内蒙卓资-凉城地区古元古代变质过铝/强过铝花岗岩的形成温度:区域高温/超高温变质作用证据

内蒙古卓资-凉城地区孔兹岩系出露大量古元古代过铝/强过铝花岗岩。野外地质和岩石地球化学特征均显示它们存在两种类型。一类来自孔兹岩部分熔融,与孔兹岩呈渐变过渡关系并以含有粗大的石榴石、石英和堇青石斑晶为特征,出露广泛(A类);另一类花岗岩为花岗侵入岩体,矿物粒度相对细小,无矿物斑晶,其起源尚待进一步查证(B类)。电子探针(EPMA)分析石英单颗粒Ti含量并运用钛温度计进行计算,结果显示两类花岗岩石英Ti温度存在较明显差异:A类中石英钛温度多集中在680℃～800℃和>800℃间,而B类花岗岩多集中在650℃～750℃间,前者较后者普遍存在高的Ti温度值;两类花岗岩的锆饱和温度也存在差异,两者分别集中在820℃～890℃和700℃～780℃间。结果表明,来自孔兹岩部分熔融的A类花岗质岩石形成温度应高于900℃,B类花岗岩侵入体的石英和锆饱和温度均反映出正常花岗质侵入体结晶温度范围。由于A类花岗岩广泛分布在卓资-凉城地区,因此我们认为本区发生的超高温变质作用属于区域高温/超高温变质作用的结果。     

华北克拉通怀安杂岩中～2.03 Ga变质石榴花岗岩的成因其对古元古代裂谷事件的制约

本文报道了怀安杂岩中的董家沟变质石榴花岗岩岩体的地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素数据。变质石榴花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO、MgO和TiO_2;富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具有明显的负铕异常;同时亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Zr+Nb+Ce+Y含量和10 000*Ga/Al比值,具有A型花岗岩特征。通过锆石LAMC-ICPMS U-Pb定年,获得岩石形成年龄为2 031±21 Ma,并遭受1 837±12 Ma变质作用改造。变质石榴花岗岩的锆石Hf同位素分析表明,核部岩浆锆石ε_(Hf)(t)值为-0.47～+5.51,绝大部分为正值,且二阶段模式年龄T_(DM2)主要介于2 505～2 658 Ma,与围岩TTG片麻岩年龄相近,表明其来源于新太古代TTG岩石的部分熔融。华北克拉通中部造山带广泛分布古元古代中期(2.2～2.0 Ga)A型花岗岩,且同时期存在大量幔源基性岩墙侵位,指示该期岩浆活动形成于伸展的构造体制下,可能与华北克拉通内部(晋冀地块)裂谷活动有关。古元古代俯冲造山启动时限应小于2.0 Ga。     

华北克拉通南缘豫西下汤地区2.3 Ga岩浆作用和1.94 Ga变质作用

本文报道了华北克拉通南缘豫西鲁山下汤地区古元古代片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩的全岩地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。岩石呈包体形式存在于中元古代花岗岩中。片麻状花岗岩具深熔特征,岩浆锆石年龄为2.30Ga;岩石高SiO2和K2O,低ΣFeO、MgO和CaO,具稀土总量较高(ΣREE=165.8×10-6)、轻重稀土分离较强[(La/Yb)n=37.8]及弱负铕异常(Eu/Eu*=0.76)的稀土模式;εNd(t)(t=2.30Ga)=-0.75;tDM(Nd)=2.66Ga。黑云角闪斜长片麻岩变质原岩为辉长闪长岩,捕获锆石年龄为2.25Ga;岩石低SiO2和MgO,高Al2O3和P2O5,具稀土总量高(ΣREE=373.4×10-6)、轻重稀土分离不强[(La/Yb)n=9.4]及较强负铕异常(Eu/Eu*=0.44)的稀土模式;εNd(t)(t=2.25Ga)=-1.21;tDM(Nd)=2.75Ga。片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩都记录了1.94Ga变质锆石年龄。片麻状花岗岩的岩浆锆石组成域的εHf(t)(t=2.30Ga)=-6.71～0.38,tDM1(Hf)=2627～2910Ma,tDM2(CC)(Hf)=2823～3255Ma。黑云角闪斜长片麻岩的捕获锆石组成域的εHf(t)(t=2.25Ga)=-19.58～-1.73,tDM1(Hf)=2664～3360Ma,tDM2(CC)(Hf)=2968～4011Ma。结合前人资料,得出如下结论:华北克拉通南缘豫陕晋结合部地区存在一规模较大的约2.3Ga地质体分布区;华北克拉通南缘很可能存在规模巨大的>2.7Ga基底;中部造山带与孔兹岩带具有类似的古元古代晚期构造热事件演化历史。     

超高温变质作用：以华北内蒙古土贵乌拉地区为例

超高温麻粒岩(富Mg-Al)是指温度高于900℃、压力为0.7~1.3GPa条件下形成的麻粒岩相变质岩,它记录了下地壳超高温极端变质作用的地质信息。富Mg-Al典型超高温矿物组合有:假蓝宝石+石英,尖晶石+石英,大隅石+石榴石,斜方辉石+夕线石+石英,高氟黑云母和钙镁闪石,刚玉+石英。目前世界上发现的超高温麻粒岩带(块)地区有非洲阿尔及利亚、南非、东南极、巴西中部、澳大利亚中部、印度南部和东南部等地。我们在华北克拉通北部内蒙古中南部地区孔兹岩区中发现了超高温麻粒岩,岩性主要为灰黑色条带状夕线石榴黑云片麻岩,其中含有尖晶石+石英、假蓝宝石+石英、斜方辉石+夕线石+石英以及刚玉+尖晶石+石榴石等超高温矿物组合,指示温度达1000℃,压力超过1.0GPa的变质作用。独居石定年获得了(1927±11)Ma以及(1819±11)Ma两个峰期年龄,代表变质年龄。华北克拉通北部超高温麻粒岩的发现对研究华北克拉通与哥伦比亚超大陆的演化关系有重要意义。     

冀西北怀安地区中性辉石麻粒岩的锆石U-Pb、Lu-Hf及微量元素组成对区域退变质时代的制约

冀西北怀安地区位于华北克拉通北缘中段。其区域麻粒岩相变质峰期时间及所代表的碰撞造山时限一直存在不同认识。本文对出露于区内的中性辉石麻粒岩体(变石英闪长岩)进行锆石U-Pb、Lu-Hf及微量元素组成的分析研究,探讨其锆石同位素年龄的地质意义。该类岩石的矿物组合表明它们在中压麻粒岩峰期变质之后经历了角闪岩相退变质作用。锆石阴极发光显示,辉石麻粒岩中存在两种类型锆石:1)具双层结构锆石:核部锆石晶形保存相对完好并具生长环带,幔部为无内部结构的变质增生边;2)内部结构均一,无生长环带,为变质增生的新生锆石。其中具生长环带的核部锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分布在2542~1902Ma(1σ),并与之相应的Th/U比值(0.10~1.92)、ΣHREE(59.1×10^-6~452×10^-6)和ε_Hf(t)值呈正相关关系,表明核部锆石曾发生过不同程度的变质重结晶作用。其中谐和度高且年龄大于2400Ma的锆石(Th/U=0.42~1.92)获得了2471±18Ma(2σ, MSWD=6.7)加权平均年龄,该年龄可近似代表原岩的形成时代;相应的单阶段Hf模式年龄(t_DM=2550~2621Ma,峰值2586Ma)和两阶段模式年龄(t_DM^C=2596~2716Ma,峰值2665Ma)以及与较高的ε_Hf(t)值(4.1~6.7),反映其原岩的源区具新生下地壳特征,暗示本区新太古代末发生过地壳增生事件。变质增生锆石具更低的Th/U(<0.10)和¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值(<0.0001)以及明显偏低的重稀土含量。结合岩相学分析表明,这些变质锆石应是麻粒岩相向角闪岩相退变质过程中的产物,非峰期麻粒岩相产物。锆石Ti温度计算结果(683~714 ℃)也进一步支持这种解释。它们获得的1831±7Ma(2σ, MSWD=2.5)加权平均年龄应代表中压麻粒岩相变质晚期至角闪岩相退变质时代。为此,我们认为本区麻粒岩广泛记录的1850~1800Ma的变质年龄应代表古元古代末地壳抬升退变质事件。     

辽宁南芬变质核杂岩核部花岗岩地球化学特征及构造意义

弓长岭花岗岩是南芬变质核杂岩的组成部分,同时也是鞍山-本溪地区前寒武基底的重要组成部分,对其进行探讨对于了解华北克拉通地区在2.50 Ga时期的大地构造背景具有重要意义.选取鞍山-本溪地区的南芬变质核杂岩核部弓长岭花岗片麻岩为研究对象,挑选2件样品中的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测试,获得不一致线上交点年龄分别为2 505±14 Ma（MSWD=1.30,n=70）和2 507±11 Ma（MSWD=1.16,n=80）,代表岩浆结晶的年龄.岩石富SiO₂为70.14%~75.36%、K₂O为3.12%~6.84%和Al₂O₃为11.78%~13.75%、全碱（Na₂O+K₂O）含量在7.8%~9.64%,里特曼指数为1.98~2.94,AR值3.6~9.1显示高硅、富碱特征,A/CNK在0.95~1.23,大部分大于1.11,为强过铝质岩石.较高的稀土含量（∑REE=177.15×10-6~505.64×10-6）,轻、重稀土分异明显,La_N/Yb_N=8.14~29.92,显著富集Rb、Th、Zr、Hf等元素,亏损Nb、Ti等元素,这些特征表明弓长岭花岗岩是在陆块发生碰撞的大地构造背景下由地壳的泥质岩类提供的物源发生部分熔融经分异结晶形成.表明在2.50 Ga时期鞍山-本溪地区处在由陆块发生拼合且向稳定的克拉通化演化的后碰撞阶段.      

麻粒岩相变质作用与花岗岩成因-Ⅱ:变质泥质岩高温-超高温变质相平衡与S型花岗岩成因的定量模拟

高温-超高温变质岩石的矿物组合及组构特点取决于不同的进变熔融反应,不同程度的熔体丢失以及不同程度的退变反应三种过程的综合效应。利用相平衡定量研究方法可以很好地模拟进变熔融反应的类型、P-T条件、熔体含量及其丢失行为、以及熔融过程中熔体与残余物的化学成分变化等,这对探讨高温-超高温变质作用过程以及花岗岩的成因非常重要。对平均泥质岩(APR)进行相平衡模拟表明变质泥质岩在等压(0.8GPa)升温熔融过程中可发生5种熔融反应:饱和流体固相线、白云母脱水熔融、黑云母熔融、钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融,后两种熔融反应主要发生在超高温条件下。减压过程中发生怎样的熔融反应受减压温度控制:在麻粒岩相(如850℃)减压可发生钾长石熔融、黑云母熔融和钾长石-石榴石熔融反应;在高角闪岩相(如750℃)减压主要发生白云母脱水熔融和钾长石熔融;在超高温麻粒岩相(如950~1000℃)减压主要发生钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融。熔体成分受熔融反应和P-T条件控制,如在高角闪岩相发生的饱和流体固相线和白云母脱水熔融可形成弱过铝的奥长花岗质和二长花岗质熔体;在麻粒岩相发生的黑云母熔融和钾长石熔融形成的熔体具有强过铝的二长花岗岩成分;在中压超高温发生的钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融形成强过铝的二长(钾长)花岗岩质熔体,可形成石榴石花岗岩;在低压超高温下发生的铝铁镁矿物熔融可形成堇青石花岗岩。除了极端超高温下的铝铁镁矿物熔融外,其它熔融反应都会使残余物的成分更贫硅,贫Na2O和K2O,富FeO和MgO,但Al2O3和Mg#基本不变。高温-超高温下发生深熔的岩石只记录降温过程形成的固相线组合,但固相线的类型与温度条件取决于熔体的丢失行为。在不丢失熔体或者获得熔体的岩石中,岩石最后只记录流体饱和固相线组合;发生熔体部分丢失的岩石会记录缺流体固相线组合,并且熔体丢失越多,缺流体固相线的温度越高;发生全部流体丢失的岩石可记录岩石所达到的最高温度。因此,在一个麻粒岩相区,甚至一个野外露头上不同部位的岩石记录不同的P-T条件。熔体丢失是导致使麻粒岩相组合在升温过程中发生超高温变质,在降温过程中得以部分保存的重要条件。发生部分熔融的高级变质岩中随着温度升高,熔体含量增加,会发生锆石分解,只有在降温过程中发生锆石结晶,因此,麻粒岩中新生锆石只记录降温过程到固相线及以后的年龄,一般不会记录麻粒岩相峰期时代。对泥质高压麻粒岩来说,如果经历ITD型变质演化,会发生递进减压熔融,变质反应易于达到平衡,但如果减压速度快并使岩石直接抬升到地壳浅部,会出现一些ITD型结构标志,如残留金红石、蓝晶石,或在石榴石周围出现堇青石的反应冠状体等,此时锆石记录的退变质年龄会与峰期变质年龄相差不大(如10~30Myr);但如果泥质高压麻粒岩减压至中、深地壳,受其中有滞留熔体影响易于发育IBC型结构特征,表现为麻粒岩组合被(中压)角闪岩相组合叠加,在泥质岩中出现黑云母+夕线石构成的暗色条带,或者出现退变白云母和含白云母的浅色体。在中、深地壳经历IBC过程的麻粒岩锆石记录的退变质年龄会与峰期年龄相差很大(如~100Myr)。高级变质岩中由于出现熔体使水流体活度降低,麻粒岩作为排除部分熔体的残余物,其水活度更低。从这一角度来说,水活度低是麻粒岩相变质作用的结果,而不是条件。某些麻粒岩区之所以出现多期麻粒岩相变质叠加受流体行为控制。在亚固相线下流体饱和岩石变质熔融作用从饱和水固相线开始,然后依次发生含水矿物的脱水熔融和无水矿物熔融,这一过程中流体是内部缓冲的,在麻粒岩相温度峰期形成一组平衡矿物组合,难以保留峰期之前的信息。而流体不饱和岩石(如已形成的麻粒岩或岩浆侵入体)变质作用受外部注入流体控制,与构造变形密切相关。如果发生两期麻粒岩相变质叠加变质,在强应变域会形成晚期麻粒岩组合;在弱应变域,会出现两期麻粒岩组合,其中晚期矿物表现为反应冠状体或细粒交生体;而在一些应变非常弱的区域,可能只保留早期矿物组合。     

华北克拉通孔兹岩带磴口和佘太地区花岗片麻岩和斜长角闪岩变质锆石对其北界位置的再约束

准确限定古老陆块及其之间造山带或缝合带的位置一直是早前寒武纪研究的难点和热点之一.前人对华北克拉通西部孔兹岩带边界在磴口地区的延伸方向以及在佘太地区的具体位置一直存在着争议.基于此,本次研究对孔兹岩带西部磴口地区的花岗片麻岩和中部佘太地区的斜长角闪岩中的变质锆石进行了矿物包裹体、U-Pb同位素以及微量元素的研究.结果表明磴口地区一个花岗片麻岩岩浆锆石的U-Pb年龄为2 549±14 Ma,变质锆石年龄为1 874±26 Ma,另一个花岗片麻岩变质锆石的U-Pb年龄为1 877±25 Ma,锆石的稀土元素整体呈现出左倾的特征.佘太地区北部一个斜长角闪岩样品变质锆石的U-Pb年龄为2 469±15 Ma,南部两个样品的变质年龄为1 924±25 Ma和1 800±20 Ma,锆石的稀土元素同样表现为左倾的特征.结合岩石组合、新太古代末和古元古代两期变质事件的空间分布及前人的研究成果,表明在磴口地区孔兹岩带与阴山陆块的边界更有可能向西延伸,而非以往认为的向西南方向延伸,而在佘太地区这条边界应沿武川-固阳-佘太分布,而非以往认为的沿武川-固阳-乌拉特后旗分布.      

高温-超高温变质作用成因研究——来自华北克拉通西部孔兹岩带和南非Kaapvaal克拉通西南部Namaqua活动带与Bushveld变质杂岩体的启示

超高温变质作用是在变质地质学领域,继超高压变质作用研究高峰之后的又一重要前缘课题,对于认识地壳构造-热演化具有重要意义。本文总结了华北克拉通西部孔兹岩带和南非Kaapvaal克拉通西南部Namaqua活动带与Bushveld变质杂岩体的高温-超高温麻粒岩的化学成分、矿物组合、变质演化特征,及其相应的变质事件与构造属性。我国的超高温变质作用带,包括华北克拉通西部的孔兹岩带——从内蒙西段的大青山到东段的集宁-凉城地区的超高温变质岩,皆为Al-Mg质和Al饱和体系的超高温变质岩石,常见假蓝宝石+石英、尖晶石+石英的典型超高温变质组合,以及含假蓝宝石±尖晶石、但缺少石英的非典型超高温变质组合。南非Namaqua活动带与Bushveld变质杂岩体分别发现有独特的Fe-Al饱和的铁尖晶石+石英+大隅石、刚玉+高温石英等超高温矿物组合,罕见的高温硼硅酸盐和硅硼铝镁石等超高温矿物组合;以及Ca-Mg质饱和的钙镁橄榄石+镁硅钙石镁黄长石+镁橄榄石等超高温矿物组合的麻粒岩。研究的核心问题是矿物和岩石在高温-超高温条件下的特殊行为方式,不同构造环境和岩石化学成分下的变质反应及其热动力学过程。由此提出超高温变质作用成因研究中的科学问题:包括不同类型和地质属性的高温-超高温麻粒岩的成因特征;麻粒岩的形成条件演化过程和构造背景;高温-超高温变质过程中部分熔融和重新水化过程中流体的作用以及岩体形变过程中的部分熔融;变质反应以及变质作用P-T-t轨迹、元素地球化学和熔体作用行为;岩石保留的可能的变质事件和年代学记录,定量评价高温-超高温过程中变质演化的时间跨度和演化速率。     

冀东古元古代基性岩墙群的年龄及地球化学:～2.1Ga伸展及～1.8Ga变质

以往华北克拉通早前寒武纪地质的研究主要集中于东、西部陆块的2.5Ga事件及中部带的2.2~2.0Ga、1.95~1.8Ga事件的研究,最近通过工作发现东部陆块内部亦有~2.1Ga、~1.8Ga事件的记录。我们通过对冀东石门变质基性岩墙群进行离子探针锆石U-Pb测年和地球化学研究,表明基性岩墙的形成年龄为2162±27Ma,经历了1820±7.8Ma的变质作用;其围岩英云闪长质片麻岩形成于2531±14Ma,紧接着经历了2513±15Ma的麻粒岩相变质,虽与石门基性岩墙共同经历了~1.8Ga变质作用,但并没有新生的该期变质锆石记录。石门基性岩墙SiO_2含量介于50.38%~51.08%,MgO含量为4.29%~5.81%,具有较低的Mg#值(32~41),属于拉斑玄武岩类;其轻稀土略为富集,具有弱的负铕异常,富集大离子亲石元素(Rb、Ba),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),具有低正的εNd(t)值(1.47)和正的εHf(t)值(1.88~8.80),其Hf模式年龄与基性岩墙的形成年龄接近,介于2206~2338Ma,推测石门基性岩墙的玄武质岩浆来自于亏损地幔的部分熔融并经历了结晶分异和地壳混染过程,形成于陆内裂谷的构造背景。本文认为~2.1Ga的岩浆活动为华北陆块在新太古代末克拉通化后,经历的一次强烈的伸展事件,可能导致了原有基底发生了裂解。     

Ultrahigh‐temperature metamorphism in the Tuguiwula area,Khondalite Belt,North China Craton

In this study, sapphirine‐bearing granulites and sapphirine‐absent garnet–sillimanite gneisses from the Tuguiwula area in the eastern segment of the Khondalite Belt, North China Craton (NCC) are interpreted to show a P–T evolution involving cooling at pressures of 8–9 kbar from >960°C to the solidus (~820°C) and late subsolidus decompression. This interpretation is based on the sequence of mineral appearance and thermodynamic modelling of phase equilibria. Sapphirine is observed to coexist with spinel within the peak assemblages. This observation conflicts with the traditional view that spinel generally appears prior to sapphirine and thus indicates pre‐T_max compression. For ultrahigh‐temperature (UHT) metapelites at Tuguiwula, a clockwise P–T path may be more likely, which would be consistent with the clockwise P–T evolution of the extensive “normal” granulites (T_max <900°C) and UHT granulites at other localities in the eastern segment of the Khondalite Belt. At Tuguiwula, for UHT metapelites with low bulk‐rock Mg/(Mg+Fe^T), the oxidation state/Fe³⁺ content is interpreted to be a significant factor in controlling the mineral assemblages. We find that these compositions tend to contain sapphirine under oxidized conditions but spinel (without sapphirine) under reduced conditions. This difference may account for the simultaneous presence of both sapphirine‐bearing UHT granulites and sapphirine‐absent garnet–sillimanite UHT gneisses at Tuguiwula. LA‐ICP‐MS U–Pb dating of metamorphic zircon in the UHT metapelites yields mean ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb ages of c. 1.92 Ga (two samples), which are interpreted to record the timing of cooling of the UHT rocks to the solidus. The UHT metamorphism is interpreted to have been generated by mantle upwelling and emplacement of mafic magmas within a post‐orogenic setting.     

Ultra‐high temperature metamorphism recorded in Fe‐rich olivine‐bearing migmatite from the Khondalite Belt,North China Craton

We document the first occurrence of Fe‐rich olivine‐bearing migmatitic metapelite in the Khondalite Belt, North China Craton. Petrological analyses revealed two exotic assemblages of orthopyroxene+spinel+olivine and orthopyroxene+spinel+cordierite. Phase relation modelling suggests that these assemblages are diagnostic of ultra‐high temperature (UHT) metamorphism in the Fe‐rich system, with temperatures from 1,000 to 1,050°C at 0.6 GPa. U–Th–Pb SIMS analyses on zircon reveal a similar age of c. 1.92 Ga for the olivine‐bearing migmatite and an adjacent gabbronoritic intrusion that is therefore identified as the heat source for the UHT metamorphism. These results, coupled with additional analysis of the famous Tuguiwula sapphirine‐bearing granulite, lead to a re‐appraisal of the P–T path shape and heat source for the UHT metamorphism. We suggest that UHT metamorphism, dated between 1.92 and 1.88 Ga, across the whole Khondalite belt, proceeded from a clockwise P–T evolution with an initial near‐isobaric heating path at ~0.6–0.8 GPa, and a maximum temperature of 1,050°C followed by a cooling path with minor decompression to ~0.5 GPa. Considering our results and previous works, we propose that the orogenic crust underwent partial melting at temperature reaching 850°C and depth of ~20 to ~30 km during a period of c. 30 Ma, between 1.93 and 1.90 Ga. During this time span, the partially molten crust was continuously intruded by mafic magma pulses responsible for local greater heat supply and UHT metamorphism above 1,000°C. We propose that the UHT metamorphism in the Khondalite belt is not related to an extensional post‐collisional event, but is rather syn‐orogenic and associated with mafic magma supplies.     

内蒙古贺兰山地区古元古代晚期的花岗岩浆事件及其地质意义: 同位素年代学的证据

位于华北克拉通西缘的贺兰山杂岩主要由孔兹岩系和变形花岗岩（正片麻岩）所组成,前者主要由夕线石榴片麻岩、石榴二长片麻岩、变粒岩和少量的大理岩及麻粒岩所组成,后者主要包括黑云斜长片麻岩、石榴子石花岗岩、斑状花岗岩和片麻状变质闪长岩。本文报道了该区变形花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果。黑云二长片麻岩和石榴子石花岗岩分别形成于2053±58Ma和2047±42Ma,斑状花岗岩和片麻状闪长岩分别在1955Ma和 1920Ma侵位。大量的年代学资料表明,在华北克拉通北缘存在一条古元古代晚期的花岗杂岩带,该带中的花岗杂岩主要形成于三个阶段,第一阶段大于2.0Ga,第二阶段主要出现在2.0~1.87Ga期间,第三阶段的花岗杂岩在1.85~1.80Ga期间侵位。年代学研究还表明,古元古代晚期的花岗岩浆作用常常与变质事件紧密相关。     

华北克拉通～2.7Ga的BIF:来自莱州-昌邑地区含铁建造的年代学证据

越来越多的研究资料显示~2.7Ga是华北克拉通陆壳生长的一个重要阶段,但缺少同时期的世界主要克拉通上广泛发育的BIF铁矿。胶北莱州-昌邑地区的BIF铁矿赋存在原划分的粉子山群小宋组含铁建造中,含铁建造的岩石组合主要为黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩、含石榴黑云片岩夹角闪磁铁石英岩,磁铁浅粒岩。岩石地球化学分析显示,斜长角闪岩具有岛弧玄武岩的地球化学特点,变质酸性火山岩具有埃达克质岩的地球化学特点,故推测莱州-昌邑地区的含铁建造形成于与岛弧相关的构造环境,而与粉子山群形成的裂谷构造背景无关。锆石同位素年代学研究表明,含铁建造中变质酸性火山岩(埃达克质火山岩)的岩浆结晶年龄为2726±10Ma,在变质泥砂岩中获得了~2.73Ga和~2.9Ga两组碎屑锆石U-Pb年龄,并缺少新太古代晚期(~2.5Ga)的构造岩浆热事件信息;在斜长角闪岩中获得的变质锆石年龄为~1850Ma,并有2.68Ga的继承或捕获锆石年龄信息;因此推断莱州-昌邑地区的BIF铁建造有可能形成于新太古代早期(~2.7Ga),而在新太古代晚期(~2.5Ga)则处于相对稳定的构造背景。含铁建造被~2.17Ga的二长花岗岩侵入,并共同卷入胶北古元古代晚期(~1.85Ga)的变质变形作用改造。莱州-昌邑地区含铁建造的岩石组合和锆石年龄信息与胶北地块栖霞地区比较有所不同,这可能揭示出胶北地块在新太古代早期(~2.7Ga)构造环境差异和古板块构造演化的重要信息。     

北大别燕子河片麻岩的锆石U-Pb年龄：印支期变质事件的确定

本文对北大别燕子河地区英云闪长质片麻岩中的锆石进行了单颗粒U-Pb年龄测定。该片麻岩中存在两种类型的锆石,一种是片麻岩原岩中的岩浆锆石,在后期的变质事件中经历了不同程度的Pb丢失;另一种是变质作用过程中的新生锆石。5个分析点拟合出一条很好的不一致线,得到上下交点的年龄分别为880±110Na和228±13Ma(MSWD=1.1),其中上交点的年龄代表了片麻岩原岩的形成时代,下交点的年龄代表了变质作用发生的时间。变质锆石给出了238Ma的一致年龄,与不一致线给出的下交点年龄在误差范围内相同。这一结果表明北大别片麻岩也经历了印支期变质作用。北大别地体为扬子板块的北缘,华北与扬子板块的缝合线应位于北大别以北。     

内蒙古乌拉特中旗北七哥陶辉长岩SHRIMP锆石 U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

内蒙古乌拉特中旗温更地区北七哥陶辉长岩岩体由橄榄辉长岩和角闪辉长岩组成,主要造岩矿物为橄榄石、辉石、斜长石及角闪石等.锆石SHRIMP U-Pb同位素定年结果表明,橄榄辉长岩形成于269±8Ma,为晚古生代华北板块北缘岩浆活动的产物.橄榄辉长岩和角闪辉长岩具有相似的稀土元素、微量元素以及同位素特征,即:轻稀土元素( LREE)富集的右倾平滑配分模式;大离子亲石元素(LILE)K、Sr、Ba明显富集,高场强元素(HFSE) Nb、Ta、U、Th相对亏损,但Zr-Hf不亏损;87Sr/86Sr(t)平均值分别为0.706776和0.706960,εNd(t)平均值分别为-8.8和-8.9,206pb/204Pb、207pb/204Pb、208Pb/204Pb比值的平均值分别为17.2019和17.2277、15.4252和15.4524、37.3082和37.4724,在s7 Sr/86Sr(t)-143Nd/144 Nd (t)图解上,北七哥陶辉长岩都落在了EMI型富集地幔附近.根据以上事实,结合区域资料表明,橄榄辉长岩和角闪辉长岩产于后碰撞的构造环境,并且来自相同的岩浆源区,主要继承了华北陆块内部EMI型富集地幔,可能受到了古亚洲洋俯冲消减过程中再循环下地壳组分对岩石圈地幔的改造.     

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.     

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。     

内蒙中部四子王旗地区基性侵入岩锆石定年及其意义

内蒙中部四子王旗地区横跨华北板块和北方造山带两大构造单元,是研究北方造山带古生代地壳增生演化的重要地区,而出露在该区的古生代基性岩体准确的侵位时代一直无人问津。为此,本文选择该区位于两大构造单元中的三个基性岩体进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。位于锡林浩特-苏尼特左旗花岗-变质带东延地区的四子王旗北哈达敖包岩体（样品号NM40）明显遭受了后期低级变质作用以及构造挤压作用,其锆石核部发育岩浆成因的震荡环带,给出了508±10Ma(MSWD=1.5)的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄,应代表岩体侵位年龄,反映大洋板片俯冲作用在晚寒武-早奥陶世已经开始;其锆石边部高CL强度无环带的特征暗示受到后期变质作用影响而发生过重结晶作用,加权平均年龄为467±9Ma(MSWD=0.75),并被解释为变质重结晶年龄下限,可能是弧-陆碰撞事件。位于华北北缘的两个基性岩体（样品号NM54和NM47）的锆石内部特征均显示出岩浆成因的韵律条带,分别给出了331±4Ma（MSWD=1.2）和302±2Ma（MSWD=5）的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄,应代表它们侵位的时代;结合区域研究成果,330~300Ma的岩浆作用很可能是陆-陆碰撞的结果。     

华北吕梁地区2.4Ga A型花岗岩的确定及地质意义

华北克拉通新太古代末与古元古代早期的构造转化对认识华北克拉通早期地壳演化具重要意义。该克拉通中部带吕梁地区盖家庄正长花岗岩获得2398~2408Ma的形成年龄,其成因研究将为探讨华北克拉通新太古代晚期与古元古代早期构造演化提供重要信息。该岩体富K,高硅、碱、Fe OT/Mg O,低Ca、Mg,富集Rb、Th、U等LILE、较高的HFSE,明显亏损Sr、Ba、P、Ti,具弱轻重稀土分异和强负Eu异常的"燕式"稀土分配模式,并具高的Ga/Al比值和高锆石饱和温度,显示了碰撞造山后A2型花岗岩的特征。岩体全岩εNd(t)=2.0~2.3,两阶段Nd模式年龄tDM2=2606~2629Ma,锆石εHf(t)=+2.2~+7.1,tDM2(2494~2791Ma)略高或接近其形成年龄,一致证明主要源自新太古代中晚期新生下部陆壳物质的部分熔融,并有少量幔源物质的添加。结合区域地质及同期钾质花岗岩类的广泛出现,盖家庄正长花岗岩与同期钾质花岗岩一同代表了华北克拉通~2.5Ga形成后,中部构造带于古元古代早期~2.4Ga发生的一次陆壳伸展拉张作用引发的地幔物质上涌基性岩浆上侵导致下部新生陆壳物质增温发生部分熔融构造岩浆事件,证明陆壳已转入伸展拉张构造环境。