华北克拉通怀安杂岩新太古代和古元古代富铝变质表壳岩的地球化学特征及构造意义

晋冀蒙三省交界地区富铝变质表壳岩的时代归属及形成的构造背景长期存在争议。通过天镇地区1∶5万区域地质调查,在怀安杂岩中识别出两期富铝变质表壳岩组合,分别为新太古代榴云片麻岩岩组和古元古代黄土窑岩组,两者在岩石组合、特征矿物组合、含矿性、同位素年龄以及岩石地球化学特征等方面存在明显区别,为不同沉积环境的产物。新太古代榴云片麻岩岩组野外呈带状、似层状或透镜状产出,以石榴黑云斜长片麻岩为主体,含少量斜长变粒岩,局部与BIF共生,矿物组合为石榴子石+黑云母+斜长石+石英±条纹长石±夕线石。岩石地球化学研究表明石榴黑云斜长片麻岩样品富Na_2O、Al_2O_3和CaO,低K_2O,属于过铝质岩石,铕异常不明显,轻重稀土元素分异相对较强((La/Yb)_N=3.69～27.76)。古元古代黄土窑岩组以构造岩片形式产出,为一套孔兹岩系组合,产出石墨矿。其中变泥砂质岩石的矿物组合为石墨+夕线石+石榴子石+条纹长石+斜长石+石英,为过铝质,富Al_2O_3和K_2O,低Na_2O和CaO,负铕异常明显(δEu=0.47～0.80),轻重稀土元素分异弱((La/Yb)_N=3.37～10.58)。两套富铝变质表壳岩具有相似的微量元素蛛网图特征,富集大离子亲石元素如Rb和Ba,高场强元素如Zr、Hf含量相对较低,明显亏损Nb、Ta、P和Ti等元素。石榴黑云斜长片麻岩中碎屑锆石年龄峰值为～2.45Ga,黄土窑岩组中岩石碎屑锆石年龄主要介于1.99～2.30Ga,两套岩石均遭受古元古代末期(1.81～1.85Ga)麻粒岩相变质-深熔作用叠加改造。新太古代榴云片麻岩岩组的原岩为一套含黏土质杂砂岩建造,成熟度较低,来源于英云闪长岩-花岗闪长岩风化源区,形成于大陆岛弧环境。黄土窑岩组孔兹岩系原岩为一套富铝黏土岩和杂砂岩建造,夹少量碳酸盐岩和石英砂岩,沉积物源以古元古代中期(2.3～2.0Ga)上地壳长英质成分为主,可能形成于相对稳定的大陆边缘环境。怀安杂岩中两期富铝变质表壳岩组合均卷入了古元古代末期的造山作用,两者的厘定为研究华北克拉通北部新太古代—古元古代大陆地壳演化及构造格局恢复具有重要地质意义。     

冀东青龙-双山子地区新太古代高镁安山岩-镁闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及大地构造意义

冀东地区位于华北克拉通北缘,学术界对该地区新太古代岩浆作用的成因模式及构造背景一直存在争议,因此对冀东青龙-双山子地区的新太古代变质表壳岩及侵入岩进行了系统的同位素年代学及岩石地球化学研究.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学结果显示变安山岩的形成时代为2 576 Ma,辉长闪长岩-英云闪长岩-石英闪长岩的侵入时代为2 484~2 535 Ma.岩石地球化学特征显示,较早期的变安山岩部分属高镁安山岩类,源自俯冲板片脱水流体交代地幔楔的部分熔融;而稍晚的侵入岩类为具有埃达克质岩石特征的镁闪长岩类,源区具有熔体交代地幔楔部分熔融的特征;整体构成高镁安山岩-埃达克质镁闪长岩组合.结合区域上的同位素年代学及地球化学报道,冀东青龙-双山子地区新太古代应处于活动大陆边缘构造背景.      

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪两期变质表壳岩的重新厘定:岩石学及锆石U-Pb年代学证据

华北克拉通怀安杂岩中早前寒武纪变质表壳岩具有变质程度深（麻粒岩相）、连续性差、变形及构造置换强烈等特征,地层划分及形成时代一直存在较大争议.通过详细的地质调查、岩石学及年代学研究,新厘定出新太古代桑干岩群铁英岩岩组、石榴黑云片麻岩岩组以及古元古代集宁岩群黄土窑岩组石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段和含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段4套变质表壳岩单元,并建立了相应的岩石学识别标志.新太古代变质表壳岩一般呈透镜体或带状体产出于新太古代变质深成岩中,且锆石年龄存在~2.5 Ga和~1.8 Ga两个峰值.铁英岩岩组原岩为一套基性火山岩夹磁铁石英岩建造,产出阿尔戈马型BIF铁矿,形成年龄为2 489±19 Ma;石榴黑云片麻岩岩组主体岩石为条带状石榴黑云斜长片麻岩,原岩为杂砂岩建造,物源来自新太古代TTG岩石.古元古代石榴高压基性麻粒岩-大理岩岩段原岩为一套基性火山岩夹大理岩建造,形成年龄早于~2.03 Ga;含石墨矽线石榴片麻岩-变粒岩-大理岩岩段野外呈带状构造岩片体产出,连续性较好,为一套"有层无序"的孔兹岩组合,碎屑锆石年龄介于2.30~1.99 Ga,与区域上孔兹岩年龄结构一致,形成时代为古元古代晚期（1.99~1.95 Ga）.新太古代和古元古代变质表壳岩均卷入古元古代末期的造山过程（1.95~1.80 Ga）,遭受麻粒岩相变质与变形作用.区内孔兹岩可能是造山过程卷入的构造岩片.本研究进一步明确了晋冀蒙交界地区存在与孔兹岩不同的新太古代陆源碎屑岩和古元古代洋壳残片,这对重新认识本区早前寒武纪地质演化具有重要意义.      

北秦岭寨根地区富铌辉长岩地球化学特征及其构造意义

富铌辉长岩往往与高镁闪长岩、埃达克岩共生,被认为是具有指相意义的岩石构造组合,但豫西地区北秦岭造山带南侧该类岩浆活动却很少被发现.对寨根地区秦岭岩群中的斜长角闪岩类进行岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学研究,在该深成杂岩中发现了富铌辉长岩,并且测得富铌辉长岩的变质锆石U-Pb年龄为484.3±1.8 Ma,与区内超高压榴辉岩变质峰值年龄相近.富铌辉长岩地球化学特征表现为富集Rb、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P等高场强元素,ε_Nd（t）介于-1.61~+0.49,相应的（87Sr/86Sr）_i范围为0.714 273~0.723 936.推测其成因与秦岭古陆壳深俯冲过程中部分熔融的板片熔体交代地幔楔橄榄岩再熔融有关,经受深俯冲时有大量陆壳物质的加入,该发现为秦岭造山带早古生代早期存在多个微陆块提供了证据.      

内蒙古白乃庙铜矿区含矿中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成矿时代

为了限定白乃庙铜矿的成矿时代和成矿环境,对含矿中酸性岩类进行同位素年龄和岩石地球化学研究。获得的3个含矿花岗闪长岩样品的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为421.5±1.8Ma、438.6±3.4Ma和459.3±3.6Ma。含矿中酸性岩类属于过铝质钙碱性系列岩石,稀土元素曲线显示为轻稀土元素富集型,具有弱正Eu异常,微量元素曲线表现为明显的Ta、Nb亏损。综合含矿中酸性岩类时代、地球化学特征及区域构造背景,认为白乃庙铜矿总体形成于早古生代,具有多期成矿的特点,成矿作用与古蒙古洋早古生代俯冲消减事件有关。     

豫西地区汝阳群碎屑岩地球化学特征及其对沉积环境与构造背景的指示

华北克拉通南缘豫西地区中元古代汝阳群备受关注,尤其在年代学和沉积学方面研究成果丰硕。从沉积地球化学角度入手,探讨汝阳群碎屑岩的物源属性和大地构造背景,恢复古沉积环境,为描述华北克拉通南缘中—新元古代地层的精细结构提供依据。主量、微量元素分析结果显示：(1)较白草坪组而言,云梦山组样品SiO₂含量更高,Fe₂O₃、MgO、CaO和K₂O含量较低,亲镁铁的过渡族元素和高场强元素明显亏损,暗示云梦山组样品具有较高的成分成熟度,而白草坪组成分成熟度有所降低。所有样品均表现为稀土元素右倾的配分模式,轻稀土元素富集,重稀土元素相对平坦,轻、重稀土元素分馏明显,中等程度的负Eu异常(δEu=0.60～0.85),弱负Ce异常(δCe=0.80～0.96),与大陆上地壳标准化曲线近于平行。(2)利用微量元素含量及比值(V/Cr、Ni/Co、U/ThSr/Ba、Th/U,Sr/Cu、Rb/Sr值及Ce、Eu异常)进行古环境重建,推测云梦山组和白草坪组为氧化条件下的陆相滨海—浅海相沉积环境,古气候经历了干旱—湿润—干旱...     

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.      

河南信阳地区龟山岩组新元古代变质玄武岩的地球化学特征、Sr-Nd同位素组成及地质意义

对信阳地区商丹断裂带南侧龟山岩组新元古代变质玄武岩进行了岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素研究,分析结果显示该套玄武岩为亚碱性拉斑玄武系列,分为低Ti及高Ti两种类型：低Ti型较富Mg,不相容元素富集程度及稀土分馏程度较低,具有E-MORB的微量元素地球化学特征,Sr-Nd同位素组成相对富集,可能来自地幔柱引发的岩石圈地幔的部分熔融,并受到一定程度的地壳混染;高Ti型较富Fe,强烈富集不相容元素,具有OIB的地球化学特征,Sr-Nd同位素组成较为亏损,可能来自地幔柱的部分熔融,并较少受到地壳物质的影响。综合构造判别显示该套玄武岩可能为地幔柱伸展背景下的岩浆活动产物,可能为区域上沿商丹断裂带分布的中—新元古代局部伸展背景岩浆活动产物的组成部分。     

豫西五里川—寨根一带秦岭岩群碎屑锆石U-Pb年龄研究

秦岭岩群为北秦岭微陆块的主要组成部分,其时代的准确厘定对秦岭造山带构造演化研究具有重要的地质意义。本次工作对五里川—寨根一带秦岭岩群雁岭沟岩组钠长二云片岩和郭庄岩组矽线二云二长片麻岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学研究。钠长二云片岩具有岩浆成因特征的碎屑锆石核部年龄主要存在545~551 Ma、754~778 Ma、900~1000 Ma、1340~1830 Ma和2300~2500 Ma 5个年龄段,并以900~1000 Ma段碎屑锆石的峰最明显;部分数据点在锆石U-Pb谐和图上拟合成一条上交点年龄为(2478±25)Ma的不一致线。矽线二云二长片麻岩年龄主要集中于1400~1800 Ma,另有4颗锆石年龄为1134~1243 Ma,其中最年轻的1颗碎屑岩浆锆石年龄为(1134±17)Ma。根据分析结果,推断本地区雁岭沟岩组的形成时代应晚于900 Ma,早于438 Ma的五垛山岩体。郭庄岩组的主体形成于中元古代晚期,时代应该晚于1122 Ma,老于962 Ma的新元古代花岗岩类。雁岭沟岩组最主要的物质来源为新元古代花岗岩,其次为新太古代—古元古代陆壳,少部分来源于郭庄岩组;郭庄岩组物质来源主要为的古元古代晚期至中元古代早期的花岗岩陆壳。雁岭沟岩组与郭庄岩组形成时代不同,二者之间存在沉积间断,主要物源区也不相同,雁岭沟岩组中甚至有少量郭庄岩组剥蚀后再沉积的物质。因此,二者是不同的构造岩片,本地区雁岭沟岩组应从秦岭岩群中解体出来。