扬子地块西缘古—中元古代地层划分对比研究: 来自通安组火山岩锆石U-Pb年龄的证据

提要：通安组作为扬子地块西缘最古老的基底地层之一,是前人通过1.8 Ga最大沉积时限的碎屑锆石年龄和第三段已获得辉绿岩1.5 Ga的侵入年龄来限定的;但未见其更精确地层年龄的相关报道。笔者以通安组一段和四段地层中发现的火山岩样品为研究对象,采用LA-ICP-MS 方法对其锆石进行原位微区U-Pb测年,获得了通安组一段下部变基性火山岩锆石207Pb/206Pb年龄(1833±2) Ma和四段底部变凝灰岩锆石207Pb/206Pb年龄(1508±15) Ma。该年龄结果表明：(1)通安组下部层位的沉积时代为1.8 Ga,基本限定了通安组的最大沉积时限,与东川群因民组、大红山群底部大致相当;(2)通安组四段底部沉积时代为1.5 Ga,与前人获得的通安组三段及东川群黑山组顶部层位沉积时代大致相当,为同期异相沉积;(3)进一步确定了通安组在地层柱上应位于会理群之下,与东川群、河口群、大红山群为可对比的同期异地异相沉积地层。     

扬子地块西缘古一中元古代地层划分对比研究:来自通安组火山岩锆石U-Pb年龄的证据

通安组作为扬子地块西缘最古老的基底地层之一,是前人通过1.8 Ga最大沉积时限的碎屑锆石年龄和第三段已获得辉绿岩1.5 Ga的侵入年龄来限定的;但未见其更精确地层年龄的相关报道。笔者以通安组一段和四段地层中发现的火山岩样品为研究对象,采用LA-ICP-MS方法对其锆石进行原位微区U-Pb测年,获得了通安组一段下部变基性火山岩锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄(1833±2)Ma和四段底部变凝灰岩锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄(1508±15)Ma。该年龄结果表明:(1)通安组下部层位的沉积时代为1.8 Ga,基本限定了通安组的最大沉积时限,与东川群因民组、大红山群底部大致相当;(2)通安组四段底部沉积时代为1.5 Ga,与前人获得的通安组三段及东川群黑山组顶部层位沉积时代大致相当,为同期异相沉积;(3)进一步确定了通安组在地层柱上应位于会理群之下,与东川群、河口群、大红山群为可对比的同期异地异相沉积地层。     

扬子克拉通西南缘中元古代通安组的形成时代——锆石LA-ICPMS U-Pb年龄

通安组是扬子克拉通西南缘褶皱基底的组成部分,可分为5个岩性段。本文利用凝灰质粉砂岩(样品100620-1)中碎屑锆石和侵入通安组的辉长-闪长岩脉(样品100620-1-1和样品100620-2-2)中岩浆锆石的LA-ICP-MSU-Pb年龄探讨通安组的形成时代。通安组三段中凝灰质粉砂岩的碎屑锆石有两个主要的峰值年龄,分别为1.8～1.9Ga和2.28～2.38Ga,这表明通安组三段的沉积物来自不同的物源区。该凝灰质粉砂岩中最年轻的3粒锆石的207Pb/206Pb平均年龄为1806Ma。从侵入到通安组第三段的辉长-闪长岩的岩浆锆石中获得了1513±13Ma的207Pb/206Pb加权平均年龄(样品100620-2-1)和1531±18Ma的上交点年龄(样品100620-2-2)。这些新获得的年龄数据可以限定通安组的形成时限为1.8～1.5Ga。辉长-闪长岩脉1513Ma和1531Ma的年龄数据与东川群黑山组火山凝灰岩1503±7Ma的年龄结果相似,表明侵入到通安组三段中的辉长-闪长岩脉与东川群黑山组的火山凝灰岩形成于一个岩浆旋回的同一阶段。因此,通安组三段大致相当于云南东川群的黑山组。     

扬子陆核古元古代变质事件——来自孔兹岩系变质锆石U-Pb同位素年龄的证据

崆岭杂岩除太古宙结晶基底外,还出露一套以含石墨和富铝矿物为特征的孔兹岩系。相对于结晶基底,目前对于该套表壳岩系的同位素年代学研究有限。对该套孔兹岩系中代表性岩石类型榴线英岩开展了变质锆石U-Pb同位素年龄测定。研究结果表明,榴线英岩变质年龄为1964±12Ma。结合前人在相近地层岩石组合中报道的锆石U-Pb年龄数据,推测崆岭杂岩孔兹岩系原岩可能沉积于2.1~2.0Ga。扬子陆核的古元古代变质-岩浆作用可能与全球广泛存在的同时期(2.1~1.8Ga)碰撞造山事件有关,暗示其很可能是Columbia超大陆的重要组成部分。     

扬子地块西缘河口群的时代:来自火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

扬子地块西缘的河口群长期以来被认为是早元古代的火山—沉积地层,这种认识缺乏高精度同位素年龄的支持。为精确标定河口群的时代,采用激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)对川西南拉拉铜矿区河口群中的石英角斑岩进行锆石U-Pb定年。结果表明所有锆石均为岩浆锆石,单点分析结果均为谐和年龄,锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为1722±25Ma(2σ,MSWD=0.5,n=11)。由此认为河口群浅变质火山—沉积岩系的精确沉积时代为1722±25Ma,为早元古代晚期的火山—沉积地层。     

扬子地台西南缘古元古代末的裂解事件——来自武定地区辉绿岩锆石U Pb年龄和地球化学证据

云南省武定地区广泛出露元古宙辉绿岩体,本文报道了武定地区海孜辉绿岩的地球化学特征及锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄,结果为1767±15Ma(MSWD=0.19,n=17),表明本区广泛出露的辉绿岩群侵位时代为古元古代晚期。辉绿岩岩石化学表现为低SiO2、MgO以及高TiO2(3.24%~4.02%)、碱(K2O+Na2O)和P2O5含量(0.32%~0.45%),具有偏碱性的拉斑质玄武岩的岩石化学特征。辉绿岩的大离子半径元素如K、Rb、Ba等富集,高场强元素如Ta、Nb和Zr、Hf没有明显的亏损,其地球化学参数也多与夏威夷碱性洋岛玄武岩相近。辉绿岩的微量、稀土元素的配分模式与典型的OIB和峨眉山高Ti玄武岩具有高度一致性。海孜辉绿岩原始岩浆形成于相对较富集的过渡型地幔的部分熔融,其源区为尖晶石橄榄岩相,演化过程中,有少量下地壳物质的加入。海孜辉绿岩与扬子地台西南缘广泛出露古元古代晚期的岩浆岩一致,形成于全球性Columbia超级大陆裂解的大地构造背景。海孜辉绿岩OIB的地球化学属性,为古元古代晚期全球性Columbia超级大陆裂解的地幔柱活动提供了最重要的地球化学证据。     

扬子陆块西缘古元古代基性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素及其地质意义

扬子陆块西缘康滇南北向构造带内发育大量古元古代基性岩脉（墙）,它们对于认识扬子陆块早期的构造演化具有重要意义。对四川会理地区侵入到元古界通安组内的辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测定,获得的207Pb/206Pb加权平均年龄为1694Ma±16Ma（MSWD=0.9）,代表了该辉长岩的形成和侵位时代,这一结果指示会理地区通安组应为古元古代地层。辉长岩全岩地球化学具有类似于N-MORB的特征。辉长岩锆石初始（176Hf/177Hf）i值为0.281881~0.281982,对应的εHf（t）为6.2~9.8,单阶段亏损地幔Hf模式年龄tDM1为1738~1883Ma,平均值为1803Ma。这些数据表明古元古代辉长岩来源于亏损地幔,指示古元古代晚期扬子西缘之下存在亏损地幔。结合扬子西缘大量古老的碎屑锆石,推测扬子陆块西缘存在太古宙—古元古代的结晶基底。与扬子陆块西缘古元古代晚期基性侵入岩形成有关的幔源岩浆事件明显晚于扬子陆块古元古代碰撞造山及造山后的伸展作用,记录了扬子陆块古元古代晚期一次伸展过程,可能是Columbia超大陆裂解作用在扬子陆块的响应。     

松嫩地块西缘前寒武岩浆事件——来自龙江地区古元古代花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学证据

松嫩地块位于中亚造山带东段,该陆块是否具有前寒武纪结晶基底以及基底的规模和性质一直存在争议。我们在龙江地区识别出~1.8Ga的岩石,揭示了松嫩地块西缘古元古代结晶基底的存在。本文对其进行了岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和Hf同位素研究,为探讨松嫩地块西缘古元古代晚期构造演化提供了重要信息。研究结果表明,马山二长花岗岩中的锆石大多具有清晰的振荡生长环带,结合较高的Th/U比值(1.30~2.64),表明其为岩浆成因,岩浆锆石的~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为1808±14Ma,形成于古元古代晚期;马山二长花岗岩具有富硅(Si O_2=69.50%~75.11%)、碱(K_2O+Na_2O=5.30%~8.69%)和铁(Fe O~T=2.86%~4.53%),贫钙(Ca O=0.46%~1.87%)、镁(MgO=0.25%~0.93%)的特征。稀土总量较高(∑REE=357.2×10~(-6)~587.1×10~(-6)),具强轻稀土分异((La/Yb)_N为12.2~17.6)和负Eu异常(δEu为0.27~0.77)的"燕式"稀土分配模式。大离子亲石元素Rb、Ba等富集,亏损HFSEs(Nb、Ta、Ti)和P、Sr等元素。结合岩石的Zr+Nb+Ce+Y(772.1×10~(-6)~911.1×10~(-6))和10000×Ga/Al比值(2.41~3.17)较高,全岩锆石饱和温度为891~940℃,暗示其为A型花岗岩,具造山后A_2型花岗岩的特征。马山二长花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值介于-9.2~-2.8之间,t_(DM2)=2992~3520Ma,与华北板块北缘~1.8Ga岩浆岩具有相似的锆石Hf模式年龄。上述结果表明,马山A型花岗岩起源于幔源岩浆底侵作用引起的中-新太古代地壳岩石的部分熔融,证明陆壳已转入伸展拉张构造环境,是Columbia超级大陆裂解事件在松嫩地块西缘的响应。综合资料发现,松嫩地块已经发现的新太古代-中元古代的岩浆事件在华北克拉通都有同期的构造地质事件响应,初步认为松嫩地块与华北克拉通具有一定的亲缘性。     

巴颜喀拉沉积盆地基底为扬子地台西缘的一部分：来自花岗岩的证据

侵入于巴颜喀拉沉积盆地中的扎加岩体，主要由高钾钙碱性的黑云母花岗岩组成，并出现有具岩浆结构的暗色微粒包体。花岗岩富集轻稀土（LREE）及大离子亲石元素（LILE），相对亏损重稀土（HREE）和高场强元素（HFSE），具Eu负异常（0．5～0．7）、较低的εNd（t）值（-3．5～-6．2）和中等的（^87Sr／^86Sr）初始比值（0．7088～0．7090），它们的亏损地幔Nd模式年龄tDM在1．1～1．3Ga之间。与寄主花岗岩相比，闪长质暗色微粒包体具有较低的SiO2，更低的Eu负异常（0．2～0．4）和εNd（t）值（-4．7～-6．1），更高的（^87Sr／^86Sr）初始比（0．7084～0．7124），以及稍老的tDM（1．4Ga）。岩石的地球化学资料表明，扎加花岗岩是在碰撞后构造环境下幔源岩浆上涌诱发下地壳岩石部分熔融的产物，其物源可能是苦海杂岩和万宝沟岩群的混合物。巴颜喀拉沉积盆地下面存在中元古代的基底，属于扬子地台西缘的一部分     

华北古元古代末裂解事件——来自内蒙古大青山地区安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

在内蒙古大青山地区1∶5万矿产资源调查中,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,在一套侏罗纪火山岩中获得锆石U-Pb年龄加权平均值为1863±10Ma。经野外实测,认为其被上二叠统脑包沟组不整合覆盖。结合岩石主量、稀土和微量元素测试结果进行构造环境分析,认为其为陆内裂谷环境的产物,反映了华北古元古代末—中元古代多期裂谷事件中的一次裂解事件,对华北古元古代末多期裂谷事件的研究具有重要意义,为华北克拉通进入地台型演化的时间提供了重要依据。     

华北古元古代末裂解事件——来自内蒙古大青山地区安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

在内蒙古大青山地区1∶5 万矿产资源调查中,采用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 同位素测年,在一套侏罗纪火山岩中获得锆石U-Pb 年龄加权平均值为1863±10Ma。经野外实测,认为其被上二叠统脑包沟组不整合覆盖。结合岩石主量、稀土和微量元素测试结果进行构造环境分析,认为其为陆内裂谷环境的产物,反映了华北古元古代末—中元古代多期裂谷事件中的一次裂解事件,对华北古元古代末多期裂谷事件的研究具有重要意义,为华北克拉通进入地台型演化的时间提供了重要依据。     

扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件的记录：来自峨眉山玄武岩的锆石U-Pb同位素证据

利用LA-ICP-MS测定技术,对扬子板块西缘滇东倘甸一带的峨眉山玄武岩中的锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,363个年龄数据的分布范围为(14.9±0.6)～(3 023±50) Ma,跨越地质时代长,其11个年龄峰值为750～850 Ma、～450 Ma、～275Ma、～260 Ma、～247 Ma、～215 Ma、～160 Ma、～120 Ma、～100 Ma、～52 Ma及～35 Ma,反映了峨眉山玄武岩在形成过程中经历地壳物质的混染,形成后受到了后期构造热事件的巨大影响。其中峨眉山玄武岩一、二亚旋回分别形成于(259.9±3.2) Ma及(259.2±3.6) Ma,～275 Ma的玄武岩锆石年龄可能代表峨眉山玄武岩岩浆房的形成年龄及峨眉地幔柱事件导致地壳开始隆升的时间,峨眉山玄武岩形成后,扬子板块西缘依次经历了～247 Ma、～215 Ma、～160 Ma、～120 Ma、～100 Ma、～52 Ma、～35 Ma的构造热事件,这些年龄数据是扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件达到温压高峰的时间记录。     

鄂东南地区存在古元古代—太古宙基底——来自铜鼓山岩体锆石U-Pb-Hf同位素的证据

对鄂东南地区位于毛铺—两剑桥断裂带上的铜鼓山岩体进行了野外地质及镜下显微研究及岩石化学分析, 重点分析了其中锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成。结果表明铜鼓山岩体为石英闪长玢岩, 岩体形成于(147±2.6) Ma, 属晚侏罗世—早白垩世, 与鄂东南地区其它岩体年龄具有一致性。铜鼓山岩体中存在的大量继承锆石。分析的4个继承锆石形成于古元古代晚期1798~1888 Ma。继承锆石具有高的Th/U比值和极其相似的Lu-Hf同位素组成, 表明它们捕获于同一火成岩。这表明鄂东南地区存在古元古代基底。这些古元古代继承锆石低的εHf(t)值和冥太古代的Hf同位素两阶段模式年代暗示古元古代克拉通化是在太古宙基底上发展的。鄂东南地区和扬子陆块其它众多地区一样存在古元古代—太古宙基底。扬子陆块古元古代—太古宙基底极可能从四川盆地、鄂西崆岭和郧西地区东延至鄂东南地区。     

扬子地台西缘康滇克拉通中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

对扬子地台西缘康滇克拉通望厂组沉积砾岩中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年,结果发现年龄的分布范围较大,最年轻一组碎屑锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄为(1 838士10)Ma,为望厂组最大的沉积时限.相对集中分布的锆石测试点207Pb/206Pb加权平均年龄为(2 855士14)Ma,指示着扬子地台西缘存在着28×108年左右的陆壳.最老锆石测试点207Pb/206Pb年龄可达37.8×108年左右,是迄今为止在扬子地台西缘发现的最古老单颗粒锆石,表明在东川地区可能还存在更古老的陆壳.     

西湖凹陷平湖组时代新认识：来自火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄的证据

文中对西湖凹陷西部武云亭构造带一口钻井中的平湖组底部火山凝灰岩开展SHRIMP锆石U-Pb同位素定年和原位 Hf 同位素研究。锆石U-Pb 年龄结果显示,年龄分布在32~2 636 Ma,3 颗最年轻锆石年龄加权平均值为32.6±1.3 Ma （MSWD=0.29,n=3）,该年龄代表了平湖组时代的下限。42~44 Ma时太平洋板块运动方向由NNW转变为NWW,表明平湖 组沉积时期受到近E-W向挤压应力,具有拗陷沉积的区域应力场特征。此外,该火山岩中的继承锆石原位Hf同位素特征 与华夏地块同时代锆石具有相似特征,说明它们具有相似的起源。     

滇西桃花花岗斑岩中新太古代-古元古代锆石年龄信息:对扬子板块西缘基底时代的约束

扬子板块西缘滇西地区是否存在古老基底一直存在争议。本文对滇西桃花地区花岗斑岩进行了岩石学、地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学研究。形成于晚造山-后碰撞背景的桃花花岗斑岩具岛弧花岗岩地球化学特征,其成因可能与:1)俯冲拆离的洋壳俯冲拆离的洋壳或富集地幔重熔作用;2)加厚的地壳部分熔融。花岗斑岩中的继承锆石有两种类型:一类是发育具有密集振荡环带的岩浆锆石;另一类是次浑圆状锆石。测年结果显示,花岗斑岩的岩浆锆石年龄为36.35±0.35Ma,环带发育的继承锆石年龄介于167~891Ma之间;而次浑圆状继承锆石可以分为两组,其207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1851±22Ma与2499±32Ma。新的锆石测年结果表明着滇西桃花地区不仅存在古金沙江洋东向俯冲形成的晚古生代弧岩浆记录,还发现新元古代岩浆活动信息,及早古元古代和新太古代的锆石记录。推测1.8Ga与2.5Ga锆石可能是捕获自地壳或围岩(石鼓片岩),表明滇西地区可能存在古老基底。     

两广云开隆起区存在中——古元古代基底的年代学证据

颗粒锆石U-Pb年龄测定显示,粤西罗定盆地南缘地区残斑岩脉和花岗斑岩脉的源区物质较复杂,包含1713Ma、1737Ma、2165Ma和2494Ma的物质。这些同位素年龄数据是云开隆起区存在中-古元古代基底的一个间接证据。     

扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件的记录:来自峨眉山玄武岩的锆石U-Pb同位素证据

利用LA-ICP-MS测定技术,对扬子板块西缘滇东倘甸一带的峨眉山玄武岩中的锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,363个年龄数据的分布范围为(14.9±0.6)~(3 023±50) Ma,跨越地质时代长,其11个年龄峰值为750~850 Ma、~450 Ma、~275Ma、~260 Ma、~247 Ma、~215 Ma、~160 Ma、~120 Ma、~100 Ma、~52 Ma及~35 Ma,反映了峨眉山玄武岩在形成过程中经历地壳物质的混染,形成后受到了后期构造热事件的巨大影响。其中峨眉山玄武岩一、二亚旋回分别形成于(259.9±3.2) Ma及(259.2±3.6) Ma,~275 Ma的玄武岩锆石年龄可能代表峨眉山玄武岩岩浆房的形成年龄及峨眉地幔柱事件导致地壳开始隆升的时间,峨眉山玄武岩形成后,扬子板块西缘依次经历了~247 Ma、~215 Ma、~160 Ma、~120 Ma、~100 Ma、~52 Ma、~35 Ma的构造热事件,这些年龄数据是扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件达到温压高峰的时间记录。     

湘中盆地基底的时代格架:来自锡矿山碎屑锆石U-Pb年龄的证据

湘中盆地中部锡矿山晚古生代沉积地层中含有大量碎屑锆石,U-Pb同位素年龄显示这些锆石形成于3400~350Ma。在年龄谱系图上它们呈多个时间区段分布,反映出湘中地区对华南大陆所经历的印支运动之前的各期重要构造变革均有物质响应。根据不同时段锆石年龄范围,结合区域构造演化特征,厘定出湘中盆地的垂向物质组合从下向上主要包括:结晶基底(1.9Ga)、变质基底(1.9~0.54Ga)、微(或未)变质基底(0.54~0.41Ga)以及表层的沉积盖层(0.41Ga),并根据不同层锆石的年龄组合特征,以及岩层发育过程中对应的构造事件,对盆地基底-盖层框架中各物质层的形成环境进行了阐述。此外,通过对比煌斑岩与其围岩锆石的U-Pb年龄结构,结合野外地质特征以及前人的研究结果,得出该煌斑岩中锆石是熔体形成期间残留的锆石,而非其上升过程中捕获自围岩。由这些锆石大多形成于840~700Ma断定,锡矿山煌斑岩主要的物质来源是盆地的中上部变质基底,明确了煌斑岩熔体及与之相关流体获取物质补充的层位在基底-盖层框架中的位置。这些工作可为进一步探讨超大型Sb成矿作用与岩浆作用的耦合关系提供理论基础。     

肥东杂岩锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素:对扬子克拉通统一结晶基底的限制

扬子克拉通广泛存在太古宙-古元古代的结晶基底,但关于扬子克拉通早前寒武纪基底形成和演化的基本问题尚未完全解决,特别是基底是由多个块体拼合而成还是一个统一的结晶基底尚无定论.对扬子北缘张八岭隆起内肥东杂岩的片麻岩、斜长角闪岩及侵入其中的花岗岩进行了同位素地质年代学和地球化学研究,发现片麻岩具有相似的原岩年龄,分别为2 4...