华北陆块前寒武纪两次重大地质事件的特征和性质

分类统计了华北陆块236个精度较高的大于16亿年的年龄数据。统计分析显示,年龄数据存在2个最为明显的峰期,分别位于2550～2475MaBP和1900～1750MaBP区间,对应华北陆块25亿年和18亿年地质事件。同时,这2次地质事件所包含的变质作用峰期和成岩作用峰期均有不同步的特点。25亿年地质事件中成岩作用峰期早于变质作用峰期,而18亿年地质事件中变质作用峰期早于成岩作用峰期。由此反映这 2次地质事件性质的差异。25亿年地质事件表现为巨型麻粒岩带、岩浆构造热事件、沉积建造开始和环境变化等,可能代表华北陆块一次重要的拼合事件;而18亿年地质事件表现为非造山岩浆活动、裂谷型火山-岩浆活动和强烈的退变质作用等,可能代表华北陆块一次重要的裂解事件。     

序言

龙蛇腾飞,大吉大利,迎来钟大赉院士的80华诞.《地质科学》出版论文专辑以资庆祝. 钟大赉院士是我的良师益友. 1976年我还在大学学习,作为毕业班学生参加了全国富铁会战.许昌富铁研究队由中国科学院地质研究所和西北大学地质系共同组成,孙枢先生任队长、张国伟老师任副队长.我1966年高中毕业,因为文化革命失去了上大学的机会,从北京到新疆伊吾军马场当知青5年.后有了学习机会,非常幸运和难得.有幸和中国科学院的科学家共同进行地质研究,更让我倍加珍惜,他们的一举一动都令我关注,学习了很多东西,包括科学知识和科学精神.其中最让我感动的一幕,是在炎热的夏天在舞阳地区进行野外考察.那天已到中午,三伏天气没有一片云彩和一丝微风.我们在一个山窝前观察一个混合片麻岩露头.工作一段时间后,各个口干舌燥,大汗淋漓.于是相继站到仅有的一棵树下避太阳,我也跑到树荫下,听他们进行讨论.此时只见有一个人还站在烈日下手拿罗盘,认真的测量和记录,头上没有戴帽子,汗水湿透了他后背的衣服.这个镜头至今深深的留在我的记忆中.我向别人打听,知道他叫钟大赉,是一个有前苏联副博士头衔的专家.     

异剥钙榴岩及其岩石成因意义

异剥钙榴岩作为一种特殊的交代变质岩,绝大多数与超镁铁岩的蛇纹石化有关,是超镁铁岩蛇纹石化过程中所产生的富钙流体对与其伴生的相关岩石进行钙交代的结果。蛇纹石化的超镁铁岩或为蛇绿岩的端员组分,或为太古代绿岩带、阿拉斯加型和阿尔卑斯型等其它成因类型的超镁铁岩。它们多为纯橄榄岩、方辉橄榄岩和辉石岩等。异剥钙榴岩的形成主要取决于超镁铁岩的蛇纹石化作用和钙交代程度,而与超镁铁岩的成因类型、构造属性和时代归属没有多大的关系。那种将异剥钙榴岩片面地看成蛇绿岩的组成部分或者作为鉴别蛇绿岩辅助标志的观点需要改正。     

晋冀蒙交界地区五期岩墙群的界定及其构造意义

以幔源岩浆侵位为标志的岩墙群是伸展作用的产物。根据同位素年龄测定 ,华北克拉通北缘晋冀蒙交界地区基性岩墙群可分为 :180 0～ 170 0 Ma,80 0～ 70 0 Ma,2 30 Ma,14 0～ 12 0 Ma,5 0～ 4 0 Ma五个年龄组。本文通过这五组岩墙群的地质、岩石及同位素地球化学特征的研究 ,探讨本地区地幔物质组分随时间的演变规律 ;并将本地区出现的五期伸展作用与华北克拉通乃至全球同期的重要构造事件进行对照。     

韩国太白山盆地古生界砂岩碎屑锆石U-Pb年代及其区域构造含义

韩国中东部的太白山盆地位于京畿、岭南两个构造单元之间。采用LA-ICP-MS方法,从太白山盆地下寒武统、中-上石炭统（下二叠统？）砂岩碎屑锆石中分别获得27个和47个U-Pb有效年龄,前者记录了1820~1945Ma、2172~2195Ma、2473~2593Ma等3期可信的构造热事件,相对概率峰值分别为1897Ma、2177Ma以及2528Ma;后者记录了288~340Ma、461~474Ma、1780~1892Ma、1941~1959Ma、2012~2050Ma等5期可信的构造热事件,其中相对概率峰值为305Ma和1867Ma的两组年龄比较集中。研究认为,太白山盆地与京畿、岭南两个地块均发育大约1850Ma的构造热事件,缺乏华南比较特征的新元古代构造热事件;进一步依据太白山盆地相应时段沉积古流向和古地理分布,说明太白山盆地至少与岭南地块之间存在密切的碎屑物源和构造属性关系,其构造热事件记录可与华北克拉通对比。另一方面,尽管中-上石炭统（下二叠统？）碎屑锆石记录了峰值为305Ma和468Ma可能发生在华北-朝鲜联合块体南缘的俯冲或构造热事件,但上述两个样品的碎屑锆石均缺乏新元古代构造热事件的年龄记录,所以亲华南的陆块至少在晚石炭世（早二叠世？）以前并未向太白山盆地提供碎屑物源。     

云南墨江县早石炭世五素火山岩的地球化学特征及其地质意义

五素火山岩位于哀牢山蛇绿岩带西侧,大地构造位置属于思茅地块。火山岩整合产于早石炭世地层中,厚约800m,具双峰式特征。野外见4层流纹岩和英安岩,且均与玄武岩呈互层产出。与N-MORB比较,五素玄武岩的Ti含量偏高,Ti/V、Zr/Y比值和LREE丰度较高,具有E-MORB的特征,说明五素玄武岩的原始岩浆可能类似OIB的特征,指示其产于板块拉张环境而非岛弧环境。五素玄武岩的Th>Ta,暗示玄武岩经历了陆壳混染作用。综合野外地质和地球化学证据说明,五素双峰式火山岩应当属于大陆溢流玄武岩(CFB),产于板块被动陆缘拉张减薄环境。      

恒山西段石榴石角闪岩和麻粒岩的变质作用、PT轨迹及构造意义

恒山西段广泛发育石榴石角闪岩和麻粒岩包体,石榴石斑晶的生长环带都完好地保留,甚至晚期的麻粒岩相变质条件也未使其破坏,显示了快速的构造过程和有限的热松弛。石榴石核心保存了早期高压角闪岩相的矿物组合和矿物化学特征,变质作用条件为６００—６５０℃和大约１１ ＧＰａ。随后,石榴石麻粒岩的变质温度和压力继续上升,达到高压麻粒岩相,大约为８１０℃和１２５ ＧＰａ。两类岩石变质作用的晚期都经历了特殊的减压升温过程,显示典型的顺时针ＰＴ 轨迹。因此可以推断,恒山西段在太古宙末或早元古代很可能经历了某种形式的大陆俯冲或碰撞过程,并且随后发育逆冲和一系列壳内变形剪切等。     

苏鲁造山带东北端石榴辉石麻粒岩的Sm-Nd同位素年代学及其大地构造含义

大量含石榴石的基性麻粒岩透镜体出露于苏鲁变质带的北部及邻近地区,它们可能是再变质的高压变质岩石。在详细的岩相学研究的基础上,确定采自莱西和文登的样品WD01、WD04、ML06 是由高压麻粒岩经中-高压麻粒岩相再变质形成的,而采自威海的样品WH1 是由柯石英榴辉岩经中-高压麻粒岩相再变质形成的。Sm-Nd 同位素年代学研究也证实了二者的重大差别。3 个高压麻粒岩样品的矿物-全岩内部等时线年龄分别是1 846+ /-76Ma,1 743+ /-79Ma 和1 752+ /-30Ma,TDM 模式年龄是3.3Ga,3.0Ga 和2.8Ga.上述数据说明原岩形成在太古宙,而1 800Ma 是麻粒岩相降压变质事件的记录,这与华北克拉通前寒武纪高压麻粒岩的年代学一致。威海样品的Sm-Nd 同位素特征则完全不同。矿物和全岩形不成等时线,表现出它们之间的同位素不平衡。ε_Nd(0)值高达+ 127,TDM 模式年龄是1.3Ga.这与Jahn(1994,1996)对威海同类样品的测定结果相同。可以推测威海样品的原岩是元古宙岩石,在后来复杂的变质过程中,在水岩相互作用和岩浆及重熔作用的影响下,同位素系统发生重大变化。同位素年代学为苏鲁变质带和华北克拉通的界限是昆嵛山岩浆-变质杂岩带提供了依据。     

胶东莱西地区高压基性麻粒岩的变质作用

胶东地区莱西－莱阳－栖霞－带晚太古代花岗片麻碉中,出露相当规模的高压基性麻业岩和超镁铁质岩组合,曾被认为它们是与苏鲁－大别超高压碰撞造山作用有关的一套岩石组合,高在性麻粒岩中可同三期变质矿物组合;早期为Ｇｒｔ核部）＋Ｃｐｘ＋Ｐｌ;中期为Ｇｒｔ（边中）＋Ｃｐｘ＋Ｏｐｘ＋Ｐｌ＋Ａｍｐ＋Ｑ＋Ｍｔ;晚期为Ｃｐｘ＋Ｐｌ＋Ａｍｐ＋Ｑ＋Ｍｔ。早期的石榴石含钱铝榴石和镁铝榴石组分较高,单斜辉石含Ａｌ高。应用矿物温     

华北克拉通西部古元古代孔兹岩系的地层对比、岩相古地理特征及其地质意义

位于华北克拉通西部的孔兹岩系是探讨华北克拉通形成及演化过程的关键对象之一,近年来的研究显示这套富铝质沉积岩系在1.95~1.82Ga期间经历了高压/高温和超高温-高温/中(低)压两期变质作用。已发表的钻井资料表明鄂尔多斯中、新生代盆地的基底岩石在源区特征、沉积时代、岩石矿物组合和变质时代等方面均与孔兹岩系十分类似,暗示孔兹岩系的原岩分布和后期的高级变质作用范围可能涉及到了鄂尔多斯地块内部。然而,目前对于孔兹岩系的原岩分布、等时性和沉积环境等问题仍有争议,这些问题对于约束孔兹岩系的时空分布和理解华北克拉通西部地区的构造演化过程具有十分重要的科学意义。基于地层学角度的尝试,本文选取贺兰山、大青山和集宁地区的孔兹岩系进行了沉积层序的划分及对比,并初步恢复了相应时期鄂尔多斯地块的岩相古地理特征。本文的研究结果表明:(1)鄂尔多斯地块北缘的贺兰山、大青山和集宁等地区的孔兹岩系均由可对比的三个沉积层序组成;(2)这套沉积岩系的分布范围呈面状延伸至鄂尔多斯地块内部,指示华北克拉通西部曾存在一个克拉通内盆地性质的"鄂尔多斯陆表海",其海侵方向可能由贺兰山-鄂尔多斯地块内部指向大青山、集宁等地区;(3)鄂尔多斯陆表海可能发育于2.5~2.3Ga"构造寂静期"的某一阶段,此间堆积的孔兹岩系(丰镇群)原岩很可能是代表华北陆块完成克拉通化过程的标志性盖层。