西峡北部秦岭群变质沉积岩错石SHRIMP定年:物源区复杂演化历史和沉积、变质时代确定

本文对秦岭群典型分布区西峡北部一个遗受高级变质作用的碎屑沉积宕样品(黑云斜长片麻岩)进行了锆石年代学研究.阴极发光图像显示锆石普遍具有核-边结构.在U-Pb年龄谐和图上数据点分散分布,年龄变化范围为>3.OGa到～400Ma.结合以往研究,获得如下结论和认识:(1)秦岭群变质沉积岩的变质原岩形成于古元古代之后,其中一些可能形成于中元古代晚期甚至更晚,原秦岭群是由不同时代地质体组成,需进一步解体;(2)锆石特征表明,岩石遭受加里东期强烈变质,变质作用经历了高角闪岩相-麻粒岩相向角闪岩相的转变过程;(3)秦岭造山带及邻区存在长期复杂的早期演化历史.     

西峡-内乡地区秦岭岩群变质独居石和锆石的U-Pb定年

西峡-内乡地区位于北秦岭造山带东部,出露黑云斜长片麻岩、变质砂岩、石英片岩、石墨大理岩、石榴角闪岩等变质岩石.激光拉曼测试表明,变质岩锆石与独居石包裹体中,未发现高压-超高压变质特征矿物.值得注意的是,显微岩相研究也未见到多期变质作用的证据.对变质独居石和变质锆石进行的LA-ICP-MS U-Pb定年表明,副变质岩记录...     

南秦岭武当群锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

武当群是南秦岭基底岩系的重要组成部分,对其时代及构造性质的研究,对认识南秦岭早期地质演化历史及其与扬子板块新元古代的相互关系具有重要的意义。目前,武当群的时代归属、划分对比还存在较大争议。本文对采自南秦岭西峡-内乡和陨西地区武当群4件变质酸性火山岩及1件侵入武当群的花岗斑岩样品进行了锆石SHRIMP U-Pb同位素定年,其中采自西峡-内乡接近武当群底部的1件火山岩样品的年龄为802±13 Ma,这一年龄可代表武当群底部地层的时代;采自该群中上部的3件火山岩样品,年龄分别为725±9 Ma、732±6 Ma和725±7Ma; 1件侵入武当群的花岗斑岩样品的年龄为703±5 Ma。根据上述结果,结合前人对武当群的研究资料,确定武当群的形成时代为810～720 Ma,相当于扬子地台板溪群;介于武当群与震旦系之间的耀岭河群可与南华系对比。     

南秦岭佛坪地区地层格架与物源分析:变质沉积岩中碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年提供的制约

南秦岭佛坪地区位于东西秦岭交汇部位,以前寒武纪基底穹状隆升为主要特征,因其特殊的构造位置和变质变形特征而受到广泛关注。为了更好地揭示南秦岭构造带的性质及其在秦岭造山带构造演化中的作用,本文对佛坪地区的前寒武纪基底和沉积盖层进行了系统的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。佛坪穹隆核部前寒武纪基底中碎屑锆石主要年龄峰值为600~820Ma、2021Ma和2467Ma,其中3个样品给出最年轻的年龄区间约为615~728Ma,沉积时代不早于新元古代,另外1个样品给出的最年轻的年龄峰值为1113Ma,沉积时代不早于中元古代,否定了关于认为其为太古代或古元古代的变质结晶基底的认识,其碎屑物质可能来源于南秦岭构造带和扬子陆块北缘。佛坪穹隆上覆盖层和外围南侧盖层给出了相似的年龄图谱,主要年龄峰值为410～450Ma、650～880Ma和910～950Ma,其中最年轻的年龄区间为344～416Ma,表明其沉积时代晚于泥盆纪,碎屑物质来源为北秦岭构造带和南秦岭构造带。上述研究结果表明,南秦岭构造带(前寒武纪基底)于新元古代已增生为扬子陆块北缘的重要组成部分,于晚古生代(泥盆纪)紧邻华北-北秦岭构造带南缘,并共同为南秦岭大面积的泥盆纪盆地提供碎屑物质。     

祁连造山带东段早古生代葫芦河群变质碎屑岩中碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄:源区特征和沉积时代的限定

祁连造山带东段葫芦河群的形成时代长期存在争议。选择葫芦河群变质碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨葫芦河群的形成时代和物源特征。结果表明,葫芦河群的2个样品碎屑锆石同位素年龄数据以及侵入其中的花岗岩同位素年龄表明,葫芦河群沉积时代限定为447～434Ma,其主体形成时代为早志留世。葫芦河群变质碎屑锆石年龄谱明显分为4组:(1)震旦纪—早古生代年龄组,426～595Ma,峰值为479Ma;(2)新元古代年龄组,738～981 Ma,峰值为887 Ma;(3)中元古代年龄组,1000～1 913Ma,峰值为1499Ma;(4)古元古代—新太古代年龄组,2053～2 872Ma,峰值为2448Ma。其中,早古生代年龄组可进一步细分为426～493 Ma和527～595 Ma两个年龄段,峰值分别为445 Ma和559Ma,前者年龄段指示其物源可能以邻近地区的北祁连造山带和西秦岭北缘构造带为主,是加里东期中南祁连和西秦岭微地块分别向北俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应;后者年龄段则与北祁连造山带和西秦岭北缘构造带中泛非造山事件中的岩浆活动有关。新元古代年龄组可细分为738～799Ma、839～862Ma和902～981Ma 3个年龄段,峰值分别为768Ma、848Ma和948Ma,以902～981Ma年龄组为主;第一年龄段(738～799Ma)与北祁连造山带新元古代晚期岩浆事件的年龄大致相对应,与Rodi-nia超大陆的裂解事件相关;第二年龄段和第三年龄段(839～862 Ma、902～981 Ma)与中祁连地区和西秦岭北缘的新元古代早期构造岩浆事件年龄大致相对应,与Rodinia超大陆汇聚事件及岛弧型岩浆作用相关。中元古代年龄组可细分为1 000～1 197Ma和1 243～1 913Ma 2个年龄段,峰值分别为1 036Ma和1 593Ma,其物源可能来自祁连造山带和华北板块基底岩系。古元古代—新太古代年龄组反映了物源来自北祁连造山带和西秦岭北缘构造带的结晶基底,部分物源也有可能来自于华北板块基底岩系。综合分析显示,葫芦河群碎屑沉积物质来源较为复杂,具有明显的多元性,存在祁连造山带、西秦岭北缘构造带和华北板块基底3个物源区,其中祁连造山带和西秦岭北缘构造带提供了大部分物源,而祁连造山带应为葫芦河群贡献最大的物源区。     

豫西地区秦岭造山带武当群火山岩和沉积岩锆石U-Pb年龄

在南秦岭地体中广泛分布着武当群变质沉积-火山岩组合的基底岩石,是东秦岭造山带重要的岩石单元,但对其形成时代的认识存在分歧.笔者通过对豫西地区武当地体北部武当群上部杨坪组变质沉积岩和下部双台组变质中酸性火山岩锆石u-Pb年龄的测定,认为杨坪组变质沉积岩沉积物源主要由晚元古代(860~640 Ma)和早元古代(2260~1800 Ma)、少量晚太古代和中元古代地壳物质构成,与扬子陆块具有亲缘关系.沉积时代应晚于640 Ma.变质中酸性火山岩形成时代为730~780 Ma之间,峰值(755±6)Ma,与双台组新元古代变质基性火山岩为同期岩浆作用的产物,成因上推测与Rodinia超大陆裂解作用有关.     

西秦岭凤县北部罗汉寺岩组沉积时代和源区特征：来自LA- ICP- MS锆石U- Pb年龄证据

秦岭造山带罗汉寺岩组的形成时代长期存在争议。选择西秦岭东段凤县北部罗汉寺岩组凝灰岩和浅变质碎屑岩为研究对象，运用LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素年代学方法，探讨罗汉寺岩组的形成时代和物源特征。结果显示，罗汉寺岩组下部a岩段中凝灰岩结晶年龄为407±10 Ma；上部碎屑岩段(c岩段)中千枚岩碎屑锆石年龄介于2658~420 Ma之间，主要包括490~420 Ma和997~639 Ma两个区间峰值年龄，其次为1557~1318 Ma、2484~1745 Ma，另有少量2650 Ma左右年龄值。结合区域地质资料，限定罗汉寺岩组主体形成时代为早—中泥盆世。研究同时表明，罗汉寺岩组物源具有明显的多元性，490~420 Ma年龄组的锆石主体来自于商丹洋俯冲作用形成的弧岩浆岩；997~639 Ma年龄组可进一步细分为843~639 Ma和997~867 Ma，前者主要来自于南秦岭构造带，后者主要来自于北秦岭构造带；2658~1318 Ma的中元古代—新太古代年龄组与北秦岭构造带、华北板块和扬子板块的岩浆活动相关。综合分析认为南秦岭和北秦岭地块早—中泥盆世时期尚未全面碰撞成陆，商丹洋为残留洋(海)盆。     

大别山北部卢镇关群变质火山岩和共生变质的花岗岩全岩和锆石氧同位素、锆石U-Pb年代学研究

分布在大别山北部的卢镇关群火山岩和共生的花岗岩类形成在新元古代.2个卢镇关群变质流纹岩SIMS锆石U-Pb给出了757Ma岩浆结晶年龄,3个变质花岗岩给出了757 ～ 770Ma岩浆结晶年龄.全岩氧同位素分析表明它们经受了地表流体参与交代蚀变作用.锆石SIMS氧同位素分析表明少量锆石边部存在岩浆期后的氧同位素改造,然而锆石的氧同位素的改造部分没有明显的U-Pb重置,因此,地表流体参与交代蚀变作用时间无法通过锆石的U-Pb年龄来测定,只能限定在757Ma以后.研究样品中存在δ18O值2.8‰～4.0‰岩浆锆石,它们从低δ18O岩浆中结晶而来.低δ18O岩浆是早期地表流体参与交代蚀变岩石再熔融的产物,从这个意义上说,早于770Ma的地表流体参与的蚀变应该存在.这些时间上的证据表明卢镇关群火山岩和共生的花岗岩类记录了早于770 ～ 757 Ma之后地表流体参与交代蚀变,这从时间上看,岩石发生的地表流体参与的蚀变与扬子地台上新元古代冰川事件不能简单的关联在一起.     

南大别蕲春构造混杂岩带中变质沉积岩源区和时代限定

大别造山带南缘蕲春混杂岩带构造属性和地质时限存在争议.本文在1/5万区域地质调查和岩石地层学研究的基础上,通过对实测剖面中四个变质沉积岩基质样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和原位Hf同位素分析,为混杂带的形成和演化提供约束.结果表明,碎屑锆石年龄谱主要集中在802-911 Ma,1331-1536 M...     

苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定:来自片麻岩锆石微区SHRIMP U-Pb定年的证据

锆石微区矿物包体的激光拉曼和阴极发光测试以及相应的SHRIMP U-Pb定年结果表明,苏鲁地体片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中副片麻岩锆石核部记录了345～743 Ma的继承性锆石年龄,标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性;含柯石英的锆石微区记录了220～234 Ma的超高压变质年龄;而含石英包体的边部则记录了202～219 Ma的退变质年龄。正片麻岩继承性锆石核部所记录的年龄为574～680 Ma,表明原岩锆石曾经历了部分Pb丢失,原岩的形成年龄应大于680 Ma;含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为224～242 Ma;而锆石边部所记录的退变质年龄为209～219 Ma。两类片麻岩锆石微区所隐藏的超高压变质和退变质年龄信息十分相近,平均值分别为229±4Ma和211±4Ma,标志着苏鲁地体超高压变质时代应为印支期,相应的构造抬升速率约5.6 km/Ma。该项成果不仅确定了苏鲁地体超高压变质和退变质时代,而且对于深入探讨苏鲁地体快速折返过程中的动力学机制有着重要的科学意义。     

北秦岭构造带与华北板块关系探讨: 来自宽坪杂岩变碎屑岩锆石U-Pb年代学与变质作用证据

宽坪杂岩是连接北秦岭构造带和华北板块的重要岩石-构造单元之一,其物质组成和变质变形特征可为探讨北秦岭构造带与华北板块构造关系及演化提供重要证据。本文在已有研究基础上,对宝鸡-眉县-洛南一带宽坪变碎屑岩进行了系统的岩石学、矿物学和碎屑锆石U-Pb年代学研究。结果表明,宽坪碎屑岩最年轻碎屑锆石年龄峰值为~550Ma,最主要碎屑锆石年龄集中区为~2.5Ga和1.0~0.9Ga,次要年龄集中区为1.3~1.0Ga和850~750Ma。通过与周缘可能物源区的年代学特征对比揭示,宽坪碎屑岩物源主要来自北秦岭新元古代花岗岩与秦岭岩群副片麻岩,部分来自南秦岭和扬子板块北缘新元古代花岗岩以及太古宙基底岩系,缺乏华北板块物质;宽坪碎屑岩的碎屑锆石年龄谱特征与南侧的二郎坪碎屑岩近乎一致,暗示两者可能形成于同一沉积盆地。相平衡模拟结果显示,洛南红土岭宽坪杂岩含石榴子石石英片岩记录了顺时针P-T演化轨迹,峰期变质条件为P=7.17~7.92kbar,T=557~563℃,形成于大陆碰撞过程。结合前人报道宽坪杂岩~440Ma的变质年龄,我们认为在早志留世时期宽坪和二郎坪沉积盆地闭合,北秦岭构造带与华北板块碰撞形成现今的构造格局,在此之前北秦岭构造带与华北板块不具有亲缘性。

     

北秦岭德河黑云二长花岗片麻岩体的成岩时代--TIMS和SHRIMP锆石U-Pb同位素年代学

德河黑云母二长花岗片麻岩体侵位于秦岭造山带北秦岭前寒武纪变质岩系内,遭受了强烈的变形作用改造,具有典型S型花岗岩的矿物组成特征。TIMS和SHRIMP法锆石U-Pb同位素年龄测定结果分别为(964.4±5.2)Ma和(943±18)Ma,两者在误差范围内是一致的。鉴于SHRIMP法锆石微区测年具有更好的代表性,建议以(943±18)Ma代表德河黑云母二长花岗片麻岩的侵位时代。     

北秦岭东段二郎坪群火山岩锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

利用阴极发光（CL）技术和LA-ICP-MS原位分析方法,对北秦岭东段军马河、湾潭和湍河3个地区的二郎坪群基性火山岩进行了系统的锆石U Pb年代学研究。CL图像分析结果显示,三地火山岩中的锆石皆呈自形 半自形柱状形态和微弱的、宽的振荡环带结构。微量元素分析揭示,所有锆石都具有较高的稀土总量、重稀土和Th、U含量（ΣREE为(397.7~7 941.6)×10-6;ΣHREE为(376.7~7 774.2)×10-6;Th为(107.9~5 824.2)×10-6;U为(89.3~3 841.9)×10-6）以及轻稀土亏损、重稀土明显富集的左倾稀土配分曲线型式,所有锆石的Th/U比值皆大于0.4,显示典型岩浆锆石特征。LA-ICP-MS定年结果获得3地基性火山岩的形成年龄分别为(463±1.8) Ma、(475±1.5) Ma和(473±1.3) Ma,三者在误差范围内一致,表明北秦岭二郎坪群基性火山岩的形成时代为463~475 Ma。系统的岩石学和地球化学研究显示,二郎坪群火山岩具有弧后盆地火山岩的地球化学特征。研究获得的二郎坪基性火山岩463~475 Ma的结晶年龄明显晚于其南侧北秦岭超高压榴辉岩的原岩年龄(（791±6) Ma）以及变质年龄（(502±11) Ma）,而且榴辉岩的地球化学特征显示为板内玄武岩,也与二郎坪火山岩不同,因而指出北秦岭超高压榴辉岩与二郎坪火山岩没有直接成因联系。     

华北克拉通胶东地区粉子山群碎屑锆石SHRIMPU-Pb定年

胶东是华北克拉通重要的变质基底出露区之一。对该区古元古代粉子山群和荆山群中碎屑锆石的年龄分布特征的研究,可以为胶东地区早前寒武纪演化提供重要依据。由于Pb丢失作用,前人仅在粉子山群中获得少量锆石谐和年龄。本文对粉子山群长石石英片岩中碎屑锆石进行了SHRIMP定年。52颗锆石的61个数据点分析,获得36个谐和年龄(不谐和度10%)。所有具谐和年龄的锆石都具有高的Th/U比值,大多显示明显的岩浆环带,原为岩浆成因。谐和锆石年龄分布在2033~3429Ma之间,主要峰值分别为~2.19Ga和~2.48Ga。该样品中还含有2颗年龄大于3.3Ga的锆石,位于谐和线上的2颗最年轻碎屑锆石的年龄为~2.08Ga。结合前人研究,可得出如下结论:1)粉子山群和荆山群原岩沉积时代可进一步限制在1.9~2.1Ga之间;2)粉子山群与荆山群的碎屑锆石年龄分布形式存在明显区别,指示其源区可能不同;3)胶东地区可能存在古太古代地壳物质。     

南秦岭西乡群孙家河组锆石SHRIMP U-Pb年龄及其构造地质意义

南秦岭西乡群孙家河组英安质火山熔岩进行了锆石SHRIMP U-Pb年龄和岩石化学、稀土元素、微量元素等方面的研究。获得的锆石年龄为814.8±5.2Ma,属于晚青白口世。该年龄为研究南秦岭扬子陆块过渡基底的形成时代提供了有力的佐证,并为研究扬子陆块Rodinia超大陆汇聚时限及秦岭造山带的构造演化提供了新证据。     

秦岭岩群中两类斜长角闪岩的性质和时代及其地质意义

在北秦岭造山带核部秦岭岩群内发育两类不同产状的斜长角闪岩.一类与秦岭岩群中的大理岩紧密共生,呈规模较大的似层状或较小块体产于大理岩内,另一类则呈密集岩墙群型式侵入于秦岭岩群南段二云母石英片岩中.不同的产出状态表明两类斜长角闪岩的成因和时代存在显著差异,也具有不同的地质构造意义.地球化学上,两类不同产状的斜长角闪岩的原岩皆为玄武岩质的.侵入秦岭岩群二云母石英片岩中的斜长角闪岩墙群形成于板内拉张环境,SHRIMP锆石U-Pb测年揭示该类斜长角闪岩形成于晚奥陶世(449±11Ma),Sr-Nd同位素特征显示其岩浆源区为亏损地幔源区,40Ar/39Ar热年代学研究显示该类斜长角闪岩的角闪岩相变质作用发生于石炭纪末期(301.3±6.4Ma).地球化学和Sr-Nd同位素特征显示与秦岭岩群大理岩共生的似层状或块状斜长角闪岩的形成环境与侵入云母石英片岩中的斜长角闪岩墙群的存在显著差异,其形成于洋岛(OIB)或海山环境.40Ar/39Ar热年代学研究显示该类斜长角闪岩于晚二叠世(258.1±5.7Ma)发生了角闪岩相变质作用.不同性质、形成和变质时代、相似的变质作用等特点表明,秦岭岩群中的两类角闪岩分属不同性质的构造块体,秦岭岩群高级变地质地体可能是一个构造拼合地体.斜长角闪岩岩墙为晚奥陶世(449±11Ma)侵入秦岭岩群云英片岩中的基性岩墙群,是北秦岭晚加里东期后造山期热收缩而致的地壳伸展或岩圈拆离减薄的产物.与秦岭岩群大理岩共生的斜长角闪岩则可能是洋隆体的基性喷出岩+碳酸盐岩帽组合,是中二叠世(312～260Ma)期间构造移置而来的外来块体.     

北秦岭四方台基性-超基性杂岩锆石 LA-ICP-MS年代学研究

四方台杂岩体是北秦岭沿商-丹带出露的基性-超基性杂岩体中最大的一个,出露面积约40 km2,由超基性-基性-中性岩石组成,侵入到丹凤群中。对四方台杂岩体中辉长岩锆石进行LA-ICP-MS微区定年研究,获得岩体的成岩时代为460±29 Ma。获得的32个测点可明显地分为400~500 Ma、700~900 Ma、1 800~2 600 Ma和2 700~2 918 Ma这4个时段,可能分别代表了北秦岭造山带不同地质时期的构造-岩浆事件的时代信息。其中400~500Ma与北秦岭地区表现强烈的加里东运动时限一致,而700~900 Ma则可能与830~740 Ma中国中西部地区响应积极的、造成Rodinia超大陆裂解的地幔柱活动有关。