华北地块南缘花山、五丈山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因

花山复式岩体位于华北地块南缘,采用LA-ICP-MS技术测得复式岩体中的中细粒似斑状黑云二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为128±1Ma,此年龄被解释为成岩年龄。该岩体及邻近的五丈山岩体中花岗岩具有高硅、富碱特征,为准铝-弱过铝质高钾钙碱性系列;在稀土和微量元素上,富集LREE、Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE、Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,总体上Eu异常不明显,显示出I-A过渡型花岗岩的特征。锆石Lu-Hf同位素组成表明,花山花岗岩的ε_Hf(t)主要变化于-25.8~-19.6之间,t_DM2为2.81~2.43Ga,显示源区物质以古老的壳源物质为主,有年轻组分的参与。与岩体外围多金属成矿年龄的对比分析发现,外围金、钼矿床与花山复式岩体的年龄一致,比五丈山岩体晚20~25Ma,表明金、钼矿的形成与花山岩体在时空上联系密切,该岩体可能为成矿提供了热源。     

华北地块南缘花山、五丈山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因

花山复式岩体位于华北地块南缘,采用LA-ICP-MS技术测得复式岩体中的中细粒似斑状黑云二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为128±1Ma,此年龄被解释为成岩年龄。该岩体及邻近的五丈山岩体中花岗岩具有高硅、富碱特征,为准铝-弱过铝质高钾钙碱性系列;在稀土和微量元素上,富集LREE、Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE、Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,总体上Eu异常不明显,显示出I-A过渡型花岗岩的特征。锆石Lu-Hf同位素组成表明,花山花岗岩的εHf(t)主要变化于-25.8~-19.6之间,tDM2为2.81~2.43Ga,显示源区物质以古老的壳源物质为主,有年轻组分的参与。与岩体外围多金属成矿年龄的对比分析发现,外围金、钼矿床与花山复式岩体的年龄一致,比五丈山岩体晚20~25Ma,表明金、钼矿的形成与花山岩体在时空上联系密切,该岩体可能为成矿提供了热源。     

华北地块南缘老牛山杂岩体时代、成因及地质意义——锆石年龄、Hf同位素和地球化学新证据

老牛山杂岩体位于华北地块南缘。野外侵入关系和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,其由晚三叠世(印支期)和晚侏罗(燕山期)花岗质岩石组成。印支期岩石类型为石英二长岩、石英闪长岩和粗粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为223±1Ma、222±1Ma和214±1Ma; 燕山期为中粒-中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒-中细粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为152±1Ma和146±1Ma。印支期石英闪长岩、石英二长岩的SiO₂相对含量低、富碱、高铝,为钾玄系列,准铝质Ⅰ型花岗岩;印支期粗粒黑云母二长花岗岩具富硅、碱、高铝、低镁的特点,属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质Ⅰ型花岗岩;燕山期黑云母二长花岗岩具高硅和铝、富碱,低镁的特点,为高钾钙碱性系列,准铝质Ⅰ型花岗岩。组成老牛山杂岩体的花岗岩从早到晚SiO₂含量由低变高,MgO、CaO和Na₂O由高变低。各期次岩石均表现出稀土元素总量较高,轻稀土元素明显富集,轻、重稀土元素分馏明显,具有较弱的铕异常。两期花岗质岩石均富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr),而相对亏损高场强元素(Nb、Ta、P)。印支期花岗质岩石的全岩ε_Nd(t)为-11.3~-14.87,t_DM为1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-9.57~-25.11,t_DM2为1863~2841Ma;燕山期花岗岩的全岩ε_Nd(t)为-13.32~-16.83,t_DM为 1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-18.28~-24.79,t_DM2 为2360~2767Ma,表明该杂岩体的源区物质以壳源物质为主,可能与太古宙太华群相似,印支期有年轻地幔物质贡献。     

赣东北鹅湖岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、Sr-Nd-Hf同位素地球化学与岩石成因

对赣东北鹅湖岩体进行了SHRIMP 锆石U-Pb 年代学、元素和Sr-Nd-Hf 同位素地球化学及岩石成因研究。SHRIMP 锆石U-Pb 定年结果表明,鹅湖岩体形成于早白垩世的（121.7±2.9） Ma;岩相学及元素和Sr-Nd-Hf 同位素特征表明鹅湖花岗岩属于S 型,主要是由地壳深处（至少40 km）的古元古代变质沉积岩发生部分熔融形成的,成岩过程中并没有发生强烈的分离结晶作用和幔源岩浆混合作用,赣东北地区早白垩世伸展构造背景造成的软流圈地幔上涌可能是下地壳岩石发生部分熔融的诱因。     

华北地块中部早白垩世富碱侵入岩的成因:锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素制约

本文对华北地块中部早白垩世富碱侵入岩:山西的二峰山霓辉二长岩、塔儿山二长闪长斑岩、狐偃山石英二长岩、万荣石英二长闪长岩和河南的黄龙垴霓辉正长岩、水冶霓霞正长岩、东冶角闪闪长岩进行了岩石地球化学和Sr-Nd同位素分析以及4个侵入岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和Hf同位素的测试。结果表明,二峰山、狐偃山、万荣和黄龙垴侵入岩中锆石有两种,多数为自形-半自形晶、内部结构均匀、发育震荡环带和条纹状吸收以及具有相对高Th/U比值(0.13~4.40)的岩浆锆石,其206Pb/238U加权平均年龄分别为130±1Ma、130±3Ma、127±1Ma和127±2Ma,即富碱侵入岩形成于早白垩世;少量为继承锆石,发育核-边结构,核部呈浑圆状和弱的震荡环带,给出了三叠纪(207~226Ma)和古元古代-新太古代(1791Ma、1979Ma、2088Ma、2370Ma和2559Ma)的年龄;岩石的SiO 2=55.33%~65.00%、MgO=0.21%~7.66%、Mg#=19~62、(Na2O+K2O)=5.89%~14.38%,属于弱碱性-过碱性岩石;富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和重稀土元素,具有明显的Pb正异常和弱的Eu异常;其87Sr/86Sr初始值多数介于0.7049~0.7062之间,εNd(t)值变化于-20.1~-13.3之间,岩浆锆石的Hf同位素组成为εHf(t)=-28.9~-17.4。上述结果结合符山高镁闪长岩及其中地幔橄榄岩包体的研究暗示,华北地块中部早白垩世富碱侵入岩起源于受拆沉陆壳物质熔融的熔体改造的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,其形成于古太平洋板块西向俯冲动力学背景下的岩石圈伸展环境。     

华北克拉通南缘张士英岩体大陆动力学背景:来自地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

张士英岩体位于华北克拉通南缘,岩体主要由石英正长岩组成。石英正长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为122.8±1.5Ma。其Si O2含量为66.04%~67.80%,Na2O+K2O=9.03%~10.97%,K2O=4.40%~6.37%,K2O/Na2O1属于钾质长英质岩石。A/CNK=1.26~1.58,A/NK=1.63~1.79属于过铝质岩石系列。石英正长岩的Mg#变化范围在12.9~39.4。富集LREE亏损HREE,轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=15.48~21.12,Eu呈弱的负异常(δEu=0.54~0.99)。富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。张士英石英正长岩岩浆锆石εHf(t)集中在-17.6~-13.9,Hf两阶段模式年龄tDM2集中在1.7~1.9Ga。石英正长岩的岩浆Zr饱和温度高(936~998℃)。地球化学及同位素显示张士英石英正长岩源区主要为古老的壳源物质,并有少量年轻组分加入,这种年轻组分是幔源物质。岩体形成于拉张性构造环境下,拉张性的环境导致了幔源物质的上涌,底侵下地壳使其发生部分熔融。形成时代正好位于华北克拉通破坏峰期,张士英石英正长岩正是这一地质事件的响应。     

山西临县紫金山碱性杂岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

山西临县紫金山碱性杂岩体位于华北克拉通内鄂尔多斯盆地东缘,为汾河富碱侵入岩带中最典型的碱性岩体。岩体主要岩石类型为二长岩、辉石正长岩、霓霞钛辉岩、暗霞正长岩、霞石正长岩、假白榴石斑岩和粗面斑岩。依据SHRIMP锆石U-Pb定年结果,结合前人的测年数据,确定岩体形成于138.7~125.0 Ma,系早白垩世碱性岩浆事件的产物。该套岩石高钾、富碱、贫钙和镁,属于碱性岩石系列。稀土元素总量高,轻、重稀土元素分馏明显,Eu异常不显著。微量元素富集LREE和Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE和Th、U、Nb、Ta、Ti等高场强元素。同位素分析结果显示全岩ISr为0.704 228~0.706 313,εNd(t)变化于-12.3~-0.5之间。锆石的εHf(t)为-20.2~-16.4,二阶段模式年龄tDM2为2.22~2.46 Ga。推测紫金山碱性杂岩体形成于华北克拉通中生代构造体制转折后的伸展背景下,因构造体制转换产生的强大应力作用导致吕梁地区软流圈多次上涌,随后软流圈、岩石圈地幔和下地壳物质部分熔融产生的岩浆发生多次不同比例的混合,所形成的各期混合岩浆分批上侵定位在地壳浅部环境,从而形成紫金山碱性杂岩体。汾河富碱侵入岩带形成时间集中于138.7~125.0 Ma,是华北克拉通中西部岩石圈破坏事件的岩浆活动证据,其与华北克拉通东部地区几乎同时发生岩石圈减薄作用。因构造体制转换产生强大应力作用导致构造薄弱地区软流圈上涌,进而引起大规模的壳-幔岩浆相互作用,可能为华北克拉通中西部地区中生代破坏的主要原因,并且由北至南壳幔岩浆相互作用中幔源岩浆逐渐减少。     

额尔古纳地块太平川巨斑状花岗岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

大兴安岭北段额尔古纳地块莫尔道嘎-太平川一带分布有大量的新元古代巨斑状花岗岩,该岩体形成的确切时代及成因尚不清楚。笔者等运用LA ICP MS技术进行了锆石U Pb定年和锆石Hf同位素组成测定。锆石U Pb年龄结果揭示太平川巨斑状花岗岩形成时代为791.4 Ma。锆石Hf同位素研究显示εHf（t）为1.4~6.4,均>0,反映亏损地幔来源新生地壳物质在花岗岩的形成中起主导作用,锆石Hf单阶段的模式年龄tDM为1.09~1.28 Ga,与岩石的形成时间791.4 Ma有较长的时间间隔,表明该区花岗岩的母岩来自具有较长地壳滞留时间的地壳物质的部分熔融。结合额尔古纳已有的花岗岩锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中、新元古代曾发生过地壳增生事件,存在1.09~1.28 Ga的中元古代晚期增生地壳。     

西藏那曲中酸性火山岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学特征及岩石成因

西藏拉萨地块北部广泛分布着中生代岩浆岩,然其岩浆源区和岩石成因仍存在多种争议。本文对那曲地区中酸性火山岩进行了全岩地球化学、LA-ICPMS锆石U-Pb年龄和Hf同位素的研究。结果显示:1)那曲地区粗面安山岩的时代为111.9±1.2Ma,英安岩为109.2±3.5Ma,二者在误差范围内一致,均为早白垩世;2)火山岩Si O2为51.88%~74.62%,具有低MgO含量(0.37%~3.65%),并且样品大多显示较低的Mg#(16~40)值。岩石为过铝质特征,在原始地幔标准化蛛网图上显示Th-U正异常,而Nb、Ta、P、Ti等负异常。稀土元素整体表现为轻稀土富集、重稀土亏损的趋势,且轻重稀土分异程度强,(La/Yb)N=8.79~14.85,具负Eu异常(δEu=0.46);3)那曲中酸性火山岩体的锆石Ti温度计为720℃左右。锆石Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)300,普遍在2~250之间,指示岩浆具有低的氧逸度;4)那曲中酸性火山岩锆石εHf(t)值大多集中在-7.7~0.5之间,对应的Hf模式年龄(tCDM)为918~1336Ma。综合以上岩石学和地球化学数据,认为那曲中酸性火山岩为壳幔混合成因,可能是在班公湖-怒江洋壳南向俯冲引起板片断离背景下,羌塘与拉萨地块碰撞引起地壳加厚继而发生部分熔融,并加入了少量的受早期流体交代的安多微陆块古老岩石圈地幔物质,且其熔融产物经历了不同程度的分离结晶作用。     

小兴安岭-张广才岭成矿带福安堡钼矿区花岗岩类的岩石成因和构造背景:元素地球化学、锆石U-Pb年龄和Sr-Nd-Hf同位素约束

小兴安岭-张广才岭成矿带位于华北克拉通北缘东北段、中亚造山带东南段和西环太平洋外带交汇部位,经历了多期次的叠加改造运动,使得该区成为研究大陆造山带地质构造演化、地质构造域转换以及构造作用叠合成矿的理想区域.本文选择小兴安岭-张广才岭成矿带南段的福安堡钼矿区的二长花岗岩和花岗闪长岩进行岩石学、LA-ICP-MS锆石U-P...     

豫西雷门沟钼矿区花岗斑岩年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

雷门沟钼矿床是东秦岭地区典型的斑岩型矿床之一。矿体主要赋存于雷门沟花岗斑岩体内,部分产于岩体外接触带的太华群片麻岩中。LA-(MC)-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,雷门沟花岗斑岩的成岩年龄为(131.0±0.6)Ma(n=25,MSWD=1.6),与辉钼矿Re-Os同位素年龄(132±2)Ma一致。岩石地球化学分析表明,该岩体的A/CNK=1.11~1.17,w(K2O+Na2O)为8.12%~9.07%,K2O/Na2O比值为1.17~1.68,属于过铝质和高钾钙碱性系列。稀土和微量元素特征显示,该岩体富集LREE、K、Rb、Ba、Sr、Pb等大离子亲石元素,亏损HREE、Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,具有中等的负铕异常。岩石的初始87Sr/86Sr比值为0.709 319~0.709 326,εNd(t)值为-16.26~-16.16;锆石的εHf(t)值变化于-27.9~-16.9,二阶段模式年龄tDM2=2259~2946 Ma,显示其源区物质以壳源物质为主,可能为太古宙太华群,有少量幔源组分的参与,岩体可能是由底侵的基性幔源岩浆诱发的地壳物质部分熔融形成的。与邻近的花山岩基的地球化学和同位素特征对比表明,雷门沟花岗斑岩和花山岩基来源于相同的源区,推测二者应是不同侵入期次的产物。     

阿尔金山喀腊大湾地区中酸性侵入岩SHRIMP年龄及其意义

阿尔金山东段喀腊大湾地区位于北东向阿尔金走滑断裂北侧与东西向阿尔金北缘断裂所夹持的区域,该区广泛发育中酸性侵入岩,前人将其确定为晚古生代。本文运用锆石SHRIMPU-Pb方法对该区的中酸性侵入岩进行测年,获得413～514Ma的年龄,确认喀腊大湾地区早古生代岩浆活动的存在。结合前人其他方法测年数据和红柳沟一带(喀腊大湾以西180km)中酸性侵入岩的SHRIMP测年资料和蛇绿岩的时代,将阿尔金山东段喀腊大湾地区中酸性岩浆活动划分为碰撞前岩浆活动(520～500Ma)、碰撞期岩浆活动(490～470Ma)和碰撞后岩浆活动(440～410Ma)三个阶段。     

华北陆块南缘中生代合峪花岗岩的地球化学特征与成因

合峪花岗岩基位于华北陆块南缘外方山地区,为豫西地区燕山期最大的岩基,出露总面积达784km2,有多期侵入的特点,可划分为6个单元。主要岩石类型为黑云母二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄资料表明,合峪花岗岩基侵位时间为148.2~135.3Ma。合峪花岗岩基的SiO2=67.16%~75.43%,Al2O3=13.29%~15.92%,MgO=0.26%~1.12%,K2O+Na2O8%,Na2O/K2O=0.88~1.43,属于高钾钙碱性系列,ACNK=0.94~1.09,为准铝质-弱过铝质花岗岩。岩体轻稀土富集、重稀土亏损((La/Yb)N=14.5×10-6~49.9×10-6,平均值27.2×10-6),Sr含量变化较大(102×10-6~848×10-6,平均290×10-6),Y、Yb含量低(Y=3.21×10-6~17.3×10-6;Yb=0.43×10-6~2.16×10-6),Eu弱亏损(δEu=0.57~0.89),反映熔体发生过长石分离结晶作用,源岩部分熔融生成熔体时残留相组合中没有或很少有长石的存在。合峪花岗岩基ISr=0.7071~0.7090,εSr(t)=40.8~65.9,εNd(t)=-16.4~-11.2,其tDM2为1.85~2.27Ga;锆石的εHf(t)主要集中于-25.39~-5.25之间,tDM2年龄介于1301~2846Ma。同位素数据显示合峪花岗岩基的源岩主要为南秦岭及扬子地块结晶基底,还混有少量熊耳群及太华群的物质。综合区域地质演化,认为合峪花岗岩基形成于秦岭造山带中生代陆内俯冲,岩石圈增厚,幔源岩浆上涌底侵导致下地壳部分熔融形成。     

华北陆块北缘崇礼-赤城地区晚古生代花岗岩类的锆石年龄和Sr-Nd-Hf同位素组成

本文报道冀北崇礼-赤城地区晚古生代花岗岩类岩石的锆石U-Pb年龄和Sr-Nd-Hf同位素组成特征.它们出露在华北陆块北缘的构造单元内,侵位于中高级变质基底岩石红旗营子群中.锆石LA-ICP-MS定年结果表明,海流图花岗岩岩体记录了两期岩浆作用,即299±3Ma和254±11Ma;镇宁堡片麻状二长花岗岩和白花沟片麻状黑云母石英二长闪长岩分别形成于287±1Ma和252±3Ma.这些晚古生代花岗岩类岩石具有较低的初始~(87)Sr/~(86)Sr值(0.7062～0.7076)、低的ε_(Nd)(t)值(-18.1至-9.6)和古老的Nd亏损地幔模式年龄(2.49～1.87Ga).其锆石的ε~(Hf)(t)值变化在-13.2至-7.4之间,Hf平均地壳模式年龄值(T_(DM)~C)在2.15Ga至1.79Ga之间.锆石Hf同位素特征与全岩Nd同位素特征指示古老的华北陆块地壳物质是花岗岩浆的主要物源.在形成时代和地球化学特征上,崇礼-赤城地区晚古生代花岗岩与出露在东部丰宁-承德地区的花岗岩类岩石既有相似性,又有不同之处,可能代表华北陆块北缘不同构造背景下岩浆作用的产物.