华北陆块前寒武纪两次重大地质事件的特征和性质

分类统计了华北陆块236个精度较高的大于16亿年的年龄数据。统计分析显示,年龄数据存在2个最为明显的峰期,分别位于2550～2475MaBP和1900～1750MaBP区间,对应华北陆块25亿年和18亿年地质事件。同时,这2次地质事件所包含的变质作用峰期和成岩作用峰期均有不同步的特点。25亿年地质事件中成岩作用峰期早于变质作用峰期,而18亿年地质事件中变质作用峰期早于成岩作用峰期。由此反映这 2次地质事件性质的差异。25亿年地质事件表现为巨型麻粒岩带、岩浆构造热事件、沉积建造开始和环境变化等,可能代表华北陆块一次重要的拼合事件;而18亿年地质事件表现为非造山岩浆活动、裂谷型火山-岩浆活动和强烈的退变质作用等,可能代表华北陆块一次重要的裂解事件。     

柴达木盆地北缘前泥盆纪构造格架及欧龙布鲁克古陆块地质演化

最近 ,越来越多的区域地质、地球化学和同位素地质年代学等证据表明 ,柴达木盆地北缘前泥盆纪由北向南可以划分为 3个构造单元 ,北部为古元古代形成的欧龙布鲁克古陆块 ,中间为经历过多次叠加改造的沙柳河—鱼卡超高压碰撞带 ,南部为中元古代形成的柴达木陆块。欧龙布鲁克古陆块自古元古代以来保存了丰富的地质记录 ,反映了其复杂的地质演化历史。综合区内沉积作用、岩浆活动、变质作用和构造运动等特征 ,将欧龙布鲁克古陆块地质演化由老到新分为 7个演化阶段 ,即古元古代古陆块形成阶段、中元古代陆内沉降阶段、中—新元古代Rodinia超大陆汇聚阶段、南华纪—震旦纪Rodinia超大陆裂解阶段、早古生代陆块俯冲与折返阶段、晚古生代—中生代陆内造山阶段和中新生代高原隆升阶段。研究本区古陆块的汇聚与裂解过程 ,将为探索我国华北和扬子古陆块的相互关系和相互作用历史提供了有力的证据     

塔里木地块前寒武纪地质研究进展评述

塔里木地块是我国三大主要陆块之一.它是一个具有完整的前寒武纪基底且发育了良好的新元古代盖层沉积的大陆块体.笔者等综合了近十年来中外地质学家对塔里木前寒武系的研究成果,并对这些取得的资料进行系统分析,概括了塔里木前寒武纪构造演化阶段、过程以及塔里木在前寒武纪时期与全球性的超大陆汇聚和裂解事件的沉积、变质、岩浆及构造作用的耦合关系.特别指出,笔者等详细地讨论了含蓝片岩的阿克苏群可能的沉积时代、发生蓝片岩相变质的时间,并结合对新元古代岩浆事件的综合分析,提出塔里木在新元古代早期(900Ma)汇聚到澳大利亚北缘,成为Rodinia超大陆的一部分.在新元古代中—晚期,沿塔里木北缘的俯冲可能一直持续到760Ma.820～760Ma期间,新元古代Rodinia超级地幔柱和板块俯冲共同制约了塔里木北缘的岩浆作用和变质作用.这一模式可能对认识华南地区新元古代复杂的岩浆作用具有启示意义.     

前寒武纪重大地质事件

本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块体对哥伦比亚及罗迪尼亚两个超大陆形成与破裂的地质响应。冥古宙是地球最早期的地史阶段,从太阳系形成的4 567 Ma至地球上最老的4 030 Ma的Acasta片麻杂岩。碎屑锆石保存最好的地点是西澳的Mt. Narryer和Jack Hills。目前在中国大陆至少有7个地点发现具有罕见的约4.0 Ga的碎屑锆石,这些地点并不位于克拉通区,而是赋存于造山系新元古代至古生代以碎屑岩为主的地层中。太古宙(4 030~2 420 Ma)定义为从最古老的岩石出现(4 030 Ma Acasta片麻岩)至冰碛层首次广泛分布的寒冷期之间的一段地史。最古老的岩石为英云闪长片麻岩,构成加拿大西北斯拉夫克拉通4.03~3.94 Ga Acasta片麻岩的一部分。西南格陵兰Isua带保存全球有最老的表壳岩,形成于3 810 Ma。太古宙最重大的地质事件莫过于2 780~2 420 Ma时期的新太古代超级事件。值得指出的是华北克拉通最古老、也是中国最古老的岩石出露在中国辽宁鞍山地区,约3.80 Ga英云闪长岩奧长花岗质片麻岩和3.30 Ga的表壳岩已被识别。华北克拉通太古宙有与世界各地太古宙相似的演化历史和特点,包括花岗岩绿岩带及高级变质片麻岩带、广泛的英云闪长岩奧长花岗岩花岗闪长岩(TTG)片麻岩、古陆壳的出露(略老于3.8 Ga)、广泛分布的BIF等。我国太古宙花岗岩绿岩带虽然在华北克拉通分布较广,但与南非、格陵兰、加拿大、西澳等地经典的花岗岩绿岩带相比,时代偏新,仅以新太古代为主,规模偏小,缺少大面积分布的科马提岩,且变质程度偏高,主要为角闪岩相麻粒岩相变质。演化到元古宙(2 420~541 Ma),则进入成熟的、较冷的、刚性程度较高的地球,以现代样式板块构造、超大陆旋回和更复杂的疑源类(eukaryotic)生命的发育为特征。这种变化大致出现在2 420 Ma左右,与哈默斯利型BIF的消失及地史中首次广泛出现的冰川沉积物年代相近。古元古代早期十分重要的“休伦冰川事件”、指示大氧化事件的古老红层在我国尚未被发现,与Lomagundi Jatuli (LJE) δ13C的同位素漂移有关的关门山组古元古代沉积地层的同位素年代学依据不足;古元古代磷矿和具有巨大石油潜力的2.01 Ga Shunga事件也未能鉴别。但中国最大特色是发育了与哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解有关的良好地质记录,特别是华北克拉通保存了古元古代与哥伦比亚超大陆汇聚有关的超高温、高压麻粒岩等变质及岩浆事件,1 780 Ma以后的中元古代又保存了与哥伦比亚超大陆裂解有关的裂谷沉积及岩浆活动;而在扬子和塔里木陆块区则保存了与新元古代早期与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的蛇绿岩、混杂岩、洋内弧、俯冲增生杂岩及大陆边缘弧,在约800 Ma以后则发育了与罗迪尼亚超大陆裂解有关的沉积及岩浆活动的地质记录,为中国和全球地质学者研究这一时期地球系统变化和成矿作用提供了客观的野外实验室和良好的范例。     

华北陆块对Rodinia超大陆的响应及其特征

研究揭示华北陆块1300-1000Ma和800-650Ma都存在比较弱的岩浆-变质事件，它们可能对应于华南陆块的碰撞（四堡运动）和裂解事件。华北陆块的四堡期蛇绿混杂岩可能只见于新元古代秦岭造山带中。秦岭造山带北缘识别出了一些花岗质分清入体，它们具有碰撞或碰撞后花岗岩的特征。华北陆块北缘的火山沉积岩生活费不具有离散边界杂岩的特征，它们可能揭示了大陆边缘或者大陆伸展过程。华北陆块与800-650Ma事件相关的岩石主要为来自富集地幔的基性岩墙和来自陆内裂谷的沉积岩，它们很可能与Rodinia裂解有关。沉积学和古生物学特征表明元古宙华北陆块不同华南陆块，而与西伯利亚陆块相似。据此可以认为华北陆块是Rodinia超大陆的一部分，它位于超大陆的边缘，可以不与华南陆块紧邻，而与西伯利亚陆地较近。     

阿尔金山地区构造单元划分和前寒武纪重要地质事件

阿尔金山地区构造单元从北至南划分为敦煌地块、阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、中阿尔金中—新元古代构造岩片、阿尔金构造杂岩带和阿尔金南缘基性超基性岩带5个构造单元,它们具有不同的岩石组合和变质变形特征。在正确识别地质事件的性质和特征的基础上,根据现有同位素年龄资料甄别出5期重要地质事件。3600～2500Ma的数据表明敦煌地块内存在始太古代、古太古代、中太古代、新太古代古老地壳和多期的岩浆活动;2500～1800Ma的古元古代是敦煌地块遭受强烈改造和中基性侵入岩形成的时代;1000～800Ma存在新元古代碰撞造山和大规模的岩浆活动;530～500Ma是阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、高压变质泥质岩和榴辉岩的变质时代,形成的构造杂岩带是古生代早期秦岭-柴达木盆地北缘巨型碰撞带的西延部分;400Ma的柴水沟辉长岩的斜锆石年龄代表了碰撞后的裂解事件。     

试论中国古大陆中-新元古代汇聚与裂解的地质记录

自1990年新元古Rodinia超大陆提出后,现已发展成地学研究热点之一。在全球新元古代超大陆旋回的汇聚与裂解机制影响下,中国古大陆也随之变化。中元古代末一新元古代初的汇聚和新元古代晚期的裂解是最重要的两次地质事件。塔里木、华北、华南古陆都有它的地质记录。晋宁事件应是中元古代晚期-新元古代早期,北秦岭地块与中秦岭地块俯冲一碰撞造山作用和新元古代时期Rodinia超大陆形成的主要地质事件;华南的武陵运动,使华夏古陆与扬子地块发生碰撞形成统一的“华南古陆”。在塔里木古陆与哈萨克斯坦一伊犁古陆之间的那拉提南缘碰撞带,甘肃北山南带柳园及青海柴达木盆地北部边缘的榴辉岩一花岗岩带的发现都是最新的研究成果。     

西藏斑岩铜矿对重大地质事件的响应

西藏已有 3个构造岩浆带发现斑岩铜矿 :玉龙成矿带、冈底斯成矿带和班公错成矿带。其中班公错成矿带还少有研究和找矿评价 ,目前仅报导在改则西北发现多不杂斑岩铜金矿 ,但该带的邻国已发现大型斑岩铜矿 ,例如巴基斯坦的赛恩达克 (Saindak)和伊朗的萨尔切什梅 (SaiCheshmeh)等。据青藏高原 70Ma以来的古气候研究 ,在新特提斯洋闭合之后 ,印度板块与亚洲板块陆陆碰撞 ,曾有过 3次加速 :第一次为 4 0～ 35Ma ,与玉龙矿带的成岩成矿年龄相吻合 ;第二次为 1 8～ 1 2Ma ,与冈底斯矿带的成岩成矿年龄相吻合 ;第三次为 3.6Ma以来 ,与羊八井等热泉和铯金锑成矿年龄相吻合。故西藏斑岩铜矿为印度洋扩张和陆陆碰撞“A”型 (Ampferersubduction)俯冲的产物。第一次加速在青藏高原的东缘三江地区产生一系列喜马拉雅期走滑拉分盆地 ,导致幔源斑岩岩浆上侵 ,形成玉龙等一系列斑岩型夕卡岩型铜铜钼铜金矿 ;第二次加速使冈底斯深部挤压而浅部拉张 ,导致幔源斑岩浆岩侵位 ,形成冈底斯一系列斑岩型夕卡岩型浅成热液型铜钼铜金多金属矿 ;第三次加速使青藏高原整体深部挤压而浅部拉张 ,在藏南、冈底斯和藏北等产生一系列热泉型铯金锑矿     

新元古代重大地质事件及其与生物演化的耦合关系

新元古代的地球表层系统经历了超大陆裂解与重组、大规模冰期、古海洋氧化、埃迪卡拉生物群辐射与灭绝、后生动物兴起等一系列重大变革,这些地质事件与生物演化在时空上的耦合关系长期受多学科交叉研究领域的广泛关注。Rodinia超大陆的裂解伴随有超级地幔柱活动、古地磁真极移等复杂响应,裂解过程影响了大气圈和水圈中氧气和二氧化碳的循环,并可能直接导致了新元古代极端的气候条件。构造格局的变动对生物的影响主要体现在物质来源和生存环境的改变上,强上升洋流和强地表径流区域的富营养化促使生物大量繁盛。“雪球地球”期间巨大的选择压力为生物的多样化演变提供了可能,而其后冰川的快速消融则促进了生产力的爆发式增长及多种沉积矿产的形成。与此同时,大气-海洋氧气含量的增加和海水化学结构的改变使得多项元素及同位素指标发生了地质历史上最大幅度的波动,这种特殊的地质背景可能最终对生物演化产生了极为深刻的影响。     

祁连山带及邻区前寒武纪深变质基底的时代和组成

根据变泥砂质岩石和壳源花岗质岩石的地质、年代学、地球化学和Nd同位素组成研究，主要结论为：①祁连造山带深变质基底主要由变泥砂质岩石和花岗岩组成，其主体形成于0．8－0．6Ga（晋宁期）；②大多数变砂质岩石和花岗岩具有较强的负铕和负钡异常，tDM和εNd(1.0Ga）分别为1.87-2.26Ga和8.54-4.06，显示出较高的成熟度；③花岗质岩石为典型的陆－陆碰撞的产物，可能与全球新元古代Rodinia超大陆形成事件有关。本文还对祁连造山带及邻区深变质基底的构造归属进行了研究，认为祁连－柴北缘地体和阿拉善－敦煌地体在晋宁期以前相互分离，分属华北克拉通和扬子地台不同的板块体系。祁连造山带和秦岭造山带至少在晋宁期就有相同或相似的地质深化历史。     

扬子西缘新元古代裂谷盆地演化的年代学新证据及其意义

扬子西缘康滇裂谷是华南新元古代裂谷系的主要组成部分,对理解华南新元古代裂谷盆地演化与Rodinia超大陆裂解的响应关系具有重要意义。澄江组是康滇裂谷最为典型的沉积充填序列,其时代的准确限定是解析Rodinia超大陆裂解背景下盆地演化的重要前提。本文对滇东北巧家谓姑地区澄江组火山岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学分析,获得澄江组底部玄武岩年龄806.4±6.7 Ma和下部凝灰岩年龄788.4±5.9 Ma。结合已有年龄数据,将澄江组沉积时代准确限定为800～720 Ma,与开建桥组及陆良组上部为同期异相产物。康滇裂谷的三个次级盆地演化基本同步,均于800 Ma左右开始全面接受沉积,是Rodinia超大陆的裂解的响应。     

柴北缘都兰UHP地体中两期不同性质的岩浆活动:对碰撞造山作用的启示

本文报道了对柴北缘都兰地区英云闪长岩、花岗岩的地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素的研究结果.锆石U-Pb定年结果表明,英云闪长岩侵住时代为432～434Ma,并显示出类似于埃达克质岩石的地球化学特征:(1)高SiO2、富Na2O、贫KO、过铝质;(2)高Sr、低Y和相应的高Sr/Y值;(3)高La/Yb和低Yb;(4)轻重稀土分馏程度高,亏损重稀土;(5)富集Ba、Sr等大离子亲石元素,而亏损Nb、Ta等高场强元素.结合英云闪长岩高的εHí(t)值(3.3～10.7)和年轻的地壳模式年龄(732～1207Ma),可以认为本区英云闪长岩源自于增厚下地壳的部分熔融作用.锆石U-Pb定年结果表明,晚期花岗岩的结晶时代为382～391Ma,并显示出类似于S型花岗岩的地球化学特征:(1)高SiO2,低MgO和高K2O的特征,K2O/Na2O＞1;(2)A/CNK几乎全部大于1,显示过铝质的特征;(3)轻、重稀土分馏程度低,(La/Yb)N =2.22～9.62,但具明显的负Eu异常(δEu =0.27～0.81);(4)强烈亏损Nb、Ta、sr和Ti等元素,轻微亏损Ba元素.在综合对比花岗岩形成年龄与区域高压-超高压变质时代的基础上,结合地球化学特征,推断都兰地区花岗岩体可能形成于后碰撞造山伸展作用阶段,并可能是由其围岩富铝质片麻岩部分熔融形成,并可能有少量地幔物质的添加.     

都兰地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿预测

在1：5万水系沉积物测量的基础上,对青海都兰高寒地区的水系沉积物地球化学特征进行了初步分析。对元素分布、单元素异常、元素相关性分析、异常元素组合等特征进行了研究,表明水系沉积物地球化学测量方法在高寒丘陵、高山峻岭地区良好的找矿效果,优选了3处金铜铅锌多金属找矿远景区。     

青海都兰县三色沟铅锌矿区变质岩原岩恢复

对研究区变质岩的岩石学、地球化学研究表明,金水口群中-深变质岩原岩的为一套以火山岩为主的火山-沉积组合。火山岩主要为晶屑凝灰岩、岩屑凝灰岩、角砾凝灰岩、凝灰质砂岩等,属钙碱性岩系。沉积岩为泥灰岩。火山岩构造环境应属活动大陆边缘。     

青海都兰白石崖矿区花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义

白石崖铁矿为都兰地区一处典型的矽卡岩型铁多金属矿床。通过对花岗岩年代学和岩石地球化学研究表明,白石崖花岗岩侵位于（238±1） Ma,富硅（SiO2=70.01%~76.01%）、富碱（K2O+Na2O=6.64%~8.41%）、FeO*/MgO比值（平均22.87）较高、贫镁（MgO=0.04%~0.39%）,K2O/Na2O>1,A.I.=0.88~0.99,A/CNK=0.62~0.83,属偏铝钙碱性岩石;稀土分布曲线呈“海鸥式”分布特征,显示较强的Eu负异常（δEu=0.10~0.70）;微量元素特征显示具较高的Zr （172×10-6~205×10-6）、Nb（11×10-6~31×10-6）和Y（21.9×10-6~50.1×10-6）,较低的Sr（40×10-6~223×10-6）、Ba（168×10-6~690×10-6）;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上显示明显的Ba,Sr,P和Ti的负异常,表明白石崖花岗岩为A型花岗岩。结合区域构造演化,认为该区花岗岩形成于造山后的伸展环境,属A2型花岗岩。三叠纪时,东昆仑地区处于后碰撞构造阶段,俯冲板片发生断裂,岩石圈拆沉,引发大范围的地壳伸展减薄,软流圈物质上涌,上涌的软流圈物质与地壳直接接触,对上覆长英质地壳的直接加热作用促使其部分熔融,长石、榍石等分离结晶,形成该区A型花岗岩。     

中国中新元古代重要沉积地质事件及其意义

地球曾经历了3次超大陆演化过程,其中2次超大陆(哥伦比亚(Columbia)和罗迪尼亚(Rodinia))旋回涉及中新元古代,并与一系列区域性事件相联系,形成了多成因的超大陆演化模型。华北中东部新元古代沉积事件、扬子和塔里木新元古代裂谷事件、雪球事件等都被视为Rodinia超大陆的裂解响应,它们对定时三大陆块相互关系及定位其在全球超大陆的位置具有至关重要的作用,也反映了重要沉积地质事件在超大陆研究中不可或缺的作用和意义。此外,在中新元古代的Columbia和Rodinia超大陆演化过程中,还伴随发育具有广泛区域性甚至全球意义的巨厚白云岩与碳酸盐岩微生物(岩)、红层与黑色页岩、全球性臼齿亮晶碳酸盐岩和埃迪卡拉纪盖帽碳酸盐岩等沉积事件群及元素(同位素)漂移等地球化学异常事件,也包括特殊且重要的磷块岩、锰、铁矿等沉积成矿事件。由于不断显示出来在全球古大陆重建和古地理恢复方面的重要作用,它们越来越得到学术界的广泛关注和研究。文中通过系统分析中国中新元古代超大陆旋回演化中发育的部分重要或关键地质事件(群)时空发育与分布特征,并结合作者团队的实际资料和测试数据,以期揭示超大陆演化过程与重要沉积地质事件的内在联系,为超大陆聚散旋回演化和时空定位及原型沉积盆地的发育和评价提供科学证据。     

扬子陆块~2.0 Ga的区域变质事件对南北黄陵古元古代差异演化的启示

扬子陆核黄陵地区发育较为完整的太古宙—古元古代片麻岩、表壳岩组合(即崆岭杂岩),前人调查研究认为南北黄陵Ar-Pt1具有一致的物质组成和地质演化过程。笔者分别对南北黄陵太古宙花岗质片麻岩进行锆石年代学研究发现,北黄陵2件样品(HL013-1、HL013-2)均存在大量锆石发育岩浆核-变质边结构,都获得～2.8 Ga原岩结晶年龄和～2.0 Ga变质年龄;而南黄陵1件样品(HL005-3)以具振荡环带结构的岩浆锆石为主,仅获得～2.9 Ga原岩结晶年龄。结合前人研究成果发现,～2.0 Ga的变质年龄在北黄陵太古宙—古元古代的花岗片麻岩、表壳岩中广泛发育,而在南黄陵相似建造中均未获得,一定程度上说明北黄陵地区广泛遭受～2.0 Ga的区域变质作用而南黄陵不发育,南北黄陵在古元古代可能处在不同地块或者同一地块不同部位。2.1～1.6 Ga的构造岩浆事件的分布特点说明扬子陆块可能存在多条古元古代造山带,扬子陆块古元古代以多块体拼贴为特点,广泛记录2.1～1.6 Ga的构造岩浆事件说明扬子陆块是全球哥伦比亚超大陆的重要组成部分。     

塔里木北缘库鲁克塔格地区南华纪花岗质火山-侵入杂岩岩石成因及地质意义

位于亚洲中部的塔里木克拉通是中国三大古老克拉通之一,经历了新元古时期罗迪尼亚(Rodinia)大陆聚合和裂解。然而,关于塔里木在该时期的构造演化仍然存在较多争议。本文对塔里木北缘库鲁克塔格地区南华系地层中流纹岩及伴生的正长花岗岩开展岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,结果表明:正长花岗岩与流纹岩是一套具有"时、空、源"一致的花岗质火山-侵入杂岩组合,锆石U-Pb年龄分别为735±10 Ma和738.9±5.4 Ma,同为新元古代南华纪岩浆作用的产物。它们具有高硅(69.85%~73.87%)、低铁(2.36%~2.96%)、贫镁(0.16%~0.75%)和富碱(Na₂O+K₂O=7.51%~9.05%)的特征,属碱性系列、过铝质岩石。富集K、Rb、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ba、Sr、P和Ti等。具A₂型花岗岩的特点,是俯冲挤压向减压伸展构造转换背景下岩浆活动的产物。锆石Hf同位素组成较均一, ε_Hf(t)值大多为-17.4~-10.6之间,其二阶段模式年龄T_DM2为2732~2321 Ma,表明岩浆来源于太古宙-元古宙古老结晶基底。结合前人研究表明,大约在735 Ma塔里木北缘开始进入减压伸展的拉张环境,之后可能发生了Rodinia超大陆的裂解。