华北克拉通东北部新太古代晚期地壳生长:来自板石沟表壳岩年代学和Hf同位素的证据

对板石沟表壳岩中的斜长角闪岩和角闪片岩进行了锆石U-Pb年代学、地球化学以及Hf同位素分析,以探讨华北克拉通东北部新太古代晚期的构造环境和地壳演化。板石沟表壳岩主要岩石类型包括斜长角闪岩、斜长片麻岩、角闪片岩和磁铁石英岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示斜长角闪岩(BA-1)岩浆锆石形成于2548±11Ma,绿帘角闪片岩(BA-6)岩浆锆石形成于2548±23Ma,代表了表壳岩的形成时代,在绿帘角闪片岩中识别出3颗年龄为2754±80Ma~2710±92Ma的捕获锆石,表明板石沟地区可能存在新太古代早期岩浆事件。斜长角闪岩和角闪片岩的原岩为玄武质火山岩,微量元素特征指示其形成于岛弧环境。Hf同位素分析结果显示斜长角闪岩εHf(t)为正值(0.29~8.89),单阶段模式年龄(tDM1)分布在2877~2469Ma之间,绿帘角闪片岩多具正的εHf(t)值(-0.78~8.03),tDM1介于2871~2544Ma,表明岩浆主要来源于亏损地幔,伴随少量古老地壳物质的再造,部分tDM1与207Pb/206Pb年龄相近,并同时具有高εHf(t)值的锆石反映板石沟地区新太古代晚期(2550Ma)发生过地壳增生事件。结合其他地区表壳岩研究成果,认为华北克拉通可能存在新太古代吉-辽-冀弧陆碰撞造山带,板石沟地区属于该造山带的一部分。     

中亚造山带东段古生代山弯构造

中亚造山带东段位于西伯利亚和华北克拉通之间，经历了多构造体系叠加和多旋回洋陆转换的复杂演化过程，目前大量研究均以构造带为核心来限定区域构造格局，但一直争议较大。本文以构造单元的构造属性及其形成过程为主线，结合区域构造带演化，重新厘定了中国东北地区基本构造格局，建立了中国东北山弯构造演化模型。研究表明，古生代时期中国东北地区的主要构造单元由两个具前寒武纪基底的古老地块——额尔古纳地块和佳木斯地块及其张广才岭陆缘弧与两个古生代增生地体——兴安增生地体和松辽增生地体组成，其间由古亚洲洋分支新林- 喜桂图洋、贺根山- 嫩江洋、龙凤山洋和索伦洋分割。早古生代，西部额尔古纳地块东南部为西太平洋型活动陆缘，发育有嘎仙- 吉峰- 环宇洋内弧和头道桥等洋岛，~500 Ma随着新林- 喜桂图洋的关闭，这些洋内弧和洋岛拼贴增生至额尔古纳地块东南缘。随后贺根山- 嫩江洋的俯冲和后撤形成了一系列沟- 弧- 盆体系，持续的俯冲导致弧陆碰撞和陆缘增生，形成兴安增生地体的主体。同时，东部佳木斯地块西侧发育有龙凤山洋的安第斯型俯冲活动陆缘，形成了张广才岭陆缘弧。伴随着各大洋的俯冲和陆缘增生，额尔古纳地块和佳木斯地块以及它们的陆缘增生带构成了一个早古生代近东西向展布的地块链。南部以锡林浩特- 龙江微地块为核心发生陆缘俯冲，形成松辽增生地体雏形。索伦洋发生双向俯冲，并通过弧陆碰撞产生陆缘增生。晚古生代，伴随着古亚洲洋的北向俯冲和后撤，早期形成的地块链逐渐发生向南弯曲。二叠纪末期—中三叠世古亚洲洋俯冲消减闭合以及西北部蒙古- 鄂霍茨克洋和东部泛大洋的俯冲挤压，导致地块链进一步弯曲，同时，早期的古老地块、增生地体、弧岩浆岩、沉积建造等发生汇聚，最终形成一个以额尔古纳地块和兴安增生地体为西翼，佳木斯地块和张广才岭陆缘弧为东翼，松辽增生地体为核心的大规模山弯构造——中国东北山弯构造。     

吉林延边和龙地区泉水村组火山岩锆石U—Pb定年、地球化学特征及其地质意义

通过对延边地区泉水村组火山岩的岩相学、年代学以及地球化学研究来约束该地区的构造演化。泉水村组火山岩分为两段,上段为流纹岩、流纹质凝灰岩、流纹质角砾岩,下段为安山岩、安山质角砾岩。整体为两个喷发旋回,呈爆发相-喷溢相的持续。锆石U—Pb测年表明流纹质凝灰岩形成年龄为(115. 5±5. 3) Ma,为早白垩世晚期,其地球化学特征表明原始岩浆来源于地壳的部分熔融;安山岩地球化学特征显示其岩浆源区是地幔楔由于遭受俯冲流体交代作用从而发生部分熔融,同时有较多地壳物质的混染,表现出活动大陆边缘构造背景下岩浆岩的特征。结合其他证据推断古太平洋板块至少在早中侏罗世就已经向吉黑东部开始俯冲,晚侏罗世—早白垩世早期俯冲作用消减,早白垩世晚期又发生强烈俯冲。     

中国东北地区蛇绿岩

我国东北地区位于中亚造山带的东段,经历了复杂的增生造山过程,其所属微陆块的基底属性及拼贴位置、洋-陆转换一直是地学界研究的热点。根据近年来的研究进展,我们将东北地区微陆块划分为额尔古纳地块、兴安增生地体、松嫩-锡林浩特地块和佳木斯地块。同时综述了东北地区蛇绿岩/蛇绿混杂岩带的时空分布、年代学及地球化学的新资料,讨论了其构造背景及俯冲-增生过程。东北地区增生造山不仅涉及古亚洲洋和古太平洋,还可能与泛大洋有关,包括早奥陶世-晚三叠世古亚洲洋主洋盆及古亚洲洋分支——新元古代-晚寒武世新林-喜桂图洋、早寒武世-晚石炭世嫩江洋、新元古代-晚志留世黑龙江洋和晚二叠世-中侏罗世牡丹江洋的演化。早石炭世末-晚石炭世初,东北地区古亚洲洋分支洋盆全部闭合,所有微陆块完成聚合形成统一的东北陆块群。晚二叠世-早三叠世时期,古亚洲洋主洋盆沿索伦-西拉木伦-长春-延吉缝合带自西向东从早到晚以剪刀式最终闭合,完成东北陆块群与华北板块的拼接。晚三叠世-早侏罗世时期古太平洋板块俯冲启动,东北地区进入古太平洋俯冲增生构造体系。     

吉南板石沟地区英云闪长质片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、地球化学特征及地质意义

以吉南板石沟地区的英云闪长质片麻岩为例,探讨其成因及演化机制。研究表明该片麻岩具有富硅(SiO_2=66.61%~72.35%)高铝(Al_2O_3=13.56%~16.18%)富钠(Na_2O=3.65%~4.69%)贫钾(K_2O=1.13%~2.25%)的特点,稀土元素配分曲线右倾,富集Ba、Rb等大离子元素,亏损Ni、Ta等高场强元素,属于高铝TTG片麻岩,其与高硅埃达克岩特征相似。对该片麻岩锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测试,其形成年龄为(2 619±28)Ma,属于新太古代时期产物。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示岩浆在形成演化过程中较少受到地幔物质混染,两阶段模式年龄T_(DM2)为2 976~2675 Ma。板石沟地区英云闪长质片麻岩可能是在俯冲环境下含玄武质洋壳部分熔融产生,认为华北克拉通东北部地区在新太古代时期可能存在一个由洋壳俯冲到弧陆碰撞造山带即吉—辽—冀弧陆碰撞增生造山带。     

吉林延边地区月山洞闪长岩岩体年代学、岩石地球化学及其地质意义

月山洞岩体位于吉林省延边地区,大地构造位置位于龙岗地块与吉黑造山带的交界处,岩性主要为闪长岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,月山洞岩体样品P₃B_6-2加权平均年龄为178.4±1.2 Ma,表明其岩体侵位时代为早侏罗世晚期.岩石地球化学特征上,月山洞岩体具有高Al富Na的特点,样品的Na₂O、K₂O、Al₂O₃、CaO、MgO、FeO_t、P₂O₅和TiO₂与SiO₂均呈明显的线性关系,表明在成岩过程中存在着辉石、磷灰石、磁铁矿等矿物的分离结晶作用.月山洞样品稀土含量中等,具有轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的特点,且δEu值为0.67~1.04,显示出微弱的Eu负异常到微弱的正Eu异常.月山洞岩体亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素,富集Cs、Rb、Ba和K等大离子亲石元素.其Nb/Ta、La/Nb和Th/Nb比值介于地壳和地幔平均值之间,显示了月山洞岩体岩浆具有壳幔混源的特点.结合月山洞岩体岩石地球化学特点和区域构造背景,认为该岩体构造背景应受到了太平洋板块俯冲的影响,同时也可能受到了古亚洲洋闭合后南北大陆持续碰撞的叠加影响.     

越南红河平原区新生代构造应力场特征

红河平原在新生代期间受印度板块、欧亚板块和太平洋板块三大板块的影响,其构造应力场复杂多样.通过研究红河平原新生代构造应力场的变化规律,确定在新生代早期红河平原地区的构造应力场特点为东西的挤压应力场与左旋走滑机制,晚期则转变为南北的挤压应力场与右旋走滑机制,且右旋走滑作用在东南部地区呈增加趋势.红河平原区的这种构造应力场的变化为对红河三角洲的形成和发展提供了条件,控制了红河平原地区的现代构造活动特征.     

东阿尔卑斯原-古特提斯构造演化

新生代阿尔卑斯是非洲和欧洲之间的陆陆碰撞造山带。强烈的造山作用使大量前中生代基底出露地表,尽管这些基底被强烈逆冲推覆和走滑叠置,但是仍保留较丰富的前中生代基底演化信息。结合近几年对东阿尔卑斯原-古特提斯的研究,本文梳理和重建了阿尔卑斯前中生代基底的构造格局,认为前阿尔卑斯基底受原特提斯、南华力西洋、古特提斯洋构造体系影响而经历了多期造山过程。新元古代-早古生代的原阿尔卑斯作为环冈瓦纳地块群的组成部分,受原特提斯洋俯冲的制约,是新元古-早古生代环冈瓦纳活动陆缘的组成部分,其中,海尔微-彭尼内基底组成外缘增生系统,包括卡多米期地壳碎片在内的陆缘弧/岛弧以及大量增生楔组成内缘增生系统。早奥陶世瑞亚克洋打开,随后原阿尔卑斯从冈瓦纳陆缘裂离,在泥盆纪-石炭纪受南华力西洋控制,海尔微-彭尼内-中、下奥地利阿尔卑斯从冈瓦纳分离。在早石炭世(维宪期)南阿尔卑斯(或与之相当的冈瓦纳源地块)与北部阿莫里卡地块群拼贴增生于古欧洲大陆南缘,共同组成华力西造山带(广义),华力西期缝合带保留在绍山-科尔山南侧。晚石炭世-早二叠世,阿尔卑斯受古特提斯洋的俯冲影响,在华力西造山带南侧形成安第斯山型活动大陆边缘,古特提斯洋在阿尔卑斯的演化至少持续到早三叠世,消亡遗迹保留在中奥地利阿尔卑斯基底的Plankogel杂岩中。     

内蒙古苏尼特右旗白乃庙地区徐尼乌苏组的形成时代及其地质意义

本文对白乃庙地区徐尼乌苏组沉积特征、原岩建造、变质火山岩及变质碎屑岩的年代学和地球化学进行了研究,探讨了白乃庙地区早古生代构造演化。本次研究采集了徐尼乌苏组中具有代表性的变质含砾粗粒杂砂岩、变质英安质晶屑凝灰岩和变质长石石英细砂岩样品,进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学分析。结果显示,2个变质英安质晶屑凝灰岩锆石的加权平均年龄分别为440.9±1.8Ma(MSWD=0.10)和440.9±1.7Ma(MSWD=0.15),锆石Th/U比值为0.46~1.59,自形程度较好,发育有典型的岩浆锆石振荡环带结构,显示为岩浆成因锆石的特点,表明徐尼乌苏组的形成时代为早志留世。变质含砾粗粒杂砂岩的碎屑锆石年龄在452.0±1.3Ma~535.0±1.0Ma之间,最高峰值年龄为490Ma左右;变质长石石英细砂岩碎屑锆石年龄则在440.1±5.7Ma~3268.9±57.7Ma之间,最小谐和年龄为440.1±5.7Ma,峰值年龄为490Ma左右,另有1.0Ga、1.6Ga、1.8Ga和2.5Ga四个明显的峰值年龄。根据研究区徐尼乌苏组岩性组合与结构构造,可将该组划分为3个不同的沉积旋回。结合白乃庙地区徐尼乌苏组测年结果、岩石地球化学特征、原岩建造及区域岩浆岩资料,白乃庙弧后盆地沉积可划分为三个演化阶段:早期快速堆积阶段(452.3~440.9Ma),形成了一套成熟度较低的粗碎屑岩建造,物源主要来源于白乃庙岩浆弧中的岩浆岩;中期火山喷发阶段(440.9~440.1Ma),以火山沉积作用为主,为火山碎屑岩建造夹有碳酸盐建造和少量碎屑岩建造,碎屑物质主要来源于该时期的火山活动;晚期稳定沉积阶段(440.1Ma),形成一套细碎屑岩建造和碳酸盐建造,为浅海相稳定沉积,此时物源广泛,分别来源于华北克拉通基底、兴蒙造山带和白乃庙早古生代火山弧。根据徐尼乌苏组的沉积建造和火山建造特征,结合白乃庙火山弧岩浆活动特征,认为徐尼乌苏组形成于早古生代弧后盆地中,此时华北板块北缘属于安第斯型活动大陆边缘。     

内蒙古巴林右旗胡都格绍荣岩体的年代学、地球化学、Hf同位素特征及构造背景

大兴安岭地区晚中生代的大地构造背景一直存在争议,通过对内蒙古巴林右旗胡都格绍荣岩体进行锆石U-Pb测年、岩石地球化学以及锆石Lu-Hf同位素分析,探讨其形成时代及构造背景.胡都格绍荣岩体主体岩性为似斑状黑云母二长花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年确定其加权平均年龄为129.9±1.4 Ma(MSWD=0.91),指示其侵位于早白垩世.花岗岩具有高SiO₂、Na₂O、K₂O含量,低CaO、MgO含量,富集Cs、Rb、K、Th、U、Zr,亏损Ba、Sr、P、Ti,轻稀土富集,具明显Eu负异常(δEu=0.35~0.44),10 000×[w(Ga)/w(Al)]为2.08~3.05,表明其为典型的A型花岗岩.Hf同位素分析结果显示,锆石具有正的ε_Hf(t)值(2.24~9.41),Hf两阶段模式年龄为1 030~570 Ma,平均为809 Ma,结合其微量元素特征,认为岩浆来源于新元古代地壳的部分熔融.胡都格绍荣花岗岩指示研究区在早白垩世为伸展构造背景,可能与蒙古-鄂霍茨克洋闭合关系更为密切.