华北板块北缘乌梁斯太A型花岗岩体锆石SHRIMP U-Pb定年及构造意义

内蒙古乌拉特中旗乌梁斯太岩体位于华北板块北缘中段,岩性以黑云二长花岗岩为主。它具有较高的SiO₂ (74.69%~76.16%)、Na₂O+K₂O (8.63%~9.62%)、Rb (73×10^-6~200×10^-6)含量和10000×Ga/Al (3.21~3.32)、Rb/Sr (3.27~8.68)比值,较低的CaO、Ba和Sr含量,碱性指数AI=mol(K₂O + Na₂O)/ Al₂O₃) ≥0.90,属于碱性A型花岗岩。稀土球粒陨石标准化图解上,轻稀土相对富集,Eu负异常较为明显,δEu=0.03~0.06;在原始地幔标准化蛛网图上,亏损Ba、Sr、P、Nb、Ta和Ti,富集Rb、K;这些特征类似中国东北二叠纪A型花岗岩。在判别图解上,所有样品均显示了A₂型(后碰撞)花岗岩特征。其形成可能与后碰撞板块断离作用有关。乌梁斯太岩体的形成过程可能为,俯冲板片断离导致软流圈物质上涌,发生底侵作用,底侵的玄武质岩浆的加热作用以及地壳伸展的减压效应导致中下地壳的脱水部分熔融,随后经历了分离结晶和晚期的交代作用。乌梁斯太岩体中的锆石SHRIMP U-Pb年龄为277±3Ma,表明其形成时代并非原来认为的三叠纪,而是早二叠世晚期。     

华北克拉通中元古代A型花岗岩的成因及其构造意义

华北克拉通保存有与Columbia超大陆裂解相关的中元古代岩浆记录。本文综述了华北克拉通中元古代A型花岗岩的时空分布、岩石学和地球化学等特征, 讨论了各期次A型花岗岩的成因及构造背景, 论述了其对华北克拉通中元古代裂解事件的指示意义。华北克拉通主要发育4期A型花岗岩: 1)~1.78 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽和晋陕地区; 2)~1.70 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽; 3)~1.60 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽; 4)~1.32 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽。这4期A型花岗岩均来源于地壳物质的部分熔融, 可能与同期伸展作用导致岩浆底侵提供热源有关。整体具有造山后伸展到陆内裂谷环境的演化序列, 且存在明显的时空差异。华北克拉通中元古代A型花岗岩记录了4期主要的裂解事件, 为华北克拉通参与了Columbia超大陆裂解提供了依据。

     

辽东半岛晚三叠世花岗岩及镁铁质包体的成因:华北克拉通碰撞后岩石圈减薄的证据

辽东半岛位于华北克拉通东部、苏鲁超高压造山带的北部(图1(a)).该区分布着大面积的花岗岩类侵入体(图1(b)),经过我们近几年的锆石U-Pb年代学详细研究表明,它们主要形成于侏罗纪(180～153 Ma)和早白垩世(131～118 Ma)(吴福元等,2005;Wu et al.,2005a,b;Yang et al.,2004a,2006,2007).     

华北陆块北缘印支期S型花岗岩带特征及其构造环境

华北陆块北缘内蒙古中部地区分布着大量近东西向展布的印支期花岗岩，形成一条规模巨大的复式花岗岩带。岩石类型主要为斑状黑云二长花岗岩、钾长花岗岩，1：5万区调同位素测年获得207～227Ma的一系列锆石U—Pb表面年龄，岩相学和岩石地球化学研究显示其具有S型花岗岩特征，表明其形成于碰撞后构造环境，并不是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山作用的产物。     

华北克拉通北缘中段古元古代强过铝质花岗岩地球化学特征及其构造意义

华北克拉通北缘中段沿集宁—凉城—千里山一线分布着大量的强过铝质花岗岩。与一般强过铝质花岗岩相比,其SiO,含量、A120卵i02比值（小于100）、Rb／Sr比值和Rb／Ba比值低,但CaO／Na2O比值高（大于0．3）。稀土元素复杂,正Eu异常、负Eu异常、Eu异常不明显均发育,大致可以分成2种类型：第一类具有中等程度轻稀土富集、重稀土平缓;第二类轻稀土特征与第一类一致,但其重稀土变化大。稀土元素特征不一致主要是由于其源岩不同。LILE（K、Rb、Ba）相对富集,HSFE（Nb、Ti、P）亏损,这种地球化学特征暗示该区强过铝质花岗岩的源区成分为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深,其构造环境与澳大利亚拉克伦造山带—致,属高温型碰撞带,应为华北克拉通西部陆块和东北陆块古元古代碰撞峰期后岩石圈伸展的产物。     

塔里木克拉通北部沙雅隆起古元古代A型花岗岩的发现及其构造意义

本文对塔里木克拉通北部沙雅隆起桥古2井(QG2)基底碱长花岗岩进行了岩石学、锆石U-Pb年代学和元素地球化学分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示其形成时代为1847±19Ma,为古元古代晚期。岩石SiO_2=66.32%~76.39%,Na_2O+K_2O=7.13%~8.93%,Al2O3=11.21%~13.46%,FeO~T/Mg O=12.1~19.2,TiO_2=0.29%~0.57%,A/CNK=0.89~0.99,为高硅、富碱、富铁、低钙镁、贫钛的准铝质花岗岩。稀土元素总量相对较低(∑REE=64.4×10~(-6)~212.7×10~(-6)),轻稀土元素富集,(La/Yb)_N=10.2~13.8,轻重稀土元素分馏较明显,δEu值为0.67~1.03,富集Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素,亏损Sr、P、Ti、Ta、Nb等元素。锆石饱和温度介于856~959℃之间,Ga/Al比值高,显示A型花岗岩特征。岩石具有低Y、Yb、∑HREE、(La/Yb)N和Mg~#值及较高的Nb/Ta、Zr/Sm比值,推测岩浆源区为含有石榴石、斜长石、金红石、辉石等的麻粒岩相,岩浆的形成可能与加厚地壳的部分熔融有关。QG2井A型花岗岩可能代表了塔里木克拉通北部古元古代晚期(约1850Ma)造山期地壳增厚事件的结束,指示了区域构造环境从挤压体制开始转为造山后陆内伸展体制。     

华北克拉通南缘1600Ma麻坪A型花岗岩的成因及其地质意义

麻坪花岗岩体产于华北克拉通南缘,岩石类型主要为花岗斑岩,具斑状结构,斑晶主要为钾长石和石英。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,岩体的形成时代为1600Ma。所有样品高SiO 2(70.51%~75.69%)、富碱(K2O+Na2O=7.42%~10.27%,K2O/Na2O23),贫MgO(0.24%~0.58%)、CaO(0.06%~0.12%)、P2O5(0.04%~0.08%)和MnO(0.01%),以及Eu、Sr和Ti负异常,表明它们在演化过程中经历了钾长石、斜长石、铁钛氧化物等的分离结晶作用。它们高的铝饱和指数(A/CNK1.11),显示强过铝质特征。然而,麻坪花岗斑岩高的Ga/Al比值以及高的锆石饱和温度(870~953℃),显示典型的A型花岗岩特征。因此,麻坪花岗斑岩为强过铝质A型花岗岩。麻坪花岗斑岩的地球化学特征、锆石Hf同位素组成以及二阶段模式年龄表明其来自太华群高温条件下部分熔融,同时基性岩浆的底侵作用为之提供了相应的热源。麻坪花岗斑岩的产生是裂谷岩浆活动的产物,其形成可能与Columbia超大陆的裂解有关。     

华北克拉通北缘赤峰地区显生宙麻粒岩的发现及其意义

华北克拉通构造体制从稳定向活动的转折是值得关注的问题。文中结合华北克拉通北缘赤峰和宁城晚古生代和早中生代两期麻粒岩捕虏体及其寄主闪长岩的研究,讨论其形成的不同构造背景,从而探讨体制转折的起始时期。赤峰柴胡栏子二叠纪镁铁质麻粒岩及其寄主闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为（262.3±3.1） Ma和（256.6±6.5） Ma,宁城河南营子三叠纪镁铁质麻粒岩及其寄主闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为（229.7±2.6） Ma和（221±3） Ma。在上述两个地区还发现晚古生代二叠纪的闪长岩脉等。通过对比研究认为：二叠纪岩浆活动具有大陆裂谷初始阶段的特点,高场强元素含量比较低;而三叠纪高场强元素的增高显示地幔部分熔融程度的提高。二叠纪岩浆活动与此时全球构造演化及邻兴蒙造山带出现的双峰式火山活动密切相关。而晚三叠世岩浆活动则与底侵背景下陆内伸展作用有关,是构造体制转折的标志。     

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。

     

华北克拉通北缘隆化地区S型花岗岩的独居石年龄图谱

位于华北克拉通北缘中段的隆化S型花岗岩由石榴石黑云母花岗岩、石榴石花岗岩以及片麻理化的黑云母花岗岩组成.其主体岩性石榴石黑云母花岗岩SiO2和Al2O3含量分别为64.09%～69.6%以及14.6%～16.13%,K2O/Na2O>1.0,A/CNK>1.0,Mg#在20.76～34.89之间变化,具有明显的Nb、Ta、P、Ti和Sr亏损以及Rb、K和Th富集.石榴石黑云母花岗岩(样品JB6031-1)采用独居石电子探针U-Th-Pb化学法进行测年,获得了2553±120Ma、2180±42Ma和1854±24Ma三个年龄峰值.一颗独居石内部成分分带上6个分析点定年结果构成2553±120Ma的峰值年龄,这一年龄与我们最新获得的2506±7Ma和2541±8Ma(继承锆石年龄)LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄相似,我们将这一独居石年龄解释为继承独居石的年龄,表明在赤城.隆化断裂以北存在太古宙陆块,并且在后期构造-热事件中发生部分熔融形成s型花岗岩.该独居石颗粒幔部成分分带上10个分析点的测年结果揭示的峰值年龄为2181±42Ma,该年龄也是出现频率最高的年龄值,我们建议2181±42Ma为s型花岗岩的结晶年龄,反映了S型花岗岩的侵位时代.独居石颗粒外部成分分带上8个分析点的测年结果构成1854±24Ma的峰值年龄,该年龄与华北克拉通中部带的变质年龄接近,我们将其解释为S型花岗岩的变质年龄,表明华北克拉通北缘的构造演化与中部带的构造演化密切相关.     

华北克拉通北缘显生宙含石榴石淡色花岗岩:特征、时代及成因初探

淡色花岗岩是一种特殊的花岗岩类型,其暗色矿物含量低,且多含有白云母、电气石或石榴石等富铝矿物。通常认为,淡色花岗岩是大陆碰撞造山带最具标志性的岩石类型,主要来自于地壳内沉积物的部分熔融,虽然一些最新研究强调它只是岩浆高度分异与演化的产物。显生宙时期,华北克拉通北缘花岗质岩浆作用强烈,然而对于区域存在的少量具有淡色花岗岩特征的岩体却关注较少。本文在对冀东麻地含石榴石白云母二长花岗岩详细研究的基础上,对华北北缘显生宙含石榴石淡色花岗岩的特征、时代进行了总结与对比,并对其成因进行了初步探讨。结果表明,这些岩石具有淡色花岗岩的典型矿物组成与地球化学特征,但已有数据还不足以充分论证其是否由变沉积岩部分熔融形成。与此同时,稀土元素四分组效应与Nb/Ta、Zr/Hf、Y/Ho、K/Rb、Rb/Sr等比值以及CaO、Ba、Sr等元素含量的差异性指示,这些花岗岩经历了不同程度的岩浆分异作用,部分岩石受到了岩浆演化晚期熔-流体相互作用的影响。岩浆分异程度的不同,是导致这些淡色花岗岩具有不同稀有金属成矿潜力的重要因素,高度分异演化有利于成矿元素的富集。由于仅部分淡色花岗岩经历了较高程度的分异,因此岩浆分异可能并非淡色花岗岩形成的必要机制。华北北缘含石榴石淡色花岗岩集中出现在中-晚二叠世、中-晚侏罗世。前者的形成,与古亚洲洋闭合时的碰撞造山有关;后者与东北、华南等中国东部相似岩石同时代产出,形成于古太平洋俯冲的大地构造背景下,其地球动力学内涵值得进一步探讨。     

Isotope geochemistry and geochronology of the Niujuan silver deposit,northern North China Craton: Implications for magmatism and metallogeny in an extensional tectonic setting

The Niujuan breccia-type silver deposit forms part of the North Hebei metallogenic belt along the northern margin of the North China Craton. The Hercynian Baiyingou coarse-grained granite and the Yanshanian Er’daogou fine-grained granite are the major Mesozoic intrusions exposed in this region. Here we investigate the salient characteristics of the mineralization and evaluate its genesis through zircon U-Pb and fluorite Sm-Nd age data, and Pb, S, O, H, He and Ar isotope data. The orebodies of the Niujuan silver deposit are hosted in breccias, which contain angular fragments of the Baiyingou and Er’daogou granitoids. The δ³⁴S values of pyrite from the silver mineralized veins range from 2.4‰ to 5.3‰. The ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios of the sulfide minerals show ranges of 16.837–16.932, 15.420–15.501 and 37.599–37.950, respectively. The ³He/⁴He and ⁴⁰Ar/³⁶Ar ratios of the fluids trapped in pyrite are 0.921–4.81Ra and 299.34–303.84, respectively. The δ¹⁸O and δ¹⁸D_w values of the ore-forming fluids range from 0.6‰ to −4.15‰ and from −119.4‰ to −98.7‰, respectively. Our isotopic data suggest that the ore-forming fluids were originally derived from the subvolcanic plutons and evolved into a mixture of magmatic and meteoric water during the main hydrothermal stage. The ore-forming materials were primarily derived from the lower crust with limited incorporation of mantle materials. The emplacement time of the Er’daogou granite is constrained by LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology at 145.5 ± 2.1 Ma. Five fluorite samples from the last hydrothermal stage yielded a Sm-Nd isochron age of 139.2 ± 3.8 Ma, indicating the upper age limit for the silver mineralization. These ages correlate with the formation of the Niujuan deposit in an extensional setting associated with the closure of the Mongol-Okhotsk Ocean and the subduction of the Paleo-Pacific oceanic plate beneath the North China Craton.     

龙王(石童)A型花岗岩地球化学特征及其地球动力学意义

龙王花岗岩岩体产于华北克拉通南缘,岩石类型主要为黑云母钾长花岗岩,局部见有霓辉石花岗岩。岩体高硅(SiO2=72.17%～76.82%)、富碱(K2O+Na2O=8.28%～10.22%,K2O/Na2O>1),碱性指数AI(agpaitic index)=0.84～0.95,分异指数DI=95～97,铝指数ASI(aluminium saturation index)=0.96～1.13。含铁指数高(FeO/(FeO+Mg)=0.90～0.99),岩石为准铝质至弱过铝质、碱性—碱钙性、铁质A型花岗岩。岩石富集大离子亲石元素,稀土元素含量很高(854～1572μg/g);高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf)的富集程度明显低于大离子亲石元素,因此在微量元素蛛网图上呈相对亏损特征;岩石显著亏损Ba、Sr、Ti、Pb;εNd(t)=-4.5～-7.2,Nd模式年龄为2.3～2.5Ga。εHf(t)=-1.11～-5.26,模式年龄tHf1=2.1～2.3Ga,tHf2=2.4～2.6Ga。黑云母钾长花岗岩中的锆石主要为无色透明柱状晶体,CL图像多数显示清晰的岩浆成因的韵律环带结构,锆石LA-ICPMSU-Pb年龄为...     

华北克拉通南缘大纸房和嵖岈山花岗岩的锆石U-Pb定年、地球化学特征及成因启示

伏牛山余脉是华北克拉通南缘早白垩世花岗岩的集中出露区之一,其内花岗岩成因认识能为深入理解华北南缘燕山期岩浆活动规律和深部过程提供重要支撑。大纸房和嵖岈山岩株是伏牛山余脉花岗岩的典型代表,它们的U-Pb年龄分别为119.5±1.6 Ma和116.8±1.3 Ma,形成于早白垩世阿普特期。此外,它们的定年结果形成了锆石年龄谱,大纸房U-Pb年龄形成142 Ma和135 Ma两个峰值,嵖岈山U-Pb年龄形成135 Ma一个峰值。大纸房和嵖岈山花岗岩样品属高钾钙碱性系列,均具有富硅、碱和贫钙、镁的特征,分别属于弱过铝质和准铝质—弱过铝质花岗岩。大纸房和嵖岈山花岗岩样品均显示了Rb、Th、Zr、Hf的异常峰和Ba、Sr、P、Ti的异常谷。大纸房花岗岩样品的稀土总量介于176×10^-6~217×10^-6之间,（La/Yb）_N比值范围是43.0~55.5,它的稀土配分模式以轻稀土富集、重稀土亏损和负Eu异常不明显为特征。嵖岈山花岗岩样品的稀土总量介于230×10^-6~316×10^-6之间,（La/Yb）_N比值范围是15.8~22.9,稀土配分模式具轻稀土富集、中稀土亏损和重稀土略微富集的“V”型（海鸥型）特征,负Eu异常明显。大纸房花岗岩高Sr和低Y、Yb,Sr/Y值为17.1~51.5,具有埃达克岩的特性,形成深度大于50 km,部分熔融源区残余相包括石榴子石、金红石和角闪石,且无（富钙）斜长石残留。嵖岈山花岗岩为低Sr、高Yb的南岭型（A型）花岗岩,其部分熔融源区残余相主要为角闪石和斜长石及金红石,无石榴子石残余,形成深度30 km以浅。大纸房和嵖岈山花岗岩形成于板内环境,经历了岩浆/流体体系混合再活化作用,是~120 Ma区域岩石圈拆沉作用的岩浆响应。

     

华北克拉通南缘A型花岗岩的年代学和Nd-Hf同位素组成:对古元古代晚期伸展事件的制约

河南上店和登封古元古代晚期A型花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究为讨论华北克拉通南缘中部古元古代晚期构造演化提供了依据。结果表明,上店花岗斑岩和登封正长花岗岩中锆石发育振荡生长环带,结合高的Th/U比值(0.36~1.64),表明其为岩浆成因,岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1801Ma、1801Ma和1795Ma,即它们形成于古元古代晚期;上店花岗斑岩具有高SiO_2(70.30%~71.83%)、富碱(K2O+Na2O=8.76%~11.01%)、贫Ca O(0.18%~0.36%)、P2O5(0.12%~0.15%)和MgO(0.02%~0.20%)的特征,富集LILEs(Cs、Rb、Ba和K)、贫HFSEs(Nb、Ta、Zr和Hf)和强烈亏损Sr、P、Ti元素,具有负的Eu异常(δEu=0.44~0.59),结合高的FeOT/(FeOT+MgO)比值(0.94~1.00)和10000×Ga/Al比值(2.70~3.74),暗示其为A型花岗岩,具造山后A2型花岗岩特征;上店花岗斑岩的全岩εNd(t)值变化于-8.94~-6.87之间,tDM2=3243~3049Ma,锆石εHf(t)值介于-14.1~-6.5之间,tDM2=3030~2655Ma;登封正长花岗岩的锆石εHf(t)值介于-11.3~-8.4之间,tDM2=2887~2744Ma。上述结果暗示,上店和登封A型花岗岩均来源于幔源岩浆底侵作用下的中-新太古代基底物质的部分熔融,形成于华北克拉通东部和西部陆块碰撞造山后的伸展环境。     

华北克拉通南缘泌阳春水燕山期铝质A型花岗岩类:年代学、地球化学及其启示

出露于华北克拉通南缘泌阳春水及其附近的黄山、祖师顶和角子山三个花岗岩体主要侵位于汝阳群和新元古代花岗岩中,本文采用锆石LA-ICPMS U-Pb定年方法,获得三个岩体的主体岩性黑云母二长花岗岩的岩浆锆石年龄分别为132.8±0.8Ma、131.9±1.1Ma和120.9±0.8Ma,代表岩体的结晶年龄.三个岩体的岩性虽有差异,但主体岩性均为黑云母二长花岗岩,主要矿物为微斜条纹长石,暗色矿物为黑云母.三个岩体的地球化学特征均表现为高硅、高钾、贫Mg、贫Ca、高碱度率、高FeO*/MgO比,和相对富集高场强元素Ta、zr、Hf以及总体亏损不相容元素Ba、P、Sr、Ti和Nb等特征.SiO2含量较高且变化范围较宽,K2O/Na2O比较高,主要属高钾钙碱性系列,A/CNK在1.023～1.094之间,属弱过铝质,MgO和CaO含量较低.微量(包括稀土)元素特征总体相似,∑REE含量总体较低,LREE相对HREE元素富集.具弱.中等负铕异常,(La/Yb)N比9.32～42.43,Ga/Al(104Ga/Al)比、Nb/Ta比、Rb/Nb比均与A型花岗岩的类似;t2DM约为2.0Ga,εNd(t)值在-12.4～-13.5之间,与秦岭群负片麻岩的相似,(87Sr/86Sr);初始比值在0.70648～0.70823之间,表明物源来源于壳源.综合分析表明,三个岩体的花岗岩均为壳源铝质A2型(PA型)花岗岩,岩浆主要来源于早期俯冲进入华北克拉通南缘下部地壳中的北秦岭古老基底秦岭群负片麻岩的部分熔融以及分异作用,源岩熔融的热量主要由拆沉作用诱发的软流圈上涌物质的底侵作用提供.黄山、祖师顶和角子山三个花岗岩体形成于燕山期古太平洋板块对欧亚板块俯冲引起的岩石圈伸展环境.