天镇-怀安地区变质基性岩墙群:华北克拉通古元古代末期碰撞-伸展构造体制转换标志

古元古代是华北克拉通形成过程中重要的造山构造演化阶段,该阶段形成的基性岩墙群,为深入理解裂解-俯冲-碰撞-抬升的造山构造-岩浆过程提供了重要信息.本文报道了天镇-怀安地区广泛分布于新太古代-古元古代变质基底中的变质基性岩墙（二辉麻粒岩）,野外产状与区域主期构造面理协调一致,主要由单斜辉石、斜方辉石、斜长石和少量角闪石组成.LA-MC-ICPMS锆石U-Pb同位素定年获得变质基性岩墙的变质年龄为1 820~1 834 Ma,与区内麻粒岩相变质事件一致,结合区域基性岩墙年龄记录,推测其原岩形成年龄为1.95~1.91 Ga.根据岩石地球化学特征可将变质基性岩墙划分为高Mg低Ti型和低Mg高Ti型两类,两者经历了不同程度的橄榄石、单斜辉石和斜长石的分离结晶.两类基性岩墙均亏损高场强元素（如Nb、Ta、Ti、Zr和Hf）,结合锆石Hf同位素分析,研究表明基性岩墙来源于俯冲流体交代的岩石圈地幔或者受到过地壳物质的混染.华北克拉通古元古代存在2.16~2.04 Ga和1.97~1.83 Ga两期基性岩墙侵位事件:早期代表在初始克拉通基础上发生的板内裂解过程,晚期记录了由俯冲碰撞到伸展的转换过程,即碰撞造山构造体制由水平挤压转变为垂向抬升,构造转换时限大致介于1.95~1.91 Ga.      

辽吉古元古代造山带的地层单元划分与构造属性

辽吉古元古代造山带位于华北克拉通东部,造山带的沉积构造背景和地层格架长期存在争议。最近的研究表明,辽吉古元古代造山带的沉积环境为一活动大陆边缘弧后盆地,经历了早期弧后盆地扩张和晚期盆地收缩-俯冲-造山的演化过程。北辽河群的浪子山组—里尔峪组(含老岭群达台山组)与南辽河群的里尔峪组和老岭群的蚂蚁河组应是同时异相的产物,前者沉积在弧后盆地大陆边缘一侧,以陆缘碎屑沉积为主夹少量酸性火山岩;后者发育在弧后盆地岩浆弧一侧,火山作用强烈。集安群(荒岔沟组和大东岔组)和南辽河群的中上部(南高家峪组—大石桥组)所构成的孔兹岩系为弧后盆地收缩-俯冲阶段的沉积建造(相当于弧前构造背景),遭受了~1.9 Ga的变质作用,并被~1.9 Ga的石榴石花岗岩侵入。河栏—草河口地区的"大石桥组一段"为一套大理岩夹变质基性火山岩的沉积建造,变质基性火山岩和变质基性岩脉均具有岛弧拉斑玄武岩特征,形成于弧后盆地的构造背景。依据其中基性火山岩~1.87 Ga的SHRIMP锆石U-Pb年龄,推测其为弧后盆地俯冲收缩阶段的产物。狭义的盖县组及其相当地层的碎屑锆石反映出大量古元古代的年龄信息,太古宙年龄信息相对较少,故推测物源区主要来自南侧的岩浆弧,所谓的"狼林地块"不是一个太古宙陆块,而主要表现为一条古元古代岩浆弧。     

内蒙古哈珠地区石炭纪白山组火山岩:北山北部晚古生代活动陆缘岩浆作用的产物

北山北部晚古生代岩浆事件的性质对该地区这一时期的构造演化研究具有重要意义.对内蒙古北山哈珠地区石炭纪白山组火山岩进行了系统的年代学、地球化学、Lu-Hf同位素测试,结果显示:白山组主要由玄武安山质、安山质、英安质、流纹质火山岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得安山岩、英安岩、流纹岩的成岩年龄分别为325.6±1.4 Ma、313.5±3.4 Ma、314.7±1.7 Ma,时代为早石炭世晚期-晚石炭世.火山岩空间分布上表现出明显的"组成极性",区域上由北至南从中性火山岩（钙碱性系列）→酸性火山岩（高钾钙碱性系列）演化,K₂O含量与K₂O/Na₂O比值也呈相应的增加趋势,其中玄武安山岩、安山岩具有高Al₂O₃、低TiO₂以及低的Ni、Cr含量,所有样品普遍亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾稀土元素配分模式,以上特征指示白山组火山岩形成于洋壳向南俯冲过程中的活动大陆边缘背景下.另外,白山组中安山岩具有高的ε_Hf（t）值（+7.0~+14.1）和年轻的平均地壳模式年龄T_DMC（437~891 Ma）,接近上地幔的Rb/Sr比值（0.01~0.15）,Nb/Ta比值（12.59~18.80）处于地壳平均值和地幔平均值之间;流纹岩具有相对较低的ε_Hf（t）值（4.3~8.2）和偏老的平均地壳模式年龄T_DMC（804~1 054 Ma）,Rb/Sr比值（0.80~1.73）远大于地壳平均值,Nb/Ta比值（10.66~13.08）接近地壳平均值反映岩浆源区向洋侧以新生地壳和地幔物质为主,向内陆一侧逐渐演化为更多陆壳（较老地壳）物质的加入.综合以上分析并结合前人资料,北山哈珠地区晚古生代石炭纪白山组火山岩是红石山洋向南侧马鬃山-旱山地块俯冲过程中活动陆缘岩浆作用的产物.      

怀安杂岩中含BIF岩石组合的形成时代及产出构造背景

华北克拉通北部的怀安杂岩中分布着一些呈团块状、透镜状或似层状产出的含BIF岩石组合.相对于华北克拉通绿岩带,研究区内的含BIF岩石组合具有规模小、岩性复杂多样以及后期叠加强烈的变质-变形改造等特点,其研究程度较低.在野外地质填图的基础上,通过岩石学、同位素年代学、地球化学研究表明:（1）天镇-怀安地区的含BIF岩石组合主要由条带状（含辉石/角闪）磁铁石英岩、变质基性火山岩（二辉麻粒岩/含辉石斜长角闪岩/高压麻粒岩）、石榴黑云斜长片麻岩和少量石榴石英岩条带或团块组成,这些岩石彼此呈夹层或互层状伴生产出;天镇-怀安地区BIF矿体规模小、与变质火山岩密切共生等特征表明其属于Algoma型.（2）条带状（含辉石/角闪）磁铁石英岩中残留的中-基性火成岩锆石年龄（2 489±19 Ma）可代表含BIF岩石组合的形成时代,并经历了1 800~1 850 Ma变质作用叠加改造.（3）含BIF岩石组合中火山岩地球化学特征显示Rb、Ba、U、Pb等元素富集和Nb、Ta等元素亏损,结合微量元素蛛网图和稀土配分模式对比认为其产出构造背景为弧后盆地,铁矿石PAAS标准化稀土配分图解具有明显Eu正异常,表明与海底热液活动密切相关.      

内蒙古北山地区发现新元古代片麻状花岗岩:锆石U-Pb定年证据

<正>1研究目的(Objective)北山造山带位于中亚造山带最南缘,经历了复杂的地质演化历史。北山造山带存在两个古老地块为敦煌地块和明水—旱山地块。在敦煌地块之上的柳园地区,梅华林等曾发现有榴辉岩和新元古代花岗质片麻岩。而对于明水—旱山地块,前人鲜有报道存在有新元古代的花岗岩。本次对于明水—旱山地块之上片麻状花岗岩年代学的研究,将为北山造山带北带是否存在新元古代片麻状花岗岩、同时确立该区构造演化历史提供新的基础资料。     

山西云中山-关帝山地区界河口岩群岩石学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其归属

山西吕梁山地区界河口岩群（后文简称界河口群）主要由一套变质砂泥质岩石组成,含有一定量的条带状大理岩、斜长角闪岩等。利用LA-ICP-MS对位于关帝山西榆皮、娄烦县杜交曲及云中山三角镇地区的含石榴黑云二长花岗片麻岩（12LL05-1）、片状黑云母石英岩（12LL09-2）和含石榴钾长石英岩（12LL15-1）进行锆石U-Pb年龄测定,获得的二长花岗片麻岩（12LL05-1）岩浆结晶年龄为1941±28Ma、片状黑云母石英岩（12LL09-2）碎屑锆石最小的峰值年龄为2519.5±6.7Ma及含石榴钾长石英岩（12LL15-1）碎屑锆石2个峰值年龄2143±15Ma和2599±11Ma。根据岩石组合和同位素测定结果推测,关帝山西榆皮地区的界河口群与界河口-汉高山一带的界河口群可以对比,沉积时代在1.94Ga之前;娄烦县杜交曲一带的界河口群可与五台岩群相对比,属新太古代;云中山三交镇一带的界河口群可与野鸡山群或岚河群相对比。沿岚县-方山-吕梁一线存在一条大型韧性剪切带,倾向NNW-NWW,表现为右行剪切的运动学性质,将吕梁山区近EW向构造带改造为NNE向。     

内蒙古固阳地区白云常合山A型花岗岩:年代学、地球化学、Hf同位素研究及其对Columbia超大陆裂解的响应

在对固阳白云常合山花岗岩详细的野外地质调查基础上,对其岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征进行了综合研究。白云常合山花岗岩的地球化学特征显示其具有高SiO2（70.68%~77.21%）、富碱（7.88%~9.21%）、高Fe2O3T/MgO（12.60~90.38）和10000×Ga/Al（3.63~6.17）值,低Al2O3（11.70%~13.23%）、MgO（0.06%~0.24%）、CaO（0.23%~1.20%）的特征;微量元素富集Rb、Th、K等,亏损Ba、Sr、Eu、Ti、P;稀土元素总量较高,轻稀土富集,重稀土亏损,呈现典型的右倾"海鸥型"分布模式,具有明显的Eu负异常。通过锆石饱和温度的计算,得到白云常合山花岗岩的结晶温度为824~957℃,平均值为903℃,表明其形成于高温环境。这些特征与A型花岗岩相一致。锆石LA-ICP-MS年龄测试结果显示,白云常合山花岗岩形成于~1720Ma;锆石εHf（t）=-1.84~+6.08,以正值为主,单阶段模式年龄和二阶段模式年龄分别为1.9~2.2Ga和2.5~3.2Ga,岩浆源区主要是新太古代新生地壳,在上升过程中可能受到古老地壳物质的混染。构造环境判别图解显示其为A1型花岗岩,且有板内岩浆的特点,因此白云常合山花岗岩应该是大陆裂谷岩浆活动的产物。结合区域上与裂解事件有关地质体的同位素年代学资料,认为白云常合山花岗岩应该是固阳地区年龄可靠的最早响应哥伦比亚超大陆裂解的岩体。     

内蒙古集宁地区徐武家变质辉长岩的形成背景及其地质意义

徐武家变质辉长岩出露于内蒙古集宁土贵乌拉地区,侵入在孔兹岩系中,与孔兹岩系的超高温变质作用和深熔作用存在密切的成因联系.本文在区域地质填图基础上,对徐武家辉长岩开展了岩石学、岩石地球化学和同位素年代学等研究.徐武家辉长岩属偏碱性中基性岩,钾钠含量变化大.岩石富集稀土,轻、重稀土分馏强烈,显弱负铕异常.微量元素表现大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr、Pb富集,高场强元素Th、U、Nb、Ta、Ti明显亏损.从变质辉长岩中获得了1917±12 Ma的岩浆结晶年龄和1910±26 Ma、1915±11 Ma的变质年龄.锆石Hf同位素测试显示εHf(t)多为负值,Hf模式年龄(TDM)为2273~2501 Ma.综合研究表明徐武家辉长岩可能来源于富集地幔,在上升过程中遭受了地壳物质的混染,并在就位后遭受了麻粒岩相变质作用和富钾质流体的交代.辉长岩就位于下地壳,表明在其侵位之前孔兹岩系已处于地壳深部.结合怀安地块上高压麻粒岩的形成年龄(1.95~1.93 Ga),集宁孔兹岩系原岩沉积时代应早于1.95 Ga.徐武家变质辉长岩应形成于古元古代陆-陆碰撞造山过程中由挤压背景向伸展背景的转换阶段,是碰撞造山峰期俯冲板片断离、幔源岩浆上涌侵位的产物,对造山峰期的时限有重要制约作用.