早前寒琥纪克拉通问题

早前寒武纪克拉通过去认为是地槽演化的结果。其实不然。本文讨论形成它们变质原岩火山－沉积建造的大地构造条件。现成早前寒武纪克拉通火山－沉积盖层的成熟沉积岩丰富了孔兹岩原岩。有理由认为，早前寒武纪克拉通是在老克拉通盆地里的地台式火山－沉积建造经变质－混合岩化－塑性流变－硬化的产物。     

变质沉积岩区岩石地层（广义）的划分与研究

变质沉积岩区岩石地层（广义）的划分与研究熊家镛，胡建军（云南地勘局区调所）１变质地层研究历史的回顾长期以来，人们对变质岩区地层的研究，由于认为变质岩石中发育的透入性面状构造总是与变质岩区内岩层间的界线平行（Ｓ；／／ＳＯ），在实际工作中则普遍将其作为原...     

河北省早前寒武纪变质基底的划分和对比

近十年来1／5万区调新成果，以及大量科研资料表明，河北省早前寒武纪变质基底的组成，除表壳岩外，尚包含有大量的变质深成岩和混合片麻岩。依据大量同位素测年资料，将其分别划分为：古太古代（－3200Ma)、中太古代（3200－2800Ma)、新太代早期（2800－2650Ma)、新太古代晚期（2650－2500Ma)及古元古代（2500－1850Ma)五个阶段。又根据不同地区基底变质岩系原岩建造类型及其所经历的地质改造作用的差异，划分出4个Ⅱ级和5个Ⅲ级变质构造岩区（或亚区），对各岩区内所出露的表壳岩及其变质深成岩类的岩石单位进行了重新厘定和清理，并在此基础上编制了划分对比表。     

华北克拉通大青山-集宁地区古元古代变质沉积岩的锆石氧同位素组成:SHRIMP微区原位分析

在已获得锆石U-Pb年龄基础上,我们首次对孔兹岩带典型出露区大青山和集宁土贵乌拉地区古元古代变质沉积岩进行了锆石SHRIMP氧同位素研究。锆石具有复杂的内部结构和年龄分布。大青山地区古元古代早期变质沉积岩4个样品碎屑锆石的δ18O为5.52‰~7.11‰,部分重结晶锆石的δ18O为7.22‰~7.90‰,变质新生锆石的δ18O为6.37‰~8.31‰。大青山地区古元古代晚期变质沉积岩2个样品的锆石O同位素组成特征与古元古代早期的类似,另外2个样品的锆石O同位素组成与之不同,碎屑锆石、部分重结晶锆石和变质新生锆石的δ18O分别为6.26‰~10.80‰、9.00‰~11.20‰和9.66‰~11.90‰。集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温变质沉积岩4个样品不存在碎屑锆石,变质锆石的δ18O变化范围为11.41‰~13.57‰。主要认识如下:1)大青山地区碎屑沉积物主要来自新太古代晚期-古元古代早期成熟度不高的TTG花岗质岩石物源区,与之相比,集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温岩石的变质原岩成熟度更高;2)不同类型变质沉积岩变质新生锆石的δ18O和变质新生锆石与碎屑锆石的Δ18O存在明显区别,主要反映了岩石体系和变质流体的O同位素组成不同;3)大青山地区高角闪岩相-麻粒岩相变质沉积岩,重结晶锆石的O同位素完全重置,但U-Th-Pb体系未完全重置,集宁土贵乌拉地区超高温变质沉积岩的重结晶锆石O和U-Th-Pb同位素体系都完全重置。变质作用强度不同是主要原因。     

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪两期变质表壳岩的重新厘定:岩石学及锆石U-Pb年代学证据

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪变质表壳岩具有变质程度深（麻粒岩相）、连续性差、变形及构造置换强烈等特征,地层划分及形成时代一直存在较大争议.通过详细的地质调查、岩石学及年代学研究,新厘定出新太古代桑干岩群铁英岩岩组、石榴黑云片麻岩岩组以及古元古代集宁岩群黄土窑岩组石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段和含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段4套变质表壳岩单元,并建立了相应的岩石学识别标志.新太古代变质表壳岩一般呈透镜体或带状体产出于新太古代变质深成岩中,且锆石年龄存在~2.5 Ga和~1.8 Ga两个峰值.铁英岩岩组原岩为一套基性火山岩夹磁铁石英岩建造,产出阿尔戈马型BIF铁矿,形成年龄为2 489±19 Ma;石榴黑云片麻岩岩组主体岩石为条带状石榴黑云斜长片麻岩,原岩为杂砂岩建造,物源来自新太古代TTG岩石.古元古代石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段原岩为一套基性火山岩夹大理岩建造,形成年龄早于~2.03 Ga;含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段野外呈带状构造岩片体产出,连续性较好,为一套"有层无序"的孔兹岩组合,碎屑锆石年龄介于2.30~1.99 Ga,与区域上孔兹岩年龄结构一致,形成时代为古元古代晚期（1.99~1.95 Ga）.新太古代和古元古代变质表壳岩均卷入古元古代末期的造山过程（1.95~1.80 Ga）,遭受麻粒岩相变质与变形作用.区内孔兹岩可能是造山过程卷入的构造岩片.本研究进一步明确了晋冀蒙交界地区存在与孔兹岩不同的新太古代陆源碎屑岩和古元古代洋壳残片,这对重新认识本区早前寒武纪地质演化具有重要意义.      

华北克拉通南部早前寒武纪基底形成与演化

简要总结了华北克拉通南部鲁山地区、小秦岭地区、登封及中条山地区的早前寒武纪地质事件序列及其地质意义,并对各地区地质特征和变质演化特点进行对比。结合前人研究工作,初步探讨了华北克拉通南部早前寒武纪基底的演化特点、陆壳形成的主要时期和华北南部基底的构造区划等问题,提出几点认识:1)华北克拉通南部鲁山、中条山、小秦岭等地区均有2.7~2.9Ga岩石记录,以英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质(TTG)岩石为主,它们共同构成华北南缘的古老结晶基底,并经历了新太古代晚期~2.5Ga构造-热事件,标志着华北克拉通南部在新太古代末期可能已经形成统一基底;2)华北克拉通南部主要的陆壳形成时期为中太古代晚期-新太古代,与全球其他主要克拉通一致,而古元古代早-中期则以地壳再循环为主;3)综合地质、地球化学等特点,将华北南部鲁山-小秦岭地区和中条山等地区划归为"南部古陆块",并提出该陆块呈现为一个大型的倾伏向斜构造,可能在新太古代晚期已经形成,其枢纽向南东倾斜。"南部古陆块"在新太古代末期与其它微陆块拼合,并发生了变质作用和陆壳的活化与再循环,共同指示新太古代晚期华北克拉通统一基底的形成。     

华北与扬子克拉通早期相互关系的Nd同位素地球化学制约

对于前寒武纪、特别是中、上元古代、华北和扬子克拉通大地构造特征及其相互关系的认识是长期争议的问题之一，其核心在于两克拉通是否属于同一大陆央石圈板块，扬子克拉通及其北缘由于研究程度较低，部分地质体缺乏可靠地质年代数据，影响了研究工作的进一步深入，本文就扬子克拉通北缘汉中碑坝和西乡地区重要地质体的形成时代作了系统的Ｒｂ－Ｓｒ、Ｓｍ－Ｎｄ和部分颗粒锆石Ｐｂ同位素蒸发年龄方法的同位素年代学分析的Ｒｂ－Ｓｒ     

华北克拉通早前寒武纪基性火山作用与地壳增生

大量的年代学资料表明,华北克拉通在早前寒武纪阶段有两个主要的基性火山活动时期,一期发生在2.7Ga左右,另一期发生在2.5Ga左右,代表了两期强烈的地壳增生事件。太古宙末期基性火山岩的分布、地球化学特征、基性火山岩与其他岩石的关系和组合特征表明,华北克拉通在新太古代时期,在陆块之间基性火山岩的喷溢使地壳面积增大并把原本分离的小陆块拼合到一起,造成地壳的增生。在陆块内部,地壳的增生主要通过地幔柱的方式进行,在较均匀的地壳部分主要通过基性岩浆的垫托方式使地壳增厚,部分岩浆侵位到地壳较浅部位,甚至溢出地表。这两种地壳增生方式是相辅相成的,它们的联合作用形成了太古宙末的华北古大陆。     

河北省早前寒武纪变质基底的划分和对比

近十年来1/5万区调新成果,以及大量科研资料表明,河北省早前寒武纪变质基底的组成,除表壳岩外,尚包含有大量的变质深成岩和混合片麻岩.依据大量同位素测年资料,将其分别划分为:古太古代(~3 200Ma)、中太古代(3 200~2 800Ma)、新太代早期(2 800~2 650 Ma)、新太古代晚期(2 650~2 500 Ma)及古元古代(2 500~1850Ma)五个阶段.又根据不同地区基底变质岩系原岩建造类型及其所经历的地质改造作用的差异,划分出4个Ⅱ级和5个Ⅲ级变质构造岩区(或亚区),对各岩区内所出露的表壳岩及其变质深成岩类的岩石单位进行了重新厘定和清理,并在此基础上编制了划分对比表.     

Petrogenesis of the Chaihulanzi Gneiss and its Tectonic Implications for the North China Craton

The Chaihulanzi area in eastern Inner Mongolia is tectonically situated on the northern margin of the North China Craton (NCC). The main Precambrian lithologies of the area have been referred to the Archean Jianping Group meta-supracrustal sequences. Based on field observations, petrographic, whole-rock geochemical, and zircon U-Pb geochronological results, a magmatic origin for the units is proposed. Our results show that the Chaihulanzi gneisses are mainly of granitic, dioritic and granodioritic compositions, and show typical magmatic rock textures and mineral assemblages. The dioritic and granodioritic gneisses show Na-rich tonalite–trondhjemite–granodiorite (TTG)-like affinity with zircon U-Pb dates of ca. 2.57–2.59 Ga, representing a juvenile continental growth for the northeastern NCC. The granitic gneiss is indeed potassic granite and yielded a zircon U-Pb date of ~2.50 Ga, which is contemporaneous with the Jining–Jiaoliao microblock collision (2.53–2.49 Ga), implying another crustal growth event. The well-developed gneissosity in 2.57–2.59 Ga dioritic and granodioritic gneisses together with the 2.5 Ga potassic granite, which crosscuts the gneissosity implies a 2.57–2.50 Ga (mainly 2.53–2.51 Ga) collisional orogeny, probably related to the Jining–Jiaoliao microblock collision. Our new geology and chronological results provide new evidence for the early Precambrian tectonic evolution of the NCC.     

华北克拉通及邻区孔兹岩系的时代及对太古宙基底组成的制约

根据地质、地球化学和Nd同位素研究 ,华北克拉通及邻区孔兹岩系主要形成于古元古代。笔者对孔兹岩系变泥沙质岩石进行了地球化学统计性研究。它们普遍高K2 O低Na2 O ,具有重稀土部分呈平坦型 ,轻重稀土分离较弱 ,存在较强负铕异常的稀土模式。在岩石/MORB -元素图解上 ,除Nb、P、Ti相对亏损外 ,还存在明显的负钡异常。具高成熟度的泥沙质岩石tDM和ΣNd( 2 .3Ga)变化范围分别为 2 .30～ 3.2 4Ga和 - 4 .77± 5.11。孔兹岩系形成于太古宙之后 ,与其主体由泥沙质岩石组成 ,并且需要有一个广泛出露、高成熟度陆壳基底物源区的认识相吻合。在考虑泥沙质岩石组成受源区组成和作用过程双重制约的情况下 ,给出了华北克拉通太古宙基底组成的估计值。它们与Taylor等 ( 1985)给出的太古宙上部地壳组成估计值存在较大区别     

华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代——SHRIMP锆石U Pb定年

华北克拉通是我国早前寒武纪条带状铁建造(BIF)最重要的分布区。近年来大量锆石定年研究表明,华北克拉通BIF形成于始太古代到古元古代早期,但主要为新太古代晚期(2.50～2.55Ga)。最重要的BIF分布于华北克拉通东部的鞍本、冀东和鲁西地区,沉积环境相对稳定是大规模BIF形成的重要条件。华北克拉通新太古代晚期BIF形成的构造环境还不十分清楚,但可能为岛弧构造环境。BIF明显的时代专属性是地质和大气演化的结果。     

华北克拉通南部及邻区航磁异常特征与构造分区

据地球物理、地质资料分析,华北克拉通南部及邻区发育NWW—近EW向和NE—NNE向等两组断裂,其中焦作—商丘断裂带、鲁山—阜阳—淮南断裂带、栾川—固始—肥中断裂带和郯城—庐江断裂带、夏邑—涡阳—麻城断裂带具有构造分区断裂特征。通过航磁异常特征分析,华北克拉通南部分为秦岭—大别磁异常区和南华北磁异常区,后者可次分为豫西磁异常区、豫东磁异常区、夏邑—阜阳磁异常带和徐州—淮南磁异常区等四个磁场分区。结合分区断裂系统研究,指出华北克拉通南部中新生代构造分区包括豫西盆岭区、豫东盆地区和徐州—淮南盆地区。豫西盆岭区以NE向的嵩县—谭头、洛宁—卢氏和灵宝—朱阳盆地及熊耳山、崤山和小秦岭盆岭相间分布为特征;豫东盆地区发育NWW向伸展断陷,而徐州—淮南盆地区则以向NW逆冲断层及与之伴生的线性褶皱和断陷盆地为特征。     

华北克拉通的形成演化与成矿作用

华北克拉通具有38亿年的漫长历史,特别是与其他克拉通相比,它有更为复杂的多阶段的构造演化史,记录了几乎所有的地壳早期发展与中生代以来的重大构造事件。在太古宙,华北克拉通经历了>3.0Ga的陆核与微陆块的形成;2.7～2.9Ga的陆壳增生;2.5Ga的岩浆、变质作用与克拉通化;2.3～1.9Ga的古元古代活动(造山)带;1.8Ga的基底隆升与裂谷-非造山岩浆事件。在新元古代—古生代,华北克拉通处于相对稳定的地台状态,其南、北缘受到秦岭造山带和中亚造山带的影响;在中生代,华北克拉通则经历了强烈的中生代构造格局的转变和克拉通的破坏与重建;在新生代,华北克拉通的东缘属于环太平洋构造带的一部分。与上述重大构造事件相对应,华北克拉通出现大规模的成矿作用,形成了丰富多样的固体矿产资源。华北克拉通的形成与演化及其不同类型的成矿系统,为深刻理解大地构造背景对成矿作用的制约提供了范例。     

华北克拉通古老大陆地壳组成及演化

对鞍本、冀东、鲁西、阴山等早前寒武纪典型地区和深部物质进行了深入研究,总结了华北克拉通早期地壳形成演化历史。揭示出鄂尔多斯地块本身强烈卷入了古元古代晚期构造热事件。首次在华北克拉通划分出3个>2.6 Ga 古陆块。     

新太古-古元古代华北陆块构造演化的研究进展

在过去的二十年里 ,华北克拉通早期陆块形成和演化的研究进展是中国固体地球科学研究领域最为显著的成果之一。第一个十年代表性的工作包括深变质变形的层状岩系与块状岩系的识别与成因研究、高级区与绿岩带的划分、构造样式与变形序列研究、变质历史与变质动力学、年代学与地质事件的研究等。第二个十年的研究重点是如何认识和理解早期大陆地壳的性质和它们的形成与演化过程。代表性的进展包括均匀域与地质体的划分、古老微陆块的识别、残留洋壳与早期陆壳的形成、下地壳组成和性质、大陆拼贴机制、古地幔柱构造与前Rodinia超大陆旋回等。其中高压麻粒岩地体和退变质榴辉岩的发现 ,是华北早前寒武纪研究中最重要的进展 ,它为早期大陆的拼合机制、地壳的深部结构和古老下地壳与现代的对比等多个领域打开了新的研究思路。对新太古 -早元古代的重大地质事件的厘定已表明 ,华北主要的地壳生长期是在 2 9～ 2 7亿年 ,但 2 5和 18亿两期事件是重大的事件 ,虽然对其性质尚存争议 ,但越来越多的证据把它们与超大陆和地幔柱构造相联系。     

华北陆块南部元古宙熊耳群火山岩的成因与构造环境：事实与争议

位于华北陆块南部的熊耳群形成于古元古代1.80~1.75 Ga,以火山熔岩占绝对优势,沉积岩和火山碎屑岩仅占地层总厚度的4.3%。熊耳群火山岩是华北陆块结晶基底形成后规模最大、涉及范围最广的火山活动产物,基岩出露面积约7 000 km2,地层厚度3 000~7 000 m,以玄武安山岩、安山岩为主,次为英安-流纹岩,SiO2=60%±的岩石较少,显示双峰特点。中基性熔岩的主要造岩矿物是斜长石和辉石,几乎没有角闪石和黑云母。其岩石化学成分的突出特点是高Fe,K,而低Al,Ca和Mg,火山岩显示富集大离子亲石元素和轻稀土元素、相对亏损高场强元素的岛弧型地球化学特征。Nd同位素和微量元素特征表明,这种地球化学特征是地幔源区遭受地壳组分改造及少量岩浆上升过程中的地壳混染造成的。熊耳群中的沉积岩主要分布在大古石组及马家河组。沉积岩的岩石学和地球化学特征表明熊耳群形成于被动大陆边缘的构造环境,结合火山岩的结构、构造特征,表明火山喷发的主体环境是海相,经历了陆相到海相再到陆相的演变过程,即：伴随着裂谷的发育、地面沉降和海水的侵入,以及随着火山喷发的进行最后又高出海面暴露于地表的全过程。熊耳群形成后,海侵范围更广、海水逐渐加深,表明地壳逐步向更大的凹陷发展。熊耳群形成于夭折的三叉裂谷环境,其火山岩所具有的岛弧型火山岩的地球化学特征是继承于受俯冲组分改造的陆下岩石圈富集地幔源区。熊耳期岩浆活动在华北陆块广泛分布,除了陕西宝鸡附近及山西吕梁地区的火山岩,还广泛分布1.75 Ga前后的基性岩墙群、A-型花岗岩以及比熊耳群稍晚的斜长岩、奥长环斑花岗岩等（1.75-1.70 Ga）和碱性花岗岩类（~1.65 Ga）。这些岩浆岩和熊耳群火山岩在源区性质、岩石 成因及其形成的构造背景等方面,可能存在必然的联系。上述岩浆岩的发育,说明华北陆块在1.80 Ga后处于地壳拉伸、减薄,很可能沿早先拼合的薄弱部位最先发生破裂,是华北陆块裂解的产物。