冀北古元古代东瓦窑杂岩体的发现及其对华北克拉通伸展事件的制约

华北克拉通的形成时间一直存在分歧,冀北基底隆起区是研究华北克拉通形成演化过程的理想区域。在冀北新发现的东瓦窑古元古代后造山A型花岗岩杂岩体,对揭示华北克拉通的形成时限具有重要启示。以东瓦窑杂岩体为研究对象,开展了岩石学、地球化学、锆石U−Pb年龄和Hf同位素研究,讨论杂岩体的形成时代、岩石成因和构造环境。锆石LA−ICP−MS U−Pb测年表明,东瓦窑杂岩体的正长花岗岩和石英正长岩侵位年龄分别为1920±11 Ma和1902±12 Ma,表明东瓦窑杂岩体侵位于古元古代晚期,并非以前认为的早白垩世。岩石地球化学研究表明,该区正长花岗岩富SiO2(72.07%~75.03%)、Na2O＋K2O(8.54%~8.99%)、K2O(5.78%~6.64%)、贫CaO、Al2O3、MgO、P2O5、TiO2、Ba、Sr、Eu、P和Ti。石英正长岩属于碱性系列,富SiO2(66.09%~66.65%)、Na2O＋K2O(12.22%~12.35%)、K2O (10.00%~10.18%),贫TiO2、MgO、CaO、Sr、Eu和Ti。正长花岗岩和石英正长岩均具有较高的TFeO/MgO、K2O/MgO、(Na2O＋K2O)/CaO值和较高的锆石饱和温度(平均822°C),显示A型花岗岩的地球化学特征。东瓦窑杂岩体形成于后造山伸展环境,为后造山A2型花岗岩。正长花岗岩和石英正长岩的锆石εHf (t)值分别为–2.56~+2.42和–3.27~+4.17,模式年龄tDM1分别为2262~2419 Ma和2175 ~2466 Ma,显示其岩浆主要源于古老地壳物质的部分熔融。东瓦窑古元古代晚期后造山A型花岗岩杂岩体的识别与确定,表明华北克拉通北缘存在古元古代晚期后造山伸展构造−岩浆事件,标志华北克拉通1.92 Ga前后的碰撞造山拼合作用结束,进入后造山伸展演化阶段。 华北克拉通的碰撞拼合形成时限可能为1.92 Ga前后。     

塔里木克拉通古元古代晚期A型花岗岩成因及对哥伦比亚超大陆演化的指示意义

塔里木克拉通保存有古元古代晚期与哥伦比亚超大陆演化相关的岩浆和构造记录。本文综述了塔里木克拉通周缘的古元古代晚期A型花岗岩,识别出两期(1.95Ga和1.85~1.73Ga)具不同地球化学特征的A型花岗岩。两期花岗岩均来源于具英云闪长岩和花岗闪长岩成分特征的地壳的部分熔融。~1.95Ga花岗岩具有相对较高的SiO₂和Sr含量、Y/Nb和Ce/Nb比值、较低的ε_Hf(t)值(-13~-5.2),为A2型花岗岩,形成于活动大陆边缘或弧后伸展等构造环境;而1.85~1.73Ga花岗岩具有相对较低的SiO₂和Sr含量、Y/Nb和Ce/Nb比值、和较高的ε_Hf(t)(-5.9~+8.7)和ε_Nd(t)(-6.2~-2.5)值,为A2向A1过渡类型,形成于碰撞后伸展或者陆内伸展背景。笔者综述还发现塔里木克拉通内部元古代晚期岩浆和变质也可以明显的分为两期,岩浆岩峰值分别为1.93Ga和1.85Ga,变质年龄峰值为1.96Ga和1.84Ga,说明塔里木克拉通内部存在两期不同的古元古代晚期构造-岩浆事件。这两期构造-岩浆事件对应于俯冲型造山和碰撞造山后伸展环境,可能分别记录了哥伦比亚超大陆聚合和裂解过程,也就是说哥伦比亚超大陆可能在1.85Ga左右已经开始部分裂解。

     

华北克拉通北缘中段古元古代强过铝质花岗岩地球化学特征及其构造意义

华北克拉通北缘中段沿集宁—凉城—千里山一线分布着大量的强过铝质花岗岩。与一般强过铝质花岗岩相比,其SiO,含量、A120卵i02比值（小于100）、Rb／Sr比值和Rb／Ba比值低,但CaO／Na2O比值高（大于0．3）。稀土元素复杂,正Eu异常、负Eu异常、Eu异常不明显均发育,大致可以分成2种类型：第一类具有中等程度轻稀土富集、重稀土平缓;第二类轻稀土特征与第一类一致,但其重稀土变化大。稀土元素特征不一致主要是由于其源岩不同。LILE（K、Rb、Ba）相对富集,HSFE（Nb、Ti、P）亏损,这种地球化学特征暗示该区强过铝质花岗岩的源区成分为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深,其构造环境与澳大利亚拉克伦造山带—致,属高温型碰撞带,应为华北克拉通西部陆块和东北陆块古元古代碰撞峰期后岩石圈伸展的产物。     

华北克拉通古元古代地质记录及其构造意义

华北克拉通上存在广泛的古元古代地质记录,尤其是构造岩石组合和同位素年龄资料,显示克拉通上可能存在多条古元古代的汇聚拼合带:如鄂尔多斯地块与华北东部-阴山地块之间的拼合造山带、华北东部地块与狼林地块之间的胶辽造山带以及华北克拉通北缘的安第斯型汇聚边界等.华北克拉通中部地区的古元古代锆石年龄数据统计,显示出2.3~2.4 Ga、2.0~2.2 Ga和1.8~1.95 Ga三组年龄值,暗示华北克拉通古元古代可能存在两个演化阶段:其中古元古代末期(1.8~1.95 Ga)的造山事件已得到了广泛认可,并认为与全球Columbia超大陆汇聚事件相关;而2.3~2.4 Ga、2.00~2.2 Ga所代表的构造热事件的性质和意义尚不明确.我国古元古代末期有关陆块汇聚的构造热事件以及其后的裂解事件群和地层学记录,与新的国际前寒武纪地质年代表建议的古-中元古代界线一致,这将促进我国特别是古中元古代的前寒武纪研究.     

华北克拉通中元古代A型花岗岩的成因及其构造意义

华北克拉通保存有与Columbia超大陆裂解相关的中元古代岩浆记录。本文综述了华北克拉通中元古代A型花岗岩的时空分布、岩石学和地球化学等特征, 讨论了各期次A型花岗岩的成因及构造背景, 论述了其对华北克拉通中元古代裂解事件的指示意义。华北克拉通主要发育4期A型花岗岩: 1)~1.78 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽和晋陕地区; 2)~1.70 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽; 3)~1.60 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽; 4)~1.32 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽。这4期A型花岗岩均来源于地壳物质的部分熔融, 可能与同期伸展作用导致岩浆底侵提供热源有关。整体具有造山后伸展到陆内裂谷环境的演化序列, 且存在明显的时空差异。华北克拉通中元古代A型花岗岩记录了4期主要的裂解事件, 为华北克拉通参与了Columbia超大陆裂解提供了依据。

     

华北克拉通南缘古元古代晚期小河A型花岗岩体成因及其地质意义

华北克拉通南缘出露的古元古代花岗岩是研究前寒武纪地壳演化的重要载体。文章报道出露于华北克拉通南缘的小河花岗质岩体的锆石U-Pb年龄和地球化学组成,探讨其岩石成因和前寒武纪地壳演化意义。小河岩体的岩性为含黑云母二长花岗岩,根据其稀土元素特征可以分为两类,第一类表现为轻稀土元素富集、重稀土亏损的右倾配分模式,具有中等分异特征,第二类具有稀土总量较低,轻重稀土分馏不明显,中稀土亏损的稀土元素分布模式,具有高分异特征。锆石U-Pb年龄表明两种类型岩石形成于～1.80 Ga,为同一期次岩浆活动。两类岩石均具有富硅、富碱和弱过铝质特征,属于高钾碱钙质—钙碱质系列;富集Rb、Th、U、K等元素,亏损Ba、Sr、P和Ti等元素。两类岩石有相同的Nd-Hf同位素组成特征,其岩浆源区可能均为华北克拉通南缘晚太古宙基底物质。此类铝质A型岩浆作用可能是与伸展体制相关的岩浆—热事件,暗示在约1.80 Ga时华北克拉通南缘为碰撞/造山后的伸展环境。     

扬子陆核古元古代A型花岗岩的年代学与地球化学研究及其构造意义

以侵入于宜昌崆岭杂岩中的圈椅埫花岗岩体为研究对象,系统研究了其年代学和地球化学特征,并据此对岩石成因和扬子陆核古元古代构造演化过程进行探讨。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,圈椅埫花岗岩形成年龄为(1 822±44) Ma,说明其为扬子陆核古元古代岩浆活动产物。地球化学研究表明,该花岗岩体富Si,贫Al、Mg,微量元素组成上富集Rb、Th,具有Eu、Ba、Sr和高场强元素的负异常。岩石具有高Ga/Al比值和(Zr+Nb+Ce+Y)含量,其锆石饱和温度计算值较高(＞862 ℃),综合地质地球化学特征表明该岩体应属铝质A型花岗岩。岩体的εNd(t)值在-12.4~-10.3之间变化,对应两阶段Nd同位素模式年龄值为3.3~3.2 Ga,暗示岩体可能形成于扬子陆核深部古老的长英质地壳物质在后碰撞伸展构造背景低压、高温条件下部分熔融。结合前人已有的研究成果,认为其可能与区域上2.0~1.9 Ga板块碰撞造山后发生的由碰撞挤压向伸展作用的构造转换作用有关。扬子陆核古元古代构造岩浆事件与全球范围内2.1~1.8 Ga的与Columbia超大陆演化有关的碰撞造山-裂解事件时间吻合,表明扬子陆核可能是Columbia超大陆的重要组成部分之一。     

孔兹岩带古元古代中期构造背景：来自卓资地区～2.2Ga紫苏碱长花岗岩的证据

麻粒岩-紫苏花岗岩杂岩在华北克拉通孔兹岩带内分布较广但研究程度较低,本文对孔兹岩带东部卓资地区大什字紫苏碱长花岗岩进行了详细的岩相学、地球化学和地质年代学研究,探讨了其形成时代、岩石成因及构造背景,为孔兹岩带构造演化及孔兹岩系沉积环境提供约束。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明大什字紫苏碱长花岗岩形成于古元古代中期(～2.2Ga),并经历了古元古代晚期构造热事件及～1.89Ga变质作用叠加改造。岩石具有铁质、钙碱性至碱钙性、准铝质至弱过铝质特征,具有较高SiO₂、Na₂O+K₂O、Ga、Zr含量及FeO~T/(FeO~T+MgO)值,低Al₂O₃、CaO、MgO、 Sr、Cr含量及较高的全岩锆石饱和温度(835～887℃,平均860℃),与A型花岗岩指标相近。样品呈现平坦的右倾型稀土元素配分模式和弱的负Eu异常,富集K、Rb、Ba、Zr、Hf,亏损Sr、Nb、Ta、P、Ti。综合研究表明大什字紫苏碱长花岗岩是在弧后伸展背景下幔源岩浆上涌导致英云闪长质、花岗闪长质地壳岩石部分熔...     

华北克拉通南缘A型花岗岩的年代学和Nd-Hf同位素组成:对古元古代晚期伸展事件的制约

河南上店和登封古元古代晚期A型花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究为讨论华北克拉通南缘中部古元古代晚期构造演化提供了依据。结果表明,上店花岗斑岩和登封正长花岗岩中锆石发育振荡生长环带,结合高的Th/U比值(0.36~1.64),表明其为岩浆成因,岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1801Ma、1801Ma和1795Ma,即它们形成于古元古代晚期;上店花岗斑岩具有高SiO_2(70.30%~71.83%)、富碱(K2O+Na2O=8.76%~11.01%)、贫Ca O(0.18%~0.36%)、P2O5(0.12%~0.15%)和MgO(0.02%~0.20%)的特征,富集LILEs(Cs、Rb、Ba和K)、贫HFSEs(Nb、Ta、Zr和Hf)和强烈亏损Sr、P、Ti元素,具有负的Eu异常(δEu=0.44~0.59),结合高的FeOT/(FeOT+MgO)比值(0.94~1.00)和10000×Ga/Al比值(2.70~3.74),暗示其为A型花岗岩,具造山后A2型花岗岩特征;上店花岗斑岩的全岩εNd(t)值变化于-8.94~-6.87之间,tDM2=3243~3049Ma,锆石εHf(t)值介于-14.1~-6.5之间,tDM2=3030~2655Ma;登封正长花岗岩的锆石εHf(t)值介于-11.3~-8.4之间,tDM2=2887~2744Ma。上述结果暗示,上店和登封A型花岗岩均来源于幔源岩浆底侵作用下的中-新太古代基底物质的部分熔融,形成于华北克拉通东部和西部陆块碰撞造山后的伸展环境。     

华北克拉通北缘牛圈银矿区两期A型花岗岩的成因及其构造意义

西伯利亚板块和华北克拉通之间的古亚洲洋最终消减闭合的时间问题一直存在很大的争议,对区域内A型花岗岩的研究可以为该问题的解决提供有效约束。本文详细研究了华北克拉通北缘牛圈银矿区及其外围出露的海西期A型花岗岩和相关的暗色镁铁质微粒包体及辉绿岩脉的地质年代学和地球化学特征,以期解释其岩石成因并讨论构造指示意义。牛圈银矿区的花岗岩主要包括中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒钾长花岗岩,锆石U-Pb定年结果表明中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒钾长花岗岩分别形成于268.7±3.2Ma和254.2±2.8Ma,基性辉绿岩脉则形成于267.6±3.9Ma,与矿区早期中粗粒黑云母花岗岩几乎同时代或略晚。矿区两期花岗岩都具有弱过铝质特征,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列岩石,均以高SiO₂、富碱、高FeO^T/（FeO^T+MgO）和Ga/Al比值;贫CaO、MgO、TiO₂、P₂O₅;富集Rb、Th、U、Y、F而亏损Ba、Sr、P、Ti、Eu等为特征,结合矿物学特征（半自形石英、他形铁质黑云母、出现条纹长石、缺乏碱性暗色矿物等）表明它们均为铝质A₂型花岗岩。这也得到了较高的全岩锆石饱和温度（T_Zr）的支持,中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒钾长花岗岩的岩浆结晶温度分别为784~822℃（平均值805℃）和843~871℃（平均值856℃）。中粗粒黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质暗色包体。本文认为牛圈中粗粒黑云母二长花岗岩为古元古界红旗营子群基底杂岩中的花岗质片麻岩为主的中下地壳物质部分熔融,并与幔源基性岩浆发生岩浆混合作用形成的。年代学、主微量元素及Sr-Nd同位素数据表明,牛圈细粒钾长花岗岩与中粗粒黑云母二长花岗岩不是同一岩浆房演化的产物,而是代表两期岩浆活动,且晚期细粒钾长花岗岩形成过程中地幔物质添加相对更多。通过对牛圈银矿区两期A型花岗岩的研究,结合前人关于华北克拉通北缘中二叠世碱性岩浆岩带的研究,本文认为华北北缘在中二叠世伊始（~270Ma）就已经发生构造体制转换并进入后造山伸展环境,古亚洲洋的最终闭合可能早于270Ma。从牛圈早期中粗粒黑云母二长花岗岩到晚期细粒钾长花岗岩的相继侵位,伴随着更多的地幔物质的加入,其A型花岗岩特征愈发明显,指示华北北缘被破坏大陆边缘越来越强烈的伸展作用。     

华北克拉通南缘古元古代末(～1.84Ga)垣头A-型花岗岩成因及其构造意义

在华北克拉通陆续发现有大量的古元古代末-中元古代早期A-型花岗岩,它们具有独特的地球化学特征和特定的形成条件,可为进一步了解A-型花岗岩的岩石成因以及华北克拉通由结晶基底的形成向稳定盖层发育时期构造环境的转折提供重要依据。本文对华北克拉通南缘产出的垣头花岗岩体进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Nd-Hf-O同位素研究。结果表明,垣头岩体岩石类型主要为正长花岗岩,形成时代为1841±4Ma;全岩样品具有较高的铁(FeO~T/(FeO~T+MgO)=0. 75～0. 86)、富碱(K_2O+Na_2O=8. 11%～9. 13%,K_2O/Na_2O 1)、低MgO (0. 28%～0. 56%)、P_2O_5(0. 04%～0. 08%)和MnO(0. 03%～0. 04%),富含大离子亲石元素(如Rb、Th、U、K)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具有Eu、Sr负异常,高10,000Ga/Al比值( 2. 76)、准铝质-弱过铝质且不含碱性暗色矿物,属于铝质A-型花岗岩;全岩εNd(t)=-4. 68、tC DM=2. 70Ga,锆石εHf(t)=-12. 0～-4. 71、tC8DM=3. 22～2. 78Ga,锆石δ1O=5. 4‰～6. 5‰(加权平均值为6. 1‰),指示它们是古老基底物质部分熔融的产物。结合区域上的地质特征和研究资料,我们认为垣头A-型花岗岩体形成于碰撞后的伸展环境,标志着华北克拉通1. 85Ga前后的造山运动的结束。     

华北克拉通南缘1600Ma麻坪A型花岗岩的成因及其地质意义

麻坪花岗岩体产于华北克拉通南缘,岩石类型主要为花岗斑岩,具斑状结构,斑晶主要为钾长石和石英。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,岩体的形成时代为1600Ma。所有样品高SiO 2(70.51%~75.69%)、富碱(K2O+Na2O=7.42%~10.27%,K2O/Na2O23),贫MgO(0.24%~0.58%)、CaO(0.06%~0.12%)、P2O5(0.04%~0.08%)和MnO(0.01%),以及Eu、Sr和Ti负异常,表明它们在演化过程中经历了钾长石、斜长石、铁钛氧化物等的分离结晶作用。它们高的铝饱和指数(A/CNK1.11),显示强过铝质特征。然而,麻坪花岗斑岩高的Ga/Al比值以及高的锆石饱和温度(870~953℃),显示典型的A型花岗岩特征。因此,麻坪花岗斑岩为强过铝质A型花岗岩。麻坪花岗斑岩的地球化学特征、锆石Hf同位素组成以及二阶段模式年龄表明其来自太华群高温条件下部分熔融,同时基性岩浆的底侵作用为之提供了相应的热源。麻坪花岗斑岩的产生是裂谷岩浆活动的产物,其形成可能与Columbia超大陆的裂解有关。     

胶北地体古元古代中期花岗片麻岩的成因和构造意义——SHRIMP锆石U-Pb年龄和全岩地球化学约束

报道了胶北地体古元古代中期花岗片麻岩的SHRIMP锆石年龄和全岩地球化学组成.锆石测年结果显示,本次研究的花岗片麻岩年龄为2 184～2 112 Ma,经历了～1.85 Ga的变质作用.尽管采自不同地区花岗片麻岩的地球化学组成存在明显差异,但它们普遍具有高SiO2、Na2O+K2O、Zr含量,高10 000Ga/Al值...     

华北克拉通古元古代构造事件

本文讨论了华北克拉通的古元古代表壳岩系、高压麻粒岩和孔兹岩系的若干问题,提出了(1)华北克拉通在约2500Ma太古宙结束时已基本形成.在2300Ma之前处于相对稳定的构造环境;(2)2300～1950Ma期间,华北克拉通经历了一次基底陆块的拉伸-破裂事件,在克拉通内部发育了晋豫、胶辽裂陷盆地和丰镇陆内凹陷盆地;(3)约1900Ma期间,有地幔上涌并伴随辉长岩浆的底侵作用,引起大青山-丰镇地区的超高温变质作用.底侵的辉长岩浆作为岩体和岩墙在下地壳就位,并发生高压麻粒岩相变质作用;(4)约1850Ma期间,华北克拉通经历了一次挤压构造事件,导致了裂陷盆地的闭合和焊接,形成晋豫和胶辽两个类似于现代陆.陆碰撞型的造山带;(5)在华北克拉通的北缘,华北克拉通可能与其北部的另一古老陆块或岛弧拼合,其拼合带应位于白云鄂博以北.现在已残缺不全.孔兹岩系可能代表了平行于北缘造山带的一条构造带.与北部造山带的俯冲碰撞相关的陆内深部逆掩造成了麻粒岩相岩石的形成和抬升;(6)白云鄂博群、化德群和渣尔泰(-狼山)群是与长城系相同时期发育的被动大陆边缘裂谷盆地;(7)1850～1700Ma期间,华北克拉通进入伸展构造体制,导致基底抬升,产生裂陷槽、基性岩墙群和非造山岩浆活动.     

Geochronology and geochemistry of the late Neoproterozoic A-type granitic clasts in the southwestern Tarim Craton: petrogenesis and tectonic implications

ABSTRACT

Due to sparse data for deciphering the late Neoproterozoic tectonic history, there is still considerable debate on whether long-lasting superplume-related or long-duration subduction-related dynamics dominated the Tarim Craton. In this contribution, our field investigations detail the late Neoproterozoic siliciclastic successions, and we report the first granitic conglomerates with zircon U–Pb ages of 753.9 ± 3.7 Ma in the SW Tarim Craton. Importantly, detrital zircons from the thick Cryogenian sedimentary basin also contain a major zircon population at ca. 750 Ma. Together with seismic data, this suggests a large ca. 750 Ma magmatic event in the SW Tarim Craton. Geochemically, the granitic clasts exhibit A-type granite features with high SiO₂, high alkali but extremely low K, high FeO^T/MgO and Ga/Al, and high high-field strength elements (HFSEs) (i.e. Nb, Hf, and Ta) with significant depletion in Rb, K, Sr, P, Eu, and Ti, and significant negative Eu anomalies (Eu* = 0.13–0.36), showing ferroan granite affinities. Including the detrital zircons, the ca. 750 Ma zircons have a large range of negative εHf(t) values (?19.46 to ?1.16). Elemental and zircon Hf isotope data suggest that the granites were derived from Palaeoproterozoic reworked continental crust and are probably related to crustal thinning and extension. By comparison with previous studies, we conclude that Rodinia breakup was diachronous in the outer parts of the supercontinent.