大别造山带红安地块康家湾构造混杂岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其地质意义

扬子克拉通北缘中元古代—新元古代地质构造演化一直是地学界研究的热点。本文报道了大别造山带红安地块康家湾混杂岩中榴闪岩岩块和含石榴子石白云钠长片岩基质中锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成。结果表明,康家湾混杂岩中榴闪岩岩块的原岩形成时间为1064±10 Ma,且经历了183±3 Ma的流体作用过程;中元古代锆石Hf同位素组成(ε_Hf(t)=4.7～12.3)接近当时的亏损地幔值,指示榴闪岩原岩(玄武质岩石)可能来自亏损的地幔源区部分熔融作用;混杂基质中碎屑锆石年龄谱可大致分为2576 Ma、2065～1698 Ma、1071～560 Ma和254～156 Ma四组,暗示其物源可能主要来自于近源的秦岭-大别造山带前寒武纪基底;基质中最年轻的岩浆锆石年龄为～240 Ma,表明康家湾混杂岩的最终就位时间可能在晚三叠世到早侏罗世之间。综合秦岭-大别造山带新元古代构造演化过程,本研究认为大别造山带红安地块与扬子克拉通庙湾蛇绿岩、神农架弧等共同构成了一套中元古代末期—新元古代早期岛弧增生造山体系,从而支持扬子克拉通可能由一系列微陆块逐渐拼合而成。     

大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩中锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩进行了锆石Lu-Hf同位素分析,结果为原岩来源提供了制约,表明扬子陆块在Rodinia超大陆裂解时的裂谷岩浆活动中发生了显著的陆壳生长.对这些锆石的不同区域进行的U-Pb和Lu-Hf同位素分析和比较表明,不同成因的锆石在^206Pb/^238U年龄、初始Hf同位素组成、Th/U及Lu/Hf比值等方面具有明显的差异.与年龄较老的岩浆核部和幔部相比,年轻的变质增生边具有低的Th/U和Lu/Hf比值但高的εHf（t）值.不同成因锆石的Th/U和Lu/Hf比值存在着正相关性,表明变质作用对锆石的U-Th-Pb和Lu-Hf同位素体系有着相似的影响.高级变质作用有时能够引起岩浆锆石增生边^176Hf/^177Hf比值的显著升高,导致变质新生颗粒或增生边类似于新生地壳的高εHf（t）值假象.对榴辉岩和片麻岩锆石核部的分析发现,镁铁质和长英质原岩在大约750 Ma左右形成一个双峰式火山岩套,另外包含少量的年龄约为2.15 Ga的陆壳.初始Hf同位素组成可分成两组：第一组具有正的εHf（t）值,为5.9±0.9～12.9±0.7;第二组εHf（t）值在零左右,为-4.3±0.5～2.3±0.3.正的εHf（t）值与较年轻的模式年龄相对应,负的εHf（t）值与古元古代模式年龄相对应.前者表明,在扬子陆块北缘裂谷岩浆作用将亏损地幔物质加入到大陆地壳中,同时在新元古代中期的裂谷构造带中存在同时期的壳-幔相互作用.因此,在扬子陆块北缘新元古代中期裂谷岩浆活动中,既有新生地壳生长和即时再造,也有古老地壳再造.     

扬子陆核的生长和再造：锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究

对宜昌三峡附近崆岭杂岩中混合岩、片麻岩和变沉积岩以及莲沱砂岩进行了锆石U-Pb和Hf-O同位素研究,研究结果深化了我们对扬子陆核生长和再造的认识.在莲沱砂岩中发现了老达3.8 Ga的碎屑锆石,说明扬子陆块可能存在这个年龄的地壳物质;其Hf同位素组成指示初生地壳生长出现在4.0 Ga.崆岭杂岩中混合岩和片麻岩的U-Pb年龄表明,在3.2～3.3 Ga和2.9～3.0 Ga有两期重要的岩浆活动,指示扬子陆核可能于中太古代就开始形成.锆石Hf同位素研究则指示,其原岩至少从3.5 Ga就开始从亏损地幔分异出来.混合岩和变沉积岩中所记录的1.9～2.0 Ga变质事件,是扬子陆核再造并发生克拉通化的主要时期.而广泛分布于扬子陆块周边的新元古代岩浆活动不仅导致了许多太古宙和古元古宙地壳重熔,而且引起了初生地壳的快速再造.     

西大别浒湾高压变质带变沉积岩锆石U-Pb年龄及地质意义

西大别山浒湾高压变质带是研究秦岭-大别山-苏鲁造山带演化的关键区域, 但是该地区榴辉岩相变质时间还存在较大争议.本文通过对浒湾变质带熊店附近的一个变沉积岩样品进行LA-ICPMS锆石U-Pb定年和微量元素分析, 来确定该地区榴辉岩相变质作用和碎屑锆石的年龄, 并确定该变质带的演化历史.该样品的变质锆石具有弱分带或无分带、低Th/U比值、重稀土含量低且相对平坦以及无明显的Eu负异常等特征.反映这些变质锆石形成时有石榴石, 而缺乏长石, 其形成对应于榴辉岩相变质作用条件.该样品中变质锆石的206Pb/238U加权平均值为310±3Ma, 这一年龄代表了该地区榴辉岩相峰期变质作用的时间, 因此浒湾地区榴辉岩相变质作用时间为石炭纪.碎屑岩浆锆石得到了3组近谐和的U-Pb年龄, 其206Pb/238U年龄变化范围分别为: 400±5Ma~419±5Ma、426±5Ma~449±5Ma以及496±5Ma~524±7Ma, 还有1个颗粒给出了580±7Ma的较老年龄.这些结果表明变沉积岩中的碎屑锆石可能大部分来自于华北板块南缘, 少量来自于扬子板块.      

西大别熊店地区榴辉岩变质作用的P-T轨迹研究

西大别熊店地区的榴辉岩多属于高压榴辉岩,主要矿物为石榴石、角闪石、绿辉石、绿泥石、白云母、石英、以及少量金红石及长石。石榴石具有明显的生长环带。本次研究利用榴辉岩样品的全岩成分定量的绘制了P-T视剖面图,根据石榴石的端元成分含量,计算得出了石榴石成分剖面所对应的温压条件。其核部的温压条件为21. 5 × 10 ⁸ Pa ～ 22. 2 × 10 ⁸ Pa,450℃ ～ 463℃,对应的矿物组合为石榴石 + 绿辉石 + 蓝闪石 + 阳起石 + 硬柱石 + 绿泥石 + （白云母 + 水）;边缘的温压条件为6 × 10 ⁸ Pa ～ 8 × 10 ⁸ Pa,610℃ ～ 630℃,该温压条件对应的矿物组合为石榴石 + 普通角闪石 + 斜长石 + 透辉石 ＋ （白云母 + 水）,从而得到石榴石变质演化的P-T轨迹,由此反映出石榴石变质过程是一个升温降压的过程。     

新疆西天山呼斯特杂岩体岩石学、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

呼斯特岩体是新疆西天山博罗科努岛弧带上的一个与矽卡岩成矿有关的复式杂岩体,由二长花岗岩、花岗闪长岩、正长花岗岩、花岗细晶岩、闪长玢岩、辉长岩和中基性包体等组成。本文对该岩体不同岩相岩石开展了岩石学、锆石LAICP-MS U-Pb同位素定年和Hf同位素研究,探讨岩石成因及构造意义。锆石U-Pb定年结果表明,正长花岗岩、闪长玢岩、花岗闪长岩和二长花岗岩加权平均年龄分别为380.2±4.6Ma、372.8±5.9Ma、367.7±4.5Ma和366.2±4.5Ma,岩体侵位时代为晚泥盆世,在大约15Myr期间,至少发生了3~4次岩浆侵入。在地球化学组成上,除辉长岩外,岩体为准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性-低钾(拉斑)系列的I型花岗岩,轻重稀土分馏明显,具Eu负异常;富集Th、U,亏损Ba、P和高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Ti),为晚古生代北天山洋向南俯冲于伊犁地块背景下岩浆活动的产物。二长花岗岩锆石Hf同位素组成较为均一,εHf(t)值为1.3~3.0,二阶段Hf模式年龄为1171~1280Ma,远大于成岩年龄,说明原始岩浆从地幔分异后经历了较长时间的地壳滞留。研究认为,高钾中酸性岩(花岗岩、闪长玢岩和中基性包体)由元古代新生基性下地壳部分熔融而成,伴有受俯冲沉积物熔体交代的幔源岩浆混合。低钾花岗闪长岩高Sr、低Y和Yb,属O型埃达克岩,与同源的辉长岩一起由俯冲的大洋板片部分熔融形成,源岩为低钾的拉斑玄武岩。     

新疆西准噶尔玉什喀腊岩体的地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素:对古亚洲洋闭合的制约

玉什喀腊岩体位于新疆西准噶尔北部,西伯利亚板块与准噶尔板块交界的板块缝合带中,岩石类型由辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩和石英闪长岩组成,它们侵入于中泥盆统蕴都喀拉组中。根据LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果,角闪辉长岩的年龄为(364±1)Ma,代表了该岩体的形成年龄。锆石的εHf(t)值变化范围为4.3~11.5,加权平均值为(9.0±1.2),显示其原岩来源于地幔物质,其一阶段Hf模式年龄TDM1为529~827 Ma(平均值为(629±95)Ma),指示其原岩为寒武-早寒武基底。根据野外地质关系和地球化学特征推断玉什喀腊岩体形成于岛弧环境或活动陆缘环境,在西准噶尔西北部地区,于晚泥盆世发育岛弧岩浆作用,洋陆俯冲事件己基本结束,指示古亚洲洋闭合时间不早于364 Ma。     

西秦岭凤县地区早古生代岩浆作用特征:来自岩石地球化学、锆石U⁃Pb年龄及Hf同位素的证据

为了研究西秦岭地区早古生代岩浆活动的构造环境及动力学背景,选择西秦岭凤县地区靠近商丹断裂带的龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩、唐藏岩体闪长岩进行了地球化学测试和LA?ICP?MS锆石U?Pb年代学测试,并对龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩进行了LA?MC?ICP?MS锆石Hf同位素分析.龙王沟岩体花岗岩锆石U?Pb年龄为433±4...     

西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭-大别-苏鲁造山带多期演化的制约

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区。我们对产于该高压变质带的三个榴辉岩样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质。苏家河榴辉岩中的变质锆石颗粒具低Th/U值、弱的Eu负异常、较平坦的重稀土(HREE)配分模式,以及低的176Lu/177Hf值。表明这些锆石形成过程中有石榴子石的存在而缺乏斜长石,因此形成于榴辉岩相变质条件。Ti含量温度计计算表明,这些变质锆石的形成温度约为655°C和638°C,与在榴辉岩相变质作用温度条件下形成一致,206Pb/238U年龄加权平均结果为309±4Ma(2σ),代表了榴辉岩相变质作用时间的最佳估计值。胡家湾变质锆石可能形成于前进变质作用阶段,206Pb/238U年龄加权平均值为312±11Ma(2σ),这一结果在误差范围内与苏家河的年龄结果一致。锆石U-Pb年龄和微量元素分析结果表明,榴辉岩核部的锆石属岩浆型,年龄为406±5～420±7Ma(2σ),表明原岩晚于中古生代华北与秦岭地体的碰撞时间。三个榴辉岩样品的锆石颗粒εHf(t)值的变化范围较大(-4.9～21.3)。变质锆石与岩浆锆石的Hf同位素的变化范围相近,少数变质增生边部锆石与核部残留岩浆锆石给出较一致的Hf同位素组成,表明变质增生锆石可能是原岩岩浆锆石溶解再结晶作用的结果,因此保留了原岩的初始Hf同位素组成。高的εHf(t)值表明它们的原岩来自亏损的地幔源区,可能是古特提斯洋壳;而低εHf(t)值则归因于地壳混染作用。少量继承核锆石的出现表明榴辉岩的原岩形成过程中有古老地壳物质的加入。浒湾地区一些榴辉岩具明显的来自扬子板块大陆地壳的年代学和地球化学特征。该区古生代的洋壳和新元古代的陆壳在石炭纪共同经历了榴辉岩相变质作用,表明古生代古特提斯洋壳形成于扬子板块北缘边缘盆地的环境。高压变质作用的陆壳岩石可能在洋壳岩石的折返和保存过程中起到了浮力牵引的作用。扬子和华北克拉通的聚合可能经历了超过200Ma的多阶段过程。     

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。     

大别山超高压变质带中“脉状”榴辉岩的锆石U-Pb年龄

榴辉岩广泛分布于大别山超高压变质带中,出露规模大小不等,成因类型复杂,围岩类型多样,不仅产于基性、超基性岩中,还产于片麻岩、大理岩、石英硬玉岩、变质花岗岩中。对大别山超高压变质带出露的两处"脉状"榴辉岩进行锆石U Pb年龄测定,分别获得上交点年龄(858±25)Ma和(845±150)Ma,下交点年龄(249±20)Ma和(237±13)Ma,表明其原岩形成时代为新元古代,印支期发生过高压—超高压变质作用,与大别山超高压变质带中其他类型的榴辉岩年龄基本一致。     

扬子板块西缘下志留统龙马溪组底部斑脱岩研究——锆石U-Pb测年、微量元素特征及地质意义

奥陶系-志留系之交斑脱岩分布广泛, 且发育数层, 是研究该时期地层年代学、地层对比、事件地层及生物大灭绝的良好载体. 通过对扬子板块西缘永善地区上奥陶统-下志留统龙马溪组底部地层中的斑脱岩进行锆石U-Pb测年, 获得年龄加权平均值443.5±1.7 Ma, 限定了地层的沉积年龄, 为扬子板块西缘奥陶系-志留系火山喷发事件及地层年代学研究提供了较可靠的依据, 也为扬子板块周缘奥陶系-志留系高分辨率地层格架的建立提供基础信息. 锆石微量元素特征显示其具有I型花岗岩类特征, 形成于岩浆弧或造山带. 晚奥陶世-早志留世多期次、高频率的火山活动可能是造成生物大灭绝的主导因素.     

大别造山带北缘石炭系胡油坊组砾石特征及其构造意义

大别造山带北缘晚石炭世胡油坊组内含有一套岩块砾岩层 ,砾石主要由绿片岩相的石英片岩、绢云母石英片岩、石英岩和千枚岩组成 ,其次有变余砂岩和碳酸盐岩等。Rb- Sr同位素测定表明 ,绿片岩相砾石经历了晚元古代末期和晚古生代两期变质事件 ,全岩等时线年龄为 5 6 5± 30 Ma和 30 7Ma。变质岩砾石不是来源于佛子岭群或信阳群 ,而可能来自于扬子陆块的中、晚元古代地层。砾石以及古生物的证据还表明 ,大别山在古生代时存在一个主要由扬子陆块早古生代碳酸盐岩和中、晚元古代变质岩组成的构造剥露区 ,不存在一个大别山古岛弧。     

华北地块北缘泥盆纪岩浆活动及其构造背景

晚古生代—早中生代岩浆岩广泛分布在华北地块北缘,构成了沿华北地块北缘呈近东—西向分布的上千公里的岩浆岩带。泥盆纪岩浆岩作为其中的组成部分,虽然分布范围不及石炭—二叠纪岩浆岩广泛,但近十多年来随着研究工作的深入,越来越多的泥盆纪岩浆岩被发现,其构造背景及意义也逐渐引起重视。对华北地块北缘近年来发现的泥盆纪岩浆活动进行总结分析表明,泥盆纪岩浆活动时限在400~360 Ma左右,其中碱性侵入岩和基性—超基性侵入岩时代主要集中在400~380 Ma之间,沿华北地块北缘自东向西均有分布;火山岩则主要集中在400 Ma和360 Ma,主要分布在华北北缘东段的赤峰地区。泥盆纪侵入岩在岩石组合上以碱性杂岩及碱性花岗岩为主,其次为二长闪长岩、基性—超基性杂岩。泥盆纪火山岩则以变质流纹质火山岩—次火山岩—火山碎屑岩及变质玄武安山岩、玄武岩（斜长角闪岩）为主,总体上具有双峰式岩石组合特征。综合研究该地区构造演化历史及泥盆纪岩石组合、弱构造变形特征、岩石地球化学与同位素地球化学组成等,认为泥盆纪岩浆活动的形成与白乃庙岛弧和华北地块在晚志留世发生弧—陆碰撞后的伸展背景有关。华北北缘泥盆纪岩浆岩带的形成对于认识古生代期间地壳增生过程、方式及古亚洲洋最终闭合时间有重要科学意义。      

扬子板块北缘光雾山地区钾长花岗岩年代学、地球化学特征及构造意义

为了限定扬子板块北缘地区新元古代岩浆活动事件的准确时间及和探讨岩石成因,本文对出露于四川省南江县光雾山钾长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究。结果表明光雾山地区钾长花岗岩锆石U-Pb年龄为836.3Ma±8.3Ma,属于新元古代花岗岩。岩石具有高w(SiO2)(72.68%~78.10%),w(K2O)(4.26%~5.32%),w(Na2O)(1.68%~3.38%),相对富钾(K2O/Na2O=1.12~2.54),高碱(w(Na2O+K2O)=7.64%~8.99%),低P2O5含量等特征,铝饱和指数A/CNK=0.99~1.49,光雾山花岗岩属于过铝质高钾钙碱性花岗岩。岩石具有轻稀土元素相对富集,重稀土元素亏损的特征,具有明显Eu负异常,δEu为0.48~0.73。光雾山花岗岩微量元素表现出Rb,Th,K,Nd,Sm元素富集,Ba,Nb,Ta,Sr,P,Ti元素亏损的特点。地球化学研究表明,光雾山钾长花岗岩主要以粘土岩部分熔融为主及少部分含粘土的变质杂砂岩部分熔融形成的。岩浆可能来源于本区结晶基底新太古界-古元古界后河岩群和褶皱基底中-新元古界火地亚群中深变质岩为代表的地壳物质的部分熔融产物,为壳源成因类型,具有岛弧型花岗岩特征,形成于岛弧构造环境。光雾山钾长花岗岩的形成是新元古界时期扬子板块与华北板块之间的俯冲碰撞、岛弧形成构造演化过程中使区域地壳不断加厚和地壳深融作用的响应。扬子陆块北缘南江地区约836Ma同碰撞岛弧型钾长花岗岩的发现,表明该地区在约836Ma时为Rodinia超大陆汇聚形成阶段,此时期该区Rodinia超大陆尚未进入大陆裂解阶段。     

川西新元古界开建桥组底部沉凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

从凉红-苏雄剖面开建桥组底部沉凝灰岩中获得了801.3 Ma±7.2 Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄,与前人获得的苏雄组803 Ma±12 Ma年龄高度一致,不仅有效地约束了开建桥组的沉积时代,还从地质年代学上进一步证实了两者之间的同时异相关系,为华南新元古界地层格架的建立提供了新的年龄证据。结合前人研究成果,本文认为开建桥组的沉积时限为800 Ma~725 Ma,与康滇地区澄江组、扬子东南缘莲沱组和上墅组可以对比。同位素年代学、岩石地球化学及沉积学等研究表明,800 Ma左右是整个华南地区裂谷盆地沉积充填序列第二个旋回的开启时间。     

辽西建昌盆地义县组上部英安岩的40Ar/39Ar年龄及其地质意义

建昌盆地义县组可分为两部分：下部以巨厚的沉积层为主,自下而上称为要路沟层、罗家沟层,局部地区沉积层之下有中基性火山岩;上部（罗家沟层之上）为酸性、中酸性火山岩系夹沉积层.罗家沟层与义县-北票地区尖山沟（砖城子）层可进行生物地层学对比.对义县组上部的一件英安岩样品进行40Ar/39Ar年代学研究,获得年龄为120 Ma,应与义县地区义县组顶部火山岩（金刚山层之上）对比.建昌地区义县组顶、底均可与义县地区大致对比.