华北克拉通南缘古元古代末(～1.84Ga)垣头A-型花岗岩成因及其构造意义

在华北克拉通陆续发现有大量的古元古代末-中元古代早期A-型花岗岩,它们具有独特的地球化学特征和特定的形成条件,可为进一步了解A-型花岗岩的岩石成因以及华北克拉通由结晶基底的形成向稳定盖层发育时期构造环境的转折提供重要依据。本文对华北克拉通南缘产出的垣头花岗岩体进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Nd-Hf-O同位素研究。结果表明,垣头岩体岩石类型主要为正长花岗岩,形成时代为1841±4Ma;全岩样品具有较高的铁(FeO~T/(FeO~T+MgO)=0. 75～0. 86)、富碱(K_2O+Na_2O=8. 11%～9. 13%,K_2O/Na_2O 1)、低MgO (0. 28%～0. 56%)、P_2O_5(0. 04%～0. 08%)和MnO(0. 03%～0. 04%),富含大离子亲石元素(如Rb、Th、U、K)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具有Eu、Sr负异常,高10,000Ga/Al比值( 2. 76)、准铝质-弱过铝质且不含碱性暗色矿物,属于铝质A-型花岗岩;全岩εNd(t)=-4. 68、tC DM=2. 70Ga,锆石εHf(t)=-12. 0～-4. 71、tC8DM=3. 22～2. 78Ga,锆石δ1O=5. 4‰～6. 5‰(加权平均值为6. 1‰),指示它们是古老基底物质部分熔融的产物。结合区域上的地质特征和研究资料,我们认为垣头A-型花岗岩体形成于碰撞后的伸展环境,标志着华北克拉通1. 85Ga前后的造山运动的结束。     

华北克拉通南缘1600Ma麻坪A型花岗岩的成因及其地质意义

麻坪花岗岩体产于华北克拉通南缘,岩石类型主要为花岗斑岩,具斑状结构,斑晶主要为钾长石和石英。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,岩体的形成时代为1600Ma。所有样品高SiO 2(70.51%~75.69%)、富碱(K2O+Na2O=7.42%~10.27%,K2O/Na2O23),贫MgO(0.24%~0.58%)、CaO(0.06%~0.12%)、P2O5(0.04%~0.08%)和MnO(0.01%),以及Eu、Sr和Ti负异常,表明它们在演化过程中经历了钾长石、斜长石、铁钛氧化物等的分离结晶作用。它们高的铝饱和指数(A/CNK1.11),显示强过铝质特征。然而,麻坪花岗斑岩高的Ga/Al比值以及高的锆石饱和温度(870~953℃),显示典型的A型花岗岩特征。因此,麻坪花岗斑岩为强过铝质A型花岗岩。麻坪花岗斑岩的地球化学特征、锆石Hf同位素组成以及二阶段模式年龄表明其来自太华群高温条件下部分熔融,同时基性岩浆的底侵作用为之提供了相应的热源。麻坪花岗斑岩的产生是裂谷岩浆活动的产物,其形成可能与Columbia超大陆的裂解有关。     

华北克拉通中元古代A型花岗岩的成因及其构造意义

华北克拉通保存有与Columbia超大陆裂解相关的中元古代岩浆记录。本文综述了华北克拉通中元古代A型花岗岩的时空分布、岩石学和地球化学等特征, 讨论了各期次A型花岗岩的成因及构造背景, 论述了其对华北克拉通中元古代裂解事件的指示意义。华北克拉通主要发育4期A型花岗岩: 1)~1.78 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽和晋陕地区; 2)~1.70 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽; 3)~1.60 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽; 4)~1.32 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽。这4期A型花岗岩均来源于地壳物质的部分熔融, 可能与同期伸展作用导致岩浆底侵提供热源有关。整体具有造山后伸展到陆内裂谷环境的演化序列, 且存在明显的时空差异。华北克拉通中元古代A型花岗岩记录了4期主要的裂解事件, 为华北克拉通参与了Columbia超大陆裂解提供了依据。

     

华北克拉通南缘A型花岗岩的年代学和Nd-Hf同位素组成:对古元古代晚期伸展事件的制约

河南上店和登封古元古代晚期A型花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究为讨论华北克拉通南缘中部古元古代晚期构造演化提供了依据。结果表明,上店花岗斑岩和登封正长花岗岩中锆石发育振荡生长环带,结合高的Th/U比值(0.36~1.64),表明其为岩浆成因,岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1801Ma、1801Ma和1795Ma,即它们形成于古元古代晚期;上店花岗斑岩具有高SiO_2(70.30%~71.83%)、富碱(K2O+Na2O=8.76%~11.01%)、贫Ca O(0.18%~0.36%)、P2O5(0.12%~0.15%)和MgO(0.02%~0.20%)的特征,富集LILEs(Cs、Rb、Ba和K)、贫HFSEs(Nb、Ta、Zr和Hf)和强烈亏损Sr、P、Ti元素,具有负的Eu异常(δEu=0.44~0.59),结合高的FeOT/(FeOT+MgO)比值(0.94~1.00)和10000×Ga/Al比值(2.70~3.74),暗示其为A型花岗岩,具造山后A2型花岗岩特征;上店花岗斑岩的全岩εNd(t)值变化于-8.94~-6.87之间,tDM2=3243~3049Ma,锆石εHf(t)值介于-14.1~-6.5之间,tDM2=3030~2655Ma;登封正长花岗岩的锆石εHf(t)值介于-11.3~-8.4之间,tDM2=2887~2744Ma。上述结果暗示,上店和登封A型花岗岩均来源于幔源岩浆底侵作用下的中-新太古代基底物质的部分熔融,形成于华北克拉通东部和西部陆块碰撞造山后的伸展环境。     

华北克拉通古元古代地质记录及其构造意义

华北克拉通上存在广泛的古元古代地质记录,尤其是构造岩石组合和同位素年龄资料,显示克拉通上可能存在多条古元古代的汇聚拼合带:如鄂尔多斯地块与华北东部-阴山地块之间的拼合造山带、华北东部地块与狼林地块之间的胶辽造山带以及华北克拉通北缘的安第斯型汇聚边界等.华北克拉通中部地区的古元古代锆石年龄数据统计,显示出2.3~2.4 Ga、2.0~2.2 Ga和1.8~1.95 Ga三组年龄值,暗示华北克拉通古元古代可能存在两个演化阶段:其中古元古代末期(1.8~1.95 Ga)的造山事件已得到了广泛认可,并认为与全球Columbia超大陆汇聚事件相关;而2.3~2.4 Ga、2.00~2.2 Ga所代表的构造热事件的性质和意义尚不明确.我国古元古代末期有关陆块汇聚的构造热事件以及其后的裂解事件群和地层学记录,与新的国际前寒武纪地质年代表建议的古-中元古代界线一致,这将促进我国特别是古中元古代的前寒武纪研究.     

华北克拉通北缘中段古元古代强过铝质花岗岩地球化学特征及其构造意义

华北克拉通北缘中段沿集宁—凉城—千里山一线分布着大量的强过铝质花岗岩。与一般强过铝质花岗岩相比,其SiO,含量、A120卵i02比值（小于100）、Rb／Sr比值和Rb／Ba比值低,但CaO／Na2O比值高（大于0．3）。稀土元素复杂,正Eu异常、负Eu异常、Eu异常不明显均发育,大致可以分成2种类型：第一类具有中等程度轻稀土富集、重稀土平缓;第二类轻稀土特征与第一类一致,但其重稀土变化大。稀土元素特征不一致主要是由于其源岩不同。LILE（K、Rb、Ba）相对富集,HSFE（Nb、Ti、P）亏损,这种地球化学特征暗示该区强过铝质花岗岩的源区成分为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深,其构造环境与澳大利亚拉克伦造山带—致,属高温型碰撞带,应为华北克拉通西部陆块和东北陆块古元古代碰撞峰期后岩石圈伸展的产物。     

华北克拉通北缘隆化地区蓝旗镇古元古代石榴石花岗岩的成因及地质意义

隆化地区蓝旗镇石榴石花岗岩位于华北克拉通北缘中部,与古元古代红旗营子杂岩密切共生。岩石主要由碱性长石、斜长石、石英、石榴石以及少量黑云母等矿物组成。锆石U Pb定年结果表明,石榴石花岗岩的形成时代为1894~1878Ma,属于古元古代中晚期。岩石的SiO2和K2O含量分别介于6409%~7080 %和364%~573 %之间,属于高钾钙碱性到钾玄岩过渡系列;岩石具有较高的Al2O3（1450%~1613%）和较低的CaO（125%~327%）和Na2O（180%~257%）含量,铝饱和指数（ACNK）介于107~134之间,表明该岩体属于S型花岗岩。岩石具有较高的CaO/Na2O比值（>03）,以及较低的Al2O3/Ti2O、Rb/Sr和Rb/Ba比值,指示岩浆源区为贫粘土、富斜长石的砂质岩。锆石Hf同位素分析进一步说明其物源可能是单塔子和红旗营子杂岩经风化作用的产物。蓝旗镇石榴石花岗岩具有与华北克拉通孔兹岩带内S型花岗岩相似的年代学和地球化学特征,结合区域变质岩和岩浆岩资料,本文认为孔兹岩带在空间上可能从内蒙古集宁地区向东延伸到了冀北地区。     

宁夏泾源石咀子古元古代A型花岗岩的形成时代及其地质意义

对华北克拉通西缘贺兰坳拉谷南段泾源县石咀子花岗斑岩进行了岩石地球化学和年代学研究结果表明,石咀子花岗岩体具有高硅(SiO2=72.28％～76.69％)、富钾特征,Na2O+ K2O平均值7.61％,K2O/Na2O为2.17 ～7.39,Al2O3 =10.59％～11.84％,A/CNK为0.86～1.11(平均为1.01),低钙镁,岩石为高硅准铝质-弱过铝质A型花岗岩;稀土元素总量较高,为340.4×10-6～468.9×10-6,轻稀土富集,具有中等的负Eu异常,配分曲线呈典型的右倾“海鸥型”;高场强元素Ta、Nb、Ti具有明显的负异常,大离子亲石元素Rb、Ba、Th等相对富集,花岗岩具有造山后岩石地球化学特征.锆石的LA-ICP-MSU-Pb年龄为1803±15Ma,为古元古代晚期,表明贺兰坳拉谷形成于古元古代晚期,其形成与华北克拉通古元古代晚期大陆裂解过程有关.     

塔里木克拉通古元古代晚期A型花岗岩成因及对哥伦比亚超大陆演化的指示意义

塔里木克拉通保存有古元古代晚期与哥伦比亚超大陆演化相关的岩浆和构造记录。本文综述了塔里木克拉通周缘的古元古代晚期A型花岗岩,识别出两期(1.95Ga和1.85~1.73Ga)具不同地球化学特征的A型花岗岩。两期花岗岩均来源于具英云闪长岩和花岗闪长岩成分特征的地壳的部分熔融。~1.95Ga花岗岩具有相对较高的SiO₂和Sr含量、Y/Nb和Ce/Nb比值、较低的ε_Hf(t)值(-13~-5.2),为A2型花岗岩,形成于活动大陆边缘或弧后伸展等构造环境;而1.85~1.73Ga花岗岩具有相对较低的SiO₂和Sr含量、Y/Nb和Ce/Nb比值、和较高的ε_Hf(t)(-5.9~+8.7)和ε_Nd(t)(-6.2~-2.5)值,为A2向A1过渡类型,形成于碰撞后伸展或者陆内伸展背景。笔者综述还发现塔里木克拉通内部元古代晚期岩浆和变质也可以明显的分为两期,岩浆岩峰值分别为1.93Ga和1.85Ga,变质年龄峰值为1.96Ga和1.84Ga,说明塔里木克拉通内部存在两期不同的古元古代晚期构造-岩浆事件。这两期构造-岩浆事件对应于俯冲型造山和碰撞造山后伸展环境,可能分别记录了哥伦比亚超大陆聚合和裂解过程,也就是说哥伦比亚超大陆可能在1.85Ga左右已经开始部分裂解。

     

华北克拉通古元古代构造事件

本文讨论了华北克拉通的古元古代表壳岩系、高压麻粒岩和孔兹岩系的若干问题,提出了(1)华北克拉通在约2500Ma太古宙结束时已基本形成.在2300Ma之前处于相对稳定的构造环境;(2)2300～1950Ma期间,华北克拉通经历了一次基底陆块的拉伸-破裂事件,在克拉通内部发育了晋豫、胶辽裂陷盆地和丰镇陆内凹陷盆地;(3)约1900Ma期间,有地幔上涌并伴随辉长岩浆的底侵作用,引起大青山-丰镇地区的超高温变质作用.底侵的辉长岩浆作为岩体和岩墙在下地壳就位,并发生高压麻粒岩相变质作用;(4)约1850Ma期间,华北克拉通经历了一次挤压构造事件,导致了裂陷盆地的闭合和焊接,形成晋豫和胶辽两个类似于现代陆.陆碰撞型的造山带;(5)在华北克拉通的北缘,华北克拉通可能与其北部的另一古老陆块或岛弧拼合,其拼合带应位于白云鄂博以北.现在已残缺不全.孔兹岩系可能代表了平行于北缘造山带的一条构造带.与北部造山带的俯冲碰撞相关的陆内深部逆掩造成了麻粒岩相岩石的形成和抬升;(6)白云鄂博群、化德群和渣尔泰(-狼山)群是与长城系相同时期发育的被动大陆边缘裂谷盆地;(7)1850～1700Ma期间,华北克拉通进入伸展构造体制,导致基底抬升,产生裂陷槽、基性岩墙群和非造山岩浆活动.     

胶北地体古元古代中期花岗片麻岩的成因和构造意义——SHRIMP锆石U-Pb年龄和全岩地球化学约束

报道了胶北地体古元古代中期花岗片麻岩的SHRIMP锆石年龄和全岩地球化学组成.锆石测年结果显示,本次研究的花岗片麻岩年龄为2 184～2 112 Ma,经历了～1.85 Ga的变质作用.尽管采自不同地区花岗片麻岩的地球化学组成存在明显差异,但它们普遍具有高SiO2、Na2O+K2O、Zr含量,高10 000Ga/Al值...     

华北克拉通北缘中段古元古代造山作用的岩浆记录:S型花岗岩地球化学特征及锆石SHRIMP年龄

华北克拉通北缘中段沿集宁-凉城-千里山一带分布着大量S型花岗岩,主要为强过铝花岗岩,少量为偏(亚)铝质花岗岩.S型花岗岩岩石地球化学的特点是SiO2含量较低(大部分＜74%),Al2O3/TiO2比值低(＜100),CaO/Na2O比值高(＞ 0.3),Rb/Sr和Rb/Ba比值较低,稀土元素和微量元素特征复杂,如Eu正异常、Eu负异常和Eu异常不明显均出现,具有中等程度的轻稀土元素富集.这种地球化学特征暗示该区S型花岗岩的源区成分为杂砂岩,形成于主动大陆边缘,且熔融温度较高,来源较深,相当于澳大利亚拉克伦造山带S型花岗岩,为高温型热造山带产物.通过对该区不同岩体锆石SHRIMP测定,该区S型花岗岩形成年代为1904～1921 Ma,该时代代表华北克拉通北缘古元古代一次造山作用的时代.     

华北克拉通怀安杂岩中～2.03 Ga变质石榴花岗岩的成因其对古元古代裂谷事件的制约

本文报道了怀安杂岩中的董家沟变质石榴花岗岩岩体的地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素数据。变质石榴花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO、MgO和TiO_2;富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具有明显的负铕异常;同时亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Zr+Nb+Ce+Y含量和10 000*Ga/Al比值,具有A型花岗岩特征。通过锆石LAMC-ICPMS U-Pb定年,获得岩石形成年龄为2 031±21 Ma,并遭受1 837±12 Ma变质作用改造。变质石榴花岗岩的锆石Hf同位素分析表明,核部岩浆锆石ε_(Hf)(t)值为-0.47～+5.51,绝大部分为正值,且二阶段模式年龄T_(DM2)主要介于2 505～2 658 Ma,与围岩TTG片麻岩年龄相近,表明其来源于新太古代TTG岩石的部分熔融。华北克拉通中部造山带广泛分布古元古代中期(2.2～2.0 Ga)A型花岗岩,且同时期存在大量幔源基性岩墙侵位,指示该期岩浆活动形成于伸展的构造体制下,可能与华北克拉通内部(晋冀地块)裂谷活动有关。古元古代俯冲造山启动时限应小于2.0 Ga。     

塔里木克拉通北部沙雅隆起古元古代A型花岗岩的发现及其构造意义

本文对塔里木克拉通北部沙雅隆起桥古2井(QG2)基底碱长花岗岩进行了岩石学、锆石U-Pb年代学和元素地球化学分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示其形成时代为1847±19Ma,为古元古代晚期。岩石SiO_2=66.32%~76.39%,Na_2O+K_2O=7.13%~8.93%,Al2O3=11.21%~13.46%,FeO~T/Mg O=12.1~19.2,TiO_2=0.29%~0.57%,A/CNK=0.89~0.99,为高硅、富碱、富铁、低钙镁、贫钛的准铝质花岗岩。稀土元素总量相对较低(∑REE=64.4×10~(-6)~212.7×10~(-6)),轻稀土元素富集,(La/Yb)_N=10.2~13.8,轻重稀土元素分馏较明显,δEu值为0.67~1.03,富集Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素,亏损Sr、P、Ti、Ta、Nb等元素。锆石饱和温度介于856~959℃之间,Ga/Al比值高,显示A型花岗岩特征。岩石具有低Y、Yb、∑HREE、(La/Yb)N和Mg~#值及较高的Nb/Ta、Zr/Sm比值,推测岩浆源区为含有石榴石、斜长石、金红石、辉石等的麻粒岩相,岩浆的形成可能与加厚地壳的部分熔融有关。QG2井A型花岗岩可能代表了塔里木克拉通北部古元古代晚期(约1850Ma)造山期地壳增厚事件的结束,指示了区域构造环境从挤压体制开始转为造山后陆内伸展体制。     

冀北古元古代东瓦窑杂岩体的发现及其对华北克拉通伸展事件的制约

华北克拉通的形成时间一直存在分歧,冀北基底隆起区是研究华北克拉通形成演化过程的理想区域。在冀北新发现的东瓦窑古元古代后造山A型花岗岩杂岩体,对揭示华北克拉通的形成时限具有重要启示。以东瓦窑杂岩体为研究对象,开展了岩石学、地球化学、锆石U−Pb年龄和Hf同位素研究,讨论杂岩体的形成时代、岩石成因和构造环境。锆石LA−ICP−MS U−Pb测年表明,东瓦窑杂岩体的正长花岗岩和石英正长岩侵位年龄分别为1920±11 Ma和1902±12 Ma,表明东瓦窑杂岩体侵位于古元古代晚期,并非以前认为的早白垩世。岩石地球化学研究表明,该区正长花岗岩富SiO2(72.07%~75.03%)、Na2O＋K2O(8.54%~8.99%)、K2O(5.78%~6.64%)、贫CaO、Al2O3、MgO、P2O5、TiO2、Ba、Sr、Eu、P和Ti。石英正长岩属于碱性系列,富SiO2(66.09%~66.65%)、Na2O＋K2O(12.22%~12.35%)、K2O (10.00%~10.18%),贫TiO2、MgO、CaO、Sr、Eu和Ti。正长花岗岩和石英正长岩均具有较高的TFeO/MgO、K2O/MgO、(Na2O＋K2O)/CaO值和较高的锆石饱和温度(平均822°C),显示A型花岗岩的地球化学特征。东瓦窑杂岩体形成于后造山伸展环境,为后造山A2型花岗岩。正长花岗岩和石英正长岩的锆石εHf (t)值分别为–2.56~+2.42和–3.27~+4.17,模式年龄tDM1分别为2262~2419 Ma和2175 ~2466 Ma,显示其岩浆主要源于古老地壳物质的部分熔融。东瓦窑古元古代晚期后造山A型花岗岩杂岩体的识别与确定,表明华北克拉通北缘存在古元古代晚期后造山伸展构造−岩浆事件,标志华北克拉通1.92 Ga前后的碰撞造山拼合作用结束,进入后造山伸展演化阶段。 华北克拉通的碰撞拼合形成时限可能为1.92 Ga前后。     

扬子陆核古元古代A型花岗岩的年代学与地球化学研究及其构造意义

以侵入于宜昌崆岭杂岩中的圈椅埫花岗岩体为研究对象,系统研究了其年代学和地球化学特征,并据此对岩石成因和扬子陆核古元古代构造演化过程进行探讨。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,圈椅埫花岗岩形成年龄为(1 822±44) Ma,说明其为扬子陆核古元古代岩浆活动产物。地球化学研究表明,该花岗岩体富Si,贫Al、Mg,微量元素组成上富集Rb、Th,具有Eu、Ba、Sr和高场强元素的负异常。岩石具有高Ga/Al比值和(Zr+Nb+Ce+Y)含量,其锆石饱和温度计算值较高(＞862 ℃),综合地质地球化学特征表明该岩体应属铝质A型花岗岩。岩体的εNd(t)值在-12.4~-10.3之间变化,对应两阶段Nd同位素模式年龄值为3.3~3.2 Ga,暗示岩体可能形成于扬子陆核深部古老的长英质地壳物质在后碰撞伸展构造背景低压、高温条件下部分熔融。结合前人已有的研究成果,认为其可能与区域上2.0~1.9 Ga板块碰撞造山后发生的由碰撞挤压向伸展作用的构造转换作用有关。扬子陆核古元古代构造岩浆事件与全球范围内2.1~1.8 Ga的与Columbia超大陆演化有关的碰撞造山-裂解事件时间吻合,表明扬子陆核可能是Columbia超大陆的重要组成部分之一。     

华北克拉通南缘蚌埠隆起古元古代侵入体地质地球化学特征

华北陆块是世界上最古老、最大的克拉通地块之一。蚌埠隆起作为华北陆块的组成部分,其初始陆壳的形成时限为中太古代晚期,随着扬子陆块与华北陆块碰撞、拼接,经历了较为复杂的演化过程。为了深入探讨蚌埠隆起带古元古代岩浆活动,更新补充年代学及岩石地球化学分析数据,本次通过对区内古元古代侵入体的野外观察、年代学和岩石地球化学研究,在庄子里岩体和磨盘山岩体中分别获得锆石U-Pb年龄为(2089±44)Ma、(2133±27)Ma。地球化学研究显示两岩体明显富钠贫钾,总体铝碱比偏高,钙碱比偏低,属准铝—铝过饱和类型;轻稀土相对富集,具明显的铕负异常,铈异常不明显或无异常;K、Nb、Sr、P和Ti有较明显的亏损,Rb、Th、U、Nd、Zr和Sm相对富集,成因类型具备造山后A型花岗岩特征。ε_(Nd)(t)值介于-3.87～+3.20,暗示侵入体可能来源于同一源区,Nd两阶段模式年龄(2.37～2.84 Ga)与华北克拉通主体形成于太古宙,并以2.40～2.50 Ga为主体相一致。ε_(Hf)(t)值介于-9.77～+9.59,且差别较大,说明其具物质起源的复杂性,古老的两阶段Hf模式年龄(2.27～2.96 Ga)说明其物质起源主要为新太古宙,与蚌埠隆起拉张背景时间上具有一致性。构造环境判别属板内花岗岩范畴,表现为非造山构造环境,暗示其伸展构造背景。     

A型花岗岩成因模式及其地球动力学意义

Ｃｏｌｌｉｎｓ等 (1982 )根据澳大利亚东南部Ｌａｃｈｌａｎ褶皱带中Ａ型与Ｉ型花岗岩在时空上的耦合关系 ,提出了两阶段残留源区成因假说 ,即地壳岩石通过部分熔融先产生Ｉ型花岗岩 ,然后残留岩进一步部分熔融形成Ａ型花岗岩。然而 ,Ｒｕｔｔｅｒ和Ｗｙｌｌｉｅ(1988)的实验研究发现 ,在地壳长英质岩石通过部分熔融形成Ｉ型花岗岩以后 ,残留岩以富集Ａｌ,Ｃａ ,亏损Ｋ ,Ｓｉ为其基本地球化学特征 ,这无法合理解释世界范围实际观测到的Ａ型花岗岩Ａｌ,Ｃａ相对亏损而Ｋ ,Ｓｉ相对富集的基本事实。针对残留源区两阶段成因假说存在的上述困难…     

华北克拉通孔兹岩带古元古代凉城石榴石花岗岩成因机制及其岩石学意义

在华北克拉通孔兹岩带东段凉城地区分布有大规模古元古代石榴石花岗岩。凉城石榴石花岗岩是产于麻粒岩相变沉积岩中的原地-半原地花岗岩,伴生有徐武家岩体为代表的辉长苏长岩小侵入体群。凉城石榴石花岗岩富含石榴子石（5%~15%,局部可达25%）,常见紫苏辉石,推测形成于高温（>850~900℃）、高压（8~10kbar）条件下,不同于典型的S型花岗岩。地球化学特征上,石榴石花岗岩具有强过铝的地球化学属性（A/CNK=1.1~1.6）,显示低SiO₂（55%~75%）和富MgO+FeO^T（5%~14%）的特征,已经偏离了正常S型花岗岩的成分范围。凉城石榴石花岗岩低硅富镁铁的成分特征很可能是由残留体（石榴石岩）带入和辉长苏长岩物质添加造成,残留体和辉长苏长岩的物质贡献比例约占20%~40%。年代学研究表明凉城石榴石花岗岩形成时代为1.93~1.92Ga,与辉长苏长岩形成时代（1.93Ga）和变质沉积岩记录的超高温变质作用时代（1.92Ga）一致,指示凉城石榴石花岗岩是幔源基性岩浆侵入麻粒岩相变质沉积岩中引起变沉积岩在高温-超高温条件下大规模部分熔融的产物。大规模出露的高温石榴石花岗岩及多点分布的超高温麻粒岩共同反映了集宁-凉城区域上超高温的特点。

     

贺兰山古元古代花岗岩年代学及地球化学特征:对华北克拉通西部孔兹岩带形成和演化的制约

华北克拉通西部贺兰山地区基底岩石以古元古代孔兹岩系和S型花岗岩为主,该区的S型花岗岩是探索华北克拉通西部陆块孔兹岩带地质演化的关键研究对象之一。本文主要以贺兰山北部的片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩为研究对象,通过详细的岩石学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素以及全岩地球化学等方法来讨论其岩石成因和地质意义。结果表明,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩侵位年龄分别为～2. 0Ga和～1. 97Ga,属于古元古代时期不同阶段岩浆作用的产物。片麻状含石榴黑云母花岗岩具有较低SiO_2(60. 88%～65. 42%),高Al_2O_3(16. 84%～19. 35%)、Fe_2O_3~T(5. 94%～6. 14%)、K_2O (3. 25%～5. 10%)、A/CNK (1. 75～2. 34)和Mg#(47～51),低Na_2O (1. 14%～2. 45%),以及较高的稀土元素含量(∑REE=262×10-6～290×10-6)和明显的Eu负异常(δEu=0. 30～0. 55)。似斑状石榴黑云母花岗岩具有高SiO_2(71. 93%～74. 98%)、K_2O (4. 58%～6. 98%)、Al_2O_3(13. 25%～14. 79%)和Na_2O (3. 13%～3. 94%),低Fe2OT3(0. 69%～1. 39%),A/CNK值为1. 08～1. 14,且具有相对较低的Mg#值(17～43)和稀土元素总量(∑REE=35. 3×10-6～127×10-6),Eu负异常和正异常(δEu=0. 07～3. 58),二者均属于过铝质S型花岗岩。贺兰山两期花岗岩明显富集大离子亲石元素(如Rb、U等),亏损高场强元素(如Nb、Ta等)。早期片麻状含榴黑云母花岗岩和晚期似斑状石榴黑云母花岗岩的εHf(t)值分别为-1. 1～+2. 6和-2. 1～+3. 8,对应的两阶段Hf同位素模式年龄(tDM2)分别为2. 45～2. 68Ga和2. 36～2. 73Ga,远大于其锆石的结晶年龄。此外,贺兰山花岗岩具有相对高的Al_2O_3/TiO_2和低的CaO/Na_2O、Rb/Sr、Rb/Ba比值,表明其原岩可能主要以变沉积岩为主。上述结果表明贺兰山地区古元古代S型花岗岩的岩浆起源于古老地壳变沉积岩物质,可能有少量新生地壳物质的加入。综合区域地质资料,本文研究认为贺兰山地区在古元古代晚期为活动大陆边缘的构造环境,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩分别形成于阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞前和同碰撞的构造背景,表明这两个微陆块的碰撞时间可能要稍早于1. 95 Ga。