西藏厅宫地区辉长-闪长岩脉锆石U-Pb年龄及地质意义

为探讨西藏厅宫地区新发现的辉长-闪长岩脉的形成时代、岩石成因及其地质意义,对该岩脉进行了主、微量、稀土元素及锆石U-Pb年龄分析测试。结果显示,该岩脉富集LILE和LREE、亏损HFSE,其岩浆源区可能为受流体交代的岩石圈地幔,是印度与亚洲大陆碰撞后,板片发生断离,致使岩石圈地幔发生部分熔融形成。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年表明,辉长-闪长岩脉的形成年龄为(52. 95±0. 61) Ma,代表了板片断离引发的岩浆作用的开始,从而导致冈底斯始新世岩浆大规模爆发,在青藏高原上形成了巨大的冈底斯构造-岩浆带。     

冀北崇礼红旗营子岩群中镁铁质岩石地球化学和年代学研究:对华北克拉通新太古代晚期-古元古代早期大地构造演化的启示

崇礼地区红旗营子岩群位于华北克拉通北缘,该区红旗营子岩群的岩石组合、构造属性及时代归属对于探讨华北克拉通新太古代晚期－古元古代早期大地构造演化具有重要意义.本文对崇礼地区红旗营子岩群中的镁铁质岩石进行了野外、镜下岩相学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析,并讨论其对华北克拉通北缘新太古代晚期－古元古代早期地壳演化的指示意义.研究区红旗营子岩群中的镁铁质岩石以夹层产出于表壳岩中,主要由斜长角闪岩和斜长辉石角闪岩组成.红旗营子镁铁质岩石主量元素中SiO₂（40.17%~51.53%）、Na₂O（1.52%~3.47%）和K₂O（0.43%~1.23%）含量范围较大,具有较高的CaO（9.15%~12.68%）、MgO（5.90%~13.36%）和Al₂O₃（9.81%~20.92%）含量.镁铁质岩石轻稀土元素轻微富集,重稀土元素配分模式近平坦,大离子亲石元素Ba、U、K、Sr富集,高场强元素Th、Nb、Ta、Ti明显亏损.斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示207Pb/206Pb加权平均年龄为2 477±23 Ma（MSWD=3.1）,上交点年龄为2 468±22 Ma,表明其形成于新太古代晚期－古元古代早期.斜长角闪岩锆石Hf同位素分析结果显示ε_Hf（t）为负值（-5.2~0）,一阶段模式年龄（T_DM1）为2 673~2 783 Ma,二阶段模式年龄（T_DM2）为2 880~3 074 Ma,均大于锆石的形成年龄,指示其来源于古老地壳物质的再循环.镁铁质岩石全岩地球化学分析结果显示其形成于岛弧相关环境.结合华北其他地区研究成果,本研究表明崇礼地区新太古代晚期－古元古代早期可能发生了一期与岛弧有关的岩浆事件.      

晋陕交界涑水杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其地质意义

涑水杂岩作为华北克拉通南部早前寒武纪变质基底杂岩的重要组成部分,以中条山地区出露最好且研究程度最高。在晋陕交界处的韩城和河津地区也有零星的古老变质基底杂岩出露,通常认为是中条山地区涑水杂岩的西延。用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测得研究区内的基底岩石角闪斜长片麻岩、透辉斜长片麻岩和二长花岗片麻岩原岩的形成年龄分别为2260±28Ma、2053±34Ma和2098±27Ma,表明晋陕交界处涑水杂岩的形成年龄明显小于中条山地区的涑水杂岩,其形成时代主要应为古元古代早期,而非太古宙。锆石Hf同位素显示,所分析的锆石多数具有低εHf(t) 值,最低可达-6,其二阶段模式年龄为2630~2933Ma,表明这些形成于古元古代的岩石为太古宙岩石再循环的产物,暗示在晋陕交界处可能存在太古宙的古老地壳物质,同时也支持华北克拉通南部太古宙地块划分的推论。     

华北克拉通中部阜平杂岩的演化及其构造属性:来自湾子表壳岩碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

出露于华北克拉通中部带太行山区的阜平杂岩经历了角闪岩相至麻粒岩相变质作用,传统上视为古老的太古宙地层,其形成历史和演化对正确理解华北克拉通前寒武地质有着十分重要的意义.     

宁芜盆地浅成侵入岩的锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究及其地质意义

宁芜火山岩盆地是长江中下游成矿带中最重要的矿集区之一,以产出玢岩型铁矿而著称。盆地内的岩浆活动产物可分为龙王山组,大王山组,姑山组和娘娘山组4个旋回火山岩及相关浅成侵入岩。本文对该盆地中凹山铁矿的成矿母岩——辉长闪长玢岩进行了精确的锆石U-Pb定年和Hf同位素组成测定。3个样品的锆石U-Pb年龄分别为(123±1)Ma,(127±3)Ma和(125±2)Ma。前人已对该盆地中火山岩开展过较多的定年工作,获得大王山组的锆石U-Pb年龄为127~131Ma。因此,与成矿密切相关的辉长闪长玢岩与第二旋回大王山组火山岩同期,形成年龄相近或略晚于火山岩。辉长闪长玢岩中锆石εHf(t)值为-6.3~-8.6,结合前人的地球化学数据,该岩石的形成可能与软流圈地幔上涌、富集岩石圈地幔熔融并与地壳物质混合有关,这一过程发生于华南约125Ma时岩石圈强烈伸展时期。同位素组成特征表明,与盆地内火山岩相比,宁芜浅成侵入岩形成过程中有更多的地壳物质加入。     

新疆中天山巴仑台闪长岩成因及其地质意义

巴仑台闪长岩反映的大洋俯冲信息为对比乌瓦门蛇绿岩与西侧长阿吾子和东侧库米什蛇绿岩的关系,探讨南天山洋的洋-陆演化过程具有重要意义。闪长岩具高碱和高铝特征,(Na2O+K2O)=4.14%~7.05%,Al2O3为14.62%~17.35%,为一套高钾钙碱性系列岩石,(La/Yb)N平均10.46,以富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如K、Rb、Ba、Pb等)、亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特征,形成于岛弧环境。闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(430.1±1.1)Ma,锆石εHf(t)=-12.7~-7.6,二阶段Hf模式年龄TDM2为1895~2219 Ma,指示巴仑台闪长岩为早志留世南天山洋北向俯冲,导致中天山古老结晶基底部分熔融形成。     

吕梁杂岩界河口群的源区特征及构造背景: 来自锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

华北克拉通中部造山带被认为是由东西陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带,而吕梁杂岩位则位于中部造山带中段西缘,紧邻中部造山带与西部陆块的边界。总体上,吕梁杂岩可以分为花岗质岩体以及变质表壳岩两大类,其中前者中的赤坚岭片麻岩在本次研究中获得的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为2180Ma,而εHf(t)值为+0.52～+4.30。变质表壳岩又可进一步划分为界河口群、吕梁群以及野鸡山群,其中界河口群主要由变泥砂质岩石、大理岩以及少量的斜长角闪岩组成。变质沉积岩的地球化学及Nd同位素特征说明它们的源岩为中酸性岩石,有可能是太古宙上地壳与新生酸性弧物质的混合。本次研究以及前人的研究数据都表明界河口群最下部奥家滩组中变质沉积岩的碎屑锆石最小峰值年龄在2.0Ga左右,这为界河口群形成时代的下限做出了限制,而界河口群中斜长角闪岩的顺时针近等温降压P-T轨迹则与中部造山带中～1.85Ga的主期变质作用特征一致,这为界河口群形成时代的上限做出了限制。由于界河口群中碎屑锆石的U-Pb年龄以及Hf同位素特征与同属吕梁杂岩的野鸡山群不同而与西部陆块孔兹岩带中的变质沉积岩具有相似性,因此我们推断界河口群的源岩不是来自中部造山带而是来自鄂尔多斯陆块。综上所述,在2.00～1.85Ga之间形成于鄂尔多斯陆块东缘被动大陆边缘盆地中的界河口群在～1.85Ga的东西陆块碰撞过程中沿着韧性剪切带向东逆冲从而进入中部造山带中。     

河北大庙斜长岩杂岩体锆石U-Pb年龄及其地质意义

河北承德大庙斜长岩杂岩体是我国唯一的岩体型斜长岩。为了确定杂岩体的形成时代,作者从杂岩体主要组成岩石——苏长岩、纹长二长岩中选取锆石作U-Pb年龄测定,所获得的结晶年龄分别是1693±7 Ma、1715±6 Ma。这些锆石U-Pb年龄数据说明,大庙斜长岩杂岩体的侵位至少持续了约20 Ma。大庙斜长岩杂岩体和密云奥长环斑花岗岩、长城系大红峪组钾质火山岩,以及广泛发育的基性岩墙群一起可能代表华北陆块1750～1650 Ma大陆裂解事件的岩浆作用产物。     

龙泉关剪切带眼球状花岗质片麻岩锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素特征及其地质意义

恒山五台阜平地区地处华北克拉通中部造山带的中段,早前寒武纪地体出露较好,是解析华北克拉通早前寒武纪演化过程的最佳地段。龙泉关剪切带位于五台杂岩和阜平杂岩的交接部位,其主要岩石类型为眼球状花岗质片麻岩、变粒岩和斜长角闪岩。本文利用LA-ICP-MS方法对龙泉关剪切带中的眼球状花岗质片麻岩进行了锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素的测试。结果显示,龙泉关眼球状花岗质片麻岩原岩结晶年龄为(2 547±7) Ma,其εHf(t)值介于+2.7~+9.2,表明其源区主要为相对年轻的地壳物质,与五台地区新太古代花岗岩非常相似。龙泉关花岗质眼球状片麻岩中锆石两阶段Hf模式年龄(TDM2)为2 477~2 872 Ma,具有2.58 Ga、2.71 Ga和2.81 Ga三个峰值,记录了华北克拉通新太古代初始地壳生长事件。     

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.     

河北滦平周台子条带状铁矿地质特征、围岩时代及其地质意义

河北滦平县周台子铁矿位于华北克拉通北缘,是产于前寒武纪单塔子群变质岩系中的鞍山式铁矿,具有条带状铁建造(BIF)特征。矿石主要呈条带状构造,有的呈条纹和致密块状构造。矿石类型主要以石英磁铁矿型为主,含铁介于30%~35%。前寒武纪变质岩是矿床的主要围岩,出露有黑云母(角闪)斜长片麻岩和斜长角闪岩,局部见花岗片麻岩。原岩恢复表明,黑云母(角闪)斜长片麻岩的原岩为英安岩-流纹岩,斜长角闪岩原岩为玄武岩。花岗片麻岩的SiO₂含量大于56%,MgO含量小于3%,Al₂O₃含量大于15%,Sr含量大于500×10^-6,Yb含量均小于1.9×10^-6,轻重稀土元素分异明显,重稀土元素强烈亏损,并且Eu负异常不明显,表明该片麻岩具埃达克质岩石的地球化学特征。锆石U-Pb定年结果显示出几组年龄,分别是2512±21Ma, 2452±9.6Ma,2394±55Ma。大体看,2512Ma代表了火山喷发和周台子铁矿BIF沉淀年龄,2452Ma左右的锆石年龄代表了TTG质花岗片麻岩的侵位结晶年龄,2394Ma锆石年龄代表了周台子铁矿经历了一次变质作用,并对原有的岩石和矿石进行了改造。锆石Hf同位素特征显示斜长角闪岩和TTG质片麻岩的岩浆源区受到过古老地壳物质的混染。周台子铁矿构造环境可能是与裂谷有关的张性环境。     

河北赞皇杂岩中2.7Ga TTG片麻岩的厘定及其地质意义

本文对赞皇杂岩中的条带状TTG片麻岩样品进行了岩石化学、锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素研究。其中ZH39-1和ZH39-2的岩性为英云闪长质片麻岩,TZ50-1和TZ50-2为奥长花岗质片麻岩。对岩浆锆石的定年结果显示英云闪长质片麻岩ZH39-1具有2702±13Ma的结晶年龄,奥长花岗质片麻岩TZ50-2具有2690±10Ma的结晶年龄。同时这2个样品均具有新太古代晚期的变质年龄记录,说明岩石受到了新太古代晚期构造-热事件的影响。该片麻岩主量元素均具有高硅(66.4%～74.3%)、高铝(14.0%～15.9%)、富钠(4.13%～5.20%)、贫钾(1.17%～2.54%)和MgO(0.68%～2.12%)、具有低K_2O/Na_2O比值(0.25～0.62)的特征,Mg~#在43.0～47.4之间。微量元素具有富集Ba、Sr、Zr、Hf和Th,亏损Nb、Nd、Ti的特征,稀土元素具有总含量较低为47.6×10~(-6)～120×10~(-6),(La/Yb)_N为16.4～56.5,Eu无异常或较强正异常,这些特征同太古宙高铝TTG岩系一致。英云闪长质片麻岩样品ZH39-1中绝大多数锆石具有ε_(Hf)(t)正值,变化范围是1.52～5.59,该样品锆石两阶段Hf模式年龄为2874Ma,显示新生地壳来自于亏损地幔。在赞皇杂岩不同地点再次发现～2.7Ga的TTG岩石,证明该地区在中太古代晚期和新太古代早期存在大规模陆壳增生事件。     

冀北中低级变质表壳岩的年代学特征及其对华北克拉通构造演化的约束

华北克拉通在新太古代末期发生克拉通化,形成了现今规模的古陆,大量的太古宙岩石均经历了~2500Ma左右的区域高级变质作用(高角闪岩相-麻粒岩相)。而华北克拉通北部冀北地区出露一套中低级变质(绿片岩相-角闪岩相)的火山-沉积岩系,主要包括胡麻营地区红旗营子表壳岩和大阴山地区单塔子表壳岩中变质程度较低的部分。胡麻营地区红旗营子表壳岩系主要岩石组合为变基性火山岩、绿帘角闪岩、斜长角闪岩、含石榴石斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、石英片岩、磁铁石英岩等,SIMS锆石U-Pb定年结果表明斜长角闪岩形成于2486±18Ma(MSWD=1.4),而黑云斜长片麻岩形成于2507±37Ma(MSWD=2.0)。大阴山地区单塔子中低级变质表壳岩系主要由浅变质火山岩、云母石英片岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩和大理岩等组成,SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示,浅变质火山岩中的变玄武岩形成于2490±19Ma(MSWD=2.0),而变英安岩形成于2502±8Ma(MSWD=0.83)。因此,冀北中低级变质的表壳岩系主要形成于新太古代末期,形成年龄为2507~2486Ma;结合冀东青龙地区新太古代末期(2511~2503Ma)的浅变质火山-沉积岩系(青龙表壳岩),我们认为新太古代末期,中低级变质表壳岩系广泛分布于华北克拉通的核部和边缘地区,此套岩系覆盖在太古宙高级变质杂岩之上,代表华北克拉通化之后的稳定盖层,是克拉通化的主要标志之一。     

北京密云环斑花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素及其地质意义

密云岩体位于华北克拉通东部,由环斑花岗岩和斑状黑云母花岗岩组成,是典型 A 型环斑花岗岩岩体之一。锆石的 LA-ICPMS U-Pb 年代学研究表明,密云环斑花岗岩形成于1681±10Ma 和1679±10Ma,而围岩片麻岩的原岩形成于2521±14Ma。锆石的 LA-MC-ICPMS Hf 同位素研究表明,太古代片麻岩来源于亏损地幔物质的部分熔融,从而表明2.5 Ca 是华北克拉通地壳重要的生长期;环斑花岗岩中锆石 Hf 同位素组成为δ_(Hf)(t)=～-5,两阶段模式年龄为 T_(DM2)=2.6～2.8Ga,表明它们来源于太古代新生地壳的部分熔融,密云环斑花岗岩侵位于华北克拉通大陆裂解、伸展环境,可能与全球古元古代未期Columbia 超大陆的裂解有关。     

辽东矿洞沟正长岩成因及其构造意义：锆石原位微区U-Pb年龄和Hf同位素制约

矿洞沟岩体位于华北克拉通东部,由粗粒正长岩、细粒正长岩和闪长岩组成,其中细粒正长岩和闪长岩具有明显的岩浆混合特征,它们侵入到粗粒正长岩中.锆石的LA-ICPMS U-Pb年代学研究表明,粗粒正长岩形成于1879±17 Ma,而细粒正长岩和闪长岩分别侵位于1874±18 Ma和1870±18 Ma,三者在误差内基本相同,因此,矿洞沟岩体的侵位时代为古元古代.矿洞沟正长岩和闪长岩富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有相对均一的全岩Nd同位素.但粗粒正长岩、中粒正长岩和闪长岩中锆石Hf同位素组成却不均一,分别为εHf（t）=-2.5～＋3.0,-1.5～＋3.4和-3.5～＋2.7,明显高于辽东地区太古代片麻岩演化到古元古代时的Hf同位素组成,表明它们来源于太古代新生地壳的部分熔融并有大量地幔物质的加入.野外地质观察、主量元素组成及岩石中锆石具有相同U-Pb年龄却具有不同的Hf同位素等特征表明,矿洞沟正长岩和闪长岩是壳源岩浆和幔源岩浆混合作用的结果.矿洞沟正长岩体的侵位标志着辽东地区在古元古代时期处于南北地块碰撞后的伸展环境,与华北克拉通东部陆块的形成和演化以及全球古元古代末期Columbia超大陆的形成和裂解有关.     

陇山杂岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

陇山杂岩位于华北克拉通西南缘,构造位置与小秦岭地区遥相呼应,主要为一套中、深变质的火山-侵入岩和碎屑岩系正变质花岗质片麻岩具有高SiO2,Al2O3,高Na2O/K2O(>2.0)以及Sr/Y(>20)和La/Yb(N)(>10)特征,与太古代TTG岩套(奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩)的地化特征相似,是陇山杂岩内部首次发现并报道的TTG质片麻岩系露头;LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示三组峰值年龄:1.90Ga(1.90-1.95Ga)、2.35Ga(2.35-2.40Ga)和2.50Ga(2.45-2.50Ga)1.90Ga的Th/U为0-0.08,2.35Ga和2.50Ga的Th/U几乎都大于0.1,指示陇山杂岩经历了1.9Ga透入性的变质事件、2.35Ga和2.50Ga岩浆事件,2.50Ga代表了英云闪长岩的形成时限本文地球化学以及年代学研究结果与华北克拉通内部记录一致。陇山杂岩与太华杂岩、涑水杂岩和登封杂岩等共同构成了华北地块南缘基底岩系的出露带,广泛且强烈的1.9Ga变质年龄记录显示本地区也可能受到了早元古代前Rodinia超大陆的影响     

河北赞皇杂岩官都群碎屑沉积岩锆石SHRIMPU-Pb定年及其地质意义

新太古代—古元古代表壳岩系在华北克拉通广泛发育,在赞皇地区也出露有较典型的中低级变质的火山-沉积岩系,即从原赞皇群解体出来的官都群,其形成时代和成因目前仍有争议。官都群的主要岩石组合为变基性火山岩(包括角闪片岩和斜长角闪岩)、大理岩、石英片岩,以及一系列长英质副片麻岩等。对其中的长英质副片麻岩进行碎屑锆石定年研究,并结合前人已报道的碎屑锆石数据可知,碎屑锆石年龄主要峰值约为2.5Ga,部分样品出现2.0～2.2Ga的峰值。变质锆石记录主要有2个范围,分别为2.48Ga左右和1.85～1.9Ga,可能代表了2期不同的构造热事件记录。结合该地区近年来的研究,可以得到如下认识:(1)样品中存在形态完好的长柱状锆石,表明是近源沉积;(2)约2.48Ga的变质记录与核部岩浆锆石的年龄(约2.5Ga)非常接近,可能代表了物源区中酸性岩体侵位后遭受的一次构造热事件,而不代表沉积岩形成后遭受变质的记录,即沉积过程晚于2.48Ga;(3)官都群至少有一部分岩石组合形成于古元古代;(4)官都群可能是不同时代、不同岩性单元拼贴而成,需要进一步解体。     

南秦岭沙河湾、曹坪和柞水岩体锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

沙河湾、曹坪和柞水花岗岩体位于商丹与勉略缝合带之间的南秦岭中部地区,三个岩体Al₂O₃含量在14.08%~15.85%之间,相对富硅、富镁、富碱,K₂O与Na₂O含量相近,属于钾玄-高钾钙碱性系列准铝质I型花岗岩。它们均富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素和轻稀土,亏损Nb、Ta等高场强元素和重稀土以及Y,铕负异常不明显(δEu＝0.62~0.91),显示同源岩浆演化特征。沙河湾、曹坪、柞水岩体的锆石LA-MC-ICPMS铀铅年龄分别为212±0.93 Ma、224.1±1.1 Ma和224.8±1.1 Ma;锆石ε_Hf (t)u值的变化范围分别是-1.7 ~ +5.0 (212Ma)、-6.0 ~ +3.3(224Ma)和-5.8 ~ +4.4(224Ma),前者高于后两者;三者的Hf同位素二阶段模式年龄（t_DM2）在791~1366Ma之间,平均值为1075Ma。这些特征表明这些花岗岩是源于亏损地幔的岩浆与源于中-新元古代或更老下地壳的岩浆发生混合作用的产物。沙河湾、曹坪和柞水岩体形成在华北与华南板块碰撞后,是秦岭造山带从挤压向伸展转变的地球动力学背景下岩石圈拆沉的结果,而秦岭造山带印支晚期岩石圈构造体制应以挤压向伸展转变为主,岩石圈构造属性从挤压向伸展转变事件可能发生在224~210Ma之间。