美洲联合板块,一个克拉通的诞生:劳伦古陆在早元古代的拼接和生长

劳伦(laurentia_)古陆由北部的太古宙地壳省和南部的早元古代初生地壳省组成;六个太古宙省由相互交叉的早元古代造山带焊接起来,其机制和形式都可同古生代的复合大陆的拼合相对比;将这些造山带解释为产生于洋壳俯冲的碰撞带同它们的沉积、构造,变质和岩浆作用的不对称性是一致的;劳伦古陆的太古宙省的拼接过程仅仅持续了大约150Myr;南部的早元古代造山带包括宽阔的早元古代初生地壳的增生,属于增生带,它们以同相邻的太古宙省“紧密”缝合为特征,并没有介入的洋内残余保存下来。     

早元古代宽甸杂岩的成因：地球化学证据

宽甸杂岩形成于2.3—2.4Ga,是目前较少保留的早元古代火山岩系之一,主要由斜长角闪岩和各类片麻岩、浅粒岩、变粒岩及花岗质岩石组成。岩石学和地球化学研究表明,其原岩建造相当于一套双峰式火山岩和非造山花岗岩石组合,原始岩浆来源于混染了的亏损地幔源(DMM)或者是DMM和Ⅱ型富集地幔(EM2)的混合地幔源,并具有Dupal异常特征。成因过程的理论模拟计算表明,该杂岩中片麻岩和花岗岩来源于角闪质岩石的母岩浆,经强烈的分离结晶作用形成。其原岩建造形成陆壳拉开向洋壳转化的过渡环境。宽甸杂岩所在的中朝克拉通构造演化与北美地盾、欧洲地台和澳洲大陆不同,曾发生强烈的火山喷溢活动而使其增生。宽甸杂岩形成之前(2.3—2.4Ga)就曾经存在过类似现代板块规模的壳幔对流作用发生。     

不列颠群岛北部及相邻劳伦和波罗的各地体的早元古代构造综述

本文运用Ｐｉｐｅｒ（１９７６）的劳伦和波罗的地体在格林威尔造山前拟合的修订方案，回顾了英国刘易斯期杂岩及邻区劳伦和波罗的早元古代造山带的构造。整个区内于１．９￣１．８Ｇａ期间在会聚方向上的明显一致性说明重建是正确的，并且表明北大西洋地区在早元古代期间经历了相同的运动型式。推测的该区２．６￣１．６Ｇａ期间的板块构造历史可划分为四个阶段。（１）２．６￣２．４Ｇａ；北大西洋克拉通内共轭剪切带系统的形成；     

构造样式的演化：来自加拿大地盾早元古代盆地的证据

近几年来,人们正逐渐趋向于用板块构造的概念来解释早元古代盆地的成因。加拿大地盾早元古代的典型层序为位于休伦湖北岸的休伦超组、休伦组(厚度达12km)不整合于太古宙基底岩石之上,在某些地带二者被一古土壤层分开。休伦组的下部主要由河成陆源碎屑岩组成,伴生有火山碎屑岩及浊积岩和化学沉积岩(白云岩和石灰岩),该组下部产有冰碛岩。这些岩石分布局限并具有一定的岩相特点,认为是形成于裂谷环境。与此相反,休伦组的上部分布广汇,主要由浅海相岩石组成,认为是被动大陆边缘的一个台楔或mioclinal沉积。Mioclinal层序的基底冰积岩(Gowganda组)发育。苏比利尔湖地区早元古代层序的下部(Miocolay组和Mille Llacs组)可与休伦超组的上部     

豫西崤山早元古代中酸性侵入岩锆石/斜锆石U-Pb测年及其对熊耳火山岩系时限的约束

熊耳火山岩系是华北克拉通早元古代晚期重要的岩浆记录,其火山作用时限的厘定对于揭示华北该时期的构造格局与演化历史有重要意义。对侵入到熊耳火山岩系顶层马家河组的石英闪长岩体中的斜锆石与锆石和花岗斑岩体中的锆石进行了高精度SIMSU-Pb定年。三个样品共58个测点,石英闪长岩体中的斜锆石207Pb/206Pb平均年龄为1789±4Ma,锆石207Pb/206Pb平均年龄1778±12Ma,花岗斑岩体中的锆石207Pb/206Pb平均年龄为1786±8Ma。这些年龄数据表明石英闪长岩体从生成到侵位是一个短暂而连续的过程,这一岩体与花岗斑岩岩体基本同期。同时,由于这两个岩体侵入到了熊耳火山岩系最顶部的马家河组,因此可以限定熊耳火山岩系的上限。结合前人的年代学数据,我们提出熊耳火山岩系的岩浆作用时限在1770～1800Ma之间,峰期为1780Ma。这一研究结果从年代学上支持熊耳火山岩系形成于快速拉张的裂谷环境。     

华北地台、华北克拉通、华北板块、华北古陆、华北地块等名词的用法

地学科技期刊中华北地台、华北克拉通、华北板块、华北古陆、华北地块等词汇比较常见,但使用比较混乱,有必要梳理这几个名词的定义及用法,以便在这些词汇使用上有一个统一性。槽台学说基于地壳活动和稳定性的差别,将地壳的一级构造单元划分为地槽(褶皱系)和地台;板块构造说认为地球表层是由为数不多的大小不等的岩石圈板块拼合起来的,将六大板块作为全球的一级构造单元,并将分隔它们的边界也     

桑干地区早元古代花岗岩长石Pb同位素组成和锆石U-Pb年龄：变质与地壳熔融作用及构造-热事件演化

桑干地区大同－集宁一带孔兹岩系分布区有大量早元古代花岗岩发育。依据矿物组成和地质特征,这些花岗岩可分为两种类型：大规模的石榴石花岗岩和小规模的淡色花岗岩。花岗岩中长石Ｐｂ同位素组成显示,石榴石花岗岩是孔兹岩系部分熔融的直接产物,而淡色花岗岩不是孔兹岩系简单的部分熔融产物。石榴石花岗岩中锆石Ｕ－Ｐｂ一致年龄为１８３６±１８Ｍａ,代表石榴石花岗岩的形成年代。淡色花岗岩的锆石Ｕ－Ｐｂ一致线上交点年龄为１９１２±９８Ｍａ,形成略早。孔兹岩系２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ值整体上高于华北麻粒岩下地壳,具有上地壳的Ｐｂ同位素组成特征,其沉积原岩应该来自华北晚太古代形成的大陆地壳。根据深成岩浆作用和变质作用的年代学资料,可以确定桑干地区早元古代如下构造－热事件序列：小基性岩体侵入（２．２～２．３Ｇａ）、早期淡色花岗岩生成（２．１～１．９Ｇａ）、麻粒岩相变质作用、剪切作用和大规模石榴石花岗岩发育（１．８４Ｇａ）、伟晶岩的形成（１．８０Ｇａ）和基性岩墙群的出现（１．７７Ｇａ）。大规模石榴石花岗岩形成于构造－热事件峰期     

扬子板块西缘早元古代俯冲体系的地球化学证据—有关变基性岩的微量元素地球化学研究

本文通过对云南早元古代哀牢山群、底巴都组与大红山群的地质地球化学研究，从地球化学角度证明早元古代扬子板块西缘存在板块运动，前特提斯域的元古大洋板块在其东北方向的俯冲作用中，与古扬子板块发生碰撞而在俯冲带大陆边缘弧与弧后盆地分别形成哀牢山群、底巴都组与大红山群的基性火山岩。     

华北克拉通北部古-中元古代富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素地球化学：岩石圈地幔富集的证据

华北克拉通北部古-中元古代富碱侵入岩主要分布在燕辽三叉裂堑系和辽吉拗拉谷中及附近,为一套高碱高钾的基性-中性岩,以正长岩类为主。本文通过开展系统的 Nd、Sr、Pb 同位素研究,发现所有岩体岩石均以高负ε_(Nd)(t)为特征,ε_(Nd)(t)=-3.4～-7.5,平均值为～4.8,这与研究区古-中元古代基性-超基性岩石的 Nd 同位素特征(ε_(Nd)(t)=-4～-8) 一致,与燕辽裂堑系发育的偏碱性火山岩 Nd 同位素特征(ε_(Nd)(t)=-4.3～-8.9)也比较相似,表明它们的物质来源相似,都与富集地幔有关。Sr 同位素初始比值(~(87)St/~(86)Sr)_i比较低,主要变化在0.7028～0.7053之间,平均值为0.7041。钾长石铅同位素组成普遍较低,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb 比值变化范围(梁屯-矿洞沟岩体除外)分别为14.500～15.70l、14.887～15.150和34.178～36.537,平均值分别为14.968、14.984和35.057。在ε_(Nd)(t)-ε_(Sr)(t)图解上,所有岩体的投影点均在地幔演化趋势线附近,比较接近 EMI 型富集地幔端员,暗示它们的物质来源与 EMI 型富集地幔有关;钾长石 Pb 同位素模式图也说明这些岩体物质来源与地幔和下地壳有关。通过两端员混合模拟,揭示了岩浆演化过程中存在少量的下地壳物质混染,平均约14%左右。从2.5Ga 左右开始华北克拉通岩石圈地幔的亏损程度逐渐变小,在2.2Ga 左右局部呈现富集性特征,1.85Ga时整个岩石圈地幔已经完全转变为富集性,之后富集程度越来越高。推测早期俯冲携带的壳源物质以及后期地幔流体的交代作用可能是岩石圈地幔逐渐转变为富集性的原因。     

华北克拉通中部早白垩世岩石圈地幔性质：来自狐偃山科头钾质正长岩年代学、同位素的限制

华北克拉通东部中生代岩石圈减薄已经取得了大量进展,相比之下对克拉通中部岩石圈演化认识不足。本文对华北克拉通中部狐偃山杂岩体中科头正长岩进行了锆石U-Pb年代学、主量和微量元素、Sr-Nd-Hf同位素地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,科头正长岩侵位于早白垩世晚期(～111Ma)。岩石样品均为钾质—超钾质,属于碱性系列岩石。这些岩石相对富集轻稀土,亏损重稀土和中稀土,具有明显的正Eu异常(Eu/Eu~*=1.22～1.96)、富集大离子亲石元素LILE(Rb、Sr、Ba),亏损高场强元素HFSE(Nb、Ta、Ti)。所有岩石样品具有相对高的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值(0.7058～0.7062)和低的ε_(Nd)(t)(-10.4～—11.1),ε_(Hf)(t)介于—12.2～—5.2之间。详细的元素和同位素地球化学研究表明科头正长岩的原始岩浆可能来源于富集岩石圈地幔中富金云母的尖晶石二辉橄榄岩源区的部分熔融,岩浆演化过程中经历了地壳混染与结晶分异(AFC)过程。结合华北克拉通中部岩浆资料,将华北克拉通中部早白垩世岩浆作用分为早晚两期:早期(123～135Ma)为岩浆作用高峰期,晚期(～114Ma)为最后一期弱的岩浆期;华北克拉通中部陆下岩石圈地幔是富集的、不均一的,其至少在早白垩世(138～111Ma)一直处于减薄状态。