华北克拉通五台群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

通过对五台群石咀亚群金刚库组4个典型样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,对五台群的形成时代及华北克拉通新太古代—古元古代期间的地壳演化进行了探讨。锆石U-Pb同位素测定结果表明,侵入金刚库组中的片麻状花岗岩锆石的U-Pb年龄为2548Ma,因此五台群的上限年龄约为2.5Ga;金刚库组黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的原岩锆石U-Pb年龄分别为2663Ma和2636Ma,因此五台群的下限年龄约为2.7Ga。五台群的地质年龄为2.5~2.7Ga,属于新太古代。锆石Hf同位素研究结果表明,黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的二阶段Hf模式年龄(tDM2)均为2.8Ga左右,指示2.8Ga左右是五台山区乃至整个华北克拉通地壳生长的重要时期;片麻状花岗岩tDM2平均为2.57Ga,与锆石结晶年龄非常接近,表明2.5Ga左右也是华北克拉通地壳的主要增生期。地壳的增长是幕式的,2.8Ga和2.5Ga都是华北克拉通地壳生长时期。     

华北克拉通西南缘汝阳群沉积时代及其地质意义：来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

汝阳群分布在华北克拉通西南缘,位于河南-陕西-山西交界地区,主要为一套未变质的碎屑岩及碳酸盐岩地层,不整合于熊耳群火山岩系之上,其上被洛峪群整合覆盖。长期以来,其地质时代一直存有较大的争议。本文通过对汝阳群下部白草坪组4个石英砂岩样品中的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分布范围为3 000～1 800 Ma,主要集中在2 600～2 400 Ma之间(约占67%),年龄主峰值为2 550～2 500 Ma,说明其沉积物质主要来源于新太古代末以及古元古代的地质体。其中,最年轻锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb谐和年龄值分别为1 817±22 Ma、1 838±23 Ma、1 924±17 Ma和1 829±28 Ma,说明汝阳群沉积时代不老于1 800 Ma,与其上覆洛峪群中近期获得1 611±8 Ma的年龄相吻合,因此其形成时代应为中元古代早期。     

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。     

华北克拉通北缘化德群中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄及其构造意义

化德群出露地区位于华北克拉通北缘中部,紧邻中亚造山带南缘,呈近东西向展布。在它的西边是早-中元古代的白云鄂博裂谷和渣尔泰—狼山裂谷,东南面是由长城系、蓟县系和青白口系组成的早-新元古代的燕辽裂陷槽,南边分布着1.9~1.8Ga麻粒岩相变质的丰镇群（孔兹岩系）,北边出露有代表中亚造山带的古生代岩石。化德群由一套浅变质和未变质的沉积岩组成,无火山岩夹层。地层序列包含多个沉积旋回,每个旋回自下而上为含砾砂岩、砂岩、碳酸盐岩和泥质岩。岩石组合反映了从河流—滨海—浅海相的沉积环境。化德群的地层序列可以和白云鄂博群及渣尔泰群相对比。本文对化德群四个变质砂岩样品中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,年龄主要集中在1800±50Ma和1850±50Ma,另外还有~2500Ma和~2000Ma的次要峰值。化德群底部变质含砾云母长石石英砂岩中碎屑锆石的最小谐和年龄是1758±7Ma,限定了化德群沉积时代的下限。碎屑锆石的CL图像显示,1800±50Ma和1850±50Ma的锆石主要是变质成因,少量岩浆成因,说明化德群的源区主要是古元古代的变质岩,少量岩浆岩。~2500Ma和~2000Ma的碎屑锆石代表了更为古老的源区。碎屑锆石的U-Pb年龄限制了化德群的沉积时代为古元古代晚期—中元古代,年龄峰值对应华北克拉通的重要构造热事件,而无与中亚造山带地质事件相关的年龄信息。沉积组合特征表明化德群属于稳定的浅水—半深水沉积盆地。化德盆地、渣尔泰—狼山盆地和白云鄂博盆地共同构成华北克拉通北缘的被动陆缘裂谷系,该裂谷系的形成可能与燕辽及熊耳裂陷槽的打开是同时期的。因此,华北克拉通的北界应该置于化德群出露区域以北。基于锆石特征的详细分析及对比,我们认为化德群以南的孔兹岩系可能是化德群的主要源区。     

吕梁杂岩界河口群的源区特征及构造背景: 来自锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

华北克拉通中部造山带被认为是由东西陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带,而吕梁杂岩位则位于中部造山带中段西缘,紧邻中部造山带与西部陆块的边界。总体上,吕梁杂岩可以分为花岗质岩体以及变质表壳岩两大类,其中前者中的赤坚岭片麻岩在本次研究中获得的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为2180Ma,而εHf(t)值为+0.52～+4.30。变质表壳岩又可进一步划分为界河口群、吕梁群以及野鸡山群,其中界河口群主要由变泥砂质岩石、大理岩以及少量的斜长角闪岩组成。变质沉积岩的地球化学及Nd同位素特征说明它们的源岩为中酸性岩石,有可能是太古宙上地壳与新生酸性弧物质的混合。本次研究以及前人的研究数据都表明界河口群最下部奥家滩组中变质沉积岩的碎屑锆石最小峰值年龄在2.0Ga左右,这为界河口群形成时代的下限做出了限制,而界河口群中斜长角闪岩的顺时针近等温降压P-T轨迹则与中部造山带中～1.85Ga的主期变质作用特征一致,这为界河口群形成时代的上限做出了限制。由于界河口群中碎屑锆石的U-Pb年龄以及Hf同位素特征与同属吕梁杂岩的野鸡山群不同而与西部陆块孔兹岩带中的变质沉积岩具有相似性,因此我们推断界河口群的源岩不是来自中部造山带而是来自鄂尔多斯陆块。综上所述,在2.00～1.85Ga之间形成于鄂尔多斯陆块东缘被动大陆边缘盆地中的界河口群在～1.85Ga的东西陆块碰撞过程中沿着韧性剪切带向东逆冲从而进入中部造山带中。     

浑善达克沙地的碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其源区意义

通过对浑善达克沙地末次冰盛期（LGM）以来沙样的碎屑锆石原位U-Pb年龄和Hf同位素组成的分析,并与周围可能源区的岩石年龄和Hf同位素组成进行对比,发现浑善达克沙样的U-Pb年龄主要可以分为3组（2.6～2.3 Ga,2.2～1.6 Ga和显生宙100～500 Ma）.其中较老的两组和具有负εHf（T）值的显生宙锆石可能来源于华北克拉通北部的燕山褶皱带,而具有正εHf（T）值的显生宙锆石可能来源于中亚造山带东部.现代沙和LGM沙具有相同的锆石U-Pb年龄谱和εHf（T）组成特征.同时,与蒙古中南部和塔里木中部沙样进行对比,发现蒙古中南部沙样主要来源于中亚造山带的显生宙高山,而塔克拉玛干沙漠在锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成上与浑善达克沙地存在较大的差异,表明西部的大沙漠对东部沙地的贡献很小.     

华北克拉通中部阜平杂岩的演化及其构造属性:来自湾子表壳岩碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

出露于华北克拉通中部带太行山区的阜平杂岩经历了角闪岩相至麻粒岩相变质作用,传统上视为古老的太古宙地层,其形成历史和演化对正确理解华北克拉通前寒武地质有着十分重要的意义.     

华北克拉通甘陶河群南寺组碎屑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及构造意义

甘陶河群是华北克拉通前寒武纪典型地层之一,主要出露在河北省西北部。本文报道了甘陶河群南寺组碎屑岩地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征,主要认识如下:样品均属长石砂岩或石英砂屑岩,具有Nb、Ta、Zr、Hf亏损特征和负Sr异常;碎屑锆石U-Pb年龄主要分为三组:1800~2400Ma、2400~2600Ma和2600~3100Ma;甘陶河群南寺组最年轻的碎屑锆石年龄为1861 Ma,结合甘陶河群上覆地层东焦群形成于约1.83Ga之后的地质事实,制约甘陶河群南寺组沉积上限范围1861~1830Ma。所有样品均具有约2.5Ga年龄峰值,记录了华北克拉通前寒武纪基底强烈构造岩浆热事件的时代,证明了华北克拉通前寒武纪基底主要由约2.5Ga岩石组成;中部带大陆地壳增生主要发生在约2.5Ga。     

江西武功山地区老虎塘组碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素: 沉积时代厘定及其源区特征

江西宜春武功山地区出露的震旦纪老虎塘组由薄层状的砂岩、粉砂岩和泥岩组成,岩石普遍经历了强烈的变形和变质作用。由于缺乏古生物化石和年龄值,其沉积时代和源区存在着争议。本文运用LA-ICP-MS技术,对老虎塘组两件变砂岩中的碎屑锆石进行了U-Pb和Hf同位素测定,共获得187个U-Pb年龄值,主要位于423~537 Ma和660~1 280 Ma两段。两个样品中最年轻的碎屑锆石年龄为(432.7±1.8)Ma,结合区域地质资料限定老虎塘组形成时代为志留纪。锆石U-Pb年龄和Hf同位素表明,年龄为423~537 Ma的碎屑锆石主要来源于华夏板块北缘加里东期的花岗岩,而年龄为660~1 280 Ma碎屑锆石显示物源主要来自钦—杭结合带,而其它少量的古元古代和太古代物质可能主要来源于华夏板块基底或者再循环的物质。因此,碎屑锆石年龄显示老虎塘组物源主要来源于华夏板块北緣加里东期岩浆岩和钦—杭结合带。大量的早古生代碎屑锆石数据反映了华夏板块北緣加里东期的造山事件,这次造山事件为早古生代晚期沉积盆地提供了大量的物质来源。     

山西吕梁地区岚河群沉积时代及形成环境：来自碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

山西吕梁地区是华北克拉通保存古元古界变质表壳岩良好地区, 其中的岚河群在吕梁山北部岚县南北两侧大量出露, 由碎屑岩、碳酸盐岩夹少量基性火山岩等多个沉积旋回的沉积组合构成, 经历绿片岩相浅变质作用改造, 保留了大量原始沉积构造, 是探讨该群沉积 特征、形成时代及与其它表壳岩群关系的理想对象。 对岚河群 3 件样品的碎屑锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年, 获得底部含砾砂岩最年轻碎屑锆石 2.2 Ga 的峰值年龄, 该群经历了 1.87 Ga 的 区域变质作用, 因而限定岚河群沉积于 2.2～1.87 Ga 之间。 碎屑锆石年龄谱显示了～2.2 Ga 的 主峰期和～2.3 Ga 及太古代中晚期等较小峰期年龄, 指示主要源自古元古代陆壳物质源区, 它们的主峰期年龄锆石与吕梁地区同期岛弧花岗岩锆石 Hf 同位素特征一致, 且其沉积组合反映了物源区活动性较强, 证明岚河群形成于活动陆缘岛弧相关的沉积盆地。 野鸡山群下部的 青杨树湾组和白龙山组沉积组合与岚河群沉积地层序列类似, 它们均形成于 2.2 Ga 左右, 说明野鸡山下部沉积与岚河群相同, 也形成于活动陆缘岛弧环境的沉积盆地, 分别代表了盆地同时异相的沉积产物。 野鸡山群上部程道沟组与黑茶山群沉积序列类似, 具有造山过程相关盆地的磨拉石建造组合特征, 它们均形成于 1.85 Ga 之后, 代表与碰撞造山过程相关前陆盆地快速堆积。 因此, 3 个岩群表壳岩的沉积演化揭示了华北克拉通中部～2.2 Ga 俯冲汇聚相关的活动陆缘岛弧环境, 在～1.85 Ga 转为陆-陆碰撞造山演化过程。     

华北克拉通东部及苏鲁造山带的地壳生长: 来自现代河流碎屑锆石的U-Pb定年和Hf同位素证据

来自年轻沉积物或现代河流的碎屑锆石是研究大陆地壳生长演化的理想载体.为揭示华北克拉通东部和苏鲁造山带大陆地壳的生长演化, 采集了中国东部大清河、潮白河、辽河、大沽河和胶莱河的5个地方的河沙样品, 并对分选出来的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS和MC-LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素微区原位分析, 获得了396个锆石U-Pb谐和年龄及其对应的Hf同位素组成.2.4~2.5 Ga和1.8~1.9 Ga两个年龄特征峰指示大清河、潮白河和辽河的碎屑锆石来源于华北克拉通东部.辽河一部分100~500 Ma的锆石具有正的ε_Hf(t)值和年轻的Hf模式年龄, 显示出显生宙的地壳生长.苏鲁造山带大沽河和胶莱河的碎屑锆石U-Pb年龄分布相对比较复杂, 但锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征表明其为华北克拉通和扬子克拉通的混合来源.来自大清河、潮白河和辽河的锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据, 表明华北克拉通东部地壳生长的主要时期为2.4~3.0 Ga, 并在2.6~2.7 Ga时处于生长的最高峰, 次一级的生长期为1.3~2.3 Ga, 而在其他阶段几乎没有地壳的生长或者不明显.华北克拉通东部现存大陆地壳的80%来源于太古代和古元古代的生长, 而自古元古代开始大陆地壳的演化就以古老地壳的重熔再改造为主.此外, 大沽河碎屑锆石的Hf同位素组成揭示出苏鲁造山带在古生代(300~500 Ma)存在明显的地壳生长.      

北京密云环斑花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素及其地质意义

密云岩体位于华北克拉通东部,由环斑花岗岩和斑状黑云母花岗岩组成,是典型 A 型环斑花岗岩岩体之一。锆石的 LA-ICPMS U-Pb 年代学研究表明,密云环斑花岗岩形成于1681±10Ma 和1679±10Ma,而围岩片麻岩的原岩形成于2521±14Ma。锆石的 LA-MC-ICPMS Hf 同位素研究表明,太古代片麻岩来源于亏损地幔物质的部分熔融,从而表明2.5 Ca 是华北克拉通地壳重要的生长期;环斑花岗岩中锆石 Hf 同位素组成为δ_(Hf)(t)=～-5,两阶段模式年龄为 T_(DM2)=2.6～2.8Ga,表明它们来源于太古代新生地壳的部分熔融,密云环斑花岗岩侵位于华北克拉通大陆裂解、伸展环境,可能与全球古元古代未期Columbia 超大陆的裂解有关。     

北祁连肃南地区阴沟群形成时代及沉积源区讨论——碎屑锆石U-Pb年龄证据

北祁连造山带肃南地区是阴沟群的典型分布区,主要由中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、变质泥岩及砂岩组成。本文对阴沟群上部2件粗砂岩碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄的测定,分别获得最小谐和年龄(425±2)Ma、(425±5)Ma,代表其形成时代可能为早—中志留世,说明肃南地区原划为早奥陶世的阴沟群可能存在不同时代的物质组成,其形成时代需要进一步的厘定。碎屑锆石谐和年龄分布特征表明,其物源主要来自南部的中祁连地块(800~1000 Ma、1600~1800 Ma),其次来自北祁连岛弧和同碰撞/碰撞后花岗岩(425~510 Ma),而源自北部华北板块的沉积物(老于1800 Ma的锆石)则极少。     

鲁西隆起侏罗系碎屑主物源来自华北北缘:锆石U-Pb和Hf同位素年代学证据

鲁西隆起保存并出露比较完整的晚中生代沉积记录,是研究华北东部晚中生代构造演化的重要窗口。本文采用碎屑锆石LA-MC-ICP-MS测年方法分析鲁西隆起北缘淄川地区坊子组和三台组中的两个砂岩样品,以此探讨华北东部侏罗纪的沉积物源并约束构造古地理格架。两个砂岩样品具有近似的U-Pb年龄谱。古元古代和新太古代两组U-Pb年龄及其Hf同位素组成与广泛出露于北部的华北克拉通基底一致,根据缺乏新元古代中期(850～700 Ma)岩浆年龄和三叠纪变质年龄的事实,以此可以排除扬子板块以及现今临近于鲁西隆起东南部的苏鲁造山带物源。坊子组和三台组碎屑锆石显生宙年龄(393～256 Ma)记录的晚古生代岩浆活动均未发现于鲁西隆起及其邻近地区,而可以与大量出露于华北北缘及其北部的兴-蒙造山带的岩浆活动进行对比。此外,相当部分的显生宙碎屑锆石(183 Ma、462 Ma和324～154 Ma)具有正的ε_Hf(t)值(0.9～12.7)同位素特征,也与兴-蒙造山带特征相似,且三台组砂岩中显生宙碎屑锆石及其中ε_Hf(t)值为正值的比例较坊子组均增多。研究认为,华北北缘及其北部的兴-蒙造山带在侏罗纪时从早到晚不断抬升、剥蚀,形成相对华北克拉通内部的高地势特点,由此大量的剥蚀产物向南输运而成为鲁西隆起侏罗系的主要碎屑物源。     

华北克拉通宣龙式铁矿锆石U-Pb年龄及其对矿床成因的制约

华北克拉通宣龙式铁矿是中国北方最重要的沉积型铁矿类型,形成于元古宙中期(1800~800Ma)。河北大岭堡地区鲕状赤铁矿石发育大量碎屑锆石,对这些碎屑锆石及庞家堡地区侵入串岭沟组的花岗岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析。鲕状赤铁矿石碎屑锆石获得了2组主要的峰值年龄,分别为1873Ma和2530Ma,记录了华北克拉通约1850Ma和约2500Ma两次构造热事件,结合前人研究,表明其与围岩具有基本一致的碎屑锆石源区,与北京十三陵地区串岭沟组源区略有差异,推测宣龙式铁矿可能为华北克拉通响应Columbia超大陆裂解的产物。花岗岩脉锆石U-Pb年龄为202.3±1.4Ma(n=27,MSWD=0.96),表明区内发育印支期岩浆侵入活动,暗示磁铁矿石可能并非前人认为的燕山期的产物,其成因还需要进一步深入研究。     

陕西小秦岭地区太华群的锆石U-Pb年龄和 Hf同位素组成

本文对陕西华山岩体南侧一个太华群黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.地球化学分析显示其原岩为中酸性钙碱性花岗质岩石,稀土含量较低( ∑REE =83.13×10-6),但富集Pb和LILE元素(如Rb、Ba).锆石的176Hf/177Hf比值变化于0.281258～0.281404,具明显负的εHf(t)值(-6.86～- 11.23).锆石的Hf同位素模式年龄(2.96 ～3.24Ga)表明原岩是由中太古代地壳演化而来.对比显示小秦岭太华群黑云斜长片麻岩与鲁山地区的太华群具有相似的中太古代地壳源区,但它们的形成时代可能不同.锆石内部结构、Th/U比值以及定年结果显示小秦岭地区的太华群在～1.91Ga经历了一期重要的变质热事件,该事件与Columbia超大陆拼合时的全球性碰撞造山事件相关联.小秦岭太华群为华北克拉通块体南缘的地质单元,但各地区太华群在原岩组成、形成时代和变质时代上具有不同的特征,太华群应是一个杂岩体,至少可以解体为新太古代和古元古代两部分.     

华北克拉通北缘白云鄂博群和腮林忽洞群底部碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素分析及其地质意义

白云鄂博群位于华北克拉通北缘,由于赋存超大型REE-Nb-Fe矿而受到广泛关注。白云鄂博群形成时代有中元古代、古生代等不同认识。腮林忽洞群位于白云鄂博群的南部,与白云鄂博群的关系也有不同认识。本文报道了白云鄂博群和腮林忽洞群底部中-粗粒砂岩的碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄和LA-ICPMS Hf同位素组成。两个岩群碎屑沉积岩的碎屑锆石在形态和内部结构上类似,按结构特征可分为继承或捕获锆石、岩浆锆石、变质锆石和重结晶锆石等不同类型。年龄都主要分布在1.8~2.1Ga之间和2.4~2.7Ga之间,尽管年龄峰值存在一定区别。它们的Hf同位素组成也类似,εHf(t)和tDM2(Hf)变化范围分别主要在约-6.0~6.0之间和2550~2950Ma之间。结合前人研究,可得出如下结论:白云鄂博群和腮林忽洞群的物源区类似,主要由新太古代晚期和古元古代晚期岩浆岩组成,为新太古代早期陆壳物质再循环产物;部分岩石遭受新太古代晚期和古元古代晚期高级变质作用改造;碎屑物质都来自华北克拉通北缘早前寒武纪变质基底,与其形成时代相同的认识不矛盾。     

西秦岭造山带北缘大草滩群物源研究——LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄证据

选取甘肃东部西秦岭造山带北缘晚泥盆世大草滩群碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨大草滩群的物质来源。结果表明,大草滩群碎屑锆石年龄谱明显分为4组:422～518Ma、756～887Ma、1100～1231Ma和2417～2736Ma。其中,422～518Ma的年龄数据约占总体的67%,所占比例最大,年龄相对集中,且呈现出最强烈的峰值,其余年龄段所占比例则较少。422～518Ma年龄组分指示其物源可能以邻近地区的西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为主,该组分年龄是加里东期中南祁连和西秦岭微地块分别向北俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应。碎屑锆石同位素年龄中756～887Ma年龄组分反映其物源可能来自祁连造山带和西秦岭北缘构造带。1100～1231Ma年龄组分反映其物源可能主要来自祁连造山带。2417～2736Ma年龄组分反映了物源来自北祁连造山带和西秦岭北缘构造带的结晶基底,部分物源也有可能来自于华北板块基底。综合分析显示,大草滩群碎屑沉积物质来源较为复杂,具有明显的多元性,存在西秦岭北缘构造带、祁连造山带和华北板块基底3个物源区,祁连造山带和西秦岭北缘构造带对大草滩群的沉积有重大的物源贡献。两者相比较,祁连造山带应为大草滩群最主要的物源区。     

西秦岭造山带北缘大草滩群物源研究——LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄证据

选取甘肃东部西秦岭造山带北缘晚泥盆世大草滩群碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨大草滩群的物质来源。结果表明,大草滩群碎屑锆石年龄谱明显分为4组：422～518Ma、756～887Ma、1100～1231Ma和2417～2736Ma。其中,422～518Ma的年龄数据约占总体的67%,所占比例最大,年龄相对集中,且呈现出最强烈的峰值,其余年龄段所占比例则较少。422～518Ma年龄组分指示其物源可能以邻近地区的西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为主,该组分年龄是加里东期中南祁连和西秦岭微地块分别向北俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应。碎屑锆石同位素年龄中756～887Ma年龄组分反映其物源可能来自祁连造山带和西秦岭北缘构造带。1100～1231Ma年龄组分反映其物源可能主要来自祁连造山带。2417～2736Ma年龄组分反映了物源来自北祁连造山带和西秦岭北缘构造带的结晶基底,部分物源也有可能来自于华北板块基底。综合分析显示,大草滩群碎屑沉积物质来源较为复杂,具有明显的多元性,存在西秦岭北缘构造带、祁连造山带和华北板块基底3个物源区,祁连造山带和西秦岭北缘构造带对大草滩群的沉积有重大的物源贡献。两者相比较,祁连造山带应为大草滩群最主要的物源区。     

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。