扬子陆核的生长和再造：锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究

对宜昌三峡附近崆岭杂岩中混合岩、片麻岩和变沉积岩以及莲沱砂岩进行了锆石U-Pb和Hf-O同位素研究,研究结果深化了我们对扬子陆核生长和再造的认识。在莲沱砂岩中发现了老达3.8Ga的碎屑锆石,说明扬子陆块可能存在这个年龄的地壳物质;其Hf同位素组成指示初生地壳生长出现在4.0Ga。崆岭杂岩中混合岩和片麻岩的U-Pb年龄表明,在3.2～3.3Ga和2.9～3.0Ga有两期重要的岩浆活动,指示扬子陆核可能于中太古代就开始形成。锆石Hf同位素研究则指示,其原岩至少从3.5Ga就开始从亏损地幔分异出来。混合岩和变沉积岩中所记录的1.9～2.0Ga变质事件,是扬子陆核再造并发生克拉通化的主要时期。而广泛分布于扬子陆块周边的新元古代岩浆活动不仅导致了许多太古宙和古元古宙地壳重熔,而且引起了初生地壳的快速再造。     

扬子陆核古元古代变质事件——来自孔兹岩系变质锆石U-Pb同位素年龄的证据

崆岭杂岩除太古宙结晶基底外,还出露一套以含石墨和富铝矿物为特征的孔兹岩系。相对于结晶基底,目前对于该套表壳岩系的同位素年代学研究有限。对该套孔兹岩系中代表性岩石类型榴线英岩开展了变质锆石U-Pb同位素年龄测定。研究结果表明,榴线英岩变质年龄为1964±12Ma。结合前人在相近地层岩石组合中报道的锆石U-Pb年龄数据,推测崆岭杂岩孔兹岩系原岩可能沉积于2.1~2.0Ga。扬子陆核的古元古代变质-岩浆作用可能与全球广泛存在的同时期(2.1~1.8Ga)碰撞造山事件有关,暗示其很可能是Columbia超大陆的重要组成部分。     

扬子北部三峡地区南沱组冰碛岩的物源特征:锆石年龄和地球化学证据

扬子陆块新元古代地层发育完整并广泛分布,三峡地区南沱组冰碛岩是扬子北部南华纪的冰成杂砾岩,不整合地覆盖在新元古代黄陵花岗岩之上.南沱组冰碛岩成分复杂,分选性差,缺乏可对比的标志,其沉积时代和物源组成研究较少且存在争议.对南沱组冰碛岩开展锆石U-Pb定年工作,得到最年轻的锆石年龄为706±7 Ma,印证了南沱组沉积时代应不早于700 Ma的说法,并可与Marinoan冰期对应.所获得锆石U-Pb年龄谱峰值主要分为~3.0 Ga,2.5~2.3 Ga,2.05~1.95 Ga和900~700 Ma,反映了扬子陆块4次地壳再造事件,其中古元古代和太古代年龄与崆岭杂岩相似,900~800 Ma和800~700 Ma的锆石年龄与附近黄陵花岗岩和扬子北缘岩体一致.冰碛砂岩的微量元素和同位素组成分异明显,可能是扬子北缘岩体、黄陵花岗岩和崆岭杂岩不同程度混合的结果.南沱组冰碛岩中包裹的花岗质砾石表现出不同的微量元素特征,具有偏低的稀土含量和亏损的重稀土组成,结合其锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素特征,这些花岗质砾石主体可能来自于附近黄陵花岗岩和崆岭岩基.南沱组冰碛岩的物质组成特征反映了新元古时期,扬子地区强烈的裂谷岩浆作用所导致的北高南低的地势环境.      

扬子板块北缘新元古代构造属性的岩浆事件制约

黄陵地区新元古代侵入杂岩可为研究扬子板块北缘新元古代构造演化过程及其深部动力学机制提供关键信息。依据岩石组合及分布特征,可将黄陵杂岩划分为黄陵庙岩套、三斗坪岩套、大老岭岩套和晓峰岩套四个单元。本文以黄陵杂岩的围岩崆岭杂岩中花岗片麻岩、黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩为研究对象,在系统的野外地质和岩石学研究基础上,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析。结果表明,崆岭杂岩花岗片麻岩原岩年龄为1978±13 Ma,且记录了2.5 Ga的构造-热事件。黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩分别形成于815±9 Ma和813±6 Ma,与黄陵庙岩套和三斗坪岩套的侵位时限基本一致。综合分析本次研究结果与前人资料,认为黄陵杂岩主要形成于863～794 Ma,为新元古代早期岩浆活动的产物。通过综述区域地质和地球化学研究资料,认为黄陵杂岩形成于新元古代早期活动大陆边缘的构造环境,提出扬子板块北缘在新元古代早期经历了长期的俯冲-增生造山过程。     

扬子克拉通崆岭杂岩孔兹岩系同位素年代学研究及其地质意义

崆岭杂岩出露有一套覆盖于古老变质结晶基底之上的以含石墨和富铝矿物为特征的孔兹岩系。本文对该套孔兹岩系中代表性岩石类型榴线英岩开展了同位素稀释法(ID-TIMS)矿物–全岩Sm-Nd等时线测年。研究结果表明,榴线英岩形成于2078±31 Ma。榴线英岩Nd同位素组成相对均一(ε_(Nd)(t)值介于-4.9与-2.3之间),对应Nd同位素两阶段模式年龄介于2.91~2.70 Ga之间,表明大多数样品形成于封闭体系中。结合前人在同一套岩石组合中报道的锆石U-Pb年代学和岩石地球化学数据,推测崆岭杂岩孔兹岩系可能沉积于2.13~2.08 Ga,其原岩沉积物主要来自下伏的古老地壳物质,且其源区存在中太古代的初生地壳增长。扬子陆核经历的古元古代(2.08~1.94 Ga)高压麻粒岩相变质作用可能与全球广泛存在的同时期(2.1~1.8 Ga)碰撞造山事件有关,暗示其很可能是古元古代Columbia超大陆的重要组成部分。     

扬子陆核古元古代A型花岗岩的年代学与地球化学研究及其构造意义

以侵入于宜昌崆岭杂岩中的圈椅埫花岗岩体为研究对象,系统研究了其年代学和地球化学特征,并据此对岩石成因和扬子陆核古元古代构造演化过程进行探讨。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,圈椅埫花岗岩形成年龄为(1 822±44) Ma,说明其为扬子陆核古元古代岩浆活动产物。地球化学研究表明,该花岗岩体富Si,贫Al、Mg,微量元素组成上富集Rb、Th,具有Eu、Ba、Sr和高场强元素的负异常。岩石具有高Ga/Al比值和(Zr+Nb+Ce+Y)含量,其锆石饱和温度计算值较高(＞862 ℃),综合地质地球化学特征表明该岩体应属铝质A型花岗岩。岩体的εNd(t)值在-12.4~-10.3之间变化,对应两阶段Nd同位素模式年龄值为3.3~3.2 Ga,暗示岩体可能形成于扬子陆核深部古老的长英质地壳物质在后碰撞伸展构造背景低压、高温条件下部分熔融。结合前人已有的研究成果,认为其可能与区域上2.0~1.9 Ga板块碰撞造山后发生的由碰撞挤压向伸展作用的构造转换作用有关。扬子陆核古元古代构造岩浆事件与全球范围内2.1~1.8 Ga的与Columbia超大陆演化有关的碰撞造山-裂解事件时间吻合,表明扬子陆核可能是Columbia超大陆的重要组成部分之一。     

南秦岭前寒武纪地壳演化——陡岭杂岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

出露于豫西地区的陡岭杂岩传统上被认为是南秦岭地体最古老的地质单元,并且南秦岭地体与毗邻的扬子板块在前寒武纪有密切联系。然而,陡岭杂岩形成时代以及与扬子地体的地质-构造关系一直以来缺乏共识。本文对陡岭杂岩中主要的岩石类型——正片麻岩和副片麻岩进行了岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学分析,对深入认识南秦岭地体乃至扬子地体前寒武纪演化历史具有重要的意义。地球化学组成表明,陡岭杂岩正片麻岩主要由TTG系列、富K花岗岩组成,原岩时代侵位集中在~2.5 Ga。3个正片麻岩样品的锆石谐和U-Pb年龄为2 446、2 447和2 478 Ma,原岩形成年龄接近,表明应该为同一构造旋回作用的岩浆产物。一些颗粒也记录了~3.0 Ga继承锆石年龄信息,~2.0 Ga变质热事件信息。副片麻岩的碎屑锆石U-Pb年龄峰值主要集中在2.5和2.0 Ga两个峰值,与正片麻岩形成时代和记录的变质热事件记录一致,可能表明正片麻岩是主要的沉积物源构成。少量碎屑锆石颗粒具有新元古代年龄值,最年轻的谐和年龄限制了副片麻岩原岩最大沉积时代为~900 Ma。碎屑锆石边部记录了~800 Ma变质生长作用,锆石内部结构(CL图像)和REE含量特征可能表明其形成于角闪岩相变质条件。正片麻岩全岩初始εNd值为1.8~7.0,锆石初始εHf值为-5.0~0.0。Nd-Hf同位素组成特征表明,其源岩来自于新生地壳和部分古老的地壳再造。陡岭杂岩记录的太古宙岩浆活动和地壳生长历史与扬子地体存在差异,但都记录了~2.0 Ga变质事件。而~800 Ma角闪岩相变质事件可能代表扬子地体与华夏地体拼合作用的年龄记录。     

扬子陆核崆岭杂岩太古宙地壳演化

扬子陆核黄陵穹隆出露了目前扬子克拉通已知的最古老结晶基底——崆岭杂岩,是了解扬子克拉通太古宙地壳形成与演化的理想窗口.本文将近年来崆岭杂岩太古宙岩石的锆石U-Pb年代学、Hf同位素以及地球化学研究成果进行了总结,揭示了扬子陆核太古宙岩石时空分布规律及地壳演化的动力学过程进行了约束.结果表明,扬子陆核地壳演化过程可分为始...     

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。     

华南陆核的生长和再造:锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素研究

湖北宜昌的崆岭杂岩是扬子克拉通目前出露的最古老岩石.本文应用锆石U-Pb定年和Hf-O同位素方法对崆岭杂岩进行了系统研究,结果不仅对扬子陆核的形成和演化,而且对扬子陆块古元古代地质事件的确切时间和性质提供了新的地球化学制约.     

肥东杂岩锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素:对扬子克拉通统一结晶基底的限制

扬子克拉通广泛存在太古宙-古元古代的结晶基底,但关于扬子克拉通早前寒武纪基底形成和演化的基本问题尚未完全解决,特别是基底是由多个块体拼合而成还是一个统一的结晶基底尚无定论.对扬子北缘张八岭隆起内肥东杂岩的片麻岩、斜长角闪岩及侵入其中的花岗岩进行了同位素地质年代学和地球化学研究,发现片麻岩具有相似的原岩年龄,分别为2 4...     

Geochemical Characteristics of Archean High-Grade Terrain of Kongling Complex and Early Crustal Evolution of Yangtze Craton

ＴｈｅＹａｎｇｔｚｅａｎｄＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｃｒａｔｏｎｓ（ｓｍＹＣａｎｄＮＣＣ）ａｒｅｔｗｏｏｆｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｅｎｔｉｎＣｈｉ－ｎａ,ａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｗｉｔｈｔｈｅｆａｍｏｕｓＱｉｎｌｉｎ...     

华北克拉通阜平杂岩新太古代-古元古代多期地质事件及其构造性质

本文收集了阜平杂岩新太古代早期-古元古代晚期基底岩石的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、同位素地球化学和变质作用资料,以期对阜平杂岩早寒武纪演化历史进行初步总结.阜平新太古代早期~2.7 Ga片麻岩原岩为英云闪长岩,具有TTG质片麻岩的地球化学特征;其锆石ε_Hf（t）具有较高的正值（+5.44~+7.50）,单阶段模式年龄为2 745~2 824 Ma,表明新太古代早期为阜平杂岩强烈的地壳生长时期.新太古代晚期片麻岩的时代集中于2 543~2 484 Ma,主要岩石类型为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）,同时区域内还存在二长花岗岩.TTG质片麻岩的ε_Nd（t）值为-1.64~+0.96,单阶段模式年龄为2.76~3.04 Ga;锆石ε_Hf（t）值为-1.9~+7.91,单阶段和两阶段模式年龄分别为2 546~2 888 Ma和2 548~3 119 Ma.这些TTG岩石主要为新太古代早期岩石的部分熔融,并有少量中太古代地壳物质参与.近于同期具有岛弧性质的辉长岩和变质作用暗示阜平杂岩新太古代晚期可能经历了俯冲和弧-陆或陆-陆碰撞.古元古代中期（2.1~2.0 Ga）阜平地区花岗质岩浆活动强烈.该阶段花岗岩具有A型花岗岩特征,与同期的火山-沉积岩系形成于华北克拉通古元古代中期伸展的陆内裂谷环境中.阜平杂岩中基性麻粒岩包体记录的变质作用时代为1.89~1.85 Ga,并具有顺时针演化的P-T轨迹,其代表了古元古代晚期裂谷闭合的陆内造山过程,表明华北最终克拉通化.      

扬子崆岭新太古代壳-幔地球化学特征及其与华北克拉通-大别造山带的对比

认识华北与扬子克拉通太古宙时期是否属同一岩石圈块体以及大别造山带的归属对研究中国大陆早期演化历史具有重要地质意义．对新太古代斜长角闪岩和ＴＴＧ片麻岩组合样品系统的元素和同位素地球化学研究结果表明,新太古代扬子崆岭与华北陆块存在岩石圈地幔性质上的明显差异,其ＴＴＧ片麻岩的岩浆形成环境与条件也区别显著．湖北大别杂岩在一系列地球化学特征上表现出与扬子崆岭不同的特殊性,而与扬子北缘后河杂岩地球化学特征相似．崆岭斜长角闪岩、ＴＴＧ片麻岩和华北ＴＴＧ片麻岩的Ｕ,Ｔｈ元素组成特征符合其Ｐｂ同位素填图成果,但华北斜长角闪岩Ｕ,Ｔｈ元素组成特点与其Ｐｂ同位素填图成果不一致     

扬子克拉通古元古代冷俯冲低温-高压榴辉岩相变泥质岩的发现及其大地构造意义

首次报道了扬子克拉通黄陵穹隆北部崆岭杂岩古元古代水月寺混杂岩带中发现特征性石榴石-蓝晶石-硬绿泥石组合低温-高压（LT-HP）榴辉岩相变泥质岩,其变质峰期矿物组合为石榴石+蓝晶石+硬绿泥石+多硅白云母+金红石+石英.相平衡模拟计算得到一条近等温减压的顺时针型变质P-T轨迹,其峰期变质条件为571~576℃,19.2~21.8 kbar.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究获得变泥质岩中碎屑锆石核部年龄集中于2.1~2.2 Ga,变质增生边年龄为1 991±20 Ma.Grt-Ky-Cld组合榴辉岩相变泥质岩原岩形成构造环境和变质峰期条件指示,其形成于较低地温梯度（dT/dP≈300℃/GPa）下的活动大陆边缘冷俯冲构造环境,进一步表明至少从古元古代开始具有“冷俯冲”构造特征的现代板块构造体制已经启动.      

塔里木盆地东南缘阿克塔什塔格地区新太古代陆壳增生:米兰岩群和TTG片麻岩的地球化学及年代学约束

塔里木盆地东南缘的阿克塔什塔格地区,保存有较为完好的早前寒武纪基底变质岩——阿克塔什塔格杂岩,主要由米兰岩群、新太古代TTG花岗片麻岩和侵入其中的各类古元古代花岗片麻岩构成。其中米兰岩群和TTG片麻岩发育塑性流变褶皱和高角闪岩相-麻粒岩相变质,具有强烈的混合岩化,并遭受后期的角闪岩相变质改造。米兰岩群中的长英质片麻岩和TTG岩系的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为(2 567±32)Ma和(2 592±15)Ma,二者普遍低Si高Al、富Na贫K、富Sr贫Mg、富集LILE和LREE,亏损HSFE和HREE、轻重稀土分馏强烈、Eu异常不明显,具有类似于埃达克岩的岩石地球化学特征,表明它们形成于俯冲带的岛弧环境,为岛弧玄武岩俯冲至下地壳部分熔融的产物,指示了塔里木盆地东南缘新太古代晚期古老克拉通的大陆地壳水平增生。在此基础上,文章还探讨了塔里木盆地周缘早前寒武纪基底岩系的年代格架问题,认为塔里木盆地具有统一的早前寒武纪变质基底。     

崆岭杂岩中角闪岩类的年代学和地球化学

通过崆岭杂岩中角闪岩类的年代学和地球化学研究,以揭示黄陵结晶基底的形成及演化。崆岭杂岩主要由太古代的TTG片麻岩和角闪岩类岩石,以及早元古代孔兹岩系组成,角闪岩类以围岩或包体的形式存在于TTG片麻岩的周围和内部。角闪岩类围岩的全岩Sm-Nd等时线年龄为2 998.9 Ma,原生岩浆锆石的U-Pb年龄为3 013 Ma,均代表角闪岩类原岩的形成时间,且与包体状斜长角闪岩原岩的年龄(3.0 Ga)相同。说明以围岩或包体存在的角闪岩类,其原岩的形成年龄均为3.0 Ga。微量元素和Nd同位素地球化学特征指示,角闪岩类原岩形成的构造环境为大陆初始裂谷环境。角闪岩类岩石中变质新生锆石的U-Pb年龄为2 043 Ma,指示黄陵地区存在第Ⅲ期(2.1～1.9 Ga)角闪岩相热变质事件,且该期热变质作用将松散的陆源碎屑岩等变质为孔兹岩系,从而构成早元古代结晶基底,并与晚太古代稳定陆块焊结在一起,最终完成整个黄陵结晶基底的形成。     

豫南新县岩体地球化学、年代学和Hf同位素特征及地质意义

新县岩体位于秦岭-大别造山带上,对其进行系统的岩石地球化学探讨有助于加深对秦岭-大别造山带中生代构造-岩浆演化及地球动力学背景的认识.岩石地球化学分析结果显示,SiO₂含量为74.94%~78.16%,K₂O含量为3.87%~5.86%,Na₂O含量为3.82%~4.24%,Al₂O₃含量为12.38%~13.57%,具有高钾钙碱性和过铝质(A/CNK=1.05~1.11) 特征.岩石稀土总量较低(42.67×10-6~110.45×10-6),轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,具有Eu的负异常,岩体富集Rb、U、Hf和Y,亏损Ba、Nb、Ta和Ti,显示出Ⅰ型高分异花岗岩的特点.3个期次岩石的U-Pb年龄分别为153.4±1.1 Ma、146.4±1.6 Ma和131.6±1.8 Ma.锆石Hf同位素分析结果表明,新县岩体的ε_Hf(t)值为-24.5~-20.3,位于地幔演化线之下,t_DM2值为2.68~2.93 Ga,指示其源于扬子板块北缘的古老地壳,其组成类似于扬子板块北缘TTG型岩浆岩.结合区域地质背景,新县岩体形成于扬子陆块与华北陆块碰撞造山后的陆内伸展环境,对应的地球动力学背景为晚侏罗世-早白垩世地壳从挤压收缩向区域性伸展的构造体制大转换过程和大规模的地壳伸展和岩石圈减薄时期.