苏鲁造山带荣成超高压地体片麻岩锆石年龄和铪同位素组成特征

本文对苏鲁造山带内荣成超高压地体片麻岩样品进行了锆石U-Pb年龄、Hf同位素和全岩Nd同位素分析,旨于探讨片麻岩的原岩性质及成因。3个片麻岩样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄(770Ma和710Ma之间)表明原岩形成于晚元古代,与Rodinia超大陆裂解过程的岩浆活动时间相吻合。14个片麻岩的单阶段钕模式年龄变化在1.70Ga至2.30Ga(平均～1.93Ga),表明荣成超高压地体片麻岩平均地壳存留时间为古元古代,与扬子陆块的平均地壳形成年龄相一致,暗示具有扬子陆块属性。其锆石ε_(Hf)(t)值(t=750Ma)和模式年龄值变化范围大。2个片麻岩的锆石具有非常负的ε_(Hf)(t),平均值为-16.4,铪模式年龄为2.70Ga。6个片麻岩的锆石ε_(Hf)(t)平均值为-7.7,铪模式年龄为2.15Ga。这些结果表明荣成超高压地体部分原岩主要由太古代-古元古代地壳物质在晚元古代时重熔形成的,进一步说明荣成地区可能有扬子陆块的太古代地壳残留。另有6个片麻岩的锆石ε_(Hf)(t)变化范围为-0.56至6.6之间,其中部分锆石的两阶段Hf模式年龄为0.81Ga至0.94Ga,表明片麻岩原岩晚元古代形成时,有幔源岩浆活动和新生地壳形成,可能同时存在强烈壳-幔相互作用,上侵的幔源岩浆底侵导致上覆扬子陆块太古代-古元古代地壳物质重熔,形成花岗质岩浆。     

云开变质杂岩新元古代深熔作用:混合岩锆石U-Pb年代学证据

为确定云开地块前寒武纪变质基底(云开变质杂岩)的混合岩化作用时间,对天堂山岩群中混合岩的基体和脉体进行了锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年研究。结果表明,混合岩基体的原岩年龄为1086±24Ma;混合岩脉体锆石变质增生边的同位素年龄为852.6±8.8Ma,这代表了深熔(混合岩化)作用的年龄。上述年龄证明云开地区存在中元古代的变质基底和新元古代的深熔事件,该事件与区域上四堡运动的时间基本一致,说明其可能为扬子板块与华夏板块发生拼合作用的地质记录。     

崆岭杂岩中角闪岩类的年代学和地球化学

通过崆岭杂岩中角闪岩类的年代学和地球化学研究,以揭示黄陵结晶基底的形成及演化。崆岭杂岩主要由太古代的TTG片麻岩和角闪岩类岩石,以及早元古代孔兹岩系组成,角闪岩类以围岩或包体的形式存在于TTG片麻岩的周围和内部。角闪岩类围岩的全岩Sm-Nd等时线年龄为2 998.9 Ma,原生岩浆锆石的U-Pb年龄为3 013 Ma,均代表角闪岩类原岩的形成时间,且与包体状斜长角闪岩原岩的年龄(3.0 Ga)相同。说明以围岩或包体存在的角闪岩类,其原岩的形成年龄均为3.0 Ga。微量元素和Nd同位素地球化学特征指示,角闪岩类原岩形成的构造环境为大陆初始裂谷环境。角闪岩类岩石中变质新生锆石的U-Pb年龄为2 043 Ma,指示黄陵地区存在第Ⅲ期(2.1～1.9 Ga)角闪岩相热变质事件,且该期热变质作用将松散的陆源碎屑岩等变质为孔兹岩系,从而构成早元古代结晶基底,并与晚太古代稳定陆块焊结在一起,最终完成整个黄陵结晶基底的形成。     

粤西福湖岭混合岩及其原岩的地质年代学研究

为了深入认识华夏地块早古生代陆内造山作用相应的地壳再造过程,本文选取粤西福湖岭混合岩进行了详细的岩相学以及锆石U-Pb年代学研究。根据混合岩化程度,粤西福湖岭混合岩剖面由上而下可以分为3部分:混合岩化沉积变质岩、条带状混合岩和混合花岗岩。根据岩性与岩相学特征,福湖岭混合岩又可分为古成体、暗色体和浅色体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果及与区域上基底变质岩资料的对比研究表明,福湖岭混合岩的原岩(古成体)是形成于新元古代的变质沉积岩。粤西福湖岭混合岩的形成时代为441~435 Ma,是华夏地块早古生代陆内造山事件的重要产物。     

江山-绍兴断裂带陈蔡岩群片麻岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

浙江诸暨陈蔡地区发育一套副变质岩层,由中深度变质的片麻岩、片岩和大理岩组成,与双溪坞群为断层接触,其地质时代多被视为与江山-绍兴断裂带南东侧的华夏地块古老变质基底相同。陈蔡岩群地处江绍断裂带北东端,变质和变形较深,前人将其划归为华夏古陆的小块体,地层时代曾与福建古元古代麻源岩群或浙江八都岩群和江西中元古代铁砂街组对比。在陈蔡岩群下吴宅组含榴夕线黑云斜长片麻岩及含榴黑云斜长片麻岩中获得大量的锆石,具有典型的核、幔、边结构,核部年龄集中在新元古代,206Pb/238U年龄加权平均值为848±10Ma和845±9Ma,锆石后期增生边部年龄多为加里东期的年龄,206Pb/238U年龄加权平均值为431.4±7.8Ma。陈蔡岩群斜长片麻岩获得的锆石核部较单一的U-Pb年龄,反映出陈蔡岩群下吴宅组夕线石所代表的泥质成分所含的锆石单一,其锆石核部年龄应代表陈蔡岩群下吴宅组的原岩年龄;同时,认为陈蔡岩群既不能与福建古元古代的麻源岩群对比,也不能与江西地区中元古代铁砂街组对比。其原岩为稍晚于双溪坞群（905～877Ma）的新元古代地层（848～845Ma）,从年代上倾向于江南造山带范畴。该年龄对江山-绍兴断裂带变质地层的区域对比和构造演化有重要意义。     

江山—绍兴断裂带陈蔡岩群片麻岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

浙江诸暨陈蔡地区发育一套副变质岩层,由中深度变质的片麻岩、片岩和大理岩组成,与双溪坞群为断层接触,其地质时代多被视为与江山—绍兴断裂带南东侧的华夏地块古老变质基底相同。陈蔡岩群地处江绍断裂带北东端,变质和变形较深,前人将其划归为华夏古陆的小块体,地层时代曾与福建古元古代麻源岩群或浙江八都岩群和江西中元古代铁砂街组对比。在陈蔡岩群下吴宅组含榴夕线黑云斜长片麻岩及含榴黑云斜长片麻岩中获得大量的锆石,具有典型的核、幔、边结构,核部年龄集中在新元古代,206Pb/238U年龄加权平均值为848±10Ma和845±9Ma,锆石后期增生边部年龄多为加里东期的年龄,206Pb/238U年龄加权平均值为431.4±7.8Ma。陈蔡岩群斜长片麻岩获得的锆石核部较单一的U-Pb年龄,反映出陈蔡岩群下吴宅组夕线石所代表的泥质成分所含的锆石单一,其锆石核部年龄应代表陈蔡岩群下吴宅组的原岩年龄;同时,认为陈蔡岩群既不能与福建古元古代的麻源岩群对比,也不能与江西地区中元古代铁砂街组对比。其原岩为稍晚于双溪坞群(905~877Ma)的新元古代地层(848~845Ma),从年代上倾向于江南造山带范畴。该年龄对江山—绍兴断裂带变质地层的区域对比和构造演化有重要意义。     

赣中变质基底Nd模式年龄初步研究及基底地壳的形成时代

本文研究了赣东南变质基底的Ｎｄ模式年龄（ＴＤＭ＝１３６０－２１２４Ｍａ,平均为１７５５Ｍａ）,结合变质岩的Ｒｂ－Ｓｒ,Ｓｍ－Ｎｄ等时线年龄确认赣中地区存在前寒武纪地壳基底,推测本区还有一个尚未出露的古元古－新太古代的花岗质陆壳,这个陆壳正是元古代的陆源区     

赣中变质基度Nd模式年龄初步研究及基底地壳的形成时代

本文研究了赣东南变质基底的Ｎｄ模式年龄（ＴＤＭ＝１３６０－２１２４Ｍａ,平均为１７５５Ｍａ）,结合变质岩的Ｒｂ－Ｓｒ,Ｓｍ－Ｎｄ等时线年龄确认赣中地区存在前寒武纪地壳基底,推测本区还有一个尚未出露的古元古－新太古代的花岗质陆壳,这个陆壳正是元古代的陆源区。     

扬子克拉通崆岭杂岩孔兹岩系同位素年代学研究及其地质意义

崆岭杂岩出露有一套覆盖于古老变质结晶基底之上的以含石墨和富铝矿物为特征的孔兹岩系。本文对该套孔兹岩系中代表性岩石类型榴线英岩开展了同位素稀释法(ID-TIMS)矿物–全岩Sm-Nd等时线测年。研究结果表明,榴线英岩形成于2078±31 Ma。榴线英岩Nd同位素组成相对均一(ε_(Nd)(t)值介于-4.9与-2.3之间),对应Nd同位素两阶段模式年龄介于2.91~2.70 Ga之间,表明大多数样品形成于封闭体系中。结合前人在同一套岩石组合中报道的锆石U-Pb年代学和岩石地球化学数据,推测崆岭杂岩孔兹岩系可能沉积于2.13~2.08 Ga,其原岩沉积物主要来自下伏的古老地壳物质,且其源区存在中太古代的初生地壳增长。扬子陆核经历的古元古代(2.08~1.94 Ga)高压麻粒岩相变质作用可能与全球广泛存在的同时期(2.1~1.8 Ga)碰撞造山事件有关,暗示其很可能是古元古代Columbia超大陆的重要组成部分。     

共和盆地西缘柔起岗地区变质岩系LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄 —原岩最大沉积时代及物源研究

共和盆地西缘原划古元古代金水口岩群中发育一套低级变质的灰色绢云石英片岩、绢云石英岩及黑云石英片岩组合,该套变质岩系原岩沉积时代及变质基底构造属性存在争议。本文对采自青海省兴海县柔起岗地区的两件片岩样品开展了系统的岩石学及LA-ICP-MS锆石 U-Pb年代学研究,对其原岩沉积时代、沉积物源及基底构造亲缘性进行了探讨。结果表明,该套片岩两件样品的碎屑锆石U-Pb年龄谱可明显分为新元古代和古元古代两个主年龄谱以及中元古代的两个次年龄谱,新元古代主年龄谱分别为688-908 Ma和711-841 Ma,峰值年龄为788 Ma和780 Ma,古元古代主年龄谱分别为1871-2174 Ma和1832-2194 Ma,峰值年龄为2140 Ma和2072 Ma,中元古代两个次年龄谱分别为1520-1638 Ma和1271-1276 Ma,峰值年龄为1635 Ma和1275 Ma。片岩最小碎屑锆石年龄值688 Ma限定了其原岩的最大沉积时代。塔洞片岩碎屑锆石U-Pb年龄谱特征表明其碎屑物质来源较为复杂,物源主体来自周邻造山带的西秦岭、东昆仑和柴达木盆地北缘构造带的前寒武纪块体,扬子板块对其沉积物源亦有部分贡献,而华北板块没有对其提供沉积物源。更为重要的是,该套片岩锆石U-Pb年龄谱突出显示新元古代早期的构造-岩浆-热事件年龄信息,而没有华北板块典型的1850 Ma 和2500 Ma左右的特征,结合区域资料认为西秦岭源区基底与东昆仑地块、柴达木盆地北缘、祁连地块等一样表现出扬子板块的构造亲缘性,源区基底固结时代为新元古代早期。     

海南岛古元宙变质基底性质和地壳增生的Nd、Pb同位素制约

基于海南地壳各类型岩石的63个样品Nd和Pb同位素分析数据,研究了海南地块元古宙地壳变质基底的时代、特征和演化。研究结果表明,海南岛元古宙变质基底成熟度低,基底变质岩系的母岩物质来源于长期亏损的地幔源区,主要形成时代为古元古宙晚期－新元古宙;不同时代花岗岩具有较高的εNd(t)值和较低的Nd模式年龄,主要形成于幔源物质参与下的或含地幔成分较多的初生地壳再循环。地壳增生具幕式增生的特点,并在2．0Ga、1.7Ga、1.2Ga出现高峰;Pb同位素组成既不同于扬子地块又不同于华夏地块,介于两地块之间,和Nd同位素特征具有一致或耦合关系。结合海南岛地质特征,初步认为不能单纯地将海南岛基底理解为华南地块统一南延部分或是华夏古陆的部分,可能为不同的构造块体。     

西部华夏地区深部可能存在与华北和扬子大陆相似的太古代基底

华夏地区是否存在古陆是一个长期争论的问题。火山作用的天然超深钻取样,提供了探索大陆基底属性和形成演化过程的重要手段。西部华夏地区地表所出露的最古老岩石不老于中元古代,但对广西省东南部晚中生代—新生代火山岩中锆石捕虏晶的U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究则表明：与华北和扬子大陆相似,西部华夏地区有未暴露的太古代基底。该基底的主体年龄是2.9~2.5 Ga,也有3.85 Ga,3.55 Ga和3.3~3.2 Ga的年龄等。它们的亏损地幔模式年龄（t DM）为2.5 Ga至≥3.9 Ga。说明西部华夏地区的基底经历了复杂的改造过程,包括3.6~3.2 Ga,2.5 Ga,1.0 Ga和0.5 Ga时的地幔物质加入,以及2.0~1.8 Ga和1.6~1.5 Ga时的地壳再熔融事件等。对西部华夏地区强烈改造岩石圈的认识,将有助于从物质组分角度对华南成矿作用背景的思考。     

四川米易垭口地区前震旦纪五马箐组与其侵入岩体的锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

在扬子板块西缘断续分布有多套变质沉积岩系,厘定区内不同岩石单元的时代对于探讨扬子西缘的构造演化具有重要意义。本文对出露于扬子板块西缘米易垭口地区的五马箐组变沉积岩以及侵入其中的片麻状黑云二长花岗岩体进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析。结果表明:区内五马箐组的沉积时代介于1.19~1.01Ga,其地层归属为会理群而非康定群,位于五马箐组之下的“冷竹关组”并非变沉积地层而是一套片麻状黑云二长花岗岩体。五马箐组碎屑锆石年龄存在~1.56Ga、~2.50Ga两个主要峰值以及~1.43Ga、~1.68Ga、~1.87Ga、~2.32Ga、~2.68Ga五个次要峰值,推断其物质来源主要为扬子板块西南缘的撮科杂岩、隐伏的或还暂未发现的太古代基底岩石、同时期岩浆岩和早期变沉积岩的再循环。碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值在~1.7Ga发生了显著变化,暗示扬子板块西缘的构造体制由陆壳汇聚向裂谷活动转变,且在~1.56Ga处于裂谷岩浆活动的峰期。花岗岩体正的ε_(Hf)(t)值反映出扬子板块西缘在~1.0Ga有一次新生陆壳生长事件,可能是格林威尔造山后的伸展塌陷构造背景下裂谷岩浆活动的产物。     

安徽东至兆吉口铅锌矿区岩浆岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过对安徽省东至县兆吉口铅锌矿区岩浆岩的LA-ICP MS锆石U-Pb年龄测定,获得矿区北部戴村花岗闪长岩体的年龄为145.5±1.3 Ma,花岗斑岩脉的年龄为143.5±4.3 Ma,细晶闪长岩脉的年龄为129.0±2.3 Ma和128.4±2.7 Ma,前两者为同一期岩浆作用的产物,后者为赋矿岩石之一,铅锌矿化与该期岩浆作用关系密切。矿区所有中酸性侵入岩体和岩脉中均发育大量继承锆石,反映有大量成岩物质来源于古老地壳基底。继承锆石核的同位素年龄集中于890～740 Ma,揭示出该区晋宁期华夏板块与扬子板块之间的构造-岩浆事件,少量大于1 000 Ma甚至2 500 Ma的锆石年龄数据反映该区可能存在早元古代甚至太古代古老陆壳基底。     

扬子地块东南缘沉积岩的Nd同位素研究

扬子地块东南缘上溪群分布区及其周边沉积岩的Ｎｄ同位素研究结果,支持存在一条苏浙皖古生代裂陷槽（或江南深断裂）的观点。上溪群以北直至长江边所分布的震旦系－古生代的盖层沉积岩,其Ｎｄ模式年龄有两组,表明物源区不同。裂陷槽以北,沉积岩的物源区为Ｎｄ模式年龄约２.０～２.１Ｇａ的扬子物源区;以南的沉积岩表现出明显的幔源物质混染,显示出元古代岩浆活动的影响,而上溪群分布区以南直到江绍断裂附近主要表现上溪物源区的影响,华夏地块古老基底岩石则无显著贡献。     

中国东南部花岗岩成因与地壳演化

中国东南部不同时代花岗岩类的分布十分广泛 ,各类花岗岩的出露面积达 2 0 0 0 0 0km2 以上。其中 ,前侏罗纪花岗岩大部分具有较低的ε(Nd ,t)、较高的Ni(87Sr) /Ni(86Sr)和较古老的Nd模式年龄 ,相似于周围的前寒武纪基底变质岩。因此 ,它们的主体属壳源型 ,其成因可能主要同华夏地块与扬子地块之间的多次碰撞拼贴有关 ,由当时被加厚的地壳在降压条件下部分熔融形成。燕山期花岗岩在中国东南部分布最广。其中 ,呈东西向展布的燕山早期花岗岩 (南岭花岗岩 )被认为是与印支运动有联系的后造山花岗岩组合 ,多数具壳源型特征。而主要分布于东南沿海的燕山晚期花岗岩则不同 ,它们具有较高的ε(Nd ,t)、较低的Ni(87Sr) /Ni(86Sr)和相对年轻的Nd模式年龄 ,反映其源区中含有较多的地幔组分。它们的形成可能同太平洋板块俯冲、玄武岩浆底侵以及由此引起的地壳深熔和壳幔混合有关。根据花岗岩的Nd模式年龄以及地壳岩石中继承锆石U Pb年龄 ,认为中国东南部地壳具幕式生长特征 ,古—中元古代为主要的生长期。     

赣南地区寒武系牛角河组碎屑锆石U-Pb年龄 和Hf同位素特征及其地质意义

通过对赣南地区寒武纪牛角河组变余长石石英砂岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析表明,牛角河组地层沉积年龄晚于556Ma。LA-ICP-MS U-Pb数据结果显示550～600Ma、700～900Ma、900～1100Ma、1500Ma和2500Ma为五个主要年龄峰值,其中900～1100Ma和700～900Ma两个峰值最显著,表明Rodinia超大陆的裂解聚合在华南地区的响应为赣南地区寒武纪地层提供了主要物源,该物源曾遭受泛非运动的影响,进一步说明华夏地块与冈瓦纳大陆具有一定亲缘性。此次工作中3568Ma锆石的捕获,说明华夏地块可能存在太古宙结晶基底。对具有不同年龄峰值的锆石进行稀土元素分析,其结果表明研究区锆石具有重稀土富集、强Ce正异常、弱或不明显的Eu负异常的地球化学特征,与岩浆锆石特征相似,指示其物源区以岩浆岩为主。此外,Lu-Hf同位素分析显示源区锆石除少数源于新生地壳物质组分熔融产生的岩浆,大多结晶于古老地壳部分熔融产生的岩浆;综合锆石年代学结果,暗示华南地区存在强烈的古元古代到新元古代岩浆活动,其中中元古代末期-新元古代的岩浆事件最甚;而新太古代为一个重要的新生地壳生长时期。     

扬子陆块西南缘早前寒武纪撮科杂岩记录的多期岩浆-变质事件

撮科杂岩是最近在滇中地区发现的早前寒武纪基底杂岩,对深入探究扬子陆块早期演化具有重要意义.报道了4件代表性岩石样品的锆石U-Pb年代学和Hf同位素新数据.奥长花岗质片麻岩样品的结晶年龄为2 845±33 Ma,具有正的锆石ε_Hf（t）值（1.7~4.6）和相对年轻的亏损地幔二阶段（T_DM2）模式年龄（2.97~3.12 Ga）,表明其形成于新生地壳的重熔.变二长花岗岩和片麻状花岗岩样品的结晶年龄分别为2 401±15 Ma和2 320±16 Ma,显示负的锆石ε_Hf（t）值（-6.2~-0.8）和明显老的T_DM2模式年龄（2.90~3.11 Ga）,指示其来自古老地壳物质的重熔.斜长黑云碎粒岩的变质锆石的年龄为1 948±16 Ma,结合已有变质年龄揭示一期1.96~1.95 Ga区域变质作用.扬子陆块西南缘存在太古代结晶基底,并保留了与Nuna超大陆聚合有关的多期构造-岩浆事件的记录.      

Highly evolved Archean basement beneath the western Cathaysia Block, South China

How has the Earth’s continental crust evolved? Most of our knowledge comes from surface exposures, but zircon xenocrysts in volcanic rocks can provide samples of deeper crustal levels. The U-Pb and Hf-isotope systematics of xenocrystic zircons brought to the surface by the Cenozoic (48-49 Ma) Pingnan basaltic rocks and the Mesozoic (166 Ma) Pingle minettes in Guangxi Province (South China), suggest the presence of unexposed relict Archean basement beneath the western Cathaysia Block, where the oldest exposed rocks are Neoproterozoic-Phanerozoic in age. This basement has provided zircons with several distinct age populations: 3.85, 3.55, 3.3-3.2 and mainly 2.9-2.5 Ga. These have Hf depleted-mantle model ages (T_DM) of 2.5 to ?3.9 Ga. The oldest T_DM (∼3.9 Ga) shows the existence of Paleo- to Eoarchean components in this area. This relict basement experienced complex modification, including the addition of juvenile mantle material (with ε_Hf up to +12.7) at ca 3.6-3.2, 2.5, 1.0 and 0.5 Ga. The zircons also record thermal events that reworked (remelted) the older crustal components of the block at ca 2.0-1.8, 1.6-1.5 Ga and ∼80 Ma. Although these younger events have modified the Archean nature of the basement, it seems that they do not represent significant post-Archean crustal growth.