论华北克拉通南缘霍邱群变质作用、形成时代及霍邱BIF铁矿成矿机制

安徽霍邱铁矿位于华北克拉通南缘,是一个大型BIF铁矿田,矿体均赋存于一套新太古代中高级变质作用的含铁建造中,自下而上可分为A+B矿带和D矿带:前者为变粒岩-片岩-磁铁石英岩建造;后者为片岩-大理岩-赤铁(镜)铁石英岩建造.本文利用现有的矿床勘查、物化探和地质科研资料,对该矿田的地质背景、矿体赋存条件、构造型式进行深入剖析,推断矿区周边及深部构造格局与控矿因素,研究分析霍邱铁矿含铁岩系特征,进行含矿层位的准确划分、厘定和对比,深入研究含铁岩系的平面分布范围和延深,对矿田控矿构造进行综合分析.运用LA-ICP-MS技术获得霍邱群斜长角闪岩最老年龄为2.8Ga左右,代表原岩形成年代.同时获得晚期混合花岗岩的侵入年龄为1.8Ga左右.通过Hf同位素测定,获得各变质岩系锆石的Hf同位素组成,表明最老的锆石Hf模式年龄可达3.5Ca前后.根据区域年代学资料和霍邱铁矿含铁岩系特征,本文正式提出“霍颍运动”这一概念,作为皖西北新太古代2.7Ga前后在霍邱-颍上-寿县-蒙城一带发生的构造事件和成矿作用,以区别于以往沿用蚌埠运动描述本区霍邱群变质作用和成矿事件的提法.最后结合本区含铁建造特征,初步判定霍邱铁矿为一种介于阿尔戈玛和苏必利尔型之间的过渡类型铁建造.     

华北克拉通南缘太华杂岩组成及演化

太华杂岩位于华北克拉通南部,其组成复杂,记录了几乎所有早前寒武纪各阶段重要的地质事件;此外,由于其所处特殊地理位置,研究太华杂岩对于华北克拉通早前寒武纪地壳形成和演化、构造单元划分和基底拼合等都具有举足轻重的科学价值。本文综合已有的岩石学、变质作用、地球化学以及同位素年代学等诸多研究工作,得到以下阶段性结论和认识:1)将鲁山地区太华划分为以深成侵入岩为主的片麻岩系和以变质沉积-火山岩为主的表壳岩系;前者形成于中太古代晚期-新太古代早期,后者形成于古元古代晚期。而小秦岭地区太华杂岩中变质深成侵入岩形成时间跨度较大,为中太古代晚期-古元古代早期;而其上覆的火山-沉积岩可与鲁山太华杂岩的表壳岩类比,形成时间亦为古元古代晚期。2)中太古代-新太古代(2.91～2.50Ga)为华北克拉通南部大陆最主要的地壳形成时期。提出太华杂岩在太古宙经历了两期明显的地壳生长时间,一期发生在2.85～2.70Ga,以鲁山太华片麻岩系中的深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在～2.50Ga,以小秦岭华山和崤山地区太华杂岩中各类花岗质岩石为代表。3)太华杂岩在所谓的全球陆壳生长"沉寂期(2.45～2.20Ga)"岩浆活动异常发育,推测这一时期的岩石形成于古元古代俯冲-汇聚环境,可能是与华北克拉通南部太古宙陆块和其他陆块汇聚-碰撞相关。4)太华杂岩在古元古代晚期普遍遭受了强烈的变质和变形,其变质程度主体为高角闪岩相,局部可达麻粒岩相,且记录了包含近等温降压退变质片段的顺时针变质作用P-T轨迹,经历了一个漫长的变质演化过程(1.97～1.80Ga),变质作用的时限跨度可达150Myr。5)提出华北克拉通南部曾经为一个统一基底,称之为"南部太古宙地块",此地块形成时间为新太古代末期(～2.5Ga)。该古老陆块经历了如下5个构造-演化阶段:(1)冥古宙-始太古代初始陆核形成;(2)中太古代-新太古代陆壳快速生长;(3)古元古代早期(～2.3Ga)岩浆活动异常活跃;(4)古元古代(2.30～1.97Ga)陆内拉伸-破裂;和(5)古元古代末期(1.97～1.80Ga)陆块最终拼合。     

华北克拉通胶莱盆地马山地区早白垩世粗面英安岩岩石成因

伸展盆地、拉张断层以及伴生火山岩是华北克拉通中生代岩石圈减薄的地质响应,前两者通常源于中上地壳伸展活动,而后者则可能来自下地壳甚至地幔部分熔融。因此火山岩能够提供来自深部地壳、地幔及壳-幔相互作用的信息。胶莱盆地马山粗面英安岩成因及其与华北克拉通岩石圈减薄的关系仍存在争议。本文对马山粗面英安岩开展岩石学、全岩地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素研究,查明其SiO₂含量为65.73%~66.08%,K₂O含量为3.13%~4.03%,全碱含量为7.56%~8.15%,属于高钾钙碱性系列。锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为119.3±1.6Ma,与胶莱盆地早白垩世伸展变形时间一致。ε_Hf（t）值为-24.6~-11.5,两阶段Hf模式年龄为2700~1200Ma,表明岩浆源区为改造的古老下地壳并混有富集地幔物质。岩石相对富集K和Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,LREE/HREE比值较高,无明显的Eu负异常（δEu=0.94~1.02）,表明岩浆可能源于下地壳的部分熔融,因此,马山粗面英安岩可能是富集地幔与部分熔融的下地壳相互混染的产物。研究认为早白垩世高角度俯冲的古太平洋板片大规模回撤,胶莱盆地快速伸展断陷伴随青山群火山岩喷发,随后演化形成张性火山盆地。     

华北克拉通南缘舞阳地区铁山庙组BIF的微区特征及地质意义

<正>铁建造(Iron Formation,简称IF,TFe>15%)的概念由James(1954)首次正式提出,它最早是指美国Superior地区前寒武纪地层中的一类富铁的沉积岩(Van Hise&Leith,1911)。条带状的铁建造成为BIF(Banded Iron Formation),它曾被称为铁英岩、条带状赤铁石英岩和碧玉铁质岩等。BIF建造构成了铁矿的重要组成部分,其探明储量占全球铁矿产量的90%和富铁矿储量的     

华北克拉通东南缘蚌埠隆起带早白垩世晚期二长花岗岩成因及动力学背景

位于华北克拉通东南缘的蚌埠隆起带随着扬子陆块与华北陆块碰撞、拼接,经历了较为复杂的演化过程,本文选取其中早白垩世晚期的7个二长花岗岩侵入体进行野外观察和年代学研究,获得的年龄集中于114.6±3.3~121±1.0Ma;地球化学数据显示了其富硅、富碱的钙碱性准铝-铝弱饱特征,LREE相对富集,具弱铕负异常,铈异常不明显,K、P和Ti元素有较明显的亏损,Rb、Ta、Sr和Nd元素相对富集,具备陆壳为主的源岩深熔作用的特征。K_2O-Na_2O及SiO_2-Zr成因类型判别图上,侵入体投影点分布于Ⅰ型花岗岩区域,ε_(Hf)(t)全部为负值且相对较低(-25.2~-15.61),说明其为壳源成因,两阶段Hf模式年龄(2.17~2.76Ga),说明其物质起源主要为新太古宙陆壳物质,结合华北克拉通主体形成时间暗示其岩浆源区主要为华北克拉通下地壳物质。随着地壳增厚和下地壳-岩石圈的拆沉作用而引发的大规模岩浆活动,增厚的下地壳底部发生部分熔融,导致地壳快速隆升和随后的伸展,古老的陆壳物质经过改造和再循环,形成区内早白垩世晚期二长花岗岩。     

华北克拉通东南缘新元古代凤台组冰期沉积序列及演化

新元古代冰期事件作为一个显著的沉积记录,广泛留存在各个古克拉通。新元古代凤台组肉红色冰碛杂岩仅发育在华北克拉通东南缘,以单一的碳酸盐成分为主要鉴定特征。本文通过细致研究,认为华北克拉通东南缘在新元古代中晚期为陡坡镶边碳酸盐台地环境,受到海洋型冰川作用,形成了凤台组为代表的大陆边缘型冰川沉积地层。冰川运动仅局限于大陆边缘而未引入腹地陆源碎屑,导致凤台组冰碛杂岩中的基质和角砾基本来源于下伏碳酸盐岩地层,并具有冰碛沉积和重力流沉积特征。结合前人的研究资料和成果,凤台组的发育时限为埃迪卡拉纪,可对比关联华北克拉通南缘罗圈组和西缘正目观组,从而在华北克拉通周缘形成了显著的埃迪卡拉纪冰川沉积。另外,凤台组包含多套冰期—间冰期的沉积地层,应指示着次一级的冷暖气候周期,可能记录着埃迪卡拉纪冰期的完整沉积记录。厘清凤台组的沉积序列及演化过程,有利于研究碳酸盐台地在冰期—间冰期的沉积历史,继而完善不同古地理背景下的冰期沉积类型,并补充低纬度地区的冰川作用案例。     

华北克拉通东南缘BIF型铁矿变质火山岩夹层锆石U-Pb年龄及其对铁矿形成时限的制约

霍邱BIF型铁矿位于华北克拉通东南缘,矿体均赋存于晚太古代霍邱岩群内,主要呈似层状,与围岩产状基本一致,界线较清晰,受地层层位控制明显,为典型的层控型矿床。本次工作采集霍邱铁矿周集铁矿床ZK2918、ZK2512两处钻孔中石英磁铁矿矿体内英安质片麻岩夹层。对片麻岩类的岩石学特征、原岩性质及同位素地质年代学等进行的研究表明,英安质片麻岩类的原岩为安山质火山岩,成岩年龄分别为2 750±15 Ma,2 740±7.2 Ma;表明在华北克拉通东南缘霍邱地区存在着～2.75 Ga的岩浆活动。此外,受变质火山岩年龄制约,霍邱岩群及赋存于其中的BIF铁矿的形成时代也应为～2.75 Ga。     

华北克拉通BIF铁矿形成时代与构造环境

条带状铁矿(BIF)主要形成于中晚太古代-早元古代,是地质演化和环境变化耦合作用的产物,在地质历史上具有不可重复性。BIF铁建造及相关火山沉积记录了早前寒武纪丰富的地质、环境和生物演化的信息,一直是前寒武纪研究的重要主题。同时,前寒武纪条带状铁建造是世界上最重要的铁矿类型,也是中国最重要的铁矿资     

华北东南缘荆山花岗岩成因及其构造意义

对华北东南缘荆山花岗岩进行了锆石U?Pb定年、微量元素和Hf同位素分析,全岩主微量元素和Sr?Nd同位素分析.LA?ICP?MS锆石U?Pb定年结果表明,荆山花岗岩形成于晚侏罗世(160.9±0.8～161.6±1.5 Ma).残留锆石的U?Pb年龄主要为三叠纪和新元古代,分别与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩的变质年龄...     

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。     

华北克拉通太古代地壳增生与BIF铁矿

<正>条带状铁建造(banded iron formation,简称BIF)是世界上最重要的铁矿资源类型,广泛分布于3.8¹.8 Ga之间。BIF是早前寒武纪特殊环境的产物,记录了当时地球深部、大气、海洋和生物等方面的重要信息(Bekker et al.,2010)。统计资料表明,BIF形成高潮与地壳增生、地幔柱活动和VMS矿床的峰期存在对应关系(Isley和     

华北克拉通南缘早白垩世中基性火山岩成因及其地质意义

平顶山早白垩世大营组中基性火山岩样品为钾质和钾玄岩石系列,主要由粗安岩组成,属于偏铝质岩石。低MgO(2.25%~2.88%)和Cr(17.5~30.0μg/g)、Ni(17.4~23.3μg/g),高Al2O3(17.32%~17.56%)和K2O(4.43%~4.56%),K2O/Na2O>1。稀土表现出LREE富集的右倾平滑分布型式,(La/Yb)CN=14.0~14.7,HREE弱分馏,(Gd/Yb)CN=2.42~2.66,富集Rb、Ba、K、LREE和亏损Nb-Ta、Th,弱的Sr正异常。Sr-Nd同位素较富集87Sr/86Sr(t)=0.706877~0.707005,εNd(t)=-10.9~-11.6。大营组中基性火山源区岩的稀土、微量元素地球化学和同位素组成类似于晚中生代苏鲁造山带基性火山岩,北大别镁铁-超镁铁质侵入体和北淮阳中基性火山岩(Fanetal.,2001,2004;Wangetal.,2005),暗示其可能具有相似的岩石成因,即大营组中基性火山来自于古老陆下岩石圈地幔和深俯冲的扬子下地壳混合源区的部分熔融作用,说明华北和扬子陆块在三叠纪碰撞过程中,扬子陆壳深俯冲再循环进入华北岩石圈地幔,其形成与板块俯冲作用没有直接的动力学关系,而形成于陆内伸展拉张环境下。     

华北克拉通东南缘(安徽境内)金刚石资源潜力战略分析

华北克拉通东南缘（安徽境内）的大地构造背景极有利于金伯利岩的生成和就位.近年来,一些国外金刚石勘探公司投入巨资,在安徽从事金刚石勘探.但是,至今尚未找到原生金伯利岩.省地勘局664地质队在皖北某些地区已发现金伯利岩指示矿物,说明安徽境内有金伯利岩.从地质背景条件分析,至少有两个地质时期有成矿可能,即印支期华北-华南板块俯冲碰撞期和中新生带郯庐深大断裂作用期.     

华北克拉通东南缘皖北地区发现~1.82 Ga斜长角闪岩

正1研究目的(Objective)华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,位于其东南缘的皖北地区早前寒武纪地质体主要由太古宙—古元古代的变质岩系(霍邱岩群、五河岩群)和古元古代变质侵入体组成;但因被青白口纪以来的沉积盖层所掩盖,地表露头少见,仅在蚌埠—凤阳—五河等地零星出露。近年来,较多研究认为皖北地区应为古元古代胶—辽—吉活动带的南延部分,具有与胶—辽—吉活动带相同的构造背景。本文报道了皖北地区新发现的古元古代斜长角闪岩,为华北克拉通东南缘的构造演化研究提供了依据。     

华北克拉通西部陆块固阳绿岩带BIF型铁矿的形成时代及成因

<正>1区域地质背景华北克拉通具有长达38亿年的地质演化历史。早在3.8³.2 Ga时期,形成了最原始的古陆核;随后在2.93.2 Ga时期,形成了最原始的古陆核;随后在2.9².7 Ga期间,围绕这些古陆核形成了初始微陆块,包括胶辽、许昌、迁怀、鄂尔多斯、徐怀、集宁、阿拉善;2.62.7 Ga期间,围绕这些古陆核形成了初始微陆块,包括胶辽、许昌、迁怀、鄂尔多斯、徐怀、集宁、阿拉善;2.6².5 Ga,7个微陆块发生了聚合拼贴,为绿岩带所焊接,包括     

华北克拉通东南缘徐—淮地区深源捕虏体Mg同位素地球化学研究及意义

<正>火成岩和沉积碳酸盐岩显著的Mg同位素差异使得Mg同位素成为示踪地球深部碳循环有力工具,具有比全球平均大洋玄武岩(26Mg=0.25±0.07‰)轻。Mg同位素组成的大陆玄武岩被认为其地幔源区受到了沉积碳酸盐的改造[1],但是直接的地幔岩石Mg同位素证据很少,而且大陆玄武岩在穿透厚陆壳上升过程中,会发生显著地同化混染作用;这一过程对用大陆玄武岩推断地幔源区Mg同位素组成的影响     

华北古大陆南缘的金属成矿作用

东秦岭大部分金属矿床集中分布于华北古大陆南部边缘，以陆缘构造发展阶段的赋矿沉积建造和岩石组合划分成矿系统；前长城纪陆核活动性边缘沉积成矿系统；中、新元古代被动大陆边缘成矿系统；早加里东期构造体制转换期成矿系统；中生代陆内碰撞造山成矿系统，按矿床形成作用方式可以划分为：（1）构造-岩浆-流体成矿作用，主要以洛南-栾川钼（钨）多金属斑岩组合成矿系统为主，成岩方式为壳幔同熔的燕山期中酸性岩浆的浅成侵入与定位；（2）构造-建造-流体成矿作用，按不同构造作用层次再细分为中深层次的构造作用（主要形成韧性剪切带型矿床）、浅层次构造作用（主要形成构造蚀变岩型矿床）。主要的成矿作用发生在燕山期。     

华北克拉通前寒武纪BIF铁矿研究:进展与问题

研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性.大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的峰期为新太古代晚期(2.52 ～2.56Ga);BIF铁矿类型可划分为阿尔戈马型和苏比利尔湖型两类,但华北以晚太古代绿岩带中的阿尔戈马型为主,仅吕梁的古元古代袁家村铁矿具典型苏比利尔湖型铁矿特征.根据BIF在绿岩带序列中的产出部位和岩石组合关系,可将华北BIF划分为:1)斜长角闪岩(夹角闪斜长片麻岩)-磁铁石英岩组合;2)斜长角闪岩-黑云变粒岩-云母石英片岩-磁铁石英岩组合;3)黑云变粒岩(夹黑云石英片岩)-磁铁石英岩组合;4)黑云变粒岩-绢云绿泥片岩-黑云石英片岩-磁铁石英岩组合;5)斜长角闪岩(片麻岩)-大理岩-磁铁石英岩组合等5种类型.华北克拉通BIF形成时代与早前寒武纪岩浆活动的时间基本一致(2.5～2.6Ga),但与华北克拉通陆壳增生的峰期(2.7～2.9Ga)有一定偏差,其原因可能与新太古代晚期华北克拉通构造-热事件十分强烈有关.华北克拉通新太古代BIF大多形成于岛弧环境,但局部地区(如固阳)BIF铁矿可能形成于深部有地幔柱叠加的岛弧环境.华北克拉通BIF富矿主要有三种类型:原始沉积、受后期构造-热液叠加改造和古风化壳等,但总体不发育富铁矿,国外发育的风化壳型富铁在我国甚为少见.本文认为在探讨BIF铁矿类型时,需要从绿岩带发育序列进行综合判别.阿尔戈马型铁矿一般产于克拉通基底(绿岩带)环境,苏比利尔湖型铁矿一般形成于稳定克拉通上的海相沉积盆地或被动大陆边缘.华北克拉通BIF铁矿地球化学研究结果表明,BIF铁矿无Ce负异常且Fe同位素为正值,从而暗示铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境,而铕正异常可能指示BIFs为热水沉积成因,其机制可能为海水对流循环从新生镁铁质-超镁铁质洋壳中淋滤出F(e)和Si等元素,在海底排泄沉淀成矿,而条带状构造的形成可能归咎于成矿流体的脉动式喷溢.但对于BIF铁矿的物质来源、成矿条件和机制、富铁矿成因、华北克拉通不发育苏比利尔湖型铁矿的原因等方面,仍需深入研究.     

甘肃北山混合岩岩石特征及成因

各种不同类型的混合岩大都是壳型花岗岩(即S型花岗岩)在成岩过程中不同阶段的遗迹。澳大利亚学者B·W·查佩尔和A·J·R·怀特提出的S型花岗岩的成因观点已在我国广泛引用和流传,矿床学者力图把不同矿种归属于不同源岩的花岗岩所造成。笔者认为进一步认识壳型花岗岩特征与成矿的联系,将有助于问题的发展和解决,为此深入研究混合岩的岩石特征及混合岩化作用是非常重要的。本文初步总结了甘肃北山柳园、安北至北山煤窑一带混合岩的岩石特征及成因,以供研究者参考。     

华北克拉通南缘约2.5 Ga构造变质事件及意义

林山岩群是华北克拉通中部造山带南缘前寒武纪结晶基底的一部分,它对于探讨中部造山带碰撞时代及其在克拉通南缘的分布具有重要意义.选择林山岩群主体的变基性岩(斜长角闪片岩)为主要研究对象,利用锆石U-Pb定年和岩石地球化学方法,获得的结果表明斜长角闪片岩样品锆石多呈长柱状,且外形不规则,具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构,其中少量锆石保留有早期原岩残留的岩浆核.锆石核部具岩浆振荡环带特征,大部分Th/U比值范围为0.10~9.24,且外形不规则,边部具溶蚀结构;绝大部分锆石具弱分带、斑杂状分带和扇形分带结构,以及低Th/U比值范围为0~0.09,个别比值为0.12,显示为典型的变质锆石特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明该斜长角闪片岩的核部残留加权平均年龄为2 528±43 Ma(MSWD=1.5,n=10),经历变质作用的加权平均时限为2 474±22 Ma(MSWD=1.3,n=21).全岩地球化学结果显示林山岩群变基性岩贫硅(47.70%~50.77%,平均值为48.90%)和低钾(0.56%~1.78%,平均值为1.13%),轻、重稀土分异较弱,亏损微量元素Nb、Th、Ti、Zr等高场强元素,且具有低的微量元素Zr含量(＜130×10-6)和Zr/Y比值(＜4).这些特征表明林山岩群形成于俯冲作用背景下的岛弧环境.因此,上述证据共同反映了华北克拉通东、西陆块碰撞产物的中部造山带经历了新太古代晚期-古元古代早期的俯冲碰撞造山作用.