柴北缘欧龙布鲁克地块东段古元古代基性麻粒岩:岩石学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

在欧龙布鲁克地块东部地区的正片麻岩中识别出呈透镜状产出的基性麻粒岩,部分已转变为斜长角闪岩。其主要矿物组合为单斜辉石、斜方辉石、斜长石、角闪石等,为典型中低压麻粒岩相组合。锆石SHRIMP U-Pb定年得到基性麻粒岩1928±9Ma的变质年龄,片麻岩围岩得到了1927±20Ma的变质年龄,以及2368±5Ma、2377±7Ma的岩浆结晶年龄。片麻岩锆石Hf同位素数据显示变质锆石及岩浆锆石均具有相似的Hf同位素成分,其二阶段模式年龄为2590~2830Ma,显示其可能源于太古代地壳物质的再造。欧龙布鲁克地块古元古代岩浆及变质演化历史与塔里木克拉通及华北克拉通很高的相似性,预示着在古元古代三者可能具有一定的亲缘性。     

冀东古元古代基性岩墙群的年龄及地球化学:～2.1Ga伸展及～1.8Ga变质

以往华北克拉通早前寒武纪地质的研究主要集中于东、西部陆块的2.5Ga事件及中部带的2.2~2.0Ga、1.95~1.8Ga事件的研究,最近通过工作发现东部陆块内部亦有~2.1Ga、~1.8Ga事件的记录。我们通过对冀东石门变质基性岩墙群进行离子探针锆石U-Pb测年和地球化学研究,表明基性岩墙的形成年龄为2162±27Ma,经历了1820±7.8Ma的变质作用;其围岩英云闪长质片麻岩形成于2531±14Ma,紧接着经历了2513±15Ma的麻粒岩相变质,虽与石门基性岩墙共同经历了~1.8Ga变质作用,但并没有新生的该期变质锆石记录。石门基性岩墙SiO_2含量介于50.38%~51.08%,MgO含量为4.29%~5.81%,具有较低的Mg#值(32~41),属于拉斑玄武岩类;其轻稀土略为富集,具有弱的负铕异常,富集大离子亲石元素(Rb、Ba),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),具有低正的εNd(t)值(1.47)和正的εHf(t)值(1.88~8.80),其Hf模式年龄与基性岩墙的形成年龄接近,介于2206~2338Ma,推测石门基性岩墙的玄武质岩浆来自于亏损地幔的部分熔融并经历了结晶分异和地壳混染过程,形成于陆内裂谷的构造背景。本文认为~2.1Ga的岩浆活动为华北陆块在新太古代末克拉通化后,经历的一次强烈的伸展事件,可能导致了原有基底发生了裂解。     

华北克拉通古元古代地层划分与对比

华北克拉通古元古代地层分布广泛,主要集中于胶辽吉带、中部带和西部孔兹岩带三个带状区域。近年来华北克拉通古元古代地层研究取得了很大的进展,根据作者的研究和前人的大量工作,本文对华北克拉通主要的古元古代地层的组成、时代、形成的构造背景等进行了总结。发现华北克拉通古元古代底部2.47～2.35Ga间的地层普遍缺失,反映了华北克拉通地质演化历史上的一个静寂时期。～2.3Ga在华北克拉通中条山及鲁山等地发育了少量的冷口变质火山岩以及上太华岩群变质地层。大量的年代学资料表明华北克拉通以往认为时代大致始于2.5Ga的滹沱群、甘陶河群、辽河岩群、绛县群、中条群等众多地层实际年龄多集中在2.2～1.9Ga之间,而且大多数地区所划分的不同的古元古代地层在时间上是并置或叠合的,没有新老或上下关系,仅在中条山地区和五台地区的古元古代地层具有从老到新连续演化的特征。目前,古元古代早期2.4～2.3Ga的地层研究程度还不高,形成的构造背景存在岛弧和裂谷两种不同的认识,我们倾向于活动大陆边缘环境,推测在鲁山-华山-中条山-吕梁山一带存在古元古代早期的岛弧与活动大陆边缘的相互作用。2.2～1.9Ga这一阶段的地层除孔兹岩系外,通常为变质火山-沉积岩系,且火山岩基本都具有双峰式火山岩特征,表明它们应该形成于伸展环境,但对伸展的机制还存在裂谷与弧后盆地的争议,根据作者等的工作本文倾向于它们形成于陆内裂谷环境,反映了华北克拉通可能从2.2Ga开始经历了强烈的伸展活动,最终导致了原有基底的裂解。     

华北克拉通五台地区2.2～2.1Ga花岗岩的成因与构造背景

华北克拉通中部造山带内古元古代中期(2.2~2.0Ga)岩浆活动较为广泛,对探讨华北古元古代地质演化过程具有十分重要的意义。本文选择了五台地区古元古代大洼梁、王家会和莲花山花岗岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。大洼梁似斑状花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为2170±17Ma,王家会二长花岗质片麻岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果为2101±6Ma,3个莲花山花岗岩的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果分别为2117±6Ma、2110±4Ma和2143±15Ma。大洼梁花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO,稀土元素含量较高(Eu除外),Zr、Nb、Ga和Y等高场强元素含量也较高,而Sr含量极低;同时Ga/Al比值和Zr+Nb+Y+Ce总量高,全岩Zr饱和温度高达876～968℃。该花岗岩体具有A型花岗岩的特征。王家会花岗岩和莲花山花岗岩样品也具有高硅、富碱和低镁钙特征,稀土元素具有弱到较强烈的分异,Eu负异常明显。3个花岗岩岩体微量元素都具有较高的Nb和Y值,因此具有后碰撞到板内花岗岩特征。所有花岗岩样品中锆石的εHf(t)值均远低于同期亏损地幔值,同时单阶段和两阶段模式年龄为2.4～2.6Ga和2.45～2.75Ga,明显大于花岗岩的成岩时代。这些花岗岩与五台地区新太古代晚期TTG质片麻岩具有相似的锆石Hf模式年龄。因此,结合岩石学、地球化学和同位素特征,本文倾向于认为古元古代花岗岩为新太古代TTG质片麻岩在伸展条件下部分熔融形成的。综合资料发现,华北克拉通中部带内2.2～2.0Ga岩浆事件不同地区表现有分带性。2.2～2.1Ga岩浆活动代表较早的阶段,其中部分花岗质岩石具有A型花岗岩特征,与同期的基性岩形成双峰式组合,推断其与华北克拉通古元古代中期陆内裂谷有关。     

Constraints from phase equilibrium modeling and in -situ U-Pb dating of monazite.SCIEI北大核心CSCD

西秦岭天水北道地区位于西秦岭造山带北缘,地处秦岭造山带和祁连造山带的结合部位。近来,我们在该地区秦岭杂岩中识别出一套麻粒岩相岩石(石榴夕线黑云片麻岩),峰期矿物组合为石榴子石+钛铁矿+金红石+夕线石+钾长石+石英,相平衡模拟计算结果显示其峰期温压条件为P=1.02GPa,T=820℃,经历了进变质阶段以升温升压为特征,峰期之后以大致近等温降压为特征的顺时针P-T轨迹。独居石原位LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示石榴夕线黑云片麻岩经历了~421Ma、~388Ma和368~362Ma三期构造热事件。结合独居石的产出位置,我们推测421Ma代表了麻粒岩相变质作用的时代,这与天水花庙地区获得的麻粒岩峰期年龄一致;388Ma近似代表了峰期之后大致近等温降压至固相线附近的年龄;368~362Ma与区域韧性剪切作用的时代一致,可能记录了与新阳-元龙韧性剪切变形作用相关的热事件的时代。结合区域地质资料和本研究成果(矿物演化特征、顺时针的P-T演化轨迹和独居石原位定年结果),我们推测西秦岭造山带北缘天水北道地区的麻粒岩可能是早古生代陆-陆碰撞造山过程的产物。     

西秦岭北缘秦岭杂岩变质作用:副片麻岩岩石学、相平衡模拟及其地质意义

造山带中的高级变质岩是研究造山带形成和演化历史的重要窗口.西秦岭北缘秦岭杂岩主要由正片麻岩、副片麻岩、少量变基性岩（基性麻粒岩）和大理岩组成.岩相学、矿物化学和相平衡模拟结果表明副片麻岩经历了3个变质演化阶段:（1）进变质阶段,以石榴子石核部包裹细粒片状黑云母和大小不等的石英为代表;（2）峰期变质阶段,矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+金红石+石英.石榴子石变斑晶幔部成分在视剖面图上确定出峰期温压条件为T=793~803 ℃,P=8.8~9.5 kbar;（3）降温降压的退变质阶段,主要由石榴子石的最边部及后期斜长石记录.结合已有研究资料,表明西秦岭北缘秦岭杂岩可能经历了早古生代晚期与碰撞造山作用有关的变质作用与深熔作用.      

柴达木盆地北缘东段察汗河右行转换挤压剪切带的变形样式及构造意义

转换挤压剪切带普遍发育在汇聚板块边界及碰撞造山带中，对调节造山过程中的增生、碰撞及物质侧向挤出等起重要作用。位于青藏高原东北缘的柴达木盆地北缘构造带（柴北缘构造带）被认为是早古生代原特提斯洋闭合、大陆深俯冲、陆- 陆碰撞和造山后伸展垮塌作用的产物。最近，在柴北缘构造带东段乌兰北部察汗河地区，笔者新厘定出NWW—SEE向展布的右行转换挤压韧性剪切带。本文通过对该剪切带内宏微观构造特征、石英c轴组构、运动学涡度等研究，结合锆石U- Pb年代学数据，来探该讨剪切带的转换挤压样式及对柴达木盆地北缘早古生代造山作用的启示意义。察汗河韧性剪切带内XZ面上发育的宏微观构造以及石英c轴组构共同指示了右行走滑剪切指向，结合糜棱岩的轻微压扁—压扁的应变椭球体形态，共同指示了其具有转换挤压的构造性质；估算的平均运动学涡度限定了其转换挤压变形样式。根据石英颗粒的重结晶机制、c轴组构滑移系以及其开角温度计，确定其变形温度为500～553℃，指示了中地壳变形层次，并结合剪切带内石英动态重结晶颗粒大小，估算其差异应力为28. 5～30. 0 MPa，古应变速率为10-12/s。通过锆石U- Pb定年，获得卷入韧性剪切变形的闪长岩时代为432±3 Ma，结合柴达木盆地北缘已有区域地质资料，推断韧性剪切作用的活动时代为中志留世—早泥盆世（432～396 Ma）。以上资料显示，察汗河韧性剪切带表现出垂直于造山带的水平收缩和平行于造山带的侧向挤出的构造变形样式，伴随着部分由北向南的逆冲分量，形成于柴达木盆地北缘早古生代晚期的碰撞造山阶段，并指示了其造山作用具有斜向汇聚及碰撞特征。     

北祁连中段高压/低温混杂带——岩石学、地球化学和年代学证据

详细的野外研究结果表明,北祁连中段清水沟-香子沟高压低温变质带中出露的变质岩主要有榴辉岩、蓝片岩、多硅白云母石英片岩、变硅质岩、大理岩和蛇纹岩。地球化学测试结果表明,榴辉岩原岩为大洋中脊玄武岩和洋岛拉斑玄武岩;蓝片岩有两种类型,第1种蓝片岩原岩为基性-中基性火山岩,第2种蓝片岩原岩主要形成环境为大洋岛弧和/或大陆岛弧的沉积岩;多硅白云母石英片岩的原岩主要形成于大陆边缘环境;变硅质岩的原岩为形成于远离大陆边缘的沉积环境中的热水成因硅质岩;大理岩原岩为灰岩。榴辉岩锆石SHRIMP定年结果显示其原岩年龄为500±4 Ma,第1种蓝片岩原岩年龄为529±5 Ma。锆石Lu-Hf同位素表明,榴辉岩原岩明显受到了古老地壳的影响,基性蓝片岩的原岩源区为亏损地幔,后期没有或者极微弱地受到地壳物质的影响。结合已有研究资料,认为北祁连高压/低温变质带中变质岩的原岩类型具有明显的多样性特征,且原岩时代具有多期性特征。上述研究结果表明,古祁连洋在早古生代向北俯冲过程中,携带了不同性质和时代的岩石进入俯冲带深部,形成高压/低温变质条件下的混杂带,代表了早古生代与洋壳俯冲有关的俯冲隧道。     

鲁西临朐地区早白垩世青山群火山岩的年代学、地球化学及岩石成因

本文对鲁西临朐青山群火山岩进行了系统的年代学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成研究,据此探讨其岩石成因。临朐早白垩世青山群火山岩主要为一套中性岩(SiO2=52.43%~67.81%),岩石组合为安山岩-粗安岩-粗面岩-粗面英安岩,属于钙碱性岩类。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得粗安岩的年龄为121.3±1.5 Ma,形成于早白垩世。岩石地球化学表现出富集轻稀土元素和Rb、Ba、K等大离子亲石元素,明显的亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征。临朐火山岩具有富集的Sr-Nd同位素特征,其(87Sr/86Sr)t值在0.704346~0.708656之间,εNd(t)值在-14.6~-9.2之间,并且具有低的Hf同位素组成,其锆石εHf(t)值在-29.3~-21.6。岩石具有与变基性岩熔融产生熔体相一致的Mg~#值,但镜下存在显著的矿物不平衡结构和变化范围较大的Cr(26.7×10~(-6)~239×10~(-6))和Ni(10×10~(-6)~69.7×10~(-6))含量。研究表明,临朐青山群火山岩形成于早白垩世伸展的构造背景下,是华北古老下地壳部分熔融熔体与富集地幔熔体发生岩浆混合形成的。     

蒙古国铜矿床主要类型、典型矿床、时空分布与构造背景SCIEI北大核心CSCD

铜是蒙古国最重要的工业资源之一,在2010年之前,一直是蒙古国最主要的经济收入来源,但之后被煤炭资源所取代。总体上,蒙古国地质矿产研究与开发程度相对较低。蒙古国铜矿床可分为斑岩型、火山成因块状硫化物(VMS)型、与花岗岩有关铜矿、矽卡岩型、玄武岩型及砂岩型等6种类型,但最重要的具工业意义的铜矿床是斑岩型及VMS型。蒙古国铜矿床主要形成于新元古代末期(埃迪卡拉纪)、晚泥盆世、晚石炭世和三叠纪-早侏罗世等4个时期。空间上,蒙古铜矿床可大体分为南、北2条成矿带,分别与古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋的演化有关。南Cu矿带自北而南可进一步划分为北、中、南3个成矿亚带,分别是泥盆纪VMS型Cu-Zn及多金属、晚石炭世斑岩型Cu-Au和晚泥盆世斑岩型Cu-Au-Mo等成矿亚带;而北Cu矿带则可分为南、北2个亚带,且其铜矿化时代具有“西早东晚”的特征。蒙古斑岩铜矿床均形成于大洋板块俯冲背景下,属“俯冲型”斑岩铜矿,其中与古亚洲洋有关的南Cu矿带主要形成于俯冲带上方的洋内弧及弧后盆地环境,而与蒙古-鄂霍茨克洋俯冲有关的北Cu矿带则形成于陆缘弧环境。蒙古北Cu矿带受蒙古山弯构造的影响,向西不能延出国境,而其北、南亚带向东则分别延入俄罗斯外贝加尔和我国大兴安岭北部地区。对南Cu矿带而言,除了其北亚带(VMS型铜矿带)向西-西北延入我国阿尔山泰南部是可以确定外,其他2个亚带向两侧的延伸情况均不明朗,因此要理清它们的延伸,尤其是产有欧玉陶勒盖晚泥盆世超大型Cu-Au-Mo矿床的南亚带的区域延伸情况,尚需要系统的区域构造-地层-岩浆岩-矿床等对比研究工作。蒙古其他类型的铜矿,如矽卡岩型、与侵入岩有关热液型、玄武岩型、砂岩型及镁铁质层状杂岩型等矿床(点),目前均仅发现小型矿床或矿(化)点,其成矿及找矿潜力均有待进一步研究揭示。