朝鲜半岛西北部古元古代高温变质-深熔作用:宏观和微观岩石学以及锆石U-Pb年代学制约

朝鲜半岛左接中国大陆右连日本岛链,其地质位置重要不言而喻,对其区域地质演化历史和构造属性的准确厘定,直接关系到对整个东北亚地质的全面理解和认识。本文对朝鲜半岛狼林地块西部的南浦群和甄山群的相关岩石进行了研究。野外露头、手标本和岩相学观察表明,南浦群和甄山群岩石保存了深熔作用的宏观和微观证据,矿物组合以及矿物间的反应结构表明南浦群和甄山群混合岩经历了角闪岩相到麻粒岩相的变质作用,并且在晚期熔体结晶过程中发生了逆反应或退变质过程。7件样品的锆石U-Pb定年结果显示,朝鲜半岛西北部地区在古元古代经历了多阶段(期)的变质和深熔作用过程。南浦群岩石在1917Ma可能经历了第一阶段(期)变质作用,在1877~1855Ma经历了第二阶段(期)变质深熔和石榴石持续生长,熔体冷却结晶时代为1842Ma。甄山群样品给出的变质深熔和石榴石生长的时代为1841~1830Ma,1785Ma可能代表深熔作用中抽取的熔体冷却的时代。但是,为何南浦群和甄山群样品记录的变质和深熔作用时代显示较大的差异,尚需更进一步的研究。综述前人研究成果可知,狼林地块与华北克拉通东部辽吉活动带,在变质和深熔作用类型方面存在不同之处,然而它们所记录的古元古代高温变质-深熔时代的一致性,表明二者可能至少在古元古代之前就形成了统一的大陆。     

桐柏造山带深熔作用:混合岩LA-ICPMS锆石U-Pb年代学证据

桐柏造山带是研究秦岭-桐柏-大别-苏鲁变质带演化的关键地区。由于桐柏高级变质杂岩深熔作用发生时间还缺乏准确的限定,这一区域的构造演化仍存在较大的争议。本文对桐柏杂岩中的一个混合岩的中色体和两个混合岩浅色体样品中的锆石进行了LA-ICPMS年代学测定。中色体中锆石分析点获得的上下交点分别为859±73Ma和135±250Ma。接近上交点的6个谐和分析点给出的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均结果为828±7Ma (MSWD=0.57)。这一年龄结果同上交点在误差范围内一致,代表混合岩原岩结晶年龄,对应扬子板块北缘出现的中-新元古代的岩浆事件。另一方面,混合岩浅色体中的新生锆石具有面状分带或是弱的振荡环带,低的Th/U比值,锆石形态学和内部结构也表明新生锆石结晶于与深熔作用有关的熔体中,它们的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均值分别为135±4Ma和131±3Ma。这一年龄范围代表桐柏高级变质地体发生深熔作用时间,区域上与桐柏-大别变质带广泛出现的碰撞后岩浆事件的时代相同。桐柏造山带出现造山后伸展的时间应不晚于135Ma。     

桐柏造山带深熔作用:混合岩LA-ICPNIS锆石U-Pb年代学证据

桐柏造山带是研究秦岭-桐柏-大别-苏鲁变质带演化的关健地区.由于桐柏高级变质杂岩深熔作用发生时间还缺乏准确的限定,这一区城的构造演化仍存在较大的争议.本文对桐柏杂岩中的一个混合岩的中色体和两个混合岩浅色体样品中的锆石进行了LA-ICPMS年代学测定.中色体中锆石分析点获得的上下交点分别为859±73Ma和135±250Ma.接近上交.4的6个谐和分析点给出的206 Pb/238 U加权平均结果为828±7Ma(MSWD=0.57).这一年龄结果同上交点在误差范围内一致,代表混合岩原岩结晶年龄,对应扬子板块北缘出现的中-新元古代的岩浆事件.另一方面,混合岩浅色体中的新生锆石具有面状分带或是弱的振荡环带,低的Tb/U比值,锆石形态学和内部结构也表明新生锆石结晶于与深熔作用有关的熔体中,它们的206 Pb/238 U加权平均值分别为135±4Ma和131±3Ma.这一年龄范围代表桐柏高级变质地体发生深熔作用时间,区城上与桐柏-大别变质带广泛出现的碰撞后岩浆事件的时代相同.桐柏造山带出现造山后伸展的时间应不晚于135Ma.     

东喜马拉雅构造结墨脱地区晚三叠世深熔作用的锆石U-Pb年代限定

东喜马拉雅构造结是研究青藏高原构造演化的关键地区。本文对东构造结墨脱地区的混合岩化片麻岩中的锆石进行了LA-ICP-MS微区微量元素分析及U-Pb定年。阴极发光(CL)图像揭示多数锆石具有明显的核-边结构特征,核部为原岩残留核,外形表现出晶棱圆化、港湾状等特征;而边部是混合岩化深熔作用变质过程中形成的新生变质锆石,并且具有典型岩浆锆石的环带特征。微量元素分析显示,锆石不同微域的微量元素含量不同,锆石核部含量明显高于边部(如:元素Th、U、Nb、Ta及Th/U比值),这一结果与深熔熔体和残留相之间的平衡关系有关。锆石U-Pb定年结果显示12个原岩锆石分析点给出的206Pb/238U年龄为516~1826 Ma,其中有6个分析点的年龄值相对集中在911~1330 Ma,表明该混合岩化片麻岩的原岩可能主要形成在这个年龄区间;14个变质锆石分析点给出了206Pb/238U年龄加权平均结果为216.7±3.2 Ma(MSWD=3.9),这一年龄代表拉萨地体在晚三叠世发生深熔作用,与区域上拉萨地体东南缘发生变质事件的时间一致。     

小秦岭华阳川地区古元古代和三叠纪铀成矿作用: 来自含铀伟晶岩锆石独居石U-Pb年代学的证据

华阳川铀矿位于小秦岭构造带西部, 是一个以铀铌共生为主, 并伴生铅、稀土的多金属矿床。华阳川铀矿发现于20世纪50年代, 长期以含铌钛铀矿的碳酸岩型铀矿而知名, 已往研究工作也大量聚焦于碳酸岩型铀矿。近年来, 新的地质工作在华阳川地区发现了大量的含铀伟(细)晶岩、花岗岩脉。本文对位于华阳川铀矿区西部及外围黄家沟一带的含铀伟晶岩进行了岩相学、矿物学、锆石及独居石U-Pb年代学等方面研究。研究发现含铀伟晶岩中的锆石基本为岩浆成因, 锆石的U-Pb年代数据集中在1842±11Ma~1829±12Ma。结合锆石与含铀矿物铌钛铀矿共生的特征, 表明存在成岩期成矿的现象, 反映了古元古代(约2.0~1.8Ga)华北克拉通南缘基底克拉通化过程中花岗质岩浆活动的铀成矿效应。含铀伟晶岩中同时也产出较多热液成因的独居石, 其U-Pb同位素年龄测定得到二组数据, 分别为268.7±5.9Ma~259±4.6Ma、232.5±4.7Ma~228.2±9.2Ma, 反映了晚古生代-早中生代华阳川地区的二期构造热事件。其中, 晚古生代年代数据(268.7±5.9Ma~259±4.6Ma)表明扬子板块向华北板块南缘(+南秦岭微地块)的深部板块俯冲、碰撞机制的远程构造热效应在华阳川地区已经开始; 而早中生代年代数据(232.5±4.7Ma~228.2±9.2Ma), 与华阳川地区已有的三叠纪碳酸岩型铀、钼矿床的成矿年代数据十分接近, 为华阳川地区乃至东秦岭早中生代三叠纪铀钼多金属成矿作用提供了新的证据。

     

华北克拉通南缘小秦岭地区新太古代晚期-古元古代晚期岩浆构造热事件:锆石U-Pb-Hf同位素和地球化学证据

为了探讨华北克拉通南缘早前寒武纪形成演化,对华北克拉通南缘小秦岭地区早前寒武纪变质基底花岗质片麻岩开展了SHRIMP U-Pb锆石定年、Hf同位素组成及地球化学组成研究,获得了2个TTG片麻岩样品~2.50 Ga的岩浆锆石年龄和时代相近的变质锆石年龄,岩浆锆石ε_Hf（t）值为0.71~4.37;1个花岗质片麻岩样品的岩浆锆石年龄为~2.30 Ga,ε_Hf（t）值为－1.21~0.11.它们也记录了古元古代晚期变质锆石年龄或显示古元古代晚期构造热事件影响的存在.岩石以轻重稀土强烈分异为特征,大离子亲石元素相对富集,Nb、P、Ti相对亏损.在小秦岭地区首次发现新太古代晚期TTG岩石,并识别出新太古代晚期构造热事件.现有资料支持华北克拉通南缘与华北克拉通其他地区具有类似的早前寒武纪形成演化历史的认识.但是,华北克拉通南缘以2.3 Ga左右岩浆作用十分发育而显示出独特性.      

哀牢山构造带晚渐新世地壳深熔与熔/流体迁移:锆石U-Pb年龄与微量元素证据

哀牢山构造带是青藏高原东南缘重要的边界构造带,其内出露的深变质岩系一直被认为是古老的变质基底岩石。利用LA-ICP-MS原位微区分析技术对哀牢山深变质岩系锆石进行U-Pb年龄、微量元素分析。结果表明深变质岩系的原岩有728±8Ma、727±3Ma、231±4Ma的花岗质岩石和其它年龄的碎屑岩,变质时代为27.8~23.7Ma。综合野外地质特征和分析结果,我们认为哀牢山深构造带在晚渐新世27.8~23.7Ma发生了大规模的地壳深熔作用,现今所见深变质岩系是由不同时代、不同岩性的原岩在晚渐新世(27.8~23.7Ma)变质形成,不全是古老的变质基底岩石。深熔过程中熔/流体发生了明显的迁移。哀牢山变质带具有混合岩化特征的岩石很可能是峰期变质作用后减压熔融的产物。晚渐新世地壳深熔作用与左行走滑剪切是哀牢山深变质带折返过程中近似同时发生的两种不同变质表现形式,两者相互影响、相互制约。     

小秦岭太华杂岩副片麻岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义

小秦岭地区是华北克拉通南缘早前寒武纪基底重要分布区,可见大量构造抬升剥露的基底结晶杂岩带。太华杂岩是小秦岭出露最古老的地质体,对于探讨华北克拉通南缘早期地壳形成和演化及其构造归属等问题具有重要意义。在小秦岭地区,太华杂岩被划分为正片麻岩系和以孔兹岩系为主的表壳岩。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法测得小秦岭地区太华杂岩表壳岩中黑云斜长片麻岩碎屑锆石的源区物质主要形成于2.40～2.11 Ga,经历了两期的古元古代晚期变质事件（～2.04 Ga和～1.91 Ga）,限定该套表壳岩的沉积时代介于2.11～1.91 Ga。结合锆石Hf同位素特征,我们认为该表壳岩的碎屑物质可能主要来自中条山的涑水杂岩体及绛县杂岩体、熊耳花岗岩体、小秦岭古元古代花岗岩体等,其初始的源区物质可能为太华杂岩的新太古代正片麻岩系。此外,本研究揭示华北中部造山带可能记录了一个长达约250 Ma（～2.05～1.8 Ga）持续的俯冲-碰撞过程。     

吉林南部新太古代末地壳深熔作用——来自变质石英闪长岩及淡色花岗岩的证据

深熔作用是大陆地壳分异、元素迁移富集和混合岩化作用的主要机制和关键地质过程.吉南地区出露的太古宙基底普遍经历了角闪岩相-麻粒岩相变质及深熔作用,长英质淡色体及淡色花岗岩广泛分布.吉南和龙花岗-绿岩地体出露的太古宙变质石英闪长岩及相关的长英质浅色体和含斜方辉石(角闪石)淡色伟晶花岗岩的野外地质特征、相互关系及岩相学特征指...     

小秦岭-熊耳山地区岩墙锆石SHRIMP年代学研究——秦岭造山带岩石圈拆沉的证据

对小秦岭-熊耳山地区岩墙锆石开展了SHRIMP Ⅱ U-Pb法年代学研究显示,岩墙岩浆源区的锆石主要表现为华北南缘陆壳基底中的继承性锆石特征.根据地质关系确定的侵位于中生代花岗岩中的岩墙,其锆石年龄定年结果主要表现为1843±10Ma和768±15Ma左右的年龄,多数锆石表现为该区域熊耳群火山活动事件1850Ma左右的年龄,只有很少的锆石颗粒记录了中生代时期128Ma左右的侵位年龄.总体看来,岩墙中锆石较全面地记录了区域构造演化的历史.锆石测年结果反映出华北陆块阜平运动(2500～2400Ma)、华北南缘熊耳群火山喷发事件(1850Ma)、震旦纪构造活动(850～700Ma)、扬子陆块俯冲拼贴于华北南缘的造山事件(约200Ma)和燕山期(约130Ma)的岩墙岩浆侵位活动.岩墙的Sr、Nd、Pb同位素示踪揭示了岩墙岩浆源区与扬子陆块的亲缘性,从而证明新元古代-晚古生代时期扬子陆块向华北陆块南缘俯冲,以及后来秦岭造山带在造山期后华北南缘下地壳基底拆沉的地球动力学过程.岩墙中锆石测年结果多显示为老的继承性锆石的原因可能是中生代时期生长的锆石颗粒较小,而继承性锆石颗粒较大,锆石单矿物分选过程中主要挑选出继承性锆石的缘故.     

华北克拉通南缘小秦岭地区花岗质浅色脉体锆石U-Pb年龄、稀土元素特征及其地质意义

小秦岭地区发育有大量古元古代晚期的花岗质浅色脉体, 这为理解同时期华北克拉通南缘的深熔作用和构造演化提供了重要的窗口。本文对小秦岭地区三条花岗质浅色脉体中的锆石开展了CL图像、LA-ICP-MS U-Pb年代学及稀土元素的研究。浅色脉体中的锆石具有深熔成因锆石的斑杂状、平面状或弱振荡环带的内部结构及较为自形的外部形态特征, 测得的锆石207Pb/206Pb年龄分别为(1867±13) Ma (MSWD=0.22, n=21)、(1849±17) Ma (MSWD=0.79)和(1828±15) Ma (MSWD=0.33, n=20), 代表了该区深熔作用发生的时间。与上述三组年龄相对应, 其锆石稀土元素配分曲线由具较弱负Eu异常(Eu/Eu*=0.12~0.81)的重稀土相对富集型, 转变为中等负Eu异常(Eu/Eu*=0.29~0.61)的近平坦重稀土型、再到显著负Eu异常(Eu/Eu*=0.15~0.54)的重稀土富集型, 结合锆石Ti温度计获取其结晶温度为574~708 °C, 表明地壳深熔作用的发生可能与高角闪岩相-麻粒岩相的退变质作用有关。结合前人的变质年代学数据可知, 小秦岭地区1.87~1.82 Ga的深熔作用应与~1.95 Ga时东、西部陆块碰撞造山所致增厚地壳的长期抬升和冷却过程有关。     

云开地区燕山晚期花岗岩的岩石成因及构造意义: 锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

相比较丰富的前寒武纪和早古生代地质记录, 云开地区燕山晚期花岗岩类分布很少, 且未见详细的研究报道.对云开地区广西陆川米场、三叉冲钨矿床以及松旺钨锡钼矿床等3个典型地区的燕山晚期花岗岩进行了系统的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究.定年结果表明, 米场黑云母花岗岩、三叉冲黑云母花岗岩和松旺花岗岩的侵位年龄分别为113±1 Ma, 103±1 Ma和88±1 Ma, 为燕山晚期岩浆作用的产物.三叉冲黑云母花岗岩和松旺花岗岩具有较一致锆石ε_Hf(t)值(分别为-5.2~-2.7和-5.2~-3.6)和二阶段模式年龄T_DM2(分别为1.3~1.5 Ga和1.4~1.5 Ga), 指示为中元古代地壳物质再造的产物.米场黑云母花岗岩具有相对较高的ε_Hf(t)值(-2.3~1.4)和T_DM2(1.1~1.3 Ga), 并且其含有大量的镁铁质微粒包体(MME), 表明米场黑云母花岗岩很可能是壳源-幔源岩浆混合的产物.结合中国东南部构造-岩浆演化来看, 云开地区燕山晚期花岗岩的形成可能与白垩纪时太平洋板块向华南板块俯冲后板片的折返-断离有关.      

冀东下营坊地区晚古生代富碱侵入岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及其地质意义

富碱侵入岩具有重要的地质和矿产意义,倍受学者关注。冀东地区晚古生代钙碱性岩浆岩十分发育,而碱性岩少见,笔者首次在冀东下营坊地区识别出一批与金(铜铅锌银)多金属矿化有关的晚古生代中晚期的富碱侵入岩体。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得下营坊地区三处富碱侵入岩的侵位年龄分别为300.0±1.5Ma、299.3±2.1Ma、300.0±2.0Ma,侵位时间显示这些岩浆岩均为晚石炭世末—早二叠世的产物。岩石地球化学特征显示富碱(K2O+Na2O8%),稀土元素含量较高,并强烈富集轻稀土,指示其具有富碱侵入岩的基本特征。下营坊富碱侵入岩富集大离子亲石元素,高La/Yb比,较高的La/Sm比值且变化范围大(5),低Y,Eu异常不明显等特点,表明其源区可能与富集地幔有关,并可能受到俯冲板片脱水所释放流(熔)体的影响,在岩浆的侵位过程中可能受到地壳物质的混染。由成岩时代结合区域构造演化历史推断,该地区富碱侵入岩很可能与古生代期间古亚洲洋板块向华北板块俯冲有关,并形成于由俯冲板块后撤的伸展环境。     

河南卢氏八宝山花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成特征

河南省卢氏县八宝山岩体位于华北克拉通南缘东秦岭西段,岩体呈筒状,可能为古火山机构岩颈相的超浅成侵入体,成矿组合上为独特的以铁为主的多金属矿化。八宝山岩体边缘相为钾长花岗斑岩、中心相为黑云母二长花岗斑岩。二者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄非常一致,分别为146.6±1.6Ma和145.9±1.9Ma,说明他们可能是同期岩浆侵入作用分异的产物。钾长花岗斑岩和黑云母二长花岗斑岩锆石Hf同位素组成特征也非常相似,εHf(t)值分别为-27.55～-20.71和-27.30～-21.90,tDM2值分别为1.80～2.93Ga和2.03～2.92Ga,表明该岩体的源区物质以壳源物质为主。综合分析表明,八宝山岩体可能是扬子俯冲陆壳部分熔融的作物,并可能混入少量的太华群和熊耳群的物质,其形成的地球动力学背景可能为俯冲碰撞后的伸展环境。     

山西黄榆沟岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

为深化对华北克拉通破坏机制的认识,选取山西黄榆沟岩体中较新鲜的石英二长斑岩开展年代学和地球化学研究。研究结果表明,黄榆沟岩体由石英二长斑岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为(149.3±0.9)Ma,是晚侏罗世岩浆活动的产物。石英二长斑岩富碱,为钙碱性钾玄岩系列,属于准铝质花岗岩类。相对富集K、Sr、Eu等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ce、Zr、Ti等高场强元素;轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,Eu具弱正异常,为I型花岗岩成因。具高Al₂O₃、Sr、Ba、高Sr/Y比值和低Yb、MgO等特征,具埃达克岩性质。岩石地球化学特征表明,黄榆沟岩体总体为下地壳物质的部分熔融成因,并有幔源物质成分的加入和遭受岩浆混合作用,推测其形成于碰撞造山后的伸展构造环境。     

大兴安岭北部红水泉组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其地质意义

红水泉组广泛出露于大兴安岭北部地区,主要由杂砂岩、砂板岩、碳酸盐岩和凝灰岩组成,含腕足、珊瑚和苔藓虫化石,时代为早石炭世。对额尔古纳右旗和扎兰屯地区的红水泉组砂岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。结果显示,87个谐和-近谐和年龄主要分布在4个年龄区间：353~379 Ma,峰值年龄约为366 Ma;428~473 Ma,峰值年龄约为441 Ma和464 Ma;487~521 Ma,峰值年龄约为502 Ma;1 790~1 943 Ma,峰值年龄约为1 848 Ma。其中:约366、441、464和502 Ma的峰值年龄与额尔古纳、兴安地块的岩浆事件基本吻合,1 848 Ma的峰值年龄普遍存在于2个地块,说明红水泉组的沉积物主要来自额尔古纳－兴安地块;约366 Ma的峰值年龄反映沉积物部分来自大兴安岭北部晚泥盆世火山弧,物源区具有双向性（古老陆壳和火山弧）。结合区域早石炭世沉积特征认为红水泉组为一套弧后盆地沉积。     

Precambrian Tectonic Affinity of the Southern Langshan Area, Northeastern Margin of the Alxa Block: Evidence from Zircon U-Pb Dating and Lu-Hf Isotopes

The Alxa Block is the westernmost part of the North China Craton (NCC), and is regarded as one of the basement components of the NCC. Its geological evolution is of great significance for the understanding of the NCC. However, the Precambrian basement of the Alxa Block is still poorly studied. In this study, we present new in situ LA-ICP-MS zircon U-Pb and Lu-Hf isotope data from the Diebusige Metamorphic Complex (DMC) which located in the eastern Alxa Block. Field and petrological studies show that the DMC consists mainly of metamorphic supracrustal rocks and minor metamorphic plutonic rocks and has experienced amphibolite-granulite facies metamorphism. Zircon U-Pb dating results suggested that the amphibolite sample yields a crystallization age of 2636 ± 14 Ma and metamorphic ages of 2517–2454 Ma and 1988–1952 Ma, proving the existence of exposed Archean rocks in the Langshan area and indicating that late Neoarchean to Paleoproterozoic metamorphic events existed in the Alxa Block. Two paragneiss samples show that the magmatic detrital zircons from the DMC yield 207Pb/206Pb ages ranging from 2.48 Ga to 2.10 Ga with two youngest peaks at 2.13 Ga and 2.16 Ga, respectively, and they were also overprinted by metamorphic events at 1.97–1.90 Ga and 1.89–1.79 Ga. Compilation of U-Pb ages of magmatic detrital and metamorphic zircons suggested that the main part of the DMC may have been formed at 2.1–2.0 Ga. Zircon Lu-Hf isotope data show that the source materials of the main part of the DMC were originated from the reworking of ancient Archean crust (3.45–2.78 Ga). The Hf isotope characteristics and the tectonothermal event records exhibit different evolution history with the Khondalite Belt and the Yinshan Block and the other basements of the Alxa Block, indicating that the Langshan was likely an independent terrain before the middle Paleoproterozoic and was subjected to the middle to late Paleoproterozoic tectonothermal events with the Khondalite Belt as a whole.