的最佳工具之一。针对华北(中-朝)克拉通最具代表性的古元古代活动带(辽-吉-朝活动带)中巨量沉积建造精细表征方面的空白区域,本文开展了朝鲜半岛检德地区摩天岭群的碎屑锆石年代学研究。SIMS U-Pb定年结果显示,北大川组变火山碎屑岩样品的锆石年龄谱记录了约2.53Ga的主要年龄峰值和约2.19Ga的最年轻峰值,说明北大川组开始沉积的时代应该晚于2.2Ga。南大川组变沉积岩样品碎屑锆石记录的最年轻峰值年龄为约2.02Ga,说明南大川组的沉积时代应该不早于2.02Ga;其锆石年龄谱记录了一个主要年龄峰值区域(2.02~2.18Ga)、一个次要年龄峰值(约2.46Ga)和一些2.78~3.30 Ga的古老年龄,指示其物质源区主要为同区古元古代地质体和邻近地体上的太古宙变质基底。区域对比表明,摩天岭群与中国境内辽吉活动带中的辽河群及集安群/老岭群具有基本一致的碎屑锆石年龄谱,说明它们不仅是同一时代的产物,而且分享类似的物质源区。这些时代一致、物源相近的沉积建造可以为甄别古元古代辽-吉-朝活动带的大地构造属性提供重要参考。与沉积年龄相近的碎屑锆石占据主导的碎屑锆石年龄谱反映了汇聚板块边缘各类盆地的典型特征,而相悖于大部分碎屑锆石年龄远大于地层沉积年龄的裂谷型盆地。     

鄂尔多斯盆地长城系碎屑锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素研究

沉积盖层的碎屑锆石内部结构和年龄谱是了解碎屑沉积岩形成环境和物源区的重要研究对象。本文报道了鄂尔多斯盆地3口钻井中的4个长城系(变质)沉积岩样品的碎屑锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素分析结果。结果表明,主年龄峰值为～1. 8Ga,另外,在～2. 5Ga存在一个次年龄峰值,最年轻碎屑锆石年龄为～1. 6Ga,但存在大的误差。锆石的Hf同位素组成存在很大变化,εHf(t)值变化范围为-10. 5～+6. 7。结合前人研究,可得出如下结论:(1)鄂尔多斯盆地长城系底界沉积时代小于1. 7Ga,与华北克拉通东部的类似;(2)鄂尔多斯盆地长城系碎屑沉积物来自其北部古元古代孔兹岩系和/或鄂尔多斯变质基底本身;(3)鄂尔多斯盆地长城系与华北克拉通东部地区长城系形成于类似的构造环境,如大陆裂谷或坳拉槽。     

北阿尔金拉配泉米兰群片麻岩及其中两期基性岩墙群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

北阿尔金拉配泉北侧米兰群混合角闪斜长片麻岩被2期基性岩墙群(辉绿玢岩和棕闪煌斑岩)侵位。本次分别对三者进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素侧年。混合岩化角闪斜长片麻岩中锆石结晶年龄为2007Ma±25Ma,结合西北地区2.0Ga左右广泛的构造-热事件,可能与Columbia超大陆汇聚有关。辉绿玢岩和棕闪煌斑岩的年龄结构相似,锆石较老年龄组分分别为1962~2093Ma和1804~2038Ma,系在侵位时从围岩(混合角闪斜长片麻岩)中捕获的锆石的年龄;最年轻的年龄组分(79~94Ma)代表基性岩墙群的侵位时间,与阿尔金北缘断裂伸展活动有关;古生代年龄(288~504Ma)为岩墙群上侵过程中同化混染北阿尔金蛇绿混杂岩带部分岩石的年龄。