鞍山3.3Ga陈台沟花岗岩地球化学和Nd、Pb同位素特征

地球化学和Ｎｄ、Ｐｂ同位素研究表明，鞍山地区陈台沟花岗岩不是早期古老陆壳物质壳内再循环的产物，而是同时代亏损地幔提取物（变玄武质岩石）在短时间内发生再次熔融的结果，形成过程中受到古老陆壳物质的混合混染。３．１５±Ｇａ是鞍山地区地质演化过程的一个重要阶段，它使陈台沟花岗岩的长石Ｐｂ和全岩Ｐｂ发生再次均匀化。３．３Ｇａ的花岗质岩石在鞍山弓长岭地区也有分布，它们来自于与陈台沟花岗岩类似的物源区，但形成条件可能并不完全相同。     

鞍山地区太古宙地壳地构造演化序列

鞍山地区的太古宙变质岩，主要由花岗质岩石（约占９０％）和表壳岩（含铁岩系）组成。其中花岗岩包括铁加山花岗岩和弓长岭花岗岩，表壳岩由磁铁石英岩和绢云绿泥石石英片岩组成。表壳岩沉积年龄大于３０００Ｍａ，铁架山花岗岩侵位于２９００Ｍａ，稍后却发生第一幕韧性变形，在铁架山花岗岩中发育了ＮＥ走向片麻理，在表壳岩中形成同斜被迫褶皱及轴面片理Ｓ１。２６００Ｍａ左右弓长岭花岗岩侵位，稍后又发生第二幕韧性变形，产生     

鞍山地区铁架山花岗岩及表壳岩的锆石SHRIMP年代学和Hf同位素组成

辽宁鞍山中太古代铁架山花岗岩是华北克拉通时代最古老、分布范围最大的富钾质花岗岩.具相对高钾（4.77～5.75%）低钠（3.16～3.52%）、强烈负铕负钡异常（Eu/Eu＊=0.40～0.51,Ba/Ba＊=0.15～0.26）的组成特征,且高tDM（Nd）（3.42～3.38Ga）,低εNd（t）（-3.61～-2.51）.花岗岩样品A9837和A0433岩浆锆石年龄分别为2992±10Ma和2983±10 Ma.结合前人定年结果,可把铁架山花岗岩主体形成时代限制在2.96～2.99 Ga之间.另一花岗岩样品A9825岩浆锆石年龄为2914±4 Ma,可能代表了铁架山花岗岩形成后局部深熔作用的时代.首次在铁架山花岗岩中获得残余锆石年龄,其最大达3759 Ma.2个花岗岩样品（A9837,A9825）岩浆锆石的tDM（Hf）和εHf（t）分别为3.48～3.32 Ga和-7.85～-2.29,残余锆石的tDM（Hf）和εHf（t）分别为3.89～3.47 Ga和-19.5～-6.2.这些资料为铁架山花岗岩形成于古老陆壳物质再循环提供了直接证据.存在于铁架山花岗岩中的表壳岩主要为变质沉积岩,其地球化学组成特征与铁架山花岗岩类似.3个变质沉积岩样品（A9819,A0435,A0436）的碎屑锆石年龄大都为～3.0 Ga,其中2个样品（A0435,A0436）的碎屑锆石εHf（t）和tDM（Hf）分别为-9.93～-2.29和3672～3297 Ma,与铁架山花岗岩中的岩浆锆石类似.表明这些变质沉积岩形成于铁架山花岗岩之后,而不是以前认为的那样为铁架山花岗岩中的包体.     

吉林太古宙花岗岩类构造─岩浆演化

本文较为详细地研究了吉林太古宙花岗质岩石的地质,地球化学及构造特征,将花岗质岩石划分为三个岩浆演化系列,它们分别与不同的构造变形阶段相对应,即变形前-同变形壳源岩浆分异系列、晚变形深熔岩浆分凝系列和变形后壳源岩浆分异系列。通过上壳岩、花岗岩的变质作用、变形作用、岩浆活动的综合研究,讨论了麻粒岩变质作用与TTG岩浆形成于岛孤或活动大陆边缘的大地构造环境,剪切变形对深熔作用的影响,提出辉石花岗岩类的形成与造山带的伸展拆离作用有关。     

鞍山陈台沟铁矿地质地球物理找矿模型

陈台沟铁矿床为新太古代时期形成的鞍山式沉积变质型铁矿床,是近年来在鞍山地区将地质与物探相结合,寻找深部贫铁矿床最为成功的典型范例。文章分析了陈台沟铁矿床的控矿地质条件及磁异常特征,建立了地质-地球物理找矿模型,对深部铁矿赋存部位进行了预测,并实施了钻探验证,以期为类似条件下寻找深部隐伏铁矿提供参考。     

鞍山陈台沟BIF铁矿与太古代地壳增生：锆石U-Pb年龄与Hf同位素约束

新发现的陈台沟隐伏铁矿床位于辽宁鞍山附近,矿石类型以条带状铁矿石为主,铁矿层顶板围岩为绿泥石英片岩,底板围岩为黑云石英片岩.元素地球化学分析表明,铁矿石及磁铁矿单矿物均富集重稀土,具La、Eu及Y正异常,无明显Ce负异常,反映成矿物质来源于海底高温热液(约占0.1％)与海水的混合溶液,且BIF沉积时海水处于缺氧环境.标型组分分析显示铁矿石及磁铁矿属于沉积变质型或BIF型.原岩恢复表明,绿泥石英片岩原岩为酸性火山岩,黑云石英片岩原岩为泥砂质岩石,二者皆富集Rb、Th、U、LREE,亏损Nb、Ta、Ti.构造背景分析表明两类片岩的原岩均形成于岛弧背景,反映了陈台沟BIF沉积时的构造环境.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示铁矿体夹层绿泥石英片岩中岩浆锆石形成于2551±10Ma,代表陈台沟BIF形成时代;变质锆石形成于2469±23Ma,代表后期变质作用时代.Hf同位素分析显示大多数锆石具有正的εHf(t)值(-2.23 ～7.54),表明岩浆源区以亏损地幔物质为主,但明显受到古老地壳物质的混染;二阶段模式年龄(tDM2)主要介于3133～ 2580Ma之间.结合其他矿区Hf同位素资料,指示鞍本地区可能存在新太古代(～2.55Ga)地壳增生事件.综合分析认为,陈台沟铁矿属Algoma型BIF,是新太古代末华北克拉通大规模BIF成矿事件的代表之一.     

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。     

鞍山小岭子花岗岩地球化学及锆石SHRIMP年代学

鞍山小岭子花岗岩岩浆锆石离子探针年龄为130.2±2.7Ma,形成于早白垩世。小岭子花岗岩高SiO2、Na2O K2O、TFeO/MgO,富集轻稀土元素和高场强元素Zr、Nb、Y,低CaO、Ba、Sr,地球化学组成与该区大范围分布的千山花岗岩十分相似,具A型花岗岩特征,其形成与古太平洋板块俯冲至中国大陆东部之下引起的拉张有关。     

鞍山地区东鞍山花岗岩年代学、地球化学特征及成因研究

鞍山地区位于华北地台东北部辽宁省,区内保留有3.8~2.5Ga连续的地质记录。对位于鞍山市南侧的东鞍山花岗岩进行了SHRIMP锆石U-Pb同位素分析、白云母Ar-Ar同位素分析及岩石地球化学分析。SHRIMP测年结果为3004±7Ma,代表岩石的形成年龄,Ar-Ar测年结果为2545±16Ma,代表岩石受到构造热事件扰动的时间。岩体地化特征为富硅(Si O2=72.95%~75.37%,平均值为74.18%)、富碱(K2O+Na2O=7.05%~8.45%)、富铝(Al2O3=12.95%~15.44%),低钙(Ca O=0.13%~0.66%)。在稀土元素配分图上,曲线呈明显的右倾趋势,且有较明显的负Eu异常,重稀土分馏不明显。在微量元素洋中脊玄武岩标准化蛛网图上可以看出,东鞍山花岗岩强烈亏损Nb、P、Sr、Ti,富集大离子亲石元素Rb、K、Nd和高场强元素Th、U。岩石地球化学特征表明东鞍山花岗岩岩浆来源为壳源,残留相可能由石榴石+辉石+角闪石+斜长石组成。将鞍山-本溪地区3个3.0Ga花岗岩(东鞍山花岗岩岩体、铁架山二长花岗岩岩体以及弓长岭片麻状花岗岩)的地球化学数据进行对比,发现三者的地球化学存在较大差异,为三个独立的岩体。三个岩体最初可能发育在一个陆块之上,然后在25.5亿年左右分离开来,最后在25亿年左右再次拼贴到一起。     

辽东鞍山地区太古代构造样式及其数值模拟

太古宙地壳的构造样式一直是地学界研究的热点问题之一,存在着垂向构造和水平构造两大不同的构造演化认识。位于华北克拉通东缘的辽东鞍山地区广泛出露太古宙TTG岩系、绿片岩相变质的基性-中酸性火山碎屑岩、硅铁质沉积建造构成了典型的太古宙花岗-绿岩带。此外,花岗-绿岩带内丰富的构造变形记录,为探讨早期地壳构造演化提供了重要的线索。详细的野外宏观构造解析表明,鞍山东部白家坟、齐大山地区TTG岩系与(含铁)绿岩接触部位发育了陡倾滑韧性剪切带,代表了新太古宙地壳的垂向"穹脊构造"样式。基于I2VIS有限元差分方法模拟结果表明,鞍山地区花岗-绿岩带垂向构造成因应受控于新太古代末期大规模的岩浆活动造成的TTG上地壳岩石活化,粘度降低,密度变小,(含铁)绿岩建造与TTG岩石的密度差引起的拗沉作用。同时数值模拟结果显示太古代垂向拗沉构造体制很可能是地球演化早期的一种壳-幔物质交换循环的重要机制。     

鞍山地区始—古太古代花岗质地壳的形成及演化——深沟寺杂岩的岩石学、年代学及地球化学证据

鞍山是华北克拉通唯一保存有完整太古宙地质记录(3.81~2.5Ga)的地区。为了进一步了解本区太古宙早期花岗质地壳的形成及演化,本文对鞍山地区典型的太古宙杂岩——深沟寺杂岩进行了详细的岩石学、年代学及地球化学研究。根据岩石学及产状分析确定了始太古代奥长花岗质片麻岩和古太古代混合岩化片麻岩杂岩两个主要岩石单元:前者SIMS锆石U-Pb定年结果为3803±9Ma,代表始太古代古老的花岗质陆壳;后者年龄为3311~3335Ma,代表古太古代强烈构造-变质热事件。始太古代奥长花岗岩以高Si、富Na、贫K为特征;轻重稀土分异不明显,(La/Yb)N值介于6.76~35.96,具有弱的负铕异常(δEu=0.57~1.43);微量元素相对富集Rb、La、Hf和Zr等,亏损Nb、Ta、Sr和Ti等,且Sr/Y比值(8~29)、Mg#(21~30)、Cr(8.81×10~(-6)~28.00×10~(-6))和Ni(0.881×10~(-6)~18.55×10~(-6))含量较低,表明源区无地幔物质参与,且未与石榴子石发生平衡,斜长石可能残留源区,形成深度相对较浅。同时结合鞍山地区~3.8Ga锆石具有正的εHf(t)值,始太古代奥长花岗岩来源于地幔岩浆底侵导致地壳底部含水玄武质岩石(角闪岩)部分熔融形成的新生地壳。古太古代混合岩化片麻岩杂岩的主要矿物组合为石英+斜长石+黑云母,无不一致相矿物(钾长石、矽线石和石榴子石等),表明熔融过程中含水矿物未发生脱水反应,主要反应为Qtz+Pl±H2O=melt。此外,混合岩化片麻岩杂岩中未见富铝矿物和碎屑岩结构,推断其为正片麻岩,原岩为奥长花岗岩或英云闪长岩;结合岩石中存在大量始太古代继承锆石,且~3.3Ga锆石εHf(t)多为负值,混合岩化片麻岩杂岩形成于始太古代奥长花岗质地壳的重熔。本文研究结果表明,鞍山地区始—古太古代花岗质地壳演化可划分为两个主要阶段:始太古代奥长花岗质地壳生长(~3.8Ga)和古太古代花岗质地壳重熔(~3.3Ga)。     

弓长岭鞍山群太古代基底岩石特征

弓长岭鞍山群呈北西至南东方向分布,位于中朝陆块东端,该群各类型岩石构成华北陆块古老的变质结晶基底.文中详细地记述了岩浆岩及混合岩、硅质板岩和长英质变粒岩、变超基性岩、变基性火山岩、变泥质岩、铁矿床、变辉长辉绿岩岩墙群的岩石特征和产出特征及成岩时代.本区为低压区域浅变质类型,演化与成岩时代约在太古代的中、晚期(3 400~2 500 Ma).     

鞍山地区太古宙早期地壳生长及重熔——来自始-古太古代片麻岩杂岩的岩石学及年代学证据

本文报道了鞍山地区新厘定的一套始—古太古代片麻岩杂岩的岩石学特征及锆石U-Pb年代学数据,以探讨太古宙早期地壳的形成及演化过程。杂岩在全区广泛分布,野外以包体形式产于约3.1Ga细粒奥长花岗岩之中。主要包括始太古代奥长花岗岩/石英闪长岩和古太古代片麻岩杂岩两个岩石单元,前者呈透镜体产出于后者之中。始太古代奥长花岗岩/石英闪长岩部分遭受变质作用改造,但整体较好地保留了岩浆结构及构造,其年龄为3.77~3.81Ga,锆石εHf(t)值大于0,表明其为玄武质岩石经部分熔融形成的新生地壳。古太古代片麻岩杂岩由条带状片麻岩、浅色奥长花岗质片麻岩、黑云母片岩及少量斜长角闪岩等组成,岩石类型多样且组构复杂、不均一,受到塑性流变变形作用的改造,为地壳深部层次下变质-深熔作用的产物,各岩石锆石U-Pb年龄相近,为3.29~3.36Ga,锆石εHf(t)值小于0,表明其来源于始太古代古老地壳的重熔。杂岩记录了~3.8Ga、3.7~3.4Ga以及~3.3Ga等多期岩浆-构造热事件,其中~3.8Ga和~3.3Ga分别代表本区主要的两期地壳生长和地壳重熔事件。多期次地壳生长和重熔可能是早期地壳演化的主要机制及过程,这与全球多个太古宙地体类似。