辽东黑沟地区辽河群成因及其对辽吉造山带构造演化的制约

辽东黑沟地区出露大面积辽河群变质表壳岩系,本文通过对辽河群中浅粒岩、黑云变粒岩、斜长角闪岩以及辽吉花岗岩等岩石系统的岩石学、锆石U-Pb年代学,并结合斜长角闪岩的地球化学特征来制约其原岩形成、变质时代和沉积环境,进而探讨辽吉造山带的大地构造属性。研究区辽河群变质火山岩和侵入其中的辽吉花岗岩锆石U-Pb定年结果显示区内辽河群形成时代早于～2.16Ga,辽吉花岗岩及辽河群变质岩中的变质锆石定年结果显示区内峰期变质年龄为～1.85Ga左右。锆石阴极发光(CL)图像显示区内辽河群变质沉积岩中的锆石具有清晰震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,锆石U-Pb年龄分布直方图上显示1987Ma、2182Ma、2505Ma的主峰和2080Ma、2658Ma、2732Ma、3000Ma的次峰,峰值年龄与区域上古元古代弧岩浆岩及太古宙基底年龄相吻合,暗示它们为辽河群沉积岩提供了重要物源。区内辽河群斜长角闪岩属于拉斑玄武岩系列,以低TiO_2和低MgO为特征,轻稀土轻微富集,并具有明显P以及轻微的Nb、Ta、Zr亏损,地球化学特征总体类似于MORB,同时兼具IAB的地球化学特征,不同于弧玄武岩和板内玄武岩,显示出有限的俯冲相关流体的交代作用,指示其形成于弧后盆地环境。结合前人对辽吉造山带内古元古代花岗岩和辽河群的研究成果,认为区内辽河群的沉积环境为活动大陆边缘弧后盆地,辽吉造山带的形成演化与弧-陆碰撞有关。     

辽东半岛南辽河群锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文报道了辽东半岛古元古代胶-辽-吉活动带南辽河群中变质火山岩和沉积岩的锆石U-Pb年代学数据。变质流纹岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值(0.3),锆石U-Pb年龄为~2.2Ga,该年龄可代表其原岩形成年龄,在误差范围内与古元古代辽吉花岗岩年龄一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底。变质玄武岩的锆石阴极发光强度较弱、弱分带或无分带,同时具较低的Th/U比值(0.1),为典型的变质成因锆石,锆石U-Pb年龄为~1.9Ga,代表其变质时代。变质沉积岩的碎屑锆石年龄主要介于1981~3520Ma之间:峰期年龄为2033Ma和2092Ma的锆石年龄信息暗示辽东半岛至少存在一期2000~2100Ma的岩浆事件,并且该时期的中酸性岩浆岩是南辽河群沉积岩的一个重要物源;峰期年龄为2155Ma、2446Ma、2509Ma、2594Ma、2668Ma、2790Ma、3356Ma、3467Ma和3520Ma的锆石年龄信息,区域上与古元古代辽吉花岗岩、辽河群火山岩及太古宙基底年龄相吻合,暗示它们为南辽河群沉积岩提供了重要物源。沉积岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄为~2.0Ga,可代表其沉积时的最大年龄。所以,辽河群火山-沉积-变质的时限为2.2~1.9Ga,其演化时间约300Myr。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶-辽-吉活动带的形成演化与弧-陆碰撞有关,而不是许多人坚持的裂谷环境。     

辽东半岛～2．2 Ga 岩浆事件及其地质意义

本文报道了辽东半岛古元古代胶—辽—吉活动带内辽河群变质火山岩和辽吉花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和地球化学数据。变质安山岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(0.5),锆石U-Pb年龄为(2 182±6)Ma和(2 229±22)Ma,该年龄可代表安山岩的形成年龄。辽吉花岗岩的锆石同样具有典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(0.3),锆石U-Pb年龄为(2 199±10)Ma,代表花岗岩的侵位时代,在误差范围内与辽河群火山岩喷发时代一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底,二者可能为同一次岩浆作用过程的产物。辽东半岛~2.2Ga岩浆事件的识别及性质,对于正确认识古元古代胶—辽—吉活动带的属性至关重要。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶—辽—吉活动带的形成演化可能与弧-陆碰撞有关。     

辽东黄花甸地区南辽河群里尔峪组成因研究

里尔峪组是古元古界南辽河群早期沉积地层,其成因对探讨辽-吉造山/活动带的大地构造属性具有重要意义。论文以辽东黄花甸地区里尔峪组为研究对象,对其进行了详细的野外地质填图和室内岩相学、地球化学以及同位素年代学研究工作。里尔峪组主体岩石类型为含不等量磁铁矿、电气石的黑云母变粒岩类夹斜长角闪岩。变粒岩中锆石阴极发光(CL)图像显示其具有震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄数据具有1936Ma、2082Ma、2178Ma和2574Ma的年龄峰值,主峰与区内古元古代花岗质岩石的形成年龄一致,反映其物源主要来自于古元古代花岗质岩石,少量来自于太古宙克拉通结晶基底。其中1800~2000Ma的锆石年龄极可能是受变质作用改造的结果。斜长角闪岩呈夹层或透镜体状产出于里尔峪组变粒岩中,地球化学特征显示:(1)SiO_2含量为48.83%~51.50%,具有较低TiO_2含量(0.95%~1.33%)、低MgO含量(6.67%~9.49%)特征;(2)Mg#值为48~59,低于原生玄武质岩浆Mg#值,说明原岩岩浆经历了原始岩浆的结晶分异作用;(3)稀土元素总量(ΣREE)值为59.87×10~(-6)~82.83×10~(-6),LREE/HREE值介于3.58~4.88,(La/Yb)_N值为2.33~4.50,稀土元素配分模式具有岛弧火山岩的特征而不同于MORB型火山岩。微量元素Ba、U、Sm相对富集,亏损高场强元素Th、Nb、P、Ta等,Nb、Ta相对亏损,贫Cr、Ni,说明原岩为形成于岛弧环境或活动大陆边缘的高铁拉斑玄武岩。斜长角闪岩中锆石阴极发光图像具有两类特征,第一类具有核边结构,锆石核部主要呈暗色,内部结构比较复杂,部分保留岩浆环带特征;第二类锆石其内部结构比较均一,为典型的变质锆石,并且具有继承性锆石核以及变质增生边。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得出两件斜长角闪岩的原岩年龄分别为1995±13Ma、2150±21Ma,大致代表了里尔峪组的形成时代。综上所述,黄花甸地区里尔峪组原岩为形成于岛弧或活动大陆边缘的碎屑岩夹基性火山岩沉积建造,物源主要来自于辽-吉造山/活动带内的古元古代花岗岩和南北两侧的太古宙的变质基底,该套地层在~1.88Ga遭受了变质作用的改造。结合前人对胶-辽-吉古元古代岩石构造变形、变质作用等研究成果,本文研究认为南辽河群所在的胶-辽-吉活动带在~2.2Ga发生了从东部陆块拉张弧后裂解,2.0~2.15Ga发生有洋壳的俯冲,在~1.88Ga发生造山变质作用形成区域上的胶-辽-吉造山带。     

辽东地区北辽河群变酸性火山岩形成的时代及构造背景:古元古代陆内裂谷,还是活动大陆边缘?

辽东半岛辽河群出露于胶-辽-吉活动带北段,发育大量的古元古代花岗质岩石、镁铁质侵入体和火山-沉积岩系。本文在河栏地区北辽河群中新识别出一套变酸性火山岩,并对其进行详细的岩石学、锆石LAICP-MS U-Pb年代学、全岩地球化学和锆石Hf同位素的研究,以确定其形成时代、源区性质及其构造属性。变酸性火山岩中的锆石多呈自形-半自形晶,发育明显的振荡环带结构,Th/U比值=0.34~0.92,指示其为岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果表明,变酸性火山岩的原岩形成于古元古代((2 153±11)Ma),该年龄在误差范围内与区域上广泛出露的辽吉花岗岩属于同期岩浆作用的产物。岩石地球化学特征表明变酸性火山岩具有高SiO_2(64.09%~72.82%)及相对较低的Nb/Y比值(0.24~0.42),属于亚碱性火山岩,而样品的CaO、MgO、Fe_2O_3等含量明显偏高,可能与后期强烈的热液活动有关;其稀土元素配分模式均呈右倾型,LREE/HREE=7.57~11.13,(La/Yb)N=7.60~11.53,δEu=0.14~0.22;在微量元素蛛网图上表现为大离子亲石元素(Rb、K)的富集和高场强元素(Nb、Ta)及Ti、P的亏损,显示出弧岩浆的特征;锆石ε_(Hf)(t)值介于-12.00~+6.88,二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))介于3 467~2 310Ma。上述特征表明,研究区内变酸性火山岩的原始岩浆起源于中—新太古代增生的下地壳物质的部分熔融,在岩浆演化过程中可能伴有少量古老地壳物质的加入。结合前人有关辽吉花岗岩及区域镁铁质侵入岩、变质作用等资料,认为辽东半岛河栏地区北辽河群变酸性火山岩形成于活动大陆边缘环境,其地球动力学机制可能与龙岗地块南缘大洋板块的俯冲作用有关。     

辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

辽南三家子地区南辽河群里尔峪组变沉积岩中碎屑锆石U-Pb年代学研究

南辽河群里尔峪组主要分布在华北克拉通胶-辽-吉活动带的大石桥-岫岩-凤城-宽甸一带,主要岩性为各类长英质粒状岩石(浅粒岩-变粒岩组合)。通过前人长期深入研究,在区域构造、地球化学、同位素年代学研究、变质作用以及构造演化等方面积累了大量资料,取得了一系列重要进展。但是,有关其变质作用特征、沉积时代、源区特征以及辽河群乃至整个胶-辽-吉活动带的大地构造属性和形成的构造演化过程长期以来存在着裂谷开启-闭合模式、弧-陆碰撞模式和陆-陆碰撞模式的争论。本文在辽南地区1∶5万变质岩区专题填图的基础上,选择三家子地区南辽河群里尔峪组的疙瘩状长英质粒状岩石、黑云斜长片麻岩和含黑云母长英质粒状岩石为重点研究对象。通过锆石阴极发光图像特征和锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试,综合限定研究区南辽河群里尔峪组变质沉积岩的物质来源和原岩形成时代,进而探讨其形成的构造背景。3件样品中锆石阴极发光图像显示核-边结构,核部具振荡环带,Th/U比值较高(Th/U=0.12~4.95),表明其岩浆来源;U-Pb年代学测试分别得到2140Ma、2170Ma和2150Ma的年龄峰值。综合前期研究成果,锆石U-Pb年代学测试结果在年龄直方图中显示明显的2137Ma的峰值。该组年龄与区域上大量出露的辽吉花岗岩的年龄具有一致性,表明南辽河群里尔峪组的物质来源于辽吉花岗岩,其沉积时限应晚于古元古代。     

华北克拉通东部辽河群中两类斜长角闪岩年代学、地球化学特征及其地质意义

对辽东桓仁地区辽河群高家峪组中出露的斜长角闪岩进行岩石学、地球化学及年代学研究,显示高家峪组中的斜长角闪岩原岩为基性玄武岩,可划分为低Ti-E-MORB及高Ti-OIB两种类型:低Ti型样品原岩属拉斑玄武岩系列,轻微亏损Nb、Ta、Zr,明显亏损P,弱轻稀土富集、重稀土亏损,具有E-MORB地球化学特征;高Ti样品原岩属碱性玄武岩系列,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,轻稀土富集、重稀土亏损,具有OIB地球化学特征。两类斜长角闪岩具有较低的MgO、Cr、Ni含量及Mg~#值,说明它们原岩不是原始岩浆,而是通过不同矿物相分离结晶作用形成。锆石U-Pb测年表明低Ti型和高Ti型斜长角闪岩成岩年龄分别为2158±15 Ma、2173±12 Ma,变质年龄分别为1870±6 Ma、1861±7 Ma。区域地质特征及岩石成因研究共同指示两类斜长角闪岩形成于弧后盆地环境,辽吉地区在古元古代早期可能处于活动大陆边缘弧后盆地构造环境,辽吉造山带的形成与弧-陆碰撞有关。     

辽东地区古元古代变基性岩床的成因和构造意义

辽东地区胶-辽-吉造山带发育大量的变基性岩墙/床,这些岩墙/床对研究造山带古元古代构造演化过程具有重要意义.本文通过对辽东地区辽河群中的变基性岩床进行岩石学、岩石地球化学和锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,探讨其成因和形成的构造背景,有助于深入认识胶-辽-吉造山带古元古代地质演化过程.辽东地区变基性岩床顺层侵入于辽河群大石桥组大理岩中,发生角闪岩相变质作用,岩石类型以斜长角闪岩和石榴斜长角闪岩为主,主要矿物为角闪石和斜长石,其他矿物有石榴子石、石英、黑云母、磁铁矿和黄铁矿等.变基性岩床样品的锆石具特征的环带结构和较低的Th/U值(0.01～0.34),指示锆石为变质成因,4个样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果(1854±11 Ma、1846±12 Ma、1847±9 Ma和1848±7 Ma)表明基性岩床发生变质作用的时间为～1.85 Ga,与华北克拉通最终碰撞拼合的时间一致.根据基性岩床与胶-辽-吉造山带其他地区～2.1 Ga的基性岩具有相似的野外产状、岩石学和地球化学特征,推断其侵位时代可能为～2.1 Ga.基性岩床样品的SiO2含量为47.07％～52.18％,K2O+Na2O含量为1.78％～4.70％,MgO含量为3.92％～8.59％,属于拉斑玄武岩系列.大部分样品的稀土总量较低(47.3×10-6～109.5×10-6),富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Rb、Ba、La),亏损高场强元素(如Nb、Ta),Zr、Hf没有明显的亏损且未发生分馏作用.所有样品的Al2O3、CaO和Fe2O3T含量在主量元素相关性图解上分布规律且与MgO含量呈较好的相关性,Nb/La值(0.52～0.73)随SiO2和MgO含量的变化较小,表明岩浆在侵位过程中受地壳混染的程度较低,似"岛弧"型地球化学特征是富集岩石圈地幔源区遭受古俯冲组分改造的结果.结合已有的辽河群变质火山-沉积岩、辽吉花岗岩和基性岩的研究成果,胶-辽-吉造山带在～2.1 Ga处于陆内裂谷环境.     

辽东黄花甸地区古元古代变辉绿岩的特征及成因

对辽东黄花甸地区南辽河群中分布的变辉绿岩进行岩相学、年代学和地球化学研究,以确定这些变辉绿岩的地球化学特征和成因,进一步揭示南辽河群古元古代的构造演化。岩相学特征表明该变辉绿岩发生绿片岩相变质作用。野外地质特征和样品的ICP—MS锆石U—Pb年代学显示,变辉绿岩捕获锆石的年龄与南辽河群碎屑及变质锆石相一致,这期岩浆作用发生在区域变质作用之后;全岩XRF和ICP-MS分析表明,变辉绿岩属于钙碱性系列(σ=1.03～3.00),亏损高场强元素(Nb、Ta、U),富集大离子亲石元素(K、Pb)和轻稀土元素(∑LREE=71.3×10~(-6)～115.5×10~(-6)),变辉绿岩的岩浆来源于遭受了俯冲带流体改造的亏损地幔,且经历了陆壳物质的混染。变辉绿岩形成于南辽河群造山后的伸展环境。顺时针的P—T—t轨迹更符合南辽河群的构造演化过程。     

胶-辽-吉古元古代造山/活动带巨量变沉积岩系的研究进展

华北克拉通发育三条古元古代构造带,包括:东部陆块内部的胶-辽-吉带(Jiao-Liao-Ji belt)、西部陆块内部的孔兹岩带(Khondalite belt)以及两个陆块之间的中部造山带(Trans-North China Orogen)。通过二十多年的深入研究,在区域构造、变质地质、岩浆作用、地球化学、同位素年代学以及地球物理等方面积累了大量资料,并取得了一系列重要的科学进展。其中,胶-辽-吉带是华北克拉通最具代表性的一条古元古代造山/活动带,它不仅接受了古元古代巨量的陆壳物质沉积,而且经历了十分复杂的构造演化过程,并经受了多期岩浆-变质事件的改造。胶-辽-吉造山/活动带的物质组成最为丰富,以大面积分布的巨量(火山)沉积岩系为特征,在中国境内包括吉南地区的集安群和老岭群、辽东南地区的南辽河和北辽河群、胶北地区的荆山群和粉子山群,向南西则有可能穿越郯庐断裂延伸至徐州-蚌埠一带的五河群,总体呈NE向展布,延伸规模长约1000km。从巨量沉积岩系的岩石组合和空间分布特征来看,荆山群与南辽河群、集安群可以对比,而粉子山群则与北辽河群、老岭群相当。然而,由于多期/多阶段强烈构造变形作用的影响,原来各群、组中地层的上下层位及接触关系已完全破坏,目前均已呈规模不一的构造岩片形式叠置在一起,彼此之间呈断层或韧性剪切带接触。巨量变沉积岩系的源区物质主要来源于造山/活动带内古元古代花岗质岩石和两侧古老陆块的变质基底,原岩形成时代为1.95~2.15Ga左右。以往研究表明,胶-辽-吉造山/活动带变质作用的强度十分不均匀,(中-高压)麻粒岩相变质只局限于胶北的荆山群及相关岩石,而粉子山群以及辽东南的南、北辽河群和吉南的集安群、老岭群只经历了角闪岩相变质,局部甚至只达到绿片岩相变质。粉子山群、北辽河群和老岭群变质演化P-T-t轨迹具有顺时针型式,而荆山群、南辽河群和集安群的P-T-t轨迹则具有逆时针型式。本文最新研究发现,古元古代麻粒岩相变质作用并非只局限于胶北地区的荆山群及其邻区,而是贯穿于整个辽东南地区的南辽河群和吉南地区的集安群,其变质演化P-T-t轨迹与胶北地区荆山群泥质麻粒岩以及基性麻粒岩一样,均具有典型近等温减压(ITD)顺时针型式,整个胶-辽-吉造山/活动带的麻粒岩相峰期变质时代为1.9~1.95Ga左右。野外观察和室内岩相学研究表明,在麻粒岩相变质作用过程中,胶北的荆山群及相关岩石、辽东南的南辽河群以及吉南的集安群中的泥质麻粒岩均广泛发生了深熔作用,长英质脉体呈不规则细脉状、网脉状和透镜状分布于寄主岩石中,且与寄主岩石之间呈渐变过渡关系。深熔锆石U-Pb定年结果显示,区域性的深熔作用(或部分熔融)时代为1.84~1.86Ga之间,表明这期广泛的深熔事件应发生于胶-辽-吉造山/活动带整体构造折返的中-低压麻粒岩相退变质阶段。有关胶-辽-吉古元古代造山/活动带的空间展布、南北边界、延伸规律及其形成的大地构造背景一直存在着分歧和争议,最新研究表明,蚌埠-霍邱一带地表露头及其以西第四系覆盖区之下的花岗质岩石、基性麻粒岩和富Al片麻岩岩心,均记录了1.85~1.95Ga的麻粒岩相变质事件,暗示着胶-辽-吉造山/活动带更有可能穿越郯庐断裂,向鲁西南延伸至蚌埠-霍邱一带及其以西的第四系覆盖区之下的变质基底。而辽南地块和狼林地块大量1.85~1.95Ga变质热事件和1.8~1.9Ga、~2.1Ga两期岩浆事件的记录,则表明辽南地块和狼林地块(至少是一部分变质基底)曾卷入到胶-辽-吉古元古代构造演化事件之中。有关胶-辽-吉古元古代造山/活动带构造演化过程及其形成的大地构造背景,目前有三种构造模式,包括:裂谷开启-闭合模式、弧(陆)-陆碰撞模式和先裂谷-后碰撞造山演化模式,然而,带内异常复杂的巨量火山-沉积岩系的物质组成、多期/多阶段的岩浆作用事件、多种变质作用类型和十分复杂的变质演化P-T-t轨迹样式、多期/多阶段复杂的构造变形特征,难以采用上述任何一种构造演化模式来加以合理解释。由此可见,有关胶-辽-吉古元古代构造/活动带南侧边界需要进一步准确厘定,有关狼林地块和辽南地块的构造归属,特别是胶-辽-吉造山/活动带在古元古代构造演化的动力学过程及其形成的大地构造背景还有待进一步深入探讨。     

南辽河群斜长角闪岩的地球化学特征及地质意义:以三家子地区为例

基于详细的野外地质调查,对南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩进行了岩相学和地球化学研究。岩相学研究表明,南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩属于正变质岩。地球化学研究显示,这些斜长角闪岩原岩属于高铁拉斑玄武岩系列(Nb/Y=0.16~0.4),SiO_2含量为47.27%~50.68%,具有较低的TiO_2含量(0.92%~1.61%),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf等),表明其原岩形成于岛弧或活动大陆边缘,而非前人所说的大陆裂谷。综合岩相学和地球化学特征,初步认为其岩石成因与活动大陆边缘有关。     

辽东弓长岭—岫岩地区古元古界辽河群变沉积岩的物源及构造背景

辽东弓长岭—岫岩地区位于胶—辽—吉造山带东段,区内发育厚层古元古代变质沉积岩系,本文对这些变质沉积岩进行了岩相学和U-Pb年代学等方面的研究。岩相学特征显示这些岩石变质程度普遍偏低,多为绿片岩相变质条件,未发现高级特征变质矿物。岩石中主要矿物颗粒为石英,其中北辽河群碳酸盐矿物较为发育。根据辽东弓长岭-岫岩地区古元古代变沉积岩碎屑锆石阴极发光（CL）图像,这些锆石普遍具有清晰的振荡环带和较高的Th/U值（>0.3）,表明其原岩来自岩浆岩。结合LA-ICP-MS U-Pb年代学,得到里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组碎屑锆石分别呈现出2 159、2 500、2 189/2 530和2 044/2 197 Ma的年龄峰值,表明其沉积物来源于古元古代花岗质岩石和相邻的太古宙杂岩。结合前人资料,本文认为南、北辽河岩群形成于相同的环境并经历了相同的构造演化过程,古元古代弧-陆碰撞模式可能更适用于胶—辽—吉造山带的构造演化。     

辽东黄花甸地区古元古代花岗质岩浆作用及其地质意义

胶-辽-吉古元古代造山/活动带的辽东黄花甸地区出露大量古元古代花岗质岩石,前人将该区的花岗质岩石统称为花岗质混杂岩。本文通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗质混杂岩解体为时代及性质完全不同的两类花岗岩——黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩。其中黑云母二长花岗岩具有块状、条痕状、片麻状的不同构造类型,均显示富SiO_2(72.37%~77.44%)、贫Al_2O_3(11.69%~13.21%)、富K_2O(3.97%~5.11%)的特征,Na_2O/K_2O=0.64~1.08,TiO_2含量在0.18%~0.34%之间,MnO、MgO和P_2O_5的含量较低,分别为0.01%~0.07%、0.12%~0.32%和0.01%~0.06%,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.33~1.45之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质高钾钙碱性系列;微量元素Sr、Ba、Ti、P强烈亏损,具有明显的Eu负异常,具有A型花岗岩的特征。黑云母二长花岗岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从3个样品获得LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为2185±29Ma、2183±13Ma、2166±10Ma,据目前所获得南辽河群碎屑锆石年龄(1.95~2.15Ga),本文认为黑云母二长花岗岩的侵位时代要早于南辽河群地层沉积的时间,构成了南辽河群地层沉积的基底。花岗闪长岩呈岩枝状侵入黑云母二长花岗岩和里尔峪组地层中,富SiO_2(72.54%~74.31%)、Al_2O_3(15.01%~16.17%),全碱(K_2O+Na_2O)平均7.77%,相对富钠(Na_2O/K_2O=1.27~2.82),贫钙、镁,MgO平均为0.26%,CaO平均为1.59%,Mg#值平均为54.0,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.61~1.78之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质钙碱性系列,具明显的Eu正异常,Y/Yb低,Sr/Y高,而且强烈亏损Th、Ta、Nb、Ti等高场强元素,富集Ba、K、Rb、Sr等低场强元素,具有埃达克质花岗岩的特征。花岗闪长岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从2个样品获得LAICP-MS锆石U-Pb年龄分别为1995±18Ma、1995±13Ma。可以推断花岗闪长岩的侵位时代为2.0Ga左右。本文认为具有A型特征的黑云二长花岗岩是陆块内部拉伸减薄-裂解过程中下部地壳部分熔融的产物,具有埃达克质特征的花岗闪长岩是俯冲过程中所形成火山弧或活动大陆边缘岩浆活动的产物。以上研究表明胶-辽-吉古元古代造山/活动带可能经历了在2.2~2.15Ga左右的拉伸裂解过程和2.0Ga左右俯冲挤压的构造演化过程。     

秦岭造山带宽坪群中的变铁镁质岩的成因、时代及其构造意义

地球化学分析结果显示,宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩SiO2含量均小于53%,TiO2的含量分别是0.87%~2.03%和0.92%~2.12%,MgO含量较低（Mg#=29~49）,原岩类型为亚碱性TH系列玄武质岩石。宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的轻稀土、重稀土元素无明显分异,LREE呈现亏损—略富集,稀土元素配分模式呈平坦型,与E-MORB的配分模式相似。相对于N-MORB,宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的大离子亲石元素（LILE, 如Sr、K、Rb和Ba）轻度富集,高场强元素（HFSE,如Ta、Nb、Zr、Hf、Ti等）既不富集也不亏损, 显示与E-MORB相类似的地球化学特征。宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的初始锶比值比较分散,但其初始钕比值(143Nd/144Nd)(t)比较集中和均一,分别为0.511962~0.512192和0.512028~0.512157,??Nd(t)值均为正值,分别是+5.7~+10.2和+7.0~+9.5,表明2类岩石来自轻稀土和大离子亲石元素略呈亏损的源区。SHRIMP锆石U-Pb年代分析揭示,宽坪群变基性火山岩形成于晚新元古代Ediacaran期（611Ma±13Ma）,较老的残余晶核锆石可能是岩浆活动过程中捕获古老地壳成分的记录。黑云母40Ar/39Ar热年代学分析表明,宽坪群原岩变质时代为石炭纪Serpukhovian期（319.1Ma±3.6Ma）。认为宽坪群中的变铁镁岩块/片形成于晚新元古代被动陆缘裂谷洋盆,是华北陆块南缘大陆裂解作用的产物。     

琼北翁田铝质A型花岗岩的锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

琼北地区花岗岩出露较少,多零星分布在翁田镇至大致坡镇一带。本次研究选取该区域的翁田岩体为研究对象,通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,限定该岩体形成时代为245.1±2.4Ma,属于中三叠世。翁田岩体主要岩性为中粒斑状黑云母正长花岗岩,属于高钾钙碱性系列,具有高SiO2(74.57~76.15wt%)、高碱(Na2O+K2O=7.15~8.48wt%)、低MgO(0.19~0.31wt%)的特征,属于准铝质-过铝质花岗岩。岩石轻稀土富集,重稀土亏损,具强的负Eu异常,富集大离子亲石元素如Rb、Th、U、K等,明显亏损Nb、Ta,强烈亏损Ba、Ti、Sr、P,具高10^4Ga/Al、FeOt/MgO、K2O/Na2O比值和高(Zr+Nb+Ce+Y)含量,具有铝质A型花岗岩特征。结合区域资料,翁田铝质A型花岗岩的出现,表明海南岛在中三叠世处于伸展环境。     

辽东半岛辽河群变泥质岩变质变形研究:对古元古代造山作用及折返过程的启示

前寒武纪造山带解析是地球科学研究的重点.胶-辽-吉造山带作为华北克拉通最具代表性的造山带之一,是研究前寒武纪造山过程和物质折返的理想场所.本文以辽东半岛辽河群为研究对象,以变质变形为研究手段,系统解析胶-辽-吉造山带的造山及折返过程.含夕线石榴黑云片麻岩(样品18TZH49)位于造山带核心部分,其岩相学观察和相平衡模拟...     

冀东孤山子基性-超基性岩体锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征

对孤山子基性-超基性岩体的岩相学、锆石U-Pb年代学和全岩地球化学等方面研究,确定了该岩体的形成时代、岩石成因及其形成的构造环境。该杂岩体主要由辉石岩和角闪辉石岩组成,元素地球化学上,贫SiO_2(34.28%~49.22%)、K_2ONa_2O、富MgO(4.54%~13.26%)特征,属碱性系列岩石。岩石稀土元素球粒陨石标准化配分模式为轻稀土富集型,(La/Yb)_N=8.14~36.19,Eu异常不明显,稀土元素原始地幔标准化分布模式相似,为上地幔富集地幔熔融。岩石富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K)和LREE(如La和Ce),明显亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和HREE。样品Nb/U、Ce/Pb和La/Sm比值显示岩体经历了有限的地壳混染。锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学研究表明,岩石锆石U-Pb年龄分为3类:一类锆石U-Pb年龄为(1 392±10)Ma,应为孤山子超基性侵入体侵位过程中捕获的碎屑锆石;第二类锆石U-Pb年龄为(274.5±2.1)Ma,为岩浆侵位时形成的锆石;第三类锆石U-Pb年龄为(53.02±1.1)Ma,为热液锆石。研究认为,岩体的岩浆源区主要为亏损地幔,可能受晚古生代古亚洲洋俯冲洋壳的脱出流体迭加作用和地壳物质的混染。结合区域构造演化,认为岩体形成于古亚洲洋闭合后挤压向伸展转换的构造背景。