南秦岭佛坪泥盆纪砂岩锆石U-Pb 定年及Hf 同位素分析：对物质源区和构造环境的制约

泥盆纪地层广泛分布于南秦岭地区,为揭示南秦岭地质演化过程提供了重要的信息。目前,对于南秦岭泥盆纪沉积物源、构造环境存在争议,相关泥盆纪物质源区地壳生长仍旧缺乏深入讨论。本文通过对采自南秦岭佛坪地区泥盆纪砂岩碎屑锆石U-Pb 年代学研究揭示,样品中锆石年龄主要分布于500～400 Ma 和1 300～700 Ma,少量为～1.85 Ga、～2.5 Ga和～2.7 Ga。这些碎屑锆石U-Pb 年龄和相应Hf同位素数据表明,该时期碎屑物质主要来自于南、北秦岭和华北板块南缘,缺少来自扬子板块北缘的物源供给。综合已发表的刘岭群碎屑锆石Hf同位素数据,我们识别出南秦岭泥盆纪物质源区存在3 期地壳生长事件,并且分别对应于北秦岭早古生代（500～407 Ma）弧岩浆岩事件、华北板块南缘新太古末期-古元古代早期（～2.5 Ga）和新太古代中期（～2.7 Ga）的岩浆事件。结合累积曲线分布特征和前人研究成果,我们认为刘岭群该时期为前陆盆地沉积环境。     

小秦岭太华杂岩副片麻岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义

小秦岭地区是华北克拉通南缘早前寒武纪基底重要分布区,可见大量构造抬升剥露的基底结晶杂岩带。太华杂岩是小秦岭出露最古老的地质体,对于探讨华北克拉通南缘早期地壳形成和演化及其构造归属等问题具有重要意义。在小秦岭地区,太华杂岩被划分为正片麻岩系和以孔兹岩系为主的表壳岩。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法测得小秦岭地区太华杂岩表壳岩中黑云斜长片麻岩碎屑锆石的源区物质主要形成于2.40～2.11 Ga,经历了两期的古元古代晚期变质事件（～2.04 Ga和～1.91 Ga）,限定该套表壳岩的沉积时代介于2.11～1.91 Ga。结合锆石Hf同位素特征,我们认为该表壳岩的碎屑物质可能主要来自中条山的涑水杂岩体及绛县杂岩体、熊耳花岗岩体、小秦岭古元古代花岗岩体等,其初始的源区物质可能为太华杂岩的新太古代正片麻岩系。此外,本研究揭示华北中部造山带可能记录了一个长达约250 Ma（～2.05～1.8 Ga）持续的俯冲-碰撞过程。     

华北克拉通古元古代末-新元古代地质事件——来自北京西山地区寒武系和侏罗系碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学的证据

华北克拉通是否同华南克拉通一样保存有与Rodinia超大陆聚合和裂解有关的年龄记录是理解华北克拉通元古宙构造演化的重要科学问题.本文对位于华北克拉通燕辽裂陷槽的北京西山地区的寒武系和侏罗系碎屑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,目的是通过碎屑锆石年龄揭示华北克拉通前寒武纪尤其是古元古代末-新元古代重要地质事件.定年结果显示,北京西山寒武系徐庄组的钙质细砂岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～1.38Ga和～1.14Ga.此外,还有～ 1.56Ga、～912Ma、～814Ma、～740Ma、～630Ma和～507Ma的年龄组.侏罗系窑坡组长石质岩屑细砂岩和粉砂质泥岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～2.5Ga、1.88～1.8Ga、～1.74Ga、～1.6Ga和186Ma.此外,还有～2.77Ga、～2.0Ga、～1.2Ga、～488Ma、～256Ma和～233 Ma的年龄组.这三个岩石具有较低的成分和结构成熟度,指示较近的物源区,其碎屑物质可能大部分来自华北克拉通内部和北缘,因此其碎屑锆石的年龄组可记录华北克拉通前寒武纪重要地质事件.～2.77Ga、～2.5Ga、2.1～ 2.0Ga和1.88～1.8Ga的年龄组分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件;～ 1.74Ga、～ 1.6Ga、～ 1.56Ga、～1.38Ga、～912Ma和～814Ma的年龄组记录了华北克拉通最终克拉通化后开始的古元古代末-新元古代的多期裂谷事件.与1.3～ 1.0Ga、～740Ma和～630Ma的年龄组相对应的岩石在华北克拉通出现甚少,而该时期的岩浆岩和变质岩在华南克拉通广泛发育,且可能与Rodinia超大陆汇聚和裂解的不同阶段相对应.华北克拉通显生宙碎屑岩中碎屑锆石保存的古元古代末-新元古代地质事件的记录对探讨华北克拉通在元古宙的地质演化及华北克拉通与华南克拉通的关系可提供重要的依据.     

华北克拉通南缘栾川群的形成时代、物源及其对区域构造演化的意义：锆石U- Pb年代学和Hf同位素制约

栾川群沿秦岭造山带和华北克拉通两大构造单元的结合部分布,其时代归属和构造意义长期存在争议。本文从锆石U-Pb年代学和Hf同位素角度对栾川群进行物源分析和区域对比分析,为合理地理解华北克拉通南缘晚前寒武纪构造演化提供重要证据。栾川群上部大红口组浅变质粗面岩的结晶年龄为854±8Ma,成因以古元古代晚期陆壳物质的再循环或改造为主。栾川地区栾川群变碎屑岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄和大红口组浅变质粗面岩及相关侵入岩的结晶年龄限定栾川群沉积时代在917～844Ma,属于新元古代青白口纪。白术沟组中上部、煤窖沟组和鱼库组变碎屑岩的碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征一致,碎屑锆石U-Pb年龄集中在1.85～1.10Ga之间,北秦岭地体是最可能的物源区;Hf两阶段模式年龄(T_(DM2))为1.33～2.92Ga,揭示源区经历了～1.45Ga、～1.8Ga、～2.1Ga和～2.5Ga四期元古代陆壳增生。栾川群白术沟组下部和白术沟组中上部至鱼库组之间截然不同的碎屑锆石年龄谱图表明白术沟组沉积期间物源区由华北克拉通转变为北秦岭块体,沉积构造背景由被动大陆边缘转化为碰撞造山和后碰撞伸展环境。北秦岭地体原来应属于华北克拉通的一部分,至少在华北克拉通南缘至东缘地区曾存在与北秦岭地体类似的中、新元古代构造带。该构造带强烈地参与了Columbia超大陆裂解和Rodinia超大陆汇聚及裂解过程,在新元古代早期与华北克拉通曾短暂的拼合并造山,转变为华北克拉通周缘沉积盆地的主要物源供给区。     

由深源捕虏体限定的华北克拉通下地壳特征

文中收集了新生代、中生代和古生代由喷出/浅成岩携带的下地壳麻粒岩捕虏体及其锆石年龄的资料。结果显示,它们代表了不同时代、不同地区下地壳最下部的组成及年龄。新生代汉诺坝、女山、莒南和青岛等地的玄武岩和其中捕虏体的资料,几乎可以涵盖华北相当一大部分下地壳底部的状态。金伯利岩虽然只能提供500Ma以前的信息,但它们能够检验并确认古老地质事件发生时间的准确性。内蒙古中生代闪长岩中出露的麻粒岩属于同源捕虏体,只能代表该岩浆活动波及地区下地壳的状态。华北克拉通发育了多次以地幔物质添加为主的地质事件(地壳增生),主要有:2.8～3.0Ga,2.5Ga,1.8Ga,140～90Ma及47～45Ma,其中以2.5Ga和140～90Ma最为重要。2.5Ga的地幔岩浆底侵事件在不少地区出现,推测与地幔柱活动有关。中生代(140～90Ma)的底侵作用在克拉通分布相当广泛,包括华北北部,华北东部及东南部都有明显的记录。女山和莒南地区出现了2.3Ga的年龄,是中生代的底侵岩浆与先存的古老基底发生混合与反应的产物。1.9～2.0Ga以及1.8Ga可能与地壳的造山运动和与其伴随的短暂的热扰动造成的锆石再结晶有关。在研究下地壳捕虏体时一个重要的问题是,要注意构造背景。在一级构造单元的交界处,由于该处块体之间的相互作用复杂,需要注意判别捕虏体的块体归属,以便对华北克拉通不同部位的复杂演化历史获得更全面的认识。     

华北克拉通五台群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

通过对五台群石咀亚群金刚库组4个典型样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,对五台群的形成时代及华北克拉通新太古代—古元古代期间的地壳演化进行了探讨。锆石U-Pb同位素测定结果表明,侵入金刚库组中的片麻状花岗岩锆石的U-Pb年龄为2548Ma,因此五台群的上限年龄约为2.5Ga;金刚库组黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的原岩锆石U-Pb年龄分别为2663Ma和2636Ma,因此五台群的下限年龄约为2.7Ga。五台群的地质年龄为2.5~2.7Ga,属于新太古代。锆石Hf同位素研究结果表明,黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的二阶段Hf模式年龄(tDM2)均为2.8Ga左右,指示2.8Ga左右是五台山区乃至整个华北克拉通地壳生长的重要时期;片麻状花岗岩tDM2平均为2.57Ga,与锆石结晶年龄非常接近,表明2.5Ga左右也是华北克拉通地壳的主要增生期。地壳的增长是幕式的,2.8Ga和2.5Ga都是华北克拉通地壳生长时期。     

中国西秦岭碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

西秦岭是北接华北克拉通、西接祁连与柴达木、南接松潘—甘孜地块的东秦岭造山带的西延。文中研究了该区从前寒武纪到三叠纪的碎屑沉积岩。这些碎屑沉积岩中分离出的锆石由LA-ICPMS(激光剥蚀等离子体质谱)进行了U-Pb定年。全岩Nd亏损地幔模式年龄类似于扬子克拉通年龄,主要分布于1.55~1.98Ga,峰值为1.81Ga,而与华北克拉通主要为古元古代与太古宙的模式年龄形成明显的对比。泥盆系中的碎屑锆石930~730Ma的U-Pb年龄指示其与扬子克拉通具亲缘性。930~730Ma是源区地壳的强烈增长阶段。二叠系—三叠系的碎屑沉积岩主体以含老于1600Ma的碎屑锆石为特征。碎屑锆石U-Pb年龄与Sm-Nd同位素组成指示此时华北克拉通南缘的基底岩石成为二叠系—三叠系碎屑沉积岩的重要物源。扬子克拉通在三叠纪时与华北克拉通拼接。西秦岭二叠系—三叠系碎屑沉积岩含有高达50%的华北克拉通南缘的基底岩石。     

河北雾灵山杂岩体锆石Hf同位素特征及其区域对比研究

雾灵山杂岩体是位于华北克拉通北缘河北省兴隆县境内的一个出露面积为230 km²的大岩基,岩体主要由似斑状碱长正长岩、碱性石英正长岩和碱长正长斑岩组成。对该杂岩体中最早侵位的似斑状碱长正长岩的3件样品进行了锆石U-Pb测年和原位Hf同位素测试,获得的等时线年龄分别为(128.0±0.6) Ma、(127.3±1.2) Ma和(126.8±0.4) Ma,表明该岩体最早侵位于早白垩世;同时,两阶段Hf模式年龄介于1.13～1.75 Ga,ε_Hf(t)值为-7.8~1.7。通过对似斑状碱长正长岩ε_Hf(t)值及其中暗色包体岩相学分析,表明该岩石源区岩浆可能是由地壳重熔形成的花岗质岩浆、岩石圈富集地幔以及亏损地幔岩浆混合形成。通过对华北克拉通北缘早白垩世不同地区A型花岗岩的εHf(t)值的对比分析表明,这些A型花岗岩的源区物质来源具有多元性,并随着时间演化,A型花岗岩中亏损地幔的成分贡献越来越多,表明这个时期大规模的岩石圈减薄近于完成,亏损地幔物质开始上涌,并直接参与了岩浆活动。     

华北克拉通南缘潘河~1.5Ga正长岩的厘定及其构造意义

华北克拉通是否曾是Columbia超大陆的组成部分并具有一致的裂解过程一直存在争议,而已知的中元古代非造山岩浆组合集中分布于华北克拉通北缘是引起有关裂解过程争论的重要原因。作者近来在华北克拉通南缘,河南省卢氏县潘河地区,厘定了一组中元古代走向近东西的正长岩脉群。正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为1469±8Ma(MSWD=1.4)。岩石类型主要为黑云母正长岩,局部有少量霞石正长岩。岩体的SiO2变化于51.3%～65.7%之间,碱含量较高,K2O+Na2O总量8.32%～13.0%,铝含量较高(Al2O3=18.7%～20.0%),为碱性过铝质岩类。岩体轻重稀土分馏较为显著(La/Yb)N=14.5～34.5,具有显著的Eu负异常(δEu=0.2～0.3),强烈富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和Nb、Ta、Nd、Tb等高场强元素,而Sr、Ti、P、Eu等元素显著亏损。岩石εHf(t)=-14.79～+8.16,Hf模式年龄为2.93～1.74Ga,指示成岩物质主要来源于富集岩石圈地幔的部分熔融并有地壳物质的加入。岩体形成于板内伸展构造环境,这表明华北克拉通的南缘也同时记录了华北克拉通曾经在中元古代发生过大规模的伸展作用,其伸展过程可能与Columbia超大陆的裂解有关。     

甘肃合黎山古元古代正长岩的发现及其对阿拉善地块大地构造属性的启示

阿拉善地块的大地构造属性是近年来地质界激烈争论的科学问题:是华北克拉通的一部分,还是在前寒武纪尚未与华北克拉通拼合?研究阿拉善地块的基底并与华北克拉通主体进行对比,对探讨这一问题具有重要启示。阿拉善地块的基底仅在其东部和西南缘零星出露,且前人的研究主要集中在地块东部。在阿拉善地块西部的合黎山地区,有正长岩侵入龙首山群,并被震旦系不整合覆盖。该正长岩强烈富钾(K_2O=13.77%),轻、重稀土明显分异((La/Yb)_N=46.62),显示Nb-Ta负异常和Pb-Zr-Hf正异常,并具有高Sr低Nd的同位素特征(ε_(Nd)(t)=-5.05),表明该岩体源于玄武质下地壳的部分熔融。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,该正长岩形成于(1872±12) Ma,即古元古代,并记录了～2.7 Ga的地壳生长以及～2.5 Ga和～1.95 Ga的岩浆活动。合黎山古元古代正长岩的发现补充了阿拉善地块前寒武纪基底的组成,进一步完善了阿拉善地块新太古代—古元古代基底和构造热事件的时代格架,且与华北克拉通主体十分相似,指示二者具有明显的亲缘性。     

小秦岭镰子沟金矿床辉钼矿Re-Os年龄和锆石U-Pb年龄及其地质意义

镰子沟金矿床位于小秦岭金矿集区西部,矿体受断裂和石英脉体控制,围岩蚀变以钾化和硅化为主。矿床浅部以金矿为主,深部发现金钼(共)伴生矿体。为了确定镰子沟金矿床成岩、成矿时代,选择镰子沟金矿床正长斑岩和金钼矿石分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os同位素研究。获得正长斑岩的~(207)Pb/~(206)Pb年龄加权平均值为1802.9±9.9Ma,此年龄明显早于小秦岭地区金矿床的形成时代;获得辉钼矿Re-Os等时线年龄为128.8±6.5Ma,指示矿床形成于早白垩世,晚于区域已知花岗岩形成时代。综合研究认为,镰子沟金矿床的形成与区域花岗岩无关,可能与深部流体或隐伏岩浆有关。     

小秦岭东吉口印支期辉石正长岩年代学及其地质意义

东吉口辉石正长岩是小秦岭地区此前唯一获得加里东期年龄的岩体,呈不规则卵圆状侵入于古元古代太华群高级变质岩中,发育弱片麻理。详细的岩相学观察发现,岩体内部可以分为两种具不同结构特征的岩性,从野外接触关系来看:细粒辉石正长岩形成较早,发育烘烤边;中粒含斑辉石正长岩略晚,发育冷凝边。二者的矿物均由斜长石、钾长石、辉石、角闪石、石英等组成,斑晶主要为辉石和斜长石,辉石和角闪石均发生退变质作用。细粒辉石正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为(214.8±3.1) Ma（MSWD=0.48）,中粒含斑辉石正长岩为(212.9±3.1) Ma（MSWD=5.6）,均形成于晚三叠世印支期,而不是此前认为的加里东期。这一组年龄表明,小秦岭地区加里东期岩浆活动可能极其微弱,或者不存在该期岩浆活动。总结前人资料,发现东吉口辉石正长岩的形成时代与小秦岭印支期成矿事件同时,印支期岩浆活动与洋陆俯冲转为陆陆碰撞作用有关,强烈的壳幔相互作用导致了深部物质的上涌,岩浆活动为金的富集提供了热驱动力。     

小秦岭文峪和娘娘山花岗岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄及其意义

对小秦岭文峪和娘娘山花岗岩体进行的锆石SHRIMP U-Pb定年和岩石地球化学分析结果表明,文峪和娘娘山黑云母二长花岗岩体属于Ⅰ型花岗岩,是太古宙太华群高级变质岩系经部分熔融的产物。它们的成岩年龄分别为138.4±2.5 Ma和141.7±2.5 Ma,略早于本区拆离伸展活动的时限,暗示了中下地壳部分熔融形成的岩浆热穹窿和花岗质岩浆在上地壳的大面积侵位导致了小秦岭变质核杂岩的发育。花岗岩体的成岩年龄都早于本区金矿床的主期成矿时代,从时间上表明了花岗质岩浆活动与金矿成矿作用无直接关系。     

河南省霞石正长岩地质特征及其成矿作用

[摘 要] 河南省霞石正长岩分布比较广泛,主要出露于安阳九龙山、嵩县纸房-黄庄、方城宋坟-双山-塔山和桐柏松扒等地,形成时代介于晚元古代(晋宁期) 至中生代(燕山期) 之间。TAS 图解表明其主要岩石类型为正长岩和副长石正长岩,主量元素成分特征揭示其成分变异与结晶分异作用无明显关系。自宋坟-双山-塔山向北,由纸房-黄庄至九龙山,K2 O 含量先增大后减小,表明其下地壳厚度持续增生,在印支期达到最大值,于燕山期发生减薄。河南省霞石正长岩的成矿作用十分显著,非金属成矿作用主要为霞石、萤石、钾长石及磷矿,金属成矿作用主要为Au、Mo、Cu、Pb、Zn、Fe、Nb、Ta、REE 及放射性元素。河南省霞石正长岩及其相关正长杂岩体具有较大的成矿潜力,应作为进一步地质找矿的主要目标之一。     

蒙古国呼勒德地区正长岩锆石SHRIMP铀-铅年龄及其地质意义

呼勒德稀土元素矿化区位于蒙古国中戈壁省南部, 区内稀土元素和金矿(化)点星罗棋布, 为蒙古中南部最重要的金属矿化集中区之一。在所有上述矿床(点)中, 稀土元素矿化在下二叠统火山-沉积岩内呈似层状、脉状和透镜体状产出, 并且与呼勒德碱性正长岩株具有密切空间分布关系。本次研究对呼勒德正长岩进行了锆石SHRIMP铀-铅同位素年龄测定, 所获同位素年龄值为(214.3 ± 2.5)Ma, MSWD值为0.52, 属中生代印支期。根据上述同位素年代学数值, 同时结合其他地质与地球化学证据, 可以推测, 中生代时期, 受古陆块内部构造应力调整作用影响, 呼勒德地区一带及东西两侧曾发生过强烈构造-岩浆活动, 并且形成碱性正长岩株及相关的稀土元素矿(化)点。印支期碱性岩浆活动不仅为稀土元素矿(化)点的形成提供了物质、动力和热力来源, 而且是成矿流体对流循环的“发动机”。对比分析结果表明, 呼勒德碱性正长岩体的形成时间与南蒙古鲁金郭勒碱性花岗斑岩脉及相关稀土元素矿床形成时代大体相似, 它们均是地壳演化特定阶段混源(壳、幔源)岩浆活动的产物。     

胶东和小秦岭:两类不同构造环境中的造山型金矿省

胶东和小秦岭是我国排名前两位的金矿产地,根据对这两个地区的实地野外考察、室内研究及对已有大量研究成果的总结,我们认为胶东与小秦岭地区的金矿床均可归入造山型金矿的范畴,它们分别形成于增生型造山体制和碰撞型造山体制.胶东金矿床形成于早白垩世(130～120Ma左右)与洋壳俯冲(增生)造山相关的活动大陆边缘环境,矿床主要产于中生代花岗岩岩体中,严格受断裂带(NNE向或NE向为主)控制,成矿流体具有低盐度高CO_2含量的特征,He-Ar同位素研究显示成矿过程有幔源物质的加入.综合金矿床及中生代岩浆岩(特别是与成矿近同时的早白垩世郭家岭花岗岩及基性岩脉)的地质地球化学特征与成岩成矿动力学,我们提出在俯冲的太平洋板块后退的背景下,胶东地区增厚地壳中的榴辉岩相下地壳及下伏岩石圈地幔发生两阶段拆沉,强烈的壳幔相互作用最终导致了早白垩世普遍的岩浆活动及金的爆发成矿的模式.小秦岭地区金矿床主要以大型含金石英脉的形式产出于太华群变质基底的脆性-韧性剪切带(EW向为主)中,而与区域内燕山期大型花岗岩岩基没有直接联系,矿床地质特征(如低盐度高CO_2,以变质流体为主的成矿热液)与造山型金矿吻合,He-Ar同位素特征表明金矿床形成时有幔源物质的加入.小秦岭地区脉状Au-Mo矿床印支期成矿年龄(215～256Ma,辉钼矿Re-Os)表明印支期是小秦岭地区金成矿的主要时期,小秦岭金矿属于陆陆(华北与扬子)碰撞造山过程中形成的造山型金矿.     

豫西小秦岭地区晚古元古代地壳深熔作用及构造意义:岩石学和锆石U-Pb年代学证据

太华群出露于华北中部造山带南段,是研究华北克拉通南缘演化的关键地区,对其研究不仅有助于深入了解华北克拉通古、中元古代构造演化特征,对于华北克拉通东西陆块碰撞时间的厘定也具有重要意义.通过对豫西小秦岭地区太华群深熔作用形成的3类混合岩开展岩相学研究,发现深熔作用对岩石的改造是不均匀的,明显受到了原岩的物质成分、岩石的结构构等性质的制约.通过对岩浆锆石及深熔锆石进行LA-ICP-MS定年,确定小秦岭地区太华群混合岩原岩年龄为早古元古代,深熔作用发生时间约为1.8 Ga.研究区混合岩形成于华北克拉通东、西陆块碰撞后的伸展阶段,与区域同时期形成的大量基性岩墙群及A型花岗岩共同记录了华北克拉通在1.8 Ga前后发生的大规模伸展拉张事件.      

陕西小秦岭华阳川韧性剪切带的特征及其区域构造意义

陕西小秦岭华阳川韧性剪切带发育在新太古界太华群之中,野外调研和显微构造观察结果表明,该韧性剪切带是由构造片岩、眼球状片麻岩组成的深层次韧性剪切带,具有逆冲兼左行走滑的斜冲特征。对韧性剪切带构造片岩黑云母进行^40Ar／^39Ar同位素定年,获得坪年龄为419M±0．6Ma,反等时线年龄为417Ma±0．8Ma。认为华阳川韧性剪切带及其相应的小秦岭区域主导构造变形是发生于419Ma左右的秦岭加里东事件的结果。