以地质事件性质讨论华北克拉通古元古界典型地层时代——以五台地区滹沱群为例

从滹沱群底部四集庄组不同的分布区选择了1件正长花岗斑岩、1件似斑状二长花岗岩砾石及1件侵入于蒋村四集庄组的正长花岗斑岩,进行了锆石U-Pb-Hf同位素分析。获得正长花岗斑岩和似斑状二长花岗岩砾石的锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄分别为2 507±14 Ma和2 519±35 Ma,推断花岗岩砾石的物源可能为五台新太古代晚期峨口花岗岩和兰芝山花岗岩;侵入于四集庄组的正长花岗斑岩锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为2 157±15 Ma。结合四集庄组、五台地区高凡群火山岩年龄结果和华北克拉通2.2~2.0 Ga地质事件的性质,认为滹沱群底界可能为2.2~2.18 Ga,顶界时代约为2.0 Ga,其沉积对应一期强烈的陆内裂谷伸展过程。新太古代花岗岩砾石和古元古代花岗岩锆石Hf同位素结果指示,五台地区新太古代早期出现明显的地壳生长,新太古代晚期也存在地壳增长。     

区域变质作用与中国大陆地壳的形成与演化

在编制1∶500万中国变质地质图的基础上,本文总结了中国主要变质带的演化以及各变质带与中国大陆地壳形成演化之间的内在联系。虽然在华北和华南克拉通都有古太古代到中太古代的变质年代记录,但是由于后期改造其变质作用的特点及与区域构造背景的联系已难以追索。新太古代末-古元古代初期的变质作用在华北克拉通表现最明显,这期变质作用紧随大规模的TTG岩浆作用,普遍具有逆时针的P-T演化轨迹,反映了地幔柱主导的岩浆-变质事件特点。古元古代晚期的变质事件在华北、华南、塔里木克拉通都有强烈反映。这期变质作用以形成具有顺时针P-T演化轨迹的高压麻粒岩为特点,与形成Columbia超大陆的一些造山带的特点类似,但是这三个不同克拉通在与Columbia聚合的时间和空间方位上存在差异。华南克拉通是相对年轻的克拉通,是沿新元古代江南造山带扬子和华夏地块拼合的产物。新元古代江南造山带的火山岩形成时代和变质作用程度从北东向南西迁移,反映了造山过程逐渐迁移和剪刀式闭合的特点。形成华南克拉通后,在其东南缘又先后经历了加里东期和印支期的变质改造,并且由北西向南东变质带从加里东期转变为印支期,但是这两期变质作用的构造背景尚不很清楚。中国南北大陆的聚合首先从西昆仑-阿尔金-北祁连-北秦岭-桐柏开始,所反映的变质作用是早古生代的蓝片岩相和榴辉岩相变质岩相伴产出,表明经历了从洋壳俯冲到陆陆碰撞的演化过程。中国东部的南北大陆到印支期才最终汇聚,相应的变质作用以南部出现高压蓝片岩相、北部出现超高压的榴辉岩相变质带为特点,表明南方大陆向北方大陆的俯冲。超高压带内普遍含有柯石英,意味着大规模的陆壳深俯冲。华北克拉通和塔里木克拉通以北的中亚造山带内存在多条从早古生代到晚古生代的变质带和多条蓝片岩相变质带,表明这是一个由多阶段、多条变质带组成的造山区。但是其变质作用的空间和时间演化还有待进一步深入。青藏高原变质带具有北老南新的空间分布特点,最北部的印支期龙木错-双湖-澜沧江变质带反映了原特提斯和古特提斯洋的碰撞拼合过程,北部的燕山期班公湖-怒江变质带和中部的喜马拉雅早期雅鲁藏布江变质带反映了新特提斯洋的两次碰撞拼合过程,南部喜马拉雅晚期的高喜马拉雅变质带反映了印度板块向北俯冲导致的高原快速隆升过程。     

库鲁克塔格基性岩墙群K—Ar等时年龄测定及其有关问题讨论

新疆库鲁克塔格基性岩墙群的四个样品的Ｋ－Ａｒ表观年龄为４５５－６７３Ｍａ,等时年龄为２８７±１３Ｍａ。这一年龄与近几年报道的沿天山构造带的早二叠世火山岩年龄一致。氩初始值为５０８,在Ｐ型岩浆范围内,结合稀土、微量元素特征,认为岩墙群与地幔热柱有成因联系。     

中条山铜矿峪变质火山岩的时代、构造背景及对成矿的制约

中条山绛县群变质火山岩是铜矿峪铜矿的赋矿岩石,其形成的年龄期次还没有很好的限定,构造背景还存在很大的争议。本文确定了变质石英斑岩的形成年龄为(2179±7)Ma,变质酸性火山岩的形成年龄为(2142±11)Ma,建议重新划分铜矿峪变质火山岩的层序,自下而上分别为变质石英斑岩(骆驼峰组)、变质基性火山岩(西井沟组)和变质酸性火山岩(竖井沟组)。其中铜矿峪铜矿主要赋存于骆驼峰组变质石英斑岩中。变质石英斑岩具有后碰撞花岗岩的特征,形成于由挤压向伸展转变的环境,其εNd(t)值为–2.21~–2.15,两阶段Nd模式年龄TDM2为2.75~2.79 Ga。变质酸性火山岩具有A2型花岗岩的特征,其εNd(t)值为–1.59~–0.94,两阶段Nd模式年龄TDM2为2.63~2.69 Ga,与变质石英斑岩一样都是由老地壳再造而来。变质基性火山岩富集LREE、LIL及HFS等元素,具有Nb、Ta的负异常,无明显的Ti负异常,部分样品具有Zr、Hf的正异常,具有受陆壳混染的大陆玄武岩特征,形成于伸展的构造背景。推测中条山—吕梁山在古元古代可能为华北克拉通古陆块的边缘,具有从造山到造山后伸展的复杂演化过程。铜矿峪斑岩型铜矿形成于陆块边缘由挤压转变到伸展的构造背景。     

华北克拉通几个地区古元古代碳酸盐岩地层C-O同位素特征

对华北克拉通古元古代辽河群、中条群和湾子群的碳酸盐岩进行了C、O同位素研究。辽河群王家沟组条带状大理岩的δ13CPDB变化于-1.02‰~3.14‰之间,大部分在0.16‰~1.79‰之间,平均值为1.07‰,稍高于海相碳酸盐岩的δ13C平均值0.5‰,δ18OPDB变化于-17.2‰~-10.1‰之间,大部分在-13.4‰~-10.1‰之间,20组数据的均值为-11.9‰。中条群余家山组大理岩的δ13CPDB变化于-0.2‰~0.8‰之间,大部分在0~0.3‰之间,前14个样品的δ13C平均值为0.34‰,稍低于海相碳酸盐岩的δ13C平均值,后16个样品的δ13C平均值为0.54‰,与海相碳酸盐岩的δ13C平均值基本一致,其δ18OPDB变化于-7.9‰~-6.1‰之间,大部分在-7.3‰~-6.1‰之间,前14个样品的δ18O平均值为-6.80‰,后16个样品的δ18O平均值为-6.68‰,两个剖面上的δ18O值没有明显差别。阜平宋家口南湾子群大理岩δ13CPDB变化于1.0‰~3.8‰之间,平均值为2.65‰,明显高于海相碳酸盐岩的δ13C平均值0.5‰,其δ18OPDB变化于-8.8‰~-5.7‰之间,平均值为-6.97‰。研究结果表明所研究的大理岩均形成于一个比较稳定而又相对波动的气候环境,大理岩沉积期间存在海平面和气温旋回变化但没有突变事件。湾子群宋家口剖面大理岩对Jatulian事件有响应,中条群余家山组大理岩对Jatulian事件没有响应,辽河群王家沟组是否存在对Jatulian事件响应还不确切。     

甘肃含碘凹凸棒石矿的发现及其应用前景初探

凹凸棒石矿为稀有的非金属矿种，近年来，在甘肃中、西部第三纪地层中发现了大型凹凸棒石矿，矿石总储量可达2.5亿吨，矿石中碘含量较高，西部凹凸棒石含碘约为0.0418%，中部平均含量约为0.0425%，与智力碘硝石的含碘量（0.04%）相当。伴生碘总资源量可达11.7万吨，其中水溶性碘占80%以上，这是世界上首次发现的含碘凹凸棒石矿。将含碘凹凸棒石作为鸡饲料添加剂可以提高产蛋量，所产蛋含碘22～57mg/kg。     

新疆西准噶尔包古图斑岩铜矿年代学研究

西准噶尔包古图铜矿是近几年新疆发现的又一个中型斑岩铜矿,其成岩成矿年代学的研究可以对矿床成因、区域成矿规律的认识有更好的制约.包古图地区出露一系列中酸性小岩体,前人按照出露面积大小将这些岩体编号为Ⅰ-Ⅹ号.目前,Ⅴ号岩体已经进行了详勘,探明为中型铜矿,其他几个岩体也都程度不同的投入了勘探工作量,并且发现了较好的成矿迹象.本文利用锆石SHRIMP U-Pb法和单矿物K-Ar法对Ⅴ号岩体进行了成岩成矿年代学研究,其中锆石25个测点的^206Pb/%238USHRIMP年龄大致可以分为加权平均值（335.6±7.8）Ma和（311.4±3.3）Ma的两组,前者被解释为捕获锆石,可能来源于包古图组凝灰岩或者深部的花岗质岩基,有待于进一步研究;后者为含矿岩体侵位年龄.本次研究获得成矿期黑云母的K-Ar年龄为（296.0±3.7）Ma和（297.3±3.8）Ma,结合我们以前所获得的辉钼矿Re-Os年龄310Ma,确定成矿时代为310~296Ma.花岗斑岩和闪长玢岩脉的K-Ar年龄为278~240Ma,根据穿插关系可以判定它们为成矿后脉岩.据此基本建立了包古图斑岩铜矿成岩成矿年代学框架.     

河南鲁山原“太华岩群”的重新厘定

出露于河南鲁山地区的原"太华岩群"在地质研究和新的同位素年代学测年新进展的基础上,已将其分解为古元古代变质表壳岩为主的上部岩系和以新—中太古代TTG岩系为主的下部岩系,二者之间为不整合接触,两套岩系地质特征很不相同,时间相隔5~7亿年,因此原"太华岩群"这一统一地质单位已不再适用,需重新厘定。建议以新—中太古代TTG岩系为主(70%)和伴生少量变质表壳岩(约30%)的下部岩系改称太华杂岩;上部的古元古代变质表壳岩系,因其标准剖面在鲁山,可以用"鲁山岩群"替代"原太华岩群上亚群",这一群级地层单位曾被涂绍雄(1996)建议过。重新厘定后的地层名称,将不再出现命名上的混乱,也便于对比。     

河北赞皇杂岩中2.7Ga TTG片麻岩的厘定及其地质意义

本文对赞皇杂岩中的条带状TTG片麻岩样品进行了岩石化学、锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素研究。其中ZH39-1和ZH39-2的岩性为英云闪长质片麻岩,TZ50-1和TZ50-2为奥长花岗质片麻岩。对岩浆锆石的定年结果显示英云闪长质片麻岩ZH39-1具有2702±13Ma的结晶年龄,奥长花岗质片麻岩TZ50-2具有2690±10Ma的结晶年龄。同时这2个样品均具有新太古代晚期的变质年龄记录,说明岩石受到了新太古代晚期构造-热事件的影响。该片麻岩主量元素均具有高硅(66.4%～74.3%)、高铝(14.0%～15.9%)、富钠(4.13%～5.20%)、贫钾(1.17%～2.54%)和MgO(0.68%～2.12%)、具有低K_2O/Na_2O比值(0.25～0.62)的特征,Mg~#在43.0～47.4之间。微量元素具有富集Ba、Sr、Zr、Hf和Th,亏损Nb、Nd、Ti的特征,稀土元素具有总含量较低为47.6×10~(-6)～120×10~(-6),(La/Yb)_N为16.4～56.5,Eu无异常或较强正异常,这些特征同太古宙高铝TTG岩系一致。英云闪长质片麻岩样品ZH39-1中绝大多数锆石具有ε_(Hf)(t)正值,变化范围是1.52～5.59,该样品锆石两阶段Hf模式年龄为2874Ma,显示新生地壳来自于亏损地幔。在赞皇杂岩不同地点再次发现～2.7Ga的TTG岩石,证明该地区在中太古代晚期和新太古代早期存在大规模陆壳增生事件。     

近70年中国变质岩石学-变质地质学的研究进展

为总结我国变质地质学的历史经验,回顾了我国从变质岩石学到变质地质学近70年的发展历程.依据大量文献,分3个阶段和8个方面总结了变质岩石学和变质地质学取得的进展.我国在超高压变质地质学、早前寒武纪变质地质学、变质作用年代学、变质作用相平衡模拟等领域处于国际先进行列,蓝片岩、变质流体和变质岩化学动力学方面与世界研究基本处于同步水平,极低级变质作用研究等领域与国际先进水平尚有较大差距.通过历史的回顾,表明变质岩的研究已经从变质岩石学转变为变质地质学,已经从单一的岩石学研究转变为以变质岩为基础,变质矿物、地球化学、同位素地质、构造地质等多学科的综合研究.在变质岩和变质地质领域我国有一些区位优势,但是只有坚持自主创新才能把区位优势转变为学科优势.各种分析实验技术的发展促进了变质地质学的发展,随着新技术的不断涌现和大数据时代的来临,变质地质学会有更大的发展.