华北克拉通南部古元古界熊耳群中海绿石的发现及其地质意义

海绿石是一种富钾、富铁的含水层状铝硅酸盐矿物,一般形成于慢速、弱还原、较深水的环境中,在沉积学领域常被作为指示海相的矿物。华北克拉通南部熊耳—中条拗拉谷中广泛发育的古元古界熊耳群,是华北克拉通结晶基底形成后规模最大、涉及范围最广的火山活动产物。该群以火山熔岩占绝对优势,沉积岩和火山碎屑岩主要分布在大古石组及马家河组,仅占地层总厚度的4.3%。晋南垣曲地区的马家河组砂岩中发现原生的海绿石,为探讨熊耳群火山岩的形成环境提供依据。分析显示,熊耳群中的海绿石大部分K2O含量大于8%,具有高成熟度海绿石的特点。发育海绿石砂岩的元古宙地层和岩相学特征,反映其形成于高能的浅海环境,明显不同于现代海绿石的形成环境。华北克拉通南部在熊耳群早期就开始有海侵事件,随着熊耳—中条拗拉谷的发育,海侵作用增强。马家河组中原生海绿石的存在直接地指示了晋南地区在熊耳群晚期为海相环境。     

华北陆块南缘熊耳群形成时代讨论

分布于豫、晋、陕3省的熊耳群火山岩系不整合覆盖于太古界及下元古界结晶基底之上,其上被汝阳群、官道口群等陆源碎屑岩-碳酸盐岩地层不整合覆盖.已有的各种熊耳群年龄资料为1.40～1.85 Ga,故常认为其形成标志着中元古代的开始,并将它与蓟县剖面的长城系对比.豫西熊耳山地区马家河组顶部的流纹斑岩和侵入于鸡蛋坪组的辉石闪长岩的单颗粒锆石U-Pb和激光探针等离子体质谱(LP-ICPMS)年龄表明:熊耳群形成于古元古代1.75～1.95 Ga,早于长城系;火山喷发开始于1.95 Ga±,中心可能在豫西的熊耳山或崤山地区,形成豫西崤山、熊耳山、外方山地区的许山组和鸡蛋坪组;大约在1.85 Ga±,火山活动可能以崤山地区为中心呈三叉裂谷系分别向西、东和北3个方向发展,形成覆盖全区的马家河组;末期(1.75 Ga±)可能仅在豫西地区形成次火山-侵入岩——辉石闪长岩类.不整合覆盖于熊耳群之上的汝阳群云梦山组和官道口群高山河组的形成时代相当于长城系.     

华北克拉通古/中元古代界线和相关地质问题讨论

从18到16亿年,全球构造格局、古地理环境及生物演化发生重要变革。就全球地质演化历史而言,结晶基底的形成标志着古元古代的结束,而稳定盖层的发育标志着中元古代的开始。在国际地层年表上,古元古代末期(18~16亿年)被称之为"固结纪",古/中元古代的界线被划定在16亿年。在华北克拉通,一般认为"吕梁运动"是结晶基底最终形成的标志性构造-热事件,此后发育以长城系为代表的地台型沉积盖层。长期以来,我国地质界一直以长城系的沉积代表中元古代的开始,并将古/中元古代的界限置于18亿年,与国际地层年表相差2亿年,以至于在中外文献中对中国18~16亿年间的地质记录的表述方式混乱。究其原因,主要有:1华北克拉通基底的形成或最终克拉通化是以"吕梁运动"的结束为标志,结晶基底最晚期的变质年龄不晚于18亿年;2长城系的底界年龄(18亿年)一直缺乏可靠的数据,目前对华北克拉通范围内稳定盖层发育的起始时间及代表性沉积记录,尚无统一的认识;3对华北克拉通由基底形成到盖层的演化及构造体制转折的动力学过程等见解不一,也缺少精细的年代学制约。本文综述了华北克拉通尤其是南部地区18~16亿年岩浆-沉积记录的研究进展,就古/中元古代界线及相关地层对比和划分方案进行了讨论,并指出了亟需解决的重要科学问题。作者认为:1华北克拉通18~16亿年的火山-沉积记录在其南部地区最广泛、最完整。其中,熊耳群火山岩系(18~17.5亿年),包括底部发育的河湖相砂岩-泥岩沉积——大古石组,早于蓟县剖面的长城群,是华北陆块结晶基底形成后最早的盖层沉积。2华北克拉通古/中元古代的分界年龄目前有2种选择:一是18亿年,即熊耳群火山岩系底部大古石组的起始沉积年龄;二是16亿年,将蓟县剖面长城系的高于庄组划归蓟县系,长城系的大红峪组及以下地层归为古元古代,18~16亿年的火山-沉积岩系均归为古元古代末期的固结纪。3华北克拉通18~16亿年的地质记录包括早期的熊耳群和晚期的长城群火山-沉积岩系,以及多期次的基性岩墙、斜长岩杂岩体、A-型花岗岩(包括环斑花岗岩)等的发育。目前对它们的成因和产出的地球动力学背景存有诸多争议,精确构建该时期岩浆-沉积作用的时序,并与全球典型克拉通进行对比,进而解析华北克拉通由结晶基底形成到稳定盖层发育阶段的构造体制转折和动力学过程,为重新厘定古/中元古代界线和相关地层划分方案提供依据。这些是我国前寒武纪地质研究的重要课题。     

燕山西段及太行山区长城系底界的讨论

对燕山型长城系底部层位存在有不同的认识 ,从含钾盆地、大红峪海侵超覆、团山子组海进或海退的问题提出长城系底部地层属于大红峪组的观点。大红峪期时 ,燕山地区只存在一个含钾盆地 ,造成多层含钾页岩沉积 ,而串岭沟组不含钾。以前所划各组段的海侵超覆实为大红峪组的海侵超覆 ,是兴城运动在燕山西段的反映 ,其底部有明显的相变特征。由此把燕山西段及太行山区长城系底部层位重新划为大红峪组 ,则团山子组存在的不协调现象也就迎刃而解。同时还认为昌平德胜口剖面与青龙大杖子剖面几可逐层对比 ,阳原牛坊沟剖面与代表“青龙上升”的剖面相似 ,上述剖面应是大红峪海侵在燕山东西段的反映     

熊耳群火山岩形成的构造环境探讨

熊耳群中基－中酸性火山岩系是熊耳山区最为重要的产金层，其形成时代大致相当于华北地区的长城系，为华北地台南缘结晶基底之上的第一套盖层沉积。多年来，中元古代早期华北地台南缘构造框架颇有争议。本文从熊耳群火山岩系的分布形态、与基底的接触关系、常量、微量元素特征、稀土之素特征诸方面证实了熊耳群火山岩系为典型大陆裂谷喷发的产物，并非陆缘火山岛弧成因。     

在北祁连西段柳沟峡铁(铜)矿田发现牙形刺化石

近年来，我们在北祁连西段进行铁（铜）矿研究过程中，在柳沟峡铁（铜）矿田原定长城系朱龙关群含铁（铜）矿火山沉积岩系和青白口系大柳沟群中相继发现了早古生代牙形刺化石。经西安地质矿产研究所问玉梅工程师和南京古生物研究所王志浩研究员鉴定为：Phakeloduscf．fenuis（M     

华北串岭沟组凝灰岩锆石SHRIMP年龄及其地层学意义

华北克拉通燕辽地区是中国中新元古代沉积地层的标准剖面区。蓟县群和青白口群已经取得了很多重要的高精度定年数据,但是长城群除了顶部大红峪组有了高精度定年以外,其他组还缺乏可靠的高精度定年数据。为了准确标定华北克拉通中元古界长城群串岭沟组的年龄,对采自河北宽城地区神仙岭剖面串岭沟组顶部火山岩凝灰岩锆石进行了SHRIMP U-Pb定年。结果表明所测锆石207Pb/206Pb表面年龄加权平均值为(1 634.8±6.9) Ma(95% 置信度,MSWD=1.2,n=23)。可见长城群串岭沟组顶部的准确年龄为(1 634.8±6.9) Ma,表明长城群串岭沟组到大红峪组整体上属于中元古代地层。     

塔里木西南中-新元古界研究进展

本文总结了近年来塔里木西南地区前寒武系研究成果,重新建立了塔里木西南地区中-新元古界年代地层格架。结合岩石组合、地球化学特征概括了主要地层单元的沉积环境。研究表明,塔里木西南中元古界包含喀拉喀什群和桑株塔格群,沉积年龄分别为～1.52 Ga和1.4～1.5 Ga;原归属于长城系的塞拉加兹塔格群解体为两部分,下部为～890 Ma的大火成岩省,上部为850～840 Ma的火山沉积岩系。原划分为古元古界的埃连卡特群重新厘定为新元古界青白口系(～800 Ma)。新元古代中晚期的沉积包括丝路群(800～830 Ma)和恰克马克力克群(～750Ma)。其中恰克马克力克群中两次冰期大致可与塔里木北缘贝义西冰期和特瑞爱肯冰期进行对比。综合年代学、地球化学、碎屑锆石年龄谱、岩石组合以及岩石变质变形特征,塔里木西南地体在～1.9 Ga汇聚到Columbia超大陆之上,之后从～1 785到～1 117 Ma一直处于裂解、拉张构造背景。～1.0 Ga时,塔里木西南地体汇聚到澳大利亚北缘。几乎同时,大洋沿着塔里木西南地体北缘俯冲,大约850 Ma时形成了弧后盆地,在盆地中沉积了以碳酸盐岩为主夹少量火山碎屑岩的塞拉加兹塔格群;～800 Ma时弧后盆地关闭,在塞拉加兹塔格群的基础上形成了前陆盆地,沉积了埃连卡特群;最终在750 Ma以后,前陆盆地关闭,塔里木形成了统一的基底。而后被动大陆边缘和裂谷盆地开始发育,形成新元古代中期到寒武纪未变质和未变形的地层单元。     

华北南缘中元古代地层归属及大地构造演化：来自碎屑锆石U- Pb年代学和锆石微量元素的证据

华北板块南缘中元古代沉积地层的时代归属以及区域古地理格局和构造演化等是近年来地质界探讨的热点问题。本文对豫西鲁山下汤地区的汝阳群云梦山组和黄连垛组进行了碎屑锆石U-Pb年代学和锆石微量元素研究,获得云梦山组年龄最小(年轻)的一批碎屑锆石年龄加权平均值为1658±63Ma,从而限定了汝阳群最早沉积年龄不早于1700Ma。结合洛峪群(上覆于汝阳群)上部洛峪口组近年的年代学标定(1611～1638Ma),将汝阳群—洛峪群的形成年代限定为1700～1600Ma,即中元古代长城纪的中晚期,对应于国际地质年表的固结纪。云梦山组与黄连垛组中碎屑锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄范围为1644～3179Ma,呈现1850Ma、2100Ma、2300Ma、2500Ma、2670Ma和2900Ma六个年龄峰值,对应于华北克拉通中太古代-古元古代重要的地质事件。云梦山组与黄连垛组分别以1850Ma峰值年龄段与2500Ma峰值年龄段的地质体为主要的物源区。根据云梦山组沉积组合性质及形成背景、熊耳群火山岩及其对应锆石的地球化学特征、熊耳群沉积岩夹层的沉积特征和盆地构造属性,综合分析认为熊耳群及其上覆的汝阳群形成于与"岛弧"共生的弧后盆地地区。并且根据云梦山组"同沉积锆石"具"岛弧"地球化学特征,暗示云梦山组沉积时期附近的岛弧火山仍在持续活动中。     

江南古陆中段沧水铺群锆石U-Pb年龄和构造演化意义

江南古陆中段湖南益阳地区沧水铺群发育在冷家溪群和板溪群之间,其在地层柱中的位置一直是中国地质学家解疑江南造山带何时启动的关键层位。笔者在沧水铺群中的火山集块岩中获得锆石SHRIMP U-Pb年龄(821±13)Ma,再次验证了沧水铺群中的火山岩是820 Ma武陵运动之前的火山事件的产物,与武陵运动的启动有关,也说明该期火山岩与冷家溪群中大量的火山凝灰岩为同一构造运动的产物。     

西南天山阿克苏地区中元古代变质岩的地球化学特征及其构造背景

新疆西南天山阿克苏地区发育长城纪阿克苏群变质岩。在野外观察的基础上,根据详细的显微观察结果,结合地球化学特征,认为阿克苏群片麻岩及角闪片岩的原岩为酸性火山岩及基性岩,云母片岩的原岩为杂砂岩。岩石化学判别结果表明,片麻岩及角闪片岩属钙碱性系列,轻稀土元素明显富集,重稀土元素相对平坦,轻、重稀土元素分馏较强。构造环境判别图显示这些火山岩具有弧火山岩的特征,从而认为其是与俯冲作用相关的陆缘火山弧环境的产物。同期沉积的变质沉积岩构造环境判别也证实了这一论断。结合区域地质背景认为阿克苏群变质岩总体为陆缘火山弧-弧后盆地环境,可能与全球哥伦比亚超大陆形成事件有关。     

南非巴伯顿绿岩带太古宙无花果树群扇形三角洲层序

南非巴伯顿绿岩带无花果树群标志着构造作用和具有重要意义的陆源和火山碎屑沉积作用的开始,而在此之前则主要是一期火山喷溢作用阶段。绿岩带南部,下无花果树群整合于昂韦瓦克特群之上,并可归纳为两大类:(1)由火山碎屑和被改造过的火山岩屑组成的火山碎屑沉积;(1)非火山成因的陆源砂岩和砾岩沉积.这两类岩石可改进一步分成六个岩相。无花果树群下部岩组的岩相分为两个相组合:(1)水下三角洲前缘组合,由细粒气降火山碎屑和有微弱造的火山碎屑与再沉积的陆源砂岩和砾岩组成;(2)陆上组合,它被解释为冲积扇表面湍急的季节性河流作用形成的砂岩及砾岩。地层层序具向上变粗的特点,底部以粉砂岩和细砂岩为主,到顶部则为中砾岩和粗砾岩,这是扇形三角洲向相对较浅的静水水体推进过程中形成的层序特点。砾岩碎屑成分表明,这些粗粒沉积物的物源就是下伏的绿岩带岩石或同期火山岩。绿岩带抬升部位的侵蚀作用显然仅限于浅层。在扇形三角洲几个进积旋回形成过程中,构造运动和火山活动均起重要作用.     

华北克拉通南缘中-新元古代沉积演化:以豫西地区黄连垛组和董家组为例

华北克拉通(华北)南缘中元古代早期熊耳群火山活动之后,在渑池-确山地区发育了一套中-新元古代沉积(汝阳群、洛峪群、黄连垛组、董家组以及罗圈组和东坡组),记录了该时期沉积-构造演化过程。通过该区碎屑锆石和洛峪群顶部凝灰岩年龄的约束,将汝阳群-洛峪群的沉积时代基本限定于约1750～1600Ma,导致洛峪群由中元古界上部或新元古界下划到中元古界长城系。因此,在现有的地层年代格架下,需要重新对该区中-新元古代沉积演化进行讨论。本文通过对洛峪口组上覆黄连垛组和董家组沉积环境和物源分析,同时借助古生界辛集组源区分析的约束,揭示华北南缘中-新元古代沉积-构造演化。沉积环境分析显示,黄连垛组沉积初期发育了河口湾沉积环境。伴随海侵扩大,在下汤地区沉积了潮上带长石石英砂岩与泥质粉砂岩,而叶县地区发育了潮间带泥晶白云岩。晚期下汤和叶县地区发育潮下带泥晶白云岩与含硅质条带白云岩。董家组与下伏黄连垛组为平行不整合接触,董家组沉积初期为陆源碎屑物质供给充分的滨海相,在下汤和叶县地区沉积底部细砾岩及长石石英砂岩。随后,两个地区发育潮坪相长石石英砂岩与泥质粉砂岩,在顶部沉积了局限台地钙质泥岩。黄连垛组在豫西下汤和叶县地区沉积于河口湾-潮坪沉积环境,整体表现为自南向北的海进序列,而董家组总体上沉积于局限海盆的滨浅海-潮坪环境。由于下伏汝阳群-洛峪群分别沉积在河流-滨海-潮坪和浅海-滨海-潮坪环境,黄连垛组和董家组指示其沉积时期盆地产生收缩。碎屑锆石定年结果显示,黄连垛组和董家组碎屑锆石年龄主要峰值为1800Ma、2250Ma、2350Ma、2650Ma,两者物源均为华北克拉通。但下汤地区早古生界辛集组碎屑锆石显示主要峰值年龄为1850Ma、2500Ma、2200Ma、2700Ma,其次为1200Ma。结合华北克拉通发育大量的中元古代末期到新元古代碎屑锆石以及南缘中元古界官道口群和新元古界栾川群沉积特征,黄连垛组和董家组代表的局限盆地(海盆)沉积可能构成了该时期盆地的边缘相,期间伴随的抬升和盆地中心迁移可能与同期大地构造演化密切相关。     

华北石炭纪海侵活动规律

本文根据华北区石炭系本溪组、太原组中的海相层,(虫筳)科带化石的区域分布和对比研究,并结合区域构造对石炭纪海侵的控制作用等,将石炭纪划分为早、中、晚世三个阶段,对其海侵的进退的变化规律作了详细的描述。作者认为,华北石炭纪海侵的主体方向是由东南往西北推进的,但在早石炭世—中石炭世早期的海侵,仅限于郯庐断裂以东的苏北—辽东—吉南地区,这时的海侵方向是由南往北扩展。中石炭世晚期海侵有所扩大来自苏皖北部的海水侵入到山西等地。晚石炭世时海侵面积最大,它北部抵达辽东,往南延伸到华北板块的南缘一带。     

华北陆块南部元古宙熊耳群火山岩的成因与构造环境：事实与争议

位于华北陆块南部的熊耳群形成于古元古代1.80~1.75 Ga,以火山熔岩占绝对优势,沉积岩和火山碎屑岩仅占地层总厚度的4.3%。熊耳群火山岩是华北陆块结晶基底形成后规模最大、涉及范围最广的火山活动产物,基岩出露面积约7 000 km2,地层厚度3 000~7 000 m,以玄武安山岩、安山岩为主,次为英安-流纹岩,SiO2=60%±的岩石较少,显示双峰特点。中基性熔岩的主要造岩矿物是斜长石和辉石,几乎没有角闪石和黑云母。其岩石化学成分的突出特点是高Fe,K,而低Al,Ca和Mg,火山岩显示富集大离子亲石元素和轻稀土元素、相对亏损高场强元素的岛弧型地球化学特征。Nd同位素和微量元素特征表明,这种地球化学特征是地幔源区遭受地壳组分改造及少量岩浆上升过程中的地壳混染造成的。熊耳群中的沉积岩主要分布在大古石组及马家河组。沉积岩的岩石学和地球化学特征表明熊耳群形成于被动大陆边缘的构造环境,结合火山岩的结构、构造特征,表明火山喷发的主体环境是海相,经历了陆相到海相再到陆相的演变过程,即：伴随着裂谷的发育、地面沉降和海水的侵入,以及随着火山喷发的进行最后又高出海面暴露于地表的全过程。熊耳群形成后,海侵范围更广、海水逐渐加深,表明地壳逐步向更大的凹陷发展。熊耳群形成于夭折的三叉裂谷环境,其火山岩所具有的岛弧型火山岩的地球化学特征是继承于受俯冲组分改造的陆下岩石圈富集地幔源区。熊耳期岩浆活动在华北陆块广泛分布,除了陕西宝鸡附近及山西吕梁地区的火山岩,还广泛分布1.75 Ga前后的基性岩墙群、A-型花岗岩以及比熊耳群稍晚的斜长岩、奥长环斑花岗岩等（1.75-1.70 Ga）和碱性花岗岩类（~1.65 Ga）。这些岩浆岩和熊耳群火山岩在源区性质、岩石 成因及其形成的构造背景等方面,可能存在必然的联系。上述岩浆岩的发育,说明华北陆块在1.80 Ga后处于地壳拉伸、减薄,很可能沿早先拼合的薄弱部位最先发生破裂,是华北陆块裂解的产物。     

山西五台王家庄条带状铁建造地质特征及成因探讨

<正>五台绿岩带位于华北克拉通中部,是国内最为典型的绿岩带,主要由新太古代到古元古代的花岗侵入体和变质火山沉积岩组成。该绿岩带以五台群地层为主体,依据岩相学和变质级别可将五台群大致划分为三个亚群:石咀亚群,台怀亚群和高凡亚群。王家庄条带状铁建造赋存于该绿岩带的西部,产于石咀亚群的金刚库组中。     

甘肃省白银地区皋兰岩群微古植物化石新资料及地层时代再认识

1∶25万兰州市幅区域地质调查中,在白银地区的皋兰岩群内采获到以球形藻类为主的微古植物化石,其组合面貌特征明显,广泛见于我国长城系,层位稳定。组合中的部分分子尚显示长城纪—蓟县纪生物演化过渡色彩。含化石地层可与兰州兴隆山地区兴隆山岩群对比。参照同位素测年数据,可将皋兰岩群的时代厘定为中元古代长城纪—蓟县纪。     

西秦岭白依沟群形成环境及其时代的初步探讨

本文根据西秦岭白依沟群中火山-沉积岩系的结构、构造和其中所夹的火山碎屑岩的岩性、岩石化学、地球化学特征。初步认为它是一套陆相沉积夹有夭折裂谷型火山岩的火山-沉积岩系。并结合白依沟群中英安质凝灰岩所测的Rb-Sr等时线年龄为738.59Ma,因此其时代应归属于早震旦世,与川西乌斯大桥群相当。     

华北地区古元古代真核生物化石

在华北地区古元古代滹沱属豆村亚群的大石岭组、青石村组（约２５００～２４００Ｍa） 和长城群的常州沟组、串岭沟组（１８００～１７００Ｍa）中存在着大直径的球形态呈三 角形、多角形及船形微古植物,根据它们的大小、外部开矿和内部结构等综合判别,它们可难属于单细胞真核浮游生物。这些资料表明,地球早期单细胞真核生物可能始于古元古代早期的滹沱群底部（约２５００～２４００Ｍa）,而到古元古代晚期的长城群（１８００～     

新疆西南天山阿万达金矿区赋矿围岩物源及形成时代:碎屑锆石U-Pb年代学制约

阿万达金矿位于西南天山造山带内。此次研究在简要总结其矿床地质特征基础上,对与阿万达金矿成矿密切相关的阿克苏群中硅质片岩围岩分别进行了岩石地球化学分析和LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年研究,以期对围岩的沉积环境、物源及形成时代进行讨论。岩石地球化学分析结果显示,阿万达金矿赋矿围岩中硅质片岩的原岩可能为一套成熟度较低的泥岩或砂岩,物源主要为石英岩质沉积物,沉积环境可能处于活动大陆弧内的沉积盆地内。U-Pb定年结果显示,其碎屑锆石定年数据主要形成了加权平均年龄值为405 Ma或406 Ma的年龄峰,其谐和年龄最小峰值即405 Ma可以作为其最大沉积年龄。因此笔者认为阿克苏群中硅质片岩的沉积时代并不是前人所定的长城纪,而是不老于早泥盆世。另外,这一地层的物源组成具有多样性,～405 Ma碎屑锆石占主体,可能与哈尔克山北缘火山弧内的早泥盆世岩浆活动有关;～745Ma的碎屑锆石的出现,表明其物源有少部分来自新元古代岩石;极少数～2.50 Ga的碎屑锆石的出现,反映了华北地台对本地层有物源上的贡献。