琼中高级变质杂岩中单颗粒锆石Pb-Pb年龄及其地质意义

琼中地区存在由片麻岩、混合岩、麻粒岩和紫苏花岗岩组成的高级变质杂岩。对其中片麻岩和麻粒岩开展了单颗粒锆石Pb-Pb年代学研究,分别获得1483±13Ma和499±24Ma的年龄数据。结合现有地质资料, 认为琼中地区先后经历了新太古代表壳岩系形成、中元古代变质—岩浆再造和加里期构造热事件改造等3个主要演化阶段。     

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.     

华北克拉通古元古代末-新元古代地质事件——来自北京西山地区寒武系和侏罗系碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学的证据

华北克拉通是否同华南克拉通一样保存有与Rodinia超大陆聚合和裂解有关的年龄记录是理解华北克拉通元古宙构造演化的重要科学问题.本文对位于华北克拉通燕辽裂陷槽的北京西山地区的寒武系和侏罗系碎屑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,目的是通过碎屑锆石年龄揭示华北克拉通前寒武纪尤其是古元古代末-新元古代重要地质事件.定年结果显示,北京西山寒武系徐庄组的钙质细砂岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～1.38Ga和～1.14Ga.此外,还有～ 1.56Ga、～912Ma、～814Ma、～740Ma、～630Ma和～507Ma的年龄组.侏罗系窑坡组长石质岩屑细砂岩和粉砂质泥岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～2.5Ga、1.88～1.8Ga、～1.74Ga、～1.6Ga和186Ma.此外,还有～2.77Ga、～2.0Ga、～1.2Ga、～488Ma、～256Ma和～233 Ma的年龄组.这三个岩石具有较低的成分和结构成熟度,指示较近的物源区,其碎屑物质可能大部分来自华北克拉通内部和北缘,因此其碎屑锆石的年龄组可记录华北克拉通前寒武纪重要地质事件.～2.77Ga、～2.5Ga、2.1～ 2.0Ga和1.88～1.8Ga的年龄组分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件;～ 1.74Ga、～ 1.6Ga、～ 1.56Ga、～1.38Ga、～912Ma和～814Ma的年龄组记录了华北克拉通最终克拉通化后开始的古元古代末-新元古代的多期裂谷事件.与1.3～ 1.0Ga、～740Ma和～630Ma的年龄组相对应的岩石在华北克拉通出现甚少,而该时期的岩浆岩和变质岩在华南克拉通广泛发育,且可能与Rodinia超大陆汇聚和裂解的不同阶段相对应.华北克拉通显生宙碎屑岩中碎屑锆石保存的古元古代末-新元古代地质事件的记录对探讨华北克拉通在元古宙的地质演化及华北克拉通与华南克拉通的关系可提供重要的依据.     

北京周口店官地杂岩变质-深熔作用的锆石 LA-ICP-MS U-Pb定年

应用LA-ICP-MS技术测得北京周口店官地杂岩深熔成因浅色体和其源岩--斜长角闪岩中的锆石U-Pb年龄分别为(2 548+23/-24) Ma和(2 538+34/-35) Ma.这表明,官地杂岩在新太古代末期发生了高级区域变质作用和深熔作用.定年结果为华北陆块的东部地块新太古代末期的克拉通化事件提供了进一步的变质年代学证据.     

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。     

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。     

五河杂岩凤阳群白云山组的源区特征及沉积时代:来自锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素的证据

华北克拉通东部陆块内的胶-辽-吉带是一条古元古代构造活动带,其是否向南西穿越郯庐断裂带延伸至徐州-蚌埠一带还存在着争议。蚌埠地区早前寒武纪变质基底主要包括晚太古代早期的霍邱群、古元古代五河群、凤阳群以及少量的古元古代花岗(片麻)岩。其中低绿片岩相变质的凤阳群自下而上被分为白云山组、青石山组和宋集组,原始沉积物分别为石英砂岩-砂、粉砂泥质及富镁碳酸盐岩交替-粉砂泥质、泥质和少量泥灰质。本次研究对采自凤阳群底部白云山组的2个石英岩和1个长石石英岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素研究表明,3个样品的碎屑锆石年龄图谱十分相似,最重要的年龄区间为2.57~2.46Ga,峰值年龄约为2.52Ga,εHf(t)值在-7.39到+7.37之间,其中有大约90%具有正值,来源于蚌埠地区的晚太古代末期的花岗质岩石。另一个重要的年龄区间是2.98~2.66Ga,峰值为2.94Ga和2.69Ga,εHf(t)值在-11.8到+7.24之间,其中超过90%为正值,来源于蚌埠地区的霍邱群以及晚太古代早期花岗质岩体。此外,还有少量具有负εHf(t)值的3.61~3.34Ga的古太古代碎屑锆石被发现。这些古太古代碎屑锆石的εHf(t)值(-6.34~-1.05)以及两阶段模式年龄(3.75~4.07Ga)与华北克拉通南缘邻近地区(登封、焦作、信阳以及胶东)发现的古太古代锆石特征相似,说明华北克拉通南缘可能存在过古太古代,甚至冥古宙古老陆壳。5颗最年轻的锆石可以将凤阳群白云山组的最大沉积年龄限定在2.37Ga左右,而前人报到的白云母K-Ar年龄1878Ma与蚌埠地区1.88~1.80Ga的主期变质时代为其形成时代的上限做出了限制。结合胶-辽-吉带老岭群和北辽河群大石桥组中具有相似碎屑锆石年龄图谱的变质沉积岩,我们认为在2.3~2.1Ga裂谷发育早期活动带内沉积了海相碳酸盐岩及新太古代陆壳来源的碎屑岩。     

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。     

崆岭杂岩中斜长角闪岩包体的锆石年龄和Hf 同位素组成

采用激光剥蚀- 等离子质谱（LA-ICP-MS）分析技术,测定崆岭杂岩中斜长角闪岩包体的锆石U-Pb 年龄和Hf同位 素组成,以探讨黄陵结晶基底的形成及演化。崆岭杂岩主要由太古代TTG片麻岩和早元古代孔兹岩系组成,TTG片麻岩中 存在少量斜长角闪岩包体。该包体中的锆石可分为岩浆结晶锆石、变质改造锆石和变质新生锆石三类。（1）第一类原生岩 浆结晶锆石的U-Pb 年龄为（3000±24）Ma,MSWD=2.4,代表斜长角闪岩的原岩- 拉斑玄武岩的成岩时间,指示崆岭杂岩 中以包体形式存在的斜长角闪岩（3.0 Ga）,是黄陵结晶基底和扬子克拉通中出露的最古老岩石。（2）第二类变质改造锆石 的U-Pb 年龄为（2715±9）Ma,MSWD=1.4,代表黄陵地区第Ⅰ期角闪岩相变质事件的时间。第Ⅰ期（2.75~2.7 Ga）角闪 岩相变质作用,使TTG花岗岩及其拉斑玄武质岩石包体,变质为TTG 片麻岩及其斜长角闪岩包体。（3）第三类变质新生锆 石的U-Pb 年龄为（2558±40）Ma,MSWD=0.93,代表黄陵地区第Ⅱ期角闪岩相变质事件的时间。第Ⅱ期构造热事件（2.6~2.5 Ga）与“水月寺运动”相关,造成黄陵地区太古代与元古代之间的不整合面。总之,黄陵地区第Ⅰ期和第Ⅱ期变质事件的 共同作用,将黄陵花岗岩- 绿岩型地体转变为晚太古代稳定陆块,并从此开始了长达500 Ma 的克拉通化。（4）斜长角闪岩 包体中锆石的平均εHf（t ）为-11.59~-3.98、平均亏损地幔模式年龄t DM2 为3.4 Ga,表明黄陵地区存在比崆岭群更古老（>3.2 Ga）的地壳。     

北京西山侏罗纪南大岭组玄武岩的继承锆石年代学及其含义

文中报道了北京西山侏罗纪南大岭组玄武岩的锆石结晶年龄。115个已分析的南大岭组玄武岩中的锆石绝大部分是继承的。它们的年龄峰值集中在~190Ma,~310Ma,~430Ma和~520Ma。此外,还有~171Ma,~830Ma和~1840Ma的年龄组,个别太古宙末和元古宙初期的继承锆石也可观察到。我们认为(174±8)Ma年龄组的锆石有可能是南大岭组玄武岩喷溢期结晶的锆石。古元古代和太古宙的继承锆石很可能来自中下地壳基底的岩石。~830Ma的锆石颗粒的来源有待今后资料进一步积累说明,不排除华北克拉通岩石圈也曾经历过此事件。190Ma的锆石组与区域早侏罗世陆内的构造-岩浆作用有关。~310Ma的锆石组形成于晚古生代古亚洲洋洋壳向华北克拉通的俯冲。而~430Ma和~520Ma的锆石组可能于古大陆拼合的全球事件引发的邻近陆块岩石圈深部的热扰动中生成。这些继承锆石的年龄表明:华北克拉通岩石圈至少在古生代就经历了幕式的改造。因此,其演化很可能是长期的、幕式的和渐进的。我们的观测不排斥早白垩世至早期新生代期间华北克拉通岩石圈可能经历的剧变,但是似乎不支持全球岩石圈在深部对超大陆裂解产生响应的观点。     

华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代——SHRIMP锆石U Pb定年

华北克拉通是我国早前寒武纪条带状铁建造(BIF)最重要的分布区。近年来大量锆石定年研究表明,华北克拉通BIF形成于始太古代到古元古代早期,但主要为新太古代晚期(2.50～2.55Ga)。最重要的BIF分布于华北克拉通东部的鞍本、冀东和鲁西地区,沉积环境相对稳定是大规模BIF形成的重要条件。华北克拉通新太古代晚期BIF形成的构造环境还不十分清楚,但可能为岛弧构造环境。BIF明显的时代专属性是地质和大气演化的结果。     

中国沉积学的今后发展:若干思考与建议

出露于北京西山房山岩体南北两侧的官地杂岩,主要由正片麻岩、斜长角闪岩组成,局部具混合岩化特征。对官地杂岩的形成时代及出露原因一直存在很大的争议。一种观点认为官地杂岩形成时代为太古宙,出露于中生代早期的区域伸展体制下,另一种观点则认为官地杂岩是中新元古界或古生界泥质变质岩,在房山岩体侵位过程中发生接触变质作用的产物。研究表明,官地杂岩是一套正片麻岩,其中的锆石核部为岩浆成因,而外部普遍发育较窄的浅色边。SHRIMP II锆石铀铅年龄测定获得锆石的一致曲线与不一致曲线上交点年龄值为(2 521 ±20) Ma,代表了新太古代的岩浆结晶年龄,从而证明官地杂岩原岩形成于新太古代。构造分析表明,官地杂岩与上覆中元古代蓟县系至早古生代地层间为剥离断层接触关系,并为房山岩体侵位和改造,证明是一个形成于房山岩体侵位前的变质核杂岩构造。但房山岩体的侵位并未对锆石的岩浆年龄和变质年龄产生明显影响。     

Late Jurassic-Early Cretaceous Plutonism in the Northern Part of the Precambrian North China Craton： SHRIMP Zircon U-Pb Dating of Diorites and Granites from the Yunmengshan Geopark, Beijing

The Yunmengshan Geopark in northern Beijing is located within the Yanshan range.It contains the Yunmengshan batholith,which is dominated by two plutons:the Yunmengshan gneissic granite and the Shicheng gneissic diorite.Four samples of the Yunmengshan gneissic granite give SHRIMP zircon U-Pb ages from 145 to 141 Ma,whereas four samples of the Shicheng gneissic diorite have ages from 159 Ma to 151 Ma.Dikes that cut the Yunmengshan diorite record SHRIMP zircon UPb age of 162±2 and 156±4 Ma.The cumulative pl...     

Early Neoarchean Magmatic and Paleoproterozoic Metamorphic Events in the Northern North China Craton: SHRIMP Zircon Dating and Hf Isotopes of Archean Rocks from the Miyun Area, Beijing

The Miyun area of Beijing is located in the northern part of the North China Craton(NCC)and includes a variety of Archean granitoids and metamorphic rocks.Magmatic domains in zircon from a tonalite reveal Early Neoarchean(2752±7 Ma) ages show a small range in ε_(Hf)(t) from 3.1 to 7.4and t_(DM1)(Hf) from 2742 to 2823 Ma,similar to their U-Pb ages,indicating derivation from a depleted mantle source only a short time prior to crystallization.SHRIMP zircon ages of granite,gneiss,amphibolite and hornblendite in the Miyun area reveal restricted emplacement ages from 2594 to2496 Ma.They also record metamorphic events at ca.2.50 Ga,2.44 Ga and 1.82 Ga,showing a similar evolutionary history to the widely distributed Late Neoarchean rocks in the NCC.Positive ε_(Hf)(t) values of 1.5 to 5.9,with model ages younger than 3.0 Ga for magmatic zircon domains from these Late Neoarchean intrusive rocks indicate that they are predominantly derived from juvenile crustal sources and suggest that significant crustal growth occurred in the northern NCC during the Neoarchean.Late Paleoproterozoic metamorphism developed widely in the NCC,not only in the Trans-North China Orogen,but also in areas of Eastern and Western Blocks,which suggest that the late Paleoproterozoic was the assembly of different micro-continents,which resulted in the final consolidation to form the NCC,and related to the development of the Paleo-Mesoproterozoic Columbia or Nuna supercontinent.     

北京房山地区太平山褶皱的变形特征和形成时代:华北克拉通早白垩世挤压构造的意义

北京西山地区广泛发育轴向近E-W向的褶皱,对理解华北克拉通东部构造演化至关重要,但目前对其形成时代和构造动力学背景却没有明确的认识.北京房山地区的太平山褶皱是轴向近E-W向褶皱的典型代表.通过精细的野外构造观察和构造年代学研究,确定太平山褶皱的空间展布特征和构造样式,厘定构造变形的时代,为该区乃至华北克拉通东部的构造演化提供重要依据.通过详细的野外构造观察和系统的β图解研究,表明太平山褶皱由直立倾伏背斜和斜歪倾伏向斜构成.通过对早期卷入褶皱变形的煌斑岩席和晚期切层侵入褶皱的闪长玢岩脉进行锆石U-Pb定年,得到煌斑岩席和闪长玢岩脉的形成时代分别为147.2±2.4Ma和129.0±3.2Ma,表明太平山褶皱的形成时代为燕山运动B幕.另外,北京西山地区还存在NW-SE向的伸展构造样式.代表本区NW-SE向伸展的房山穹窿(约136Ma)晚于N-S向挤压构造,侵入切割太平山褶皱,塑造了研究区现今主体构造格架,进一步限定太平山褶皱的形成时代为147～136 Ma.因此,研究区轴向近E-W向的褶皱为早白垩世近N-S向挤压构造的产物;N-S向挤压和NW-SE向伸展的构造样式,为华北克拉通中生代构造体制的转换和动力学背景提供关键依据.     

Field Relationships, Geochemistry, Zircon Ages and Evolution of a Late Archaean to Palaeoproterozoic Lower Crustal Section in the Hengshan Terrain of Northern China

The Hengshan complex forms part of the central zone of the North China Craton and consists predominantly of ductilely-deformed late Archaean to Palaeoproterozoic high-grade, partly migmatitic, granitoid orthogneisses, intruded by mafic dykes of gabbroic composition. Many highly strained rocks were previously misinterpreted as supracrustal sequences and represent mylonitized granitoids and sheared dykes. Our single zircon dating documents magmatic granitoid emplacement ages between 2.52 Ga and 2.48 Ga, with rare occurrences of 2.7 Ga gneisses, possibly reflecting an older basement. A few granitic gneisses have emplacement ages between 2.35 and 2.1 Ga and show the same structural features as the older rocks, indicating that the main deformation occurred after -2.1 Ga. Intrusion of gabbroic dykes occurred at -1920 Ma, and all Hengshan rocks underwent granulite-facies metamorphism at 1.88-1.85 Ga, followed by retrogression, sheafing and uplift. We interpret the Hengshan and adjacent Fuping granitoid gneisses as the lower, plutonic, part of a late Archaean to early Palaeoproterozoic Japan-type magmatic arc, with the upper, volcanic part represented by the nearby Wutai complex. Components of this arc may have evolved at a continental margin as indicated by the 2.7 Ga zircons. Major deformation and HP metamorphism occurred in the late Palaeoproterozoic during the Luliang orogeny when the Eastern and Western blocks of the North China Craton collided to form the Trans-North China orogen. Shear zones in the Hengshan are interpreted as major lower crustal discontinuities post-dating the peak of HP metamorphism, and we suggest that they formed during orogenic collapse and uplift of the Hengshan complex in the late Palaeoproterozoic （〈1.85 Ga）.     

北京西山地区髫髻山组和东岭台组火山岩的地球化学特征与岩浆起源

北京西山地区分布着大量的髫髻山组火山岩,区域上髫髻山组被东岭台组角度不整合覆盖。西山地区火山岩样品的主要氧化物含量变化范围比较大,如: SiO2=51.94%～77.30%,Al2O3=12.85%～19.17%,Na2O=1.65%～5.82%,K2O=0.83%～4.52%,Fe2O3 =0.95%～9.30%,CaO=0.13%～7.08%,且主要氧化物的含量与SiO2具有线性相关关系。同时,这些火山岩具有LREE富集、HREE明显亏损、Eu异常不明显、高的Sr,Ba 含量和Sr/ Y,La/Yb 比值等特征。火山岩的钕同位素成分变化大,且相当富集(εNd＝-11～-17),都分布在古老下地壳和富集地幔之间, 因此推断北京西山地区髫髻山组火山岩和东岭台组火山岩的形成与富集地幔起源的基性岩浆与古老下地壳组分相互作用有关。