鞍山地区太古宙早期地壳生长及重熔——来自始-古太古代片麻岩杂岩的岩石学及年代学证据

本文报道了鞍山地区新厘定的一套始—古太古代片麻岩杂岩的岩石学特征及锆石U-Pb年代学数据,以探讨太古宙早期地壳的形成及演化过程。杂岩在全区广泛分布,野外以包体形式产于约3.1Ga细粒奥长花岗岩之中。主要包括始太古代奥长花岗岩/石英闪长岩和古太古代片麻岩杂岩两个岩石单元,前者呈透镜体产出于后者之中。始太古代奥长花岗岩/石英闪长岩部分遭受变质作用改造,但整体较好地保留了岩浆结构及构造,其年龄为3.77~3.81Ga,锆石εHf(t)值大于0,表明其为玄武质岩石经部分熔融形成的新生地壳。古太古代片麻岩杂岩由条带状片麻岩、浅色奥长花岗质片麻岩、黑云母片岩及少量斜长角闪岩等组成,岩石类型多样且组构复杂、不均一,受到塑性流变变形作用的改造,为地壳深部层次下变质-深熔作用的产物,各岩石锆石U-Pb年龄相近,为3.29~3.36Ga,锆石εHf(t)值小于0,表明其来源于始太古代古老地壳的重熔。杂岩记录了~3.8Ga、3.7~3.4Ga以及~3.3Ga等多期岩浆-构造热事件,其中~3.8Ga和~3.3Ga分别代表本区主要的两期地壳生长和地壳重熔事件。多期次地壳生长和重熔可能是早期地壳演化的主要机制及过程,这与全球多个太古宙地体类似。     

鞍山地区营城子古太古代片麻岩杂岩的识别与锆石U-Pb年代学研究

鞍山地区分布有始太古代-新太古代花岗岩杂岩,是研究早期地壳物质组成及其演化的经典地区之一.通过大比例尺岩性调查工作,新近在营城子识别出一套片麻岩杂岩和奥长花岗岩组合,为本区古老岩系的对比、构造格局恢复、太古代地壳形成与演化研究提供了新的依据和线索.片麻岩杂岩主要由条带状黑云斜长片麻岩、(脉状)奥长花岗质片麻岩以及黑云母片岩组成,呈不同规模的包体产出于细粒、均匀块状的奥长花岗岩之中.片麻岩杂岩的岩石组合以及复杂多变、明显不均一的岩石组构特征表明具有深熔混合岩的成因特点.SIMS锆石U-Pb定年表明,片麻岩杂岩中条带状黑云斜长片麻岩和黑云母片岩形成年龄分别为3312±14Ma、3304±7Ma和3324±7Ma～3235±14Ma,明确反映古太古代热事件,此外个别样品中存在3.68～3.60Ga和～3.47Ga继承锆石.细粒黑云奥长花岗岩的年龄为3.14～ 3.13Ga,与全区中太古代岩浆热事件一致.区域对比分析表明:营城子片麻岩杂岩的岩石组合、产状关系和年代学特征与东山杂岩和深沟寺杂岩十分相似,为古大古代(3.33 ～3.24Ga)深熔作用的产物.营城子片麻岩杂岩是鞍山地区另一个保留有古老锆石信息和太古宙早期地壳岩石的地质体.     

辽宁鞍山地区东山杂岩带3.3~3.1 Ga期间的岩浆作用——锆石SHRIMP U-Pb定年

报道了鞍山地区东山杂岩带奥长花岗岩和二长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄。中粗粒奥长花岗岩中岩浆锆石的年龄为3329 Ma ± 22 Ma (MSWD=9.6),存在年龄为3687~3784 Ma的残余锆石。细粒奥长花岗岩和二长花岗岩中岩浆锆石的年龄分别为3141 Ma ± 8 Ma (MSWD=1.5)和3142 Ma ± 5 Ma (MSWD=0.35)。研究表明,约~3.3 Ga和3.1 Ga是鞍山地区2个重要的地壳演化阶段。     

鞍山东山风景区3．8—2．5Ga古老岩带的同位素地质年代学和地球化学

鞍山东山风景区古老岩带呈巨型包体存在于立山奥长花岗岩（3．1Ga）中，其主体为条带状片麻岩（3．8Ga）。此外还有金云母透闪石岩、（含）黑云斜长角闪岩、闪长质片麻岩、变石英闪长质岩石、细粒奥长花岗岩、二长花岗岩、伟晶岩脉等。测定了部分岩石的锆石年龄，其中变石英闪长质岩石（A9604）为3．65Ga（Wan et al.,1999），闪长质片麻岩（A9317）为3．5Ga、二长花岗岩（类型I，A9605）为3．1Ga，黑云斜长角闪岩（A0019）为3．3Ga、细粒奥长花岗岩（A0017）为3．2Ga、二长花岗岩（类型Ⅱ，A0020），为2．6Ga，有关岩石的地球化学组成特征在文中地进行了简要介绍，在此基础上，提出了该古老岩带的地质同位素年代演化序列，认为鞍山地区不同时代、不同成因地质体空间上共存是该芡长期地质演化的结果，而不是后期构造作用把它们拼合到一起的，鞍山地区很可能存在＞3．8Ga的古老地壳岩石。     

鞍山地区东鞍山花岗岩年代学、地球化学特征及成因研究

鞍山地区位于华北地台东北部辽宁省,区内保留有3.8~2.5Ga连续的地质记录。对位于鞍山市南侧的东鞍山花岗岩进行了SHRIMP锆石U-Pb同位素分析、白云母Ar-Ar同位素分析及岩石地球化学分析。SHRIMP测年结果为3004±7Ma,代表岩石的形成年龄,Ar-Ar测年结果为2545±16Ma,代表岩石受到构造热事件扰动的时间。岩体地化特征为富硅(Si O2=72.95%~75.37%,平均值为74.18%)、富碱(K2O+Na2O=7.05%~8.45%)、富铝(Al2O3=12.95%~15.44%),低钙(Ca O=0.13%~0.66%)。在稀土元素配分图上,曲线呈明显的右倾趋势,且有较明显的负Eu异常,重稀土分馏不明显。在微量元素洋中脊玄武岩标准化蛛网图上可以看出,东鞍山花岗岩强烈亏损Nb、P、Sr、Ti,富集大离子亲石元素Rb、K、Nd和高场强元素Th、U。岩石地球化学特征表明东鞍山花岗岩岩浆来源为壳源,残留相可能由石榴石+辉石+角闪石+斜长石组成。将鞍山-本溪地区3个3.0Ga花岗岩(东鞍山花岗岩岩体、铁架山二长花岗岩岩体以及弓长岭片麻状花岗岩)的地球化学数据进行对比,发现三者的地球化学存在较大差异,为三个独立的岩体。三个岩体最初可能发育在一个陆块之上,然后在25.5亿年左右分离开来,最后在25亿年左右再次拼贴到一起。     

太古宙花岗质岩石的成因及大陆地壳演化

花岗质岩石是太古宙地体的主要组成部分,任何大陆地壳的演化模式都必须包括能够形成这些花岗质岩石的恰当的地质环境。本文在归纳总结太古宙地体中花岗质岩石的基本地质地球化学特征的基础上,将太古宙地体中的花岗质岩石划分为TTG岩系、柴苏花岗岩系和花岗岩—混合岩系,并分别探讨了三者的源岩物质和成岩过程,以及它们在太古宙大陆地壳演化过程中的作用,最后,建立了太古宙大陆地壳演化的混合模式。     

五台杂岩晚太古代花岗质岩石中斜长角闪岩包体的年代学和地球化学研究

华北克拉通中部造山带被认为是由东西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带,而恒山-五台-阜平地区位于中部造山带的中部,是该地区最大也是最具代表性的基底岩石剖面。总体上,五台杂岩可以分为变质表壳岩和花岗质岩体两大类,前者又被划分为五台群和滹沱群,而后者可划分为2560~2520Ma侵位的强烈变形的闪长岩-英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩系列、2176~2084Ma侵位的弱变形的斑状正长-钾质花岗岩以及约1810Ma侵位的未变形的A型花岗岩。在晚太古代花岗岩中普遍发育有斜长角闪岩包体,它们在露头上不连续分布,呈绿色到黑色,强烈拉伸成扁条状或透镜状,直径一般在几米到十几米之间。根据地球化学特征恢复它们的原岩为拉斑玄武岩。锆石U-Pb定年结果表明它们的结晶时代为2.7Ga,变质时代为1.85Ga。全岩εNd(t)值为-3.1~+3.5,亏损地幔模式年龄为2.83~3.65Ga。原始地幔均一化蛛网图解上,斜长角闪岩具有明显的Nb、Ta和Ti的负异常,而在球粒陨石均一化稀土元素配分图解中它们具有轻稀土弱富集[(La/Yb)N=1.36~3.52]以及重稀土平坦[(Gd/Yb)N=0.94~1.38]的特征。地球化学以及同位素特征表明它们很可能来自于受到俯冲板片流体改造的轻度富集地幔中尖晶石二辉橄榄岩的部分熔融。更重要地,这些斜长角闪岩包体的锆石U-Pb年龄与全岩Nd亏损地幔模式年龄相似,都为27~28亿年左右,这说明在华北克拉通中部造山带很可能存在过大量的27亿年左右的新生地壳岩石,它们代表了一期重要的地壳生长事件。     

鞍山-本溪地区鞍山群含BIF表壳岩形成时代新证据:锆石SHRIMP U-Pb定年

鞍本是华北克拉通最为重要的BIF铁矿集中区之一,BIF赋存于鞍山群表壳岩中.通过对广泛分布的鞍山群表壳岩的12个样品进行锆石SHRIMP U-Pb定年,大都获得2.50~2.55 Ga岩浆锆石年龄,一些岩石中存在2.7~3.5 Ga碎屑锆石或外来锆石.一些东北部（东部）岩石记录了新太古代晚期-古元古代早期变质锆石年龄.结合前人研究成果,可得出如下结论:（1）鞍本地区广泛分布的鞍山群含BIF表壳岩形成时代为新太古代晚期;（2）鞍山群表壳岩形成于陆壳基底之上.该研究进一步支持了已有认识:鞍本为东部古陆块西缘新太古代晚期巨型BIF成矿带的重要组成部分,稳定的构造环境有利于大规模BIF形成.      

铜陵狮子山地区胡村岩体年代学及地球化学特征

铜陵地区燕山期岩浆热液活动与大规模成矿作用有密切联系。本文开展了锆石年代学和地球化学的研究,以探讨胡村花岗闪长岩体与铜矿床之间的成因联系。结果显示花岗闪长岩体锆石U-Pb年龄为139.6±2.2Ma;主量元素含量为:SiO260.00%~65.26%,Al2O3 15.2%~17.15%,全碱(K2O+Na2O)6.94%~7.85%,落入高钾钙碱性系列;微量元素结果表明,大离子亲石元素相对相邻元素富集,亏损高场强元素;轻重稀土元素分馏明显,轻稀土元素富集,具轻微Eu负异常。这些结果说明胡村花岗闪长岩体的岩石地球化学特征、形成时代、构造环境等都与狮子山矿田内具有代表性的岩体相似,认为花岗闪长岩成岩物质主要来自上地幔,同时还有地壳物质的混入,具有壳幔混合特征。     

辽宁鞍山地区东山杂岩带3.3～3.1Ga期间的岩浆作用——锆石SHRIMP U-Pb定年

报道了鞍山地区东山杂岩带奥长花岗岩和二长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄。中粗粒奥长花岗岩中岩浆锆石的年龄为3329Ma±22Ma（MSWD=9.6）,存在年龄为3687~3784Ma的残余锆石。细粒奥长花岗岩和二长花岗岩中岩浆锆石的年龄分别为3141Ma±8Ma（MSWD=1.5）和3142Ma±5Ma（MSWD=0.35）。表明约3.3Ga和3.1Ga是鞍山地区2个重要的地壳演化阶段。     

云南省凤庆花岗质糜棱岩的岩石地球化学特征及锆石U Pb年代学

在野外地质调查基础上,对滇西“三江”地区临沧花岗岩基北部凤庆花岗质糜棱岩的年代学、岩石地球化学开展了较系统的研究。利用LA ICP MS对凤庆花岗质糜棱岩进行 U Pb定年,锆石结晶年龄为(2233±050) Ma、(2319 ±18) Ma,指示岩体形成于中三叠世。地球化学特征表现为Na2O/K2O比值低、铝饱和指数(A/CNK值)大于15,具过铝质、高钾钙碱性特征;轻稀土富集,重稀土亏损,Eu明显亏损(δEu =027~058));相容元素 Cr 和 Ni 含量较低,富集Rb、Th、U 、Sm等元素,亏损 Zr、Hf、Ti 等元素。黑云母花岗闪长质糜棱岩相对花岗伟晶质糜棱岩在Ni、Fe、Mg、Mn、Ca和∑REE上均相对富集。凤庆花岗质糜棱岩与临沧花岗岩具有较一致的地球化学特征和岩浆结晶年龄,且两者在野外露头上呈脆韧性剪切变形渐变过渡接触,表明花岗质糜棱岩在构造剪切变形前是临沧花岗岩体的一部分,而非前人认为的元古界大勐龙岩群高级变质岩,是凤庆一带澜沧江两侧临沧花岗岩遭受后期澜沧江断裂带脆韧性剪切变形作用形成的。     

甜水海地块晚寒武世花岗岩对原特提斯洋演化的启示：来自锆石年代学和地球化学的证据

笔者在甜水海地块中部麻扎地区新发现了晚寒武世花岗岩,并命名为苦鲁勒岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明其形成年龄为500.7±1.1~498.7±1.4Ma,属晚寒武世岩浆活动的产物。该花岗岩中无角闪石和白云母,具有高SiO_2(73.49%~77.47%)、中高K_2O(1.88%~4.14%)、低P_2O_5(0.02%~0.05%)的特征,铝饱和指数(A/CNK)为0.98~1.12;稀土总量偏高(∑REE=66.81×10~(-6)~135.43×10~(-6)),轻重稀土的分馏程度中等[(La/Yb)_N介于3.86~7.98之间,(La/Sm)_N介于3.46~4.22之间)],Eu具有明显负异常(δEu=0.35~0.66);微量元素以富集Rb、Th、U、K,亏损Nb、Ta、P、Ti、Sr为特征,属于准铝质到弱过铝质高分异I型花岗岩类。岩体中发育的辉绿岩、闪长岩暗色包体以及结合成岩过程判别图解,表明在苦鲁勒岩体的形成过程中可能有幔源物质的加入,很可能是岩浆经历了显著的基性岩浆混合事件后的结果。结合区域研究成果,认为苦鲁勒岩体很可能形成于原特提斯洋向南俯冲消减机制下的岩浆弧构造环境,推测在早古生代原特提斯洋存在双向俯冲。     

鞍山地区3．8Ga变质石英闪长岩遭受3．0Ga构造热事件叠加——来自磷灰石SHRIMPU-Th-Pb定年证据

本文报道了鞍山地区3.8Ga(锆石SHRIMP年龄)变质石英闪长岩中磷灰石SHRIMP U-Th-Pb定年结果。32个数据点207Pb/206Pb加权平均年龄为3007±22Ma,被解释为磷灰石的重结晶年龄。这一结果与该区存在约3.0Ga强烈岩浆构造热事件相吻合。虽然该区3.0Ga以后发生了一系列重要的陆壳增生和构造热事件,但磷灰石样品未获得任何年轻于3.0Ga年龄。磷灰石的重结晶温度为400～500℃之间。由此推论,鞍山地区的3.8Ga古老岩石自3.0Ga以后一直处于上部地壳,再没有到过15km以下的地壳深部。     

内蒙古海拉尔北部八大关地区花岗岩的成岩时代、地球化学特征与成因

内蒙古海拉尔北部八大关地区花岗岩以正长花岗岩和二长花岗岩为主,锆石U Pb定年显示其形成于晚三叠世((212±17)~(2267±16) Ma)。岩石为弱过铝质(A/CNK=101~110),分异指数(DI)介于925~958之间。岩石大离子亲石元素K和Rb以及LREE相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti 和Ba、Sr相对亏损,并显示中等铕负异常(δEu=051~071)。较低的10 000 Ga/Al值(平均191)以及较低的锆石饱和温度(平均683 ℃)等特征显示该花岗岩属于高分异Ⅰ型。锆石的εHf(t)值较高(450～1045),Hf二阶段模式年龄为059～097 Ga,反映其源区物质为新元古代增生的基性地壳。综合区域其他地质研究成果,认为研究区晚三叠世花岗岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋板块俯冲的活动大陆边缘环境。     

北阿尔金喀腊大湾地区4337高地北花岗闪长岩 SHRIMP U-Pb定年及其构造意义

喀腊大湾位于北阿尔金中东段,为北东向阿尔金断裂与东西向阿尔金北缘断裂所夹持,区内遍布中酸性侵入岩。笔者选取喀腊大湾地区4337高地北花岗闪长岩岩体为研究对象来反演喀腊大湾地区构造演化。岩石地球化学数据表明,岩体为高钾钙碱性I型花岗岩,可能是下地壳中钾和高钾变质玄武岩在高压条件下部分熔融形成的。4337高地北花岗闪长岩岩体锆石 SHRIMP U-Pb年龄为(494.4 ± 5.5)Ma,表明其为晚寒武世岩浆活动的产物。结合岩体的地球化学、微量元素构造环境判别图解、年代学和区域地质背景的特征,判定其形成于与俯冲有关的活动陆缘(大陆弧)构造环境。同时,结合前人对喀腊大湾地区岩浆岩的研究,认为该区在早古生代发育一条活动陆缘(大陆弧)岩浆岩带,指示北阿尔金局限洋盆在晚寒武世早中奥陶世向南俯冲在中阿尔金地块之下。通过对比北阿尔金东西段报道的中酸性侵入岩年龄数据,认为北阿尔金局限洋盆西段经历了更长时间的俯冲,整体呈东早西晚的剪刀状闭合。     

Geochronology,Geochemistry and Petrogenesis of Diabase Dyke Swarms in East Tianshan,Xinjiang, NW China

Diabase dyke swarms are widespread in the East Tianshan and Beishan regions. LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of these diabase vary from 305 Ma to 278 Ma, showing that these dykes were formed during Late Carboniferous-Early Permian magmatism. All diabase samples are subalkali calc-alkali, characterized by slight LREE and LILEs enrichment, and weak negative Ti, Nb and Ta anomalies. The diabase samples have positive εNd(t) values (>+3), high Sr isotopic compositions (initial 87Sr/86Sr values=0.7030-0.7097), and large variation of Pb isotopic compositions, indicating they were derived from a deplete mantle source. Regional geology and geochemistry evidences indicate that these diabase dyke swarms were generated in a lithosphere extensional setting and had the same magma sources. Initial magmas may be a mixture of depleted asthenosphere mantle and enriched lithospheric mantle during rapid magma ascending.     

新特提斯洋晚白垩世演化特点:来自泽当共国日二长花岗岩年代学、地球化学及Sr-Nd同位素证据

为加深对西藏泽当地区新特提斯洋演化的认识,对西藏泽当蛇绿混杂岩带内的共国日二长花岗岩进行了岩石学、岩石地球化学、同位素及年代学等研究,研究显示:共国日二长花岗岩岩体规模小、岩性稳定,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(90.40±0.68)Ma,属晚白垩世;岩石地球化学具高硅、富铝、富钾、低钛和准铝质钙碱性花岗岩特征;轻稀土富集、重稀土亏损,具明显的负Eu异常,微量元素表现为相对富集Rb、K、Ba、Th、U等大离子亲石元素,显著亏损Nb、P、Ti等高场强元素;(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.705 708~0.706 284,(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i=0.512 689~0.512 716,ε_Nd(t)=2.00~2.51。以上特征表明,位于泽当蛇绿混杂岩带内的共国日二长花岗岩属于I型花岗岩,由正常岛弧岩浆形成,应为晚白垩世新特提斯洋向北俯冲形成的岛弧环境下俯冲带上部地壳部分熔融的产物,其不属于泽当蛇绿岩的组成部分,表明在90 Ma前泽当洋内弧已经消失。