华北陆块南部熊耳群火山岩的地球化学特征与成因

分布于华北陆块南部的熊耳群火山岩由玄武质到流纹质火山岩组成,并以玄武安山岩、安山岩为主,次为英安-流纹岩,SiO2=62％±的岩石较少,显示双峰特点。中基性熔岩的主要造岩矿物是辉石和斜长石,没有角闪石和黑云母,表明熊耳群火山岩形成于相对无水的环境。岩石地球化学上的显著特点是,富K2O、FeO,低Al2O3、MgO、CaO;富含大离子亲石元素(LILE,如K、Rb、Ba)和轻稀土元素(LREE),相对亏损高场强元素(HFSE,Nb、Ta、Ti),表现出岛弧型火山岩的地球化学亲合性。文中详细的岩石地球化学证据表明,熊耳群火山岩具有岛弧型地球化学特征的主要原因是其地幔源区遭受俯冲带组分的改造,而岩浆在上升到地表的过程中混染地壳物质是次要的。基于熊耳群及下伏结晶基底的地质学和地球化学特征,表明熊耳群形成于夭折的三叉裂谷环境,推断俯冲带组分的改造和富集事件发生在华北陆块南部古元古代大陆壳的形成和 拼贴过程中,由于洋壳和地壳物质再循环到上地幔中,使陆下岩石圈地幔源区富集LILE、LREE并亏损HFSE。熊耳期岩浆作用正是源于这样的保留有早期俯冲带组分改造特征的陆下岩石圈富集地幔。     

华北陆块南部古元古代熊耳群硅质岩地球化学特征及其沉积环境

华北陆块南部古元古代熊耳群中的硅质岩主要发育于马家河组沉积岩中,有少量与火山岩共生。通过分析硅质岩的主、微量元素特征,把熊耳群硅质岩分为热水成因和非热水成因两类。热水成因硅质岩表现为低TiO2、MgO、Al2O3和∑REE含量,以及低的A1/(A1+Fe+Mn) 比值的特征;其北美页岩标准化的稀土分配模式平坦,但具有Ce负异常与Eu正异常,U/Th>1,反映沉积速率快,受陆源物质的影响小。非热水成因的硅质岩的∑REE含量高,轻稀土富集(LaN/YbN=1.41~9.04),U/Th<1,受陆源物质影响较大。熊耳群硅质岩的Cr/Th比值变化小,表明物源区成分比较单一;其与熊耳群火山岩具有相似的REE配分模式图和蛛网图,也说明物源为熊耳群的英安—流纹质火山岩和玄武—安山质火山岩的混合。硅质岩的Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)比值为0.44~0.64、以及Ce/Ce*(0.77~0.94)、LaN/CeN(1.18~1.47)的特征表明,熊耳群硅质岩主要形成于被动大陆边缘环境。熊耳群硅质岩主要形成于海相、海陆交互相等环境。早在古元古代熊耳群时期,熊耳—中条拗拉谷发生强烈的扩张裂解作用,华北陆块南部遭受海水入侵,豫南有些地区已经处于海相环境,晋南垣曲有些地区处于海陆交互相环境,局部地区还处于陆相环境。     

华北陆块南缘熊耳期次火山岩地质地球化学特征

熊耳期次火山岩广泛分布于熊耳群火山岩及接近熊耳群底部的基底变质岩系中,活动时间贯穿整个熊耳期,以早期和晚期最为发育.次火山岩与围岩呈侵入接触,主要以岩脉(墙)、岩带、岩株、岩床等形态产出.岩石类型多样,包括超浅成-浅成的基性、中性、酸性岩石.岩石地球化学研究表明:次火山岩富FeO*、K2O而贫CaO、MgO、Al2O3,为钾质岩系,具岛弧型火山岩的地球化学,不同岩性的次火山岩是由同源岩浆结晶分异形成的.     

关于熊耳群火山岩特征及其构造环境的新认识

关于熊耳群火山岩特征及其构造环境的新认识赵太平，秦国群，原振雷，强立志（河南地质科学研究所，郑州４５００５３）关键词熊耳群、火山岩、构造环境关于熊耳群火山岩的基本特征和形成的构造环境，争议颇多。分歧的焦点在于，熊耳群是安第斯型陆缘安山岩建造还是裂谷双...     

熊耳群火山岩形成的构造环境探讨

熊耳群中基－中酸性火山岩系是熊耳山区最为重要的产金层，其形成时代大致相当于华北地区的长城系，为华北地台南缘结晶基底之上的第一套盖层沉积。多年来，中元古代早期华北地台南缘构造框架颇有争议。本文从熊耳群火山岩系的分布形态、与基底的接触关系、常量、微量元素特征、稀土之素特征诸方面证实了熊耳群火山岩系为典型大陆裂谷喷发的产物，并非陆缘火山岛弧成因。     

华北板块南缘熊耳群火山岩研究的若干问题

本文基于大量的区域地质学，岩石学和地球化学资料，陈述熊耳群的一些重要资料，阐明作用者对一些争议问题的看法，同时指出今后值得注意的一些研究内容。研究表明，熊耳群火山岩以橄榄玄粗岩，安粗岩和粗面英安岩，流纹岩为主，其次为高钾玄武安山岩，高钾安山岩，高钾英安岩；火山岩系列主要为橄榄玄粗岩系，其次为高钾钙碱性岩系；熊耳群是扩张应力背景的产物，但火山岩的地球化学特征表明，能耳期或熊耳期以前的陆下岩石圈地幔历     

华北板块南缘熊耳群火山岩岩石类型及火山岩系列

基于大量的岩相学和岩石化学资料，作者认为，熊耳群火山岩的岩石类型主要为橄榄玄粗岩，安粗岩，粗面英安岩和流纹岩，其次为高钾玄武安山岩、橄榄粗安岩，高钾安山和高钾英安岩；火山岩系列主要为橄榄玄粗岩系，其次为高钾钙碱性岩系；熊耳群火山岩可能是大陆边缘弧弧后火山岩或碰撞后弧火山岩。同时，作者在文中列出了４４个代表性火山岩样品的岩石化学资料和９１３个火山岩，次火山－侵入岩样品的平均化学成分资料。     

华北陆块南缘熊耳群形成时代讨论

分布于豫、晋、陕3省的熊耳群火山岩系不整合覆盖于太古界及下元古界结晶基底之上,其上被汝阳群、官道口群等陆源碎屑岩-碳酸盐岩地层不整合覆盖.已有的各种熊耳群年龄资料为1.40～1.85 Ga,故常认为其形成标志着中元古代的开始,并将它与蓟县剖面的长城系对比.豫西熊耳山地区马家河组顶部的流纹斑岩和侵入于鸡蛋坪组的辉石闪长岩的单颗粒锆石U-Pb和激光探针等离子体质谱(LP-ICPMS)年龄表明:熊耳群形成于古元古代1.75～1.95 Ga,早于长城系;火山喷发开始于1.95 Ga±,中心可能在豫西的熊耳山或崤山地区,形成豫西崤山、熊耳山、外方山地区的许山组和鸡蛋坪组;大约在1.85 Ga±,火山活动可能以崤山地区为中心呈三叉裂谷系分别向西、东和北3个方向发展,形成覆盖全区的马家河组;末期(1.75 Ga±)可能仅在豫西地区形成次火山-侵入岩——辉石闪长岩类.不整合覆盖于熊耳群之上的汝阳群云梦山组和官道口群高山河组的形成时代相当于长城系.     

华北陆块北缘印支期S型花岗岩带特征及其构造环境

华北陆块北缘内蒙古中部地区分布着大量近东西向展布的印支期花岗岩，形成一条规模巨大的复式花岗岩带。岩石类型主要为斑状黑云二长花岗岩、钾长花岗岩，1：5万区调同位素测年获得207～227Ma的一系列锆石U—Pb表面年龄，岩相学和岩石地球化学研究显示其具有S型花岗岩特征，表明其形成于碰撞后构造环境，并不是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山作用的产物。     

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.     

Petrogenesis of the Chaihulanzi Gneiss and its Tectonic Implications for the North China Craton

The Chaihulanzi area in eastern Inner Mongolia is tectonically situated on the northern margin of the North China Craton (NCC). The main Precambrian lithologies of the area have been referred to the Archean Jianping Group meta-supracrustal sequences. Based on field observations, petrographic, whole-rock geochemical, and zircon U-Pb geochronological results, a magmatic origin for the units is proposed. Our results show that the Chaihulanzi gneisses are mainly of granitic, dioritic and granodioritic compositions, and show typical magmatic rock textures and mineral assemblages. The dioritic and granodioritic gneisses show Na-rich tonalite–trondhjemite–granodiorite (TTG)-like affinity with zircon U-Pb dates of ca. 2.57–2.59 Ga, representing a juvenile continental growth for the northeastern NCC. The granitic gneiss is indeed potassic granite and yielded a zircon U-Pb date of ~2.50 Ga, which is contemporaneous with the Jining–Jiaoliao microblock collision (2.53–2.49 Ga), implying another crustal growth event. The well-developed gneissosity in 2.57–2.59 Ga dioritic and granodioritic gneisses together with the 2.5 Ga potassic granite, which crosscuts the gneissosity implies a 2.57–2.50 Ga (mainly 2.53–2.51 Ga) collisional orogeny, probably related to the Jining–Jiaoliao microblock collision. Our new geology and chronological results provide new evidence for the early Precambrian tectonic evolution of the NCC.     

新太古-古元古代华北陆块构造演化的研究进展

在过去的二十年里 ,华北克拉通早期陆块形成和演化的研究进展是中国固体地球科学研究领域最为显著的成果之一。第一个十年代表性的工作包括深变质变形的层状岩系与块状岩系的识别与成因研究、高级区与绿岩带的划分、构造样式与变形序列研究、变质历史与变质动力学、年代学与地质事件的研究等。第二个十年的研究重点是如何认识和理解早期大陆地壳的性质和它们的形成与演化过程。代表性的进展包括均匀域与地质体的划分、古老微陆块的识别、残留洋壳与早期陆壳的形成、下地壳组成和性质、大陆拼贴机制、古地幔柱构造与前Rodinia超大陆旋回等。其中高压麻粒岩地体和退变质榴辉岩的发现 ,是华北早前寒武纪研究中最重要的进展 ,它为早期大陆的拼合机制、地壳的深部结构和古老下地壳与现代的对比等多个领域打开了新的研究思路。对新太古 -早元古代的重大地质事件的厘定已表明 ,华北主要的地壳生长期是在 2 9～ 2 7亿年 ,但 2 5和 18亿两期事件是重大的事件 ,虽然对其性质尚存争议 ,但越来越多的证据把它们与超大陆和地幔柱构造相联系。     

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。     

华北克拉通南部及邻区航磁异常特征与构造分区

据地球物理、地质资料分析,华北克拉通南部及邻区发育NWW—近EW向和NE—NNE向等两组断裂,其中焦作—商丘断裂带、鲁山—阜阳—淮南断裂带、栾川—固始—肥中断裂带和郯城—庐江断裂带、夏邑—涡阳—麻城断裂带具有构造分区断裂特征。通过航磁异常特征分析,华北克拉通南部分为秦岭—大别磁异常区和南华北磁异常区,后者可次分为豫西磁异常区、豫东磁异常区、夏邑—阜阳磁异常带和徐州—淮南磁异常区等四个磁场分区。结合分区断裂系统研究,指出华北克拉通南部中新生代构造分区包括豫西盆岭区、豫东盆地区和徐州—淮南盆地区。豫西盆岭区以NE向的嵩县—谭头、洛宁—卢氏和灵宝—朱阳盆地及熊耳山、崤山和小秦岭盆岭相间分布为特征;豫东盆地区发育NWW向伸展断陷,而徐州—淮南盆地区则以向NW逆冲断层及与之伴生的线性褶皱和断陷盆地为特征。     

华北克拉通的形成演化与成矿作用

华北克拉通具有38亿年的漫长历史,特别是与其他克拉通相比,它有更为复杂的多阶段的构造演化史,记录了几乎所有的地壳早期发展与中生代以来的重大构造事件。在太古宙,华北克拉通经历了>3.0Ga的陆核与微陆块的形成;2.7～2.9Ga的陆壳增生;2.5Ga的岩浆、变质作用与克拉通化;2.3～1.9Ga的古元古代活动(造山)带;1.8Ga的基底隆升与裂谷-非造山岩浆事件。在新元古代—古生代,华北克拉通处于相对稳定的地台状态,其南、北缘受到秦岭造山带和中亚造山带的影响;在中生代,华北克拉通则经历了强烈的中生代构造格局的转变和克拉通的破坏与重建;在新生代,华北克拉通的东缘属于环太平洋构造带的一部分。与上述重大构造事件相对应,华北克拉通出现大规模的成矿作用,形成了丰富多样的固体矿产资源。华北克拉通的形成与演化及其不同类型的成矿系统,为深刻理解大地构造背景对成矿作用的制约提供了范例。     

赞皇杂岩中太古宙末期菅等钾质花岗岩的成因及动力学背景

赞皇杂岩中的菅等花岗岩体位于临城县西北,主要由钾长花岗岩和二长花岗岩组成,偶见暗色包体。菅等花岗岩SHRIMP锆石U Pb年龄为（2 490±13） Ma。岩石具有高硅（SiO2 743%～754%）、高钾（K2O 576%～937%）、富碱（ALK 616%～951%）、贫钙（CaO 014%～081%）、低镁、铁（MgO 002%～049%,TFeO 026%～105%）和钛（TiO2 004%～015%）的特征,A/CNK=097～107,为弱过铝质的钾玄岩系列。岩石的稀土总量较低（ΣREE=（1207～16038）×10-6）,轻稀土相对富集,Eu异常变化较大（Eu/Eu*=046～197）。岩石富Rb、Ba和Th等元素,贫Sr、Zr、Nb、Y、Yb等元素,具有较高Rb/Sr和Rb/Ba值以及较低的Y/Nb值。菅等花岗岩具有正的εNd(t)值（285～366）,两阶段Nd模式年龄TDM2集中于255～264 Ga。石英闪长岩包体SHRIMP锆石U Pb年龄为（2 506±13） Ma,高铝（Al2O3 1716%）、富钙（CaO 434%）、高钠（Na2O 447%）、富铁（TFeO 526%）,高Rb、高Sr、高Zr,稀土总量较高（ΣREE=21282×10-6）,有弱的负Eu异常（Eu /Eu*=083）,具TTG岩类的特征;该包体岩石具有正的εNd(t)值（305）,两阶段Nd模式年龄TDM2为263 Ga。这些特征显示菅等花岗岩具有同碰撞和后碰撞的S型花岗岩的特征,为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成,石英闪长质包体为源区残留的岩石。这期钾质花岗岩的形成,标志着华北克拉通太古宙末期岩浆事件的结束以及稳定陆壳的形成。     

华北克拉通的变质沉积岩及其克拉通的构造划分

早前寒武纪花岗质岩年龄统计结果显示,华北克拉通经历了3.8,3.3,2.9,2.5和1.8~1.9 Ga等多个旋回才从陆核成长为陆台,与之对应沉积岩也由少变多,大约以500 Ma为一周期。由于沉积作用出现在成陆间歇期,所以二者在时间上相间互补,其状如同显生宙超大陆裂解和拼合的周期交替。这一现象不但是地壳演化的普遍规律,而且也可反过来用沉积岩反映陆壳的演化。然而,早前寒武纪尤其是太古宙的沉积岩毕竟太少,无法用来恢复当时古陆块的面貌,但古元古代的特别是陆缘沉积的孔兹岩,尽管已进入下地壳并成为克拉通基底的组成,则以保存甚多、分布延续,使其重塑克拉通的拼合成为可能。已有的华北克拉通的构造划分方案多种多样,但以陆缘沉积的古元古代孔兹岩作为地块的边界,理当最能反映当时古陆块的面貌。因此,以孔兹岩为主要依据,并综合考虑岩石组合、构造环境、变质p-T轨迹、同位素年龄、以及不变质的沉积盖层等地质特征,将华北克拉通主体从西往东划分为：鄂尔多斯地块 / 晋蒙弧形拼合带 / 冀鲁豫地块 /（郯庐断裂）/ 胶辽地块群等构造单元,所得到的不同于以往的构造轮廓,显示华北陆台并非一统的太古宙克拉通,而是吕梁运动拼合成的古元古代大陆。