藏北聂荣微陆块的构造亲缘性--来自LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及Hf同位素的制约

聂荣微陆块位于安多与那曲之间,呈眼球状透镜体近东西向夹持于班公湖-怒江缝合带之中。聂荣微陆块主体由前寒武系结晶基底、古生代地层及中生代花岗岩岩基组成。为了更好地认识聂荣微陆块新元古代的岩浆事件,并对其构造演化进行约束,分析了基底岩石片麻岩的地球化学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及锆石原位Hf同位素。3件片麻岩样品的野外产状、矿物组成、结构特征及全岩地球化学特征均表明片麻岩原岩为中酸性侵入岩;样品锆石微量元素示踪、成因分析研究表明,锆石具有岩浆锆石的典型特征;锆石U-Pb年龄在820~843Ma之间,代表了片麻岩原岩的时代。片麻岩的锆石饱和温度估算结果显示,岩体岩浆源区的初始温度为794~856℃。锆石εHf（t）值变化范围较小,介于-0.8~0.5之间,平均值为0.3;二阶段模式年龄TDM2为1.58~1.96Ga。结合区域资料,安多片麻岩原岩形成的大地构造背景与裂解拉张的环境密切相关,初步认为微陆块上发育的新元古代岩浆事件是罗迪尼亚大陆全球裂解事件的产物,并可能与扬子板块边缘的裂解事件相关。     

聂荣微陆块花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年——新元古代基底岩石的发现及其意义

聂荣微陆块呈透镜体状夹持在班公湖-怒江板块缝合带内,其上出露有黑云母花岗片麻岩以及二长花岗片麻岩等不同类型的古老片麻岩,本文报道产出于聂荣微陆块上花岗片麻岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果,样品锆石的岩浆震荡环带十分发育,多数锆石具有典型的岩浆结晶锆石的特征。所有测点中有16个测点的Th/U值较高,介于0.58~1.24之间,平均值为0.79,获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄基本一致,加权平均值为819.6±5.2Ma,笔者等认为该年龄代表了花岗片麻岩的原岩结晶时代为新元古代。我们在羌塘南部地区的碎屑岩中获得了同样的年龄峰值(809Ma)。此外,我们认为年龄中具有507Ma左右的信息反映了泛非事件之后另外一次强烈构造热事件的影响在该区的存在。     

青藏高原聂荣微陆块早古生代片麻状花岗岩地球化学、锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素特征及构造背景

报道了西藏中部聂荣微陆块片麻状花岗岩的全岩地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究资料。获得花岗岩中锆石206Pb/238U年龄为516±3 Ma（n=20,MSWD=1.60）。花岗岩属于高钾钙碱性岩石系列,具有类似I型花岗岩的地球化学特征,其稀土元素配分模式为轻稀土元素富集的右倾曲线,伴随负Eu异常,而微量元素蛛网图表现出Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti亏损和Rb、Th、Pb相对富集的分布特征。花岗岩具有富集的锆石Hf同位素组成（εHf（t）= -3.0~-0.1）、古老的锆石Hf模式年龄（tDMC= 1472~1659 Ma）和较高的Mg#值（32~47）,可能形成于地幔岩浆对元古宙沉积物质的改造。综合上述测试结果及区域地质背景,推测聂荣微陆块寒武纪片麻状花岗岩应当是冈瓦纳大陆北缘安第斯型岩浆弧的一部分。     

西藏聂荣微陆块变质基底新元古代—侏罗纪构造–岩浆事件：来自LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年的启示

本文选择聂荣微陆块变质基底中正片麻岩进行了详细的年代学研究,通过LA-ICP-MS 锆石U-Pb测年获得的年龄结果分别为502.8±1.2 Ma、532.7±3.4 Ma、833.2±2.8 Ma、734.8±3.3 Ma、495.3±1.7 Ma、496.6±2.0 Ma、495.1±1.2 Ma、803.8±2.8 Ma、811.7±2.8 Ma。综合上述片麻岩锆石U-Pb测年数据结果发现,聂荣微陆块变质基底中正片麻岩的锆石U-Pb年龄大致可以分为三组：830~730 Ma、580~470 Ma、185~160 Ma,说明聂荣微陆块变质基底从新元古代—侏罗纪经历了三期构造–岩浆事件,这三期构造事件分别发生于新元古代早期、新元古代晚期—早古生代、早—中侏罗世。综合前人研究结果,认为聂荣微陆块存在新元古代的基底,并经历了罗迪尼亚超大陆的裂解,于新元古代晚期—早古生代时期发生了泛非—早古生代构造事件,到了侏罗纪,受班公湖–怒江洋壳俯冲和大洋关闭的影响,变质基底发生了早—中侏罗世的岩浆作用和变质作用。

     

西藏聂荣微陆块早侏罗世中期花岗岩及其包体的岩浆混合成因:锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素证据

西藏早侏罗世聂荣岩体中偏基性包体与酸性寄主岩的岩浆源区性质和岩石成因以及相互关系尚未得到很好约束,直接限制了对聂荣微陆块在早侏罗世特提斯构造岩浆演化中的作用的认识。为探讨这一问题,本文对采自聂荣地区的一对花岗岩及其闪长岩包体样品进行了锆石U-Pb定年和原位Hf同位素分析。寄主花岗岩的结晶年龄为185.1±1.5Ma,闪长岩包体的结晶年龄为183.6±1.1Ma,指示酸性岩浆和基性岩浆同时侵位。寄主花岗岩的锆石ε_Hf(t)值介于-17.8~-0.9,其Hf同位素地壳模式年龄变化于1.3~2.4Ga,闪长岩包体的锆石ε_Hf(t)值和Hf同位素地壳模式年龄值分别分布于-11.9~-2.9和1.4~2.0Ga,均表现出很大的变化范围。同时于~185Ma结晶的两种岩浆锆石Hf同位素的不均一性和继承锆石的出现,指示了聂荣微陆块早侏罗世中期发生了古老基底深熔或重熔的熔体和富集岩石圈地幔来源的岩浆间的混合,之后再与围岩混染的岩浆作用过程。     

滇西新街岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学及其构造意义

新街岩体位于昌宁-孟连带北段,主要岩性为二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,新街岩体侵位于约82Ma。岩体Si O2含量为74.28%~75.17%,富钾(K2O/Na2O=1.44~1.73)和较低钙Ca O(0.37%~0.41%),铝饱和指数(A/CNK)为1.121~1.156,富集Rb、Th、K、LREE等元素,相对亏损Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等高场强元素。这些特征表明,新街岩体属于强过铝质S型花岗岩。新街岩体负且变化范围大的锆石εHf(t)值(-16.9~-0.5)和古老的Hf同位素地壳模式年龄(1.19~2.28Ga),表明其主要来源于古老地壳物质的重熔,并有不同程度的幔源物质加入。由于喜马拉雅新特提斯洋封闭发生在65Ma左右,新街岩体很可能是在喜马拉雅新特提斯洋洋壳俯冲的地球动力学背景下形成的。     

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。     

河西走廊带与澳大利亚的亲缘性 ——来自牛首山中寒武统碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

在河西走廊带东端牛首山地区中寒武统的沉积岩中开展碎屑锆石原位LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素研究。结果表明,所采样品U-Pb年龄谱存在3个峰值：0.6~0.8Ga(峰值为669Ma)、1.0~1.3Ga(峰值为1173Ma)、1.6~1.8Ga(峰值为1710Ma),明显区别于河西走廊带寒武系之上地层中的碎屑锆石U-Pb年龄谱。碎屑锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素特征表明, 典型的格林威尔期的物质和峰值为1710Ma的碎屑物质可能源于澳大利亚西南部,与现有的古生物学和古地磁学研究结果相吻合;中奥陶世随着北祁连洋的进一步扩张及其古地理位置的变化,碎屑物质的源区也随之变化,河西走廊带开始出现0.8~1.0Ga晋宁期的碎屑物质;晚奥陶世后由于祁连山的造山隆起、剥蚀、风化,河西走廊带记录了该地区0.4~0.5Ga的碎屑物质。     

扬子陆块三峡地区莲沱组砂岩中碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

对扬子陆块三峡地区黄牛岩剖面莲沱组顶部砂岩中的120颗碎屑锆石进行了U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析.结果显示,黄牛岩剖面莲沱组中碎屑锆石的年龄谱具有～880～800 Ma、～2 000 Ma、～2 500 Ma及～2 700 Ma的峰值,其中最年轻的碎屑锆石年龄为724±8 Ma.结合前人对该地区莲沱组顶部凝灰岩开展的年代学工作,将莲沱组顶部砂岩沉积时代限定为724～714 Ma.莲沱组砂岩沉积时间与其中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄接近,反映了其源区地壳物质的快速再循环.碎屑锆石Hf同位素两阶段模式年龄(TDM2)集中在～3.7～3.1 Ga、～2.5～2.0 Ga和～1.3～1.0 Ga,反映其物源区存在古-中太古代、古元古代以及中元古代末期的初生地壳生长.对比近年来三峡地区不同剖面莲沱组砂岩中已报道的碎屑锆石年龄和Hf同位素数据,黄牛岩剖面的莲沱组碎屑锆石年龄和Hf同位素组成与之以北的王丰岗剖面均存在明显差异,说明莲沱组沉积期两者的陆源物质供给区有较大差别.     

西藏聂荣微陆块奥陶纪和侏罗纪岩浆事件的年龄证据

为了加深对班公湖-怒江缝合带构造演化过程的认识,选择聂荣微陆块内的花岗质片麻岩和花岗闪长质片麻岩中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,结果主要显示两组206Pb/238U的加权平均年龄:一组为453.7±2.5 Ma; 另一组为176.6±1.1 Ma和178.04±0.8 Ma.花岗质片麻岩中黑云母和花岗闪长质片麻岩中白云母的40Ar-39Ar定年结果显示,坪年龄分别为161.8±1.1 Ma和178.9±1.2 Ma.上述年龄结果表明,聂荣微陆块主要经历了晚奥陶世和早侏罗世两期岩浆事件,这两期岩浆事件分别与冈瓦纳大陆北缘早古生代的造山作用和班公湖-怒江洋壳的俯冲闭合存在密切的动力学关系.      

龙首山-北大山北部的属性——来自海森楚鲁片麻岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素的约束

阿拉善北大山西北部地区出露少量原属"龙首山岩群"的前寒武纪岩石,其形成时代和同位素特征对于了解该地区的基底性质和探讨阿拉善北部构造格架具有重要意义。本文对北大山西北部海森楚鲁地区出露的片麻岩开展了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,并对其构造意义进行了初步探讨。海森楚鲁片麻岩为一套具有片麻状构造的长英质正片麻岩。锆石核部的LA-ICP MS分析结果显示,207Pb/206Pb年龄相对集中,并在U-Pb谐和图上获得了1 408±29 Ma(MSWD=13)的上交点年龄,表明海森楚鲁片麻岩的原岩形成于～1. 4 Ga。海森楚鲁片麻岩的锆石Hf同位素分析结果显示,锆石εHf(t)值变化范围为-4. 38～+6. 68,二阶段模式年龄为2 091～1 624Ma,反映了片麻岩原岩岩浆可能来自相对年轻的地壳物质。结合前人研究成果,认为龙首山-北大山北部出露的前寒武纪岩石主要形成于中元古代及以后,而不是以往认识的中太古代-古元古代;龙首山-北大山北部可能不是阿拉善地块的组成部分。     

早侏罗世新特提斯洋俯冲作用——来自松多高镁闪长岩锆石U-Pb定年及Hf同位素的制约

冈底斯岩浆岩带中东部松多地区新发现的高镁闪长岩对于探讨青藏高原新特提斯俯冲演化历史具有重要意义。通过松多高镁闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素和全岩地球化学组成的研究,表明松多闪长岩的锆石U-Pb年龄加权平均值为186.8±1.3Ma。该类岩石具有高硅、高镁的特点,Si O2含量为54.17%~58.81%,Mg O含量较高,介于6.26%~7.29%之间,Mg~#值介于64~67之间,Cr和Ni含量高。该岩石富集轻稀土元素,具有平滑右倾的稀土元素配分曲线及弱负Eu异常。富集Rb、Ba、Pb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。锆石负εHf(t)值(-5~-14.3)及远大于其侵入年龄的古老Hf模式年龄(1543~2129Ma),揭示松多早侏罗世闪长岩经历了古老地壳物质的部分熔融。Sr/Y-Y和(La/Yb)N-YbN判别图解显示,其形成可能与赞岐岩的岩浆作用过程相似,形成于消减带之上的地幔楔环境。综合研究表明,松多地区在早侏罗世处于雅鲁藏布新特提斯洋板片向欧亚大陆俯冲的活动陆缘构造背景。     

北阿尔金构造带红柳沟钾长花岗岩地球化学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

出露于阿尔金构造带北缘红柳沟-拉配泉混杂岩带西段的红柳沟钾长花岗岩, SiO2>69.0%, Al2O3>13.0%,(K2O+Na2O)>7.0%, K2O/Na2O>1, A/CNK介于1.04~1.08之间, 属高钾钙碱性系列的弱过铝质岩石。该岩石富集大离子亲石元素(LILE), 亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素(HFSE);∑REE偏低(128.47×10-6~150.67×10-6), Eu负异常中等(δEu=0.59~0.67), LREE相对富集, 轻重稀土元素分馏明显, 其Nb/Ta、Zr/Hf比值接近上地壳, 锆石具有负的εHf(t)值(-7.13~-5.12),两阶段Hf模式年龄(TDM2)变化范围为1786~1912Ma, 反映其源区物质主要来源于古老地壳。源岩判别图解和Al2O3/TiO2<100指示其为中上地壳变质砂屑质沉积岩部分熔融的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为500.3Ma±1.2Ma, 结合锆石CL图像具有岩浆环带特征和Th/U>0.4, 推断该年龄为花岗岩的形成年龄。综合区域地质背景, 认为该岩石形成于与洋壳俯冲作用有关的陆缘火山弧环境。     

北阿尔金构造带红柳沟钾长花岗岩地球化学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

出露于阿尔金构造带北缘红柳沟-拉配泉混杂岩带西段的红柳沟钾长花岗岩, SiO2>69.0%, Al2O3>13.0%,(K2O+Na2O)>7.0%, K2O/Na2O>1, A/CNK介于1.04~1.08之间, 属高钾钙碱性系列的弱过铝质岩石。该岩石富集大离子亲石元素(LILE), 亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素(HFSE);∑REE偏低(128.47×10-6~150.67×10-6), Eu负异常中等(δEu=0.59~0.67), LREE相对富集, 轻重稀土元素分馏明显, 其Nb/Ta、Zr/Hf比值接近上地壳, 锆石具有负的εHf(t)值(-7.13~-5.12),两阶段Hf模式年龄(TDM2)变化范围为1786~1912Ma, 反映其源区物质主要来源于古老地壳。源岩判别图解和Al2O3/TiO2<100指示其为中上地壳变质砂屑质沉积岩部分熔融的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为500.3Ma±1.2Ma, 结合锆石CL图像具有岩浆环带特征和Th/U>0.4, 推断该年龄为花岗岩的形成年龄。综合区域地质背景, 认为该岩石形成于与洋壳俯冲作用有关的陆缘火山弧环境。     

晋陕交界涑水杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其地质意义

涑水杂岩作为华北克拉通南部早前寒武纪变质基底杂岩的重要组成部分,以中条山地区出露最好且研究程度最高。在晋陕交界处的韩城和河津地区也有零星的古老变质基底杂岩出露,通常认为是中条山地区涑水杂岩的西延。用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测得研究区内的基底岩石角闪斜长片麻岩、透辉斜长片麻岩和二长花岗片麻岩原岩的形成年龄分别为2260±28Ma、2053±34Ma和2098±27Ma,表明晋陕交界处涑水杂岩的形成年龄明显小于中条山地区的涑水杂岩,其形成时代主要应为古元古代早期,而非太古宙。锆石Hf同位素显示,所分析的锆石多数具有低εHf(t) 值,最低可达-6,其二阶段模式年龄为2630~2933Ma,表明这些形成于古元古代的岩石为太古宙岩石再循环的产物,暗示在晋陕交界处可能存在太古宙的古老地壳物质,同时也支持华北克拉通南部太古宙地块划分的推论。