柴北缘欧龙布鲁克地块中元古代晚期麻粒岩相变质作用——来自石榴夕线堇青石片麻岩的岩石学、相平衡模拟和U-Pb年代学的制约

在欧龙布鲁克地块乌兰北部地区察汗河岩群中识别出麻粒岩相石榴夕线堇青石片麻岩,其矿物组合为石榴子石、夕线石、堇青石、黑云母、斜长石、钛铁矿和少量钾长石等。岩相学观察显示,M1阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英,M2阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英+钛铁矿+黑云母,M3阶段矿物组合有堇青石+黑云母+钛铁矿+石英+石榴子石+斜长石±钾长石。相平衡模拟计算结果显示,该岩石的峰期温压条件为p=0.92～1.08 GPa,峰期温度t>790℃,峰期之后经历升温降压的p-T演化轨迹。锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究获得的变质年龄分别为1 133±14 Ma和1 125±37 Ma, 1 133～1 125 Ma应代表了该期麻粒岩相变质作用的时代。结合区域地质资料和已有的研究成果,我们认为乌兰北部察汗河岩群的石榴夕线堇青石片麻岩可能形成于大洋俯冲作用下的弧或弧后构造环境,乌兰北部的岩浆-变质杂岩带经历了从中元古代晚期-新元古代早期俯冲增生到碰撞造山的演化过程,是全球Rodinia超大陆汇聚过程的响应。     

柴北缘绿梁山高压基性麻粒岩的变质演化历史：岩石学及锆石SHRIMP年代学证据

高压基性麻粒岩出露在柴北缘HP/UHP变质带的绿梁山地区,它主要呈透镜体状分布在石榴蓝晶(夕线)黑云片麻岩中。岩石学和矿物学数据显示高压基性麻粒岩经历了多阶段变质历史,早期可能经历了榴辉岩相变质作用(p>15kbar),以石榴子石中保留的少量绿辉石为特征;高压麻粒岩组合(Grt-Cpx-Pl-Qtz±Amp±Rt-Ilm)为退变质作用产物,其形成的变质条件为p=9.6~13.5kbar,T=730~870℃。晚期的变质反应以围绕石榴子石和后成合晶生成斜方辉石的为特征,形成的p-T条件为6.2~8.5kbar和720~860℃。高压基性麻粒岩中的锆石SHRIMP测定共获得两组年龄,分别为(448±3)Ma和(421±5)Ma。结合锆石阴极发光和矿物包体研究,前者代表高压麻粒岩阶段的变质年龄,后者代表晚期与斜方辉石形成有关的中低压麻粒岩阶段的变质年龄。这些年龄结果显示麻粒岩相变质作用持续了大约27Ma,这可能与早古生代祁连地块与柴达木地块碰撞作用所引起的地壳加厚和后来的热松驰有关。     

欧龙布鲁克地块西段达肯大坂岩群物质组成及变形特征研究

达肯大坂岩群是欧龙布鲁克地块结晶基底的重要组成部分,在形成过程中保存了丰富的物质记录和演化信息,是研究欧龙布鲁克地块乃至我国西部古老地壳及构造演化的窗口。通过对达肯大坂岩群详细的物质组成及构造剖面研究,根据岩石组合及变质—变形特征,将其进一步细化为混合片麻岩岩段、(混合岩化)流变片麻岩岩段、条带状片麻岩岩段、片岩岩段和大理岩岩段,野外调查表明,达肯大坂岩群中发育多期构造变形作用,根据野外变形特征及各期变形的叠加改造关系,初步建立了达肯大坂岩群相对变形序列,为区域构造过程的探讨与对比提供了新的基础资料。     

沂水青龙峪超镁铁质岩石和基性麻粒岩的锆石SHRIMP U-Pb定年

本文主要对沂水青龙峪出露的超镁铁质岩石和基性麻粒岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年研究。超镁铁质岩石以捕掳体形式存在于沂水杂岩中,不发育鬣刺结构,氧化物组成具有超镁铁质科马提岩的高MgO、富CaO、低SiO2、TiO2、K2O和Na2O含量特征;矿物组合以单斜辉石+橄榄石±斜方辉石+铬铁矿为主;变质矿物以角闪石+蛇纹石化为特征;该岩石以稀土元素总含量(∑REE)低、LREE/HREE=3.35～4.40及Ce和Eu负异常为特征。微量元素组成以Ba、Nb、Zr负异常和Nd、Sm正异常为特征。根据锆石SHRIMP U-Pb定年法对该超镁铁质岩石中捕获的早期岩浆结晶锆石和新生的变质锆石进行的研究,年龄值分别为2657～2702Ma和2551～2585Ma,表明该超镁铁质岩石形成年龄为2585～2657Ma。基性麻粒岩的氧化物组成特征表明其属高Mg的洋岛拉斑玄武岩,麻粒岩相——高角闪岩相变质作用与新太古代的深熔和岩浆侵入作用有关,矿物组合以紫苏辉石+单斜辉石±角闪石+斜长石±石榴子石为特征;晚期蚀变作用与辉长岩墙、辉绿岩脉及石英闪长岩买的侵入有关,矿物组合以滑石化+绢云母化+绿泥石化为特征;稀土元素组成以轻重稀土元素无分异和无Eu异常为特征;微量元素组成以Nb、Zr、P、Ti负异常和Sr、K正异常为特征;锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明麻粒岩相——角闪岩相变质作用年龄为2498.4±7.6Ma,导致麻粒岩相——角闪岩相变质的深熔和岩浆结晶年龄为2551±24Ma,晚期蚀变作用的年龄分别为2231～2235Ma和1850±19Ma。     

柴达木地块北缘全吉地块钾长石浅粒岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年——对达肯大坂岩群时代的约束

为查明全吉地块基底中达肯大坂岩群的最大沉积年龄,用LA-ICP-MS技术测定了钾长石浅粒岩中的锆石U-Pb年龄。CL图像和Th/U比值指示这些锆石均为岩浆成因的锆石。36个测点207Pb/206Pb年龄变化范围为2094~2280Ma,其中年龄谐和度高于90%的30个测点的207Pb/206Pb年龄相对概率密度曲线呈单峰分布特征,峰值年龄为2190Ma左右。结合全吉地块最早一期变质事件的年龄,钾长石浅粒岩原岩碎屑和所在的达肯大坂岩群的沉积年龄范围被约束在1.95~2.19Ga之间。本研究表明,前人在侵入于达肯大坂岩群的伟晶岩脉中获得的约2.42Ga年龄的锆石应捕获于围岩,属于继承性岩浆碎屑成因,该类锆石年龄不能用来约束达肯大坂岩群原岩的最小沉积年龄。     

柴北缘西段早古生代构造-热事件及其构造环境

柴北缘前寒武纪基底岩系发育、岩浆活动频繁,对它们进行年代学研究与对比是探索区域构造过程与成因联系的有效手段.对达肯大坂岩群西段条带状混合片麻岩、黑云斜长片麻岩、二云斜长石英片岩及侵入其中的片麻状石英闪长岩进行了物质组成及变质－变形特征研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试均获得了达肯大坂岩群约460 Ma和约430 Ma两组峰值年龄信息.结合区域构造演化,认为约460 Ma的次峰值年龄是柴北缘早古生代大陆深俯冲过程中构造－岩浆事件的地质记录;而约430 Ma变质作用时代与片麻状石英闪长岩的结晶年龄(429.0±4.1 Ma)基本一致,结合片麻状石英闪长岩地球化学及达肯大坂岩群锆石稀土元素特征,认为该期变质作用为同期岩浆事件导致的构造－热事件的响应.片麻状石英闪长岩具有明显亏损Nb-Ta、Zr-Hf等高场强元素,富集Pb,指示了与板块俯冲作用相关的造山岩浆作用特征.该研究可为进一步揭示欧龙布鲁克地块西段早古生代构造－热事件的性质提供重要信息.      

莫河花岗岩的锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究：柴北欧龙布鲁克微陆块始古元古代岩浆作用年龄和地壳演化约束

欧龙布鲁克微陆块具典型的基底与盖层二元结构,基底自下而上由德令哈杂岩、达肯大坂岩群和万洞沟群三个岩石-构造单元组成.应用LA-ICP-MS测定了德令哈杂岩中的莫河花岗岩体的27个颗锆石的U-Pb同位素成分,其中26颗锆石发生不同程度的放射成因铅同位素丢失,其不一致线上交点年龄为2470＋19/-18 Ma.应用LA-MC-ICP-MS测定了25颗锆石的Hf同位素成分,其中岩浆结晶成因的23颗锆石的Hf（2470 Ma）=0.28129～0.28140,平均值0.28134±0.00003;εHf值的变化范围2.94～6.95,加权平均值4.58＋0.54/-0.76,长英质地壳存留年龄TCDM=2.54～2.75Ga,加权平均值2.66＋0.04/-0.02 Ga.以上数据将该花岗岩的形成年龄约束在2470 Ma,其岩浆来源于地幔物质的部分熔融,指示欧龙布鲁克微陆块在～2.5 Ga的地壳增生事件.     

柴达木地块北缘全吉地块钾长石浅粒岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年——对达肯大坂岩群时代的约束

为查明全吉地块基底中达肯大坂岩群的最大沉积年龄,用LA-ICP-MS技术测定了钾长石浅粒岩中的锆石U-Pb年龄。CL图像和Th/U比值指示这些锆石均为岩浆成因的锆石。36个测点207Pb/206Pb年龄变化范围为2094~2280Ma,其中年龄谐和度高于90%的30个测点的207Pb/206Pb年龄相对概率密度曲线呈单峰分布特征,峰值年龄为2190Ma左右。结合全吉地块最早一期变质事件的年龄,钾长石浅粒岩原岩碎屑和所在的达肯大坂岩群的沉积年龄范围被约束在1.95~2.19Ga之间。本研究表明,前人在侵入于达肯大坂岩群的伟晶岩脉中获得的约2.42Ga年龄的锆石应捕获于围岩,属于继承性岩浆碎屑成因,该类锆石年龄不能用来约束达肯大坂岩群原岩的最小沉积年龄。     

捕虏体麻粒岩锆石U-Pb年龄和铪同位素:华北地块下地壳的形成与再造

利用激光剥蚀技术,在背散射研究基础上系统分析了辽宁复县基性麻粒岩、河南信阳酸性麻粒岩以及河北汉诺坝中性麻粒岩捕虏体锆石U-Pb年龄和铪同位素。结果表明,复县基性麻粒岩锆石上、下交点年龄分别记录了2620-2430 Ma的岩浆结晶和1904-1842 Ma的变质作用;1个样品有与变质作用相似的上交点年龄(1927 Ma)和605 Ma的下交点年龄(示锆石再生长)。老年龄锆石的εHf>0并有高达2.8 Ga的铪模式年龄;再生长锆石的εHf值和模式年龄分别是7.0-34.1和1.6-1.7 Ga。信阳酸性麻粒岩锆石的上、下交点年龄分别为3655-3670 Ma和1767-1981 Ma,有低的εHf值(0--41.1,平均-13)、很高的模式年龄(3.8-4.0 Ga);1个样品记录着2.5 Ga下地壳物质在2.1-1.9 Ga时的再熔融过程。汉诺坝中性麻粒岩除有2489-2447 Ma的年龄外,85％锆石的207Pb/206Pb年龄为1842±40 Ma,εHf值多近于零,个别高达+9.2-+10.2。华北南缘与北部一样,也有早太古代的下地壳。3.6 Ga以上的下地壳的初始物质来自4.0 Ga前的原始地幔。华北自早太古代初始陆核形成以来,至少经历了3.8-3.6 Ga时的再熔融过程和2.7-2.5 Ga及1.9-1.8 Ga时有大量地慢物质加入的下地壳再生长阶段。600-700 Ma间下地壳的改造过程可能与软流圈上涌的热作用有关;伴随晚中生代强烈的软流圈-岩石圈     

秦岭造山带富水中基性侵入杂岩的成岩时代--锆石U-Pb及全岩Sm、Nd同位素年代学新证据

研究结果表明,富水中基性侵入杂岩可能为不同时代亏损地幔源岩浆侵入活动的产物。其中中细粒角闪辉长岩、具斑杂构造的中细粒角闪黑云辉长岩、中粗粒角闪黑云二长岩为同一岩浆源岩浆演化序列,角闪黑云二长岩中锆石U-Pb同位素年龄值(514.3±1.3)Ma代表了其形成时代,反映了早古生代的一次重要“造壳事件”。角闪黑云闪长岩的Sm、Nd同位素地球化学特征明显不同于前3种岩石,反映了富水中基性侵入杂岩形成演化的复杂性。     

柴北缘乌兰地区花岗岩锆石SHRIMP定年及其成因

柴北缘乌兰地区花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,哈德森沟岩体的年龄为(413±3)Ma,许给沟岩体的年龄为(254±3)Ma,椅落山岩体的年龄为(251±1)Ma,察汗诺岩体角闪闪长岩和花岗岩的年龄分别为(249±1)Ma和(248±2)Ma,察汗河岩体年龄为(240±2)Ma,晒勒克郭来岩体的花岗闪长岩和花岗岩年龄分别为(250±1)Ma和(244±3)Ma。从年龄上看,这些花岗岩明显地分为两期:早期属早泥盆世(年龄为413 Ma),形成的岩石组合为:石英二长岩+碱长花岗岩;晚期属晚二叠世—早三叠世(年龄为254~240 Ma),又可进一步细分为254~251 Ma、250~248 Ma、244~240 Ma三次侵位,对应的岩石组合为:闪长岩+花岗闪长岩+花岗岩。岩石地球化学研究表明,早期花岗岩类不仅富集大离子亲石元素,而且还富集部分高场强元素(Zr、Y、Nb等),属A型花岗岩;晚期花岗岩类富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,属I型花岗岩。早期花岗岩的87Sr/86Sr比值(0.710 8)和Nd模式年龄(T2DM=2.10 Ga)均高于晚期花岗岩(0.707 6~0.710 7,T2DM=1.41~1.58 Ga),但晚期花岗岩的εNd(t)值(-11.6)低于早期花岗岩(-4.8~-6.8),表明早期A型花岗岩可能起源于古元古代的大陆地壳,而晚期I型花岗岩起源于中元古代地壳。结合区域地质构造特征,我们认为,早期A型花岗岩的形成与祁连岩石圈拆沉导致欧龙布鲁克陆块北缘减薄、拉伸有关,也标志着宗雾隆裂陷的开始;而晚期I型花岗岩类的形成与宗雾隆洋壳向南俯冲于欧龙布鲁克陆块之下有关。     

北桐柏长英质麻粒岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及微量元素研究及其构造意义

桐柏造山带中秦岭群中出露有志留纪麻粒岩,然而其原岩形成时代和变质年龄却没有得到有效的约束。本文对北桐柏秦岭群中长英质麻粒岩中锆石开展了详细的形貌学、阴极发光图像、微量元素以及U-Pb年代学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明继承碎屑锆石给出了2.7~0.55 Ga的年龄,岩浆锆石给出了478±7 Ma(MSWD=0.73)的206Pb/238U加权平均年龄,代表了桐柏长英质麻粒岩原岩的形成年龄。变质锆石区域获得了437±7 Ma(MSWD=1.3,n=10)的206Pb/238U加权平均年龄。结合锆石微量元素特征和前人研究结果表明437±7 Ma可能代表了前进变质阶段的年龄。而最外层的增生边给出了406±8 Ma(MSWD=0.72,n=4)的206Pb/238U加权平均年龄,代表了退变质年龄。我们认为在480 Ma时,商丹洋已开始向北俯冲,导致480 Ma左右的岩浆作用,由于持续的俯冲消减,在440~420 Ma时,洋中脊与弧交汇,发生洋脊俯冲导致志留纪麻粒岩相变质作用以及岩浆作用的发生。     

河北赞皇杂岩官都群碎屑沉积岩锆石SHRIMPU-Pb定年及其地质意义

新太古代—古元古代表壳岩系在华北克拉通广泛发育,在赞皇地区也出露有较典型的中低级变质的火山-沉积岩系,即从原赞皇群解体出来的官都群,其形成时代和成因目前仍有争议。官都群的主要岩石组合为变基性火山岩(包括角闪片岩和斜长角闪岩)、大理岩、石英片岩,以及一系列长英质副片麻岩等。对其中的长英质副片麻岩进行碎屑锆石定年研究,并结合前人已报道的碎屑锆石数据可知,碎屑锆石年龄主要峰值约为2.5Ga,部分样品出现2.0～2.2Ga的峰值。变质锆石记录主要有2个范围,分别为2.48Ga左右和1.85～1.9Ga,可能代表了2期不同的构造热事件记录。结合该地区近年来的研究,可以得到如下认识:(1)样品中存在形态完好的长柱状锆石,表明是近源沉积;(2)约2.48Ga的变质记录与核部岩浆锆石的年龄(约2.5Ga)非常接近,可能代表了物源区中酸性岩体侵位后遭受的一次构造热事件,而不代表沉积岩形成后遭受变质的记录,即沉积过程晚于2.48Ga;(3)官都群至少有一部分岩石组合形成于古元古代;(4)官都群可能是不同时代、不同岩性单元拼贴而成,需要进一步解体。     

柴达木地块北缘全吉地块钾长石浅粒岩碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb定年——对达肯大坂岩群时代的约束

为查明全吉地块基底中达肯大坂岩群的最大沉积年龄,用LA-ICP-MS技术测定了钾长石浅粒岩中的锆石U-Pb年龄。CL图像和Th/U比值指示这些锆石均为岩浆成因的锆石。36个测点207Pb/206Pb年龄变化范围为2094～2280Ma,其中年龄谐和度高于90%的30个测点的207Pb/206Pb年龄相对概率密度曲线呈单峰分布特征,峰值年龄为2190Ma左右。结合全吉地块最早一期变质事件的年龄,钾长石浅粒岩原岩碎屑和所在的达肯大坂岩群的沉积年龄范围被约束在1.95～2.19Ga之间。本研究表明,前人在侵入于达肯大坂岩群的伟晶岩脉中获得的约2.42Ga年龄的锆石应捕获于围岩,属于继承性岩浆碎屑成因,该类锆石年龄不能用来约束达肯大坂岩群原岩的最小沉积年龄。     

关于基性岩墙群的U-Pb SHRIMP地质年代学的探讨——以鲁西莱芜辉绿岩岩墙为例

锆石成因研究是判断锆石年龄意义的基础。本文以鲁西隆起区莱芜辉绿岩岩墙的锆石U_PbSHRIMP年代学研究为例,从锆石成因入手探讨基性岩墙群的锆石地质年代学分析中出现的一些问题。本区基性岩墙内存在两类锆石,一种是从围岩捕获的残余锆石,其谐和年龄为2 5 37±16Ma ;另一种为岩墙原生的岩浆锆石,谐和年龄为1139±2 5Ma和115 7±18Ma ,说明岩墙侵位时代约为中元古代。基性岩墙内原生岩浆锆石很少,因此,要谨慎分析锆石的成因类型和年龄谱系,不能简单地以大多数数据的平均年龄为准,而应该以地层接触关系和岩浆岩交切关系为基本证据,结合各种同位素绝对年龄的分析来确定基性岩墙的侵位时代。