华北克拉通～2.7Ga的BIF:来自莱州-昌邑地区含铁建造的年代学证据

越来越多的研究资料显示~2.7Ga是华北克拉通陆壳生长的一个重要阶段,但缺少同时期的世界主要克拉通上广泛发育的BIF铁矿。胶北莱州-昌邑地区的BIF铁矿赋存在原划分的粉子山群小宋组含铁建造中,含铁建造的岩石组合主要为黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩、含石榴黑云片岩夹角闪磁铁石英岩,磁铁浅粒岩。岩石地球化学分析显示,斜长角闪岩具有岛弧玄武岩的地球化学特点,变质酸性火山岩具有埃达克质岩的地球化学特点,故推测莱州-昌邑地区的含铁建造形成于与岛弧相关的构造环境,而与粉子山群形成的裂谷构造背景无关。锆石同位素年代学研究表明,含铁建造中变质酸性火山岩(埃达克质火山岩)的岩浆结晶年龄为2726±10Ma,在变质泥砂岩中获得了~2.73Ga和~2.9Ga两组碎屑锆石U-Pb年龄,并缺少新太古代晚期(~2.5Ga)的构造岩浆热事件信息;在斜长角闪岩中获得的变质锆石年龄为~1850Ma,并有2.68Ga的继承或捕获锆石年龄信息;因此推断莱州-昌邑地区的BIF铁建造有可能形成于新太古代早期(~2.7Ga),而在新太古代晚期(~2.5Ga)则处于相对稳定的构造背景。含铁建造被~2.17Ga的二长花岗岩侵入,并共同卷入胶北古元古代晚期(~1.85Ga)的变质变形作用改造。莱州-昌邑地区含铁建造的岩石组合和锆石年龄信息与胶北地块栖霞地区比较有所不同,这可能揭示出胶北地块在新太古代早期(~2.7Ga)构造环境差异和古板块构造演化的重要信息。     

内蒙古锡林浩特早石炭世构造环境：来自变质基性火山岩的年代学和地球化学证据

内蒙古锡林浩特地区变质基性火山岩位于锡林浩特市东南部,大地构造上隶属于兴蒙造山带东段,其野外产出状态为锡林郭勒杂岩中的斜长角闪岩。应用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,测得两组年龄为334.5±3.5 Ma和323.4±2.4 Ma,表明岩石的形成时代为早石炭世。地球化学特征显示研究区变质基性火山岩具有高Fe(TFeO=6.07%~10.55%)、高Mg(MgO=3.90%~11.29%)、高Al(Al_2O_3=12.68%~17.22%)、贫Ti(TiO_2=0.56%~1.69%)、富Na贫K(K_2O+Na_2O=2.12%~7.37%,K_2O/Na_2O=0.02~0.59)的特征,属于低钾—中钾低钛高镁铝钙碱性玄武岩或者安山岩,部分变质基性火山岩表现出高镁安山岩的特征。变质基性火山岩的稀土元素总量较低(∑REE=15.97×10~(-6)~176.0×10~(-6)),轻、重稀土分异不太显著(LREE/HREE=0.77~6.26),无明显Eu异常(δEu=0.48~1.13)。多数样品微量元素表现出强烈富集大离子亲石元素K、Rb等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf。以上地球化学特征表明研究区变质基性火山岩的原岩可能为玄武岩或安山岩,形成于岛弧环境。岩石Sr-Nd同位素分析结果显示研究区变质基性岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i较低,为0.701828~0.704096,ε_(Nd)(t)为+2.83~+6.61,表明其直接来源于亏损的岩石圈地幔。综上所述,基本可以判定锡林浩特地区变质基性火山岩的原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水交代的亏损地幔楔,是岛弧环境岩浆活动的产物。结合区域上前人的研究成果,认为该基性火山岩应该是在古亚洲洋洋壳向北俯冲,俯冲板片脱水形成的富集大离子亲石元素的流体进入上覆地幔楔,使地幔楔橄榄岩发生部分熔融而形成的,表明在早石炭世,古亚洲洋在研究区并没有关闭,而是正处于俯冲消减阶段。     

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。     

西南天山马达尔地区硅质岩地球化学特征及其沉积环境

西南天山马达尔地区乌帕塔尔坎群硅质岩与玄武岩以逆冲断层接触产出,但其时代缺乏依据。本次研究的硅质岩中含有放射虫,经鉴定时代为D3—C1。11件硅质岩样品的SiO2含量为88.80%～93.28%,Al2O3含量为2.02%～3.72%,其中只有4件样品为纯硅质岩(SiO2的含量为91.0%～99.8%),所有样品的SiO2/Al2O3值(23.84～46.11)远低于纯硅质岩(SiO2/Al2O3=80～1400),表明其含有较高比例的陆源泥质沉积物。Al/(Al+Fe+Mn)=0.57～0.72,Ce/Ce*=0.90～1.21,显示出生物沉积硅质岩的特点。此外,其Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)=0.64～0.77,V含量为10.92×10-6～26.70×10-6,Cu含量为2.15×10-6～34.10×10-6,Ti/V=25.53～44.93,∑REE为30.78×10-6～59.26×10-6,平均值为45.46×10-6,(La/Yb)N=0.88～1.33,平均值为1.09,(La/Ce)N=0.81～1.12,介于洋盆沉积物和大陆边缘沉积物之间,反映其沉积环境为接近陆源的深水-半深水的沉积环境。Ceanom值均大于-0.1,为-0.06～0.08,并且出现Eu的负异常,推测岩石沉积时水体贫氧。结合区域地质特征推测,乌帕塔尔坎群硅质岩形成于南天山洋盆闭合期的小洋盆。     

基于信息熵的赤峰地区玉米生育期温度和降水特征分析

文章采用1967—2016年赤峰地区50a的降水和温度资料,运用信息熵的统计分析方法,分析了玉米生长发育期的降水和温度变化特征。结果表明:不同地区、不同玉米发育期的熵情差异较大。温度熵与降水熵的地域性比较强,高熵和低熵中心分别出现在巴林左旗和克什克腾旗;玉米发育期各阶段的熵情特征表现为:降水熵在花粒期较高,而温度熵的高值出现在穗期。分析表明,近年来赤峰地区玉米生产期内气候暖干化趋势加重,要引起足够重视,及早采取防御措施,以减少农业损失。     

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。     

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。     

中国变质大地构造研究及科学意义

运用板块构造理论和大地构造相分析方法,研究中国不同时代变质岩、变质建造、岩石构造组合和地球化学等特征,综合分析并确定所属大地构造相,探索和确定中国变质岩大地构造环境及单元划分;同时,创新编图思路和方法,首次编制并出版了中国变质岩大地构造图,提出了变质岩大地构造相鉴别、板块启动时间、前寒武纪大陆形成的阶段性和主要轨迹等新认识,为多种概念和方法相互融合开展综合研究提供了范例.     

华北北部古生代-中生代多期变质作用及其大地构造意义——"华北地区古生代变质作用和动力学"研究进展与展望

"华北地区古生代变质作用和动力学"是2011—2013年中国地质调查局地质调查工作项目,旨在通过变质作用研究,揭示古生代区域大地构造体制与演化过程.通过对河北赤城地区红旗营子杂岩、内蒙古中部温都尔庙群、宝音图群、锡林郭勒杂岩、林西地区的双井片岩等开展了重点研究,表明华北北部地区古生代以来经历了4期不同性质的变质作用,对应不同的构造背景:志留纪的高压低温型(454~426 Ma),指示洋壳的俯冲过程;早泥盆纪的中压型(~400 Ma),指示与地壳加厚有关的造山过程;石炭纪的低压高温型(345~309 Ma),指示造山后的陆内伸展过程,以及早三叠纪(~240 Ma)的中-低压低温型,指示与有限海盆闭合有关的陆内造山过程.结合区域的岩浆、沉积以及构造等方面的地质特征,认为华北北部地区古生代以来经历了复合造山的构造演化过程:早古生代期间的古亚洲洋俯冲;早泥盆纪与古亚洲洋闭合有关的碰撞造山;中-晚泥盆纪-二叠纪陆内伸展,形成陆相盆地-陆表海-有限海盆;以及早三叠纪的有限洋盆被动闭合等过程.这为阐明华北地区古生代地球动力学和成矿背景提供了坚实的变质岩石学基础.