华北克拉通胶北地体多期高级变质事件:来自石榴斜长角闪岩与花岗质浅色体锆石U-Pb定年与稀土元素的新证据

胶北是华北克拉通一个记录了多期高级变质事件的前寒武纪变质地体,确定其每期变质-深熔事件时代与性质对进一步认识胶北乃至华北克拉通早前寒武纪地质演化具有十分重要的科学意义.本文以栖霞石榴斜长角闪岩及其伴生的花岗质浅色体为研究对象,通过锆石内部矿物包体、CL图像、LA-ICP-MS U-Pb定年与稀土元素组成的综合研究,发现石榴斜长角闪岩（19LR53-1）中锆石可进一步划分为两类:第一类（新太古代晚期）锆石通常具有浑圆状晶形且相对弱的（灰黑色）的阴极发光效应,18个该类锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,变化于2 540±58 Ma至2 439±54 Ma之间,相应的加权平均年龄为2 498±25 Ma,应代表石榴斜长角闪岩遭受新太古代晚期变质作用的时代;第二类锆石通常具有柱状晶形且相对强的（灰色-灰白色）的阴极发光效应,14个该类锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,变化于1 906±54 Ma至1 821±60 Ma之间,相应的加权平均年龄为1 865±30 Ma,被解释为石榴斜长角闪岩遭受古元古代晚期退变质作用的时代.花岗质浅色脉体（19LR53-2）中绝大多数锆石具有不规则状晶形且相对弱的（灰黑色）阴极发光效应,有的含有少量长英质矿物包体,如钾长石+斜长石+石英+磷灰石,18个该类锆石微区记录的207Pb/206Pb年龄变化于2 521±48 Ma至2 453±42 Ma之间,相应的加权平均年龄为2 480±22 Ma,应代表胶北地体新太古代晚期地壳深熔作用的时代.综合本文与前人发表的同位素年代学资料可知,胶北地体太古宙变质基底岩石不仅经历了新太古代晚期~2 500 Ma高级变质作用与地壳深熔作用,而且还叠加了古元古代晚期~1 850 Ma的高级变质作用与地壳深熔作用,它们可能是华北克拉通两次克拉通化过程中的地质响应.      

祁连山西段新元古代晚期花岗质片麻岩成因及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

祁连山西段吊大坂新元古代花岗质片麻岩出露于北大河岩群二云母片麻岩中。地球化学特征显示,吊大坂新元古代花岗质片麻岩主要为碱性、弱过铝质花岗岩(A/CNK=1.04~1.12)。岩石主体Rb含量较低,Sr和Ba含量高,K/Rb值介于179~225之间,说明吊大坂新元古代花岗质片麻岩不是高分异花岗岩,但明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.25~0.35),说明该岩浆经历了弱的分离结晶作用。在(Al_2O_3+TFe O+Mg O+Ti O_2)-Al_2O_3/(TFe O+Mg O+Ti O_2)图解中,未经历强烈分异的花岗质岩石样品点落入地壳杂砂岩或中性岩浆岩源区。未经历强烈分异的样品富集强不相容元素,并且在Y-Nb和(Y+Nb)-Rb图解中,主体落入板内花岗岩区域。吊大坂花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石206Pb/238U年龄为736±5Ma,该年龄被解释为花岗质片麻岩的形成时代,说明祁连山存在750~730Ma的岩浆作用记录,可能为新元古代晚期伸展背景下的产物。祁连山新元古代岩浆活动记录了新元古代早期汇聚、新元古代晚期伸展到裂解的长期演化过程。     

藏东类乌齐地区花岗质片麻岩锆石Cameca U-Pb定年及其地质意义

西藏东部类乌齐一带吉塘岩群中新识别出一套花岗质片麻岩。花岗质片麻岩中锆石Th/U比值较高(Th/U0.49),阴极发光图像显示锆石内部韵律环带明显,具典型岩浆锆石成因的特征。Cameca锆石U-Pb同位素加权平均年龄为282.1Ma±0.9Ma,表明花岗岩岩体形成于早二叠世,暗示澜沧江结合带在早二叠世存在岩浆增生事件。     

藏南亚东地区花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地球化学特征

亚东地区出露高喜马拉雅结晶岩系,是研究喜马拉雅造山带地质演化的理想地区.为探讨该区花岗质片麻岩的成因类型、岩浆源区、形成时代以及大地构造意义,对其进行了LA-ICP-MS锆石定年和地球化学特征研究.结果显示,该区的花岗质片麻岩具有高SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O含量和低Fe₂O₃、MgO、MnO含量,轻、重稀土明显分馏,相对富集LREE和LILE元素（Rb、Th、U、K）,亏损HFSE元素（Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti）,锆石表面年龄介于498.5±14.7 Ma~480.0±11.7 Ma.总体显示未分异的钙碱性强铝质S型花岗岩类的特征,可能是后碰撞造山阶段陆源杂砂岩经历高温深熔作用的产物.      

苏鲁超高压变质带中非超高压花岗质片麻岩的准确识别:来自锆石微区矿物包体及SHRIMP U-Pb定年的证据

通过隐藏在锆石微区矿物包体激光拉曼的系统鉴定和阴极发光图像特征的详细研究,配合相应的锆石微区SHRIMP U-Pb定年测试,发现苏鲁地体超高压变质带中确实存在非超高压变质的花岗质片麻岩。该类岩石中的锆石晶体自核部到边部所保存的矿物包体以不含超高压矿物为特征,相应的阴极发光图像具有典型岩浆结晶锆石的核部和幔部,以及变质的再生边的特点。其中岩浆结晶锆石微区记录的~(238)U-~(206)Pb年龄为404～748Ma,表明原岩中部分锆石可能经历了Pb丢失,也不排除后期热事件因素的影响,原岩的形成年龄应大于748 Ma;而锆石的再生边所记录的~(238)U-~(206)Pb。年龄为204～214 Ma,与研究区经历超高压变质的副片麻岩和花岗质片麻岩锆石微区所记录的苏鲁地体快速折返过程中角闪岩相退变质年龄(~(238)U-~(206)Pb年龄的平均值为211±4 Ma,刘福来等,2003a)十分相似。上述特征表明,苏鲁地体超高压变质带中的部分花岗质片麻岩在超高压变质事件之前就已经形成,但并未“参与”深俯冲—超高压的变质演化过程,而是在苏鲁地体快速折返的角闪岩相退变质过程中与超高压岩片“拼贴”在一起。该项成果不仅为正确识别非超高压变质岩石提供了一个新的研究方法,而且对进一步深入探讨苏鲁地体超高压和非超高压岩片的“拼贴”机制有着重     

喜马拉雅早古生代造山作用:来自尼泊尔帕朗花岗质片麻岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

尼泊尔帕朗花岗质片麻岩是加德满都逆冲席体的一部分,其主要矿物组成为石英、斜长石、钾长石、微斜长石和白云母。片麻岩中的锆石发育核-边结构,由继承碎屑锆石核和韵律环带的岩浆锆石边组成。LAICP-MS U-Pb定年结果显示,边部岩浆锆石的加权平均年龄为(485.5±1.4)Ma和(455.1±3.1)Ma,指示片麻岩原岩为早古生代早期的花岗岩,并记录了两期岩浆作用。锆石边部εHf(t)值变化范围为-8.7~-3.5,Hf同位素两阶段模式年龄TCDM为2.01~1.69Ga,结合岩石学特征并对比大喜马拉雅和小喜马拉雅变质沉积岩的Hf同位素成分,认为原岩花岗岩来自大喜马拉雅变泥质岩的部分熔融。帕朗花岗质片麻岩的研究结果和现有的年代学数据表明,喜马拉雅地区存在早古生代造山事件,这一事件可与相邻的拉萨地体、羌塘地体以及青藏高原东南缘的保山-腾冲地体内同一时代的构造事件对比,是早古生代早期原特提斯洋岩石圈沿冈瓦纳大陆北缘俯冲的安第斯型造山作用的产物,而与冈瓦纳大陆内部块体聚合过程中陆-陆碰撞的泛非造山作用无关。     

胶-辽-吉带辽东宽甸地区古元古代二长(正长)花岗质片麻岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及成因

古元古代二长(正长)花岗质片麻岩在胶-辽-吉构造带广泛出露,是构成胶-辽-吉带的最主要物质组成。2件中细粒二长花岗质片麻岩样品及1件正长花岗质片麻岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,它们分别形成于2.17Ga和2.33Ga,代表两期花岗质岩浆事件,并经历了约1.89Ga的变质作用。这些花岗质岩石具高硅(SiO_2=71.68%~76.38%),富铁(Fe_2O_3+FeO=1.61%~4.35%)及全碱(K_2O+Na_2O=7.57%~9.3%),K_2O/Na_2O比值大于1,贫钙(CaO=0.2%~1.6%)、镁(MgO=0.05%~0.24%,Mg#=3.82~13.0)、磷(P_2O_5=0.01%~0.06%)及钛(TiO_2=0.12%~0.4%)的特征;它们具有较高的稀土元素总量(ΣREE=104×10~(-6)~440×10~(-6)),具有轻微的轻重稀土分异,(La/Yb)_N比值在2~11之间,具明显的铕负异常(Eu/Eu*=0.30~1.18,平均值为0.56),具有低Sr(大部分100×10~(-6))、Rb(62.8×10~(-6)~187×10~(-6))、Cr及Ni含量,高的Zr(250×10~(-6))及Yb(2×10~(-6))含量,Zr+Nb+Ce+Y平均值为506×10~(-6),10000×Ga/Al值大于2.7;微量元素原始地幔标准化蛛网模式图显示,富集Rb、U、K、Zr、Hf等元素,亏损Nb、Ta、Sr及Ti等元素;它们属铁质、准铝质至弱过铝质、碱钙-钙碱性系列,全岩锆饱和温度大于800℃,属A2型花岗岩;结合胶-辽-吉带内古元古代花岗质片麻岩的全岩Nd及锆石Hf同位素研究结果,指示这些古元古代A型花岗岩可能形成于高温低压的伸展构造背景下,大陆物质(TTG岩石)的部分熔融。暗示胶-辽-吉带可能经历了古元古代早期多阶段的陆壳伸展拉张,并形成初始洋盆,然后再到洋-陆俯冲、陆(弧)-陆碰撞的演化过程。     

苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定:来自片麻岩锆石微区SHRIMP U-Pb定年的证据

锆石微区矿物包体的激光拉曼和阴极发光测试以及相应的SHRIMP U-Pb定年结果表明,苏鲁地体片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中副片麻岩锆石核部记录了345～743 Ma的继承性锆石年龄,标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性;含柯石英的锆石微区记录了220～234 Ma的超高压变质年龄;而含石英包体的边部则记录了202～219 Ma的退变质年龄。正片麻岩继承性锆石核部所记录的年龄为574～680 Ma,表明原岩锆石曾经历了部分Pb丢失,原岩的形成年龄应大于680 Ma;含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为224～242 Ma;而锆石边部所记录的退变质年龄为209～219 Ma。两类片麻岩锆石微区所隐藏的超高压变质和退变质年龄信息十分相近,平均值分别为229±4Ma和211±4Ma,标志着苏鲁地体超高压变质时代应为印支期,相应的构造抬升速率约5.6 km/Ma。该项成果不仅确定了苏鲁地体超高压变质和退变质时代,而且对于深入探讨苏鲁地体快速折返过程中的动力学机制有着重要的科学意义。     

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

西秦岭造山带北缘古元古界变质杂岩中新识别出新元古代元龙花岗质片麻岩和新阳花岗质片麻岩。花岗质片麻岩中锆石Th/U比值较高,阴极发光图象显示锆石内部发育振荡环带,具岩浆成因特点。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素206Pb/238U加权平均年龄分别为914.7±7.6Ma(MSWD=4.8)、978.5±4.8Ma(MSWD=1.5)和935.5±3.1Ma(MSWD=1.3),表明花岗岩岩体形成于新元古代,反映了新元古代早期西秦岭北缘存在一次俯冲碰撞事件,与Rodinia超大陆的汇聚事件具有一致性。     

青海海西州乌北地体晋宁期柯柯沙花岗片麻岩锆石U-Pb年龄证据

在前人认为的震旦纪末期青海西部乌北地体柯柯沙花岗片麻岩中采集了2件同位素年龄样品,用LA-ICP-MS法测得其中锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分别为826±6Ma(MSWD=0.84,n=12)和810±7Ma(MSWD=0.93,n=10)。这2个年龄值表明,柯柯沙花岗片麻岩属于晋宁运动早期的岩浆作用产物,与中国众多的晋宁期花岗岩一起响应了全球罗迪尼亚(Rodinia)超大陆在中国西北部的汇聚或离散演化。     

皖东南黄片麻岩的锆石U—Pb年龄

在皖东嘉山南黄地区新元古代张八岭岩群之下,隐伏一套角闪岩相的TTG质片麻岩类。单颗锆石U-Pb法年龄测定得到其不一致线上交点年龄为2493±19Ma,代表了片麻岩原岩的形成年龄。这是扬子陆块北东缘首次发现的新太古代基底,证实扬子陆块北缘存在较广泛的新太古代—古元古代基底。     

海南五指山地区花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学特征及其地质意义

海南五指山地区出露大面积花岗片麻岩,且广泛发育NW向定向变形构造,表明经历了明显的动力变形变质作用;4个花岗片麻岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试数据表明它们形成于263～269 Ma,代表了中二叠世的一次重要地质构造热事件.结合前人研究成果认为,海南五指山地区263～269Ma花岗片麻岩可能形成于华南与...     

辽东宽甸和三家子地区花岗伟晶岩的锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽东宽甸和三家子地区辽河群中广泛存在花岗质伟晶岩脉或岩体,对其进行研究具有重要的构造意义。本文对两个地区侵入辽河群中的花岗伟晶岩样品进行岩石学、锆石LA-ICP-MS稀土微量元素和U-Pb定年的综合研究,获得侵入不同岩组地层中伟晶岩的原岩年龄,并对其成因和构造环境进行了探讨。花岗伟晶岩主要矿物组合为石英+钾长石±钠长石±电气石±白云母,中粗粒结构或伟晶结构,块状构造。宽甸地区侵入高家峪组大理岩中的二处伟晶岩样品年龄分别为1842±7Ma和1864±8Ma;三家子地区侵入里尔峪组地层的二处伟晶岩样品年龄分别为1876±11Ma和1871±7Ma,侵入大石桥组的伟晶岩岩体年龄为1802±15Ma,侵入盖县组地层的伟晶岩年龄为1740±8Ma。宽甸地区伟晶岩(年龄1.86~1.84Ga)锆石阴极发光具振荡环带,Th/U大多0.1,稀土配分模式主要显示岩浆锆石的特征,在Ce/Ce*-(Sm/La)_N图解上显示近岩浆锆石区域,花岗伟晶岩脉熔体可能是母岩浆初步结晶分异后的产物,较大保留了母岩浆的性质;三家子地区3个样品(年龄1.87~1.74Ga)锆石微区具低亮度无结构特征、Th/U0.1,稀土配分模式显示热液锆石特征,在Ce/Ce*-(Sm/La)_N图解上偏热液锆石区域,此花岗伟晶岩脉可能是母岩浆高度结晶分异后的残余热液结晶而成,偏热液性质。三家子1个样品(年龄1.87Ga)锆石具弱振荡环带,ΣREE值较低,Eu/Eu*主要介于0.00~0.60,HREE总量低且平缓,显示深熔成因,其伟晶岩脉熔体可能直接来自含石榴石的原岩部分熔融而成的深熔脉体。本文研究的多期次花岗伟晶岩或与辽吉造山带周围1.89~1.82Ga的S型或I型花岗岩和深熔脉体具有亲缘关系,即大部分伟晶岩可能与1.89~1.82Ga的花岗质岩浆作用有关,一部分则与变质沉积岩系的深熔作用有关。从构造环境来看,辽吉造山带在碰撞后的构造折返过程中,从~1.87Ga到~1.74Ga至少130Myr的时间里一直处于伸展的构造机制。在主期花岗质岩浆上涌之后,大量残余岩浆或深熔脉体上涌至辽河群地层中形成伟晶岩的岩脉、岩墙或岩体。     

祁连山西段新元古代晚期花岗质片麻岩成因及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

祁连山西段吊大坂新元古代花岗质片麻岩出露于北大河岩群二云母片麻岩中。地球化学特征显示,吊大坂新元古代花岗质片麻岩主要为碱性、弱过铝质花岗岩(A/CNK=1.04~1.12)。岩石主体Rb含量较低,Sr和Ba含量高,K/Rb值介于179~225之间,说明吊大坂新元古代花岗质片麻岩不是高分异花岗岩,但明显的负Eu异常（Eu/Eu?=0.25~0.35）,说明该岩浆经历了弱的分离结晶作用。在(Al2O3+TFeO+MgO+TiO2)-Al2O3/(TFeO+MgO+TiO2)图解中,未经历强烈分异的花岗质岩石样品点落入地壳杂砂岩或中性岩浆岩源区。未经历强烈分异的样品富集强不相容元素,并且在Y-Nb和(Y+Nb)-Rb图解中,主体落入板内花岗岩区域。吊大坂花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石206Pb/238U年龄为736±5Ma,该年龄被解释为花岗质片麻岩的形成时代,说明祁连山存在750~730Ma的岩浆作用记录,可能为新元古代晚期伸展背景下的产物。祁连山新元古代岩浆活动记录了新元古代早期汇聚、新元古代晚期伸展到裂解的长期演化过程。     

西秦岭天水市元龙地区新元古代花岗质片麻岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及其地质意义

西秦岭元龙花岗质片麻岩位于天水市伯阳—元龙之间的渭河断裂北侧。花岗质片麻岩中锆石Th/U比值较高,阴极发光图像显示锆石内部发育振荡环带,具岩浆成因特点。LA-ICP-MS的锆石U-Pb同位素206Pb/238U加权平均年龄为(924.2±2.7)Ma(MSWD=0.67),表明花岗岩岩体形成于新元古代,反映晋宁期西秦岭北缘曾存在一次俯冲碰撞事件,与Rodinia超大陆的汇聚事件一致。     

聂荣微陆块花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年——新元古代基底岩石的发现及其意义

聂荣微陆块呈透镜体状夹持在班公湖-怒江板块缝合带内,其上出露有黑云母花岗片麻岩以及二长花岗片麻岩等不同类型的古老片麻岩,本文报道产出于聂荣微陆块上花岗片麻岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果,样品锆石的岩浆震荡环带十分发育,多数锆石具有典型的岩浆结晶锆石的特征。所有测点中有16个测点的Th/U值较高,介于0.58~1.24之间,平均值为0.79,获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄基本一致,加权平均值为819.6±5.2Ma,笔者等认为该年龄代表了花岗片麻岩的原岩结晶时代为新元古代。我们在羌塘南部地区的碎屑岩中获得了同样的年龄峰值(809Ma)。此外,我们认为年龄中具有507Ma左右的信息反映了泛非事件之后另外一次强烈构造热事件的影响在该区的存在。     

阿拉善变质基底中的早二叠世岩浆热事件——来自同位素年代学的证据

在阿拉善变质基底中发现了大量的早二叠世的弱变形花岗岩类。采自阿拉善东部的闪长质片麻岩(AL0705-1)、含石榴英云闪长质片麻岩(AL0709-1)、英云闪长岩(AL0718-1)、条痕状黑云斜长片麻岩(AL0822-1)和片麻状花岗岩(AL0822-3)的锆石U-Pb年龄分别为270±1.6Ma、276±1.8Ma、269±2.4Ma、276±2.4Ma和287±2.5Ma。采自阿拉善变质基底西部的花岗闪长质片麻岩(AL0805-1)、闪长质片麻岩(AL0805-4)、粗粒花岗闪长质片麻岩(AL0810-1)和中粒闪长质片麻岩(AL0810-2)的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄分别为284±3Ma、289±3Ma、276±2Ma和279±2Ma。尽管早二叠世花岗岩的岩石类型和化学成分不同,但它们都形成于269～289Ma一个较短的时间范围,属于同一期岩浆热事件的产物。早二叠世花岗岩的形成年龄与基底变质岩中角闪石39Ar-40Ar的坪年龄277～288Ma近于一致,表明这期岩浆热事件对基底变质岩石产生了改造,使角闪石等变质矿物的Ar-Ar同位素体系发生了重置。在阿拉善变质基底中大量早二叠世花岗岩类侵入体的发现表明,阿拉善变质基底在古生代晚期受到中亚造山带碰撞造山作用的强烈影响和改造。     

祁连造山带东端张家川地区长宁驿中元古代花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

在祁连造山带东端古元古界陇山岩群中新识别出中元古代长宁驿花岗质片麻岩。为了精确确定长宁驿花岗质片麻岩的形成时代,对其进行了激光等离子体质谱LA-ICP-MS单颗粒锆石微区U-Pb同位素测年,花岗质片麻岩中锆石Th/U比值介于0.50～2.09,阴极发光图像显示锆石内部发育典型的岩浆生长震荡环带结构,属于岩浆结晶的产物。测得花岗质片麻岩的原岩岩浆结晶年龄为1765Ma±57Ma,表明该花岗质片麻岩原岩的形成时代为中元古代早期,可能形成于华北板块经吕梁运动后的后造山环境中,同时还从捕获的继承性岩浆锆石中得到了时代为1.95Ga、2.20Ga左右的继承年龄。结合区域地质资料,综合分析研究后认为,在中元古代祁连地块仍为华北板块西南缘的一部分,两者之间具有相同的结晶基底和构造属性,它们共同经历了吕梁运动后的后造山和陆内伸展裂解阶段,很可能与Columbia超大陆的聚合和裂解相关。     

青藏高原羌塘中部蜈蚣山花岗片麻岩锆石U-Pb定年——泛非与印支事件的年代学记录

羌塘盆地位于青藏高原北部,是研究青藏高原古特提斯洋演化及冈瓦纳大陆与欧亚大陆界线的关键区域,其基底的时代和性质直接决定了羌南—保山板块的大地构造属性和冈瓦纳大陆的范围。笔者通过对羌塘中部蜈蚣山花岗片麻岩捕虏体的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年,确定该花岗片麻岩形成于晚三叠世(209.1±2.8Ma),是冈瓦纳大陆与欧亚大陆汇聚事件的物质记录,与羌塘中部已有的研究结果相一致;同时还在花岗片麻岩中发现了冈瓦纳大陆泛非运动晚期(464.5±4.8Ma)的年龄记录,是羌塘地区首次发现泛非运动的物质记录,并且该年龄可以与滇西怒江、保山以及印度板块内部和喜马拉雅造山带中发育的大量早古生代花岗质岩石相对比,表明羌南—保山板块与印度大陆具有很好的亲缘性。以上研究成果为探讨羌塘地区的基底属性和确定冈瓦纳大陆与欧亚大陆碰撞的时限提供了新的证据。