中国东北地区西部约500Ma泛非期孔兹岩系中斜长角闪岩原岩恢复及其构造背景

孔兹岩系普遍发育在华北克拉通,中国东北孔兹岩系最早发现是在佳木斯地块麻山群.近期对兴安、额尔古纳地块孔兹岩系中斜长角闪岩的主量、微量、稀土元素进行了研究.斜长角闪岩的主量元素以Fe2O3(1.83%~12.37%)、MgO(4.28%~7.29%)、CaO(6.27%~10.29%)含量较高,K2O(0.56%~2.09%)、SiO2(47.06%~56.13%)含量较低为特征.微量元素Sr、Cr、Ni、Co等元素的含量较高,轻、重稀土元素分异不明显,(La/Yb)N=2~6,具有弱的负Eu异常,δEu=0.76~1.05.斜长角闪岩的原岩为玄武岩或安山质玄武岩,具有板内拉斑玄武岩的特征,因此研究区孔兹岩系形成于裂谷沉积环境.这与佳木斯地块麻山群孔兹岩系形成环境一致,表明东北地区各地块的变质基底均为孔兹岩系,其原岩均形成于裂谷沉积环境,并统一经历约500Ma泛非期变质事件.西伯利亚克拉通南缘Sayang-Baikal造山带和蒙古地体晚泛非期变质岩也经历约500Ma变质作用,因此,中亚造山带内各地块均经历约500Ma变质作用,中国东北各地块可能起源于西伯利亚克拉通南缘晚泛非期造山带的一部分.     

中国东北~500Ma泛非期孔兹岩带的确定及其意义

东北地区的变质基底,如佳木斯地块的麻山群、兴安地块的兴华渡口群等岩石组合是以(含石墨)大理岩、夕线石榴片麻岩、斜长角闪岩等为主要标志的孔兹岩系。在额尔古纳、兴安和佳木斯-兴凯地块的夕线石榴片麻岩分别得到锆石U-Pb年龄,证明这些高级变质岩的原岩年龄以新元古代(600~850Ma)为主,变质年龄为~500Ma,因此东北地区的变质基底记录了从Rodinia 到 Gondwana大陆的聚合与离散的过程。泛非期高级变质岩及其同期岩浆岩在额尔古纳、兴安、松辽、佳木斯 和兴凯地块等断续分布,总体出露范围>1300km,并沿虎头、鸡西、萝北、兴华渡口和漠河一线总体北西向沿黑龙江断续分布,因此我们命名为"中国东北泛非期孔兹岩带"。 "中国东北泛非期孔兹岩带"的提出和进一步研究, 对深入探讨东北地区各地块基底组成的异同性以及陆块聚合的过程,以及东北地区的构造演化历史及其在Gondwana大陆重建中的位置都具有重要的科学意义。     

湖北宜昌崆岭群孔兹岩系地球化学特征

湖北宜昌崆岭群孔兹岩系由富铝片岩-片麻岩及榴线英岩类、长英质岩类及镁铁质麻粒岩类组成,其原岩分别为黏土岩、砂岩-杂砂岩和泥灰岩,富铝片麻岩的稀土元素分配型式接近北美页岩组合样(NASC),Eu显示负异常,而Ce基本无异常.富铝片麻岩和榴线英岩的微量元素分配形式与澳大利亚后太古代页岩(PAAS)接近.根据风化参数CIW,与NASC、PAAS相近的稀土和微量元素的分布特征以及高w(LREE)/w(HREE)值与Eu负异常综合判断崆岭群孔兹岩系的原岩属于以花岗质岩石为蚀源区的陆屑沉积岩.根据富铝片麻岩和榴线英岩的δ(Ce)值(NASC标准化)及岩组中的石墨推断其原岩沉积环境为还原条件,根据δ(Ce)值(球粒陨石标准化)和镁铝含量比进一步判断其原岩沉积为大陆边缘的陆海过渡-海水沉积.由大量的碎屑沉积-少量化学沉积-有不同程度的化学沉积加入的大量碎屑沉积的沉积建造与岩组中石墨的变化推测该孔兹岩系原岩的形成可能与阜平、五台等旋回(期)的前吕梁旋回(期)黄陵-川中古陆块(或扬子陆块) 的陆核形成有关.     

华北克拉通西部古元古代孔兹岩系的地层对比、岩相古地理特征及其地质意义

位于华北克拉通西部的孔兹岩系是探讨华北克拉通形成及演化过程的关键对象之一,近年来的研究显示这套富铝质沉积岩系在1.95~1.82Ga期间经历了高压/高温和超高温-高温/中(低)压两期变质作用。已发表的钻井资料表明鄂尔多斯中、新生代盆地的基底岩石在源区特征、沉积时代、岩石矿物组合和变质时代等方面均与孔兹岩系十分类似,暗示孔兹岩系的原岩分布和后期的高级变质作用范围可能涉及到了鄂尔多斯地块内部。然而,目前对于孔兹岩系的原岩分布、等时性和沉积环境等问题仍有争议,这些问题对于约束孔兹岩系的时空分布和理解华北克拉通西部地区的构造演化过程具有十分重要的科学意义。基于地层学角度的尝试,本文选取贺兰山、大青山和集宁地区的孔兹岩系进行了沉积层序的划分及对比,并初步恢复了相应时期鄂尔多斯地块的岩相古地理特征。本文的研究结果表明:(1)鄂尔多斯地块北缘的贺兰山、大青山和集宁等地区的孔兹岩系均由可对比的三个沉积层序组成;(2)这套沉积岩系的分布范围呈面状延伸至鄂尔多斯地块内部,指示华北克拉通西部曾存在一个克拉通内盆地性质的"鄂尔多斯陆表海",其海侵方向可能由贺兰山-鄂尔多斯地块内部指向大青山、集宁等地区;(3)鄂尔多斯陆表海可能发育于2.5~2.3Ga"构造寂静期"的某一阶段,此间堆积的孔兹岩系(丰镇群)原岩很可能是代表华北陆块完成克拉通化过程的标志性盖层。     

内蒙古大青山地区孔兹岩系中钙硅酸盐岩的组成和地球化学特征

在内蒙古大青山地区的孔兹岩系中,透辉片麻岩岩组以钙硅酸盐岩为特征的岩石组合作为一个独立的岩石地层单元产于榴云片麻岩岩组之上、大理岩岩组之下。该岩组由透辉片麻岩（DG）和透辉长石变粒岩（DFG）、长石透辉变粒岩（FDG）、透辉石岩（DD）、透辉大理岩（DM）组成,普遍以富含透辉石、榍石、方柱石和磷灰石为特征。富Ca、Sr、Na,贫Cr、Ni、Co、Sc的特征显示该岩组中有化学沉积物的存在。并且,从DM—DD—FDG—DFG和DG表现的CaO与SiO₂负相关、Al₂O₃与SiO₂正相关反映了岩石中碎屑组分增加、化学沉积减少的趋势。常量元素、微量元素和稀土元素的分布特征说明是一套由富铁白云质泥岩-钙质泥岩、钙质杂砂岩夹泥质灰岩、泥灰岩-含钙质长石砂岩组成的沉积建造,形成于干旱气候、潮间带或泻湖、陆源碎屑供给不足的环境中。消除化学沉积的影响后,该岩组的地球化学特征尤其是稀土元素与区内的榴云片麻岩十分相似,反映它们有共同的源区。它与榴云片麻岩岩组、大理岩岩组一起构成碎屑沉积－碎屑沉积加化学沉积－化学沉积组成的沉积旋回,类似于华北克拉通内中元古代长城系的沉积特征,因而支持孔兹岩系形成于克拉通内沉积盆地的观点。     

内蒙古大青山地区孔兹岩系中大理岩岩组的地球化学特征及原岩建造

大理岩岩组是内蒙古大青山地区孔兹岩系3个岩组中最上部的一个岩组,该岩组是一套富镁质的大理岩系,以巨厚的、大面积分布的白云质大理岩的发育为特征,底部有少量碎屑岩沉积,矿物组成除白云石外,普遍含蛇纹石化橄榄石、透辉石、金云母等一种或多种富镁硅酸盐矿物。岩石地球化学以富CaO、MgO和LOI为特征,反映了碳酸盐岩的地球化学特征,CaO＋MgO含量达44.96%以上,且CaO/MgO比值较小（1.37～10.94）,其原岩应为一套碎屑含量极低的白云岩,以化学沉积为主。原岩建造的沉积环境：由初期的陆海过渡的三角洲相,过渡到滨海-浅海相,最后到干燥气候条件下有障蔽岛相隔的封闭海盆相。构造环境也从亚稳定状态过渡到稳定构造环境,表明该套变质沉积地层的原岩可能形成于被动大陆边缘,但更类似于中元古界长城系、蓟县系这样的克拉通内裂陷槽或裂谷沉积。     

下扬子地区早古生代黑色岩系地球化学特征及其地质意义

下扬子地区早古生代发育3套重要的深水相黑色岩系,分别为下寒武统荷塘组和黄柏岭组、上奥陶统五峰组、下志留统高家边组和相当层位的霞乡组。27件样品的微量和稀土元素分析结果显示：此3套黑色岩系具有Li、Be、Rb、Ba、Cs、W、Th、U、Cd、Bi、Pb等元素富集,Sc、Sr,Cr、Cu、Ga、Co、Ni等元素亏损,稀土元素总量较高,轻重稀土分异明显和具负Eu异常等壳源物质特征;微量不活动元素含量和比值特征的构造环境判别表明,下扬子地区早古生代黑色岩系构造环境为大陆岛弧和活动大陆边缘,兼具被动大陆边缘特征;母岩以上地壳的再旋回沉积物和后太古宙地层沉积物为主,部分为未分异的太古宙地壳和玄武岩成分,源岩性质主要为安山岩、英安岩和沉积岩;沉积环境为缺氧的半深海、深海环境。在上述研究基础上,对物源的来源进行了探讨,认为物源主要来自江南造山带。     

下扬子地区下寒武统幕府山组黑色岩系地球化学特征及其地质意义

为探讨下扬子地区下寒武统幕府山组底部富有机质黑色岩系的物源属性及源区构造背景特征,在南京幕府山剖面幕府山组底部系统的采集样品,并对其进行地球化学测试与分析。Th/Sc?Zr/Sc图解表明幕府山组黑色岩系未曾经历沉积再循环;通过分析主量元素比值特征、稀土元素（REE）配分模式、δEu、（La/Yb）_N及La/Th?Hf和La/Yb?∑REE判别图解,认为幕府山组黑色岩系源岩主要是花岗岩和富含长英质矿物的沉积岩等上地壳长英质岩石,存在基性岩的混入。从物源属性、地质年代关系、华南大陆构造演化历程等多方面考虑,源岩中花岗岩成分主要为新元古时期岩浆活动形成的岩浆岩,物源区为江南古陆（江南造山带）。通过分析K₂O+Na₂O?SiO₂、K₂O/Na₂O?SiO₂/Al₂O₃、La?Th?Sc、Th?Co?Zr/10和Th?Sc?Zr/10图解,认为幕府山组黑色岩系源区构造背景为被动大陆边缘。     

安徽石台早寒武世黑色岩系稀土元素地球化学特征及其地质意义

安徽石台地区发育早寒武世黑色岩系,岩石地层单元为下寒武统荷塘组和黄柏岭组.稀土元素地球化学研究表明,黑色岩系稀土总量不富集,轻稀土较重稀土富集;δEu=0.81～2.32,平均1.1;δCe=0.52～0.97,平均0.77.剖面自下而上δCe值和δEu值规律变化,δCe值由大渐小再增大,但总体逐渐增大,δEu值总体变化则与之相反.稀土元素地球化学特征反映该区早寒武世曾发生过一次明显的海侵-海退过程,黑色岩系为正常海水与热水混合沉积的产物,形成于缺氧还原状态过渡到半还原-弱氧化状态的过程中,沉积环境为干燥气候条件下相对较深的浅海斜坡环境.     

黔北黑色岩系稀土元素地球化学特征及成因意义

本文采用ICPMS方法研究了黔北下寒武统牛蹄塘组黑色岩系的稀土元素地球化学特征和形成条件。黑色岩系稀土总量在金属富集层之Mo矿层中出现峰值,向剖面上、下大致依次减小,代表了一种非正常海水沉积作用。Eu、Ce呈负异常,反映黑色岩系形成于干燥气候的陆棚边缘浅海的还原环境。稀土模式,连同La/YbCe/La、La/YbREE图解特征,说明黑色岩系为正常海水与岩浆热卤水混合沉积的产物。     

内蒙古乌拉山-大青山地区变泥质岩的地球化学特征及构造意义

乌拉山-大青山地区位于华北克拉通西北缘孔兹岩带的中段,该地区出露大面积的古元古代高级变质表壳岩系岩石,例如夕线(堇青)石榴二长片麻岩、石榴黑云二长片麻岩、黑云长英质片麻岩、石榴石英岩、大理岩、磁铁石英岩和钙硅酸盐岩等。其中该地区典型的变泥质岩石(夕线(堇青)石榴二长片麻岩和石榴黑云二长片麻岩)多以似层状产出,夕线(堇青)石榴二长片麻岩含有大量的石榴石、夕线石和/或堇青石,并保留典型的堇青石反应边结构。岩石地球化学研究结果表明上述变泥质岩石样品明显富Al2O_3,属于过铝质岩石,其平均化学成分与上地壳平均值较为接近。样品的稀土配分型式具有中等程度的轻重稀土元素分异,轻稀土明显富集和弱铕负异常的特征。微量元素蛛网图显示变泥质岩石样品富集大离子亲石元素如Rb和Ba,而高场强元素如Zr、Hf含量相对较低,且Nb、Ta、P和Ti呈明显亏损的特征。多种原岩判别图解显示其原岩为一套富铝粘土岩及杂砂岩,且成熟度较低,为近源沉积。多数样品的CIA值低于太古宙后澳大利亚平均页岩和北美页岩的CIA值,反映其源岩经历了中等程度的风化作用。物源以上地壳的长英质成分为主,可能有古老沉积物的加入。多种构造判别图解表明研究区样品形成于有演化岛弧发育的活动大陆边缘环境。结合前人对孔兹岩带出露的变泥质岩石的变质作用研究普遍得到近等温减压型顺时针P-T演化轨迹以及锆石同位素年代学研究结果,综合表明乌拉山-大青山变泥质岩石形成于有演化岛弧发育的活动大陆边缘环境,中元古代物质(2.1~2.0Ga)为其提供主要的沉积物源,随后卷入~1950Ma华北克拉通西部古老陆块之间的碰撞造山作用,经历了大规模麻粒岩相变质作用,并于1920~1850Ma碰撞后折返至近地表。     

左权-赞皇变质杂岩的地球化学特征及其构造意义

左权变质杂岩位于华北克拉通中部造山带的中南段,赞皇变质杂岩西南。两杂岩区出露的早元古代——晚太古代变质岩石类型主要有:长英质片麻岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、石榴角闪岩、云母片岩和长石石英岩等。通过详细地野外地质调查、岩相学以及地球化学研究发现,左权变质杂岩与赞皇变质杂岩有类似的地球化学性质,其中,长英质片麻岩、黑云斜长片麻岩和角闪岩的原岩均有正、有副,按原岩性质可分为变质沉积岩、变质花岗质岩石和变质基性岩三类。变质沉积岩的原岩为粘土岩或杂砂岩,物源以上地壳的长英质成分为主,REE配分型式与PAAS以及上地壳平均成分类似,原岩在形成过程中经历了中——低等程度的风化作用,沉积背景为有演化岛弧发育的活动大陆边缘;变质花岗质岩石的原岩为中酸性侵入岩,形成于大陆边缘弧环境,与变质沉积岩呈侵入接触关系;变质基性岩的原岩是拉斑——钙碱玄武质岩石,其稀土总量较低、轻稀土轻微富集,地壳混染作用明显,总体形成环境类似于现代大陆边缘的岛弧构造环境。基于以上地球化学特征推测左权——赞皇变质杂岩形成于典型碰撞造山环境,卷入了华北克拉通东部陆块和西部陆块之间的俯冲——碰撞过程。     

中国北方石墨矿床及赋矿孔达岩系碳同位素特征及有关问题讨论

本文综合了中国北方孔达岩系和石墨矿床的碳同位素数据 10 2件 ,发现片麻岩石墨 透辉岩石墨 <大理岩石墨 <石墨大理岩方解石 <大理岩方解石 ;混合岩化岩石中石墨δ1 3C总介于有机碳和无机碳之间 ;不同地体片麻岩石墨δ1 3C极为一致 ,变化于 - 2 2 .8‰～ - 2 1.48‰ ,略低于世界有机质平均值 - 2 6± 7‰ ;大理岩的原岩碳酸盐δ1 3C高于 2‰ ,与2 330～ 2 0 6 0 Ma期间全球性δ1 3Ccarb正向漂移事件一致。地质流体是碳同位素分馏、均一化的重要因素 ,是石墨矿床的 3种主要碳源之一 ,是碳的 5种存在形式之一 ,也是碳循环的重要媒介和方式 ;导致热液矿床δ1 3C=- 5‰左右的因素较多 ,依据δ1 3Ccalcite - 5‰得出成矿物质和流体来自地幔的结论值得怀疑 ;中国北方孔达岩系形成于古元古代 ,可能为 2 30 0～ 2 0 5 0 Ma。     

贺兰山孔兹岩系的变质时代及其对华北克拉通西部陆块演化的制约

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其变质时代问题一直悬而未决.利用SHRIMP锆石U-Pb定年技术,对贺兰山孔兹岩系中3个代表性富铝片麻岩(石榴堇青钾长片麻岩、石榴堇青二长片麻岩与石榴黑云斜长片麻岩)样品进行了精确定年.发现这3种岩石虽处不同层位,但其碎屑锆石年龄却非常集中,各测点207Pb/206Pb年龄总体变化在2.0～2.1Ga之间,加权平均年龄则在2017～2040Ma之间.这些碎屑锆石都具有岩浆结构特征,反映当时曾存在大规模花岗质岩浆活动,所成岩体为孔兹岩系沉积提供了充足物源.另有少量大于2.5Ga的碎屑锆石(2520～2949Ma),表明本区存在太古代岩浆活动记录.本区石榴堇青二长片麻岩中发育典型的变质增生锆石,其成因很可能与黑云母的脱水熔融反应有关.利用该锆石确定贺兰山孔兹岩系的变质时代为1950±8Ma.该时代与东部大青山、乌拉山孔兹岩系变质时代相同,表明华北克拉通西部的阴山地块与鄂尔多斯地块大体是以平行的方式正面拼贴到一起的,形成了目前的孔兹岩带.     

贺兰山古元古代同碰撞花岗岩地球化学、锆石U-Pb年代及其地质意义

在华北克拉通西部的贺兰山地区出露的贺兰山孔兹岩系中,侵入有大量花岗岩,并以S型花岗岩为代表。本次研究的沙巴台花岗岩具有高SiO2和Al2O3(分别为71.96%～73.87%和14.36%～15.10%)的特征。其铝饱和指数A/CNK=1.19～1.30,A/NK=1.29～1.48,属于典型的过铝质花岗岩。球粒陨石标准化稀土配分模式显示轻稀土富集((La/Yb)N=12～191),并具强烈的铕负异常(δEu=0.15～0.32)。原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、Th、U和Pb并亏损Ba、Nb、Ta、Sr和Ti元素。综合研究推断其为孔兹岩系部分熔融的产物。利用LA-ICP-MS测定花岗岩锆石U-Pb年龄为1958±30Ma,代表了贺兰山S型花岗岩结晶年龄。综合前人及本次研究成果,推断贺兰山S型花岗岩形成于古元古代鄂尔多斯陆块与阴山陆块碰撞构造环境。     

A Study of the Sedimentary Environment of the Xiaoxi Formation in NE of Guizhou,China

The Xiaoxi Formation is well developed in two sections (Heishui, Yinjiang and Wuguxi, Shiqian), NE of Guizhou, China.This formation is composed of the sandstones, siltstones and mudstones, and preserved with the depostional structures and trace fossils. This paper focuses on the study of the sedimentary environment of the Xiaoxi Formation based on the materials from these sections. Five ichospecies are identified from two sections, including Palaeophycus isp., Rusophycus isp., Planolites isp., Gordia isp. and Phycodes isp. These trace fossils belong to the Cruziana ichofacies, Based on the depositonal structures, the ichofaces and the result of particle size analysis, the sedimentary environment of the Xiaoxi Formation of Silurian in NE of Guizhou is nearshore zone with a relativealy and stable environment under the average low tide line.     

内蒙古莫尔道嘎地区晚三叠世-早侏罗世花岗岩的年代学、地球化学及其地质意义

本文对内蒙古莫尔道嘎地区(额尔古纳地块)花岗质岩石行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究, 确定其形成时代、岩石成因, 从而揭示区域构造背景。莫尔道嘎地区花岗岩中的锆石均呈半自形-自形, 震荡生长环带明显, 暗示其岩浆成因。测年结果显示, 研究区花岗岩可划分为两个期次: 晚三叠世(~216Ma)和早侏罗世(201~195Ma)。莫尔道嘎地区晚三叠世-早侏罗世花岗岩的地球化学属性相似, 它们具有高硅(SiO₂=67.09%~77.05%)、富铝(Al₂O₃=12.18%~16.83%)、贫铁(Fe₂O₃^T=1.30%~3.48%)等特征, 属于准铝质-过铝质(A/CNK=0.97~1.13)、高钾钙碱性系列, 具有I型花岗岩的地球化学属性。此外, 晚三叠世-早侏罗世花岗岩相对富集大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREEs), 亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs, Nb、Ta、P、Ti等), 具有与俯冲带环境下形成的火成岩类似的特征。额尔古纳地块上同时期的钙碱性系列岩石组合的发现, 进一步表明莫尔道嘎地区晚三叠世-早侏罗世花岗岩形成于活动大陆边缘环境。结合前人对东北地区中生代火成岩时空变异分布特征的研究, 本文莫尔道嘎地区晚三叠世-早侏罗世花岗质岩体形成与蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用密切相关。

     

青海省德尔尼蛇绿岩的地球化学特征及其大地构造意义

德尔尼蛇绿岩位于青海省东南部玛沁地区,蛇绿岩以构造岩片形式出露于阿尼玛卿造山带具缝合带性质的东昆仑南缘断裂附近,岩上对简单完整,主要由基性、辉长岩和蛇纹岩３个单元组成,彼此成构造接触关系。来自３条剖面的基性熔岩样品主元素、微量和稀土元素地球化学特征显示样品低钾拉斑玄武岩系列,在多种环境判别图解中一致投入Ｎ－ＭＯＲＢ区域,稀土总量你具有轻稀土亏损型的球粒陨石标准化模式,表明该蛇绿岩形成一汞脊环境,属