2.8–1.7 Ga history of the Jiao-Liao-Ji Belt of the North China Craton from the geochronology and geochemistry of mafic Liaohe meta-igneous rocks

The assembly and long-term evolution of the Eastern Block of the North China Craton are poorly constrained. Here we use bulk rock geochronological and geochemical data from mafic meta-igneous rocks (hornblendites, amphibolites and a metagabbro) of the Liaohe Group to reconstruct the Neoarchean to Paleoproterozoic history of the Jiao-Liao-Ji Belt, located between the Longgang and Nangrim blocks that together form the Eastern Block of the North China Craton. The mafic/ultramafic meta-igneous rocks have intrusive or tectonic contacts with the Liaoji granitic rocks (~2.2–2.0 Ga), which form the basement of the Jiao-Liao-Ji Belt. The major and trace element data indicate that the protoliths had calc-alkaline composition and formed along an active continental margin subduction zone. The mafic rocks form a whole-rock ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf isochron with an age of 2.25 ± 0.31 Ga, overlapping with UPb zircon ages for mafic and granitic rocks from the Jiao-Liao-Ji Belt and consistent with being the emplacement age of the mafic protoliths along the active continental margin. In contrast, the whole-rock ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd isochron age of 2.83 ± 0.18 Ga is likely to reflect the average age of the lithospheric mantle source from which the mafic/ultramafic protoliths were extracted. Together with geological evidence, we propose that the southwestern portion of the Longgang Block was an active continental margin since at least the early Paleoproteorozic. Literature age data from metamorphic zircons show that peak granulite metamorphism took place at ~1.96–1.88 Ga, resulting from the collisional event that fused the Longgang and Nangrim blocks into the Eastern Block of the North China Craton. Our bulk-rock ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb age of 1824 ± 19 Ma and our ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr age of 1671 ± 58 Ma reflect retrograde (cooling) stages during the exhumation of the Jiao-Liao-Ji Belt after the orogenesis.     

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.     

华北克拉通南部古元古界熊耳群中海绿石的发现及其地质意义

海绿石是一种富钾、富铁的含水层状铝硅酸盐矿物,一般形成于慢速、弱还原、较深水的环境中,在沉积学领域常被作为指示海相的矿物。华北克拉通南部熊耳—中条拗拉谷中广泛发育的古元古界熊耳群,是华北克拉通结晶基底形成后规模最大、涉及范围最广的火山活动产物。该群以火山熔岩占绝对优势,沉积岩和火山碎屑岩主要分布在大古石组及马家河组,仅占地层总厚度的4.3%。晋南垣曲地区的马家河组砂岩中发现原生的海绿石,为探讨熊耳群火山岩的形成环境提供依据。分析显示,熊耳群中的海绿石大部分K2O含量大于8%,具有高成熟度海绿石的特点。发育海绿石砂岩的元古宙地层和岩相学特征,反映其形成于高能的浅海环境,明显不同于现代海绿石的形成环境。华北克拉通南部在熊耳群早期就开始有海侵事件,随着熊耳—中条拗拉谷的发育,海侵作用增强。马家河组中原生海绿石的存在直接地指示了晋南地区在熊耳群晚期为海相环境。     

华北克拉通孔兹岩带古元古代凉城石榴石花岗岩成因机制及其岩石学意义

在华北克拉通孔兹岩带东段凉城地区分布有大规模古元古代石榴石花岗岩。凉城石榴石花岗岩是产于麻粒岩相变沉积岩中的原地-半原地花岗岩,伴生有徐武家岩体为代表的辉长苏长岩小侵入体群。凉城石榴石花岗岩富含石榴子石（5%~15%,局部可达25%）,常见紫苏辉石,推测形成于高温（>850~900℃）、高压（8~10kbar）条件下,不同于典型的S型花岗岩。地球化学特征上,石榴石花岗岩具有强过铝的地球化学属性（A/CNK=1.1~1.6）,显示低SiO₂（55%~75%）和富MgO+FeO^T（5%~14%）的特征,已经偏离了正常S型花岗岩的成分范围。凉城石榴石花岗岩低硅富镁铁的成分特征很可能是由残留体（石榴石岩）带入和辉长苏长岩物质添加造成,残留体和辉长苏长岩的物质贡献比例约占20%~40%。年代学研究表明凉城石榴石花岗岩形成时代为1.93~1.92Ga,与辉长苏长岩形成时代（1.93Ga）和变质沉积岩记录的超高温变质作用时代（1.92Ga）一致,指示凉城石榴石花岗岩是幔源基性岩浆侵入麻粒岩相变质沉积岩中引起变沉积岩在高温-超高温条件下大规模部分熔融的产物。大规模出露的高温石榴石花岗岩及多点分布的超高温麻粒岩共同反映了集宁-凉城区域上超高温的特点。

     

胶-辽-吉造山带北辽河变基性岩的成因、地球化学属性及其构造意义

大规模出露于胶-辽-吉造山带的北辽河变基性岩(NLHmetabasicrocks)是恢复造山带构造演化的关键之一,然而,研究者们对这些变基性岩的成因和构造环境有很大争议,制约了对胶-辽-吉造山带早期构造演化的深入研究。基于详细的野外地质调查,本文对北辽河变基性岩进行了系统的岩石学研究并提供了新的全岩地球化学数据,结合前人的测试结果,我们对这些变基性岩的成因和构造环境进行了相关探讨。变基性岩侵入于北辽河群的大理岩和碎屑岩中,经历了一定程度的蚀变以及绿片岩相-角闪岩相变质。岩石类型包括变质辉长岩、变质辉绿岩、斜长角闪岩以及石榴斜长角闪岩;前两者具有明显的变余辉长或者辉绿结构,可见自形斜长石,少见原生矿物单斜辉石的残留;后两者主要由斜长石和角闪石组成,部分含有石榴子石变斑晶;此外,岩石中出现大量Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)。地球化学研究表明,北辽河变基性岩均属于拉斑玄武岩系列(SiO_2=44.55%~54.11%,Nb/Y=0.16~0.31),以低TiO_2(0.69%~1.99%)和低MgO(多数5.47%~7.97%)为特征,轻稀土轻微富集((La/Sm)_N=1.22~2.66;(La/Yb)_N=1.66~4.56),并具有明显的Nb、Ta、P以及轻微的Zr、Ti亏损,岩石经历了橄榄石、单斜辉石和斜长石等矿物的三相结晶分异以及Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)的堆晶;它们的微量元素配分型式类似于E-MORB和地壳岩石,并且地球化学组成与MORB相近,而不同于弧玄武岩和板内玄武岩;这些变基性岩的Ce/Pb(3.07~26.58)、(Ta/La)PM(0.47~1.45)以及(Hf/Sm)PM(0.91~1.15)显示出有限的俯冲相关流体的交代作用;此外,大多数不相容元素比值(例如Th/Nb、La/Nb及Th/La等)的变化趋势则表明北辽河变基性岩的岩浆源区不可能是大陆岩石圈地幔,并且在形成过程中经历了明显的地壳物质混染。基于这些野外地质调查和地球化学研究,我们认为北辽河变基性岩应形成于相对成熟的弧后盆地,这样一个形成环境也表明胶-辽-吉造山带在早期存在~2.1Ga的洋壳俯冲过程,该构造带应该是~1.9Ga岛弧与大陆碰撞形成的一条古元古代造山带。     

胶-辽-吉造山带辽河群石墨矿碳同位素特征及成因分析

作为华北克拉通周缘三条石墨成矿带之一的东部带,胶-辽-吉古元古代石墨成矿带是研究早前寒武纪石墨成矿机制及地球早期气候特征的天然实验室。本文对胶-辽-吉造山带辽河群石墨矿(甜水乡马沟石墨矿)进行了详细的岩相学、地球化学、拉曼光谱学以及碳同位素等方面的研究。研究结果表明辽河群含石墨矿岩石主要为含石墨变质杂砂岩、含石墨黑云母长英质片麻岩和含石墨透闪大理岩,在log (Fe₂O₃/K₂O)-log (SiO₂/Al₂O₃)判别图解中,这些含石墨岩石位于砂岩和页岩区域内,它们具有和太古宙后澳大利亚平均页岩(PAAS)相似的稀土元素特征;地球化学特征表明它们具有低的成熟度,未经历长途搬运,是快速堆积的产物,主要沉积于活动大陆边缘弧后盆地环境。碳同位素研究表明辽河群石墨矿碳同位素值具有很宽的变化范围(δ¹³C_PDB=-16.49‰~-25.93‰),是有机物在变质过程中脱CH₄造成的。结合拉曼光谱学特征,我们认为辽河群石墨矿是由有机物经过变质作用形成的,其变质程度可以达到高角闪岩相(551~627℃)。综合分析前人年代学数据,我们认为辽河群石墨矿的沉积时代为2.13~2.17Ga,在后期的弧-陆碰撞造山以及后碰撞作用过程中(2000~1895Ma;1875~1850Ma),有机物逐渐发生变质形成石墨并聚集形成石墨矿床。华北克拉通周缘大量石墨矿的沉积时代(2.3~2.05Ga)和大氧化事件发生的时间一致,可能是地球早期大氧化事件的沉积响应。

     

Geological and geochronological constraints on the genesis of the giant Tongkuangyu Cu deposit (Palaeoproterozoic), North China Craton

ABSTRACT

The Zhongtiao Mountain region is endowed with some of the largest Cu deposits in northern China, among which the Tongkuangyu Cu deposit contains 70% of the total reserves of copper. The orebodies in this deposit are confined to metamorphosed volcanic tuff and monzogranitic porphyry which are enclosed within metasediments. Metamorphism and deformation resulted in intense modification of the deposit, leading to debates surrounding its genesis. In this study, we investigate the lithology, hydrothermal alteration, and mineralization in the deposit. Secondary ion mass spectrometer and laser ablation ICPMS zircon U–Pb dating show that the meta-monzogranitic porphyry was emplaced contemporaneous with the surrounding lithologies at 2180–2190 Ma as a sill, and that the basic volcanic rocks erupted slightly earlier at ~2220 Ma. The Re–Os geochronological data on molybdenite from the deposit constrain the timing of copper mineralization to 2122 ± 12 Ma. Together with published information from previous studies on this region, we infer that during ~2100–2200 Ma the Zhongtiao Mountain region experienced continental or back-arc rifting. We exclude a porphyry copper model for the deposit and favour sediment-hosted stratiform explanation for this deposit.     

Petrogenesis of the Chaihulanzi Gneiss and its Tectonic Implications for the North China Craton

The Chaihulanzi area in eastern Inner Mongolia is tectonically situated on the northern margin of the North China Craton (NCC). The main Precambrian lithologies of the area have been referred to the Archean Jianping Group meta-supracrustal sequences. Based on field observations, petrographic, whole-rock geochemical, and zircon U-Pb geochronological results, a magmatic origin for the units is proposed. Our results show that the Chaihulanzi gneisses are mainly of granitic, dioritic and granodioritic compositions, and show typical magmatic rock textures and mineral assemblages. The dioritic and granodioritic gneisses show Na-rich tonalite–trondhjemite–granodiorite (TTG)-like affinity with zircon U-Pb dates of ca. 2.57–2.59 Ga, representing a juvenile continental growth for the northeastern NCC. The granitic gneiss is indeed potassic granite and yielded a zircon U-Pb date of ~2.50 Ga, which is contemporaneous with the Jining–Jiaoliao microblock collision (2.53–2.49 Ga), implying another crustal growth event. The well-developed gneissosity in 2.57–2.59 Ga dioritic and granodioritic gneisses together with the 2.5 Ga potassic granite, which crosscuts the gneissosity implies a 2.57–2.50 Ga (mainly 2.53–2.51 Ga) collisional orogeny, probably related to the Jining–Jiaoliao microblock collision. Our new geology and chronological results provide new evidence for the early Precambrian tectonic evolution of the NCC.     

胶-辽-吉带辽东宽甸地区古元古代二长(正长)花岗质片麻岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及成因

古元古代二长(正长)花岗质片麻岩在胶-辽-吉构造带广泛出露,是构成胶-辽-吉带的最主要物质组成。2件中细粒二长花岗质片麻岩样品及1件正长花岗质片麻岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,它们分别形成于2.17Ga和2.33Ga,代表两期花岗质岩浆事件,并经历了约1.89Ga的变质作用。这些花岗质岩石具高硅(SiO_2=71.68%~76.38%),富铁(Fe_2O_3+FeO=1.61%~4.35%)及全碱(K_2O+Na_2O=7.57%~9.3%),K_2O/Na_2O比值大于1,贫钙(CaO=0.2%~1.6%)、镁(MgO=0.05%~0.24%,Mg#=3.82~13.0)、磷(P_2O_5=0.01%~0.06%)及钛(TiO_2=0.12%~0.4%)的特征;它们具有较高的稀土元素总量(ΣREE=104×10~(-6)~440×10~(-6)),具有轻微的轻重稀土分异,(La/Yb)_N比值在2~11之间,具明显的铕负异常(Eu/Eu*=0.30~1.18,平均值为0.56),具有低Sr(大部分100×10~(-6))、Rb(62.8×10~(-6)~187×10~(-6))、Cr及Ni含量,高的Zr(250×10~(-6))及Yb(2×10~(-6))含量,Zr+Nb+Ce+Y平均值为506×10~(-6),10000×Ga/Al值大于2.7;微量元素原始地幔标准化蛛网模式图显示,富集Rb、U、K、Zr、Hf等元素,亏损Nb、Ta、Sr及Ti等元素;它们属铁质、准铝质至弱过铝质、碱钙-钙碱性系列,全岩锆饱和温度大于800℃,属A2型花岗岩;结合胶-辽-吉带内古元古代花岗质片麻岩的全岩Nd及锆石Hf同位素研究结果,指示这些古元古代A型花岗岩可能形成于高温低压的伸展构造背景下,大陆物质(TTG岩石)的部分熔融。暗示胶-辽-吉带可能经历了古元古代早期多阶段的陆壳伸展拉张,并形成初始洋盆,然后再到洋-陆俯冲、陆(弧)-陆碰撞的演化过程。     

华北地区古元古代真核生物化石

在华北地区古元古代滹沱属豆村亚群的大石岭组、青石村组（约２５００～２４００Ｍa） 和长城群的常州沟组、串岭沟组（１８００～１７００Ｍa）中存在着大直径的球形态呈三 角形、多角形及船形微古植物,根据它们的大小、外部开矿和内部结构等综合判别,它们可难属于单细胞真核浮游生物。这些资料表明,地球早期单细胞真核生物可能始于古元古代早期的滹沱群底部（约２５００～２４００Ｍa）,而到古元古代晚期的长城群（１８００～     

华北克拉通胶莱盆地马山地区早白垩世粗面英安岩岩石成因

伸展盆地、拉张断层以及伴生火山岩是华北克拉通中生代岩石圈减薄的地质响应,前两者通常源于中上地壳伸展活动,而后者则可能来自下地壳甚至地幔部分熔融。因此火山岩能够提供来自深部地壳、地幔及壳-幔相互作用的信息。胶莱盆地马山粗面英安岩成因及其与华北克拉通岩石圈减薄的关系仍存在争议。本文对马山粗面英安岩开展岩石学、全岩地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素研究,查明其SiO₂含量为65.73%~66.08%,K₂O含量为3.13%~4.03%,全碱含量为7.56%~8.15%,属于高钾钙碱性系列。锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为119.3±1.6Ma,与胶莱盆地早白垩世伸展变形时间一致。ε_Hf（t）值为-24.6~-11.5,两阶段Hf模式年龄为2700~1200Ma,表明岩浆源区为改造的古老下地壳并混有富集地幔物质。岩石相对富集K和Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,LREE/HREE比值较高,无明显的Eu负异常（δEu=0.94~1.02）,表明岩浆可能源于下地壳的部分熔融,因此,马山粗面英安岩可能是富集地幔与部分熔融的下地壳相互混染的产物。研究认为早白垩世高角度俯冲的古太平洋板片大规模回撤,胶莱盆地快速伸展断陷伴随青山群火山岩喷发,随后演化形成张性火山盆地。     

华北克拉通崤山太华群TTG质片麻岩年代学与地球化学特征:岩石成因机制探讨

华北克拉通中部造山带南段崤山地区太华群变质杂岩中的TTG质片麻岩具较宽范围的Si O2(63.00%~73.13%)、Al2O3(14.22%~19.38%)和较低的Mg O(0.42%~1.62%)、Cr(4.7~19.2μg/g)和Ni(2.28~16.3μg/g),显示低Yb(0.54~1.16μg/g)、Y(5.49~11.6μg/g)以及高(La/Yb)N(22.4~47.7)和Sr/Y(12.4~84.3)的特征。其稀土元素配分曲线具明显Eu负异常,在微量元素蛛网图上显示显著的Nb-Ta、Ti负异常。崤山TTG片麻岩的原岩形成于新太古代晚期(~2.52 Ga)的加厚下地壳部分熔融,源区残留石榴子石及角闪石,斜长石结晶分异作用降低了岩浆体系的Sr含量和Sr/Y值。绝大部分继承锆石的形成时代(2544±8 Ma)接近于TTG岩浆结晶年龄,表明加厚下地壳源区物质组成相对较年轻。另外,崤山TTG质片麻岩具有正的岩浆锆石εHf(t)值(0.39~4.76)以及略低的继承锆石εHf(t)值(-1.88~3.05),与登封群新太古代TTG相似,均明显高于鲁山太华群新太古代早期TTG。因此,崤山TTG片麻岩具有明显的新生地壳组分,暗示了显著的地壳生长,可能与华北克拉通中部造山带南段新太古代活动大陆边缘增生造山过程相关。     

胶北西留古元古代~2.1Ga变辉长岩岩石学与年代学初步研究

胶北西留古元古代变辉长岩主要由二辉麻粒岩与辉石斜长角闪岩所组成,且以不规则透镜体的形式赋存于新太古代花岗质片麻岩与英云闪长质片麻岩之中.岩相学观察、矿物相转变分析、矿物化学研究、传统地质温压计计算与锆石LA-ICP-MS定年结果表明,胶北西留变辉长岩记录了十分复杂的演化历史,其中早期残留的原岩标志性岩浆结构以辉长辉绿结构为特征,早期残留的单斜辉石为高温低钙的普通辉石(M0),此阶段形成的岩浆锆石记录了其原岩形成时代为2102±3Ma.峰期麻粒岩相变质阶段(M1)的矿物组合以斜方辉石+单斜辉石+斜长石+石英为特征,记录的温压条件为T=800 ～ 850℃,P＜0.65～0.75GPa;晚期角闪石的生长表明岩石又经历了降温冷却的过程(M2),其稳定的矿物组合为角闪石+斜长石+石英+单斜辉石,记录的温压条件为T=675～700℃,P=0.40 ～0.55GPa,变质阶段形成的变质锆石记录了其变质时代为1907±16Ma.胶北西留变辉长岩记录了含有近等压降温变质过程的顺时针P-T轨迹.结合本区其它研究资料,本文认为西留古元古代变辉长岩是胶北地区古元古代地层沉积之前一次地壳伸展作用的产物,并于古元古代晚期(1.95～1.80Ga)卷入了胶北碰撞造山作用过程.     

Palaeoproterozoic tectonothermal evolution and deep crustal processes in the Jiao‐Liao‐Ji Belt,North China Craton: a review

The Palaeoproterozoic Jiao‐Liao‐Ji Belt is located in the eastern margin of the Eastern Block of the North China Craton. In this paper, we synthesize the tectonothermal evolution and deep crustal processes in the Jiao‐Liao‐Ji Belt based on recent information. A mantle plume‐related underplating from 2.53 to 2.36 Ga is envisaged which led to the emplacement of the 2.47–2.33 Ga alkali granite plutons and mafic dyke swarms, followed by the development of the Jiao‐Liao‐Ji Rift and bi‐modal volcanism. The underplating resulted not only in different sedimentary environments in the upper crust, but also in a differentiation of the initial thermal structure in the rift. This controlled the metamorphism and style of P‐T‐t paths in the different parts of the rift. Subsequent underplating resulted in the emplacement of the A‐type Liaoji granites of ca. 2.17 Ga in the lower crust, and the formation of associated pegmatites of 2.2 and 2.0 Ga, together with the development of a bedding‐parallel extension. However, the main orogeny occurred between 1.93 and 1.88 Ga with closing of the rift, compressional deformation and high‐pressure granulite metamorphism in the southern part of the orogen. Subsequently, lithospheric blocks were possibly delaminated at ∼1.85 Ga; anorogenic magmatic rocks such as rapakivi granite, alkaline granites and syenite were intruded, and pegmatite veins and mafic dyke swarms were emplaced cross‐cutting all the earlier structural traces. We identify that the underplating styles, collision processes and delamination types in the deep lithosphere controlled the tectonothermal evolution of the crust in the Jiao‐Liao‐Ji region. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

胶-辽-吉古元古代造山/活动带巨量变沉积岩系的研究进展

华北克拉通发育三条古元古代构造带,包括:东部陆块内部的胶-辽-吉带(Jiao-Liao-Ji belt)、西部陆块内部的孔兹岩带(Khondalite belt)以及两个陆块之间的中部造山带(Trans-North China Orogen)。通过二十多年的深入研究,在区域构造、变质地质、岩浆作用、地球化学、同位素年代学以及地球物理等方面积累了大量资料,并取得了一系列重要的科学进展。其中,胶-辽-吉带是华北克拉通最具代表性的一条古元古代造山/活动带,它不仅接受了古元古代巨量的陆壳物质沉积,而且经历了十分复杂的构造演化过程,并经受了多期岩浆-变质事件的改造。胶-辽-吉造山/活动带的物质组成最为丰富,以大面积分布的巨量(火山)沉积岩系为特征,在中国境内包括吉南地区的集安群和老岭群、辽东南地区的南辽河和北辽河群、胶北地区的荆山群和粉子山群,向南西则有可能穿越郯庐断裂延伸至徐州-蚌埠一带的五河群,总体呈NE向展布,延伸规模长约1000km。从巨量沉积岩系的岩石组合和空间分布特征来看,荆山群与南辽河群、集安群可以对比,而粉子山群则与北辽河群、老岭群相当。然而,由于多期/多阶段强烈构造变形作用的影响,原来各群、组中地层的上下层位及接触关系已完全破坏,目前均已呈规模不一的构造岩片形式叠置在一起,彼此之间呈断层或韧性剪切带接触。巨量变沉积岩系的源区物质主要来源于造山/活动带内古元古代花岗质岩石和两侧古老陆块的变质基底,原岩形成时代为1.95~2.15Ga左右。以往研究表明,胶-辽-吉造山/活动带变质作用的强度十分不均匀,(中-高压)麻粒岩相变质只局限于胶北的荆山群及相关岩石,而粉子山群以及辽东南的南、北辽河群和吉南的集安群、老岭群只经历了角闪岩相变质,局部甚至只达到绿片岩相变质。粉子山群、北辽河群和老岭群变质演化P-T-t轨迹具有顺时针型式,而荆山群、南辽河群和集安群的P-T-t轨迹则具有逆时针型式。本文最新研究发现,古元古代麻粒岩相变质作用并非只局限于胶北地区的荆山群及其邻区,而是贯穿于整个辽东南地区的南辽河群和吉南地区的集安群,其变质演化P-T-t轨迹与胶北地区荆山群泥质麻粒岩以及基性麻粒岩一样,均具有典型近等温减压(ITD)顺时针型式,整个胶-辽-吉造山/活动带的麻粒岩相峰期变质时代为1.9~1.95Ga左右。野外观察和室内岩相学研究表明,在麻粒岩相变质作用过程中,胶北的荆山群及相关岩石、辽东南的南辽河群以及吉南的集安群中的泥质麻粒岩均广泛发生了深熔作用,长英质脉体呈不规则细脉状、网脉状和透镜状分布于寄主岩石中,且与寄主岩石之间呈渐变过渡关系。深熔锆石U-Pb定年结果显示,区域性的深熔作用(或部分熔融)时代为1.84~1.86Ga之间,表明这期广泛的深熔事件应发生于胶-辽-吉造山/活动带整体构造折返的中-低压麻粒岩相退变质阶段。有关胶-辽-吉古元古代造山/活动带的空间展布、南北边界、延伸规律及其形成的大地构造背景一直存在着分歧和争议,最新研究表明,蚌埠-霍邱一带地表露头及其以西第四系覆盖区之下的花岗质岩石、基性麻粒岩和富Al片麻岩岩心,均记录了1.85~1.95Ga的麻粒岩相变质事件,暗示着胶-辽-吉造山/活动带更有可能穿越郯庐断裂,向鲁西南延伸至蚌埠-霍邱一带及其以西的第四系覆盖区之下的变质基底。而辽南地块和狼林地块大量1.85~1.95Ga变质热事件和1.8~1.9Ga、~2.1Ga两期岩浆事件的记录,则表明辽南地块和狼林地块(至少是一部分变质基底)曾卷入到胶-辽-吉古元古代构造演化事件之中。有关胶-辽-吉古元古代造山/活动带构造演化过程及其形成的大地构造背景,目前有三种构造模式,包括:裂谷开启-闭合模式、弧(陆)-陆碰撞模式和先裂谷-后碰撞造山演化模式,然而,带内异常复杂的巨量火山-沉积岩系的物质组成、多期/多阶段的岩浆作用事件、多种变质作用类型和十分复杂的变质演化P-T-t轨迹样式、多期/多阶段复杂的构造变形特征,难以采用上述任何一种构造演化模式来加以合理解释。由此可见,有关胶-辽-吉古元古代构造/活动带南侧边界需要进一步准确厘定,有关狼林地块和辽南地块的构造归属,特别是胶-辽-吉造山/活动带在古元古代构造演化的动力学过程及其形成的大地构造背景还有待进一步深入探讨。     

华北地块西南缘古元古代花岗斑岩及其构造意义

在六盘山南段陇县固关镇东部出露多个原认为属于中-新生代的花岗斑岩岩体,其中的白家沟花岗斑岩显示古元古 代壳源岩浆活动的记录,属于钙碱性花岗岩系。该花岗斑岩高SiO2 （71.14%~73.33%）,高碱（Na2O+ K2O=7.61%~8.70%）, 富钾（K2O/Na2O=1.21~2.52,平均为2.03）,具有准铝-弱过铝质特点（铝饱和指数A/CNK=0.93~1.09,平均1.00）。稀土元 素配分曲线呈轻稀土强烈富集的典型“海鸥型”样式,具有明显的Eu负异常（δEu=0.44~0.47）。岩石富集大离子亲石元素 K,Rb,Ba,Th,亏损高场强元素Ti,Nb,Ta,具有壳源A型花岗岩的地球化学特征。对该花岗斑岩进行的锆石U-Pb LA-ICP-MS同位素年代测定获得了1 846±32 Ma的上交点年龄,说明花岗斑岩形成于古元古代而不是前人认为的中-新生 代,上奥陶统背锅山组砾屑灰岩实际上是沉积于古元古代花岗斑岩之上。结合区域地质资料研究结果表明华北地块西南缘 在古元古代时期处于强烈的伸展环境,这可能为古元古代贺兰坳拉槽向南延伸至六盘山南段提供了直接的岩石学证据。     

胶北南山口含榴辉石岩岩石学与锆石U-Pb定年的初步研究

胶北南山口镁铁-超镁铁质杂岩主要由含榴辉石岩和含榴基性麻粒岩所组成,且以不规则透镜体的形式赋存于太古宙英云闪长质片麻岩之中。岩相学观察、矿物相转变分析与矿物化学研究结果表明,胶北南山口含榴辉石岩不仅普遍发育近等温减压反应结构,即石榴石+富钙流体→单斜辉石+葡萄石+榍石±钠长石与石榴石+富钙流体+二氧化碳→角闪石+葡萄石±钠长石±方解石±榍石,指示其早期可能经历了高压麻粒岩相变质作用。而且,与南山口含榴基性麻粒岩类似,在晚期降温退变过程中,它们还经历了强烈的钙质交代作用,形成富钙矿物组合:富钙铝榴石的石榴石+次透辉石质单斜辉石+钙质角闪石+葡萄石+钠长石+方解石+榍石。SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明,胶北南山口含榴辉石岩中的岩浆锆石记录了2900~2850Ma的207Pb/206Pb年龄,指示胶北地体在中太古代晚期存在一次重要的岩浆事件,而其变质锆石还记录了1950~1800Ma的207Pb/206Pb年龄,说明胶北南山口镁铁-超镁铁质杂岩曾卷入了胶北古元古代晚期地壳造山作用。结合研究区其它地质研究资料,本文推断胶北南山口镁铁-超镁铁质杂岩可能形成于古元古代,是华北克拉通胶-辽-吉带古元古代岩系的重要组成部分,并于1950~1800Ma期间,卷入了胶-辽-吉带古元古代造山作用,先后经历了高压麻粒岩相变质作用和晚期降温与钙质交代的联合退变质作用。     

华北克拉通怀安杂岩中“MORB”型高压基性麻粒岩的成因及其构造意义

古元古代是华北克拉通重要的构造演化阶段,现已识别出多条碰撞造山带,但这些造山带的构造边界、演化时限以及地球动力学过程仍存在争议。本文报道了在怀安杂岩中新发现的一套高压基性麻粒岩-大理岩-富铝片麻岩表壳岩组合,原岩为一套基性火山岩-碳酸盐岩-砂/泥岩建造。高压基性麻粒岩记录了峰期高压麻粒岩相变质和麻粒岩相-角闪岩相退变质过程;地球化学研究表明其原岩为亚碱性拉斑玄武岩,具有平坦的稀土元素配分模式((La/Yb)_N=1. 35～1. 79),轻稀土相对亏损((La/Sm)_N=0. 83～1. 13),弱的正铕异常(δEu=1. 0～1. 22),无Nb、Ta负异常,与洋中脊玄武岩(MORB)地球化学特征类似;岩石组合和产状特征与晋冀蒙交界地区广泛分布的具有岛弧拉斑玄武岩性质的岩墙型高压基性麻粒岩明显不同。高压基性麻粒岩锆石εHf(t)为正值(+2. 6～+11. 5),单阶段模式年龄(t_(DM))介于2065～2250Ma之间,可能来源于尖晶石稳定域的浅层地幔源区。综合来看,这套含高压基性麻粒岩组合可能是古洋壳残片。SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素研究表明,高压基性麻粒岩的原岩可能形成于2. 15～2. 2Ga,峰期高压麻粒岩相变质年龄为～1. 95Ga,1. 83～1. 82Ga代表麻粒岩相退变质作用和减压熔融时限。本文研究表明,该套表壳岩组合记录了古元古代俯冲-碰撞-折返等一系列造山构造演化过程,可为恢复古元古代造山带早期构造环境提供证据。     

河北承德大庙铁矿床地质构造特征与找矿预测

大庙斜长岩杂岩体位于华北克拉通北缘,是我国唯一岩体型斜长岩杂岩体,赋存了丰富的Fe-Ti-P矿床.对该杂岩体的岩石学、矿床成因研究已经较为深入,但是矿田构造研究较为薄弱.本文主要从大庙矿床地质特征分析入手,通过控矿构造分析和成矿期构造应力场的恢复,结合成矿特征分析,建立大庙矿床找矿预测模型,开展找矿预测.在大庙杂岩体内,先后找到了大庙、黑山、马营和罗锅子沟等中—大型矿床,它们都具有典型的岩浆矿床特征,具有岩浆熔离、分异和贯入式成矿特征;系统的野外地质调查和翔实的构造解析表明,大庙杂岩体的侵位受控于EW向隆化-平泉和大庙-红石砬子的断裂构造,杂岩体内NE和NW向两组断裂构造控制了杂岩体内铁-铁磷矿带的发育,NS向断裂则主要为成矿后构造,往往错断了铁矿体.在黑山矿区,野外观测发现含矿苏长岩利用了固结斜长岩中发育的节理,呈脉状贯入,在节理交汇部位铁矿体变大变富;通过节理和矿脉走向的详细测量和吴氏网统计分析,推测大庙矿区成矿期含矿苏长岩的侵位受控于区域上近似NS向的挤压应力作用.根据大庙杂岩体的岩浆侵位时代、岩相-矿体的接触关系、控矿构造和成矿特征,复原了大庙杂岩体的成矿-构造演化过程:最早期区域构造活动控制了斜长岩的侵位,没有发生矿化;苏长岩的侵位,伴随发生了早期的结晶分凝式矿化;块状苏长岩的侵位导致了晚期的熔离-贯入式矿化的形成;成矿期后,大庙杂岩体还经历了多期次的构造变动、抬升和剥蚀.在此基础上,建立了大庙铁矿床的找矿预测模型,并系统分析了大庙矿田不同矿区的深部和外围的找矿潜力,认为黑山和大庙矿区的深部、黑山矿区东侧和北侧、大庙杂岩体的东部边缘可能被中生界覆盖的区域等地段都具有很好的找矿空间,大庙矿区铁矿资源潜力巨大.