华北克拉通南缘大庄铌-稀土矿床地质、地球化学和Sr、Nd、Pb同位素特征

碱性岩型铌-稀土矿床是重要的铌-稀土矿资源类型。河南省方城县大庄铌-稀土矿位于华北克拉通南缘,是近年来新发现的一例赋存于霞石正长岩中的,具有中型规模的碱性岩型矿床。大庄矿区内共圈定17个NW—SE向带状展布的,呈囊状、不规则状、透镜状产出的铌-稀土矿体。铌-稀土矿石主要赋存于角闪霞石正长岩和黑云母正长岩中。矿石矿物主要为烧绿石、氟碳铈镧矿、褐钇铌矿和富铌榍石等。矿石的结构主要有斑状结构、他形粒状结构、半自形粒状结构、包含结构、交代结构、共生结构、伟晶结构等。矿石构造分为块状、脉状和片麻状构造等。热液蚀变包括萤石化、绢云母化、绿帘石化和绿泥石化等。碱性岩样品具有低SiO₂、富碱、高铝的特征,稀土元素总量较高,轻重稀土分异明显,具有明显的负Eu异常,富集Nb、Ta、Th、U、Zr、Hf等高场强元素,明显亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。碱性岩全岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.68158～0.71090,ε_Nd(t)=―1.11～―0.37,两阶段模式年龄(t_DM2     

华北地块南缘黑山-木龙沟地区中酸性岩的锆石U-Pb年龄、岩石化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

华北地块南缘黑山-木龙沟地区晚中生代中酸性岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,黑山下斜辉石黑云母闪长岩和木龙沟花岗闪长斑岩的成岩年龄分别为154±2Ma(2σ,N=16)和151±1Ma(2σ,N=15).该中酸性岩的A/CNK=0.75～1.04,Na2O+ K2O =6.15％ ～8.42％,K2O/Na2O =0.77 ～2.29,属于准铝质-弱过铝质和高钾钙碱性/钾玄岩系列.在稀土和微量元素上,富集LREE和Rb、Ba、K、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE和Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,具有弱的负铕异常(δEu=0.85～0.99).在同位素上,全岩的ISr为0.708676～0.711480,εNd(t)变化于-22 ～-16.1之间,tDM2为2.25～2.72Ga;锆石的εHf(t)为-27.8～-18.4,二阶段模式年龄tDM2为2.37～2.96Ga.岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征显示,这些中酸性岩的源区物质由古老的壳源物质和年轻组分组成,其中以壳源物质为主,可能为太古宙太华群.岩相学和区域地质特征显示,年轻组分可能为幔源组分,岩体可能是由底侵的幔源岩浆与其诱发部分熔融的壳源岩浆混合形成的.     

华北克拉通南缘张士英岩体大陆动力学背景:来自地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

张士英岩体位于华北克拉通南缘,岩体主要由石英正长岩组成。石英正长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为122.8±1.5Ma。其Si O2含量为66.04%~67.80%,Na2O+K2O=9.03%~10.97%,K2O=4.40%~6.37%,K2O/Na2O1属于钾质长英质岩石。A/CNK=1.26~1.58,A/NK=1.63~1.79属于过铝质岩石系列。石英正长岩的Mg#变化范围在12.9~39.4。富集LREE亏损HREE,轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=15.48~21.12,Eu呈弱的负异常(δEu=0.54~0.99)。富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。张士英石英正长岩岩浆锆石εHf(t)集中在-17.6~-13.9,Hf两阶段模式年龄tDM2集中在1.7~1.9Ga。石英正长岩的岩浆Zr饱和温度高(936~998℃)。地球化学及同位素显示张士英石英正长岩源区主要为古老的壳源物质,并有少量年轻组分加入,这种年轻组分是幔源物质。岩体形成于拉张性构造环境下,拉张性的环境导致了幔源物质的上涌,底侵下地壳使其发生部分熔融。形成时代正好位于华北克拉通破坏峰期,张士英石英正长岩正是这一地质事件的响应。     

华北克拉通五台群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

通过对五台群石咀亚群金刚库组4个典型样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,对五台群的形成时代及华北克拉通新太古代—古元古代期间的地壳演化进行了探讨。锆石U-Pb同位素测定结果表明,侵入金刚库组中的片麻状花岗岩锆石的U-Pb年龄为2548Ma,因此五台群的上限年龄约为2.5Ga;金刚库组黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的原岩锆石U-Pb年龄分别为2663Ma和2636Ma,因此五台群的下限年龄约为2.7Ga。五台群的地质年龄为2.5~2.7Ga,属于新太古代。锆石Hf同位素研究结果表明,黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的二阶段Hf模式年龄(tDM2)均为2.8Ga左右,指示2.8Ga左右是五台山区乃至整个华北克拉通地壳生长的重要时期;片麻状花岗岩tDM2平均为2.57Ga,与锆石结晶年龄非常接近,表明2.5Ga左右也是华北克拉通地壳的主要增生期。地壳的增长是幕式的,2.8Ga和2.5Ga都是华北克拉通地壳生长时期。     

华北地块南缘花山、五丈山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因

花山复式岩体位于华北地块南缘,采用LA-ICP-MS技术测得复式岩体中的中细粒似斑状黑云二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为128±1Ma,此年龄被解释为成岩年龄。该岩体及邻近的五丈山岩体中花岗岩具有高硅、富碱特征,为准铝-弱过铝质高钾钙碱性系列;在稀土和微量元素上,富集LREE、Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE、Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,总体上Eu异常不明显,显示出I-A过渡型花岗岩的特征。锆石Lu-Hf同位素组成表明,花山花岗岩的εHf(t)主要变化于-25.8~-19.6之间,tDM2为2.81~2.43Ga,显示源区物质以古老的壳源物质为主,有年轻组分的参与。与岩体外围多金属成矿年龄的对比分析发现,外围金、钼矿床与花山复式岩体的年龄一致,比五丈山岩体晚20~25Ma,表明金、钼矿的形成与花山岩体在时空上联系密切,该岩体可能为成矿提供了热源。     

华北地块南缘花山、五丈山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因

花山复式岩体位于华北地块南缘,采用LA-ICP-MS技术测得复式岩体中的中细粒似斑状黑云二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为128±1Ma,此年龄被解释为成岩年龄。该岩体及邻近的五丈山岩体中花岗岩具有高硅、富碱特征,为准铝-弱过铝质高钾钙碱性系列;在稀土和微量元素上,富集LREE、Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE、Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,总体上Eu异常不明显,显示出I-A过渡型花岗岩的特征。锆石Lu-Hf同位素组成表明,花山花岗岩的ε_Hf(t)主要变化于-25.8~-19.6之间,t_DM2为2.81~2.43Ga,显示源区物质以古老的壳源物质为主,有年轻组分的参与。与岩体外围多金属成矿年龄的对比分析发现,外围金、钼矿床与花山复式岩体的年龄一致,比五丈山岩体晚20~25Ma,表明金、钼矿的形成与花山岩体在时空上联系密切,该岩体可能为成矿提供了热源。     

碱性岩中磷灰石、榍石和锆石的稀土元素地球化学特征

碱性岩的副矿物磷灰石和榍石是岩体中稀土元素的主要载体矿物。它们的稀土分布模式与母岩相同，向右陡倾斜，磷灰石的Eu负异常明显，榍石具Ce正异常，锆石呈大体对称“V”形模式，Eu负异常最大。与花崩岩中同一矿物对比，上述矿物都体现了幔源碱性岩浆轻稀土富集，Eu亏损小的特点。磷灰石、榍石和锆石相应富集了母岩中的轻、中、重稀土元素，稀土元素的这种置换行为主要是矿物晶体化学性质控制的。     

河南卢氏八宝山花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成特征

河南省卢氏县八宝山岩体位于华北克拉通南缘东秦岭西段,岩体呈筒状,可能为古火山机构岩颈相的超浅成侵入体,成矿组合上为独特的以铁为主的多金属矿化。八宝山岩体边缘相为钾长花岗斑岩、中心相为黑云母二长花岗斑岩。二者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄非常一致,分别为146.6±1.6Ma和145.9±1.9Ma,说明他们可能是同期岩浆侵入作用分异的产物。钾长花岗斑岩和黑云母二长花岗斑岩锆石Hf同位素组成特征也非常相似,εHf(t)值分别为-27.55～-20.71和-27.30～-21.90,tDM2值分别为1.80～2.93Ga和2.03～2.92Ga,表明该岩体的源区物质以壳源物质为主。综合分析表明,八宝山岩体可能是扬子俯冲陆壳部分熔融的作物,并可能混入少量的太华群和熊耳群的物质,其形成的地球动力学背景可能为俯冲碰撞后的伸展环境。     

华北克拉通东南缘中条山陶家窑基性岩墙群U-Pb定年、地球化学特征及其构造环境

基性岩墙是地壳伸展事件的重要示踪剂,被视为超大陆重建的关键指标,研究中条山陶家窑基性岩墙群对于华北克拉通前寒武纪构造演化重建具有一定借鉴作用。年代学和地球化学综合研究表明,该区的岩墙群岩性以辉绿岩为主,具有典型的辉绿结构,主要造岩矿物为斜长石和单斜辉石。锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为1838±32Ma,是该基性岩墙群的结晶年龄。K₂O/Na₂O比值为0.55～1.89,低碱(K₂O+Na₂O为4.41%～13.29%),高FeO^T(1.08%～10.15%),为拉斑玄武岩系列。高稀土元素含量(65.2×10^-6～481.38×10^-6),富集Rb、Th、U、Pb等元素,相对亏损Nb、Ta、Zr、Hf等元素,较低的ε_Nd(t)值(-11.04～-2.32),由此推测有地壳组分的加入。岩石中固结指数SI与MgO的含量线性相关性比较强,与SiO₂的含量没有相关性,说明MgO对分异结晶趋势起主...     

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

华北南缘高山河组和云梦山组中解体的次火山岩:锆石U-Pb定年

华北南缘中元古代熊耳群之上中–新元古代官道口群高山河组和汝阳群云梦山组中发育疑似火山岩的"夹层",前人试图确定这套地层的年代,但一直没有取得实质性进展。本文研究发现这套"火山岩"与围岩并非沉积接触,而是侵入基底变质岩系的次火山岩。运用LA-ICP-MS法进行锆石U-Pb同位素定年,首次获得了栾川地区侵入高山河组的次粗安岩的206Pb/238U年龄为162±1 Ma,舞钢地区侵入云梦山组的次玄武安山岩的206Pb/238U年龄为165±2 Ma。这些结果表明这些中–晚侏罗世次火山岩应从官道口群高山河组和汝阳群云梦山组地层中解体出来,为华北南缘中–晚侏罗世构造岩浆作用的产物,而非古老的中–新元古代官道口群和汝阳群的沉积地层。同时为确立华北南缘存在燕山早期的火山岩浆活动,及其相关的陆内伸展构造事件提供了关键的年代学制约。     

华北地台南缘燕山期板内花岗斑岩类地球化学特征及成分空间变化规律

华北地台南缘燕山期花岗斑岩类小岩体形成于大陆板内环境,它具有类似岛弧—活动大陆边缘钙碱系列岩石地球化学特征,其成分在空间上呈现极性特征。本文探讨了这种成分极性与中、新生代俯冲带花岗岩类的可比性,并根据锶、钕同位素资料揭示成岩物质的可能来源及造成成分空间变化的可能原因。     

Geochemical Characteristics of Wuyang Siliceous Rocks in the Southern Margin of North China Craton and its Constraint on the Formation Environment of BIF of Tieshanmiao Formation

Precambrian banded iron formation(BIF) is one of the most important mineral resources in China, mostly abundant in the North China Craton(NCC) with relatively less common in South China. Since the BIF and siliceous rocks both originated from chemical deposition, the syngenetic BIF and Siliceous rocks can help evaluate their environment of formation. We examine here the mineralogy and geochemistry of siliceous rocks associated with the Tieshanmiao Formation BIF, aiming to decipher the conditions of formation of both BIF and Siliceous rocks in the Wuyang area in the NCC. Analysis of the geochemical characteristics of whole rock shows that the Si O2 content of the siliceous rock ranges from 90.11% to 94.85% and is relatively high overall. Trace element contents of Ba and U are also high, the Ba/Sr ratio ranges from 3.89 to 25.28 and the U/Th ratio ranges from 0.09 to 0.20. Finally, the ΣREE value of rare earth elements ranges from 57.03 ppm to 152.59 ppm, and these indexes all indicate that siliceous rock resulted from hydrothermal deposition. Plots of Al2 O3-Si O2, Si O2/(K2 O+Na2 O)-Mn O2/Ti O2 and Mn-10×(Cu+Co+Ni)-Fe in discrimination diagrams also verify this interpretation. However, both the Mg O content, ranging from 0.16 to 0.32, and the Fe/Ti ratio, ranging from 2.50 to 9.72, suggest that terrigenous material was added during the depositional process. Major and trace element parameters of siliceous rock, such as the Al/(A1+Fe+Mn) ratio(from 0.81 to 0.93), Mn O/Ti O2(from 0.00 to 0.17), Al/(Al+Fe)(from 0.82 to 0.93), Sc/Th ratio(from 0.21 to 0.50), U/Th(from 0.09 to 0.20),(La/Yb)N(from 0.83 to 3.04), and the(La/Ce)N(from 0.01 to 0.02) all imply that the siliceous rock formed in a continental margin. In addition, the Sr/Ba ratio from 0.08 to 0.26, the δCe value from 0.31 to 0.90, and the δEu value from 0.14 to 0.58, all indicate that the siliceous rock was formed at a relatively deeper water depth and under weak hydrodynamic conditions. Siliceous rock and BIF formed in the same geological setting, with the Si O2/(K2 O+Na2 O) ratio of siliceous rock ranging from 28.61 to 47.43, the Si O2/Al2 O3 ratio from 16.53 to 32.37, and the Si O2/Mg O ratio from 287.28 to 592.81, which are all in agreement with chemical deposition associated with volcanic eruptions. The Al2 O3/Ti O2 ratio from 37.82 to 50.30 indicates that the magma source of siliceous rock was of slightly intermediate composition. During the Late Archean in the Wuyang area, the high concentration and high purity Si O2 quickly precipitated from hydrothermal fluids to finally result in the accumulation of siliceous rock in a marginal sea, while the input corresponding to iron formation components was deposited to form iron formation layers, and limestone was only the product formed during the deposition intervals of siliceous rock and iron formations. In this study, the synsedimentary siliceous rocks of BIF act as a new way to provide direct evidence to understand the formation environment of BIF due to its high geochemical stability.     

华北中部狐偃山杂岩体形成时代研究——来自榍石U-Pb同位素年代学的证据

近年随着定年技术的发展,榍石LA-ICP-MS U-Pb定年法逐渐被学者采用,用来揭示某些特殊岩石类型的形成时代,如碱性岩。华北中部狐偃山碱性杂岩体由多个侵入体组成,岩性主要为二长岩类,岩石中发育大量继承锆石,结晶锆石相对较少,但包含大量岩浆榍石。本次研究即利用榍石LA-ICP-MS U-Pb定年法,对研究相对薄弱的矿泉、狼窝沟2个二长岩体中榍石进行了年代学分析。结果表明这2个二长岩体分别侵位于129 Ma和130 Ma。作为对比,同时对相同2个样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,2种方法得到的结果在误差范围内一致。结合前人研究资料,狐偃山杂岩体主体二长岩类侵位于早白垩世早期（127~131 Ma）,早白垩世晚期（111~114 Ma）有少量正长岩形成,从而构成了狐偃山杂岩体。     

华北克拉通南缘小秦岭地区花岗质片麻岩年代学和地球化学特征及其地质意义

小秦岭地区位于华北中部造山带南段,是研究华北克拉通南缘演化的关键地区,对其研究不仅有助于深入了解华北克拉通古元古代构造演化特征,同时对于华北克拉通东西陆块碰撞时间的厘定也具有重要意义.通过对小秦岭北侧大湖金钼矿床围岩(花岗质片麻岩)的SIMS锆石U-Pb定年分析,获得其岩浆锆石谐和年龄为(2455±59)Ma、变质锆石...     

柴北缘赛坝沟金矿床中英云闪长岩的锆石UPb年龄、地球化学特征及地质意义

对赛坝沟英云闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试及岩石地球化学分析。结果表明,英云闪长岩的形成年龄为（470.4±5.2）Ma,属中奥陶世。英云闪长岩SiO2含量为62.46%~64.19%,平均为63.20%,Al2O3含量为14.39%~15.01%,平均为14.71%,全碱含量（K2O+Na2O）为2.32%~3.55%,平均为3.08%,富Na贫K,铝饱和指数A/CNK值为1.09~1.26,属低钾钙碱性过铝质花岗岩。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,表现出Ba、Th等元素富集,Nb、P、Ti等元素强烈亏损。英云闪长岩稀土元素总量（ΣREE）偏低,轻重稀土分馏程度较低,Eu基本无异常,在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上,呈舒缓"右倾型"。结合区域构造演化史及英云闪长岩的形成年龄,认为赛坝沟英云闪长岩为I型花岗岩,形成于消减带陆缘弧构造环境。结合赛坝沟金矿的年代学研究,认为赛坝沟金矿成矿作用与中奥陶世英云闪长岩的岩浆活动并无成因联系。     

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     

华北克拉通东南缘蚌埠隆起带荆山—涂山岩体地质地球化学特征再认识

对位于华北克拉通东南缘蚌埠隆起带的荆山—涂山岩体进行了野外观察、年代学和地球化学研究,测得弱片麻状二长花岗岩体中U Pb年龄为(1604±13)~(1628±18) Ma,为晚侏罗世岩浆活动的产物;岩石地球化学测试结果显示,岩体总体富硅、富碱,具有高钾钙碱、准铝—过铝质特征,LREE相对富集,具明显的正Eu异常,Ce异常不明显或无异常,K、P和Ti有较明显的亏损,Rb、Ba、U、La、Sr、Zr和Sm元素相对富集。成因类型判别图显示其具备I型花岗岩特征;锆石Lu Hf同位素及全岩Sm Nd同位素组成暗示其物质起源主要为新太古代陆壳,且岩浆源区主要为华北克拉通下地壳物质;构造环境判别图中,投影点落于火山弧花岗岩区域,暗示岩体形成于扬子克拉通沿郯庐断裂带俯冲于华北克拉通之下的构造背景,与华北克拉通晚侏罗世期间的动力学背景相一致。