河南省嵩山区元古代嵩山群底部的主滑脱带

河南省嵩山区位于中朝地台南部,区内发育被2个角度不整合面分隔开的3个前寒武纪岩群,一个主滑脱带沿着嵩山群与登封群间不整合面发育.滑脱带之上的早元古代嵩山群形成近南北向的褶皱带,因此,嵩山群岩石在主滑脱带之上形成无根的独立构造.与滑脱带下伏的太古宙登封群很少有关系.主滑脱带厚4～30m,沿着主滑脱带,登封群角闪岩相岩石强烈退变质到绿片岩相矿物组合,主滑脱带发育在脆韧性过渡域.多尺度的观察指出,主滑脱带的形成受地壳成分分层导致的流变学分层性所制约,而且地层柱底部软弱面或地质界面是近水平的滑脱带发育的优选位置.显然,对滑脱带的发育还必须考虑水解弱化作用.     

登封地区早前寒武纪地壳演化—地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成.登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩(BIF)组成,变质原岩主要为基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩.3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石.它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41.嵩山群主要由石英岩和片岩组成,经受绿片岩相变质.石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥砂质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同.石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga.会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在.花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga(钾质花岗岩样品除外).根据研究,可得出如下结论和认识:①登封群形成于新太古代末期(2.51～2.53 Ga),与前人认识一致.②不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围(2.50～2.55 Ga),结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关.③在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分.④可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群(2.14～2.47 Ga)或滹沱群(2.08～2.14 Ga)对比.⑤石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物.     

登封地区早前寒武纪地壳演化－地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩（BIF）等组成,变质原岩为主要基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩。3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石。它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41。嵩山群主要由石英岩和片岩组成,绿片岩相变质。嵩山群石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥沙质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同。石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga。会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在。花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga（钾质花岗岩样品除外）。根据研究,可得出如下结论和认识：1）登封群形成于新太古代末期（2.51～2.53 Ga）,与前人认识一致。2）不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围（2.50～2.55 Ga）,结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关。3）在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分。4）可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群（2.14～2.47 Ga）或滹沱群（2.08～2.14 Ga）对比。5）石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物。     

河南箕山登封岩群变质中基性火山岩的地球化学及年代学研究

对登封岩群 TTG杂岩区内的斜长角闪质表壳岩包体以及绿岩区的变质中基性火山岩对比研究表明 ,其主元素、微量元素、稀土元素和同位素地球化学特征等指示该区的变质中基性火山岩同时同源 ,具有由拉斑玄武岩向钙碱性玄武岩演变的趋势.登封岩群上下部 2件 Sm Nd等时线年龄极为一致 ,可以合并为一条等时线 ,年龄为 (2 512± 19) Ma,ε Nd(t)=2.40± 0.16.综合分析认为 ,箕山地区的登封岩群稍晚于嵩山地区 ,是在新太古代末期一个非常短暂的时间内形成的 ,形成于类似现代岛弧的构造环境.     

河南省嵩山地区登封群研究的新进展

经重新研究,将原登封群分为３套岩石序列：（１）新太古代构造地层单位登封岩群,为变质表壳岩系,代表绿岩建造;（２）新太古代构造岩石单位,为变质侵入岩系;（３）古元古代侵入岩系。它们共同构成嵩山花岗岩—绿岩地体。新太古代岩石经历了嵩阳运动第一幕（约２．５Ｇａ）、第二幕（约２．２Ｇａ）和中岳运动（约１．９Ｇａ）３个重要变质变形期,据此建立的ｐ—Ｔ—ｔ—Ｄ轨迹显示花岗岩—绿岩地体变质变形与陆壳碰撞隆升过程有密切关系     

河南箕山登封群单颗粒锆石^207Pb／^206Pb同位素年代研究

本文对河南箕山登封群老袋窑组变流纹斑岩进行了单颗粒锆石＾２０７Ｐｂ／＾２０６Ｐｂ同位素年龄测定。研究表明锆石属典型的岩浆结晶产物，其年龄值为２５０１．９４±０．７０Ｍａ，它与登封群下部火山岩的Ｓｍ－Ｎｄ年龄（２５１４±４２Ｍａ）非常接近，这说明箕山地区登封群火山作用时限很短（１０Ｍａ±），是一套完整的花岗－绿岩建造，和嵩山地区登封群属同一期构造－岩浆活动的产物，并不能划分出早元古代岩石建造。     

河南省嵩山地区登封群研究的新进展

经重新研究,将原登封群分为３套岩石序列：（１）新太古代构造地层单位登封岩群,为变质表壳岩系,代表绿岩建造;（２）新太古代构造岩石单位,为变质侵入岩系;（３）古元古代侵入岩系。     

嵩山世界地质公园重要地质遗迹类型及其科学内涵

嵩山世界地质公园以前寒武纪古老地层、岩浆岩等地质遗迹和褶皱山、断层崖和峰林等地貌景观最为典型.在前寒武纪不同时期、不同构造环境下形成的地层、岩浆岩等构成了嵩山的山基和山体,成为嵩山地质地貌景观的基础.本文结合年代学、地球化学和同位素资料,重点探讨了园区内前寒武纪典型地层、构造和岩浆岩的科学内涵,研究表明:距今2.6～2.5Ga,俯冲洋壳、亏损岩石圈地幔和下地壳部分熔融分别形成新太古代TTG、大洋拉斑玄武岩和Ⅰ型花岗岩,并堆积了新太古界登封岩群;在约2.5 Ga,(洋—陆)板块碰撞引发大规模变质变形;在2.5～2.3Ga期间,为嵩山群滨海—浅海沉积;在2.3～1.9Ga期间,伸展环境下形成钟长花岗岩、伟晶岩和基性岩墙;在约1.85 Ga,又一次褶皱造山;在约1.75Ca,伸展环境下形成石秤和摩天寨钾长花岗岩体;中—新元古代形成了五佛山群被动陆缘沉积.以上成果有助于将嵩山地区独特的地质科学内涵与地貌景观、生态资源、人文景观有机结合,为地质公园的可持续发展、地质遗迹的开发和保护提供了重要科学依据.     

武汉地质学院优秀科研成果奖励项目

一等奖(7项)1．一批矿物的晶体结构测定2．中国中晚元古代地壳发展及构造古地理研究3．中国碎屑岩系中盐类矿床的形成条件源问题的讨论20．河南嵩山区登封群区域变质作用21．长江下游中生代火山岩岩石化学特征及成因分析22．青藏高原南部地壳演化的特点23．广西合川海相碳酸盐岩型煤系沉积环境     

嵩山地区登封群地层的新认识

嵩山地区位于华北克拉通南缘,是我国记录前寒武纪地质的典型地区之一。但以往对该区偏重于地球化学的研究,对地层学的研究相对薄弱,尤其是太古界登封群地层研究程度很低。在野外实地调查,实际测量研究整个登封群地质剖面时,发现登封群存在的一个宏观的粒序,从老羊沟岩组到金家门岩组再到郭家窑岩组,所含砾石粒径存在一个总体变小,数量由多变少的规律。     

华北克拉通南缘安沟群的SHRIMP年龄及地层对比

华北克拉通南缘安沟群的时代及地层划分对比一直存有争议.侵吞安沟群的许台花岗岩原划为古元古代,本文通过SHRIMP测试,获得其精确的形成年龄为2503±11Ma.安沟群石梯沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Ph年龄为2521±11Ma,安沟群寨沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Ph年龄为2517±12Ma,表明安沟群形成于新太古代,与登封群和五台群的形成时代基本一致.安沟群地层的原岩组合为基性火山岩-中酸性火山岩、泥质.碎屑沉积岩和少量碳酸盐岩,总体上与登封群和五台群的原岩组合类似.     

《嵩山构造变形》简介

地质出版社1981年9月出版的《嵩山构造变形》一书,是我院以马杏垣教授为首的科研集体二十余年来对河南省嵩山地区构造地质研究的总结,它是几十名教师和近百名学生艰苦劳动的成果,也是与河南省区测队等兄弟生产、科研和教学单位大协作的结晶。全书约38万字,插图261幅,照片108张,并附有该区地质图、震旦系构造图和登封群及嵩山群构造图。     

石牌河运动与“登封群”解体

<正> 作为《东秦岭有色金属和贵金属成矿规律》课题重要成果之一的“华北地台南缘的新发现(下元古界与太古界的不整合现象,石牌河运动/阜平运动)”报道在1986年5月16日的《中国地质报》上。同年6月13日该报第三版刊出付文宝的“对‘华北地台南缘新发现’的质疑”一文。现在课题研究已经完成,对该“质疑”作出回答,并将成果作一简要报道。 河南嵩山变质地体以其复杂的地质现象吸引众多地质学家。张伯声、张尔道、马杏垣等老一辈地质学家曾在此进行开创性研究,并将本区早前寒武变质地层分为上下两大套,上为下元古界嵩山群,下为太古界“登封群”,两者的分界线是嵩阳运动所造成的不整合。近年来,由于研究程度的加深,不同学者对“登封群”的性质、时代和地层细分等     

河南嵩山两个绝对年龄资料介绍

根据全国地层会议筹备委员会的建议,在王曰伦、马杏垣先生的指导下,李德本、李世麟、郭孟申、王泽九等四人于1959年四月组成了嵩山地层专题研究小组,在嵩山地区进行了五十多天的野外工作。工作中曾在五佛山群和侵入于登封杂岩的伟晶岩脉中分别采取了海绿石、白云母     

陕县放牛山石英岩系的层序划分及时代归属

放牛山石英岩系为经低绿片岩相变质的粗陆源碎屑岩，顶、底界线清晰，与下伏太古宙变质花岗岩系及上覆中元古界熊耳群均呈角度不整合接触，从层位、岩性、沉积环境及变质特征等均可与陕西铁铜沟组及嵩箕地区嵩山群罗汉洞组相对比。为此，将放牛山石英岩系归属下元古界嵩山群罗汉洞组。     

河南嵩山地区新太古代斜长角闪岩的地球化学特征与成因

嵩山地区登封群是华北克拉通南部古老结晶基底的重要组成部分,由一套火山-沉积成因的表壳岩系组成,形成于新太古代.斜长角闪质岩石广泛发育于登封群表壳岩中,同时,也以包体形式普遍存在于TTG片麻岩体内部.二者主量元素差别不大,SiO_2含量为45%～63%,富Fe_2O_3、Al_2O_3、CaO,TiO_2(0.5%～1.11%)含量较低,原岩为亚碱性玄武岩、安山岩.二者的微量元素特征稍有差别,登封群斜长角闪岩REE配分形式平坦,轻重稀土基本无分异((La/Yb)_N=0.99～2.07),基本无Eu异常(δEu≈1);Ti负异常,Nb、Ta、Y负异常不明显,Ba、Sr呈现正异常,显示洋中脊和岛弧拉斑玄武岩特征;在Cr-Y、Ta/Yb-Th/Yb、Zr/Y-Nb/Y图解中位于洋中脊向岛弧玄武岩的过渡区域;ε_(Nd)(t)=4.43,显示源岩来自亏损地幔.而TTG片麻岩中斜长角闪岩包体的LREE富集,Eu负异常明显(δEu)=0.46～0.87);大离子亲石元素Rb、Cs、Ba明显高于登封群中的斜长角闪岩,除了Ti含量稍低外,Zr、Nb和Y含量范围和登封群斜长角闪岩相似,Nb、Ta和Y呈负异常,具有岛弧玄武岩特征;ε_(Nd)(t)=2.56和4.08,显示源岩来自亏损地幔,反映有地壳物质的混染.登封群斜长角闪岩及斜长角闪岩包体原岩的源区物质有所不同,在汇聚板块边缘洋壳俯冲条件下,前者是地幔楔部分熔融的产物,形成于弧后盆地环境;后者可能是随着俯冲作用的进行,小部分板片熔融开始发生,形成的熔浆混染亏损地幔部分熔融形成的熔浆.地球化学特征显示登封群形成的地球动力学背景是汇聚板块边缘洋壳的俯冲,反映当时陆壳以水平方式增生.     

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

河南省崤山地区崤山岩群的建立及其与邻区对比

河南省崤山地区的地层具典型地台型双层结构,其结晶基底为一套中深变质岩系,前人将其解体为两部分:一部分为太古宙变形变质花岗岩系(TTG--G),不具地层意义;另一部分为呈残留顶盖或包体形式残存于TTG--G中的壳岩系,并将其划分为新太古代兰树沟岩组和杨寺沟岩组。通过2009—2014年开展的1∶5万矿产地质调查工作,将这一套表壳岩新建为新太古代崤山岩群,可与登封地区的新太古代登封岩群对比。     

河南登封-鲁山地区地壳出露剖面岩石高压条件下地震波速特征的实验研究

首次给出了河南登封—鲁山一带地壳出露剖面岩石高压条件下纵波速度V_p值的实验测定结果。样品分别采自古元古代的安沟群及新太古代的登封群和太华群。静态压力自常压至3000MPa变化。结果表明,岩石的纵波速与岩性关系密切。上、中地壳岩石的V_p 随压力的增加变化范围明显大于下地壳岩石,变质等级的增加伴随着V_p的明显增大,经温度影响校正后的V_p值与位于邻近地区的QB-1地震测深剖面的解释结果吻合很好。     

华北克拉通南缘太古—元古宙界线安沟群火山岩的年龄及地球化学

河南登封地区登封群和安沟群记录了华北克拉通南缘太古宙—元古宙界线两侧地层较完整的演化历史.Kr?ner et al.(1988)曾获得登封群顶部老羊沟组变英安岩中锆石的SHRIMP年龄为(2 512±12)Ma.本研究获得不整合覆盖在登封群之上的安沟群同源双峰式拉斑玄武岩和英安岩7个样品全岩Sm-Nd同位素等时线年龄为(2 507± 96)Ma, MSWD=6.3, 初始143Nd/144Nd=0.509 560±0.000 093, ε_Nd(2.5 Ga)=3.27±1.82.上述年龄制约了登封群顶部长英质火山岩与安沟群底部的双峰火山岩之间的年龄相差最多应不超过113 Ma.安沟群演化程度较低的拉斑玄武岩La/Nb比值为0.66~ 1.14, 与软流圈地幔的比值接近, 而明显不同于岛弧玄武岩(La/Nb < 2.0).结合安沟群火山岩的双峰特征, 这些说明太古宙末或元古宙初期至少华北克拉通南缘已进入陆内裂谷伸展环境.