甘肃北山马鬃山地区志留纪侵入岩的厘定及其构造意义

本文在甘肃北山马鬃山夏尔陶勒地区,从1∶25万马鬃山幅划分的敦煌岩群地层中厘定出一套浅变质侵入体,岩性以片麻状花岗闪长岩、片麻状二长花岗岩和片麻状正长花岗岩为主。对其中的片麻状花岗闪长岩研究,其具有高SiO₂(70.16%～73.12%)、富Al₂O₃(15.56%～17.86%)、富K₂O(4.32%～5.32%)特征,A/CNK大于1.05,富集Rb、Th,亏损Nb、P、Ti,表现为S型花岗岩特征。锆石U-Pb测年结果表明其形成于(443.1±9.2)Ma,为早志留世,它的形成与北山造山带早古生代造山运动有关,北山造山带在早志留世处在同碰撞阶段。     

江南造山带新元古代中期(830～750Ma)岩浆活动及对构造演化的制约

连接扬子地块和华夏地块的江南造山带是华南前寒武纪最重要的构造单元,其形成和演化长期以来备受关注。在江南造山带的范围内广泛发育了新元古代岩浆岩,它们是探讨江南造山带构造演化的重要对象,但其成因和形成的构造背景却备受争论。本文系统收集和分析了江南造山带830~820 Ma花岗岩、800~780 Ma酸性岩和800~750 Ma基性岩的地球化学数据。研究表明,不同时间段的岩石成因类型存在系统差异,830~820 Ma的花岗岩主要为S型花岗岩,800~780 Ma的酸性岩主要为A型酸性岩,而800~750 Ma的基性岩以拉斑系列和碱性系列为主,并在构造判别图中显示了板内玄武岩(WPB)和洋中脊玄武岩(MORB)的特征。综合同位素年代学、岩石地球化学和沉积学等学科领域的研究成果我们认为:扬子北缘和西缘应先于东南缘在1000~900 Ma期间发生碰撞,而此时的东南缘仍为活动大陆边缘;直到~830 Ma,扬子地块与华夏地块沿江南造山带发生拼贴,但只是陆-弧-(微)陆之间的"软碰撞",而无山脉隆升和高级变质作用,各个块体之间处于"联而不合"的状态,大洋岩石圈拆沉之后的软流圈上涌和由拆沉所引起的拉张作用导致了上覆岩石圈和陆壳发生部分熔融,产生了江南造山带830~820 Ma的S型花岗岩;随着全球Rodinia超大陆的裂解,~820 Ma,华南裂谷盆地开启,并在随后的裂解过程中发育了大量与伸展有关的800~780 Ma A型酸性岩和基性岩脉/墙,而其明显高于同时代MORB源区的地幔潜能温度显示,导致Rodina超大陆裂解的地幔柱可能对该时期岩浆岩的地幔源区有一定影响;随着拉张作用的不断加强,出现了760~750 Ma碱性系列和具MORB特征的基性岩,此时的软流圈地幔既提供热量又有物质供应。     

中国新元古代大陆拼合与Rodinia超大陆

在对前人研究成果分析的基础上,结合对中祁连块块前寒武纪基底的研究,认为新元古代（1000－9000Ma）中国各主要克拉通地块（包括华夏地块、扬子地块、华北地块、阿拉善－祁连－柴达木地块、塔里木地块）曾经通过晋宁期碰撞拼合带发生过一次全面的多块体复杂拼贴。这次拼贴过程是全球性新元古代格林威尔碰撞造山作用和Rodinia超大陆形成过程的一个组成部分。新元古代拼合的古中国地块在当时位于Rodinia超大陆中北部澳大利亚、劳伦提亚和西伯利亚克拉通地块之同。中国的各主要克拉通地块只不过是巨型格林威尔碰撞带之中夹裹的一些小型地块,且都处于新元古代晚期Rodinia超大陆破裂的中心部位,这些正是中国大陆上克拉通地块活动性大的早期地质背景。     

浙江诸暨新元古代后造山铝质A型花岗岩的厘定

浙江诸暨道林山地区新元古代钾长花岗岩和辉绿岩组成双峰式侵入岩组合,本文讨论了它们的野外地质形态、年代学及岩石学等特征,确定钾长花岗岩属铝质花岗岩类;进一步的研究表明,该钾长花岗岩体属典型的后造山A型花岗岩(A2型/PA型),其单颗粒锆石UPb年龄为816Ma,这是华南地区迄今为止发现的最早的A型花岗岩,同时表明Rodinia超大陆已进入裂解高峰期。由于该裂解的主要时期在825Ma,我们推断华南为Rodinia超大陆裂解的中心。     

华南新元古代裂谷盆地演化

沉积学研究表明,华南新元古代沉积盆地具典型裂谷盆地沉积演化特征.代表裂谷盆地早期形成阶段的成因相组合有冲洪积相组合、陆相(或海相)火山岩及火山碎屑岩相组合、滨浅海相沉积组合、淹没碳酸盐台地及欠补偿盆地黑色页岩相组合;而代表中、后期形成阶段的成因相组合有滨岸边缘相至深海相组合,冰期冰积岩相组合、碳酸盐岩及碳硅质细碎屑岩相组合.华南裂谷盆地岩相古地理演化经历了5个重要的时期,整体上反映了一个由陆变海、由地堑-地垒相间盆地变广海盆地、由浅海变深海、盆地由小变大的演化过程.裂谷盆地的形成经历了裂谷基的形成、地幔柱作用与裂谷体的形成、被动沉降(下拗)与裂谷盖的形成三个阶段.华南裂谷盆地的形成演化与Rodinia超大陆在新元古代时期的裂解作用密切相关,它是超大陆解体过程的一个重要组成部分.     

北山北带新元古代岩浆记录:来自内蒙古哈珠地区片麻状花岗岩的证据

北山造山带位于中亚造山系中段,带内各古老陆块的前寒武纪演化历史是了解北山造山带形成和演化的关键问题.本文选取北山北带哈珠地区片麻状花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和地球化学分析.结果显示哈珠地区片麻状花岗岩形成于885±4 Ma,首次揭示了北山北带存在新元古代岩浆活动.哈珠片麻状花岗岩主量元素具有高SiO₂、低CaO、高K₂O+Na₂O的特征,铝饱和指数A/CNK>1,属过铝质高钾钙碱性花岗岩.稀土元素球粒陨石标准化曲线呈现出轻稀土富集,重稀土亏损,铕强烈负异常的右倾海燕型;微量元素显示岩石富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Sr、P、Ti等高场强元素.岩石成因分析表明其为S型花岗岩,岩浆来源于变质杂砂岩部分熔融的源区,且初始熔融温度较高（777~798℃）.构造环境判别图解显示其形成于碰撞后由挤压转向伸展的背景,为大陆碰撞的产物.通过与北山南带和东天山地块前寒武纪资料的对比,结果表明北山南带、北山北带和天山造山带中各古老陆块在前寒武纪可能具有一致的演化历史,其共同参与了新元古代Rodinia超大陆的聚合,构成了Rodinia超大陆的一部分.哈珠地区新元古代岩浆事件即为Rodinia超大陆聚合在北山地区的响应.      

江南造山带东段九岭新元古代复式花岗岩源区性质的差异:来自地球化学及锆石Hf同位素的制约

江南造山带东段九岭新元古代花岗岩据其岩石学及野外产出特征可分为3个序次的侵入体,由早到晚依次为黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩及黑云母二长花岗岩。本次研究的黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩中等富硅(SiO_2分别为66.05%~75.78%和67.36%~73.94%),而黑云母二长花岗岩极富硅(SiO_2为73.96%~77.83%)。三者铝饱和指数A/CNK分别为1.53、1.71和1.32,A/NK分别为2.04、2.0和1.39,均显示典型过铝质花岗岩特征;三类岩石单元主体属高钾钙碱性系列。黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩SiO_2与MgO、TiO_2、CaO、Fe_2O_3T、Al_2O_3、MnO、V成负相关,但黑云母二长花岗岩这种相关性不明显。黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩均富轻稀土元素,(La/Yb)N分别平均为10.1和18.7,具弱Eu负异常(δEu分别为0.11～0.88和0.30～0.72),而黑云母二长花岗岩轻重稀土分馏弱((La/Yb)N=4.70),强烈Eu负异常(δEu=0.18～0.61)。三类岩石均富集大离子亲石元素Cs、Rb、Th、U、K、Pb,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti,且锆石εHf(t)变化范围极大,分别介于-6.76～9.22、-1.08～6.63和-0.64～7.96之间。研究区北西侧和南东侧岩体锆石Hf同位素组成存在明显差异,表现为岩体北西部的锆石εHf(t)变化范围高于南东部,锆石tDM2模式年龄多集中在1.6～1.8Ga。综合研究推断本区黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩的源区分别为砂质上地壳和泥质上地壳部分熔融产物,而英云闪长岩则为砂泥质源区部分熔融产物。同时,SE侧岩浆起源深度和岩体剥蚀程度均高于NW侧,且SE侧岩体的成岩时代也略早于NW侧,这暗示了新元古代华夏板块和扬子板块碰撞后的伸展过程中,研究区SE侧岩浆起源深度较深,且形成时代较早,并逐渐向NW侧迁移。另外,花岗质岩石源区由砂质向泥质转变的过程可能也是区域陆壳伸展作用逐渐增大的结果。     

扬子地块西缘新元古代灯杆坪花岗岩体的成因及启示

正扬子地块西缘的新元古代花岗岩体是记录Rodinia超大陆裂解过程的良好地质载体(Li et al.,2003;Zhao et al., 2008;李献华等,2012)。灯杆坪花岗岩体位于四川省崇州市范围内,大地构造位置位于扬子地块西缘与青藏—滇西褶皱区接触带附近,处于龙门山逆冲推覆断裂构造带的中南段,花岗岩体发育在映秀—北川断裂及其次级断裂中。本次研究在扬子地块西缘新元古代灯杆坪花岗岩体的野外地质调查和室内岩石学鉴定的基础     

东昆仑夏日哈木矿区新元古代早期二长花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其构造意义

本文报道了东昆仑造山带中部夏日哈木矿区二长花岗岩体的锆石U-Pb年代学和全岩地球化学资料,以确定岩体的形成时代、岩石成因及其构造属性。夏日哈木矿区的二长花岗岩呈岩株状和脉状捕虏体出露于矿区中部。2件二长花岗岩样品中岩浆锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb加权平均年龄分别为923.7±2.5 Ma(MSWD=0.27)和920.1±2.8 Ma(MSWD=0.18),属新元古代早期。岩石高硅(SiO_2=73.24%~73.83%)、富碱(Na_2O+K_2O=7.96%~9.79%)、贫钙(CaO=0.31%~1.13%)、贫镁(MgO=0.11%~0.21%),属于高钾钙碱性、过铝质系列花岗岩;稀土配分曲线呈现轻稀土元素相对富集的右倾分布特征,具明显的Eu负异常(δEu=0.30~0.45);原始地幔标准化微量元素蛛网图显示Sr、Ba、Nb、P、Eu和Ti的负异常。岩石学及地球化学特征表明其属于S型花岗岩。岩石具有较低的CaO/Na_2O比值(介于0.13~0.26之间,平均0.19),较高的Rb/Sr比值(介于1.27~12.45之间,平均7.61),显示出上部地壳源区的成分特征,可能由泥质岩石部分熔融形成。结合区域构造演化及构造判别,本文认为该区二长花岗岩形成于同碰撞的构造环境,岩石成因可能与加厚陆壳上部泥质岩石减压熔融并经历了斜长石等矿物的分离结晶作用有关,热源主要来自于陆壳加厚过程中K、Th、U等元素放射性蜕变产生的热量。综合分析认为,东昆中隆起带中部地区存在新元古代早期的岩浆活动,时间上对应于全球Rodinia超大陆的汇聚时间。     

豫西南地区北秦岭地体新元古代花岗岩类岩石成因及其地质意义

北秦岭地体中新元古代花岗岩类岩石是秦岭造山带的重要组成部分,记录了造山带基底前寒武纪地壳形成和演化历史。本文报道方庄和德河花岗岩岩体的锆石U-Pb年龄和O同位素组成、全岩元素和Sr-Nd同位素地球化学组成,探讨其岩石成因和地壳演化意义。结果表明,方庄花岗质糜棱岩的锆石结晶年龄为933.4±9.2Ma,δ18O值8.3‰～11.9‰,初始87Sr/86Sr比值0.72455,初始εNd值-6.0,Nd模式年龄2.09Ga(tDM2);德河黑云斜长片麻岩的锆石结晶年龄为948.1±8.9Ma,初始87Sr/86Sr比值变化较大,初始εNd值-5.0,Nd模式年龄2.02Ga。结合已报道的新元古代花岗岩类岩体的年龄和地球化学数据,北秦岭地体新元古代岩浆作用可以划分为980～870Ma挤压碰撞作用和～844Ma伸展裂解作用两大阶段,包括～940Ma强烈变形S型同碰撞花岗岩、～880Ma弱-无变形后碰撞I型花岗岩和～844Ma板内A型碱性岩三类花岗岩体。地球化学组成显示,这些花岗岩类岩石可能源自不同时期形成的秦岭群基底杂岩的部分熔融,但在后碰撞阶段幔源物质或年轻地壳物质的加入明显增加。北秦岭地体中新元古代岩浆活动与Rodinia超大陆演化基本同时代,可能记录超大陆形成过程中的地壳响应。在新元古代之前,北秦岭地体或许具有不同于华北陆块和华南陆块的演化历史。     

甘肃北山西部新元古代陆块汇聚与裂解事件的岩石记录

甘肃北山西部地处塔里木、柴达木和华北 (阿拉善 )三个前寒武纪地块的交汇部位 ,是受显生宙天山造山带、祁连造山带和阿尔金造山带多次叠加改造的地区。近几年 ,随着新元古代榴辉岩、花岗岩的新发现 ,结合新元古代伟晶岩脉群、辉绿岩墙群和震旦纪未变质沉积盖层 ,初步确定了该地区新元古代陆块汇聚与裂解的地质事件框架。在新元古代早期 ,塔里木地块与柴达木地块可能发生斜向汇聚 ,并以深层次韧性剪切带进行焊接 ,其时间在 913Ma左右。稍后 ,在塔里木地块北部的柳园一带 ,塔里木地块与另一个地块发生碰撞 ,形成了榴辉岩和大面积带状分布的花岗岩 ,其时间在 86 0～ 880Ma左右。之后 ,在经过汇聚的大陆块内部发生裂解 ,形成了两期辉绿岩墙群。随着裂解作用的进一步加强 ,该地区进入到陆相砂砾岩和海相碳酸盐沉积阶段 ,形成了安南坝群沉积建造 ,其时间在 70 0Ma左右。     

江南造山带东段新元古代九岭复式岩体锆石U-Pb年代学及构造意义

江南造山带东段的九岭岩体为华南分布面积最大的新元古代花岗质侵入体。据其岩石组合、结构构造及野外侵入关系,可将其解体为由早到晚3个侵入序次的复式岩体,依次为黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩及黑云母二长花岗岩。其中,黑云母花岗闪长岩分布面积最广,黑云母二长花岗岩次之,英云闪长岩分布面积最小,围岩为新元古代双桥山群浅变质岩系。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩、黑云母二长花岗岩分别形成于821.6～824.0 Ma、819.5～823.6 Ma、820.4～824.5 Ma,指示它们基本同时侵位,但三者均具有自SE向NW时代变新的趋势。九岭岩体与围岩(双桥山群)的侵入接触面具有南陡北缓、角岩化带南窄北宽且围岩捕掳体及捕获锆石也呈南少北多的特征,表明九岭岩体SE侧岩体剥蚀深度强于NW侧,可能暗示了新元古代华夏板块向扬子板块碰撞拼贴过程中,研究区SE侧岩浆起源深度较深,剥蚀程度较高,且形成时代较早,并逐渐向NW侧迁移(岩浆起源深度变浅、时代变新)。     

北山花岗岩S型/I型空间变化规律及含矿性

北山地区花岗岩十分发育,出露面积接近总面积的30%,形成时代以华力西期为主,约占80%以上.笔者根据岩石化学判别统计,本区花岗岩的S型/I型个数比例,北带0.33,中带0.54,南带0.59,说明从北向南,I型花岗岩逐渐减少,S型花岗岩逐渐增多.区内花岗岩类为重要的含矿岩石,其中典型斑岩铜矿床与I犁花岗质斑岩有关,当出现铜铅组合时则与S型花岗质斑岩有关;钼矿床有关花岗岩一般属I型.当出现钨钼组合时则向S型花冈岩过渡;钨锡矿床主要与S型花岗岩有关;金矿床有关的花岗岩既有I型,也有S型,专属性不明显.     

甘肃北山地区榴辉岩的变质年龄：来自锆石的U-Pb同位素定年证据

北山造山带地处塔里木-中朝板块与哈萨克斯坦板块的交汇部分,主造山时期被认为是早古生代。榴辉岩产在北山造山带的南带,带中榴辉岩与大量基性超基性洋壳岩石和俯冲碰撞有关的花岗岩等伴生,反映该带有可能代表板块的边界。北山榴辉岩的锆石SHRIMP U-Pb同位素定年表明,榴辉岩相的变质年龄为(819±21)Ma,原岩年龄为(1007±20)Ma,表明北山地区存在新元古代一次重要的板块裂解和俯冲碰撞事件。与北山相邻的祁连山南部柴北缘地区近年也报道存在新元古代板块裂解和蛇绿岩洋壳形成事件,表明中国西部存在区域上的新元古代洋盆裂解事件,或称之为罗德尼亚大陆裂解事件。需强调的是,北山榴辉岩相变质事件发生在新元古代,柴北缘榴辉岩的原岩虽为新元古代洋壳岩石,但榴辉岩相变质作用则发生在早古生代,反映北山新元古代俯冲碰撞事件之后的又一次俯冲碰撞事件。     

江南造山带东段新元古代花岗岩组合的年代学和地球化学:对扬子与华夏地块拼合时间与过程的约束

江南造山带东段发育了一系列新元古代的花岗岩类侵入体,本文用LA-ICP-MS锆石U-Pb法对区内出露的主要岩体(包括许村岩体、歙县岩体、休宁岩体、灵山岩体、莲花山岩体、石耳山岩体)进行了定年,并分析了这些岩体代表性样品的主量和微量元素含量。结果表明,区内的花岗岩类侵入体分属S-型和A-型两类,前者属于同造山的岩浆岩,成分主要为花岗闪长质;后者为晚造山的岩浆岩,成分为花岗质。S-型花岗闪长质岩浆是在碰撞、地壳加厚后由不成熟的变质沉积-火山岩系经减压熔融形成的。由同造山到晚造山阶段,随着地壳应力由挤压转为拉张,所形成的A-型花岗岩中有明显的新生地幔物质的加入。两类岩体的空间分布有明显的规律,且随时间具有明显的向南(大洋侧)迁移的趋势。同造山的S-型花岗闪长质侵入体均分布在皖南蛇绿混杂岩带的北侧(及缝合带内),其中空间位置最北突的许村岩体的侵位时间最早,为850±10Ma;位于皖南蛇绿混杂岩带内,具有同构造特点的歙县岩体的侵位时间为838±11Ma;同样侵位于该缝合带内,具有晚构造特点的休宁岩体的侵位时间为826±6Ma。而晚造山的A型花岗岩均分布在该缝合带的南侧,其中灵山岩体和莲花山岩体的侵位年龄分别为823±18Ma和814±26Ma,两者的侵位时间在误差范围内一致。后造山裂谷环境下形成的石耳山花岗斑岩的年龄为785±11Ma。我们认为江南造山带形成于新元古代,造山过程具有多岛弧拼贴、多缝合的特点。不同缝合带上洋盆闭合的时间存在着差异,最早闭合的可能是赣东北带(蛇绿岩套)、其次是江山-绍兴带,最后是皖南带(歙县蛇绿岩套)。不同缝合带上发育的岛弧型火山岩在地球化学性质上存在着明显的差异,前两者是在洋壳基础上发育起来的,而后者是在不成熟的陆壳基础上发育起来的。江南造山带形成后不久,其南侧即遭受到后造山裂谷(南华裂谷系?)作用的破坏,只是到了早古生代末期(加里东期)扬子克拉通与华夏地块之间的裂谷才最终闭会形成华南统一大陆。     

甘肃北山红石山地区马鞍山北花岗岩体的单颗粒锆石U-Pb年龄及地质意义

在1∶5万红岭等3幅区域地质调查中,岩体的AR、NK/A、A/CNK、δEu值等岩石化学和地球化学特征值表明,马鞍山北岩体属钙碱性系列与高钾钙碱性系列过渡的偏铝质到弱过铝质花岗岩类,具有高锶花岗岩的特点。通过高精度的单颗粒锆石U-Pb同位素测年,获得206Pb/238U表面年龄统计权重平均值为237.8±4·3Ma。这一同位素年龄的获得,说明本区三叠纪应为后造山环境。     

甘肃北山大石山A型花岗岩体的地球化学特征及构造意义

甘肃北山大石山岩体主要由角闪花岗岩和二长花岗岩组成,岩石的化学成分特点为过铝质(Al_2O_3含量为 12.18%～13.37%)、富硅(SiO_2含量为74.22%～78.38%)、偏碱(Na_2O+K_2O 为7.60%～8.50%),FeO~T/MgO 值高,CaO 和 MgO 含量低(分别为0.01%～0.99%和0.05%～1.15%),富含 Y、Nb 等高场强元素(HFSE)以及 F、Sr、 Ba 和 REE(∑REE=102.3×10~(-6)～120.02×10~(-6))低。这些特点与本区的 I 型和 S 型花岗岩有明显差别,是一种典型的 A_2型花岗岩。大石山岩体 Rb-Sr 等时线年龄为273 Ma,表明北山地区在海西晚期即进入造山后拉张裂解环境。     

内蒙古北山造山带中段石板井地区A型花岗岩锆石U-Pb年龄及对北山洋闭合时间的限定

石板井A型花岗岩体位于内蒙古北山造山带中段,岩性组成以正长花岗岩为主,二长花岗岩次之。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得该岩体的侵位年龄为395.6±4.9 Ma（MSWD=3.6,n=15）,时代为早泥盆世。岩石属偏铝-弱过铝质高钾钙碱性系列,具有高硅（SiO2=72.71%~76.43%）,富碱（K2O+Na2O=7.80%~9.23%）,低铝（Al2O3=12.09%~13.73%）,贫镁（MgO=0.06%~0.51%）和钙（CaO=0.44%~1.69%）,K2O>Na2O的特点;稀土元素配分曲线呈轻稀土元素富集的右倾型,形态呈"海鸥式"分布,Eu强烈亏损（δEu=0.02~0.35,平均0.16）;富集高场强元素Zr、Hf、U、Th和大离子亲石元素Rb、K等,而元素P、Ti、Ba、Sr明显亏损。上述地球化学特征指示该岩体属A型花岗岩,源于下地壳在高温条件下部分熔融及其后长石、磷灰石、榍石等的分离结晶。构造判别图解指示具有A2型花岗岩的特征,形成于后碰撞伸展构造环境,指示牛圈子-洗肠井蛇绿岩带所代表的北山洋闭合时限在早泥盆世之前,早泥盆世该区的构造已由挤压体制转变为伸展体制。     

北山明水地区花岗岩时代的确定及其地质意义

在详细的野外地质调查研究基础上，采用高精度的^40Ar-^39Ar测年技术，对北山明水地区大面积分布的花岗岩类岩体进行了同位素年龄测试，确定其为印支期侵入体。该岩体时代的准确界定，说明印支期构造-岩浆活动对北山地区的大地构造格架产生了十分重要的影响，它可能是由塔里木板块与哈萨克斯坦板块最终碰撞对接引起的。