华北克拉通南缘下汤地区古元古代构造热事件——地球化学特征、锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素研究

本文报道了华北克拉通南缘鲁山县下汤地区早前寒武纪变质基底岩石的地球化学、锆石定年和Hf同位素组成。上太华岩群两个变质沉积岩样品的变质锆石年龄为1.91~1.93 Ga,由于变质作用强烈改造,碎屑锆石真正的形成年龄难以确定。碎屑锆石ε_(Hf)(t)和t_(DMW(CC))(Hf)分别为-0.26~10.41和2244~2958 Ma。一个变质辉长闪长岩样品的捕获锆石年龄为2.32 Ga,变质锆石年龄为1.93 Ga。捕获锆石的ε_(Hf)(t)和t_(DM2(CC))(Hf)分别为-1.79~2.22和2695~2940 Ma。两个片麻状奥长花岗岩样品的岩浆锆石和变质锆石年龄分别为1.93 Ga和1.92 Ga,岩浆锆石的ε_(Hf)(t)和t_(DM2(CC))(Hf)分别为-3.30~1.30和2481~2764 Ma。一个片麻状正长花岗岩样品的岩浆锆石和变质锆石年龄分别为1.93 Ga和1.92 Ga,岩浆锆石的ε_(Hf)(t)和t_(DM2(CC))(Hf)分别为-3.67~2.40和2415~2788 Ma。结合地球化学和前人研究结果,可得出如下结论:(1)上太华岩群形成时代形成于古元古代早期;(2)进一步支持了该区存在约2.3 Ga岩浆作用的认识;(3)发现广泛分布的1.91~1.93 Ga壳源奥长花岗岩和正长花岗岩;(4)确定1.91~1.94 Ga变质作用在该区广泛发育。     

桂北地区丹洲群碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

桂北丹洲群顶部拱洞组粉砂岩的碎屑锆石的阴极发光图像和Th/U(0.2~2.4)值显示,它们均为岩浆成因的锆石。锆石~(206)Pb/~(238)Pb年龄分布在730~769Ma和771~850Ma之间,这些锆石的Hf同位素成分范围较大,ε_(Hf)(t)值和二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))分别为-18.4~11.4和1020~2812Ma。此外,样品中还有一些年龄较老的锆石颗粒,~(207)Pb/~(206)Pb年龄为1910~3140Ma,ε_(Hf)(t)值和二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))分别为-13.6~3.4和2740~3635Ma。结合前人的研究推测,桂北丹洲群拱洞组沉积年龄小于等于706±10Ma,物源主要由扬子板块新元古代岩浆岩组成,也有少量太古宙岩浆岩的加入。推测中国华南地区存在对应于Rodinia超大陆聚合相关的格林威尔运动的响应。根据已测锆石的ε_(Hf)(t)值和Hf二阶段模式年龄推断,研究区地壳生长主要经历3个阶段:(1)3.64~3.25Ga,初生地壳出现在3.64Ga;(2)2.98~2.37Ga;(3)2.19~1.28Ga,地壳生长的主要时期。     

华北克拉通南缘太华群铁山庙铁矿床沉积时代的约束——锆石U-Pb定年及Hf同位素证据

华北克拉通南缘舞阳地区分布有大型铁矿床,赋存于早前寒武纪的太华群变质岩系中。铁山庙铁矿床在舞阳铁矿区分布广泛,大小矿体包括经山寺、冷岗、铁山庙、铁古坑以及岗庙刘等,产出层位为铁山庙组。近年来对铁山庙铁矿床的研究程度较高,不少学者认为其为Superior BIF型铁矿床,但是对于铁山庙铁矿床原始沉积年龄显见报道。本文通过选取穿切铁古坑铁矿体的混合岩化钾长花岗岩以及矿体顶板围岩辉石黑云斜长片麻岩为研究对象,利用SHRIMP锆石U-Pb定年以及原位Hf同位素测试分析技术,以此来约束铁山庙铁矿床沉积时代的上限和下限。结果显示,两个样品中的锆石均记录了两组年龄数据,且在误差范围内明显具有一致性。较老一组~(207)Pb/~(206)Pb年龄为2463~2478Ma,较新一组为1918~1961Ma。此外,混合岩化花岗岩中较老锆石的ε_(Hf)(t)变化范围为-6.96~-12.83,较新锆石的ε_(Hf)(t)为-7.19~-15.75,两类锆石的ε_(Hf)(t)值变化范围相似,说明较老锆石为继承锆石,其年龄可能代表源区岩石的形成时代,而较新锆石为变质锆石,代表深熔作用锆石发生重结晶作用的时间,即混合岩化花岗岩的形成时代;辉石黑云斜长片麻岩中较老一组锆石的ε_(Hf)(t)值为-0.55~2.75,较新一组锆石的ε_(Hf)(t)为-5~-10.06,两类锆石的ε_(Hf)(t)值差别很明显,较老一组锆石是碎屑锆石,其年龄可以约束原岩沉积的最大年龄,而较新一组锆石为变质增生成因,其年龄代表了岩石经历的一期变质事件。综合分析,铁山庙铁矿床的沉积时代可以约束在2.46~1.96Ga之间,很可能在2.3Ga左右,之后于~1.96Ga经历了强烈的区域变质作用。     

辽西北票蓝旗组火山岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

辽西北票常河营子地区有中生代蓝旗组火山岩分布,其中上部安山质角砾熔岩的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄分析结果表明,其结晶年龄为159.4±3.4Ma,属晚侏罗世.锆石~(176)Hf/~(177)Hf比值介于0.282098～0.282789之间,ε_(Hf)(t)值为-20.4～+4.1,主体分布在华北克拉通地壳演化线之上,位于古元古代地壳演化范围内,所给出的亏损地幔年龄(t_(DM))和平均地壳模式年龄(t_(crust))分别为0.7～1.6Ga和0.9～2.5Ga.结合已发表蓝旗组中酸性火山岩的岩石地球化学及Sr-Nd同位素组成特征,我们认为安山质火山岩源于古老(如晚太古代)下地壳玄武质岩石的部分熔融,其形成过程可能与中生代幔源岩浆底侵作用有关.     

鲁西沂山地区新太古代晚期高级深熔混合岩的源区特征SCIEI北大核心CSCD

鲁西沂山地区高级深熔混合岩中存在丰富的不同时代、不同类型的岩石包体。在详细野外地质工作基础上,本文对高级深熔混合岩中的包体进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素分析及全岩地球化学研究,以期探讨沂山地区高级深熔混合岩的源区性质。英云闪长质片麻岩形成时代为~2.7Ga,存在2.69Ga和2.53~2.51Ga两期基性岩浆作用,并记录了2.52~2.50Ga变质作用。角闪斜长片麻岩与黑云角闪变粒岩互层产出,它们可能为变质火山岩,其岩浆锆石年龄为2.51Ga。变质基性岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为0~+8.1,一阶段Hf模式年龄为2.83~2.54Ga;变质火山岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为-1.2~+5.8,一阶段Hf模式年龄为2.89~2.71Ga。结合前人研究,这套高级深熔混合岩的源区组成包括了新太古代早期的英云闪长质片麻岩和变质辉长岩,新太古代晚期的石英闪长质片麻岩、变质火山岩及斜长角闪岩等岩石类型。~2.5Ga基性岩浆作用在鲁西地区发育广泛,为新太古代晚期深熔作用及高级深熔混合岩和壳源花岗岩的形成提供了热源。     

豫西地区秦岭造山带武当群Nd-Hf同位素组成及其物源特征

武当群变质沉积-火山岩组合是南秦岭地体中重要的基底岩石,其形成时代和地球化学特征可以为理解秦岭造山带的构造演化提供重要的证据.本文报道豫西地区武当群上部沉积岩和下部中-酸性火山岩Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素组成,探讨火山岩成因和沉积岩物源的同位素特征.上部沉积岩的碎屑锆石初始ε_(Hf)值变化在-30～+10之间,对应的模式年龄值t_(DM2)在1.0Ga至3.2Ga之间,初始ε_(Nd)值在-4.0至-6.0之间.沉积物源表现为主要与扬子陆块有亲缘关系的地壳物质和近源的下部火山岩混合的特征.火山岩的锆石初始εHf值变化在-35～+15之间,对应的模式年龄值t_(DM2)在0.8Ga至3.5Ga之间,集中于1.5～1.8Ga和2.2～2.4Ga两个峰值.2个变质石英角斑岩样品初始ε_(Nd)值分别为-9.2和-10.7,而报道的湖北武当群的玄武-安山质熔岩的初始ε_(Nd)值以正值为主.因此,武当群不同类型的火山岩可能存在着成因差异.具有低初始ε_(Nd)值和ε_(Hf)值特征的火山岩可能由地壳物质的重熔而形成的;有些火山岩具有初始ε_(Hf)值变化范围较大(-35～+15)或正初始ε_(Nd)值的特点,可能是壳、幔物质混合成因,有显著的幔源或新生地壳物质的贡献.武当群Nd-Hf同位素组成和碎屑锆石年龄分布特征表明,与扬子陆块有亲缘关系的南秦岭地体在元古代期间可能经历多期地壳增生和再造作用.     

北苏鲁变辉长岩锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素组成及其对源区的指示

在北苏鲁经历超高压变质的花岗片麻岩中零星分布着一些变质表壳岩包体或者残片,通常称之为荆山群。北苏鲁荆山群的年代学特征以及构造亲缘性仍不清楚。本文报道了威海市郊和海阳所附近的荆山群露头,有脉状变质辉长岩侵入到荆山群岩系中。对上述两处变质辉长岩中锆石的阴极发光照片、稀土元素配分模式和Th/U比值的综合分析表明,它们均为岩浆锆石,部分岩浆锆石具有弱发光效应和岩浆韵律环带的核部、以及被改造的强发光效应的边部,但未见新生的变质锆石。未被改造的岩浆锆石微区的LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,威海市郊变辉长岩(S4-2)的~(207)Pb/~(206)Pb年龄值变化范围是1831~1966 Ma,加权平均年龄为1870±34 Ma(MSWD=0.6);海阳所变辉长岩(H3)中绝大部分锆石的~(207)Pb/~(206)Pb年龄值变化范围是1769~1887 Ma,加权平均年龄为1839±37 Ma(MSWD=0.5),两件样品共同记录了一致的ca.1.85 Ga岩浆事件。另外,海阳所变辉长岩中3颗捕获的岩浆锆石分别测得ca.2.9 Ga、ca.2.3 Ga和ca.2.1 Ga等三组~(207)Pb/~(206)Pb年龄。两件样品ca.1.85 Ga岩浆锆石具有相似的Hf同位素组成,其ε_(Hf)(t)=-6.1~-10.7,t_(DM2)=2.74~2.98 Ga,捕获ca.2.1 Ga和ca.2.9 Ga锆石的ε_(Hf)(t)值和t_(DM2)年龄分别是-1.9和2.7 Ga、-4.8和3.5 Ga。锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素特征表明,北苏鲁两处变辉长岩记录的岩浆事件与胶北前寒武纪陆壳的多期演化历史一致,变辉长岩及其围岩荆山群可能是源自胶北的外来地质体。     

赣东北景德镇双桥山群火山碎屑凝灰岩锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

为探讨赣东北景德镇地区双桥山群的沉积时代与物质来源,对该区双桥山群安乐林组地层中发育的一套变火山碎屑凝灰岩夹层进行了年代学、地球化学及锆石Lu-Hf同位素研究。结果显示,该套火山碎屑凝灰岩的岩性主要为英安岩、安山岩,凝灰岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(809±2)Ma,表明该套岩石形成于新元古代。凝灰岩锆石的Hf同位素组成变化范围较广,其中二阶模式年龄为1426~2313 Ma,主要集中于1.7~2.3 Ga之间,其ε_(Hf)(t)均为负值-2.6~-16.5,t_(DM2)模式年龄远大于U-Pb年龄,表明该组岩石的岩浆来源于元古代地壳物质的再循环。     

华北克拉通中部造山带南段早前寒武纪变质杂岩的Hf-Nd同位素特征及其地壳演化意义

太华群和登封群变质杂岩的锆石U-Pb定年结果统计表明,华北克拉通中部造山带南段地区在新太古代-古元古代期间存在至少四阶段岩浆活动(2.85~2.72 Ga,2.57~2.48 Ga,2.34~2.30 Ga和2.20~2.07 Ga)。与中部造山带中、北段地区相比,南段地区的新太古代早期的岩浆活动略早,并具有相对较强烈的古元古代早期(~2.3 Ga)岩浆活动。新太古代早期(2.85~2.72 Ga)的TTG质岩石整体具有正的全岩ε_(Hf)(t)和ε_(Nd)(t)值,并且有εHf(t)值偏高的Hf-Nd同位素解耦现象,其源区形成与地幔交代作用相关。新太古代末期-古元古代初期(2.57~2.48 Ga)的TTG质片麻岩主要为正的全岩εHf(t)和εNd(t)值,部分样品具有ε_(Hf)(t)值偏低的Hf-Nd同位素解耦现象,为锆石效应的结果,其岩石成因以初生地壳物质部分熔融为主,存在少量古老地壳物质的再循环作用。古元古代早期(2.34~2.30 Ga)TTG质岩石和古元古代中期(2.20~2.07 Ga)的富钾岩及TTG质岩石的全岩ε_(Hf)(t)和ε_(Nd)(t)值均为负值,并具ε_(Hf)(t)值明显偏低的Hf-Nd同位素解耦现象,均为锆石效应的结果,其岩石成因以古老地壳物质的再循环作用为主。太华群和登封群片麻岩的全岩Hf-Nd同位素解耦主要与其源区形成过程存在地幔交代作用或者锆石效应有关,而与石榴子石效应关系不大,表明各阶段TTG质岩石的高Sr/Y、(La/Yb)_N比值和低重稀土含量等特征不是继承自源区,而确实反映了较大压力深度的岩浆活动过程。总体上,新太古代早期-古元古代初期为华北克拉通中部造山带南段地区主要的地壳生长阶段,而古元古代早-中期主要为地壳再循环阶段。     

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面物源分析及其构造意义

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面发育巨厚的新生代沉积地层,通过分析其沉积物质来源,可以揭示柴达木盆地潜在物源区隆升、剥蚀历史,为高原东北缘新生代构造变形过程提供证据。本文以红沟剖面磁性地层年代框架为约束,对剖面晚渐新世-上新世的碎屑砂岩样品进行了碎屑锆石物源示踪分析。研究结果表明,23.7～12.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在220～290 Ma,锆石ε_(Hf)(t)集中在—13.53～9.27,Hf同位素t_(DM)范围524～1456Ma;大于300Ma的锆石,ε_(Hf)(t)介于—31.77～13.44,其中76.3%为负值,Hf同位素t_(DM)介于484～3727 Ma。采集自12.5～7.6 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要集中在400～500 Ma(峰值～440 Ma),ε_(Hf)(t)值(—27.75～10.75)的90%为负值,Hf同位素t_(DM)介于615～2115 Ma之间。6.8～5.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在400～500 Ma,ε_(Hf)(t)值(—26.8～8.97),t_(DM(Hf)))介于668～2093 Ma,但220～290 Ma的锆石显著增加,其ε_(Hf)(t)值(—11.86～9.42),Hf一阶段模式年龄范围549～1399Ma。碎屑锆石Hf同位素组成对比分析显示红沟剖面220～290 Ma的锆石与东昆仑山锆石Hf同位素特征相似,而400～500 Ma的锆石则与南祁连山锆石Hf同位素组成相似,揭示东昆仑山在24 Ma开始抬升成为柴达木盆地的源区,～12 Ma南祁连山开始隆升,为柴达盆地提供碎屑物质,成为青藏高原东北缘的构造与地貌边界。     

国际埃迪卡拉系年代地层学研究进展与发展趋势

埃迪卡拉系为国际地层表新增的新元古界最上部的系级年代地层单位,层型剖面被确定为南澳大利亚弗林德斯山脉依诺拉马河剖面,其底界点位（GSSP）选定为埃拉逖那冰成杂砾岩（Elatina diamictite）之上盖帽碳酸盐岩努卡利那组（Nuccaleena Formation）的下界（Gradstein et al．,2004;Knoll et al．,2004）。我国修定后的震旦系与埃迪卡拉系完全相当,底界以南沱冰碛岩之上盖帽碳酸盐岩的下界为界。本文综合国际地层委员会新元古代地层分会以及相关国家和地区近年来在埃迪卡拉系年代地层学领域研究的新进展、存在问题以及未来发展趋势作一概要介绍,以期引起国内晚前寒武纪地层古生物学者的广泛关注。     

塔里木盆地奥陶系层序地层格架

在不同沉积相区典型露头、钻井及地震层序综合分析基础上,将塔里木盆地奥陶系海相地层划分出8个可全盆地对比的三级层序(OSQ1～OSQ8),首次建立了综合露头层序、钻井层序及地震层序划分的层序地层格架,建立了年代地层、牙形石生物地层、岩石地层与层序地层之间的相互关系(表1)。首次提出海相碳酸盐岩全岩或生物化石壳的碳同位素值可作为全球海平面变化的良好指标。在相似气候带及沉积环境具备相近的碳酸盐沉积速率的假设条件下,当沉积相分析所得到的相对海平面变化趋势与全岩碳同位素分析反映的全球海平面变化趋势总体一致时,说明碳酸盐层序的发育主要受控于全球海平面变化,反之则主要受控于区域构造沉降运动。鉴于这样的分析原理,我们认为塔里木盆地下奥陶统层序OSQ1及层序OSQ2属于主要受控于全球海平面变化的稳定加积型层序,而中、上奥陶统层序OSQ3～层序OSQ8则属于全球海平面总体上升背景下主要受区域构造运动控制形成的构造淹没型层序。     

“青藏高原南部空白区基础地质调查与研究”计划项目新成果、新进展

通过2004年度各相关图幅的大力工作,在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料,综合研究区域构造-地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等,取得重要进展和新认识,在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

“青藏高原南部空白区基础地质调查与研究”计划项目新成果、新进展

通过2 0 0 4年度各相关图幅的大力工作,在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料,综合研究区域构造地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等,取得重要进展和新认识,在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

燕山地区中元古代常州沟组潜穴化石

在燕山地区中元古代常州沟组中发育有大量的潜穴化石，潜穴产于常州沟组中部的泥质粉砂岩中。潜穴呈个体较大的直管状，垂直层面保存。这是我国迄今为止发现的最古老的遗迹化石，表明在距今近1800Ma前就已出现古老的后生动物，这对于研究后生动物的起源及演化具有重要意义。     

黄骅坳陷歧北次凹古近系沙一下亚段地质体精细刻画

综合运用钻井、测井、地震等资料,将黄骅坳陷目前的勘探热点地区——歧北次凹的主要勘探目的层段,即沙一下亚段划分为4个四级层序和8个五级层序,建立了沙一下亚段高精度层序地层格架。结合属性提取和测井约束反演等地球物理方法技术,在高精度层序地层格架约束下对歧北次凹目标层内单个地质体进行多层次多角度的精细刻画,研究其空间展布,并剖析其内部结构特征,分析地质体的控制因素。研究发现:物源供给、断裂陡坡带及断裂转换带对地质体的发育具有重要的控制作用,最后提炼出地质体发育模式,为研究区隐蔽油气藏的勘探和开发提供科学依据。     

"青藏高原南部空白区基础地质调查与研究"计划项目新成果、新进展

通过2004年度各相关图幅的大力工作，在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料，综合研究区域构造．地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等，取得重要进展和新认识，在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

环境中硒形态分析方法的研究进展

硒的形态研究是了解环境中硒的毒性、生物可利用性、迁移和生物地球化学循环等方面的基础,其研究方法一般分为直接和间接法。本文总结了环境中硒形态的研究方法,特别是对环境样品中常用的硒形态分析技术——连续化学浸提技术作了全面详细的讨论,并综述了其它硒形态分析方法的最新动态。     

鄂尔多斯地块南缘构造演化及其对盆地腹部的构造—沉积分异的效应

鄂尔多斯地块南缘处在盆地与秦岭造山带之间这一盆—山结合的过渡部位,由于构造位置的特殊性,自古生代以来其构造及沉积面貌与盆地腹部地区存在较大差异,具体表现在：1）早古生代沉积开始早、结束晚;2）晚古生代沉积开始晚;3）印支期西南部发生局部坳陷沉降;4）燕山晚期盆地南部强烈抬升（远高于盆地东部的同期抬升）;5）喜马拉雅期渭河地区快速沉陷与渭北隆升。盆地南部经历了3次大的构造格局转换：一是晚古生代末—印支期西南部“由隆到坳”的构造转换;二是印支期末—燕山期主体构造走向由北西—南东向到南北向的转换（构造转向）;三是燕山期末—喜马拉雅期渭河地区由强烈隆升到快速沉降的转换（构造反转）。盆地南部在不同时期所表现出的与盆地本部的不同耦合特征均根源于区域大地构造背景的差异：1）早古生代处于活动大陆边缘构造环境;2）海西期—印支期受古特提斯洋开裂—闭合的影响;3）燕山期受古太平洋板块俯冲的影响;4）喜马拉雅期受印度板块俯冲与太平洋板块俯冲的共同制约。鄂尔多斯地块南缘经历强烈伸展与造山过程,引起了其与盆地腹部的构造—沉积分异。