阿拉善雅布赖山二叠纪中酸性岩浆岩年代学、地球化学、锆石Hf同位素特征及构造意义

雅布赖山位于内蒙古自治区阿拉善盟西部,该地区广泛出露中酸性岩浆岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年显示,雅布赖山花岗质岩石形成于早中二叠世,其中花岗闪长岩年龄为280±1 Ma,正长花岗岩年龄为286±1 Ma,英安岩年龄为275±2 Ma,英云闪长岩年龄为272±1 Ma。正长花岗岩个别锆石的εHf(t)值为正值,大多数低于0[εHf(t)=-5.8~+1.8],暗示其可能起源于新生地壳物质或形成过程中有亏损地幔物质的加入,而花岗闪长岩[εHf(t)=-13.0~-8.1]、英云闪长岩[εHf(t)=-10.1~-3.3]和英安岩[εHf(t)=-15.2~-4.9]中锆石的εHf(t)值均低于0,表明这些岩浆岩的源区主要为古老的地壳物质,这与典型的古老陆块上发育的酸性岩浆岩一致。地球化学分析结果表明,该地区花岗闪长岩和正长花岗岩具有相似的微量和稀土元素组成,都显示出轻稀土元素相对富集和重稀土元素相对亏损的特征,并具有微弱-中等的Eu负异常;而英云闪长岩则具有一定程度的Eu正异常,且相比前两者具有较高的Sr/Y值(300)。排除岩浆在侵位过程中围岩同化混染作用的影响,中上地壳酸性侵入岩的结晶分异作用难以形成如此高的Sr/Y值,因而英云闪长岩高Sr/Y值特征可能是源区特征的反映。因斜长石、角闪石和黑云母均不能显著影响Sr/Y值,所以造成英云闪长岩与花岗闪长岩和正长花岗岩地球化学差异的原因可能是其源区较深而存在石榴子石残留。结合前人研究,雅布赖山地区及其以东的诺尔公-狼山一带以及华北克拉通北缘广泛分布的晚古生代岩浆岩形成了一条近东西向展布的岩浆岩带。其中,雅布赖山二叠纪岩浆岩可能形成于宗乃山-沙拉扎山构造带和雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带拼合的碰撞或碰撞后环境。     

柴北缘锡铁山花岗斑岩锆石U—Pb年代学、地球化学及Hf同位素

对锡铁山北东侧的花岗斑岩体进行锆石U—Pb年代学、岩石地球化学及Hf同位素研究。通过LA—ICP—MS锆石U—Pb同位素测年,获得花岗斑岩的成岩年龄为373. 9±2. 2 Ma (MSWD=0. 069),属于晚泥盆世岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示岩石富硅(SiO_2=76. 33%～76. 99%)和碱(K_2O+Na_2O=7. 28%～8. 19%),低钙(CaO=0. 58%～0. 75%)、镁(MgO=0. 20%～0. 31%)和Mg~#值(Mg~#=23. 29～30. 17),A/CNK介于0. 97～0. 98,属于准铝质钙碱性岩石系列。岩石相对富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素及Ba、Sr等部分大离子亲石元素。稀土元素配分曲线呈右倾型,轻稀土元素分馏明显,重稀土元素分馏较弱,且相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,显示明显的负Eu异常(δEu=0. 36～0. 43)。锆石Hf同位素ε_(Hf)(t)比值为+6. 6～+9. 6,二阶段模式年龄T_(DM2)为760～950 Ma。综合岩石地球化学及同位素的研究表明,锡铁山花岗斑岩为高分异的I型花岗岩,岩浆源区主要为起源亏损地幔的新元古代新生地壳物质的部分熔融。结合区域构造背景和前人研究成果,认为本文锡铁山花岗斑岩形成于柴达木地块与祁连地块碰撞后伸展的大地构造环境。     

辽宁省清原县南口前岩体锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素

华北板块周边地区板块的俯冲与碰撞对华北后来的岩石圈破坏可能产生了重要影响.对南口前岩体进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,确定其时代及形成的构造背景.测年结果表明,岩石为晚三叠世(224±1 Ma)岩浆侵入的产物.地球化学研究表明岩石为高钾钙碱性系列,A/CNK值为0.98~1.07,属准铝质-过铝质花岗岩类.高Sr(394×10-6~545×10-6),低Yb(0.61×10-6~0.93×10-6),判断岩石属于埃达克岩类.岩石的ε_Hf(t)值为-13.2~-6.9,二阶段模式年龄(T_DM2)变化于1 669~1 825 Ma之间,判断岩石源于元古代地壳岩石的部分熔融.综合前人研究成果,认为岩石形成于古亚洲洋闭合后的造山后拉张环境.      

柴达木盆地北缘锡铁山铅锌矿区辉长岩锆石U--Pb年代、岩石地球化学和Hf同位素特征

为确定锡铁山矿区辉长岩的形成时代、原岩性质和岩石成因,笔者对其进行锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Hf同位素的研究。结果表明:辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(514.7±1.1)Ma,属于中寒武世;岩石中SiO_2含量为47.88%～49.87%,MgO为4.66%～5.21%,TiO_2为0.47%～0.51%,P_2O_5为0.04%～0.05%,K_2O为0.34%～0.56%,Na_2O为2.67%～3.24%,Mg~#为61.67～65.84,为高铝的钙碱性系列岩石;具有略右倾的稀土配分曲线模式,显示明显的正Eu异常(δEu=1.74～1.92);岩石的锆石Hf同位素ε_(Hf)(t)为4.1～7.67,单阶段模式年龄(T_(DM1))为950～812 Ma,表明岩浆源区为亏损地幔。岩石富集大离子亲石元素K、Ba、Sr和不相容元素U,亏损高场强元素Nb、Zr和P和Ti,显示为典型的岛弧岩浆岩特征。综合研究认为,锡铁山辉长岩形成在柴达木洋向北俯冲于祁连山地块之下的岛弧环境,进一步证实柴北缘在中寒武世发生了洋壳俯冲作用。     

吉林延边地区棉田岩体锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素

对延边地区棉田花岗闪长岩岩体进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学以及Hf同位素的研究, 以便对其岩石成因和古太平洋板块俯冲作用的开始时间给予制约.棉田岩体主要由花岗闪长岩和次要的花岗岩组成, 花岗闪长岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明, 该岩体形成于早侏罗世(177±2 Ma, MSWD=1.13).在地球化学研究方面, 它们属于高钾钙碱性-钙碱性系列, A/CNK值介于0.88~1.12之间, 属准铝质, 为I型花岗岩, 并且明显富集大离子亲石元素(如K、Ba、Rb)、轻稀土元素(LREE)以及Th、U, 相对亏损高场强元素(如Ta、Nb、Ti、P).岩石的ε_Hf(t)值和二阶段模式年龄(T_DM2)分别介于±8.72~±12.28和437~663 Ma之间.结果表明, 岩体的原始岩浆源于新增生陆壳的部分熔融.综合区域同时代火成岩的研究成果, 认为棉田花岗闪长岩岩体形成于古太平洋板块向欧亚大陆俯冲下的火山弧环境.      

冀北东猴顶A型花岗岩成因：岩石地球化学、锆石 U Pb年代学及Sr—Nd—Pb—Hf同位素制约

本文对河北丰宁地区前人所定的东猴顶正长斑岩和石英正长斑岩进行了岩石学、锆石U Pb年代学、元素地球化学以及Sr—Nd—Pb—Hf同位素分析。LA MC ICP MS锆石U Pb测年和岩石学显示东猴顶岩体为早白垩世（~129Ma）钾长花岗斑岩,而非前人认为的侏罗纪—白垩纪正长斑岩和石英正长斑岩。东猴顶岩体具有高硅（6907%~7300%）、富碱（Na2O+K2O：900%~1056%）和FeO（全铁）/MgO比值大的特征,属高钾钙碱性系列;岩石富集轻稀土,负铕异常明显（δEu：025~041）,相对富集K、Rb等大离子亲石元素和Zr、Hf、Th、U、Y等高场强元素,亏损Ca、Ba、Sr、P、Ti、Cr、Ni、Co等元素,Ga/Al比值高,具A型花岗岩特征,可能形成于伸展环境构造体制。岩体n（87Sr)/n(86Sr）i=070815~071197,εNd（t）值为-132~-168,对应的二阶段模式年龄（T2DM）为20~23Ga;全岩n(206Pb)/n(204Pb)i=16745~16765,n(207Pb)/n(204Pb)i=15372~15394,n(208Pb)/n(204Pb)i=37706~37794;锆石Hf同位素组成为εHf（t）值=-207 ~ -92,二阶段模式年龄（TDMC）为19~26 Ga。同位素特征表明岩体源岩可能主要来自壳源物质。考虑到华北克拉通东部地壳生长的主要时期为新太古代,因此,东猴顶岩体的岩浆来源于太古代地壳物质和部分亏损地幔物质的混合源区,是华北克拉通北缘中生代岩石圈强烈减薄、地壳伸展作用的结果。     

华北板块北缘东段二叠纪的构造属性:来自火山岩锆石U-Pb年代学与地球化学的制约

本文对华北板块北缘东段大河深组、关门咀子组火山岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年和岩石地球化学研究以便制约该区的区域构造演化。大河深组和关门咀子组火山岩中的锆石均呈自形-半自形晶,具有清晰的岩浆振荡生长环带和条痕状吸收(玄武安山岩)的特点,其Th/U比值高达0.31～1.56,表明其岩浆成因。测年结果表明,桦甸大河深组流纹岩形成于早二叠世(279±3Ma～293±2Ma),珲春和图们关门咀子组玄武安山岩和玄武岩分别形成于早二叠世(275±7Ma)和晚二叠世(250±5Ma)。大河深组火山岩SiO2含量介于64.9%～75.4%,Mg#值介于0.21～0.57,属于中钾-高钾钙碱性系列,明显富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs)、亏损高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Ti)以及P元素,类似活动大陆边缘火山岩;其锆石的εHf(t)值为+0.9～+10.37,Hf同位素二阶段模式年龄值为785～1240Ma,表明它们均起源于中-新元古代新增生玄武质下地壳的部分熔融。珲春早二叠世关门咀子组属于中钾钙碱性系列;贫硅(53.4%～53.7%)和HFSEs,富铝(16.4%～16.8%)和LILEs,具有较低的稀土元素总量,以及较平坦的稀土配分型式,显示出岛弧火山岩的地球化学属性;该组火山岩的原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水熔融交代的亏损地幔楔。图们晚二叠世关门咀子组玄武岩SiO2含量为48.7%～49.6%,Mg#值高达0.64～0.72,相对富集LREEs和LILEs,亏损HREEs和HFSEs,具有火山弧玄武岩的地球化学属性,同时其εNd(t)=+6.01,暗示其原始岩浆起源于亏损的岩石圈地幔。综上所述,我们认为早二叠世至晚二叠世期间,华北板块北缘东段(吉林中部地区)和兴凯地块西南缘均处于古亚洲洋的俯冲作用下。     

柴北缘胜利口东地区白云母二长花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素

[研究目的]柴北缘地区分布着大量早古生代花岗岩,是否存在与大陆深俯冲和早期碰撞阶段的岩浆活动,截至目前研究资料较少,制约了对柴北缘地区大地构造背景演化的认识.[研究方法]本文对胜利口东地区白云母二长花岗岩进行锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Hf同位素研究.[研究结果]通过LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得...     

柴北缘大柴旦滩间山花岗斑岩体锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素

为了研究柴北缘大柴旦地区在华力西期构造演化特征,对大柴旦地区滩间山花岗斑岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学以及Hf同位素的研究.花岗斑岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该岩体形成于晚泥盆世(356.0±2.8 Ma,MSWD=0.53).地球化学分析显示花岗斑岩属于中钾钙碱性-钙碱性系列,A/CNK值为0.97~1.10,属弱过铝质,为I型花岗岩,富集大离子亲石元素(如K、Ba、Rb)和轻稀土元素(LREE)以及Th、U,相对亏损高场强元素(如Ta、Nb、Ti、P).岩石的ε_Hf(t)值和二阶段模式年龄(T_DM2)分别介于±5.43~±8.38和1 017~1 284 Ma之间.上述特征表明,滩间山花岗斑岩的原始岩浆源于中元古代新增生陆壳的部分熔融.综合区域地质演化背景,认为滩间山花岗斑岩形成于柴达木地块与南祁连地块碰撞后伸展构造环境.      

柴北缘滩间山地区独树沟金矿花岗斑岩锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素

本文报道了柴北缘滩间山地区独树沟金矿区花岗斑岩的地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素的研究结果。全岩化学分析显示岩石具有富硅(SiO₂=75.23%～77.28%)、钠(Na₂O/K₂O=1.71～2.41),贫铁(TFe₂O₃=1.04%～3.24%)、镁(MgO=0.28%～0.39%)、钙(CaO=0.23%～0.75%)、铝(Al₂O₃=13.09%～13.73%)的特征;样品富集大离子亲石元素如Rb、K、Th和U,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,岩石具有较强的Eu负异常(δEu=0.49～0.53),分异指数DI为90.76～93.71,指示岩石发生了较强的结晶分异作用,通过与邻区花岗岩进行特征对比,判断独树沟花岗斑岩为高分异I型花岗岩;锆石U-Pb定年显示,独树沟花岗斑岩形成于350.8±1.7Ma;锆石Hf同位素显示,独树沟花岗斑岩的锆石ε_Hf(t)值为+1...     

华北克拉通北缘白乃庙组变质火山岩锆石定年与岩石地球化学特征

白乃庙组绿片岩是白乃庙铜金矿床赋存层位,矿区构造上位于华北克拉通北缘古生代陆缘增生带内。岩石学、岩石地球化学特征指示该绿片岩原岩为中基性火山岩。对白乃庙组变质火山岩的锆石LA-MC-ICP-MS UPb年代学研究表明,该火山岩形成年龄为449±3Ma(n=33,MSWD=4.0),为晚奥陶世岩浆活动的产物。白乃庙组变质火山岩具有低的SiO2(43.47%~54.64%)、TiO2(0.60%~1.31%)和P2O5(0.08%~0.35%),宽的MgO(3.98%~12.99%)含量,属于钙碱性系列岩石,岩石富集大离子亲石元素K、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta,Zr、Hf也表现为轻微的亏损。轻重稀土分馏明显,具有不同程度的Eu异常(Eu/Eu*=0.7~1.2)和轻微负的Ce异常(Ce/Ce*=0.74~1.01)。岩石地球化学特征表明白乃庙变质火山岩经历了一定程度的结晶分异,橄榄石和单斜辉石为主要的结晶相。该变质火山岩具有较低的Ti/Y(2.5~5.0)和Zr/Y(189~355)值、低的176 Hf/177 Hf比值和较宽的εHf(t)值,暗示源区可能为岩石圈地幔,且受到了地壳的混染。Nb和Ta强烈亏损、极低的Nb/Ta值(0.08~1.09)以及Ce的负异常表明与大洋板块的俯冲作用有关,岩浆源区可能已受到俯冲组分的影响。构造环境判别显示白乃庙变质火山岩为与消减作用有关的大陆弧岩浆岩。锆石二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化范围为1073~1470Ma,平均值为1285Ma(n=30),暗示华北板块北缘在中—新元古代时期曾发生过一次重要的构造热事件。     

Early Neoarchean Magmatic and Paleoproterozoic Metamorphic Events in the Northern North China Craton: SHRIMP Zircon Dating and Hf Isotopes of Archean Rocks from the Miyun Area, Beijing

The Miyun area of Beijing is located in the northern part of the North China Craton(NCC)and includes a variety of Archean granitoids and metamorphic rocks.Magmatic domains in zircon from a tonalite reveal Early Neoarchean(2752±7 Ma) ages show a small range in ε_(Hf)(t) from 3.1 to 7.4and t_(DM1)(Hf) from 2742 to 2823 Ma,similar to their U-Pb ages,indicating derivation from a depleted mantle source only a short time prior to crystallization.SHRIMP zircon ages of granite,gneiss,amphibolite and hornblendite in the Miyun area reveal restricted emplacement ages from 2594 to2496 Ma.They also record metamorphic events at ca.2.50 Ga,2.44 Ga and 1.82 Ga,showing a similar evolutionary history to the widely distributed Late Neoarchean rocks in the NCC.Positive ε_(Hf)(t) values of 1.5 to 5.9,with model ages younger than 3.0 Ga for magmatic zircon domains from these Late Neoarchean intrusive rocks indicate that they are predominantly derived from juvenile crustal sources and suggest that significant crustal growth occurred in the northern NCC during the Neoarchean.Late Paleoproterozoic metamorphism developed widely in the NCC,not only in the Trans-North China Orogen,but also in areas of Eastern and Western Blocks,which suggest that the late Paleoproterozoic was the assembly of different micro-continents,which resulted in the final consolidation to form the NCC,and related to the development of the Paleo-Mesoproterozoic Columbia or Nuna supercontinent.     

华北克拉通南缘豫西下汤地区2.3 Ga岩浆作用和1.94 Ga变质作用

本文报道了华北克拉通南缘豫西鲁山下汤地区古元古代片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩的全岩地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。岩石呈包体形式存在于中元古代花岗岩中。片麻状花岗岩具深熔特征,岩浆锆石年龄为2.30Ga;岩石高SiO2和K2O,低ΣFeO、MgO和CaO,具稀土总量较高(ΣREE=165.8×10-6)、轻重稀土分离较强[(La/Yb)n=37.8]及弱负铕异常(Eu/Eu*=0.76)的稀土模式;εNd(t)(t=2.30Ga)=-0.75;tDM(Nd)=2.66Ga。黑云角闪斜长片麻岩变质原岩为辉长闪长岩,捕获锆石年龄为2.25Ga;岩石低SiO2和MgO,高Al2O3和P2O5,具稀土总量高(ΣREE=373.4×10-6)、轻重稀土分离不强[(La/Yb)n=9.4]及较强负铕异常(Eu/Eu*=0.44)的稀土模式;εNd(t)(t=2.25Ga)=-1.21;tDM(Nd)=2.75Ga。片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩都记录了1.94Ga变质锆石年龄。片麻状花岗岩的岩浆锆石组成域的εHf(t)(t=2.30Ga)=-6.71～0.38,tDM1(Hf)=2627～2910Ma,tDM2(CC)(Hf)=2823～3255Ma。黑云角闪斜长片麻岩的捕获锆石组成域的εHf(t)(t=2.25Ga)=-19.58～-1.73,tDM1(Hf)=2664～3360Ma,tDM2(CC)(Hf)=2968～4011Ma。结合前人资料,得出如下结论:华北克拉通南缘豫陕晋结合部地区存在一规模较大的约2.3Ga地质体分布区;华北克拉通南缘很可能存在规模巨大的>2.7Ga基底;中部造山带与孔兹岩带具有类似的古元古代晚期构造热事件演化历史。     

华北板块北缘中段二叠纪的构造属性:来自火山岩锆石U-Pb年代学与地球化学的制约

为了探究苏吉组基性岩岩浆的起源和演化,对华北板块北缘中段土牧尔台地区苏吉组玄武安山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和岩石地球化学研究,并用此来制约该地区的构造演化历史。苏吉组玄武安山岩中的锆石形态较好,均为自形—半自形,具有明显的震荡环带,且Th/U值为0.61~1.06,反映其为典型的岩浆成因。测年结果显示,苏吉组玄武安山岩形成于早二叠世((279.0±2.1)Ma)。地球化学特征表明,苏吉组玄武安山岩贫硅(49.0%~55.2%)和HFSEs,富铝(15.70%~17.80%)、镁(Mg#=49.84~67.02)和LILEs,具有较低的稀土元素总量和较平缓的稀土分配方式,显示了岛弧火山岩的地球化学特征,加之本组安山岩具有高镁安山岩的属性,所以该组火山岩源区应为受俯冲板片流体交代的亏损地幔楔。综上,笔者认为苏吉组安山岩形成于俯冲的构造背景下,在早二叠世古亚洲洋未闭合。     

华北板块北缘东段中三叠世构造演化——来自辽宁法库地区侵入岩的证据

本文对华北板块北缘东段辽宁北部法库地区中三叠世风歧堡岩体和靠陵沟岩体进行了岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学及Lu-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,风歧堡岩体和靠陵沟岩体加权平均年龄分别为（241±1） Ma和（243±1） Ma,侵位时代为中三叠世。风歧堡岩体的Ba和Sr质量分数分别为（290.00×10^-6~484.00×10^-6）和（129.00×10^-6~338.00×10^-6）,Sr/Y值为13.27~28.17,Sr/Yb值为117.50~250.28;靠陵沟岩体具有较高的Ba质量分数（899.00×10^-6~1 300.00×10^-6）和Sr质量分数（772.00×10^-6~997.00×10^-6）,以及较高的Sr/Y值（67.47~78.21）和Sr/Yb值（661.81~781.32）,Y、Rb和Yb质量分数较低,分别为11.00×10^-6~14.70×10^-6、55.80×10^-6~78.40×10^-6、1.17×10^-6~1.39×10^-6,地球化学特征上具有高Ba-Sr花岗岩的特征。此外,凤歧堡岩体样品富集大离子亲石元素Rb和K,亏损高场强元素Nb、P、Ti和大离子亲石元素Ba;靠陵沟岩体样品富集大离子亲石元素Ba、K、Sr,亏损高场强元素Nb、P、Ti。凤歧堡和靠陵沟岩体样品Nb/Ta值（4.18~10.26）和Zr/Hf值（30.39~38.76）与地壳平均值相近,Ni、Co和Cr质量分数较低;岩石地球化学特征表明法库地区中三叠世花岗质岩浆源岩为壳源岩石。中三叠世—晚三叠世早期,华北板块北缘东段处于造山地壳加厚阶段。研究区中三叠世花岗岩的ε_Hf（t）值均为正值,亏损地幔二阶段模式年龄（T_DM2）为949~555 Ma,结合岩石地球化学特征,中三叠世花岗质岩浆源岩为造山地壳加厚过程中新元古代新生下地壳部分熔融的产物。     

华北克拉通北缘内蒙古达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合及形成时代

在华北克拉通北缘达茂旗地区, 近东西向分布前寒武纪基底, 前人根据岩石组合特征将其划为色尔腾山岩群, 但缺乏年代学依据。通过岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其微量元素地球化学、锆石Lu-Hf同位素等研究对达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合、形成时代、物质来源进行讨论。研究表明, 达茂旗地区前寒武纪基底由色尔腾山岩群和古元古代变质侵入岩构成。色尔腾山岩群由黑云斜长片麻岩、大理岩组成, 形成时间为2009~2142 Ma, 属古元古代。古元古代存在2期侵入岩, 分别为1992~1999 Ma、1920 Ma。达茂旗地区在约2.6 Ga、2009~2142 Ma分别发生过陆壳增生作用, 并受到古老陆壳物质混染, 1999~1992 Ma的碱长花岗岩与石英闪长岩为新生陆壳重熔产物, 可能受到古老陆壳物质混染; 1920 Ma的黑云母二长花岗岩为古老陆壳重熔产物。这些认识为进一步研究华北克拉通北缘前寒武纪构造发展演化提供了更多依据。     

华北克拉通南缘张士英岩体大陆动力学背景:来自地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

张士英岩体位于华北克拉通南缘,岩体主要由石英正长岩组成。石英正长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为122.8±1.5Ma。其Si O2含量为66.04%~67.80%,Na2O+K2O=9.03%~10.97%,K2O=4.40%~6.37%,K2O/Na2O1属于钾质长英质岩石。A/CNK=1.26~1.58,A/NK=1.63~1.79属于过铝质岩石系列。石英正长岩的Mg#变化范围在12.9~39.4。富集LREE亏损HREE,轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=15.48~21.12,Eu呈弱的负异常(δEu=0.54~0.99)。富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。张士英石英正长岩岩浆锆石εHf(t)集中在-17.6~-13.9,Hf两阶段模式年龄tDM2集中在1.7~1.9Ga。石英正长岩的岩浆Zr饱和温度高(936~998℃)。地球化学及同位素显示张士英石英正长岩源区主要为古老的壳源物质,并有少量年轻组分加入,这种年轻组分是幔源物质。岩体形成于拉张性构造环境下,拉张性的环境导致了幔源物质的上涌,底侵下地壳使其发生部分熔融。形成时代正好位于华北克拉通破坏峰期,张士英石英正长岩正是这一地质事件的响应。     

Neoarchean (2.5-2.8 Ga) crustal growth of the North China Craton revealed by zircon Hf isotope: A synthesis

The crustal growth of the North China Craton(NCC) during the Neoarchean time(2.5—2.8 Ga) is a hotly controversial topic,with some proposing thai the main crustal growth occurred in the late Neoarchean (2.5—2.6 Ga),in agreement with the time of the magmatism,whereas others suggest that the main crustal accretion took place during early Neoarchean time(2.7—2.8 Ga),consistent with the time of crustalformation of other cratons in the world.Zircon U-Pb ages and Hf isotope compositions can provide rigorous constraints on the time of crustal growth and the evolution and tectonic division of the NCC.In this contribution, we make a comprehensive review of zircon Hf isotope data in combination with zircon U-Pb geochronology and some geochemistry data from various divisions of the NCC with an aim to constrain the Neoarchean crustal growth of the NCC.The results suggest that both 2.7—2.8 Ga and 2.5—2.6 Ga crustal growth are distributed over the NCC and the former is much wider than previously suggested.The Eastern block is characterized by the main 2.7—2.8 Ga crustal growth with local new crustal-formation at 2.5—2.6 Ga,and the Yinshan block is characterized by～2.7 Ga crustal accretion as revealed by Hf-isotope data of detrital zircons from the Zhaertai Group.Detrital zircon data of the Khondalite Belt indicate that the main crustal growth period of the Western block is Paleoproterozoic involving some～2.6 Ga and minor Early- to Middle-Archean crustal components,and the crustal accretion in the Trans-North China Orogen(TNCO) has a wide age range from 2.5 Ga to 2.9 Ga with a notable regional discrepancy.Zircon Hf isotope compositions,coupled with zircon ages and other geochemical data suggest that the southern margin may not be an extension of the TNCO,and the evolution and tectonic division of the NCC is more complex than previously proposed,probably involving multi-stage crustal growth and subduction processes.However, there is no doubt that 2.7—2.8 Ga magmatism and crustal-formation are more widely distributed than previously considered,which is further supported by the data of zircons from Precambrian lower crustal rocks, overlying sedimentary cover,modern river sediments and Late Neoarchean syenogranites.     

河南卢氏八宝山花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成特征

河南省卢氏县八宝山岩体位于华北克拉通南缘东秦岭西段,岩体呈筒状,可能为古火山机构岩颈相的超浅成侵入体,成矿组合上为独特的以铁为主的多金属矿化。八宝山岩体边缘相为钾长花岗斑岩、中心相为黑云母二长花岗斑岩。二者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄非常一致,分别为146.6±1.6Ma和145.9±1.9Ma,说明他们可能是同期岩浆侵入作用分异的产物。钾长花岗斑岩和黑云母二长花岗斑岩锆石Hf同位素组成特征也非常相似,εHf(t)值分别为-27.55～-20.71和-27.30～-21.90,tDM2值分别为1.80～2.93Ga和2.03～2.92Ga,表明该岩体的源区物质以壳源物质为主。综合分析表明,八宝山岩体可能是扬子俯冲陆壳部分熔融的作物,并可能混入少量的太华群和熊耳群的物质,其形成的地球动力学背景可能为俯冲碰撞后的伸展环境。     

Final-stage Southward Subduction of the Eastern Paleo-Asian Ocean: Evidence from the Middle Permian Mafic Intrusions in the Northern Margin of the North China Craton

The northern margin of the North China Craton(NCC)contains widespread Permian magmatic rocks,but the origin of these rocks remains controversial.This uncertainty hampers us from better understanding of tectonic framework and evolution of the eastern Paleo-Asian Ocean,particularly with respect to its final-stage subduction and closure time.To address these questions,this study presents petrological,zircon U-Pb geochronological,whole-rock geochemical and in situ zircon Hf isotopic data for these Permian mafic intrusions in the northern margin of the NCC.Precise zircon U-Pb dating results indicate that these mafic intrusions were emplaced in the Middle Permian(ca.260 Ma).Geochemically,the studied mafic intrusions have high MgO and transition metals element contents,with high Mg^# values,indicating a mantle origin.These mafic intrusions are characterized by enrichments in large ion lithophile elements(LILEs;e.g.,Rb,Ba,and K)and light rare earth elements(LREEs),and depletions in high field strength elements(HFSEs;e.g.,Nb,Ta,and Ti)and heavy rare earth elements(HREEs),indicating that they were formed in a subduction-related setting.These geochemical features,together with zircon ε_Hf(t)values(-1.1 to+11.2),indicate that their parental magmas were derived from partial melting of heterogeneous mantle wedge metasomatized by subduction-related fluids,with the contributions of slab sediments.The studied mafic intrusions also show wide range of major and trace elements contents,and variable Mg^# values,Eu and Sr anomalies,suggesting that their parental magmas had undergone variable degrees of fractional crystallization.Together with the E-W trending Permian continental arc along the northern margin of the NCC,we confirm that the generation of the Middle Permian mafic intrusions was related to southward subduction of the Paleo-Asian oceanic lithosphere beneath the NCC and the Paleo-Asian Ocean had not closed prior to the Middle Permian.