北秦岭二郎坪杂岩变沉积岩碎屑锆石年代学及其构造地质意义

碎屑锆石为沉积岩中最稳定的矿物,其年龄谱系不仅可限定沉积物的最大沉积年龄与物源性质,而且能够为探讨其形成构造环境提供关键约束。作为北秦岭构造带主要构造岩石地层单元之一,二郎坪杂岩由北、中、南三个构造岩片——北部碎屑岩片、中部蛇绿岩片和南部变碎屑岩片组成。本文对二郎坪杂岩南部变碎屑岩片中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测试研究,获得样品锆石谐和年龄值分布在500±7Ma~3894±5Ma之间,1个年龄高频集中区为0.9~1.0Ga,6个次要年龄集中区分别为500~600Ma、750~850Ma、1.35~1.48Ga、1.6~1.75Ga、2.6~2.7Ga和3.0~3.4Ga。研究结果表明:1)最小峰值年龄限定二郎坪杂岩南部碎屑岩片原岩的最大沉积时代为500Ma,结合西庄河花岗闪长岩侵入南部岩片的地质事实,南部岩片的形成时代应为早古生代寒武-奥陶纪(500~475Ma),明显早于中部蛇绿岩片中的火山岩的形成时代(463~475Ma);2)通过与邻区地质事件年龄谱峰及其锆石阴极发光图像特征的对比,二郎坪杂岩变碎屑岩原岩的物源分别主要来自南部秦岭杂岩中的早新元古代花岗岩和北部华北南缘熊耳群中元古代火山岩,其物源具有双源性,暗示其形成于与伸展作用相关的裂谷或弧后盆地构造背景,而二郎坪蛇绿岩片所代表的古洋盆可能正是在此基础上发育产生的;3)结合区域地质背景资料分析,二郎坪杂岩中的沉积碎屑岩片可能形成于商丹洋向北俯冲期间所产生的弧后伸展盆地构造环境;4)通过与宽坪岩群沉积岩中的碎屑锆石年龄数据的对比,揭示二者碎屑锆石具有相似的年龄谱峰,结合宽坪群变沉积岩中发现大量疑源类、几丁虫和虫颚等早-中奥陶世化石组合以及二郎坪杂岩蛇绿岩片中的火山岩夹层硅质岩中发现早-中奥陶世牙形石和放射虫的研究,分析认为二者沉积物的沉积时代相近,沉积物源几乎完全一致,暗示它们形成的构造环境可能具有一致性;5)二郎坪蛇绿岩片中的典型的与洋壳俯冲有成因联系的弧火山岩的形成时代(463~475Ma)明显迟后于区内高压-超高压岩石的峰期变质时代(514~484Ma)约20~30Myr,清楚地表明二郎坪洋壳拖曳秦岭杂岩发生陆壳俯冲-深俯冲作用的可能性不大;6)二郎坪杂岩南部碎屑岩片和宽坪岩群碎屑沉积物中碎屑锆石中最主要的年龄集中区(0.9~1.0Ga)的物源来自秦岭杂岩中的早新元古代花岗质岩石,而缺少秦岭杂岩中的早古生代岩浆岩和HP/UHP变质岩石锆石的年龄信息,明确指示二郎坪与宽坪盆地沉积时,秦岭杂岩重要组成的早新元古代花岗质岩石已出露于地表接受剥蚀,而秦岭杂岩中出露的HP/UHP岩石和早古生代岩浆岩未抬升出露地表,即秦岭杂岩现今出露的前早古生代陆壳物质不是整体而是部分经历了陆壳俯冲-深俯冲作用。     

北秦岭四方台基性-超基性杂岩的地球化学特征及其成因

四方台杂岩体是沿北秦岭商-丹带出露的最大的基性-超基性杂岩体,出露面积约40 km2,由超基性-基性-中性岩石组成,侵入到丹凤群中.该岩体样品SiO2含量在45%～54%之间,在AFM图中则显示出钙碱性系列和拉斑系列共存的特征.与普通幔源岩相比,全岩富集稀土元素,尤其富集轻稀土元素,具有明显的Rb、Th、Nb、P、Zr负异常和Ba、Pb、K、sm正异常.辉长岩是该岩体的主体,灰黑色,中粒,地球化学特征显示其经历壳-幔物质交换.与典型岛弧辉长岩相比,具有Rb、Th负异常,结合特殊的岩石组合和紧邻商-丹断裂的地质特征,认为四方台镁铁-超镁铁质杂岩体可能是沿商-丹带发生俯冲板块断离或者山根拆沉,扰动软流圈,发生下地壳部分熔融和壳-幔物质交换形成的.普遍的Eu正异常表明成岩过程中受到斜长石堆晶作用的影响.     

南祁连乙什春基性-超基性岩体LA-ICP-MS锆石 U-Pb年龄及其地质意义

研究区位于中祁连地块南缘, 青海湖南- 古雷深大断裂南侧,是祁连成矿带铜镍矿找矿最有利地区。铜镍矿矿体产于
同源同期侵入的基性- 超基性岩体内, 铜镍矿化无论在时间上和空间上都与岩体的侵位密切相关。本次研究对乙什春基性-
超基性岩体中的锆石进行了阴极发光(CL) 成像观察, 结合Th/U比值特征,显示其为岩浆成因;并应用LA-ICP-MS 对锆石微
区U-Pb 年龄进行了测定,获得乙什春含矿岩体中锆石加权平均年龄为（455.1±1.7） Ma,表明其含矿岩体的侵位及矿化作
用发生于晚奥陶世,成岩成矿的动力学背景为陆缘裂谷构造环境。     

北秦岭东段二郎坪群火山岩锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

利用阴极发光（CL）技术和LA-ICP-MS原位分析方法,对北秦岭东段军马河、湾潭和湍河3个地区的二郎坪群基性火山岩进行了系统的锆石U Pb年代学研究。CL图像分析结果显示,三地火山岩中的锆石皆呈自形 半自形柱状形态和微弱的、宽的振荡环带结构。微量元素分析揭示,所有锆石都具有较高的稀土总量、重稀土和Th、U含量（ΣREE为(397.7~7 941.6)×10-6;ΣHREE为(376.7~7 774.2)×10-6;Th为(107.9~5 824.2)×10-6;U为(89.3~3 841.9)×10-6）以及轻稀土亏损、重稀土明显富集的左倾稀土配分曲线型式,所有锆石的Th/U比值皆大于0.4,显示典型岩浆锆石特征。LA-ICP-MS定年结果获得3地基性火山岩的形成年龄分别为(463±1.8) Ma、(475±1.5) Ma和(473±1.3) Ma,三者在误差范围内一致,表明北秦岭二郎坪群基性火山岩的形成时代为463~475 Ma。系统的岩石学和地球化学研究显示,二郎坪群火山岩具有弧后盆地火山岩的地球化学特征。研究获得的二郎坪基性火山岩463~475 Ma的结晶年龄明显晚于其南侧北秦岭超高压榴辉岩的原岩年龄(（791±6) Ma）以及变质年龄（(502±11) Ma）,而且榴辉岩的地球化学特征显示为板内玄武岩,也与二郎坪火山岩不同,因而指出北秦岭超高压榴辉岩与二郎坪火山岩没有直接成因联系。     

东昆仑都兰可可沙地区镁铁-超镁铁质杂岩的发现及其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

东昆仑地区是在经历晋宁、加里东、海西、印支等多期构造旋回之后形成的一个复合大陆造山带,其中包括多条重要的构造缝合带。近来,在东昆仑地区东段清水泉以西约15km的可可沙及其以南地区进行1∶5万区域地质调查的过程中,发现了一套镁铁-超镁铁质杂岩。对该镁铁-超镁铁质杂岩中的辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得(509.4±6.8)Ma(MSWD=1.4)的同位素年龄。该年龄与东昆中断裂附近的清水泉蛇绿岩的时代可以很好地对应起来,这为清水泉蛇绿岩带向西的延伸方向及东昆仑地区东段早古生代的构造演化提供了新的年代学证据。     

北秦岭西段三叠纪超镁铁岩-正长岩体的确定及其地质意义

陕西凤县九子沟地区的奥陶纪草滩沟群中出露一套由透辉石岩组成的超镁铁质岩体,依据岩性和区域对比,被认为是形成于古生代而且可能是大洋岩石圈残片,但缺乏详细研究。野外地质考察发现,该透辉石岩在露头上与一套黑云母透辉石岩和(含透辉石)正长岩关系密切,而且以黑云母透辉石岩为主体。本文在详细岩石学研究的基础上,对其中的透辉石岩、黑云母透辉石岩以及(含透辉石)正长岩进行了透辉石矿物成分、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。结果表明,三种岩石中的透辉石皆为岩浆型透辉石,而且透辉石成分在透辉石岩和(含透辉石)正长岩中完全相同,而在黑云母透辉石岩中出现向普通辉石转变的趋势。LA-ICP-MS锆石定年结果,得到透辉石岩、黑云母透辉石岩和(含透辉石)正长岩的形成年龄分别为235.2±1.6Ma、232.8±4.3Ma和230.7±2.1Ma,表明九子淘超镁铁岩-正长岩形成于中生代。透辉石岩和黑云母透辉石岩锆石具有相似的Hf同位素组成,初始~(176)Hf/~(177)Hf分别变化于0.282405~0.282589和0.282397~0.282607,ε_(Hf)(t)值介于-8.26~-1.37和-8.41~-0.84之间,显示富集岩石圈地幔特征;(含透辉石)正长岩锆石~(176)Hf/~(177)Hf介于0.282577~0.282825之间,ε_(Hf)(t)值为-2.06~+5.83,是富集岩石圈地幔低程度部分熔融的产物,与超镁铁岩来自不同的岩浆源区。综合区域地质已有研究,九子沟中生代超镁铁岩-正长岩体是在华北、扬子两大板块碰撞过程中构造体制由挤压向伸展转换阶段,由两个富集岩石圈地幔不同程度部分熔融的、独立演化岩浆先后侵位形成。     

北祁连甘禅口基性辉绿岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

甘禅口基性辉绿岩脉产于北祁连弧盆系中,岩性为深灰色辉绿岩。脉体主要侵位于古元古代托赖岩群中。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法对该基性辉绿岩脉测年,获得(293.0±1.8)Ma,表明测区在早二叠世有一次伸展事件发生。岩石化学A/CNK值为0.60~0.76,A/NK为2.40~4.35,Al2O3含量为11.60%~18.36%,TiO2含量为0.66%~2.85%,属拉斑玄武岩系列;微量元素K、Rb、Ba、Th富集强烈,Hf、Zr明显亏损,而Y、Yb具有略亏损的特点。脉体具有明显富集的微弱分馏的轻稀土元素,重稀土元素分馏不明显,同时具Eu弱负异常特征。根据区域构造背景及岩石学、地球化学特征,可以认为甘禅口基性辉绿岩脉是祁连山造山带进入造山后陆壳加厚底侵-岩浆混合作用形成的。     

秦岭拉鸡庙镁铁质岩体锆石LA-ICP-MS年代学研究

秦岭拉鸡庙镁铁质岩体位于北秦岭南缘,主要由辉长岩(80%)、苏长辉长岩(15%)和少量闪长岩等侵入杂岩组成。对采自该岩体闪长岩的锆石进行阴极发光图像、微区原位LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年。CL图像显示这些锆石可以分为两类,一类锆石呈长柱状,具有明显的岩浆生长环带;另一类则呈浑圆状,阴极发光图像复杂,部分颗粒岩浆生长环带较模糊,个别样品外围存在一窄的亮色环边,推测为后期地质事件影响的结果。对26颗锆石核部和生长边进行28次U-Pb同位素分析,获得两组²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄,分别为973±60Ma和422±7Ma。分析结果显示,所有样品具有高的Th, U, REE含量,明显富集HREE,其Th/U比值普遍高于0.6,表明这些锆石应属于岩浆成因。其中,422±7Ma应该代表拉鸡庙镁铁质岩体的成岩时代,这可能与古生代扬子陆块或者是具有扬子板块属性的微陆块和华北陆块的碰撞有关,该碰撞导致了秦岭洋的闭合;而973±60Ma应为捕获锆石年龄,代表北秦岭早期与Rodinia超大陆拼合有关的岩浆事件。考虑到没有检测到典型的华北克拉通的年龄,推测元古代北秦岭更接近华南板块。     

甘肃白银矿田基性火山岩的LA-ICP-MS同位素年代学

对白银矿田基性火山岩进行LA-ICP-MS法单颗粒锆石U-Pb年代学研究,查明白银矿田基性火山岩的成岩时代为465.0Ma±3.7Ma,相当于中奥陶世。结合前人的矿田酸性火山岩精确的同位素定年资料（467.3±2.9Ma和467.1±2.2Ma）,认为白银矿田成矿时代为中奥陶世,含矿火山岩系形成于奥陶纪的岛弧—裂谷环境。这些成果对进一步深入研究白银矿田的构造演化和指导北祁连山白银式块状硫化物矿床的找寻具有重要意义。     

西秦岭天水地区流水沟岩浆杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和岩石地球化学特征

流水沟岩浆杂岩分布于西秦岭北缘天水关子镇地区,主要由变辉长岩、变辉长闪长岩和变闪长岩组成。为确定其构造属性,探讨西秦岭北缘构造演化过程,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和主量、微量、稀土元素分析。结果表明,岩浆杂岩体的锆石为岩浆成因,其形成时代为548.7Ma±1.8Ma（MSWD=0.56）。流水沟岩浆杂岩具有SiO2变化范围大（52.47%～66.95%）,低TiO2,低碱,Mg#值变化范围较大的特征,主量元素在SiO2-氧化物变异图解上具有较好的线性相关性。稀土元素配分曲线总体呈近平坦型,LREE/HREE比值多数在1.14～2.60之间,轻重稀土元素分馏较弱,δEu介于0.65～1.90之间,大多数具有弱的负Eu异常;在微量元素蛛网图上,大离子亲石元素Cs、Sr、Th、U富集,Rb、K和高场强元素Nb、P、Ti、Y亏损,Ti/Y=113～253,Th/Yb=0.23～2.85,Th/Nb=0.09～1.00,Hf/Th=0.41～2.97,显示了流水沟岩浆杂岩形成于岛弧环境。流水沟岩浆杂岩可能反映在中央造山系中存在一期与＂泛非造山运动＂有关的构造热事件,为中央造山系在新元古代晚期—早古生代的构造演化提供了证据。     

北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区早志留世碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

以北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区原划为中—下奥陶统的阴沟群碎屑岩为研究对象,进行碎屑锆石LA-ICP-MS UPb测年,探讨其形成时代、物源组成和构造背景。结果表明,碎屑岩沉积时代早于432.5Ma,为早志留世,该套沉积地层并不属于早—中奥陶世阴沟群。碎屑锆石U-Pb同位素年龄可明显分为4组:早古生代年龄组,434～521Ma,峰值为447Ma;新元古代年龄组,791～992Ma,峰值年龄966Ma;中古元古代年龄组,1017～1755Ma,并出现1120Ma、1278Ma、1427Ma和1648Ma多个峰值;古元古代早期—新太古代晚期年龄组,1879～2663Ma,并出现2089Ma、2428Ma和2543Ma多个峰值。综合分析显示,碎屑岩沉积物质来源于祁连造山带和阿拉善地块,祁连造山带早古生代岛弧型岩浆岩和新元古代岩浆岩,以及造山带结晶基底岩系为该套碎屑岩沉积提供了更重要的物源。     

北秦岭灵官庙盆地砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄

秦岭造山带在印支造山作用主造山期之后,发育一系列晚三叠世—早侏罗世伸展断陷盆地。选择陕西丹凤北秦岭灵官庙盆地中低绿片岩相的灰绿色中细粒砂岩,进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析。结果表明,85个以岩浆成因为主的碎屑锆石给出5个年龄组：426~605Ma、661~1174Ma、1494~1789Ma、2113~2261Ma和2826~3298Ma。其中,最年轻的锆石年龄为426Ma±5Ma,最老的锆石年龄为3298Ma±70Ma。主要的年龄峰期为426~605Ma年龄组,其次为661~1174Ma年龄组。这一年龄结构反映出物源区加里东造山期和Grenvillian期岩浆活动的重要影响。年龄谱中缺少中志留世—晚三叠世的锆石,说明普遍发育的印支期岩浆岩体并不构成物源区。通过与现今周缘地体年龄结构对比并结合其他地质证据认为,灵官庙盆地的物源可能主要来自加里东期侵位于二郎坪群、秦岭群中的花岗岩和新元古代宽坪群,少量来自二郎坪群和秦岭群。灵官庙盆地形成之后,盆地内沉积岩遭受了变质变形作用,记录了秦岭造山带在板块构造驱动的造山作用结束后进入了新的陆内造山作用阶段。     

北祁连牛心山似斑状正长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

青海省祁连县西出露一个似斑状正长花岗岩体,运用LA-ICP-MS方法,对似斑状正长花岗岩中的锆石进行U-Pb同位素分析。测年结果显示,似斑状正长花岗岩的形成年龄为166.6±2.4Ma,表明其形成于燕山期中侏罗世,继承锆石显示前寒武纪源区的时代信息。岩石地球化学特征表明,似斑状正长花岗岩具有高硅、富碱特点,属于过铝质高钾钙碱性岩,具弱负Eu异常,富集Rb、Th、K,亏损Ba、Nb、P、Ti,Rb/Sr值平均为1.86,反映出壳源特点,为S型花岗岩。     

北秦岭太白花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及其地质意义

北秦岭太白岩体位于商丹构造带北侧。野外侵入关系和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,该岩体由早志留世的五里峡岩体、晚三叠世的红崖河岩体和早白垩世的下板寺岩体组成。五里峡岩体的主要岩石类型为片麻状黑云母二长花岗岩,锆石U-Pb年龄为（431±2） Ma;红崖河岩体的主要岩石类型为黑云母二长花岗岩,锆石U-Pb年龄为（214±2） Ma;下板寺岩体为粗粒黑云母花岗岩,锆石U-Pb年龄为（130±1） Ma,表明太白岩体是由3个不同时代岩体组成的侵入复合杂岩体。结合区域构造背景和前人的研究成果,得出早志留世五里峡岩体可能与秦岭微板块沿商丹缝合带俯冲碰撞有关;晚三叠世红崖河岩体与秦岭早中生代主期岩浆作用一致,是华北地块与扬子地块碰撞的产物;燕山期的下板寺花岗岩属于板内岩浆作用。研究显示,今后应注意大岩体的解体,其可能隐含着不可忽视的构造-岩浆作用信息。     

北秦岭灵官庙盆地砂岩碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄

秦岭造山带在印支造山作用主造山期之后,发育一系列晚三叠世—早侏罗世伸展断陷盆地。选择陕西丹凤北秦岭灵官庙盆地中低绿片岩相的灰绿色中细粒砂岩,进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析。结果表明,85个以岩浆成因为主的碎屑锆石给出5个年龄组:426~605Ma、661~1174Ma、1494~1789Ma、2113~2261Ma和2826~3298Ma。其中,最年轻的锆石年龄为426Ma±5Ma,最老的锆石年龄为3298Ma±70Ma。主要的年龄峰期为426~605Ma年龄组,其次为661~1174Ma年龄组。这一年龄结构反映出物源区加里东造山期和Grenvillian期岩浆活动的重要影响。年龄谱中缺少中志留世—晚三叠世的锆石,说明普遍发育的印支期岩浆岩体并不构成物源区。通过与现今周缘地体年龄结构对比并结合其他地质证据认为,灵官庙盆地的物源可能主要来自加里东期侵位于二郎坪群、秦岭群中的花岗岩和新元古代宽坪群,少量来自二郎坪群和秦岭群。灵官庙盆地形成之后,盆地内沉积岩遭受了变质变形作用,记录了秦岭造山带在板块构造驱动的造山作用结束后进入了新的陆内造山作用阶段。     

西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年

秦岭造山带商丹缝合带的西延部分在天水地区以出露的关子镇蛇绿岩为标志,该蛇绿岩的形成时代是探讨秦岭造山带构造格局与演化的关键.在室内外综合研究的基础上,从该蛇绿岩的辉长岩中精选锆石,通过锆石的CL显微图像进行锆石形态学研究,结合U、Th含量特征,证明本次用于定年的锆石为岩浆成因.辉长岩中的锆石LA-ICP-MS定年给出U-Pb年龄为471 Ma±1.4Ma(MSWD=1.03,2σ),代表了辉长岩的结晶时代,也限定了关子镇蛇绿岩的形成时代.结合已有的地质、地球化学研究成果,认为秦岭商丹古洋盆存在的时限至少可延续至470Ma.该年龄的确定为深入研究和认识秦岭造山带古生代的构造格局及其演化提供了新的证据.