吉林省前寒武纪变质铁矿成矿地质条件浅析

本文在概略讨论了吉林省前寒武纪地质演化与铁矿成矿作用的基础上,从含矿地层、原始沉积环境、变质作用、构造等对前寒武纪变质铁矿成矿的控制作用进行了分析.认为吉林省前寒武纪变质型铁矿完全受基底构造控制,含矿岩系原岩建造基本为海底火山建造;前寒武纪变质铁矿普遍经历了三期成矿作用;区域变质变形作用对矿床的形成起了决定性作用.     

贺兰山北段早前寒武纪孔兹岩系的变质变形演化及动力学

通过对贺兰山北段孔兹岩系宏观及微观构造和典型变质矿物的详细研究,识别出该区曾经历了两个阶段四幕变形作用和三个阶段六幕变质作用,并结合矿物温历的估算,建立了该区变质作用演化的顺时针p-T-t-D轨迹,其反映本区孔兹岩系形成于陆陆碰撞的造山环境中,构造增厚作用是其发生的诱因。     

内蒙兴和石墨矿含矿建造特征与矿床成因

兴和石墨矿赋存于上集宁群深变质的孔兹岩系中,含矿的原岩建造主要为一套富铝的粘土质和半粘土质浅海相沉积物,岩系的基本特征与印度马德拉斯地区的孔兹岩系类似。前人认为石墨是由碳酸盐经变质作用转变而成,属无机成因。作者据新资料的综合分析认为石墨是大量原始藻类遗体堆积后经成岩作用和变质作用而成,乃属有机成因。     

孔兹岩系内棱柱状夕线石的成因

对我国鄂西及黑龙江省东部孔兹岩系的地质观察发现,含棱柱状夕线石的高铝夕线片岩类与含红柱石的云母片岩类岩石在区域上共生。系统的岩相学研究表明,这些夕线石系由叶蜡石直接转变所成。原岩恢复以及对变质作用过程中可能发生的变质反应的理论探讨和原始沉积物理想组分计算的结果都支持上述结论。认为孔兹岩系中的棱柱状夕线石和红柱石系低角闪岩相条件下在不同的原岩中经不同的变质反应形成。它们的形成主要受原岩的成分控制。这种由叶蜡石直接分解形成的夕线石,其初始形成温度较低,不能作为划分高角闪岩相的标志。     

大青山太古宙高级变质岩近水平顺层伸展变形——地球上早期的伸展构造

内蒙古大青山—乌拉山位于华北克拉通北缘,是我国高级区发育较好的区域之一。区内高级变质杂岩总体上呈近东西向延伸,经历多期变质变形作用改造。近水平顺层伸展变形是高级变质杂岩中最早的塑性流动变形作用,发生在下地壳麻粒岩相环境下。变形作用伴随麻粒岩相变质作用、深熔作用,形成了顺层滑动韧性变形带、穹隆构造、层内底辟褶皱和L构造岩等构造形迹组合。这期变形作用不仅导致区内的孔兹岩系和麻粒岩系以近水平构造面接触,也造成孔兹岩系中各个地层单位具有以透镜状岩片堆叠的地层结构,并且还伴随有不同类型的深熔片麻岩形成。近水平顺层伸展变形作用的确立,对研究早前寒武纪高级区地壳形成演化和高级变质地层构造格架的建立具有重要的理论意义。     

新疆塔什库尔干岩群变质岩原岩及产出构造环境研究

新疆塔吐鲁沟地区大地构造位置属羌塘—三江造山系的塔什库尔干—甜水海陆块。塔什库尔干岩群构成了本区元古代结晶基底,主要为1套由区域变质作用形成的高绿片岩相-低角闪岩相变质岩系,其原岩和产出构造背景尚不明确。岩石学特征及岩石地球化学特征等研究表明,其原岩为1套正常沉积的碎屑岩夹基性-中酸性火山岩及碳酸盐岩建造,形成于板块拉张阶段的大陆裂谷、弧后盆地和稳定陆缘构造环境,分别反映了大陆裂解、洋壳形成及洋壳稳定伸展的大地构造背景,有助于进一步认识该区的地壳演化。     

华北克拉通西部古元古代孔兹岩系的地层对比、岩相古地理特征及其地质意义

位于华北克拉通西部的孔兹岩系是探讨华北克拉通形成及演化过程的关键对象之一,近年来的研究显示这套富铝质沉积岩系在1.95~1.82Ga期间经历了高压/高温和超高温-高温/中(低)压两期变质作用。已发表的钻井资料表明鄂尔多斯中、新生代盆地的基底岩石在源区特征、沉积时代、岩石矿物组合和变质时代等方面均与孔兹岩系十分类似,暗示孔兹岩系的原岩分布和后期的高级变质作用范围可能涉及到了鄂尔多斯地块内部。然而,目前对于孔兹岩系的原岩分布、等时性和沉积环境等问题仍有争议,这些问题对于约束孔兹岩系的时空分布和理解华北克拉通西部地区的构造演化过程具有十分重要的科学意义。基于地层学角度的尝试,本文选取贺兰山、大青山和集宁地区的孔兹岩系进行了沉积层序的划分及对比,并初步恢复了相应时期鄂尔多斯地块的岩相古地理特征。本文的研究结果表明:(1)鄂尔多斯地块北缘的贺兰山、大青山和集宁等地区的孔兹岩系均由可对比的三个沉积层序组成;(2)这套沉积岩系的分布范围呈面状延伸至鄂尔多斯地块内部,指示华北克拉通西部曾存在一个克拉通内盆地性质的"鄂尔多斯陆表海",其海侵方向可能由贺兰山-鄂尔多斯地块内部指向大青山、集宁等地区;(3)鄂尔多斯陆表海可能发育于2.5~2.3Ga"构造寂静期"的某一阶段,此间堆积的孔兹岩系(丰镇群)原岩很可能是代表华北陆块完成克拉通化过程的标志性盖层。     

太古宙高级变质杂岩的近水平顺层剪切构造变形及岩石深熔作用-以内蒙古大青山地区为例

内蒙古大青山地区是华北地台北缘以富含麻粒岩系和孔兹岩系为特征的高级变质地层发育的地区之一，其中太古宙的岩石普遍经历了麻粒岩相变质与变形作用。在高级变质杂岩中变形构造复杂，其中近南北向和近东西向构造构成了本区的基本构造格局。研究发现，在高级变质地层中还存在着一期近水平顺层剪切构造变形形迹，其形成于下地壳麻粒岩相。近水平顺层剪切构造变形不仅导致麻粒岩系与孔兹岩系以近水平构造面相接触。同时还导致麻粒岩系及孔兹岩系不同程度的熔融。     

内蒙古集宁地区徐武家变质辉长岩的形成背景及其地质意义

徐武家变质辉长岩出露于内蒙古集宁土贵乌拉地区,侵入在孔兹岩系中,与孔兹岩系的超高温变质作用和深熔作用存在密切的成因联系。本文在区域地质填图基础上,对徐武家辉长岩开展了岩石学、岩石地球化学和同位素年代学等研究。徐武家辉长岩属偏碱性中基性岩,钾钠含量变化大。岩石富集稀土,轻、重稀土分馏强烈,显弱负铕异常。微量元素表现大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr、Pb富集,高场强元素Th、U、Nb、Ta、Ti明显亏损。从变质辉长岩中获得了1 917±12 Ma的岩浆结晶年龄和1 910±26 Ma、1 915±11 Ma的变质年龄。锆石Hf同位素测试显示εHf(t)多为负值,Hf模式年龄(T_(DM))为2 273～2 501 Ma。综合研究表明徐武家辉长岩可能来源于富集地幔,在上升过程中遭受了地壳物质的混染,并在就位后遭受了麻粒岩相变质作用和富钾质流体的交代。辉长岩就位于下地壳,表明在其侵位之前孔兹岩系已处于地壳深部。结合怀安地块上高压麻粒岩的形成年龄(1.95～1.93 Ga),集宁孔兹岩系原岩沉积时代应早于1.95 Ga。徐武家变质辉长岩应形成于古元古代陆-陆碰撞造山过程中由挤压背景向伸展背景的转换阶段,是碰撞造山峰期俯冲板片断离、幔源岩浆上涌侵位的产物,对造山峰期的时限有重要制约作用。     

山东南墅地区孔兹岩系变质矿物的成因及演化

南墅地区孔兹岩系的变质矿物具有多成因、多世代的特征 ,其经历三阶段五幕的变质作用 ,形成了以Sil+Gt +Cord +Bi +Kf +Pl+Q为代表的共生矿物组合。通过对主要变质矿物成因及演化特征的分析 ,结合温压计估算 ,确定该区孔兹岩系峰期变质作用温度为 70 0～ 75 0℃ ,压力为 0 .6～0 .7GPa ,变质程度达角闪麻粒岩相。确立 pTt轨迹具顺时针演化特点 ,反映一种陆 -陆碰撞造山带式构造演化模式。     

Archean Basement and a Paleoproterozoic Collision Orogen in the Huoqiu Area at the Southeastern Margin of North China Craton: Evidence from Sensitive High Resolution Ion Micro-Probe U-Pb Zircon Geochronology

This paper reports sensitive high resolution ion micro-probe U-Pb zircon ages for the "Huoqiu Group" and granitoids of the Early Precambrian basement in the Huoqiu area, southeastern margin of the North China Craton. The "Huoqiu Group" is similar in rock association and metamorphism to the khondalite series, apart from it containing considerable amounts of banded iron formation. All detrital zircons from the "Huoqiu Group" meta-sedimentary rocks are 3.0 Ga and 2.75 Ga, without any 2.5 Ga and younger ones, as is commonly found in Paleoproterozoic khondalite series in other areas of the North China Craton. In the Huoqiu area, 2.75 Ga and 2.56 Ga granitoids have also been identified. This basement assemblage underwent strong metamorphism during the late Paleoproterozoic (~1.84 Ga) tectonothermal event that is widely developed in the North China Craton. Thus the formation time of the "Huoqiu Group" can be constrained between 2.75 and 1.84 Ga in terms of detrital and metamorphic zircon ages. It is considered, combined with regional data, that there may be a Paleoproterozoic collision orogen extending in a NWW–SEE direction to the southern margin of the North China Craton.     

孔兹岩系事件与太古宙地壳构造演化

孔兹岩系是太古宙高级变质岩区中较为常见的变质沉积岩石地层单位 ,它以富铝(含墨 )的矽线榴云片麻岩为特征 ,伴有石英岩、钙硅酸盐岩及富镁大理岩等组合而成的一套岩石地层。内蒙古大青山地区近年来研究工作的重要进展之一 ,是对发育在该区的孔兹岩系进行了系统构造地层学研究 ,提出了由下至上三个岩层单位组成的地层序列 :即榴云片麻岩岩组、含黑榴云片麻岩岩组及大理岩岩组或透辉片麻岩岩组 ,下与兴和岩群的麻粒岩系 ,上与浅变质的古元古代美岱召岩群呈不整合接触。根据侵入孔兹岩系中的单斜辉石斜长角闪岩的Sm Nd同位素年龄 2 80 0Ma(杨振升等 ,另文发表 ) ,确定孔兹岩系时代应属中太古代 ,按区域太古宙地层构造格架 ,在大青山—乌拉山及色尔腾山地区孔兹岩系应位于新太古代色尔腾山群之下。大青山地区所建立的孔兹岩地层层序及其在太古宙地层系统中的位置 ,无疑对相邻地区高级变质区的岩石地层研究有重要借鉴意义。联系到全球太古宙高级变质区中相当于孔兹岩系的组成分布的广泛性与其惊人的相似性 ,作者建议使用孔兹岩系事件一词来表达 350 0～ 2 80 0Ma时期地壳上曾经存在超洲际规模的克拉通大陆 ,这规模巨大的克拉通的富铝 (含黑 )碎屑岩—石英岩—碳酸盐岩 (钙硅酸盐 )的沉积事件 ,即孔兹岩系事     

大同─集宁地区太古代变质杂岩的构造变形特征

大同－集宁地区太古代变质杂岩由葛胡窑灰色片麻岩系和丰镇群孔兹岩系两部分组成。根据普遍的构造交切关系及构造样式的有规律性变化，将大同－集宁地区太古代变质杂岩划分成４个构造变形序列，Ｄ－１变形仅仅在灰色片麻岩系中有发育，Ｄ＿（２－４）变形在两套岩系中均有发育，其中Ｄ＿（２－３）变形是区域性控制构造。同时对葛胡窑灰色片麻岩系和丰镇群孔兹岩系中褶皱的产状类型，褶皱的几何形态以及线理进行了系统的分析对比。两套岩系之间，在上述各方面的特征存在着系统的差异。反映了两套岩系具有不同的构造物理环境和变形演化历史。进一步证实了两套岩系之间存在着不整合接触关系。     

内蒙古黄土窑孔兹岩系的锆石与金红石年龄研究

内蒙古黄土窑及其毗邻地区孔兹岩系已有一些１８００￣１９００Ｍａ的锆石Ｕ－Ｐｂ年龄数据,但因孔兹岩是高级变质的沉积岩,其锆石Ｕ－Ｐｂ年龄往往代表峰期变质年龄而不是原岩沉积年龄,因此孔兹岩系属太古宙还是古元古代长期未决。内蒙古黄土窑是晋蒙孔兹岩系的经典产地之一,对其锆石和金红石研究和年龄测试,得到孔兹岩系的碎屑锆石年龄为２３１０Ｍａ,变质成因锆石年龄为１８７３Ｍａ,金红石代表的冷却年龄为１７９３Ｍａ。     

内蒙古大青山地区枣儿沟角度不整合的发现与美岱召岩群的建立——孔兹岩系之上的古元古代浅变质地层

内蒙古大青山地区是华北克拉通北缘西段以孔兹岩系发育为特征的早前寒武纪变质杂岩发育地区之一。区内，除大面积出露的孔兹岩系之外，还残存有一套由各种石英岩、变粒岩组成的浅变质碎屑沉积地层，前人将其划归乌拉山岩群第四岩组或高角闪岩相孔兹岩系。笔者通过详细的地质填图，发现这套浅变质地层以角度不整合覆盖在孔兹岩系之上，应是孔兹岩系经历了下地壳麻粒岩相变质变形并隆升到地表之后沉积的，形成时代为古元古代，并把这套浅变质地层定名为美岱召岩群。     

贺兰山孔兹岩系的变质时代及其对华北克拉通西部陆块演化的制约

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其变质时代问题一直悬而未决.利用SHRIMP锆石U-Pb定年技术,对贺兰山孔兹岩系中3个代表性富铝片麻岩(石榴堇青钾长片麻岩、石榴堇青二长片麻岩与石榴黑云斜长片麻岩)样品进行了精确定年.发现这3种岩石虽处不同层位,但其碎屑锆石年龄却非常集中,各测点207Pb/206Pb年龄总体变化在2.0～2.1Ga之间,加权平均年龄则在2017～2040Ma之间.这些碎屑锆石都具有岩浆结构特征,反映当时曾存在大规模花岗质岩浆活动,所成岩体为孔兹岩系沉积提供了充足物源.另有少量大于2.5Ga的碎屑锆石(2520～2949Ma),表明本区存在太古代岩浆活动记录.本区石榴堇青二长片麻岩中发育典型的变质增生锆石,其成因很可能与黑云母的脱水熔融反应有关.利用该锆石确定贺兰山孔兹岩系的变质时代为1950±8Ma.该时代与东部大青山、乌拉山孔兹岩系变质时代相同,表明华北克拉通西部的阴山地块与鄂尔多斯地块大体是以平行的方式正面拼贴到一起的,形成了目前的孔兹岩带.     

内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区古元古代孔兹岩系年代学研究

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒状岩石,系统的岩相学观察显示多种典型的减压反应结构。阴极发光图像特征显示乌拉山-大青山孔兹岩系岩石均存在大量继承性碎屑锆石和变质增生锆石,其中继承性碎屑锆石形态复杂,多显示典型岩浆结晶环带,标志着源区物质主要来源于岩浆岩。变质锆石为新生的单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石核生长,内部结构均匀,整体的Th/U比值较低。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该区孔兹岩系岩石的继承性碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在2400~2500Ma、~2300Ma和2000~2100Ma,进而可限定其最老沉积时代应为~2000Ma,表明乌拉山-大青山孔兹岩系的原岩形成时代为古元古代中期。乌拉山-大青山孔兹岩系中典型的变质锆石记录其变质时代为1850~1950Ma,并显示~1950Ma和~1860Ma两组年龄峰。结合前人对内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区高级变质地体的变质作用、构造演化和同位素年代学的研究结果,综合判断该期变质事件与古元古代华北克拉通西部陆块内北部的阴山陆块和南部的鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞并折返抬升至地表的动力学过程有关,其中~1950Ma代表了陆-陆碰撞形成孔兹岩带的初始阶段,而~1860Ma则代表了其折返抬升的时代。     

Tectonothermal history of the basement rocks in the western zone of the North China Craton and its tectonic implications

The basement of the North China Craton can be divided into the eastern, central and western zones, based on lithological, structural, metamorphic and geochronological data. The western zone comprises two different petrotectonic units: Archaean tonalitic–trondhjemitic–granodioritic (TTG) grey gneisses and metamorphic mafic rocks, and Palaeoproterozoic khondalite series. The former is characterized by isobaric cooling (IBC)-type anticlockwise P–T paths in the north-northwestern part of the zone and near-isothermal decompression (ITD)-type clockwise P–T paths in the eastern part, adjacent to the central zone. On the other hand, the tectonothermal evolution of Palaeoproterozoic khondalite series rocks is characterized exclusively by nearly isothermal decompression following the peak of metamorphism and then cooling, defining clockwise P–T paths. The Archaean TTG gneisses and associated mafic rocks with anticlockwise metamorphic P–T paths reflects an origin related to underplating and intrusion of mantle-derived magmas which may be derived from mantle plumes. They represent a late Archaean continental block in the western part of the North China Craton. The Palaeoproterozoic khondalite series rocks represent passive continental margin deposits. They were metamorphosed and deformed in the late Palaeoproterozoic during the amalgamation of the western continental block with another continental block in the east part of the North China Craton. The ITD-type clockwise P–T–t paths of the Palaeoproterozoic khondalite series rocks record the tectonothermal histories of the collision of the western and eastern continental blocks which resulted in the final assembly of the North China Craton at c. 1800 Ma.