华北陆块南缘燕山期花岗岩带岩浆演化:以小秦岭—外方山地区为例

根据华北陆块南缘小秦岭—外方山地区中生代花岗岩的时空分布特征,将其形成过程划分为160～155 Ma(Ⅰ)、150～125 Ma(Ⅱ)、120～110 Ma(Ⅲ)3个期次,与中国北方大规模岩浆活动期次并不完全一致。这3期花岗岩的地球化学元素演化较为特殊,Ⅰ期花岗岩(南泥湖、上房沟等岩体)与Ⅲ期花岗岩的地球化学特征较为相似,均以异常高的K含量、明显的负Eu异常及重稀土元素分馏较弱或不分馏为主要特征,为A型花岗岩。Ⅱ期花岗岩为偏铝质—弱过铝质高钾钙碱性系列花岗岩,富集Rb、Th、U和K等大离子亲石元素,亏损Nb和Ta等高场强元素,P2O5含量随SiO2含量增加呈递减趋势,为I型花岗岩,大部分样品Sr>300.00×10-6,Y<19.00×10-6,Yb<1.90×10-6,具有埃达克岩的属性。时代由老至新,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ花岗岩呈现出A型—I型—A型的演化规律。Ⅰ期花岗岩形成于挤压构造背景下的局部伸展环境;Ⅱ期花岗岩则形成于华北陆块南缘构造体制转换阶段,是地壳加厚导致的下地壳部分熔融的产物;Ⅲ期花岗岩则是扬子与华北陆块拼合后,板块逐渐稳定,岩石圈发生伸展,下地壳岩石减压熔融形成的。     

华北陆块南缘金矿成矿动力学探讨

通过对华北陆块南缘小秦岭-熊耳山地区金矿与花岗岩体、控矿构造的时、空关系分析,对金矿成矿动力学过程进行了探讨,认为造山晚期伸展构造环境下的花岗岩浆活动不仅为金矿成矿作用提供了部分成矿物质,更重要的是为金矿成矿作用提供了巨大的热动力,成矿流体的形成、演化伴随着岩浆形成演化、上升侵位的全过程,具有多源性;建立了造山晚期伸展构造环境下岩浆热动力成矿模式.对区内金矿找矿方向的确定具有指导意义.     

燕山地区中生代岩浆活动特征及其与陆内造山作用关系

本文将燕山地区广泛分布的中生代岩浆活动划分为４个阶段,８个期次;并对火成岩的基本类型,产状,分布和岩石化学特征进行总结,分别阐述了火岩岩和侵入岩形成的构造环境,论述了构造运动导致的岩浆活动与陆内造山作用过程,笔者着重指出,多期次岩浆活动是造山运动的直接产物,火成岩系列与岩石化学特征指示的构造环境表明,燕山地区在中生代为一陆内造山带,其构造演化的主要特征是反转构造发育。     

华北陆块南缘熊耳期次火山岩地质地球化学特征

熊耳期次火山岩广泛分布于熊耳群火山岩及接近熊耳群底部的基底变质岩系中,活动时间贯穿整个熊耳期,以早期和晚期最为发育.次火山岩与围岩呈侵入接触,主要以岩脉(墙)、岩带、岩株、岩床等形态产出.岩石类型多样,包括超浅成-浅成的基性、中性、酸性岩石.岩石地球化学研究表明:次火山岩富FeO*、K2O而贫CaO、MgO、Al2O3,为钾质岩系,具岛弧型火山岩的地球化学,不同岩性的次火山岩是由同源岩浆结晶分异形成的.     

华北陆块南缘崤山地区燕山期花岗岩类地球化学、Sr-Nd-Pb同位素特征及其地质意义

华北陆块南缘的崤山地区,呈北东向分布着龙卧沟、后河、白石崖等燕山期花岗岩体,岩石类型以二长花岗斑岩为主.主量元素、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明,崤山地区燕山期花岗岩类总体成分呈酸性,岩石主要属于高钾-钾玄质系列;它们具有相似的微量元素(含稀土元素)组成模式,LREE、HREE分馏明显,(La/Yb)N=9.52 ～41.21,平均26.16,Eu异常不明显(δEu =0.82～1.35),大部分岩体呈现出微弱的负Eu异常,少部分样品显示出微弱的正异常;富集Rb、Ba、Th、K、Pb、Hf和Y等元素,亏损Ta、Nb、Zr、P和Ti等元素,岩体高Sr(392.8×10-6～916.9×10-6,平均678.8×10-6),低Y (8.12×10-6～21.34×10-6,平均14.86×10-6)和Yb(0.503×10-6～1.756×10-6,平均1.26×10-6),暗示源区有石榴石残留.岩体的锶同位素初始比值Isr=0.70645 ～0.71022,平均0.70828,εNd(t)=-19.7～-3.4,平均-14.6,二阶段Nd模式年龄t2DM集中在1827 ～2372Ma,具有高放射成因铅同位素组成特征,初始铅同位素比值为:206pb/204pb=17.228 ～ 18.720,平均17.905;207pb/204Pb=15.444 ～ 15.656,平均15.544,208pb/204Pb =37.519 ～38.707,平均38.187.元素和同位素地球化学特征表明崤山地区燕山期花岗岩类是华北陆块南缘加厚地壳底部熔融的产物,源岩以南秦岭结晶基底为主,同时有华北陆块的太华群、熊耳群及幔源物质的混入.岩体是扬子板块携秦岭微板块俯冲到华北板块之下,随着区域构造体制由挤压向伸展转换,岩石圈巨量减薄、软流圈上涌底侵上覆岩石圈,加热加厚地壳熔融形成,表明南秦岭板块的结晶基底在拆离式俯冲的作用下向北已楔入崤山地区结晶基底之下,而崤山北麓可能是其在东秦岭的北界.     

华北陆块北缘印支期S型花岗岩带特征及其构造环境

华北陆块北缘内蒙古中部地区分布着大量近东西向展布的印支期花岗岩，形成一条规模巨大的复式花岗岩带。岩石类型主要为斑状黑云二长花岗岩、钾长花岗岩，1：5万区调同位素测年获得207～227Ma的一系列锆石U—Pb表面年龄，岩相学和岩石地球化学研究显示其具有S型花岗岩特征，表明其形成于碰撞后构造环境，并不是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山作用的产物。     

华北陆块南缘华山、老牛山及合峪花岗岩体Sr-Nd,Pb同位素组成特征及其地质意义

华北陆块南缘的华山、老牛山及合峪等燕山期花岗岩体的主量元素、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明,3个燕山期花岗岩类总体成分呈酸性,岩石主要属于高钾钙碱性系列;它们具有相似的微量及稀土元素组成模式,LREE,HREE分馏明显,轻稀土富集,Eu异常中等或不明显;富集Rb,Sr,Ba,Th,K,Pb和U等元素,亏损Ta,Nb,Zr,P和Ti等元素,岩体高Sr、低Y和Yb,暗示源区有石榴石残留。岩体的锶同位素初始比值ISr=0.706 878~0.717 383,平均0.708 798,εNd(t)=-17.93~-12.29,平均-14.99,二阶段Nd模式年龄TDM集中在1.6Ga~2.1Ga,具有低放射成因铅同位素组成特征,初始铅同位素比值为:206Pb/204Pb=17.337 94~18.158 22,平均17.630 84;207Pb/204Pb=15.457 71~15.530 59,平均15.491 12,208Pb/204Pb=37.811 19~38.278 67,平均38.012 22。元素和同位素地球化学特征表明,华山、老牛山及合峪等燕山期花岗岩体是华北陆块南缘加厚地壳底部熔融的产物,同时有幔源物质的混入。岩体是随着区域构造体制由挤压向伸展转换,软流圈上涌底侵上覆岩石圈,加热加厚地壳熔融而形成。     

华北克拉通南缘泌阳春水燕山期铝质A型花岗岩类:年代学、地球化学及其启示

出露于华北克拉通南缘泌阳春水及其附近的黄山、祖师顶和角子山三个花岗岩体主要侵位于汝阳群和新元古代花岗岩中,本文采用锆石LA-ICPMS U-Pb定年方法,获得三个岩体的主体岩性黑云母二长花岗岩的岩浆锆石年龄分别为132.8±0.8Ma、131.9±1.1Ma和120.9±0.8Ma,代表岩体的结晶年龄.三个岩体的岩性虽有差异,但主体岩性均为黑云母二长花岗岩,主要矿物为微斜条纹长石,暗色矿物为黑云母.三个岩体的地球化学特征均表现为高硅、高钾、贫Mg、贫Ca、高碱度率、高FeO*/MgO比,和相对富集高场强元素Ta、zr、Hf以及总体亏损不相容元素Ba、P、Sr、Ti和Nb等特征.SiO2含量较高且变化范围较宽,K2O/Na2O比较高,主要属高钾钙碱性系列,A/CNK在1.023～1.094之间,属弱过铝质,MgO和CaO含量较低.微量(包括稀土)元素特征总体相似,∑REE含量总体较低,LREE相对HREE元素富集.具弱.中等负铕异常,(La/Yb)N比9.32～42.43,Ga/Al(104Ga/Al)比、Nb/Ta比、Rb/Nb比均与A型花岗岩的类似;t2DM约为2.0Ga,εNd(t)值在-12.4～-13.5之间,与秦岭群负片麻岩的相似,(87Sr/86Sr);初始比值在0.70648～0.70823之间,表明物源来源于壳源.综合分析表明,三个岩体的花岗岩均为壳源铝质A2型(PA型)花岗岩,岩浆主要来源于早期俯冲进入华北克拉通南缘下部地壳中的北秦岭古老基底秦岭群负片麻岩的部分熔融以及分异作用,源岩熔融的热量主要由拆沉作用诱发的软流圈上涌物质的底侵作用提供.黄山、祖师顶和角子山三个花岗岩体形成于燕山期古太平洋板块对欧亚板块俯冲引起的岩石圈伸展环境.     

华北陆块南缘锑矿成矿带成矿规律初步研究

本文从矿床和地球化学等方面研究了华北陆块南缘锑矿成矿带矿化特征,并结合该锑矿带所处的大地构造位置,系统分析了锑矿带形成的机制和成矿作用及其成矿远景。     

燕山陆内造山作用的深部制约因素

中生代燕山陆内造山带是在克拉通软弱带上发育起来的。陆内造山作用受到深部条件的制约是与陆缘造山的主要区别。深部制约表现在:(1)继承性的构造活动;(2)断块的差异升降;(3)主动裂谷盆地演化;(4)岩石圈剧烈的构造变动。其中,岩石圈剧烈的构造变动和主动裂谷盆地演化直接受制于上地幔的影响,而断块差异升降是深部作用的间接反映。继承性的构造活动贯穿于燕山运动各个时期,其表现形式可以不同。这些深部影响因素随着时间是有变化的,存在交叉叠置,但是构造-岩浆活动的深度总的来说趋于越来越浅。与其他陆缘、陆间造山带对比,可以看到深部热体制调整在燕山陆内造山作用中是最重要的因素。陆内造山作用是上部地壳对岩石圈不同深度层次剧烈变动的响应,地壳以及岩石圈的加厚和随后的变薄是其实质性的构造过程,不仅导致岩石的变形,而且也引起了山脉的隆升。     

华北克拉通中部造山带早元古代盆地演化

华北克拉通中部造山带被认为是由东、西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带。然而,关于两个陆块碰撞的时间以及方式还存在着争议。其中一个模式认为俯冲方向是向西的,两个陆块最终碰撞的时间是在2.5Ga左右,而另一个模式则认为俯冲方向是向东的,并且存在着2.1Ga和1.85Ga两期碰撞事件,第三个模式则认为俯冲方向是向东的,而最终的碰撞拼合发生在1.85Ga左右。近几年来,对于中部造山带中浅变质表壳岩系的研究取得了很大进展,为解决以上争议提供了进一步的资料。根据岩石组合和表壳岩中的不整合接触关系,位于中部造山带中段五台杂岩中的滹沱群和吕梁杂岩中的野鸡山群被分成了上下两个部分。其中,两个群的下部以及位于中部造山带南段中条杂岩中的绛县群和下中条群主要由类似于弧后盆地沉积的变质碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩组成,而滹沱群和野鸡山群的上部以及上中条群和担山石群的岩石组合则是类似于山前磨拉石建造的变质砾岩和砂岩。来自于这些浅变质碎屑岩中碎屑锆石的年龄为我们提供了源区以及最大沉积年龄的信息。滹沱群和野鸡山群中的碎屑锆石具有两个峰值年龄,2.5Ga和2.15Ga,它们分别对应于中部造山带中段两期重要的岩浆事件。中条杂岩中的碎屑锆石年龄图谱则较为复杂,除了具有2.5Ga和2.15Ga这两个峰值,还具有2.7Ga这个较低和较老的峰值,这些较老的锆石可能来自中部造山带最南端太华杂岩中的古老岩石。弧后盆地沉积中最年轻的碎屑锆石年龄在2.1Ga左右,而山前磨拉石中最年轻的碎屑锆石在1.85Ga左右。结合前人的研究成果,我们给出了一个华北克拉通中部造山带早元古代沉积盆地的演化模式。从2.1Ga左右开始,一系列弧后盆地在"安第斯型"大陆边缘弧之后产生,在之后的东西陆块碰撞过程中他们成为了中部造山带的一部分。从1.85Ga左右开始,东西陆块沿着中部造山带碰撞,导致了陆壳加厚以及随后的快速抬升和剥蚀,从而形成了周缘前陆盆地中的山前磨拉石建造。发生在早元古代晚期的由弧后盆地向周缘前陆盆地的转化支持了华北的最终克拉通化发生在1.85Ga的构造演化模式。     

华北克拉通南缘约2.5 Ga构造变质事件及意义

林山岩群是华北克拉通中部造山带南缘前寒武纪结晶基底的一部分,它对于探讨中部造山带碰撞时代及其在克拉通南缘的分布具有重要意义.选择林山岩群主体的变基性岩(斜长角闪片岩)为主要研究对象,利用锆石U-Pb定年和岩石地球化学方法,获得的结果表明斜长角闪片岩样品锆石多呈长柱状,且外形不规则,具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构,其中少量锆石保留有早期原岩残留的岩浆核.锆石核部具岩浆振荡环带特征,大部分Th/U比值范围为0.10~9.24,且外形不规则,边部具溶蚀结构;绝大部分锆石具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构,以及低Th/U比值范围为0~0.09,个别比值为0.12,显示为典型的变质锆石特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明该斜长角闪片岩的核部残留加权平均年龄为2 528±43 Ma(MSWD=1.5,n=10),经历变质作用的加权平均时限为2 474±22 Ma(MSWD=1.3,n=21).全岩地球化学结果显示林山岩群变基性岩贫硅(47.70%~50.77%,平均值为48.90%)和低钾(0.56%~1.78%,平均值为1.13%),轻、重稀土分异较弱,亏损微量元素Nb、Th、Ti、Zr等高场强元素,且具有低的微量元素Zr含量(＜130×10-6)和Zr/Y比值(＜4).这些特征表明林山岩群形成于俯冲作用背景下的岛弧环境.因此,上述证据共同反映了华北克拉通东、西陆块碰撞产物的中部造山带经历了新太古代晚期-古元古代早期的俯冲碰撞造山作用.      

华北克拉通南缘后大陆碰撞背景下的岩石圈演化及金、钼成矿规律探讨

通过对华北克拉通南缘大量的岩浆岩和矿床研究表明,矿床的形成与燕山期岩浆岩具有非常密切的关系,豫西矿集区是华北克拉通南缘岩石圈剧烈演化的结果。岩石圈的这种剧烈演化是在两件重大地质事件的共同作用下进行的:一方面,扬子板块与华北板块在印支期拼合,并发生了广泛的陆-陆碰撞造山活动,此后,克拉通边缘转入了后造山演化阶段;另一方面,燕山晚期的J-K之交,太平洋板块向欧亚板块俯冲,导致地幔大规模活动。中国东部大规模的地壳减薄和壳幔作用,使本来就处于造山后演化阶段的华北陆块南缘发生了广泛的岩浆活动。正因为这两大地质作用叠加效应,区域岩浆演化剧烈而复杂,大批重融花岗岩的地球化学特征往往既显示造山带的特点,又具有大规模壳幔作用的特征。这两大地质作用为豫西矿集区的形成提供了良好的成矿地质背景,大量的研究表明,各种矿床与燕山期岩浆岩在形成时间上高度吻合,空间上密切相关,同位素指标极为相近,显示它们在成因上的密切关系。岩浆一方面作为深部赋矿流体的上升通道,另一方面提供持续的高温环境,保证了元素迁移和成矿作用的进行。因此,华北克拉通南缘后大陆碰撞背景下的壳幔演化、大规模岩浆活动是豫西矿集区形成的决定性因素。     

华北克拉通北缘侏罗纪造山过程及关键时限的沉积证据

宁武-静乐盆地与浑源盆地位于华北克拉通中北部,侏罗纪地层序列完整,物源指向于阴山-燕山造山带中段,通过对盆地内侏罗纪沉积特征的研究,可以演绎华北克拉通北缘侏罗纪的造山过程。在盆地沉积分析的基础上,通过宁武-静乐盆地中侏罗统云岗组顶部的凝灰质泥晶碳酸盐岩及浑源盆地上侏罗统髫髻山组玄武-安山岩锆石U-Pb同位素测年,结合国际地层年代表推荐年龄及中侏罗统的沉积速率,对整个侏罗纪沉积序列转换的关键时限进行了限定。研究认为：中侏罗统云岗组底部砾岩沉积时期,侏罗纪沉积演化序列经历了早期湖进至晚期湖退的转换过程,暗示着区域应力场由早期的拉张向晚期的挤压转换,孕育着侏罗纪造山运动的开始,具体时限大约为168 Ma;中侏罗统云岗组顶部凝灰质泥晶碳酸盐岩沉积时期,沉积地层的颜色由其下的灰绿色突变为其上的紫红色,孕育着湖盆地形的突然抬升,区域氧化性增强,气候环境的突变,侏罗纪造山运动进入了快速发展阶段,具体时限为161.0～159.0 Ma;中/晚侏罗世沉积序列具有继承性的发育特征,随着湖盆地形的进一步抬升,侏罗纪沉积范围迅速退至造山带前缘,以砾岩沉积为主,为同期造山运动的产物,侏罗纪造山运动进入了高峰期,具体时限为159.0～153.0 Ma;晚侏罗世晚期,区域上以玄武-安山岩及凝灰质角砾岩沉积为主,侏罗纪造山运动进入了造山期后的调整阶段。     

Magnetic Fabric Studies of Xiong’er Volcanic Rocks in Southern Margin of the North China Craton and its Implications

正The Paleoproterozoic Xiong’er Group is composed of mafic to felsic volcanic rocks and minor sedimentary rocks,distributed along the southern margin of the North China craton(NCC).It is a key marker for regional     

Metallogenic Systems on the Paleocontinental Margin of the North China Craton

The North China Craton (NCC) is one of the largest blocks composing the continent. Different types of continental margins well developed around the NCC, along with lots of metallogenic systems of different metals and different times. Based on the study on the structural evolution of the NCC, the authors made a new division of tectonic units of the NCC. Through an analysis of the data of 1:25000 geochemical survey on stream sediments, regional geochemical features of main ore-forming elements including Au, Ag, Cu, Pb, Zn, W, Ni, Co and Mo of the NCC are discussed in the paper. Then different metallogenic systems and their forming processes and geodynamics are discussed in detail. At last, temporal and spatial distribution regularities are summarized and ten favorable ore-control factors on the paleocontinental margins are put forward, including (1) abundance of ore sources; (2) rendezvous of ore-forming fluids; (3) high thermo-dynamic anomaly; (4) remarkable Earth crust-mantle interaction; (5) cluster of     

华北克拉通南部地区现今地温场特征及其地质意义

在系统分析华北克拉通南部地区现今地温场数据的基础上,对该区现今地温场特征进行了系统的研究,对其控制因素及其油气地质意义进行了探讨。该区现今地温梯度平均为2.69℃/100 m,大地热流平均为5654 mW/m2,地温场特征表现为北高南低,东高西低,与中国东部热盆、西部冷盆相比,华北克拉通南部地区属于一种过渡类型。现今地温场主要受岩石圈厚度、构造特征和地下水活动的影响。华北克拉通南部不同地区热演化过程及其结果不同,开封坳陷、周口坳陷中部局部凹陷带现今地温场代表了该区最高的热演化状态并影响着古生界烃源岩成烃。其他地区现今地温则小于古地温,古地温决定了这些区域古生界烃源岩成烃。     

华北克拉通北缘寒武系层序地层划分

华北克拉通北缘寒武系碳酸盐岩作为区域油气勘探的重要目标,其沉积环境演化和层序地层格架的研究对区域地层及有利储层定位具有重要指导意义,也为华北地区寒武系油气勘探提供线索。以大量露头剖面实测分析为基础,结合典型井录井、测井、微观显微镜下分析以及地化测试等数据资料,在年代地层框架下进行旋回性地层分析研究,对华北克拉通北缘寒武系岩性、岩相以及地层叠置样式进行详细剖析,研究沉积趋势变化,总结寒武系层序地层划分样式。研究认为：在全球海平面变化控制下,华北地区自府君山组开始,发育广泛的由南向北的持续海侵,在陆源碎屑供给以及碳酸盐岩加积作用的相互制约下,华北地区表现为碳酸盐台地的形成-发展-镶边过程;以张夏组为界,中-下寒武统表现为缓坡-陆棚的沉积环境,上寒武统为具镶边的台地沉积背景;在不同层位不同层序边界类型（I型、Ⅱ型、Ⅲ型）的分隔作用下,将华北克拉通北缘寒武系划分为7个可区域性对比的三级层序,各三级层序高水位体系域多表现厚层清水碳酸盐岩沉积的特点,且受不同程度白云石化作用,成为区域寒武系重要的有利油气储集层。     

华北克拉通中部造山带早前寒武纪变质演化历史评述

根据变质作用程度不同,华北中部造山带早前寒武纪基底可以进一步分为高级区和花岗-绿岩带。前者变质程度可达高角闪岩相-麻粒岩相,包括太华、吕梁、阜平、恒山、怀安、宣化等杂岩,花岗-绿岩带的变质程度较低,多为绿片岩相-角闪岩相,包括登封、赞皇、五台等杂岩。已有变质演化研究表明,高级区恒山、怀安和宣化杂岩中的麻粒岩和(或)退变榴辉岩记录的峰期变质压力最高,恒山杂岩、阜平杂岩和宣化杂岩中的麻粒岩记录的峰期变质温度最高;花岗-绿岩带中的赞皇杂岩和五台杂岩出露高压斜长角闪岩和高压变泥质岩。中部带各变质杂岩中可识别出早期进变质、峰期、峰后快速降压和晚期冷却等变质阶段,拥有顺时针近等温降压型的变质作用P-T轨迹,与华北克拉通中部的俯冲碰撞有关。大量变质年代学数据显示,中部带各变质杂岩中至少记录了~1.85Ga、~1.95Ga和~2.5Ga三组变质年龄,其中,~1.85Ga的变质年龄占据了主导地位,大致与区域片麻理形成的时间一致,代表变质高峰期时代;~1.95Ga的变质年龄代表了峰期前的某个进变质片段;~2.5Ga的变质年龄则指示了更早一期的变质事件,推测与古老陆块~2.5Ga所遭受的大量幔源岩浆的侵入和底垫作用有关。然而,变质年龄与变质阶段的对应关系尚不明确。     

地壳演化和成矿耦合--以华北陆块北缘中段为例

华北陆块北缘中段是我国地壳发展和演化历史最久的地区之一,它是我国最古老的华北古大陆的一部分,也是重要的矿产资源基地之一.从太古宙古陆块的形成至元古宙原始地壳的增生发展,直到中新生代构造岩浆强烈活化改造,本区经历了复杂多变的不少于8次重大的地质事件和演化阶段,与此同时形成了大量的铁、金、铅、锌、钼、银、铜、锰等矿产.