中国最老岩石和锆石

在中国大陆的许多地区都已发现大于3.4Ga的锆石和岩石.鞍山是全球仅有几个存在≥3.8Ga岩石的地区之一.它们以不大的规模存在于白家坟、东山、深沟寺杂岩中,由糜棱岩化奥长花岗岩、条带状奥长花岗岩和变质石英闪长岩组成.近年来,在鞍山地区还发现了许多3.7～3.6Ga岩石和锆石.锆石Hf同位素组成表明鞍山地区在3.8～3.6Ga期间存在周期性的地幔添加和陆壳形成.除鞍山外,在中国许多地区的不同类型岩石中也获得了≥3.4Ga锆石,虽然它们大多数都是碎屑和残余成因.(1)华北克拉通冀东铬云母石英岩中3.85～3.55Ga碎屑锆石:(2)华北克拉通信阳中生代火山岩长英质麻粒岩中3.66Ga岩浆锆石;(3)华南克拉通宜昌地区杨子地块新元古代砂岩中3.80Ga碎屑锆石(一颗);(4)华南克拉通华夏地块新元古代一古生代变质沉积岩中3.76～3.6Ga碎屑锆石;(5)西北地区塔里木地块阿克塔什塔格地区古元古代片麻状花岗岩中3.6Ga残余锆石;(6)西秦岭奥陶纪变质火山岩中4.08Ga捕掳锆石(一颗);(7)西藏普兰地区奥陶纪石英岩中4.1Ga碎屑锆石(一颗,有3.61Ga增生边).一些古老锆石有高达4.1～4.0Ga的Hf同位素模式年龄.在中国,>3.4Ga地壳物质的比例以往被低估了,发现冥古宙和始太古代物质的可能性仍然存在,它们将对中国早期陆壳演化提供新的制约.     

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...     

华北陆块北缘崇礼-赤城地区晚古生代花岗岩类的锆石年龄和Sr-Nd-Hf同位素组成

本文报道冀北崇礼-赤城地区晚古生代花岗岩类岩石的锆石U-Pb年龄和Sr-Nd-Hf同位素组成特征.它们出露在华北陆块北缘的构造单元内,侵位于中高级变质基底岩石红旗营子群中.锆石LA-ICP-MS定年结果表明,海流图花岗岩岩体记录了两期岩浆作用,即299±3Ma和254±11Ma;镇宁堡片麻状二长花岗岩和白花沟片麻状黑云母石英二长闪长岩分别形成于287±1Ma和252±3Ma.这些晚古生代花岗岩类岩石具有较低的初始~(87)Sr/~(86)Sr值(0.7062～0.7076)、低的ε_(Nd)(t)值(-18.1至-9.6)和古老的Nd亏损地幔模式年龄(2.49～1.87Ga).其锆石的ε~(Hf)(t)值变化在-13.2至-7.4之间,Hf平均地壳模式年龄值(T_(DM)~C)在2.15Ga至1.79Ga之间.锆石Hf同位素特征与全岩Nd同位素特征指示古老的华北陆块地壳物质是花岗岩浆的主要物源.在形成时代和地球化学特征上,崇礼-赤城地区晚古生代花岗岩与出露在东部丰宁-承德地区的花岗岩类岩石既有相似性,又有不同之处,可能代表华北陆块北缘不同构造背景下岩浆作用的产物.     

辽宁抚顺-清原地区太古宙岩石SHRIMP锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文对辽宁抚顺、清原地区太古宙表壳岩系和 TTG花岗质岩石进行了 SHRIMP锆石 U- Pb年龄测定。角闪变粒岩 L Q0 10 7和 L F0 10 7岩浆锆石年龄分别为 2 5 15± 6 Ma和 2 5 10± 7Ma。角闪变粒岩 L Q0 10 4变质锆石年龄为 2 4 79± 5 Ma。深熔片麻状 TTG花岗岩 L F0 10 6内核残余锆石年龄为 2 5 2 8± 2 7Ma,大致代表了熔融母岩TTG花岗岩的形成时代 ,外带新生锆石年龄为 2 4 77± 13Ma,代表了深熔作用时代。片麻状 TTG花岗岩 L Q0 110内核残余锆石年龄 2 5 5 6± 18Ma,很可能为熔融母岩中酸性火山岩的形成时代 ,外带新生锆石年龄 2 4 6 9± 19Ma为深熔作用时代。研究表明 ,辽北地区太古宙基底主要由新太古宙岛弧系统火山物质组成 ,不存在以往认为的大范围分布的中太古代穹窿 ,但不排除存在少量新太古宙以前古老物质的可能。辽北新太古宙弧陆碰撞增生型造山带为华北克拉通太古宙晚期吉 (吉林 )—辽 (辽宁 )—冀 (河北 ) (弧陆碰撞增生型 )造山带的重要组成部分。洋壳俯冲时间为2 .5 1～ 2 .5 6 Ga,弧陆碰撞时间为 2 .4 7～ 2 .4 8Ga,总的演化时间约为 10 0 Ma左右。     

吕梁-五台地区晚太古宙—古元古代花岗质岩石锆石U-Pb年代学和Hf同位素性质及其地质意义

报道了五台地区一个晚太古代片麻状富钾花岗岩的锆石U-Pb年龄为2509±7.4Ma.该年龄与前人获得的年代学数据一起,进一步限定了晚太古期间五台-吕梁地区与俯冲有关的弧岩浆活动的年代框架.为了探讨晚太古宙-古元古代不同类型的花岗岩的源区性质和演化,特别是当时的陆壳增生机制和古老陆壳性质,本文在锆石U-Pb年代学的基础上对相应的锆石进行了细致的Hf同位素原位测量.结果表明,晚太古代片麻状花岗岩可能代表发育在古老克拉通(东部陆块?)上的弧岩浆作用产物.碰撞后(1.8 Ga)花岗岩的形成与加厚的造山带发生垮塌性伸展有关,后者导致幔源物质底侵,并引起下地壳物质的部分熔融而形成花岗质岩石.这些壳源花岗质岩浆再以不同比例与幔源岩浆混合而形成吕梁-五台地区成分复杂的碰撞后岩浆岩(花岗质为主).锆石Hf同位素还表明,吕梁-五台地区可能存在老于2.7Ga的古老克拉通物质(2.9Ga?),虽然目前还没有发现这么老的碎屑锆石.     

西南天山科桑溶洞新元古代-早奥陶世花岗岩锆石U-Pb年代学研究

在新疆西南天山科桑溶洞地区,新厘定出一套斜长角闪岩-花岗岩地质单元:侵入斜长角闪岩中的新元古代白云母花岗岩(片麻状构造)、以及侵入上述古老岩石单元的早奥陶世花岗岩(块状构造)。片麻状白云母花岗岩中锆石具有热液锆石边、岩浆锆石幔和碎屑锆石核(边-幔-核结构),剔除被热液锆石和碎屑锆石混染的SHRIMP测点,获得岩浆锆石幔的加权平均年龄752.3±5.1Ma(MSWD=0.95),代表岩浆的结晶年龄。块状花岗岩的锆石具有边-核结构,热液锆石边的U-Pb年龄(419.5±5.7Ma)明显偏低。剔除热液锆石和碎屑锆石,获得岩浆锆石的平均U-Pb年龄481.1±4.4Ma(MSWD=0.88),代表花岗岩的结晶年龄。早奥陶世早期,岩浆侵入新元古代片麻状白云母花岗岩中。在晚志留世或者更晚时期,两类花岗岩共同经受了变质热液改造,变质流体交代岩浆锆石,导致锆石溶蚀再生长。     

胶东昌邑地区新太古代石英岩的锆石U-Pb年代学和Hf同位素特征及其地质意义

基底古老地层的研究可以为探索地球早期陆壳形成与演化历史提供重要支持,胶东地区是华北克拉通变质基底重要的出露区之一,在胶北地体的西缘有一套高成熟度的古老石英岩-山阳村石英岩,前人将其划归古元古代粉子山群的小宋组,但缺乏明确的年代学限定。本文对山阳村石英岩的碎屑锆石进行U-Pb年代学和Hf同位素分析,获得年龄谱的最大峰值为2501±16Ma,且是最小峰值年龄。与古元古的粉子山群和中元古的芝罘群的碎屑锆石年龄谱均不同。综合年龄谱特征、野外产状以及岩石组合,本文认为山阳村石英岩是新太古代的岩石建造,建议为其单独建立新太古代岩石地层单位。结合本次研究及前人工作本文认为应将原粉子山群小宋组划到太古代归属胶东岩群。山阳村石英岩中,~2.5Ga锆石Hf同位素εHf(t)0且从下方靠近亏损地幔演化线并在~2.7Ga地壳演化线附近分布,显示其原岩来自~2.7Ga新生地壳的重熔;ca.2.7~3.0Ga的锆石Hf同位素εHf(t)0且在~3.1Ga地壳演化线附近,意味着其母岩的源区为~3.1Ga的新生地壳,且在ca.2.7~3.0Ga发生了持续的地壳再熔融;3.0Ga碎屑锆石的Hf同位素εHf(t)0,源区岩石形成于更古老陆壳物质的再循环。已知的胶北地块3.0Ga锆石的Hf同位素特征暗示华北克拉通在4.1Ga前就存在地壳,而且在~4.1Ga发生了重熔。     

冀东黄柏峪—羊崖山地区太古宙岩浆作用和变质作用——SHRIMP锆石U-Pb定年

报道了冀东黄柏峪—羊崖山地区太古宙变质辉长岩、黑云斜长片麻岩、片麻状二长花岗岩、片麻状富钾花岗岩等不同类型变质岩浆岩(8个样品)的SHRIMP锆石U-Pb定年结果。首次发现3.1Ga二长花岗岩,黑云斜长片麻岩形成时代约为3.0Ga。变质辉长岩的侵入时代很可能为新太古代晚期,存在少量3.2~3.6Ga捕获锆石。几乎所有岩石样品都记录了约2.5Ga的变质锆石年龄。结合前人资料认为,(1)冀东地区新太古代晚期构造热事件十分发育,被认为与地幔软流圈上涌导致的岩浆板底垫托有关;(2)冀东地区中太古代以前的陆壳物质广泛分布,黄柏峪—羊崖山地区很可能存在一古老陆核。     

登封地区早前寒武纪地壳演化－地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩（BIF）等组成,变质原岩为主要基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩。3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石。它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41。嵩山群主要由石英岩和片岩组成,绿片岩相变质。嵩山群石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥沙质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同。石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga。会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在。花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga（钾质花岗岩样品除外）。根据研究,可得出如下结论和认识：1）登封群形成于新太古代末期（2.51～2.53 Ga）,与前人认识一致。2）不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围（2.50～2.55 Ga）,结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关。3）在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分。4）可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群（2.14～2.47 Ga）或滹沱群（2.08～2.14 Ga）对比。5）石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物。     

内蒙赤峰楼子店拆离断层带下盘变形花岗质岩石的时代、成因及其地质意义——锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

对内蒙赤峰楼子店拆离断层带下盘前人划为前寒武纪岩石的糜棱状花岗质岩石中锆石进行了U-Pb年龄测定和Hf同位素测试,结果显示其时代为晚古生代至中生代。楼子店扎兰营子片麻状花岗岩的锆石206Pb/238U年龄为253.6±1.2Ma,锆石εHf(t)值为-8.6～-14.6,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.8～2.2Ga;朝阳沟糜棱岩化片麻状花岗岩的锆石206Pb/238U年龄为150.43±0.79Ma,锆石εHf(t)值为-5.6～-14.9,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.6～2.1Ga;莫里海沟片麻状闪长岩的锆石206Pb/238U年龄为127.6±3.1Ma,锆石εHf(t)值为-5.1～-13.9,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.5～2.1Ga。不同岩性、不同形成年龄的3个样品的εHf(t)值主要为负值,说明这些岩石主要来自地壳岩石的部分熔融。2.2～1.5Ga的锆石Hf同位素两阶段模式年龄表明它们可能主要来源于华北克拉通下地壳物质的部分熔融。结合该区已经获得的锆石U-Pb年龄,将该区古生代至中生代花岗质岩浆作用划分为4个时期:早石炭世(327Ma)、二叠纪(285～252Ma)、中三叠世—早侏罗世(241～184Ma)、中侏罗世—早白垩世(163～125Ma)。早石炭世喇嘛洞混合花岗岩的产出对应于古亚洲洋古生代向南俯冲于华北板块的时期,二叠纪花岗岩是古亚洲洋最后闭合、蒙古弧与华北陆块北缘拼合与伸展有关的岩浆活动的产物,大面积的中三叠世—早侏罗世的花岗岩是西伯利亚与华北陆块碰撞后地壳伸展的记录,中侏罗世—早白垩世(163～125Ma)岩浆活动则发育在伸展构造背景中,与岩石圈减薄存在密切的成因联系。这些新年龄资料将为华北陆块北缘古生代—中生代的地质构造演化提供重要的年代学制约。     

鞍山地区铁架山花岗岩中表壳岩的碎屑锆石SHRIMP年龄及其地质意义

鞍山地区3．0Ga铁架山花岗岩是华北克拉通时代最古老、分布范围最大的钾质花岗岩，其中存在较多成熟度高的变泥沙质岩石表壳岩，其元素和Nd同位素组成与铁架山花岗岩十分相似。以往研究把它们作为铁架山花岗岩中的表壳岩包体，认为铁架山花岗岩形成于它们的部分熔融。本文利用碎屑锆石SHRIMP U—Pb定年方法对鞍山铁架山花岗岩中变泥沙质表壳岩的形成时代进行了制约，证实表壳岩形成于铁架山花岗岩之后，为遭受强烈变质变形地区变泥沙质岩石时代研究提供了一个新的实例。     

黄陵野马洞基性岩脉中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成

采用激光剥蚀-等离子质谱(LA-ICP-MS)分析技术测定野马洞基性岩脉中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成,以探讨黄陵地区TTG片麻岩原岩的形成及变质时间、是否存在比崆岭群更古老的地壳等问题。野马洞辉绿岩脉(1850 Ma)侵入TTG片麻岩,并从TTG片麻岩中捕获了大量捕掳晶锆石。捕掳晶锆石岩浆结晶核部的U-Pb年龄分别为2842 Ma、2900 Ma和2949 Ma,指示TTG花岗岩体为复式岩体,其至少经历了2949 Ma、2900 Ma和2842 Ma三期岩浆作用。捕掳晶锆石变质边部的U-Pb年龄为2557 Ma,指示TTG花岗岩体转变为TTG片麻岩,是"水月寺运动"及其构造热事件共同作用的结果,其变形变质的时间为2557～2511 Ma。捕掳晶锆石的εHf(t)为-9.85～0.89、平均值为-4.07,亏损地幔模式年龄TDM为3.6～3.2 Ga,指示黄陵地区存在比崆岭群(3.2 Ga)更古老的陆壳。     

滇西桃花花岗斑岩中新太古代-古元古代锆石年龄信息:对扬子板块西缘基底时代的约束

扬子板块西缘滇西地区是否存在古老基底一直存在争议。本文对滇西桃花地区花岗斑岩进行了岩石学、地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学研究。形成于晚造山-后碰撞背景的桃花花岗斑岩具岛弧花岗岩地球化学特征,其成因可能与:1)俯冲拆离的洋壳俯冲拆离的洋壳或富集地幔重熔作用;2)加厚的地壳部分熔融。花岗斑岩中的继承锆石有两种类型:一类是发育具有密集振荡环带的岩浆锆石;另一类是次浑圆状锆石。测年结果显示,花岗斑岩的岩浆锆石年龄为36.35±0.35Ma,环带发育的继承锆石年龄介于167~891Ma之间;而次浑圆状继承锆石可以分为两组,其207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1851±22Ma与2499±32Ma。新的锆石测年结果表明着滇西桃花地区不仅存在古金沙江洋东向俯冲形成的晚古生代弧岩浆记录,还发现新元古代岩浆活动信息,及早古元古代和新太古代的锆石记录。推测1.8Ga与2.5Ga锆石可能是捕获自地壳或围岩(石鼓片岩),表明滇西地区可能存在古老基底。     

阿拉善地块南缘龙首山东段“龙首山岩群”的再厘定——来自碎屑锆石U-Pb定年的证据

龙首山东段滑石口井地区存在一套浅变质的沉积岩系,原被认为属于古元古代“龙首山岩群”.本文取自这套变沉积岩系的2件样品的碎屑锆石年龄范围介于0.52～3.56 Ga之间,与相邻的寒武系大黄山群碎屑锆石年龄谱相似,其时代可能为中、晚寒武世.取自原“龙首山岩群”和寒武系大黄山群的3件变沉积岩样品中,共获得129个谐和的碎屑锆石年龄,主要分布在0.7～1.2 Ga(约占47％,峰值～0.8、～0.94、～1.0 Ga)和2.5～2.8 Ga(约占31％,峰值～2.5、～2.7 Ga),相对较小的年龄群集中在0.5～0.6 Ga(约占7％,峰值～0.56 Ga)和1.4～1.8 Ga(约占10％,峰值～1.5 Ga),其余年龄零星分布于1.8～2.4 Ga,少量锆石年龄＞3.0 Ga.碎屑物源分析认为,大黄山群的碎屑物质主要来自祁连地块,其中新元古代末一早古生代初期的碎屑物质来自北祁连造山带相关的火成岩,新元古代碎屑物质来自祁连地块广泛分布的新元古代岩浆岩,而中元古代一太古宙碎屑物质可能来自祁连地块再循环的变质基底岩石.结合区域地质资料认为,龙首山东段的浅变质沉积岩系和寒武系大黄山群可能沉积于祁连地块北侧的大陆边缘,在构造背景上属于祁连造山带,而不属于阿拉善地块.     

LA-ICPMS U–Pb zircon age constraints on the provenance of Cretaceous sediments in the Yichang area of the Jianghan Basin,central China

Detrital zircon U–Pb ages have been shown to be a powerful tool for provenance analysis and determining the exhumation of sediment source areas. This paper presents the results of detrital zircon LA-ICPMS U–Pb ages for Cretaceous sediments from the Yichang area of the Jianghan Basin, central China. The results provide new information on the provenance of these sediments and the detailed exhumation process of the Huangling Dome. Zircons with different age populations have been derived from the strata of the Huangling Dome. The Liantuo, Gucheng and Nantuo formations and the Kongling complex were exhumed, leading to deposition of the early Cretaceous Wulong Formation, which provides the sources of zircons with age peaks at 3.1–3.0, 2.5 and 1.8 Ga. Exhumation of the Huangling granitoid and contemporary volcanics provided the source of the late Cretaceous Luojingtan Formation, which contains zircons with age peaks at 1.1–0.95 and 0.83–0.74 Ga. The Qinling-Dabie orogeny supplied zircons with an age cluster of 0.27 to 0.18 Ga. These results indicate the timing of initial exhumation for the Huangling granite. They also show how overlying strata was first uplifted and eroded, followed by exposure of underlying strata at the surface during continued exhumation.     

Late Archaean—early proterozoic source ages of zircons in rocks from the Paleozoic orogen of western Galicia,NW Spain

U-Pb data are reported for nine suites of zircons and three monazites from the Paleozoic orogen in western Galicia (NW Spain): one paragneiss and six orthogneisses from the early Paleozoic basement, and two Carboniferous (ca. 310 Ma old) intrusions of two-mica granite. New whole-rock Rb-Sr analyses, along with earlier data, indicate an age of ca. 470-440 Ma (Ordovician) for the emplacement of the granitic precursors of the orthogneisses. Monazite from the paragneiss also yields an U-Pb age of ca. 470 Ma. For all nine investigated suites of zircons the U-Pb systematics signal the presence of a minor proportion of Precambrian zircon. The zircon data from two orthogneisses and the paragneiss display roughly linear arrays with upper intercepts between about 3.0 Ga and 2.0 Ga, and lower intercepts between ca. 480 and 460 Ma; the former are interpreted as approaching the age of the old zircon component, and the latter as reflecting either the time of crystallization of new zircons from the magma (orthogneisses), or the time of radiogenic lead loss from the old zircons (paragneiss). The suites of zircons from all other investigated orthogneisses suffered isotopic disturbance posterior to the granite emplacement 470-440 Ma ago, in most cases leading to ‘false’ discordias without geochronological significance. Similarly, the zircons of the two investigated two-mica granites do not produce meaningful discordias because of post-Paleozoic disturbance. The monazite U-Pb systems of the latter granites indicate (sub)recent lead loss.From the high initial ${}^{87}\text{Sr}{}^{86}\text{Sr}$ ratios an involvement of Precambrian continental crust material is evident in the generation of the early Paleozoic suite of granites, while the zircon U-Pb data give evidence of the presence of about 3.0-2.0 Ga old (late Archaean—early Proterozoic) components in the source material. Zircons from the oldest sedimentary rocks in the area, now present as catazonal paragneisses and a likely source for the granites, likewise reveal a provenance age of 3.0-2.0 Ga. The late Archaean—early Proterozoic source rocks in western Galicia probably formed part of an Archaean continental crust underlying much of western Europe, but mostly modified beyond recognition by younger events.     

Provenance,tectonic setting and source of Archean metasedimentary rocks of the Browns Range Metamorphics,Tanami Region,Western Australia

This study combines U–Pb age and Lu–Hf isotope data for magmatic and detrital zircons, with whole-rock geochemistry of the Browns Range Metamorphics (BRM), Western Australia. The BRM are medium- to coarse-grained metasandstones that consist of angular to sub-rounded detrital quartz and feldspars with minor granitic lithic fragments. The sequence has undergone partial to extensive quartz–muscovite alteration and rare-earth-element mineralisation and has been intruded by mafic/ultramafic, syenitic and pegmatitic intrusive rock units. Uranium–Pb and Lu–Hf isotopic data on detrital zircons from the metasandstones and intruding granitic rocks yield a well-defined age of ca 3.2 to ca 3.0 Ga for all samples, with relatively radiogenic ?_Hf values (?_Hf = –1.7 to 5.1) indicating derivation from Mesoarchean granite basement of juvenile origin. This is consistent with geochemical and petrological data that support deposition from a granitic source in a continental rift basin setting. The timing of sediment deposition is constrained between the ca 3.0 Ga age of the source rocks and ca 2.5 Ga age of the granitic intrusive bodies that cross-cut the metasedimentary rocks. The ca 2.5 Ga zircons from the intrusive rocks have ?_Hf model ages of ca 3.4 to ca 3.1 Ga, which is consistent with formation via partial melting of the BRM, or the Mesoarchean granite basement. Zircons of the Gardiner Sandstone that unconformably overlies the BRM return detrital ages of ca 2.6 to ca 1.8 Ga with no trace of ca 3.1 Ga zircons, which discounts a significant contribution from the underlying BRM. The Mesoarchean age and isotopic signatures of the BRM zircons are shared by some zircon records from the Pine Creek Orogen, and the Pilbara, Yilgarn and Gawler cratons. Collectively, these records indicate that juvenile Mesoarchean crust is a more significant component of Australian cratons than is currently recognised. This work also further demonstrates that detrital minerals in Paleoproterozoic/Archean sedimentary rocks are archives to study the early crustal record of Earth.     

鄂尔多斯盆地周缘地壳形成与演化历史:来自锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成的证据

锆石U-Pb定年及Hf同位素测定结果表明,鄂尔多斯盆地周缘的华北板块北缘、兴蒙造山系及扬子板块-秦岭-大别-苏鲁造山带等构造单元系统具有明显不同的形成与演化历史。华北板块北缘锆石年龄平均值为1 837 Ma,最强烈的岩浆活动出现于2 200~1 800 Ma,该期锆石约占全部的40%;次为强烈的岩浆活动在2 800~2 200 Ma,其众数在全部锆石中约占30%;1 500~1 200 Ma、500~100 Ma这两个阶段形成的锆石在全区所占比例各约为15%。华北板块北缘最突出的特征是基本不含1 000~700 Ma期间形成的锆石,>3 000 Ma的锆石在全区分布极为有限。锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄表明华北板块北缘平均值为2.55 Ga,较U-Pb平均年龄老,说明2 200~1 800 Ma期间形成的锆石含有较多的古老地壳再循环组分。Hf亏损地幔模式年龄最强峰值约为2.8 Ga,与全岩Nd亏损地幔模式年龄的峰值相一致,Hf模式年龄为3.0~2.25 Ga的颗粒占全部的近95%,证明华北板块北缘的地壳增生主要在太古宙至古元古代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄>3.0 Ga的锆石颗粒所占比例不到0.1%,另外近5%锆石的模式年龄分布于中元古代。晚古生代-中生代所形成的锆石均是先存地壳组分,尤其是中元古代增生地壳的熔融作用形成。兴蒙造山系中锆石U-Pb年龄平均值为497 Ma,最强峰分布于石炭纪(约320 Ma),石炭纪-二叠纪末(350~250 Ma)形成的锆石所占比例达30%以上。新元古代至早古生代(600~440 Ma)形成的锆石占全部锆石的55%以上,而中元古代末-新元古代期间(1 200~600 Ma)形成的锆石在全区仅占4%。中元古代以前形成的锆石非常有限,说明该区最早形成的地壳组分在兴蒙造山系的形成过程中较充分地参与到后期的岩浆作用过程中。兴蒙造山系中锆石相应的Hf同位素亏损地幔模式年龄平均为1.13 Ga,明显较相应的U-Pb年龄老,最强峰值出现于约0.6 Ga。Hf亏损地幔模式年龄为0.7~0.28 Ga的颗粒在兴蒙造山系所占比例达57%,证明该区最强烈的地壳增生发生于新元古代至古生代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄分布于1.5~0.7 Ga的锆石在全区约占38%,说明此期间也是该区地壳较强烈的增生期。Hf亏损地幔模式年龄大于1.5 Ga的锆石所占比例不到5%,古生代以后兴蒙造山系也基本没有明显的地壳增生。扬子与秦岭-大别-苏鲁造山带构造单元中的锆石U-Pb年龄平均为799 Ma,年龄为1 300~750 Ma的锆石在全部锆石中约占70%。晚古生代-燕山期形成的锆石约占20%。年龄在3 500~2 650 Ma、2 118~1 680 Ma的锆石在该区各约占5%。结合扬子与秦岭-大别-苏鲁造山带平均为1.56 Ga的Nd亏损地幔模式年龄特征,说明1 300~750 Ma期间该区较强烈的岩浆作用事件中有较多的古老地壳组分加入其中。锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成均说明鄂尔多斯盆地周缘各构造单元具有不同的形成演化历史。地壳是幕式增长的,但各构造单元每幕发生的时间、强度存在明显差别。因此,由盆地中不同时代地层中碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成及全岩Nd同位素特征的系统研究可反演盆地物源供给与周围构造单元之间的关系。