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±...     

冀东地区始太古代早期—冥古宙锆石发现

内容提要:最古老大陆地壳的形成、组成和演化是阐释地球壳幔物质分异、构造演化的逻辑起点.由于长期地质作用改造,地球上保存的古老陆壳物质十分稀少,寻找和研究都极具挑战性.在冀东卢龙喇叭山地区,早期研究发现含有大量3.4～3.8 Ga碎屑锆石的铬云母石英岩,岩石特征和碎屑锆石年龄分布与迁安黄柏峪地区的铬云母石英岩十分类似.本...     

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。     

前中生代海南岛与华夏、扬子陆块的关系——来自海南岛下二叠统峨查组碎屑锆石年龄的信息

海南地块的亲缘性质归属一直存在分歧。选择海南东方市江边乡白查村峨查组进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得年龄为635～1814Ma,具4个年龄峰值,分别为1700Ma、1580Ma、1073Ma和680Ma,记录了哥伦比亚(1700Ma和1580Ma)、罗迪尼亚(1073Ma)和泛非(680Ma)三大地质事件。1700 Ma、1580Ma和1073Ma三个峰值可与南极洲、越南Song Hien、华夏造山带和扬子陆块东南缘同期的碎屑锆石U-Pb年龄峰值对比,说明海南地块在中元古代与南极洲、越南、华夏和扬子陆块东南缘共同经历了哥伦比亚和格林威尔(罗迪尼亚)造山事件。1700Ma和1580Ma的峰值虽然在扬子陆块东南缘有弱的显示,但在扬子陆块内部基本没有该年龄峰值的报道,680Ma峰值在扬子陆块未出现,说明中—新元古代海南地块与扬子陆块之间相距较远,而与华夏、越南和南极洲较近。     

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。     

浙西南玉岩花岗片麻岩锆石U-Pb年代学——华夏地块古老基底物质的探讨

通过对浙西南遂昌县玉岩古元古代花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,以探讨和揭示华夏地区基底的物质组成。玉岩花岗片麻岩锆石可分为两类:第一类锆石年龄相对年轻,其~(207)Pb/~(206)Pb年龄介于597~1917 Ma之间,结合稀土元素特征,表明为变质成因锆石,在锆石谐和图上,15个年轻锆石点整体上构成了一条不一致线,其上交点年龄为1904±19Ma,代表了片麻岩形成的变质时间,表明华夏地区存在古老的古元古代晚期岩浆岩-变质岩基底,下交点年龄为262±47Ma,可能记录了华夏地块晚二叠世―早三叠世构造-变质作用的响应。第二类锆石年龄相对较老,锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄介于2087~2523Ma之间,锆石发育核幔结构并有明显的振荡环带,较老的锆石年龄表明华夏地区可能存在太古宙末至2.5Ga的古老基底物质。     

云开地区变质基底锆石U-Pb年代学及对华夏地块Grenvillian事件的指示

云开地区前寒武纪变质基底主要是以片麻岩类为代表的高州杂岩和以浅变沉积岩类为代表的云开群,均不同程度受到了后期加里东期和印支期构造-岩浆事件的改造。对高州杂岩中1个变粒岩(YK1016)和1个黑云斜长片麻岩(YK1014-3)、云开群中1个黑云斜长片麻岩(YK1017-1)样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。样品YK1016中获得的不一致曲线上下交点年龄分别为(1 035±43)Ma和(437±30)Ma(n=16,MSWD=1.3),上交点年龄与10个谐和点207Pb/206Pb加权平均年龄(970±30)Ma(MSWD=0.22)一致,解释为其形成年龄。样品YK1014-3获得的206Pb/238 U表观年龄范围为949~2 395 Ma,主要集中在1 000~1 200 Ma,9个最年轻且谐和的分析点207Pb/206Pb加权平均年龄为(970±32)Ma(MSWD=0.53),对其最大沉积年龄进行了约束。样品YK1017-1获得的206Pb/238 U表观年龄范围为650~2 383 Ma,也主要集中在1 000~1 200 Ma,最年轻且谐和的碎屑锆石年龄将其时代约束在650 Ma。结合云开地区变质基底中已有的高精度年龄数据,认为高州杂岩形成时代为中元古代晚期—新元古代早期,云开群的形成时代为新元古代晚期。另外,研究结果及云开地区已有的数据表明,该区除出露Grenville期岩石外,新元古代变沉积岩中还存在大量Grenville期(900~1 350 Ma)碎屑锆石,部分晶形较好具岩浆起源,这一现象从云开地区一直延伸到华夏东部;但在华夏地块由南往北,Grenville期锆石呈减少趋势,新元古代锆石(820~860 Ma)逐渐增多。这些暗示华夏地块南缘存在一个由南东向北西推进的Grenvillian造山带,和(或)在华夏地块内部存在略晚于Grenville期的构造-岩浆事件。     

华夏地块东南缘南华纪岩浆事件的发现及地质意义

通过近几年的地质调查研究工作,在华夏地块东南缘的寻乌—长汀—明溪一线新识别出花岗质片麻岩体及一套变质火山岩组合。同位素测年研究表明,该侵入岩成岩年龄为(722±8.2)Ma～(737.2±4.5)Ma,火山岩年龄为(707±8.6)Ma～(774.8±5.1)Ma,二者同为南华纪岩浆活动的产物。南华纪岩浆岩组合、岩石化学、地球化学的研究表明,该期"S"型花岗岩(γδ-γ)+钙碱性(中)酸火山岩组合,是俯冲带下部地壳重熔的产物;华夏地块南华纪时期具有活动大陆边缘的构造性质,寻乌—长汀—明溪一带南华纪活动陆缘火山弧是发育在中-古元古代陆壳之上靠内陆一侧的内带环境。     

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。     

大兴安岭北部锆石U—Pb年龄对额尔古纳地块构造归属的制约

近几年,有关额尔古纳地块基底性质的锆石U-Pb样品测年,为讨论额尔古纳地块的构造归属提供了重要资料。绿林林场兴华渡口岩群二云母石英片岩的碎屑锆石U-Pb年龄892±20Ma、韩家园子兴华渡口岩群含十字石榴二云片岩的碎屑锆石U-Pb年龄1000～1100Ma、韩家园子兴华渡口岩群绿帘石化斜长角闪片岩的岩浆锆石U-Pb年龄816±27Ma、韩家园子达拉罕片麻杂岩(区域上相当于呼中地区凤水山片麻杂岩)的岩浆锆石U-Pb年龄981.0±6Ma～820±3Ma等数据,表明兴华渡口岩群及其相伴的变质深成岩形成于新元古代拉伸纪(青白口纪)至成冰纪(南华纪)早期。兴华渡口岩群普遍发育混合岩化。根据韩家园子东兴华渡口群的建群处混合岩化长英质脉体的变质锆石U-Pb年龄431.5±1.6～430±16Ma,及葛文春等对塔河地区早古生代花岗岩锆石的U-Pb年龄和Hf同位素研究表明,广布于额尔古纳地块上的众多早加里东期的后造山花岗岩是古生代早期额尔古纳地块快速隆升-剥蚀过程中所引起的降压导致下地壳物质熔融的产物;而兴华渡口群的混合岩化作用是早加里东期的后造山花岗岩侵位后,残余岩浆于早志留纪对兴华渡口群混合岩化作用的结果。部分测年样品中岩石的蚀源区或围岩的2800Ma、2600Ma、2400Ma、2200Ma、1888Ma等数据表明,额尔古纳地块内的确存在着相当于新太古代—早元古代的古老结晶基底。漠河地区门都里河一带出露的"兴华渡口群"的岩石组合为以含石墨为特征的孔兹岩系,可与黑龙江省东部麻山岩群、兴东岩群大马河岩组相对比。据此,额尔古纳地块的古老的结晶基底可能位于漠河地区门都里河一带,其东南侧出露的兴华渡口岩群系新元古代中期大陆边缘增生产物,早古生代后造山花岗岩的侵位、焊接,使其转化为稳定的陆块。     

华夏地块显生宙的变质作用期次和特征

华夏地块主要存在四期变质作用。加里东期变质作用呈北东向展布于华夏的大部分地区,变质作用可达麻粒岩相,且麻粒岩断续分布平行于造山带,此期变质作用是在挤压造山构造背景下发生,很可能与扬子地块向冈瓦那大陆北缘聚合–碰撞,造成大陆边缘沉积物变形–变质有关。根据粤东梅县片麻岩和兴宁混合岩的LA–ICPMS锆石U–Pb定年以及邻区独居石U–Pb年代学的研究,海西的变质作用主要发生在260~280 Ma,年轻于欧洲典型的海西期造山时代。华夏地块的海西期变质作用分布局限,它们可能形成于拉张构造背景。印支期变质岩在华夏有较广泛的分布,西南端大容山—十万大山的印支期变质作用可达麻粒岩相,其他地区的变质作用具有中低压相系的特征,记录了造山后期伸展构造背景。LA–ICPMS锆石U–Pb定年指示华夏中部粤中地区的印支期变质作用发生在231~232 Ma。燕山期变质岩主要分布于东南沿海和台湾中央山脉,显示了双变质带的特点,表明与太平洋板块向东南沿海俯冲作用密切相关。从印支期到燕山期,变质带的方向发生了转变,说明影响华夏地块变质作用的构造域发生了改变。     

华夏地块基底变质岩同位素年龄数据评述

根据基底正变质岩原岩的同位素年龄、地壳岩石中继承锆石U-Pb年龄和变质沉积岩的Nd模式年龄数据, 华夏地块存在一个主要由古元古代和中元古代地壳组成的变质基底. 我们在使用文献中报道的Sm-Nd等时线年龄数据时要慎重, 必须根据同源、同时、封闭和具有合适母子体比值的等时线判别原则对其合理性进行鉴别的基础上才能确定取舍. 继承锆石U-Pb年龄和Nd模式年龄都大于基底变质岩的原岩形成年龄, 因而它们不能代表基底的地层年龄. 对于继承锆石U-Pb年龄和Nd模式年龄反映的华夏地块广大区域内存在太古代地壳再循环组分, 不能笼统认为来自遥远的华北地块而排除华夏地块本身存在太古代地壳的可能性. 华夏地块是否存在太古代地质体, 应引起我们高度重视, 值得进行进一步研究和确定     

华夏地块:一个由古老物质组成的年轻陆块

对华夏地块三个主要前寒武纪地质体出露区变质岩的详细锆石年代学的综合分析显示,华夏地块大致可以被分成武夷山区和南岭-云开区。武夷山区由古元古代核和新元古代（形成于730-820 Ma）的盖层组成,构成华夏地块最老的古陆,在其深部很可能还存在一个新太古代基底。新元古代的沉积物主要来自武夷微古陆本身。南岭与云开具有相似的前寒武纪地壳组成,它们主要是由新元古代形成的沉积物夹少量火山岩组成。这些沉积物质中包含了非常古老的中太古代和新太古代组分,甚至古太古代组成。Grenville期和中元古代组分是其中最丰富的。这些组分在华夏没有对应出露的岩石,说明它们主要来自另外一个曾经与华夏相邻的陆块。该陆块很可能是东印度－东南极大陆。南岭－云开区最初可能是Rodinia超大陆裂解时形成的一个裂谷盆地,加里东的造山运动使盆地中的沉积物挤压、褶皱和隆起,与武夷陆块共同构成了一个新的年轻的大陆     

Petrogenesis of a Palaeoproterozoic S-type granite,central Wuyishan terrane,SE China: implications for early crustal evolution of the Cathaysia Block

We present zircon U–Pb ages, Hf isotopes, and whole-rock geochemistry of the Xiaochuan gneissic granite intrusion, SE China, to constrain its petrogenesis and provide insights into early crustal evolution of the Cathaysia Block. LA-ICP-MS zircon U–Pb dating of a representative sample yields a weighted mean ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb age of 1839 ±16 Ma, interpreted as the emplacement age of the Xiaochuan granite. Zircons have ?_Hf(t) values ranging from –8.1 to 2.7 and T _DM2 model ages from 2.23 to 3.03 Ga. The granites are strongly peraluminious (A/CNK = 1.14–1.41), with relatively high FeO^t, TiO₂, and CaO/Na₂O, and low CaO, Al₂O₃/TiO₂, and Rb/Sr values. In addition, they show strongly negative Ba, Sr, Nb, and Ta and positive Th and Pb anomalies in the primitive mantle-normalized spider diagram, similar to other Cathaysia Palaeoproterozoic S-type granites. The geochemical and Hf isotopic signatures suggest that the Xiaochuan gneissic granites were generated by partial melting of Archaean crustal materials in an intraplate extensional setting. Our results, combined with existing geochronological data, further demonstrate that the Wuyishan terrane is underlain by Palaeoproterozoic crystalline basement.     

华夏地块新元古代沉积记录与超大陆重建

新元古代-早古生代,Rodinia超大陆裂解至Gondwana大陆聚合的过程对华南构造格局与古地理演化具有重要的制约作用,然而在这过程中华夏地块的位置、华夏与扬子之间的关系等问题仍存在争议。本文通过同位素地层年代学、新元古代冰期事件及成矿事件对比了华夏地块武夷南部-南岭地区及华夏西缘新元古代中-晚期地层。在此基础上,对新元古代沉积物进行碎屑锆石物源分析,发现华夏西缘拉伸纪晚期-埃迪卡拉纪曾出现多次物源方向的转换,并在成冰纪晚期同时出现来自华南内部和外部的双向物源。结合浅海陆棚的沉积环境,表明此时扬子与华夏之间并没有宽阔的大洋相隔。华夏地块拉伸纪晚期-埃迪卡拉纪碎屑岩中包含了大量中元古代至新元古代早期的碎屑锆石,与东冈瓦纳北部印度、东南极等地区的沉积记录吻合,指示华夏地块至少自750 Ma时期就接收到来自印度北缘的碎屑物质。在Rodinia超大陆裂解至Gondwana大陆聚合期间,华南一直保持在超大陆边缘的古地理位置,与印度北缘相连。

     

The Southward Extension of Cathaysia Block: Evidence from Zircon UPb Dates of Borehole Volcanics in the Northern South China Sea

Five Paleogene volcanics sampled from the northern South China Sea were analyzed via LA-ICP-MS zircon U-Pb dating,including basalt and andesite from Borehole SCSV1 and volcanic agglomerate from Borehole SCSV2,respectively.A total of 162 zircon U-Pb dates for them cover an age range from Neoarchean to Eocene,in which the pre-Paleocene data dominate.The Paleogene dates of 62.5±2.2 Ma and 42.1±2.9 Ma are associated with two igneous episodes prior to opening of South China Sea basin.Those pre-Paleocene zircons are inherited zircons mostly with magmatogenic oscillatory zones,and have REE features of crustal zircon.Zircon U-Pb dates of 2518–2481 Ma,1933– 1724 Ma,and 1094–1040 Ma from the SCSV1 volcanics,and 2810–2718 Ma,2458–2421 Ma,and 1850 –993.4 Ma from the SCSV2 volcanics reveal part of Precambrian evolution of the northern South China Sea,well comparable with age records dated from the Cathaysia block.The data of 927.0±6.9 Ma and 781±38 Ma dated from the SCSV2 coincide with amalgamation between Yangtze and Cathaysia blocks and breakup of the Rodinia,respectively.The age records of Caledonian orogeny from the Cathaysia block are widely found from our volcanic samples with concordant mean ages of 432.0±5.8 Ma from the SCSV1 and of 437±15 Ma from the SCSV2.The part of the northern South China Sea resembling the Cathaysia underwent Indosinian and Yanshannian tectonothermal events.Their age signatures from the SCSV1 cover 266.5±3.5 Ma,241.1±6.0 Ma,184.0±4.2 Ma,160.9±4.2 Ma and 102.8±2.6 Ma,and from the SCSV2 are 244±15 Ma,158.1±3.5 Ma,141±13 Ma and 96.3±2.1 Ma.Our pre-Paleogene U-Pb age spectra of zircons from the borehole volcanics indicate that the northern South China Sea underwent an evolution from formation of Precambrian basement,Caledonian orogeny,and Indosinian orogeny to Yanshannian magmatism.This process can be well comparable with the tectonic evolution of South China,largely supporting the areas of the northern South China Sea as part of southward extension of the Cathaysia.     

华夏古陆古元古代变质火山岩的地球化学特征及其构造意义

根据元素地球化学特征,华夏古陆闽浙地区晚古元古代斜长角闪岩可以划分成两组。第１ 组斜长角闪岩的 Ｎｂ／ Ｙｂ比值较高, Ｌ Ｒ Ｅ Ｅ富集, 具有板内玄武岩的微量元素分布特征, 类似于过渡性和碱性玄武岩, 与偏碱性的变质酸性火山岩（变粒岩） 构成板内 “双峰”式火山岩; 第２ 组斜长角闪岩的 Ｎｂ／ Ｙｂ 比值较低, Ｌ Ｒ Ｅ Ｅ平坦或略亏损, 具有洋中脊玄武岩的微量元素分布特征, 类似于洋中脊拉斑玄武岩。这些变质火山岩形成的构造环境很可能类似于现代红海型的裂谷初始洋盆环境。     

华夏地块造山型金矿床：时空分布规律、地质- 地球化学特征、成矿机制与动力学背景

造山型金矿床具有重要的经济价值,其成矿理论研究对金矿勘查和矿床学学科发展具有重要意义。华夏地块是我国重要的钨- 锡- 银- 铅- 锌多金属成矿带,近年来在华夏地块的变质地体中发现数十处造山型金矿床和矿化点,为该区的成矿理论研究提供了新的课题。较之区域钨锡等多金属矿床的研究程度,造山型金矿床成矿作用研究较为薄弱,尚未进行系统的成矿作用和成因机制总结。华夏地块内发育的造山型金矿床主要包括东华夏武夷山地区的双旗山和何宝山金矿,西华夏云开地区的河台与海南岛的抱伦金矿等。本文重点对上述四个典型矿床的地质- 地球化学特征、成矿时代、成矿流体和成矿物质来源等方面已有数据和文献资料进行系统的归纳总结,以期阐明华夏地块造山型金矿床的时空分布规律、成矿机制和地球动力学背景。研究发现,华夏地块造山型金矿床主要发育浸染状与石英- 硫化物型矿化,金矿体主要赋存于前寒武纪变质地体中,受脆- 韧性剪切带控制。成矿流体为H2O- CO2- NaCl±CH4±N2体系,主成矿阶段成矿温度集中于220~280℃,成矿流体可能具有变质、地幔或岩浆热液来源;而流体不混溶、热液体系氧逸度升高和铋熔体捕获是金沉淀的重要机制。华夏地块存在加里东期、印支期和燕山期三期造山型金成矿事件,分别对应陆内造山、古太平洋板块俯冲及后撤的地球动力学背景。