辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

辽宁辽河群高家峪组火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

处于龙岗地块和狼林地块之间的古元古代辽吉构造带内分布有大量的变质沉积-火山地层,在辽宁地区称为辽河群.对于辽河群沉积时限及其内部各岩组之间关系的认识一直存在分歧.为了限制古元古代变沉积岩（辽河群）的沉积时限及其内部各层位间关系,选择辽东地区高家峪组火山岩进行锆石U-Pb LA-ICP-MS年代学研究.测年结果显示高家峪组代表岩石成岩年龄的岩浆活动有4期2 179~2 145 Ma、2 079 Ma、1 985 Ma、1 928 Ma.结合前人已发表辽河群火山岩年代学数据显示,辽河群火山活动主要集中在3期:第1期（2 210~2 140 Ma）早期岩浆活动主要为酸性火山岩,在末期显示双峰式火山岩组合;第2期（2 100~2 050 Ma）岩浆活动以基性岩浆活动为主;第3期（2 000~1 960 Ma）岩浆活动也显示双峰式火山岩组合.辽河群火山岩的形成年龄将其沉积时限限制于2 229~1 928 Ma,沉积作用至少持续了300 Ma.火山岩年代学结果显示,辽河群浪子山组、里尔峪组、高家峪组和大石桥组火山岩形成时代呈现互相交替穿插关系,没有显示规律性的上下有序关系.结合野外辽河群各岩组之间多以韧性剪切带形式接触,认为辽河群各岩组之间不是从底到顶的有序沉积,而是“整体无序,局部有序”.      

辽宁宽甸地区辽河群里尔峪组基性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽东古元古代构造带内辽河群的形成时代及其演化一直是学者研究的热点.本文对宽甸地区里尔峪组变沉积岩夹层的基性火山岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究.7件基性火山岩样品的锆石分为岩浆锆石和变质锆石.测年结果显示代表岩石成岩年龄的岩浆活动有2期:2 150~2 130 Ma、2 050~2 020 Ma,结合本区出露的酸性火山岩,表明宽甸地区辽河群形成时代至少处于2.17~2.03 Ga.获得的5件斜长角闪岩变质年龄显示变质作用发生在1 900 Ma以后,持续时间比较长为1 870~1 780 Ma;进一步可分为3个阶段1 870~1 861 Ma、1 845~1 842 Ma、1 790~1 780 Ma,变质作用峰期为~1 850 Ma,属于本区古元古代第2个强烈的变质峰期,第3阶段与~1 800 Ma左右的变质事件一致.变质闪长岩（D015）脉体形成时代为1 314±24 Ma,斜长角闪岩（D1465-1）变质年龄为1 290±21 Ma,这是首次在辽东地区识别出中元古代岩浆和变质事件,结合辽西和冀北地区1 320~1 380 Ma岩浆活动,认为这些事件是华北板块对Columbia超大陆的裂解过程的响应.      

甘肃白银矿田变酸性火山岩锆石LA-ICP-MS测年——白银式块状硫化物矿床形成时代新证据

结合阴极发光,对白银矿田与成矿密切相关的变酸性火山岩中的锆石进行了LA_ICP_MS(激光剥蚀等离子体质谱)U_Pb同位素测年。获得变石英角斑岩内单颗粒锆石的微区U_Pb年龄分别为(467.3±2.9)Ma、(414.2±2.7)Ma,糜棱岩化石英角斑岩内单颗粒锆石的微区U_Pb年龄分别为(467.1±2.2)Ma、(435.9±3.6)Ma和(412.6±2.1)Ma。认为白银矿田变酸性火山岩的形成时代为中奥陶世,由韧性剪切作用引起的糜棱岩化的时代为早志留世晚期,主变质期时代为早泥盆世早期。提出白银铜多金属矿床形成时代为中奥陶世。这一新认识,对进一步深入研究北祁连造山带的构造演化过程以及白银式块状硫化物矿床的形成环境、找矿方向具有重要意义。     

南秦岭武当山群变质酸性火山岩锆石U-Pb年代学

对武当山群3个变质酸性火山岩样品的锆石U-Pb定年结果表明,武当山群变质酸性火山岩形成年龄为675.2±3.1 Ma,说明武当山群存在新元古代南华纪的地层组成.武当山群变质变形复杂,具多期岩浆活动,可能由不同时代火山岩和少量沉积岩组成,部分变质火山岩具有与耀岭河群火山岩和侵入到武当山群中的基性侵入岩相似的形成年龄,指示了武当山群变质酸性火山岩可能与基性侵入岩群和耀岭河群火山岩存在成因联系.基于现有同位素定年数据,武当山群火山岩数据具有年龄跨度大(太古宙至中生代)的显著特征,但总的趋势是新近取得的年龄数据多数比早期获得的数据要年轻.     

辽宁本溪连山关地区辽河群浪子山组、里尔峪组形成时代及其地质意义

辽宁省本溪连山关地区出露大面积的古元古代辽河群地层,在朱家沟典型剖面浪子山组中识别出2层斜长角闪岩,镜下观察其原岩为玄武岩;在连山关及河栏镇里尔峪组中识别出一套酸性火山岩。对浪子山组2件斜长角闪岩样品、里尔峪组2件流纹岩样品测定LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄。阴极发光图像显示,样品D020锆石内部结构整体发黑、条痕状吸收程度不等,Th/U值较低,为变质锆石,其1934±45Ma代表了浪子山组的变质年龄。其余3个样品阴极发光图像显示典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值,为岩浆锆石。1952±38Ma代表了浪子山组的形成时代,2177±34Ma和2208±12Ma代表了里尔峪组的形成时代。结合前人资料,将辽河群形成时代限制在2.20~1.95Ga,其形成时代持续了250Ma左右。野外接触关系及火山岩年代学特征从另一个方面揭露了辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系,浪子山组已经不适合置于里尔峪组之下。     

内蒙古敖汉旗朝吐沟组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

内蒙古赤峰敖汉旗一带的朝吐沟组由变基性岩、变质酸性火山岩夹云母石英片岩组成。采用LA-ICP-MS技术,对朝吐沟组2件变流纹岩样品进行了U-Pb同位素测定,获得的锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为359.4±1.4Ma和360.3±1.4Ma,即晚泥盆世法门期,表明朝吐沟组形成于晚泥盆世,而非前人认为的早石炭世。朝吐沟组火山岩石组合为变玄武岩和变流纹岩,显示出典型的双峰式火山岩特征,揭示该区在晚泥盆世处于伸展构造环境。     

内蒙古敖汉旗朝吐沟组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

内蒙古赤峰敖汉旗一带的朝吐沟组由变基性岩、变质酸性火山岩夹云母石英片岩组成。采用LA-ICP-MS技术,对朝吐沟组2件变流纹岩样品进行了U-Pb同位素测定,获得的锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为359.4±1.4Ma和360.3±1.4Ma,即晚泥盆世法门期,表明朝吐沟组形成于晚泥盆世,而非前人认为的早石炭世。朝吐沟组火山岩石组合为变玄武岩和变流纹岩,显示出典型的双峰式火山岩特征,揭示该区在晚泥盆世处于伸展构造环境。     

西天山乌孙山一带大哈拉军山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

西天山乌孙山一带广泛分布大哈拉军山火山岩,对其下段下部肉红色流纹质玻屑弱熔结凝灰岩和上部褐色英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析,得到(353.3±3.5)Ma、(344±6)Ma年龄,证实了乌孙山一带大哈拉军山组火山岩形成于早石炭世.     

滇西高黎贡山南段公养河群变质基性火山岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

滇西公养河群1965年创名,为一套浅变质砂岩与泥板岩,夹少量硅质岩(或硅质页岩)及灰岩,生物稀少,常具类复理石韵律,为一套浊流至半深海相沉积;其时代一般认为属震旦纪—中寒武世,但一直缺乏准确的化石或测年依据。本次1∶5万区调在龙陵县邦迈村地层剖面中,确定了该套地层夹数层变质基性火山岩序列,根据地球化学研究恢复其原岩为玄武岩,形成于陆内拉张环境,可能与泛非造山期后的伸展有关。获得了变质基性火山岩的锆石U-Pb激光探针(LA-ICP-MS)499.2Ma±2.1Ma的年龄。这是测区首次获得的有关公养河群的高精度测年数据,为该群的划分及其时代约束提供了可靠的年代学依据。这一新的发现和成果对于进一步深入研究高黎贡山变质变形带泛非期的构造属性与演化历史具有重要意义。     

北祁连构造带冷龙岭地区火山岩地球化学特征及年代学

门源冷龙岭地区位于北祁连造山带的东段,该区火山岩以中基性为主,有少量酸性火山岩;对安山岩进行单颗粒锆石微区U-P bLA-ICP-MS同位素测定,获得(460.17±0.92)Ma加权平均年龄,代表岩石的形成年龄。主量元素中w(SiO2)=48.94%~60.97%,w(K2O)/w(Na2O)1,w(TFeO)-w(K2O+Na2O)-w(MgO)图解显示样品全部属于拉斑玄武岩系列,低钛、高铝铁等显示具岛弧火山岩的特点。岩石富集LILE元素(Rb、Ba、Th、K等),亏损HFSE元素(Ta、Nb、Ti等);稀土元素总量较低[w(∑REE)为9.88×10-6~42.21×10-6),轻重稀土元素分馏不明显[w(∑LREE)/w(∑HREE)为0.81~5.70],稀土元素分配模式为轻稀土平坦型,具弱Eu负异常[δ(Eu)=0.59~1.10]。w(Zr)/w(Y)-w(Zr)、w(Ti)-w(Zr)、w(Y)/15-w(La)/10-w(Nb)/8和w(Hf)/3-w(Th)-w(Ta)等火山岩构造环境判别图解均显示该套火山岩形成于岛弧环境,形成时代为中奥陶世。     

伊勒呼里山中生代火山岩:锆石U-Pb年代学及其对岩浆事件的制约

伊勒呼里山地区中生代火山岩由安山岩、粗面英安岩、流纹岩、流纹质凝灰岩和流纹质玻屑凝灰岩等组成。中生代火山岩中的锆石多呈半自形-自形晶,振荡环带发育,Th/U值略高（0.30~2.56）,为岩浆成因。锆石U-Pb同位素年代学研究表明：塔木兰沟组安山岩年龄为（161.0±1.0）Ma（n=22）,形成于中侏罗世;满克头鄂博组流纹岩年龄为（157.8±2.3）Ma（n=24）,形成时代属于晚侏罗世;玛尼吐组火山岩2个样品的年龄分别为（154.0±2.0）Ma（n=23）和（151.7±1.4）Ma（n=25）,形成时代属于晚侏罗世;白音高老组火山岩2个样品的年龄分别为（124.1±1.1）Ma（n=25）和（125.1±0.7）Ma（n=23）,形成时代为早白垩世。捕获锆石的定年结果显示,本区存在前寒武纪岩浆事件（774 Ma）、加里东期岩浆事件（472 Ma）、印支期岩浆事件（214、210 Ma）,这与周边基底岩石中锆石U-Pb的定年结果相吻合。     

海城小孤山区辽河群大石桥组地层中硅质岩与成矿探讨

在海城市小孤山区辽河群大石桥组一段、三段地层中,都发现了硅质岩的分布.小孤山区硅质岩具有微-细粒变晶结构特点,与铅、锌、银、金矿化密切伴生.通过与青城子硅质岩岩石化学成分及组构特征的对比分析,认为小孤山区硅质岩属于海底火山喷溢-热水沉积成因,与成矿关系极为密切,从而展示了小孤山及外围地区辽河群地层找矿的前景.     

冀北张-宣地区后城组、张家口组火山岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素

冀北张家口-宣化地区(张-宣地区)分布着中生代后城组和张家口组火山岩.锆石的LA-ICPMS U-Pb年龄和LA-MC-ICPMS Hf同位素分析结果表明, 后城组英安岩的结晶年龄为(130±1)Ma, 为早白垩世, 而不是前人所认为的晚侏罗世.张家口组流纹岩的结晶年龄为(126±1)Ma, 也为早白垩世.后城组英安岩中锆石Hf同位素组成为ε_Hf(t)=-18.8~-25.5, Hf平均地壳模式年龄为T_DMC=2.78~2.37 Ga, 平均2.54 Ga, 与冀北分布的基底岩石Nd、Hf模式年龄相同, 考虑到华北克拉通东部地壳生长的主要时期为晚太古代, 我们初步认为后城组粗安岩可能主要来源于晚太古代地壳物质的重熔作用; 而张家口组流纹岩中锆石Hf同位素组成为ε_Hf(t)=-15.1~-18.5, Hf平均地壳模式年龄为T_DMC=2.34~2.13 Ga, 明显比后城组火山岩年轻.张家口火山岩来源于太古代的地壳物质和部分幔源物质混合.这些年代学数据和锆石Hf同位素表明张-宣地区大面积的后城组和张家口组火山岩是华北克拉通东部晚中生代岩石圈强烈减薄作用的结果.      

福建省紫金山铜金矿田石帽山群下组火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年与白垩纪岩浆活动期次

通过对石帽山群下组底部火山岩两组原位锆石进行LA-ICP-MSU-Pb测年,准确厘定了福建省紫金山铜金矿田中石帽山群下组火山岩的时代,获得206Pb/238U加权平均年龄分别为113.0±1.9Ma(n=16,MSWD=1.02)和110.1±0.7Ma(n=16,MSWD=0.16),并取得了131.8～162.7Ma和501.3Ma的捕获锆石或继承锆石的年龄信息。结合近年前人发表的锆石测年成果,将紫金山铜金矿田白垩纪岩浆活动划分为三个阶段:(1)115～110Ma为早期火山爆发-溢流阶段;(2)110～105Ma为中期岩浆溢流-隐爆-填塞火山通道及四坊岩体侵位阶段;(3)105～95Ma为晚期多阶段花岗闪长斑岩侵位与斑岩-热液成矿作用阶段。这为紫金山铜金矿田白垩纪岩浆活动期次与成矿时代研究提供了重要新资料。     

滇东南建水火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、地球化学特征及地质意义

滇东南建水地区位于师宗-弥勒构造带的南段,区内出露一套玄武岩–安山岩–英安岩–流纹岩组合。研究这套火山岩的形成时间和形成环境对认识滇东南构造格局有着重要意义。本文首次对建水火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得两个样品的年龄分别为261.9±2.2 Ma(MSWD=0.80)、264.8±1.7 Ma(MSWD=1.12),属中二叠世晚期,代表建水火山岩的形成时间。建水玄武岩与安山岩具有低TiO_2含量(0.50%~0.88%)、高Mg~#(52.0~64.5)、弱富集LREE((La/Yb)_N=1.42~3.44)、富集LILE(Rb,Th,U,Pb)、轻微亏损HFSE(Nb,Ta,Ti)的特点,具典型岛弧玄武岩的特征;英安岩和流纹岩高ΣREE含量(139.5×10~(–6)~313.6×10~(–6))、富集LREE((La/Yb)N=4.16~9.78)和LILE(Rb,Ba,Th,U)、亏损HFSE(Nb,Ta)、强亏损Sr、Ti、Y等元素的特点与典型的岛弧流纹岩相似,但高钾(K_2O含量平均7.73%)、钙碱性(δ=0.93~2.94)、强过铝质(A/CNK=1.13~2.10)的特点使之区别于一般岛弧酸性火山岩,而具有一些上地壳部分熔融形成的S型花岗岩的特点。综合建水火山岩岩石组合、地球化学和区域地质背景,认为建水火山岩形成于活动大陆边缘的弧后盆地伸展环境,是地幔部分熔融形成的玄武质岩浆结晶分异与上地壳混染作用的共同结果,与滇桂交界处岛弧火山岩、两广交界处岛弧玄武岩等同为哀牢山洋向北俯冲的产物。     

滇西无量山群北段变质基性火山岩夹层年龄及其地质意义

滇西无量山岩群为原1:100万下关幅(1975)命名,为一套浅变质砂岩和泥岩,形成于滨海相-浅海陆棚相,其时代一般认为属古生代,但一直缺乏化石依据或准确的年龄数据.本次1:5万区调在澜沧江西岸云龙县毛草坪村无量山岩群四段(PzW4)的下部和上部获得两层变质基性火山岩夹层,根据野外岩石产状、镜下薄片鉴定、岩石地球化学综合分析恢复其原岩为玄武岩,形成于大洋扩张环境.采用LA-ICP-MS技术,对下部和上部变质基性火山岩中的锆石进行了U-Pb同位素测定,分别获得206Pb/238U年龄为(327±11)Ma(N=14,MSWD=6.7)和(284±3.7)Ma(N=27,MSWD=4.9),为早石炭世晚期和早二叠世晚期,这为无量山岩群形成时代及其演化提供了重要的年龄依据,对于进一步深入研究古特提斯洋晚古生代的构造属性与演化历史具有重要意义.     

吉林中部小蜂蜜顶子组火山岩的形成时代及其地质意义:锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成证据

本文对出露于吉林省中部地区的小蜂蜜顶子组标准剖面的流纹岩（样品号：JH21-1）和非标准剖面小蜂蜜顶子组的安山岩（样品号：JX1-1）进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学以及Hf同位素组成研究。2个样品中的锆石均呈自形-半自形,CL图像上显示条痕状吸收或典型的岩浆振荡生长环带,结合其Th/U比值（0.27~0.81）,均暗示了它们的岩浆成因。定年结果表明：流纹岩（JH21-1）中锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为（192±2）Ma （MSWD=4.8）,其形成于早侏罗世;安山岩（JX1-1）中锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为（172±1）Ma （MSWD=0.27）,表明其形成于中侏罗世。前者与标准剖面时代一致,后者与小蜂蜜顶子组并非同一套火山岩。而2个样品中锆石的Hf同位素组成较为均一,ε_Hf（t）值为+5.25~+9.37,二阶省模式年龄为803~1 177 Ma,暗示它们起源于中-新元古代新增生陆壳物质的部分熔融。综上所述,吉林中部地区侏罗纪岩浆事件至少可以划分为两期--早侏罗世和中侏罗世,结合区域构造演化历史,可以认为吉林省中部地区早-中侏罗世火山岩的形成应与古太平洋板块俯冲于欧亚大陆之下的地质作用相联系。     

西藏冈底斯带那曲地区中生代火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地质意义

大规模的早白垩世火山岩呈孤岛状广泛展布于冈底斯北部地区。1: 25万区域地质调查在那曲地区圈定出晚白垩世、中-晚侏罗世火山岩。在充分研究前人资料的基础上, 对出露状况较好的那曲县城晚白垩世火山岩、哈尔麦中-晚侏罗世火山岩进行了野外调研, 它们均为安山质火山岩系, 均与一套黑色砂板岩呈角度不整合接触, 同时对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年, 便于进行区域对比。那曲地区的中生代火山岩多数锆石具有生长环带, 部分锆石显示核边结构。采自那曲东县城、哈尔麦的2件安山岩样品的年龄分别为116.3±1.4 Ma、111.37±0.73 Ma, 它们的形成时代基本一致, 应该为同一地质事件的产物。区域对比表明, 早白垩世火山作用是北冈底斯带最为强烈的一次火山活动, 其活动时间大致在110 Ma左右, 之后是早白垩世岛弧型深成中酸性侵入活动。冈底斯北带早白垩世火山作用究竟与狮泉河-嘉黎大洋俯冲有关, 还是与班公湖-怒江洋壳俯冲有关, 目前尚难定论。     

武当地块耀岭河群火山岩的时代归属：单锆石U-Pb年龄的制约

一般认为武当地块耀岭河群火山岩成岩年龄是700-1000Ma,与全球Rodinia超大陆裂解作用有关。本文从武当地块不同地点的耀岭河群火山岩中获得13颗锆石进行U-Pb法年龄测定,结果显示其年龄值具有高度的一致性,时代为632±1Ma,属震旦纪底界年龄,滞后于全球Rodinia超大陆裂解作用。作者认为本文测定的这组年龄值代表了耀岭河群火山岩的成岩年龄。耀岭河群火山岩的成岩年龄精确厘定对研究耀岭河群火山岩的地质含义有一定参考价值,同时也可能对秦岭Rodinia超大陆裂解等大地构造观点产生影响。