北京十三陵地区前寒武纪岩石中稀土矿物的发现及对同位素测年的意义

华北中、新元古代地层的年龄数据很混乱(表1),本文建议将北京十三陵地区新发现的稀土矿物用SHRIMP方法测年,有助于问题的解决。北京十三陵地区保存了新太古代五台群和新—中元古代较完整的地层,电子耦合等离子体分析(即原子收光谱分析)(ICP)的定量分析数据表明,在这些地层中,岩石中所含钾和稀土元素含量都比北美页岩(NASC)、欧洲页岩(ES)和澳大利亚后太古宙页岩(PAAS)高出很多,经电子扫描+能谱仪+波谱仪(SEM+EDS+WDS)分析证明,在岩石中包含独居石(碎屑的和自生-成岩的)和磷钇矿(自生-成岩的),并首次发现钍石-独居石环带状混合矿物(变质的)以及显微脉状稀土硅酸盐矿物(地下流体形成的)等稀土矿物。利用激光拉曼光谱鉴定发现稀土矿物的分布状态包括:1在太古宙五台群的片麻岩中,云母、石英和长石之间有非自形晶独居石,而且在石英单晶里还有独居石的自形晶包裹体;并发现独居石和钍石-独居石环带状混合矿物,这些稀土矿物都是变质成因的;2在新太古代五台群片麻岩的准平原化风化面上,沉积的元古宙常沟组的底砾岩中发现了碎屑的独居石,这些独居石的同位素年龄对于元古宇的底界定年意义重大;3在常州沟组下部压扁-透镜状层理的粉砂岩中,普遍发现碎屑锆石的外缘生长出自生-成岩磷钇矿,磷钇矿的同位素定年对于常州沟组的地层年代有代表性意义;4串岭沟组的粉砂岩中发现了无形晶状自生-成岩独居石和磷钇矿,并且较多出现在显微缝合线内外,可作为SHRIMP测年的对象;5大红峪组粉砂岩中除了发现碎屑独居石外还发现脉状硅-铝稀土矿物,可能与后元古宙热液活动有关。事实上这些自生-成岩的稀土矿物的形成,都是源自太古宙富含稀土元素的变质岩石,其形成机理也与地下流体活动有关。笔者认为北京十三陵以及至华北地区,前寒武系富稀土元素形成的自生-成岩的稀土矿物,有助于用SHRIMP方法对前寒武纪地层的同位素测年研究。     

沉积岩定年及应用:问题与展望

确定沉积时代及重建成岩过程仍然是目前年代学领域亟需攻关的科学问题.综述了适用于沉积岩定年的传统长周期同位素方法,系统地回顾了沉积岩中广泛发育的自生矿物海绿石、伊利石、钾长石和方解石年代学研究中的关键问题以及它们在沉积地层定年、恢复盆地热流史、沉积矿床间接定年、确定油气注入时间、确定脆性断层活动时间、确定古地磁重磁化事件...     

吉林省桦甸——靖宇地区早太古宙上壳岩成岩环境分析

本区早太古宙上壳岩是由变质火山岩和变质沉积岩组成。其中前者岩石化学、地球化学特征表明,具类似于岛弧拉斑玄武岩及安山岩的特点,并与世界典型的岛弧玄武岩地球化学型式具可比性,反映出岩石在成岩过程中具育相当于岛弧环境为主的演化趋势。变质沉积岩大致为一套岛弧间海盆地沉积的海相浊流岩。     

华北克拉通古元古代晚期地壳演化和荆山群形成时代制约——胶东地区变质中-基性侵入岩锆石SHRIMP U-Pb定年

胶东地区的荆山群呈近东西向环绕太古宙TTG花岗质片麻岩展布,主要由成熟度高的含石墨变泥砂质岩石、钙硅酸岩和大理岩组成,变质程度达高角闪岩相-麻粒岩相,具孔兹岩系性质.变质中-基性岩侵入到荆山群.它们的侵位时代对于探讨华北克拉通东部元古宙构造演化以及对荆山群沉积时代的制约,都有重要意义.锆石SHRIMP U-Pb定年结果...     

青藏高原龙木错-双湖板块缝合带闭合的年代学证据——来自果干加年山蛇绿岩与流纹岩Ar-Ar和SHRIMP年龄制约

青藏高原龙木错-双湖板块缝合带从碰撞缝合何时转为羌塘盆地的沉积基底并接受沉积,一直受到地学界密切关注。羌塘中部的果干加年山主脊首次发现未变质的沉积岩以角度不整合覆盖于蛇绿混杂岩岩之上,上覆地层底部流纹岩夹层锆石SHRIMP U-Pb年龄为214±4Ma,为沉积盖层提供了可靠的年龄依据;不整合面之下强烈变形的阳起片岩(变质玄武岩)中阳起石Ar-Ar年龄为219.7±6.5Ma,与羌塘中部龙木错-双湖高压变质带获得的榴辉岩多硅白云母、蓝闪石等Ar-Ar变质年龄一致。Ar-Ar和SHRIMP定年结果表明该角度不整合的时限为220～214Ma之间。角度不整合上下岩石的定年研究,为龙木错-双湖缝合带的闭合提供了确切的时间约束:羌塘地区冈瓦纳与欧亚(扬子)板块在214Ma以前实现了闭合,古特提斯消亡,进入陆表海演化阶段。     

中国北方元古宙沉积岩中自生稀土矿物特征及其意义--以北京、大连地区为例

大连震旦系十三里台组首次发现自生稀土元素矿物独居石后 ,在北京十三陵中元古代长城系常州沟组、串岭沟组和大红峪组又发现了自生的独居石以及其他磷酸盐和硅酸盐稀土矿物。自生稀土矿物的形成和岩石中稀土元素含量较高有关 ;电子探针背散射图像和 P、Th、L a、Ce、Nd、Y等元素面分布图像研究表明 ,沉积岩中的自生稀土矿物与岩浆岩、变质岩和碎屑成因的截然不同。本文首次报道了元古宙长城系常州沟组沉积岩中碎屑锆石边部成岩过程中形成的自生磷钇矿。中国北方元古宙泥砂质碎屑沉积岩普遍具有高稀土组合 ,许多地区都可能存在独居石等自生稀土矿物 ,如天津蓟县、辽西、辽南和宣化等地 ,为利用离子探针 (SHRIMP)确定其同位素地质年代提供了可能。此外 ,本文对比了大连震旦系自生独居石和内蒙白云鄂博矿区东矿的独居石晶形和化学成分的相似性 ,再一次提出中国北方元古宙富稀土地层可能是内蒙古白云鄂博巨型稀土元素矿床的矿源层问题。     

阿尔泰递增变质带中夹层石英岩的LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄:对沉积时限及物源的限定

阿尔泰造山带广泛分布各种变质沉积岩并发育典型递增变质带,变质沉积岩变质之前的沉积时代与物源特征对于限定成岩历史以及造山带演化具有重要意义。文章对采自阿勒泰组变质带中石英岩夹层样品进行了岩相学分析并采用LA-ICP-MS方法对其碎屑锆石进行了U-Pb年代学分析。共获得100个谐和或近于谐和的碎屑锆石年龄,表面年龄分布范围为(443±5)Ma至(2682±19)Ma。碎屑锆石年龄主要集中在寒武纪(486~540 Ma)并具有527~535 Ma的年龄峰值,可能源于区域内同时代的岩浆活动。新元古代年龄约占1/4,少量锆石具有古中元古代甚至太古宙年龄。结合年轻碎屑锆石年龄以及直接侵入该变质带中的英云闪长岩年龄可确定石英岩原岩的沉积时限为早志留世—早泥盆世,其后发生变质作用。古老碎屑锆石在该地区缺乏对应的岩石,可能源于区内隐伏的古老基底岩石或邻区古老陆块。     

华北克拉通太古宙典型地区栖霞县幅1∶5万地质图修编——野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb定年

栖霞是胶东早前寒武纪变质基底的典型地区。在原1∶5万地质图中,许多TTG岩石都被作为胶东群表壳岩看待,岩石形成时代也只在少数露头被确定。根据野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb定年,对该区TTG岩石时空分布进行了研究。在新修编的1∶5万地质图中,太古宙变质基底的主要岩石类型为约2.9Ga、约2.7Ga和约2.5Ga的英云闪长质片麻岩,也存在少量同时代的奥长花岗质片麻岩。2.9Ga和2.5Ga左右的表壳岩(黄崖底表壳岩和胶东群)比原认为要少得多。所有岩石大致呈北西西—南东东向分布,它们在空间上共存,可能是新太古代晚期和古元古代晚期强烈构造热事件作用的结果。这是国内首次在复杂的太古宙高级变质岩区,以野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb定年有机结合,确定不同类型、不同时代地质体时空分布的有益尝试,对于今后类似地区开展专题地质填图具有重要的借鉴意义。     

吉林省南部早太古宙上壳岩地球化学特征

吉林省南部早太古宙上壳岩是太古宙高级区的组成部分,它包括变质火山岩和变质沉积岩,其中各类变质火山岩的地球化学特征与康迪统计的太古宙同类岩石大致可此。本区上壳岩随SiO_2含量增高,ΣREE逐渐增高。各类岩石普遍具Ce、Eu的负异常,表明它们具相同的成岩环境。     

滇西南大红山群变火山-沉积岩地球化学属性、年代格架及其构造意义

云南新平地区大红山群出露于扬子地块西南缘,主要由低绿片岩相-角闪岩相变质的火山-沉积岩组成。大红山群的岩石成因、年代格架及其形成的构造背景缺乏系统研究,制约了地质学家们全面认识和理解扬子西南缘<~1.75 Ga的构造演化历史。本文以大红山群底部老厂河组变沉积岩及其内部变火山岩夹层为重点研究对象,开展岩相学、全岩地球化学和锆石U-Pb定年等综合研究。岩石地球化学研究结果表明,变沉积岩的化学成分与大陆上地壳沉积物成分接近,原岩为成熟度较高的泥岩/页岩,未经历沉积再循环,形成于被动大陆边缘的构造背景;变火山岩原岩化学成分相当于钙碱性过铝质A型流纹岩,形成于造山后的大陆裂谷拉张环境。锆石U-Pb定年结果显示,老厂河组变沉积岩的碎屑锆石记录了2.3~2.2 Ga和1.9~1.75 Ga两个主年龄峰以及2.7~2.6 Ga次年龄峰。结合前人研究结果,表明大红山群物源主要来源于扬子地块西南缘的太古宙-古元古代基底岩石。变火山岩样品的岩浆锆石核部记录了1 713~1 711 Ma的年龄,应代表老厂河组原岩的形成时代,锆石的变质增生边限定峰期变质时代为约843 Ma。综合前人研究结果表明,大红山群普遍经历了849~837 Ma的新元古代变质事件。综上所述,扬子地块西南缘的大红山群完好记录了与Columbia超大陆裂解有关的非造山岩浆活动,新元古代变质事件可能与Rodinia超大陆裂解和聚合过程密切相关。     

SHRIMP U–Pb geochronology of authigenic xenotime and its potential for dating sedimentary basins

SHRIMP (Sensitive High‐Resolution Ion MicroProbe) analytical procedures have been developed to enable dating of the small, early diagenetic xenotime overgrowths that commonly occur on zircons in siliciclastic sedimentary rocks. The method will be particularly useful in Precambrian terranes, where diagenetic xenotime dating could play a role equivalent to biostratigraphic dating in the Phanerozoic. Reliable ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb data are more readily obtained than ²⁰⁶Pb/²³⁸U, which also favours application to the Precambrian. However, it is demonstrated that ²⁰⁶Pb/²³⁸U dating of larger overgrowths (>10 μm) is also viable and applicable to Phanerozoic samples. SHRIMP Pb/Pb geochronology of authigenic xenotime in an unmetamorphosed Palaeoproterozoic sandstone in the Kimberley Basin has constrained diagenesis to a precision of ± 7 Ma. In contrast, greenschist‐facies metasediments of the Archaean Witwatersrand Basin, South Africa, contain both authigenic and alteration xenotime that record a complex history of growth from early diagenesis to the last major thermal event to affect the basin.     

SHRIMP U–Pb ages of diagenetic and hydrothermal xenotime from the Archaean Witwatersrand Supergroup of South Africa

SHRIMP dating of xenotime overgrowths on detrital zircon grains can constrain maximum durations since diagenesis and therefore provide minimum dates of sediment deposition. Thus, xenotime dating has significant economic application to Precambrian sediment-hosted ore deposits, such as Witwatersrand Au–U, for which there are no precise depositional ages. The growth history of xenotime in the Witwatersrand Supergroup is texturally complex, with several phases evident. The oldest authigenic xenotime ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb age obtained in sandstone underlying the Vaal Reef is 2764 ± 5 Myr (1 σ), and most likely represents a mixture of diagenetic and hydrothermal growth. Nevertheless, this represents the oldest authigenic mineral age yet recorded in the sequence and provides a minimum age of deposition. Other xenotime data record a spread of ages that correspond to numerous post-diagenetic thermotectonic events (including a Ventersdorp event at ≈ 2720 Ma) up to the ≈2020 Ma Vredefort event.     

锆石U-Pb同位素测年原理及应用

U-Pb法是国内目前最重要的同位素测年方法.通过分析锆石U-Pb同位素测年的基本原理、不同成因锆石的特征及常用测试技术,综述了该方法在母岩形成年龄、地质演化事件、碎屑沉积物来源、沉积时代等方面的应用.指出锆石微区U-Pb年龄测定技术的引进对我国的地质科学研究起到了巨大的推动作用,并且其应用领域仍在进一步扩展.     

Uraniferous diagenetic xenotime in northern Australia and its relationship to unconformity-associated uranium mineralisation

Stratabound, uraniferous diagenetic xenotime cements provide a minimum depositional age of 1,632±3 Ma for the sedimentary Birrindudu Group in the Killi Killi Hills, Tanami Region in northern Australia. The age of xenotime formation is broadly coeval with that recently proposed (1,650–1,600 Ma) for uranium mineralisation in the unconformity-associated deposits of the Pine Creek Inlier, northern Australia, and Athabasca Basin, Canada. The geological setting and formation model for the uraniferous xenotime crystals are similar to those widely proposed for unconformity-associated uranium deposits, suggesting a genetic link between the two. However, xenotime formation in the Birrindudu Group occurred during an apparently earlier stage of diagenesis, compared to late diagenetic formation of unconformity-associated uranium deposits. This could be explained by variations in the thickness of sediment cover and diachronous diagenesis across the basin, at the time of the basin-wide uranium mobilisation event, herein dated at ca. 1,630 Ma. In such a scenario, stratabound uraniferous xenotime cements could represent the remote distal zones of a more deeply buried, uranium mineralising system. Alternatively, the xenotime layer represents a precursor to, or a source for, later unconformity-associated ore deposition. In this case, the presence of diagenetic uraniferous xenotime in an area prospective for unconformity-associated uranium mineralisation would be an indication of, and still provide an approximate age for, uranium mobilisation within the cover sequence. Xenotime is a far more robust mineral than uraninite for U–Pb geochronology and can potentially provide a more reliable and precise timeframe for uranium mineralisation and subsequent recrystallisation events if present in the immediate uranium-ore environment.     

热对流成岩作用的基本特征与研究意义

介绍了热对流产生的条件与地质背景,指出火成侵入体、盐丘和活跃断层周围等温线陡倾斜场所易发生热对流成岩作用。综述了岩浆成因热对流的岩石学记录,包括热变质作用、突然升温—逐渐降温的自生矿物组合和相对高温的自生矿物类型,分析了自生伊利石的K/Ar年龄在热对流成岩作用研究中的作用。阐述了热对流成岩作用对盆地动力学、砂岩储层和油气运移研究的意义。     

下二台群的构造变形特征及同位素测年的地质意义

下二台群是出露于辽宁省北部、吉林省南部的一套变质岩系,位于吉黑造山带南缘.在1：5万区域地质调查工作中,运用造山带非史密斯地层理论、构造解析及韧性变形带研究方法,对其构造变形进行系统研究,划分出3期构造变形作用,并进行了同位素测年.据此从原下二台群地层中剥离出太古宙变质表壳岩组合,并依据此套变质岩系的构造变形特征将原下二台群地层改建为下二台岩群.     

老君山正长岩锆石SHRIMP定年

老君山正长岩锆石SHRIMP定年结果为34.8±1.6Ma(2σ),MSWD=0.38(可信度为0.96),相当于渐新世,属于喜马拉雅期。通过锆石定年分析结果对其成岩时代及锆石的成因进行探讨。     

内蒙古固阳地区新太古代侵入岩的岩石特征及时代

通过区调填图在固阳地区新发现了一套新太古代TTG质的侵入岩.这套岩石主要由闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩组成, 虽然遭受了一定程度的变质作用, 但仍保存了较完整的侵入岩外貌, 与太古宙灰色片麻岩在外貌上存在明显区别.岩石为钙碱性系列, 总体属TTG岩系的一部分.根据同位素资料确定岩石的年龄为2 40 0~ 2 5 0 0Ma, 属新太古代末期.