分异的冲击熔岩席可能是冥古宙碎屑锆石的潜在来源之一

<正>由于普遍缺少大于40亿年的岩石记录,赋存在太古宙变质沉积岩中的冥古宙碎屑锆石构成了探索地球初期地壳演化及其动力学机制的唯一直接证据。因此,较好地限制冥古宙碎屑锆石的来源和历史也就成为探索这一问题的关键。爱尔兰学者Kenny博士及其合作者以前人研究比较详细的分异的萨德     

全球冥古宙的研究进展和存在问题

冥古宙是地球上最老的一个地质历史时期,由于缺少可靠的岩石记录一直没有得到国际地学界的重视和承认,到2004年才在建议的国际地层表中使用了冥古宙这一术语,定义从地球形成到出现地球最老岩石这段地球历史。但冥古宙与太古宙没有明确的地质界线,一些研究者提出了不同的年代界线(3.85Ga,4.0Ga,4.03Ga),目前还存在较大分歧。目前已知残存的冥古宙岩石只有两处,一处是加拿大的阿卡斯塔片麻岩(Acasta gneiss)中两个英云闪长岩和一个变质花岗闪长岩。前者锆石U-Pb年龄为4002±4Ma和4012±6Ma,后者为4031±1Ma。另一处是东南极索尼山(Mount Sones)的麻粒岩相英云闪长质片麻岩,已获得U-Pb年龄为3927±10Ma。世界上最老的表壳岩(≥3870Ma)出露在格陵兰。冥古宙年代久远,地球形成最初的600~700Ma的初始岩石经历了陨石撞击、地壳再循环、重熔等改造,甚至再循环到地幔,几乎已经消失殆尽。目前主要以年轻岩石中的碎屑锆石或继承锆石作为桥梁,来追索这些古老锆石原来母岩的类型、特征及成因。3800Ma的碎屑锆石已在全球十多个地区发现,而以西澳伊尔岗克拉通的杰克山最多最全,从3800Ma到4404Ma都有,在3840Ma,3900~3920Ma,4000~4200Ma,4260~4300Ma和4404Ma显示峰值,其中以3900~4200Ma最为发育,4404Ma是目前世界公认的最老碎屑锆石。此外在北美克拉通、南非克拉通、华北克拉通等古老克拉通以及一些年轻造山带中都发现有冥古宙的碎屑锆石,这些锆石是追索冥古宙地质事件的重要桥梁。通过对冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多值得重视和进一步研究的课题和内容。包括早期地壳的性质,一些锆石具有与太古宙之后岩浆锆石特征相似的环带结构,因此这些碎屑锆石的母岩大部分被认为相当花岗质,来自老地壳的重熔。冥古宙碎屑锆石的Hf同位素等综合分析表明这些碎屑锆石来源于中性熔岩的结晶,或许表明早期地壳具有中性成分特征。冥古宙锆石的成因也是一个重要的课题,根据锆石中钛的含量、锆石Ti饱和温度计计算的温度以及锆石的一些结构特征,有的研究者提出冥古宙相当一部分碎屑锆石是陨石撞击导致的岩石熔融结晶产生的,是追溯地球早期撞击事件的重要手段。在4300Ma的碎屑锆石中包裹有金刚石和石墨晶体,前者表明锆石的母岩曾处于高压条件,而后者石墨的碳同位素接近有机碳,有人认为可能为生命起源的迹象。多个地区的碎屑锆石的边部Th/U比值低,U-Pb年龄为4000Ma左右,属于变质作用的产物,表明当时地壳已具有一定厚度。冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多重要的问题,但是由于资料有限,有些认识还存在矛盾,还需要获得更多实际资料,才能对冥古宙的地质事件过程取得更可靠的科学认识。因此今后应加强可能赋存古老碎屑锆石地区的寻找,并发现更多古老碎屑锆石。对现有的古老碎屑锆石加强综合研究以及各地区的对比研究。     

北秦岭西段冥古宙锆石(4.1～3.9Ga)年代学新进展

2007年王洪亮等报道在北秦岭西段火山岩中获得一粒年龄为4079±5Ma的冥古宙捕虏锆石。之后,对这一发现开展了深入的调查研究,我们除利用SHIMP技术方法对原4079Ma的锆石进行验证外,新获得了两粒~(207)Pb/~(206)Pb年龄为4007±29Ma和3908±45Ma捕获的变质成因锆石,表明早在4.0Ga已经有变质作用的发生,这或许说明在冥古宙时期地球已经具有相当规模和厚度的地壳。同时开展的岩石学研究表明,蕴含古老锆石的母岩属于火山碎屑熔岩类而不是火山熔岩。     

冥古宙的地层学属性:了解地球形成初期古地理背景和演变历史的重要线索*

在现行的前寒武纪地质年代表中,由于太古宙底界没有得到很好的定义,只是被粗略地置于大约4000,Ma,因此也造成了一个没有得到较好定义的“冥古宙”。2个重要的发现促使学者们对冥古宙的地层学属性进行修订:(1)在西澳大利亚Jack山脉太古宙砾岩中发现了真正古老的锆石晶体,其不仅可将地层时代延伸到4404,Ma,而且包含了有关地球早期环境条件较为丰富的信息; (2)在加拿大北部发现了大约4030,Ma的Acasta片麻岩。根据这些发现,并结合月球和陨石的测年数据,就产生了大量有关太阳系和地球早期历史的新知识,包括太阳系与地球的形成、初生地球时期的重要变化及其物质记录和生命的起源及早期进化,这成为修订冥古宙地层学属性的重要基础。修订后的冥古宙代表了地球演变历史的最早时段,即从太阳系和地球在T0=4567,Ma的形成,一直延续到地球上最古老岩石的出现(4030,Ma)。冥古宙还可被进一步划分为2个代:(1)“混沌代”(4567,Ma—4404±8,Ma);(2)“杰克山代”或“锆石代”(4404±8,Ma—4030,Ma)。由于没有保存相应的地层记录,因此冥古宙顶界(4030,Ma)与底界(4567,Ma)的年龄值,仅为一个计时性的年代界限。上述这个被赋予了明确地层学属性的冥古宙,不仅代表了前寒武纪地层学研究的一个重要进展,而且也为深入了解地球早期演变历史提供了许多重要的理念。     

阿拉善地块前中生代构造归属的新认识

阿拉善地块的构造归属长期以来存在争议。我们对阿拉善地块东南部牛首山地区中—晚泥盆世砂岩的物源开展碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素研究。碎屑锆石U-Pb年龄谱主要分布在5个区间:0.4—0.7 Ga,1.0—1.3 Ga,1.5—1.8 Ga,2.4—2.8 Ga和3.0 Ga,并获得一颗年龄为(4022±17)Ma的冥古宙锆石。2.4—2.7 Ga、3.0 Ga碎屑锆石和它们对应的εHf(t)值明显不同于华北板块同时代碎屑锆石,暗示着阿拉善地块与华北板块中—晚泥盆世并未相连。同时,我们还对地块东部的早石炭世、晚二叠世和早中三叠世地层开展了详细的古地磁研究,获得了相应的视极移曲线。我们结合碎屑锆石年代学和古地磁学研究,提出阿拉善地块前中生代与柴达木—塔里木地块具有亲缘性,而很可能与华北地块分离。印支运动使阿拉善地块相对于华北发生了32度的逆时针旋转,正是这一旋转运动使河西走廊—阿拉善地块最终与华北地块拼合形成了统一地块。     

地壳的活化改造稳固了地球的初始克拉通

正在冥古宙和始太古代之交(～4000 Ma),由演化的地壳组成的稳定大陆地壳开始在地球上广泛出现,较之地球早期的星云吸积作用晚了约5亿年。这一时间差被认为是地球早期地壳因冥古宙时期强烈的陨石轰击、地幔翻转或俯冲作用被破坏而未能被保存下来的结果。然而,因在世界其他几个克拉通中发现有完整的冥古宙地壳残余,这一解释一直受到质疑。一些学者认为,冥古宙保存有镁铁质-超镁铁质地壳,     

扬子陆块西南缘3.8 Ga碎屑锆石及其地质意义

古老锆石和岩石的发现,是探索地球早期地质演化的关键.为进一步揭示扬子陆块基底物质组成和早期地壳形成演化,采用LA-ICP-MS锆石微区U-Pb测年,对扬子陆块西南缘禄丰地区东川群变质砂岩进行了年代学研究,发现3 822±21 Ma的古老碎屑锆石.这是目前在扬子陆块获得的第2颗>3.8 Ga的古老锆石,也是目前在该地区发现的最老锆石.变质砂岩碎屑物质主要包括4个峰值年龄（~2 320 Ma、~2 162 Ma、~2 036 Ma和~1 915 Ma）,2颗最年轻的锆石年龄基本限定了东川群早期最大沉积时限,与区域上火山岩时代相吻合.另外还包含少量中-晚太古代（2.6~2.9 Ga）和始太古代（3.7~3.8 Ga）的碎屑物质.Hf同位素组成显示这些碎屑锆石具有不同成因,其中2 674~3 822 Ma的碎屑锆石总体具有正的ε_Hf（t）值和2.9~3.9 Ga的两阶段模式年龄,暗示扬子陆块在冥古宙-古太古代时期就有一定规模的新生陆壳分布.古元古代（1.9~2.4 Ga）的岩浆活动除有少量古元古代（2.3~2.4 Ga）新生地壳组分熔融外,大多为太古宙（2.5~3.7 Ga）古老地壳部分熔融.中元古代更多表现为古老地壳的熔融和物质再循环.研究结果为深化扬子陆块早前寒武纪地质演化认识提供了新资料.      

中国最老岩石和锆石

在中国大陆的许多地区都已发现大于3.4Ga的锆石和岩石.鞍山是全球仅有几个存在≥3.8Ga岩石的地区之一.它们以不大的规模存在于白家坟、东山、深沟寺杂岩中,由糜棱岩化奥长花岗岩、条带状奥长花岗岩和变质石英闪长岩组成.近年来,在鞍山地区还发现了许多3.7～3.6Ga岩石和锆石.锆石Hf同位素组成表明鞍山地区在3.8～3.6Ga期间存在周期性的地幔添加和陆壳形成.除鞍山外,在中国许多地区的不同类型岩石中也获得了≥3.4Ga锆石,虽然它们大多数都是碎屑和残余成因.(1)华北克拉通冀东铬云母石英岩中3.85～3.55Ga碎屑锆石:(2)华北克拉通信阳中生代火山岩长英质麻粒岩中3.66Ga岩浆锆石;(3)华南克拉通宜昌地区杨子地块新元古代砂岩中3.80Ga碎屑锆石(一颗);(4)华南克拉通华夏地块新元古代一古生代变质沉积岩中3.76～3.6Ga碎屑锆石;(5)西北地区塔里木地块阿克塔什塔格地区古元古代片麻状花岗岩中3.6Ga残余锆石;(6)西秦岭奥陶纪变质火山岩中4.08Ga捕掳锆石(一颗);(7)西藏普兰地区奥陶纪石英岩中4.1Ga碎屑锆石(一颗,有3.61Ga增生边).一些古老锆石有高达4.1～4.0Ga的Hf同位素模式年龄.在中国,>3.4Ga地壳物质的比例以往被低估了,发现冥古宙和始太古代物质的可能性仍然存在,它们将对中国早期陆壳演化提供新的制约.     

扬子西缘东川落雪地区元古宙地层中3890 Ma锆石的发现

利用LA-ICP-MS U-Pb同位素测定技术,在扬子西缘滇中东川地区古元古界阿不都组流纹质玻屑熔结凝灰岩中发现了1颗冥古宙锆石,锆石具有明显的核-幔-边结构,其核部的207 Pb/206 Pb年龄为3890±47 Ma,此年龄被解释为岩浆结晶,Th/U比值为0.34;变质边的207 Pb/206 Pb年龄为3561±45～3616±55 Ma,Th/U比值为0.07～0.19.锆石的原位Hf同位素测定给出了176 Hf/177 Hf=0.280317～0.280451,εHf(t)=-4.6～0.6(平均值为-2.5),TDM1=3861～3980 Ma,TDM2=4036～4106 Ma(平均值为4059 Ma).这颗锆石为扬子陆块目前发现的最老锆石,其Hf同位素及微量元素特征说明扬子陆块存在4.0 Ga的地壳增生作用及古老陆壳的再循环;结合前人同位素研究资料,说明扬子西缘东川落雪地区元古宙时同华北陆块可能具有亲缘性;本次的发现,为扬子陆块寻找冥古宙和始太古代物质实体提供重要依据,也为认识地球早期大陆演化过程提供了重要新信息.     

起源于陨石碰撞的冥古代碎屑锆石

正发现于太古代沉积岩中的冥古代(40亿年)碎屑锆石是了解地球最早期历史的直接样品。锆石的Ti温度计计算显示冥古代碎屑锆石的形成温度可达700℃,另外,锆石中的包裹体存在长英质的矿物。因此,学界多认为这些锆石结晶自地壳深熔而成的花岗质熔体。其他一些地球化学研究(如Li含量和同位素组成)也支持这个看法。由此可推断,地球最早期的板块构造型式与现今相似。但是,也有部     

华夏地块龙泉地区发现亚洲最古老的锆石

锆石这一矿物是迄今为止所发现的地球最初500个百万年间(地质学界通常称为"冥古代")的唯一地壳物质残留,对于了解地球早期地壳演化过程至关重要。近年来,随着高精度SHRIMP测年技术的广泛运用,笔者最近在华夏地块龙泉地区发现了2颗约4100 Ma的碎屑锆石。其中一颗为目前发现亚洲最古老的锆石,其内部结构简单,具有正常的震荡环带,207Pb/206Pb年龄为(4127±4)Ma;其δ18O与地幔岩浆的氧同位素类似,可能来自于早期的幔源岩浆或者未经历地表过程的深部地壳物质的熔融。另外一颗锆石具有明显的核边结构,其核部结晶年龄约为4100 Ma,变质边年龄约为4070 Ma,外围还有2层岩浆增生边年龄介于3800~3600 Ma,代表了该4100 Ma的锆石核部在后期经历了复杂的地壳演化过程,4070 Ma的变质边是目前已获得最为可靠的全球变质年龄。上述发现表明冥古宙时地壳性质和构造环境存在多样性,为认识地球早期大陆演化过程提供了重要新信息。     

哀牢山构造带两侧上志留统-下泥盆统碎屑锆石年代学:物源及其构造意义

哀牢山古特提斯洋的打开时限及其缝合带的具体位置对理解哀牢山古特提斯洋构造演化具有非常重要的意义。本文采用碎屑锆石年代学方法,分析了哀牢山构造带及其两侧不同时期沉积物源的特征及其变化,解译了其物源差别所指示的哀牢山古特提斯洋盆打开时限以及缝合带的构造位置。碎屑锆石年代学显示,哀牢山构造带两侧上志留统碎屑锆石都记录一个~450 Ma的最年轻的峰值和一个格林威尔期造山事件的年龄群(1100~800 Ma),以及一个2600~2400 Ma的次峰;不同于上志留统,构造带东侧下泥盆统碎屑锆石并未出现年轻的~450 Ma峰值年龄信息,西侧U-Pb年龄分布模式与上志留统一致,记录~450 Ma峰值年龄信息,而且构造带两侧下泥盆统碎屑锆石的2600~2400 Ma的峰值明显要强于上志留统。区域上发表的碎屑锆石年代学资料,也揭示相同的年龄峰值。因此,综合区域上的其他地质资料,我们认为哀牢山古特提斯洋盆的打开时限应该在晚志留世-早泥盆世,哀牢山断裂带代表了哀牢山洋盆闭合的位置。     

五河杂岩凤阳群白云山组的源区特征及沉积时代:来自锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素的证据

华北克拉通东部陆块内的胶-辽-吉带是一条古元古代构造活动带,其是否向南西穿越郯庐断裂带延伸至徐州-蚌埠一带还存在着争议。蚌埠地区早前寒武纪变质基底主要包括晚太古代早期的霍邱群、古元古代五河群、凤阳群以及少量的古元古代花岗(片麻)岩。其中低绿片岩相变质的凤阳群自下而上被分为白云山组、青石山组和宋集组,原始沉积物分别为石英砂岩-砂、粉砂泥质及富镁碳酸盐岩交替-粉砂泥质、泥质和少量泥灰质。本次研究对采自凤阳群底部白云山组的2个石英岩和1个长石石英岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素研究表明,3个样品的碎屑锆石年龄图谱十分相似,最重要的年龄区间为2.57~2.46Ga,峰值年龄约为2.52Ga,εHf(t)值在-7.39到+7.37之间,其中有大约90%具有正值,来源于蚌埠地区的晚太古代末期的花岗质岩石。另一个重要的年龄区间是2.98~2.66Ga,峰值为2.94Ga和2.69Ga,εHf(t)值在-11.8到+7.24之间,其中超过90%为正值,来源于蚌埠地区的霍邱群以及晚太古代早期花岗质岩体。此外,还有少量具有负εHf(t)值的3.61~3.34Ga的古太古代碎屑锆石被发现。这些古太古代碎屑锆石的εHf(t)值(-6.34~-1.05)以及两阶段模式年龄(3.75~4.07Ga)与华北克拉通南缘邻近地区(登封、焦作、信阳以及胶东)发现的古太古代锆石特征相似,说明华北克拉通南缘可能存在过古太古代,甚至冥古宙古老陆壳。5颗最年轻的锆石可以将凤阳群白云山组的最大沉积年龄限定在2.37Ga左右,而前人报到的白云母K-Ar年龄1878Ma与蚌埠地区1.88~1.80Ga的主期变质时代为其形成时代的上限做出了限制。结合胶-辽-吉带老岭群和北辽河群大石桥组中具有相似碎屑锆石年龄图谱的变质沉积岩,我们认为在2.3~2.1Ga裂谷发育早期活动带内沉积了海相碳酸盐岩及新太古代陆壳来源的碎屑岩。     

河西走廊晚泥盆世地层中冥古宙碎屑锆石的发现

河西走廊地区晚泥盆统中宁组地层中,利用LA-ICP-MS法测年获得了3.9Ga和4.0Ga两颗碎屑锆石,其Th/U依次为1.01和0.58,均为岩浆锆石。两颗锆石稀土元素呈轻稀土(LREE)亏损、重稀土(HREE)富集,均具有Ce正异常,其中4.0Ga锆石具有Eu负异常,3.9Ga锆石无Eu负异常。利用锆石中⁴⁹Ti的含量计算原岩岩浆温度分别为792±36℃(3.9Ga)和967±45℃(4.0Ga)。3.9Ga锆石获得原位Hf同位素结果,¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf_i=0.280169,ε_Hf(t)=-3.6,t_DM=4139Ma, t_DM^C=4319Ma。这两颗>3.9Ga碎屑锆石为西北地区首次发现,其微量元素特征说明在冥古宙时地球上可能存在地壳;结合前人古生物和古地磁研究结果,说明河西走廊在晚泥盆世时同澳大利亚西北部可能具有亲缘性。     

锆石Ce 氧逸度计和早期地球的氧化还原状态

氧逸度可以用于定量描述一个体系的氧化还原状态,是地球科学非常重要的一个热力学指标。早期地球的氧逸度及其变化趋势的重建,对大气圈、水圈、生物圈乃至整个地球的起源和演化具有重要的科学意义,也是地球科学长期探索的重要目标。锆石提供了地球上已发现的最古老天然样品,几乎是目前研究早期(冥古宙)地球的唯一可靠对象。近年来的研究发现,锆石中Ce的含量对其母岩浆体系的氧逸度很敏感,并由此发展出了锆石的Ce氧逸度计。这一技术对认识早期地球的氧化还原状态十分关键。文章对锆石Ce氧逸度计进行了简单介绍,进而对早期地壳和地幔的氧化还原状态进行了综合评述。在此基础上,对早期地球几个重要圈层(大气圈、大陆地壳和上地幔)氧逸度的演化及相互间的耦合关系进行了讨论。     

沉积再循环碎屑锆石的地质意义及其识别——以长江流域的碎屑物源研究为例

碎屑锆石U-Pb年代学分析被广泛应用于限定地层沉积时代、重建沉积物源和古地理格局,结合Lu-Hf-O同位素的分析可以进一步制约地壳生长演化历史。锆石在地表过程中具有极强的稳定性,沉积再循环的碎屑锆石长期以来被认为广泛存在于各类碎屑沉积岩中,对碎屑锆石的数据解读产生重要影响,但是目前还没有简单直接的方式进行有效识别。本文对沉积再循环作用和再循环碎屑锆石判别手段的原理和相关地质应用做了简要总结,包括碎屑矿物结构、岩石化学成分、锆石多同位素年代学分析、多种碎屑副矿物联合示踪和放射性损伤评估等方法,评述了不同方法的优劣和适用条件。本文以长江流域的碎屑物源研究为例,使用源归一化的辐射剂量（α-dose）评估流域内再循环碎屑锆石的存在及其对物源重建的意义。我们强调基于碎屑锆石的研究应该综合区域的沉积记录和岩浆构造历史,考虑沉积再循环作用对数据解读的可能影响,为碎屑锆石数据赋予更加合理的地质解释。     

四川会理地区古近纪雷打树组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

采用LA-ICP-MS方法,对四川盆地南部会理地区古近纪雷打树组碎屑锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,获得了72组单颗粒锆石的U-Pb年龄,建立了碎屑锆石的U-Pb年龄谱。结果表明,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄区间为2465~204Ma,地质时代为古元古代最早期成铁纪至晚三叠世最晚期瑞替阶,年龄分布具有清晰的幕式分布特征,集中分布于5个区间,出现了5个明显的峰值,物源区主要为扬子陆块西缘及其西侧的“三江”造山带。雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱显示,扬子陆块西缘经历了古元古代陆壳增生、中元古代Rodinia超大陆汇聚、新元古代晚期Rodinia超大陆裂解、二叠纪玄武岩喷溢及中-晚三叠世印支运动5次重要的构造热事件,与扬子陆块西缘形成演化进程完全吻合。与四川盆地古近纪柳嘉组碎屑锆石的U-Pb年龄谱相比,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱缺失侏罗纪、白垩纪信号,增加了早奥陶世和早泥盆世信号,说明四川盆地北部与南部的物源存在一定的区别。碎屑锆石U-Pb年龄谱对比结果显示,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱具有较高的精确度,扬子陆块与华夏陆块自1000Ma汇聚以来具有很好的亲缘性,而与华北克拉通之间直至400Ma才开始建立亲缘关系。     

四川会理地区古近纪雷打树组碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及其地质意义

采用LA-ICP-MS方法,对四川盆地南部会理地区古近纪雷打树组碎屑锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,获得了72组单颗粒锆石的U-Pb年龄,建立了碎屑锆石的U-Pb年龄谱。结果表明,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄区间为2465~204Ma,地质时代为古元古代最早期成铁纪至晚三叠世最晚期瑞替阶,年龄分布具有清晰的幕式分布特征,集中分布于5个区间,出现了5个明显的峰值,物源区主要为扬子陆块西缘及其西侧的"三江"造山带。雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱显示,扬子陆块西缘经历了古元古代陆壳增生、中元古代Rodinia超大陆汇聚、新元古代晚期Rodinia超大陆裂解、二叠纪玄武岩喷溢及中—晚三叠世印支运动5次重要的构造热事件,与扬子陆块西缘形成演化进程完全吻合。与四川盆地古近纪柳嘉组碎屑锆石的U-Pb年龄谱相比,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱缺失侏罗纪、白垩纪信号,增加了早奥陶世和早泥盆世信号,说明四川盆地北部与南部的物源存在一定的区别。碎屑锆石U-Pb年龄谱对比结果显示,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱具有较高的精确度,扬子陆块与华夏陆块自1000Ma汇聚以来具有很好的亲缘性,而与华北克拉通之间直至400Ma才开始建立亲缘关系。     

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。     

鲁西地区寒武系李官组LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄谱特征及其地质意义

近年来,鲁西地区拉伸系土门群中报道了大量与Rodinia大陆汇聚时间相一致的碎屑锆石,而与Rodinia大陆裂解相关的碎屑锆石非常少见。为此本文对鲁西地区寒武系底部李官组进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb同位素测年。测试结果显示李官组碎屑锆石以古元古代碎屑锆石为主体,新元古代碎屑锆石次之,含三个峰值,分别为～756 Ma、～1872 Ma、～2532 Ma。依据地层接触关系以及化石特征,李官组被限定为都匀阶(～514—509 Ma)早期或稍早时期沉积,并可与辽南地区大林子组和淮北地区猴家山组下部进行对比,均为华北克拉通在寒武纪海侵初期最早沉积的一套碎屑岩地层。除～756Ma年龄峰值外,李官组碎屑锆石的年龄均可在华北克拉通找到对应的岩浆事件。依据李官组沉积时间、多数碎屑锆石对应的岩浆事件以及最新的古地理模型,华北克拉通很可能是李官组碎屑锆石的源区。～756 Ma碎屑锆石与Rodinia大陆裂解的时间一致,被解释为与裂解相关的岩浆活动在鲁西地区的记录。