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.     

华北克拉通北缘隆化地区S型花岗岩的独居石年龄图谱

位于华北克拉通北缘中段的隆化S型花岗岩由石榴石黑云母花岗岩、石榴石花岗岩以及片麻理化的黑云母花岗岩组成.其主体岩性石榴石黑云母花岗岩SiO2和Al2O3含量分别为64.09%～69.6%以及14.6%～16.13%,K2O/Na2O>1.0,A/CNK>1.0,Mg#在20.76～34.89之间变化,具有明显的Nb、Ta、P、Ti和Sr亏损以及Rb、K和Th富集.石榴石黑云母花岗岩(样品JB6031-1)采用独居石电子探针U-Th-Pb化学法进行测年,获得了2553±120Ma、2180±42Ma和1854±24Ma三个年龄峰值.一颗独居石内部成分分带上6个分析点定年结果构成2553±120Ma的峰值年龄,这一年龄与我们最新获得的2506±7Ma和2541±8Ma(继承锆石年龄)LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄相似,我们将这一独居石年龄解释为继承独居石的年龄,表明在赤城.隆化断裂以北存在太古宙陆块,并且在后期构造-热事件中发生部分熔融形成s型花岗岩.该独居石颗粒幔部成分分带上10个分析点的测年结果揭示的峰值年龄为2181±42Ma,该年龄也是出现频率最高的年龄值,我们建议2181±42Ma为s型花岗岩的结晶年龄,反映了S型花岗岩的侵位时代.独居石颗粒外部成分分带上8个分析点的测年结果构成1854±24Ma的峰值年龄,该年龄与华北克拉通中部带的变质年龄接近,我们将其解释为S型花岗岩的变质年龄,表明华北克拉通北缘的构造演化与中部带的构造演化密切相关.     

冀北单塔子杂岩的地质学和锆石U-Pb年代学

冀北单塔子杂岩位于华北克拉通北缘中段隆化-赤城断裂以南,主要由高角闪岩相-麻粒岩相变质的英云闪长质、奥长花岗质、花岗闪长质片麻岩(TTG岩套)和铁镁质二辉麻粒岩、辉石斜长角闪岩、石榴石斜长变粒岩、石榴石夕线石黑云母片岩及少量的大理岩等表壳岩残留体组成。详细的SHRIMP和LA-ICPMS锆石U-Pb同位素地质年代学研究表明,冀北单塔子杂岩的形成主要经历了7个演化阶段:(1)2600～2530Ma之间形成了单塔子杂岩中英云闪长质和奥长花岗质片麻岩的围岩,其中一部分铁镁质表壳岩,即铁镁质二辉麻粒岩,可能为英云闪长质—奥长花岗质岩浆的源岩;(2)2517～2505Ma主要为英云闪长质岩浆的侵位结晶阶段;(3)2494～2473Ma,奥长花岗质片麻岩侵位结晶;(4)2427～2404Ma,发生了早期麻粒岩相变形变质作用和深溶混合岩化作用,使这一杂岩经历了强烈的改造;(5)～1859Ma,铁镁质岩浆侵位,形成一些铁镁质岩株和岩脉;(6)～1834Ma到1793Ma,单塔子杂岩经历了最强烈的变质作用改造,形成了晚期麻粒岩相变质作用;(7)～1730Ma经历了强烈的流体活动,使得一些锆石发生了流体交代和改造。但是总体上单塔子杂岩没有经历～300Ma的古生代的变质作用。     

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪两期变质表壳岩的重新厘定:岩石学及锆石U-Pb年代学证据

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪变质表壳岩具有变质程度深（麻粒岩相）、连续性差、变形及构造置换强烈等特征,地层划分及形成时代一直存在较大争议.通过详细的地质调查、岩石学及年代学研究,新厘定出新太古代桑干岩群铁英岩岩组、石榴黑云片麻岩岩组以及古元古代集宁岩群黄土窑岩组石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段和含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段4套变质表壳岩单元,并建立了相应的岩石学识别标志.新太古代变质表壳岩一般呈透镜体或带状体产出于新太古代变质深成岩中,且锆石年龄存在~2.5 Ga和~1.8 Ga两个峰值.铁英岩岩组原岩为一套基性火山岩夹磁铁石英岩建造,产出阿尔戈马型BIF铁矿,形成年龄为2 489±19 Ma;石榴黑云片麻岩岩组主体岩石为条带状石榴黑云斜长片麻岩,原岩为杂砂岩建造,物源来自新太古代TTG岩石.古元古代石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段原岩为一套基性火山岩夹大理岩建造,形成年龄早于~2.03 Ga;含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段野外呈带状构造岩片体产出,连续性较好,为一套"有层无序"的孔兹岩组合,碎屑锆石年龄介于2.30~1.99 Ga,与区域上孔兹岩年龄结构一致,形成时代为古元古代晚期（1.99~1.95 Ga）.新太古代和古元古代变质表壳岩均卷入古元古代末期的造山过程（1.95~1.80 Ga）,遭受麻粒岩相变质与变形作用.区内孔兹岩可能是造山过程卷入的构造岩片.本研究进一步明确了晋冀蒙交界地区存在与孔兹岩不同的新太古代陆源碎屑岩和古元古代洋壳残片,这对重新认识本区早前寒武纪地质演化具有重要意义.      

华北克拉通怀安杂岩新太古代和古元古代富铝变质表壳岩的地球化学特征及构造意义

晋冀蒙三省交界地区富铝变质表壳岩的时代归属及形成的构造背景长期存在争议。通过天镇地区1∶5万区域地质调查,在怀安杂岩中识别出两期富铝变质表壳岩组合,分别为新太古代榴云片麻岩岩组和古元古代黄土窑岩组,两者在岩石组合、特征矿物组合、含矿性、同位素年龄以及岩石地球化学特征等方面存在明显区别,为不同沉积环境的产物。新太古代榴云片麻岩岩组野外呈带状、似层状或透镜状产出,以石榴黑云斜长片麻岩为主体,含少量斜长变粒岩,局部与BIF共生,矿物组合为石榴子石+黑云母+斜长石+石英±条纹长石±夕线石。岩石地球化学研究表明石榴黑云斜长片麻岩样品富Na_2O、Al_2O_3和CaO,低K_2O,属于过铝质岩石,铕异常不明显,轻重稀土元素分异相对较强((La/Yb)_N=3.69～27.76)。古元古代黄土窑岩组以构造岩片形式产出,为一套孔兹岩系组合,产出石墨矿。其中变泥砂质岩石的矿物组合为石墨+夕线石+石榴子石+条纹长石+斜长石+石英,为过铝质,富Al_2O_3和K_2O,低Na_2O和CaO,负铕异常明显(δEu=0.47～0.80),轻重稀土元素分异弱((La/Yb)_N=3.37～10.58)。两套富铝变质表壳岩具有相似的微量元素蛛网图特征,富集大离子亲石元素如Rb和Ba,高场强元素如Zr、Hf含量相对较低,明显亏损Nb、Ta、P和Ti等元素。石榴黑云斜长片麻岩中碎屑锆石年龄峰值为～2.45Ga,黄土窑岩组中岩石碎屑锆石年龄主要介于1.99～2.30Ga,两套岩石均遭受古元古代末期(1.81～1.85Ga)麻粒岩相变质-深熔作用叠加改造。新太古代榴云片麻岩岩组的原岩为一套含黏土质杂砂岩建造,成熟度较低,来源于英云闪长岩-花岗闪长岩风化源区,形成于大陆岛弧环境。黄土窑岩组孔兹岩系原岩为一套富铝黏土岩和杂砂岩建造,夹少量碳酸盐岩和石英砂岩,沉积物源以古元古代中期(2.3～2.0Ga)上地壳长英质成分为主,可能形成于相对稳定的大陆边缘环境。怀安杂岩中两期富铝变质表壳岩组合均卷入了古元古代末期的造山作用,两者的厘定为研究华北克拉通北部新太古代—古元古代大陆地壳演化及构造格局恢复具有重要地质意义。     

华北克拉通东北部新太古代晚期地壳生长:来自板石沟表壳岩年代学和Hf同位素的证据

对板石沟表壳岩中的斜长角闪岩和角闪片岩进行了锆石U-Pb年代学、地球化学以及Hf同位素分析,以探讨华北克拉通东北部新太古代晚期的构造环境和地壳演化。板石沟表壳岩主要岩石类型包括斜长角闪岩、斜长片麻岩、角闪片岩和磁铁石英岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示斜长角闪岩(BA-1)岩浆锆石形成于2548±11Ma,绿帘角闪片岩(BA-6)岩浆锆石形成于2548±23Ma,代表了表壳岩的形成时代,在绿帘角闪片岩中识别出3颗年龄为2754±80Ma~2710±92Ma的捕获锆石,表明板石沟地区可能存在新太古代早期岩浆事件。斜长角闪岩和角闪片岩的原岩为玄武质火山岩,微量元素特征指示其形成于岛弧环境。Hf同位素分析结果显示斜长角闪岩εHf(t)为正值(0.29~8.89),单阶段模式年龄(tDM1)分布在2877~2469Ma之间,绿帘角闪片岩多具正的εHf(t)值(-0.78~8.03),tDM1介于2871~2544Ma,表明岩浆主要来源于亏损地幔,伴随少量古老地壳物质的再造,部分tDM1与207Pb/206Pb年龄相近,并同时具有高εHf(t)值的锆石反映板石沟地区新太古代晚期(2550Ma)发生过地壳增生事件。结合其他地区表壳岩研究成果,认为华北克拉通可能存在新太古代吉-辽-冀弧陆碰撞造山带,板石沟地区属于该造山带的一部分。     

冀北崇礼红旗营子岩群中镁铁质岩石地球化学和年代学研究:对华北克拉通新太古代晚期-古元古代早期大地构造演化的启示

崇礼地区红旗营子岩群位于华北克拉通北缘,该区红旗营子岩群的岩石组合、构造属性及时代归属对于探讨华北克拉通新太古代晚期－古元古代早期大地构造演化具有重要意义.本文对崇礼地区红旗营子岩群中的镁铁质岩石进行了野外、镜下岩相学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析,并讨论其对华北克拉通北缘新太古代晚期－古元古代早期地壳演化的指示意义.研究区红旗营子岩群中的镁铁质岩石以夹层产出于表壳岩中,主要由斜长角闪岩和斜长辉石角闪岩组成.红旗营子镁铁质岩石主量元素中SiO₂（40.17%~51.53%）、Na₂O（1.52%~3.47%）和K₂O（0.43%~1.23%）含量范围较大,具有较高的CaO（9.15%~12.68%）、MgO（5.90%~13.36%）和Al₂O₃（9.81%~20.92%）含量.镁铁质岩石轻稀土元素轻微富集,重稀土元素配分模式近平坦,大离子亲石元素Ba、U、K、Sr富集,高场强元素Th、Nb、Ta、Ti明显亏损.斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示207Pb/206Pb加权平均年龄为2 477±23 Ma（MSWD=3.1）,上交点年龄为2 468±22 Ma,表明其形成于新太古代晚期－古元古代早期.斜长角闪岩锆石Hf同位素分析结果显示ε_Hf（t）为负值（-5.2~0）,一阶段模式年龄（T_DM1）为2 673~2 783 Ma,二阶段模式年龄（T_DM2）为2 880~3 074 Ma,均大于锆石的形成年龄,指示其来源于古老地壳物质的再循环.镁铁质岩石全岩地球化学分析结果显示其形成于岛弧相关环境.结合华北其他地区研究成果,本研究表明崇礼地区新太古代晚期－古元古代早期可能发生了一期与岛弧有关的岩浆事件.      

冀北红旗营子杂岩的锆石、独居石年代学及地质意义

较为详细的SHRIMP、LA-ICPMS锆石U-pb年代学和独居石电子探针Th-U-b化学法定年揭示，隆化-山地块的石英闪长质片麻岩和石榴黑云二长花岗质片麻岩分别形成于2484Ma和2180Ma，同时存在3164～2553Ma的锆石记录和约1854Ma的变质改造事件；细粒二长花岗岩形成于413Ma，独居石内核记录了约628Ma的继承年龄。凤山-宁地块的钾长花岗质糜棱片麻岩、角闪黑云石英闪长质片麻岩和黑云母二长花岗岩分别形成于1876Ma、1838Ma和1810Ma，其中存在2042-1904Ma的捕获锆石，遭受了1756Ma、1694Ma和313．5Ma的多期改造，其中晚古生代的构造-浆-质事件的改造尤为强烈。赤城-礼地块的角闪黑云花岗闪长质片麻岩分别形成于2535Ma和2529-2480Ma，石榴英云闪长质片麻岩和石榴黑云斜长变粒岩分别形成于1871Ma和1841Ma，发现有约2602Ma的继承锆石，并记录了从古元古代到晚古生代多阶段的改造事件，尤其清楚地记录了343-320Ma的地质事件。结合前人的年代学资料，综合分析上述地质年代学的特征，认为红旗营子杂岩从东到西可能由不同来源的微陆块组成，这些微陆块都经历了晚古生代的构造-岩浆-变质事件，可能在古生代晚期才与华北克拉通北缘拼贴。     

华北克拉通南缘太华杂岩组成及演化

太华杂岩位于华北克拉通南部,其组成复杂,记录了几乎所有早前寒武纪各阶段重要的地质事件;此外,由于其所处特殊地理位置,研究太华杂岩对于华北克拉通早前寒武纪地壳形成和演化、构造单元划分和基底拼合等都具有举足轻重的科学价值。本文综合已有的岩石学、变质作用、地球化学以及同位素年代学等诸多研究工作,得到以下阶段性结论和认识:1)将鲁山地区太华划分为以深成侵入岩为主的片麻岩系和以变质沉积-火山岩为主的表壳岩系;前者形成于中太古代晚期-新太古代早期,后者形成于古元古代晚期。而小秦岭地区太华杂岩中变质深成侵入岩形成时间跨度较大,为中太古代晚期-古元古代早期;而其上覆的火山-沉积岩可与鲁山太华杂岩的表壳岩类比,形成时间亦为古元古代晚期。2)中太古代-新太古代(2.91～2.50Ga)为华北克拉通南部大陆最主要的地壳形成时期。提出太华杂岩在太古宙经历了两期明显的地壳生长时间,一期发生在2.85～2.70Ga,以鲁山太华片麻岩系中的深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在～2.50Ga,以小秦岭华山和崤山地区太华杂岩中各类花岗质岩石为代表。3)太华杂岩在所谓的全球陆壳生长"沉寂期(2.45～2.20Ga)"岩浆活动异常发育,推测这一时期的岩石形成于古元古代俯冲-汇聚环境,可能是与华北克拉通南部太古宙陆块和其他陆块汇聚-碰撞相关。4)太华杂岩在古元古代晚期普遍遭受了强烈的变质和变形,其变质程度主体为高角闪岩相,局部可达麻粒岩相,且记录了包含近等温降压退变质片段的顺时针变质作用P-T轨迹,经历了一个漫长的变质演化过程(1.97～1.80Ga),变质作用的时限跨度可达150Myr。5)提出华北克拉通南部曾经为一个统一基底,称之为"南部太古宙地块",此地块形成时间为新太古代末期(～2.5Ga)。该古老陆块经历了如下5个构造-演化阶段:(1)冥古宙-始太古代初始陆核形成;(2)中太古代-新太古代陆壳快速生长;(3)古元古代早期(～2.3Ga)岩浆活动异常活跃;(4)古元古代(2.30～1.97Ga)陆内拉伸-破裂;和(5)古元古代末期(1.97～1.80Ga)陆块最终拼合。     

Late Neoarchean volcanic rocks in the southern Liaoning Terrane and their tectonic implications for the formation of the eastern North China Craton

The late Neoarchean metamorphosed volcanic rocks in the southern Liaoning Terrane (SLT) of the eastern North China Craton (NCC) are mainly composed of amphibolites and felsic gneisses and can be chemically classified as basalt (Group#1), basaltic andesite (Group#2), dacite (Group#3) and rhyodacite (Group#4). LA-ICP-MS zircon U–Th–Pb dating reveals that they formed at ~2.53–2.51 ​Ga. Group#1 samples are characterized by approximately flat chondrite-normalized rare earth element (REE) patterns with low (La/Yb)_N ratios and a narrow range of (Hf/Sm)_N ratios, and their magmatic precursors were generated by partial melting of a depleted mantle wedge weakly metasomatized by subducted slab fluids. Compared to Group#1 samples, Group#2 samples display strongly fractionated REE patterns with higher (La/Yb)_N ratios and more scattered (Hf/Sm)_N ratios, indicative of a depleted mantle wedge that had been intensely metasomatized by slab-derived melts and fluids. Group#3 samples are characterized by high MgO and transition trace element concentrations and fractionated REE patterns, which resemble typical high-Si adakites, and the magmatic precursors were derived from partial melting of a subducted oceanic slab. Group#4 samples have the highest SiO₂ and the lowest MgO and transition trace element contents, and were derived from partial melting of basaltic rocks at lower crust levels. Integrating these tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks with the mass of contemporaneous dioritic-tonalitic-trondhjemitic-granodioritic gneisses, the late Neoarchean volcanic rocks in the SLT were most likely produced in an active continental margin. Furthermore, the affinities in lithological assemblages, metamorphism and tectonic regime among SLT, eastern Hebei to western Liaoning Terrane (EH–WLT), northern Liaoning to southern Jilin Terrane (NL–SJT), Anshan-Benxi continental nucleus (ABN) and Yishui complex (YSC) collectively indicate that an integral and much larger continental block had been formed in the late Neoarchean and the craton-scale lateral accretion was a dominantly geodynamic mechanism in the eastern NCC.     

冀北独石口古元古代变辉长闪长岩的成因及其地质意义

为了对华北克拉通古元古代岩浆-变质-构造过程有更清晰的认识,本文对冀北赤城北独石口地区红旗营子杂岩中新发现的古元古代变辉长闪长岩进行了全岩主、微量元素,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、微量元素和Hf同位素测试。独石口变辉长闪长岩具有典型拉斑系列岩浆岩的特征,SiO₂含量变化范围为51.27%~54.39%,Na₂O+K₂O含量变化范围为4.65%~6.00%,Al₂O₃含量变化范围为14.74%~15.51%,MgO含量变化范围为2.19%~4.65%,Mg^#为28~47。岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,具有受到交代的岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆作用的特征,代表壳-幔相互作用产物。独石口变辉长闪长岩中锆石呈自形-半自形晶,具有较高的Th/U比值,为岩浆成因,对2个变辉长闪长岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为1808±18Ma和1825±18Ma,表明该岩体形成时代稍晚于古元古代区域变质作用峰期。锆石ε_Hf（t）值变化范围为-5.4~+0.1,单阶段Hf模式年龄t_DM1介于2236~2418Ma之间,说明除了太古宙岩石圈物质贡献,也存在新生地幔或者地壳物质的贡献。综合研究表明,独石口变辉长闪长岩可能代表古元古代造山带去根作用造成的区域抬升（伸展）的岩浆作用产物。

     

华北克拉通北缘晚志留世末-早泥盆世钾质碱性岩的成因及对区域构造演化的限定

华北克拉通北缘晚志留世末-早泥盆世碱性岩的成因研究可以为古生代古亚洲洋与华北克拉通的相互作用过程提供重要信息.本文以内蒙古达茂旗黄合少正长岩为研究对象,开展了锆石U-Pb年代学、矿物化学、地球化学和Sr-Nd同位素的研究,并综合同带其他代表性岩体的岩石矿物及元素特征,探讨了华北克拉通北缘钾质碱性岩的岩浆体系性质、源区特...     

冀东新太古代晚期界岭口闪长岩成因:U-Pb-Nd-Hf-O同位素研究

本文报道了华北克拉通东部冀东地区界岭口闪长岩及其中基性岩包体的锆石定年结果和地球化学组成。界岭口闪长岩是华北克拉通规模最大的太古宙闪长质侵入体,总面积约650km2。界岭口闪长岩由闪长岩和石英闪长岩组成,两者渐变过渡。在界岭口闪长岩中存在基性岩包体,包括辉绿岩、细粒辉长岩和辉长岩,一些基性岩包体边部存在冷凝边。石英闪长岩和细粒辉长岩包体的岩浆锆石年龄分别为2533±5Ma和2534±8Ma。闪长岩和石英闪长岩元素组成类似(13个样品),主要区别是后者SiO_2相对较高一些。它们稀土总量较高(TREE=93. 0×10~(-6)~234. 2×10~(-6)),轻重稀土分异程度不强((La/Yb)N=10. 4～23. 9),无明显铕异常(Eu/Eu*=0. 80～1. 05)。在MORB标准化的微量元素图解上,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损。全岩εNd(t)和tDM1(Nd)分别为-1. 20～2. 13和2. 73～2. 95Ga(7个样品),岩浆锆石εHf(t)和tDM1(Hf)分别为1. 66～4. 37和2. 60～2. 78Ga(13个数据点),δ~(18)O值为5. 00‰～6. 83‰(13个数据点)。相对于闪长岩-石英闪长岩,基性岩包体(3个样品)的MgO和CaO含量明显增高。岩石稀土总量偏低(TREE=82. 4×10~(-6)～155. 7×10~(-6)),轻重稀土分离不强((La/Yb)N=3. 3～6. 0),出现较弱的负铕异常(Eu/Eu*=0. 71～0. 88),在MORB标准化的微量元素图解上,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损。全岩εNd(t)和tDM1(Nd)分别为-0. 70和2. 97Ga(1个样品),岩浆锆石εHf(t)和tDM1(Hf)分别为0. 52～4. 72和2. 66～2. 82Ga(16个数据点),δ~(18)O值为4. 88‰～6. 72‰(13个数据点)。结合前人研究,可得出如下结论:1)界岭口闪长岩是基性岩浆结晶分异和陆壳物质影响双重作用的产物,而陆壳物质参与可能起了更重要的作用; 2)界岭口闪长岩形成于新太古代晚期总体上仍处于挤压的岛弧构造环境; 3)在华北克拉通,至少一部分具有中太古代晚期-新太古代早期Nd-Hf模式年龄的新太古代晚期TTG岩石形成与新太古代晚期富集地幔添加有关或是新太古代晚期亏损地幔添加与陆壳物质影响共同作用的结果。     

Neoarchean (2.5-2.8 Ga) crustal growth of the North China Craton revealed by zircon Hf isotope: A synthesis

The crustal growth of the North China Craton(NCC) during the Neoarchean time(2.5—2.8 Ga) is a hotly controversial topic,with some proposing thai the main crustal growth occurred in the late Neoarchean (2.5—2.6 Ga),in agreement with the time of the magmatism,whereas others suggest that the main crustal accretion took place during early Neoarchean time(2.7—2.8 Ga),consistent with the time of crustalformation of other cratons in the world.Zircon U-Pb ages and Hf isotope compositions can provide rigorous constraints on the time of crustal growth and the evolution and tectonic division of the NCC.In this contribution, we make a comprehensive review of zircon Hf isotope data in combination with zircon U-Pb geochronology and some geochemistry data from various divisions of the NCC with an aim to constrain the Neoarchean crustal growth of the NCC.The results suggest that both 2.7—2.8 Ga and 2.5—2.6 Ga crustal growth are distributed over the NCC and the former is much wider than previously suggested.The Eastern block is characterized by the main 2.7—2.8 Ga crustal growth with local new crustal-formation at 2.5—2.6 Ga,and the Yinshan block is characterized by～2.7 Ga crustal accretion as revealed by Hf-isotope data of detrital zircons from the Zhaertai Group.Detrital zircon data of the Khondalite Belt indicate that the main crustal growth period of the Western block is Paleoproterozoic involving some～2.6 Ga and minor Early- to Middle-Archean crustal components,and the crustal accretion in the Trans-North China Orogen(TNCO) has a wide age range from 2.5 Ga to 2.9 Ga with a notable regional discrepancy.Zircon Hf isotope compositions,coupled with zircon ages and other geochemical data suggest that the southern margin may not be an extension of the TNCO,and the evolution and tectonic division of the NCC is more complex than previously proposed,probably involving multi-stage crustal growth and subduction processes.However, there is no doubt that 2.7—2.8 Ga magmatism and crustal-formation are more widely distributed than previously considered,which is further supported by the data of zircons from Precambrian lower crustal rocks, overlying sedimentary cover,modern river sediments and Late Neoarchean syenogranites.     

Late Paleozoic retrograded eclogites from within the northern margin of the North China Craton: Evidence for subduction of the Paleo-Asian ocean

Retrograded eclogites from the central part of the northern margin of the North China Craton, Hebei Province, China occur as separate tectonic lenses or boundins within garnet–biotite–plagioclase gneisses of the Paleoproterozoic Hongqiyingzi Complex characterized by amphibolite facies paragneisses. The petrographic features and mineralogical compositions represent three main metamorphic stages: (1) the peak eclogite facies stage (P > 1.40–1.50 GPa, T = 680–730 °C), (2) the granulite facies stage and (3) the amphibolite facies stage (P = 0.67–0.81 GPa, T = 530–610 °C) formed during decompression. The major and trace element and Sm–Nd isotopic data suggest that most of the retrograded eclogite samples had protoliths of tholeiitic oceanic crust with geochemical characteristics of mid-ocean ridge basalt (MORB) or island arc tholeiite (IAT) environment, and were contaminated by crustal components during subsequent subduction. Zircon SHRIMP isotopic dating of two different textural varieties of retrograded eclogite defines a weighted mean age of 325 Ma, which is interpreted as the peak metamorphic age of the eclogites and reflects the occurrence of eclogite facies metamorphism related to subduction of Paleo-Asian Oceanic crust beneath the North China Craton during the Late Paleozoic. Finally, we show that the retrograded eclogite from Hebei Province is not related to the Baimashi retrograded eclogite at the northern foot of the Heng Mountains, approximately, 300 km to the southwest.     

华北克拉通北部迁安紫苏花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、地球化学及地质意义

紫苏花岗岩是太古宙高级变质地体的主要物质组成,对其开展岩石成因与年代学研究,可深入理解早期大陆生长及其机制。本文以迁安紫苏花岗岩为窗口,探讨其成因与机制,通过精确的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得其成岩年龄为2544±22Ma,指示了新太古代晚期的一次岩浆活动。岩石变质年龄为2475±87Ma,证明随后的高级变质作用年龄范围为2439~2501Ma。岩石地球化学研究表明:迁安紫苏花岗岩SiO_2=59.14%~66.97%,MgO=1.62%~3.12%,富Ba(574×10-6~1572×10-6),LREE((La/Yb)N=22.3~79.0),亏损HFSE,不存在Eu负异常(δEu=1.76~3.43),其高Sr/Y值(85~179)与(La/Yb)N值指示了与TTG的相关性。结合样品地球化学特征及锆石U-Pb年龄分析,并与本区域大地构造背景相结合,迁安紫苏花岗岩可能是角闪岩相条件下偏中性含水玄武质原岩高温部分熔融的产物,应当形成于地幔柱背景。     

华北克拉通始太古代演化——来自冀东38亿年片麻岩锆石Hf-O同位素的记录

陆壳成因的研究对了解地球演化具有重要意义, 但由于古老陆壳岩石出露有限, 目前地球早期陆壳研究还比较薄弱。近期, 冀东地区一处新的始太古代岩石记录的发现, 为研究华北克拉通内部早期陆壳性质提供了极为重要的对象。本文对冀东卢龙喇叭山地区这处新发现的始太古代花岗闪长质片麻岩进行了详细的锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素分析。结果显示该样品中锆石具有自形-半自形晶形、振荡环带的内部结构, 较高的Th、U含量以及Th/U比值, 显示岩浆锆石特征。7个SIMS分析点给出的加权平均²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为3776±11Ma(MSWD=3.1), 代表了花岗闪长质岩浆的结晶年龄, 指示冀东地区存在始太古代结晶基底。这些锆石的O同位素组成(δ¹⁸O=5.81±0.13‰)与地幔锆石在分析误差范围内一致, 其Hf同位素组成(ε_Hf(t)=0.09±0.31)与球粒陨石均一岩浆库类似。这些Hf-O同位素特征显著不同于冀东地区曹庄岩组中发现的始太古代碎屑锆石, 说明其不可能作为曹庄岩组变沉积岩的物源区。而华北克拉通内部鞍山地区的始太古代片麻岩中的岩浆锆石与冀东始太古代碎屑锆石在Hf-O同位素特征上最为类似, 因此前者是冀东始太古代碎屑锆石最可能的源岩, 暗示冀东地区和鞍山地区在始太古代时可能是统一的整体。与全球始太古代岩石记录对比发现, 华北克拉通主体与North Atlantic克拉通、Pilbara克拉通和塔里木克拉通等主要克拉通类似, 其内部目前发现的最古老岩石都具有与球粒陨石一致的锆石Hf同位素组成, 指示大部分始太古代陆壳可能源自一个未发生明显分异的相对原始地幔源区。

     

华北克拉通东南缘BIF型铁矿变质火山岩夹层锆石U-Pb年龄及其对铁矿形成时限的制约

霍邱BIF型铁矿位于华北克拉通东南缘,矿体均赋存于晚太古代霍邱岩群内,主要呈似层状,与围岩产状基本一致,界线较清晰,受地层层位控制明显,为典型的层控型矿床。本次工作采集霍邱铁矿周集铁矿床ZK2918、ZK2512两处钻孔中石英磁铁矿矿体内英安质片麻岩夹层。对片麻岩类的岩石学特征、原岩性质及同位素地质年代学等进行的研究表明,英安质片麻岩类的原岩为安山质火山岩,成岩年龄分别为2 750±15 Ma,2 740±7.2 Ma;表明在华北克拉通东南缘霍邱地区存在着～2.75 Ga的岩浆活动。此外,受变质火山岩年龄制约,霍邱岩群及赋存于其中的BIF铁矿的形成时代也应为～2.75 Ga。