华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示

目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130～125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156～139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70～-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387～2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64～+6.22、tDM1=537～969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30～-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917～2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160～139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130～120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156～139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139～130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130～125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。     

辽西兴城地区新太古代花岗质杂岩特征与成因

辽西兴城台里地区新太古代花岗质杂岩主要分为黑云长石片麻岩和花岗闪长质片麻岩两类,是华北克拉通新太古代花岗质地壳的重要组成部分。花岗闪长质片麻岩类均为“模糊的”渐变过渡,没有侵入体的一般特点,与黑云长石片麻岩类相互混杂伴生,显示协调的变形或过渡关系。显微组构研究发现两类片麻岩均可分为两种不同的结构相类型: 原生结构相及新生结构相。从黑云长石片麻岩类到花岗闪长质片麻岩类具有新生结构相逐渐增多、原生结构相逐渐减少的变化规律。在常量元素上,两类片麻岩SiO₂ 与MnO、CaO、TiO₂、Fe₂O₃、MgO 的变化特征具有线性分布的趋势; 在微量及稀土元素含量变化特征上,两类片麻岩具有相似的特点。花岗闪长质片麻岩类在成因上属于深熔型花岗岩,其源岩可能为一套副变质的硬砂岩。     

辽东半岛丹东地区晚侏罗世花岗岩成因及其对华北克拉通破坏的制约

辽东半岛广泛发育中生代花岗质岩浆作用,与华北克拉通东部岩石圈的大规模改造时空上紧密相关。以往研究多关注于晚三叠世和早白垩世两期岩浆活动,对晚侏罗世岩浆活动的研究相对较少。晚侏罗世作为华北克拉通东部破坏与岩石圈减薄过程的重要演化阶段,该时期的岩浆活动可以提供重要信息。本文着重选择辽东半岛具有代表性的晚侏罗世五龙岩体和虎山岩体为研究对象,其岩性为二长花岗岩,锆石U-Pb定年表明它们形成于161～158Ma。五龙和虎山二长花岗岩均具有高SiO₂(72.90%～75.02%)、Al₂O₃(13.40%～14.28%)含量和低MgO(0.14%～0.24%)、Fe₂O₃^T(0.79%～1.35%)含量,属于一套高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩。五龙和虎山二长花岗岩富集轻稀土和大离子亲石元素(LILEs:Rb、Ba和K),亏损重稀土和高场强元素(HFSEs:Nb、Ta和Ti),具Eu负异常,与典型的岛弧岩浆岩地球化学特征类似。此外,样品还表现出较高Sr含量、Sr/Y值(16.9～...     

张广才岭南部早—中侏罗世花岗质岩浆作用及构造演化

近年来对张广才岭南部中生代花岗岩成因和演化等问题的研究较少,对其进行系统的同位素年代学和岩石地球化学研究有助于加深对张广才岭南部早—中侏罗世构造岩浆演化及地球动力学背景的认识。张广才岭南部早侏罗世花岗岩主要由黑云母石英闪长岩、黑云母花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩组成,3件样品的LA- ICP- MS锆石U- Pb年龄为172. 7~182. 4Ma,属于早侏罗世。黑云母石英闪长岩和花岗闪长岩以含有大量暗色微粒包体为特点,具有钙碱性、A/CNK值小于1. 1、Eu具弱负异常(δEu=0. 55~1. 03)等地球化学特征,属于I型花岗岩,具有壳幔混合成因机制;黑云母二长花岗岩为过铝质高钾钙碱性岩石,具有S型花岗岩特征;中侏罗世黑云英云闪长岩富含暗色微粒包体,其A/CNK值小于1. 1(0. 88~0. 93),为钙碱性I型花岗岩;正长花岗岩和碱长花岗岩具有高硅(SiO2=76. 89%~77. 82%)、富碱(K2O+Na2O=6. 36%~8. 5%)、富铁贫镁(FeOT/MgO=6. 2~20. 6)的特征,并且稀土总量高、Eu负异常明显(δEu=0. 01~0. 74)、轻稀土富集、重稀土亏损,属于A2型花岗岩。对张广才岭南部早—中侏罗世花岗岩的研究表明,早侏罗世早期(172. 7~182. 4Ma),由于古太平洋板块的俯冲及后续的岩石圈拆沉效应, 导致地幔上隆及幔源岩浆的板底垫托造成古老地壳和新生地壳的部分熔融,由此形成具壳幔混合成因的花岗岩体;早侏罗世晚期(172. 7Ma),东侧佳木斯板块与张广才岭地块碰撞造山作用形成黑云母二长花岗岩体;中侏罗世早期(168. 1Ma),东侧大洋板块的俯冲作用持续,形成具壳幔混合成因的黑云英云闪长岩;中侏罗世晚期(166Ma),构造环境逐渐由挤压造山向造山后伸展环境转变。     

早白垩世华北克拉通岩石圈减薄与破坏动力学：兼论古太平洋型活动大陆边缘

早白垩世时期华北克拉通的演化为探索大陆再造提供了典型案例，强烈地壳伸展、岩石圈减薄及克拉通破坏的机理及动力学长期以来一直是争议的焦点。早白垩世岩石圈伸展形成了包括辽南和五莲变质核杂岩在内的地壳伸展构造组合，同时伴随着巨量壳- 幔岩浆活动性，这些构造- 岩浆活动是克拉通岩石圈壳- 幔耦合拆离与解耦拆离作用的结果，可以用克拉通岩石圈壳- 幔拆离模型(parallel extension tectonics)解释。与此同时，具有相似特点(时间、几何学、运动学和动力学)的构造- 岩浆活动遍布包含东北亚、中国华北和华南及俄罗斯远东地区等在内的整个欧亚大陆东部地区，反映在统一构造环境中发展和演化的本质，而华北克拉通成为早白垩世欧亚大陆东部地区岩石圈伸展的典型案例。广布的早白垩世伸展构造东侧紧邻古太平洋板块俯冲作用形成的陆缘增生杂岩带，构成独特的古太平洋型活动大陆边缘。这种大陆边缘保留和记录了与现今西太平洋型和安第斯型活动大陆边缘全然不一致的构造特点，包含增生杂岩(海沟增生楔处)与面状伸展构造域两个构造要素，但缺乏典型的大规模岩浆弧的存在。地幔分层对流对于古太平洋- 欧亚大陆间洋陆相互作用、大陆岩石圈伸展、克拉通岩石圈减薄与破坏提供了重要动力来源，而板块边缘力起着重要的辅助作用。     

冀东地区早侏罗世岩浆岩成因及其意义

冀东地区位于华北克拉通东部,区内中生代岩浆活动强烈,形成了大量不同时代的侵入岩,成为研究华北克拉通破坏过程的重要研究对象。本文在冀东青龙地区对蛇盘兔花岗岩和龙须门闪长岩进行了锆石离子探针定年,分别获得了1920±24Ma和1905±13Ma的年龄,结合前人在冀东其它地区获得的190～199Ma的不同岩体的锆石年龄,表明冀东地区早侏罗世是一重要的岩浆作用时期。青龙地区的早侏罗世岩浆岩由经历了不同程度结晶分异的中-酸性岩组成,它们的锆石ε_(Hf)(t)明显高于华北古老下地壳的范围,说明可能并不是完全由古老下地壳重熔产生。另一方面,蛇盘兔花岗岩和龙须门闪长岩的锆石ε_(Hf)(t)均具有较小的变化范围,结合它们极低的Cr、Ni含量,可以排除壳幔岩浆的直接混合。鉴于该地区在三叠纪岩浆岩中存在亏损地幔物质的加入,推测冀东青龙地区早侏罗世岩浆岩可能来源于三叠纪底侵作用形成的新生地壳与古老地壳的混合源区的部分熔融。     

华北克拉通东北部新太古代晚期岩浆作用和地壳增生:锆石U-Pb-Hf同位素、微量元素和地球化学制约

辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和微量元素及全岩地球化学和锆石Hf同位素研究为探讨华北克拉通东北部前寒武纪地壳生长和演化提供了制约。结果表明,辽西地区钓鱼台二长花岗岩和辽南地区城子坦片麻状石英闪长岩、安波花岗质片麻岩中锆石均发育岩浆生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.24~1.75)和锆石稀土元素特征,暗示它们均为岩浆锆石。定年结果显示,钓鱼台二长花岗岩、城子坦片麻状石英闪长岩和安波花岗质片麻岩的原岩分别形成于2519±9Ma、2505±10Ma和2519±11Ma,即它们均形成于新太古代晚期。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石均具有高SiO2(61.85%~73.38%)、低MgO(0.36%~2.83%)、富Na2O+K2O(7.64%~10.86%)的特征,为准铝质-弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,发育弱的Eu负异常和Sr、P、Ti的亏损。岩浆锆石均具有正的εHf(t)值,介于0.4~5.9之间,tDM1变化于2595~2798Ma之间,峰值年龄为2740Ma,与华北克拉通最重要的一次地壳增生事件相一致。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石形成于板块俯冲的弧构造环境下新增生下地壳物质的部分熔融。     

什么控制了华北克拉通东部在新近纪的构造活动?

在新近纪初期(约23 Ma)的时候,在当时中国大陆周边板块构造环境没有发生重大变化的情况下,华北克拉通东部构造活动性质仍发生了明显的变化.比如,华北克拉通东部的岩石圈增厚了,唐山-邢台断裂开始活动的同时太行山山前断裂却变得不活跃了,华北局部构造变形性质发生了变化等.虽然在古近纪和8 Ma以后,有证据显示印度-欧亚大陆的...     

婆罗洲西部中生代古太平洋安第斯型俯冲的岩浆作用记录

古太平洋俯冲作用在婆罗洲如何表现，有何地质记录？西北婆罗洲与西南婆罗洲是否属于以板块缝合线分割的不同陆块，中生代时期婆罗洲西部与我国东南沿海存在何种关联？回答上述科学问题是揭秘中生代古太平洋俯冲体系的关键一环。本文系统综合了近年笔者在西北和西南婆罗洲所开展的野外调查和代表性火成岩的主微量元素和Sr- Nd- Pb同位素组成、以及锆石U- Pb年代学和Hf- O同位素数据。研究表明，西北婆罗洲发育三叠纪(约256~216 Ma)由少量新生地壳物质参与的基底熔融而成花岗质岩石。沙捞越古晋带(Sarawak Kuching zone)卢帕线(Lupar Line)的帕控(Pakong)和萨拉邦(Sarabang)镁铁质岩石形成于约98~84 Ma，以卢帕线所代表的洋盆主要发育于白垩纪。沙捞越古晋带内前人划属的三叠纪西连组(Serian)火山岩中至少有相当部分与佩达万(Pedawan)组沉积岩系和诗马丹- 伦杜- 诗里阿曼(Sematan- Lundu- Sri Aman)花岗质岩石同期，为晚白垩世(约95~77 Ma)产物。加里曼丹西北地区原定义为上三叠统—下侏罗统的孟嘉影(Bengkayang)组沉积岩属上侏罗统，莱雅(Raya)组火山岩形成于早白垩世(约144~130 Ma)。同时在加里曼丹西北定义的孟嘉影花岗岩和门西堡(Mensibau)花岗岩基分别为晚侏罗世(~155 Ma)和早白垩世(约140~130 Ma)产物。在西南婆罗洲，以往认为属上古生界的夸扬(Kuayan)组和吉打邦(Ketapan)组为上三叠统—下侏罗统或下侏罗统沉积，其物源为巽他古陆活动大陆边缘产物。原划属变质基底的帕诺杂岩(Pinoh Complex)及默努努(Menunuk)组变火山岩主体形成于早白垩世(约135~120 Ma)。以往填图为喀拉巴(Kerabai)组的火山岩可进一步细分为早侏罗世(~190 Ma)贝特农(Betenung)火山岩组、晚侏罗世(~155 Ma)库达根(Kudamgan)火山岩组和晚白垩世(约102~85 Ma)喀拉巴火山岩组。作为西南婆罗洲主体的苏卡达纳(Sukadana)岩基并非前人划属的晚白垩世，而是至少包含了早侏罗世(~190 Ma)贝拉班(Belaban)岩体、晚侏罗世(约160~150 Ma)门腾巴(Mentembah)岩体和晚白垩世(约87~72 Ma)苏卡达纳岩体的复式岩基。由西北婆罗洲和西南婆罗洲构成的婆罗洲西部至少发育了约200~190 Ma、~155 Ma、约140~125 Ma和约99~77 Ma四期岩浆作用，且空间上自西而东依次年轻，与我国东南沿海地区和南海北部陆架具高度一致性。不论在西北婆罗洲还是西南婆罗洲，其早、晚侏罗世和早白垩世镁铁质和长英质火成岩均有着相似Sr- Nd- Pb- Hf- O同位素组成，以正的或接近零的εNd(t)、太平洋型Pb同位素组成、正的锆石εHf(t)和地幔型δ18O值为特征，他们分别起源于受俯冲组分改造的地幔楔或其新生镁质地壳。沙捞越古晋带晚白垩世卢帕线帕控- 萨拉邦镁铁质岩石以高度亏损εNd(t)的MORB型岩石为特征，分布于沙捞越古晋带和南施瓦纳山的晚白垩世镁铁质和长英质火成岩均显示出弧型地球化学属性。研究表明：西南婆罗洲与西北婆罗洲之间缺乏早中生代板块缝合边界，两者一起构成婆罗洲西部,呈北北东向位于巽他古陆印支- 东马来陆块之东南缘。进一步的综合对比表明，早侏罗世—晚白垩世期间婆罗洲西部经历了自内而外向东扩展的俯冲增生造山作用，其晚白垩世俯冲边界发育于古晋带卢帕线—中加里曼丹帕朗卡拉亚(Palangkaraya)一带。从婆罗洲西部经我国东南沿海进入日本一线的东亚陆缘发育了中生代的长寿命(>120 Ma)巨型古太平洋安第斯型增生造山带，其俯冲作用于三叠纪—侏罗纪之交(~200 Ma)或更老(早三叠世)即已启动、且具“多阶段俯冲- 后撤”特点，直至晚白垩世末期方才转换为现今西太平洋俯冲体系。     

小兴安岭中部早侏罗世花岗质岩石的年代学与地球化学及其构造意义

本文对小兴安岭中部3个花岗岩和1个黑云母二长岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,以便了解其形成时代、成因以及它们所揭示的区域构造背景.研究区4个代表性岩石中的锆石均呈自形-半自形,显示出典型的岩浆震荡生长环带,暗示其为岩浆成因.测年结果表明研究区所讨论的花岗岩与黑云母二长岩均为早侏罗世(175～185Ma)岩浆事件的产物.这些花岗岩的SiO2含量为67.32％～75.61％,Al2O3含量为12.76％～16.71％,全碱(Na2O+ K2O)值为8.07％～10.40％,Na2O/K2O值为0.94～1.67,属于高钾钙碱性系列.此外,该期花岗岩的A/CNK值均小于1.1,且A/NK均大于1,显示I型花岗岩的特点;且以富集大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs)为特征.锆石εHf(183～185Ma)=+6.3～+10.8,对应的二阶段模式年龄为754～1092Ma,显示它们的岩浆起源于新增生陆壳的部分熔融.该期花岗岩与区域上同时代的镁铁质-超镁铁质侵入岩组成典型的双峰式火山岩组合,揭示该区在早侏罗世处于一种伸展环境.结合区域早侏罗世火山岩的空间展布特征,小兴安岭中部早侏罗世花岗岩的形成应与古太平洋板块向欧亚大陆下俯冲作用和蒙古-鄂霍茨克洋向额尔古纳地块之下俯冲作用——即双向俯冲作用的弧后伸展环境相对应.     

华北中生代岩浆作用与去克拉通化

华北是全球古老克拉通遭受破坏最明显和最典型的地区,其去克拉通化作用的时间、范围和机制等重要科学问题是国内外研究的热点。大规模岩浆作用是去克拉通化作用的地质表现之一,通过对华北地区侵入岩侵位时代、源区、成岩过程的研究,可有效反演其去克拉通化作用的时空范围、过程及可能的动力学机制。华北东部广泛发育大面积的中生代侵入岩,本文在作者近十年研究的基础上,通过总结华北东部中生代侵入岩的锆石U-Pb年代学资料,厘定了华北东部中生代岩浆活动主要分为三叠纪、侏罗纪和早白垩世三期;通过岩浆源区、岩石成因研究,探讨不同时期岩石圈(地幔和大陆地壳)性质和厚度的转变及破坏的空间范围;在此基础上,结合区域地质特征初步探讨了华北去克拉通化的地球动力学机制。     

辽东黄花甸地区古元古代花岗质岩浆作用及其地质意义

胶-辽-吉古元古代造山/活动带的辽东黄花甸地区出露大量古元古代花岗质岩石,前人将该区的花岗质岩石统称为花岗质混杂岩。本文通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗质混杂岩解体为时代及性质完全不同的两类花岗岩——黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩。其中黑云母二长花岗岩具有块状、条痕状、片麻状的不同构造类型,均显示富SiO_2(72.37%~77.44%)、贫Al_2O_3(11.69%~13.21%)、富K_2O(3.97%~5.11%)的特征,Na_2O/K_2O=0.64~1.08,TiO_2含量在0.18%~0.34%之间,MnO、MgO和P_2O_5的含量较低,分别为0.01%~0.07%、0.12%~0.32%和0.01%~0.06%,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.33~1.45之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质高钾钙碱性系列;微量元素Sr、Ba、Ti、P强烈亏损,具有明显的Eu负异常,具有A型花岗岩的特征。黑云母二长花岗岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从3个样品获得LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为2185±29Ma、2183±13Ma、2166±10Ma,据目前所获得南辽河群碎屑锆石年龄(1.95~2.15Ga),本文认为黑云母二长花岗岩的侵位时代要早于南辽河群地层沉积的时间,构成了南辽河群地层沉积的基底。花岗闪长岩呈岩枝状侵入黑云母二长花岗岩和里尔峪组地层中,富SiO_2(72.54%~74.31%)、Al_2O_3(15.01%~16.17%),全碱(K_2O+Na_2O)平均7.77%,相对富钠(Na_2O/K_2O=1.27~2.82),贫钙、镁,MgO平均为0.26%,CaO平均为1.59%,Mg#值平均为54.0,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.61~1.78之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质钙碱性系列,具明显的Eu正异常,Y/Yb低,Sr/Y高,而且强烈亏损Th、Ta、Nb、Ti等高场强元素,富集Ba、K、Rb、Sr等低场强元素,具有埃达克质花岗岩的特征。花岗闪长岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从2个样品获得LAICP-MS锆石U-Pb年龄分别为1995±18Ma、1995±13Ma。可以推断花岗闪长岩的侵位时代为2.0Ga左右。本文认为具有A型特征的黑云二长花岗岩是陆块内部拉伸减薄-裂解过程中下部地壳部分熔融的产物,具有埃达克质特征的花岗闪长岩是俯冲过程中所形成火山弧或活动大陆边缘岩浆活动的产物。以上研究表明胶-辽-吉古元古代造山/活动带可能经历了在2.2~2.15Ga左右的拉伸裂解过程和2.0Ga左右俯冲挤压的构造演化过程。     

Geochemical and isotopic constraints on the age and origin of mafic dikes from eastern Shandong Province,eastern North China Craton

Post-orogenic mafic dikes are widespread across eastern Shandong Province, North China Craton, eastern China. We here report new U–Pb zircon ages and bulk-rock geochemical and Sr–Nd–Pb isotopic data for representative samples of these rocks. LA-ICP-MS U–Pb zircon analysis of two mafic dike samples yields consistent ages of 118.7 ± 0.25 million years and 122.4 ± 0.21 million years. These Mesozoic mafic dikes are characterized by high (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _i ranging from 0.7082 to 0.7087, low ?_Nd(t) values from??17.0 to??17.5, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb from 17.14 to 17.18, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb from 15.44 to 15.55, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb from 37.47 to 38.20. Our results suggest that the parental magmas of these dikes were derived from an ancient, enriched lithospheric mantle source that was metasomatized by foundered lower crustal eclogitic materials prior to magma generation. The mafic dikes underwent minor fractionation during ascent and negligible crustal contamination. Combined with previous studies, these findings provide additional evidence that intense lithospheric thinning beneath eastern Shandong occurred at ～120 Ma, and that this condition was caused by the removal/foundering of the lithospheric mantle and lower crust.     

福建锦城187Ma花岗岩的发现——对华南沿海早侏罗世构造演化的制约

本文对福建沿海福清地区的锦城花岗岩和牛头尾花岗闪长岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb-Hf同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示锦城花岗岩的年龄为187±1Ma,为福建沿海首次发现的早侏罗世岩浆活动;牛头尾花岗岩形成时代为130±1Ma,代表燕山晚期(白垩纪)的一期岩浆活动.锦城花岗岩具有高5iO2、偏碱、高Fe2OT3等特征,为高钾钙碱性系列,岩石相对富集轻稀土,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,富集Ba、Sr等大离子亲石元素,具高Rb/Sr( 1.31 ～ 1.93)比值及低Rb/Ba(0.26 ～0.29)、Eu/Eu*(0.30 ～0.56)、La/Yb(5.69 ～ 18.39),Sr/Y(2.24 ～2.29)比值,为典型的Ⅰ型花岗岩,且具有火山孤花岗岩的地球化学特征,很可能形成于与俯冲相关的构造背景.牛头尾花岗岩相比锦城花岗岩低SiO2,贫钾,而富镁、钙,属于花岗闪长岩.其更亏损Nb、Ta及富集Ba、Sr,具较低Rb/Sr(0.27)、Rb/Ba(0.09)比值和较高的Eu/Eu*(0.98)、La/Yb( 16.87),Sr/Y( 19.08)比值,同样为具有弧特征的钙碱性Ⅰ型花岗岩,也形成于与大洋俯冲有关的构造背景.锦城花岗岩和年头尾花岗闪长岩具有相似的锆石Hf同位素组成,εHf(t)分别为2.18～4.73和1.25 ～4.15,tDMC均为～ 1.0Ga,表明二者起源于相同的新元古代新生地壳.结合已有的资料,本次研究发现锦城花岗岩与南岭地区同时代岩浆岩( 194 ～ 172Ma)在成因上有密切的联系,暗示古太平洋板决的俯冲很可能自早侏罗世开始.这样,华南古特提斯构造域向古太平洋构造域的转换很可能发生在早侏罗世之前,大致在205 ～ 190Ma期间.     

A Mesoproterozoic palaeokarst on the North China Craton in the Xingcheng area of Liaoning Province,China: characteristics and significance on paleogeography

ABSTRACT

Palaeokarsts are rarely preserved and recognized from Precambrian strata. However, a Mesoproterozoic palaeokarst was recently discovered on the top of the Tuanshanzi Formation in Xingcheng, Liaoning Province, China. This palaeokarst recorded karstification fissures, three types of breccias and unique vadose filling. Four factors: no bedding fillings, vadose cements, restricted palaeokarst development, and the overlying beds without involved any karstification, supported this palaeokarst occurred before the deposition of the Dahongyu Formation. Relative sea-level changes and tectonic movement provided the essential external cause for this palaeokarst, which revealed the hiatus between the Dahongyu Formation and the Tuanshanzi Formation in the Yan-Liao Aulacogen of the North China Craton. This finding was significant and valuable for discussing the ‘Xingcheng Movement’ and unconformity contact relationships between the two formations observed around the basin. As the palaeokarst did not extend to the interior of the basin and the unconformity occurred mainly in the margins of basin, the significance of them is always underestimated. Nevertheless, this palaeokarst and other sedimentary features could represent an apparent transition of Yan-Liao Aulacogen basin evolved from rift to depression under the background of Supercontinent Columbia breakup.     

Palaeoproterozoic granitic magmatism in the northern segment of the Jiao-Liao-Ji Belt: implications for orogenesis along the Eastern Block of the North China Craton

As the northern segment of the Jiao-Liao-Ji Belt (JLJB), the Palaeoproterozoic Liaoji Belt is a key region for deciphering the formation and evolution of the North China Craton (NCC). In this study, we present the geochronology, geochemical, and isotopic studies on the monzogranitic gneiss, which is one of the major lithotectonic elements of the Liaoji Belt. LA-ICP-MS zircon U–Pb dating reveals that the studied monzogranitic gneisses were formed in the period of 2213–2178 Ma. They are in tectonic contact with the Palaeoproterozoic volcano-sedimentary rocks in the field. The monzogranitic gneisses belong to the high-K calc-alkaline series, and are metaluminous to peraluminous. They have 10,000 Ga/Al ratios of 2.63–3.14 with an average of 2.90, and are thus classified as aluminous A-type granites. Their ε_Nd(t) values vary from ?3.4 to +2.5, indicating heterogeneous source region. The monzogranitic gneisses are characterized by enrichment in LREE and LILE (e.g. Rb, Ba, Th, and K) and depletion in HREE and HFSE (such as Nb, Ta, and Ti), and are typical to magmatism in active continental margins formed in a subduction-related tectonic setting. Taking into account their A-type affinity and regional geological data, we suggest that the monzogranitic gneisses were most probably generated in a local extensional back-arc environment during subduction.     

Petrogenesis and Tectonic Implications of Jurassic Granites in the Xingcheng Area, Northeastern North China Craton

New integrated geochemical studies are reported for Jurassic granites of the Xingcheng area in the northeastern North China Craton. U–Pb zircon data indicate that the Huashan and Taili monzogranites were emplaced during the Early (189 ± 2 Ma) and Late (155 ± 1 Ma) Jurassic, respectively. They are typical of high-K calc-alkaline series rocks and I-type granites, according to our whole-rock geochemical researches. Both Early and Late Jurassic monzogranites show adakitic rock characteristics because of their high Sr contents (221–347 ppm) and Sr/Y ratios (28.7–37.5), and low Y contents (7.83–14.7 ppm). The Early Jurassic monzogranite samples have an (87Sr/86Sr)i ratio of 0.7046, εNd(t) values of ?11.62 to ?11.51, and εHf(t) values of ?13.6 to ?6.4, whereas the Late Jurassic monzogranites have higher (87Sr/86Sr)i ratios of 0.7069–0.7071 and lower εNd(t) (?20.65 to ?20.46) and εHf(t) (?27.6 to ?20.0) values. We suggest that the Early Jurassic adakitic rocks were derived from partial melting of thickened lower crust contaminated with mantle-derived materials, related to subduction of the Paleo-Pacific Plate. The Late Jurassic adakitic rocks were derived from partial melting of thickened lower crust in an extensional tectonic setting associated with an active continental margin.     

辽西赤峰—朝阳金矿带早白垩世以来的隆升剥蚀及启示意义

华北克拉通于中生代遭受严重破坏的观点已被地学界广泛接受。其北缘的辽西地区赤峰—朝阳金成矿带之岩浆作用和成矿作用被认为是克拉通破坏事件的典型响应。在区域地质和矿床地质调查的基础上,选择该矿带的金厂沟梁金矿区和排山楼金矿区,分别针对与成矿时间一致的西对面沟岩体(成岩时间128 Ma)和大石头沟岩体(成岩时间128~126 Ma)进行了矿物组合、结晶温度、氧逸度和侵位深度研究。采用黑云母全铝压力计获得两个岩体结晶压力平均值分别为97 MPa和145 MPa,按照地壳密度2.7 g/cm³估算了两个岩体的侵位深度分别为3.67 km和5.48 km。根据以上估算结果并结合前人研究成果,认为早白垩世以来赤峰—朝阳金成矿带剥蚀深度应该在3.67~7.70 km范围,平均值5.27 km。此外,在收集和综合对比分析华北地区隆升剥蚀资料的基础上,认为自早白垩世以来华北地区总体剥蚀深度范围为2.0~10.0 km,主要集中在2.0~6.0 km,平均值约5.60 km。这一认识对于华北地区进一步找矿具有重要参考意义。