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。     

南极拉斯曼丘陵高级区假蓝宝石及有关矿物组合的形成过程

通过对南极拉斯曼丘陵含假蓝宝石矿物及有关组合的研究,得知假蓝宝石的成分以富镁、铁、铝但贫硅为特征,其粒间及粒内成分的变化均较为明显,这种变化主要表现为以钙契尔马克代换(Mg, Fe) + Si = 2Al为主的类质同象置换。在形成假蓝宝石的高级变质-深熔作用过程中,岩石矿物组合的变化主要是多阶段变质造成的,如浅-暗色组分发生了分离,其中含镁铁组分多的矿物较早结晶,而镁铁组分的分离使得相对富Fe的矿物较早结晶,即晚期形成的镁铁质矿物更富Mg组分,并形成递进演化的不同阶段的组合。假蓝宝石的出现与组分的活动有关,而不仅仅是由岩石成分决定的。变质矿物组合的多次递进演化,反映了活动组分的不断变化,以及体系组分相当程度的开放性。含假蓝宝石的变质岩石之原岩未必是富镁泥质岩。本区假蓝宝石成分的多变性主要是环境成分而不是pT变化所引起的,假蓝宝石形成于840~880℃,并没有达到超高温（>1 000℃）的条件,其形成与高级变质-深熔作用过程中组分渗透和扩散的共同作用有关。     

扬子地台西南缘高家村岩体成因：岩石学、地球化学和年代学证据

高家村岩体辉长岩-橄榄岩中矿物组合、矿物结晶顺序及岩浆成因角闪石的普遍出现,指示矿物结晶于富含水的岩浆体系.主量元素Al2O3、CaO与MgO呈明显的负相关关系,表明斜长石并非早期堆晶相.稀土元素含量为5.97×10-6～221.32×10-6,轻稀土元素相对富集,弱-中等程度轻重稀土元素分异,辉长岩-含辉石闪长岩无明显的Eu异常,而橄榄辉长岩-橄榄岩具有较明显的正Eu异常.微量元素中,辉长岩-含辉石闪长岩类具有明显的Nb、Ta、Zr、Hf和Ti负异常,Ba、Sr正异常,同时εNd(t)为0.59～1.86,低于同期的亏损地幔值,与岛弧基性岩浆特征类似.含辉石闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄结果822±8Ma,为新元古代.综合分析认为,高家村岩体应形成于受俯冲带流体改造的亏损上地幔部分熔融.     

华北克拉通南缘安沟群的SHRIMP年龄及地层对比

华北克拉通南缘安沟群的时代及地层划分对比一直存有争议.侵吞安沟群的许台花岗岩原划为古元古代,本文通过SHRIMP测试,获得其精确的形成年龄为2503±11Ma.安沟群石梯沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Ph年龄为2521±11Ma,安沟群寨沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Ph年龄为2517±12Ma,表明安沟群形成于新太古代,与登封群和五台群的形成时代基本一致.安沟群地层的原岩组合为基性火山岩-中酸性火山岩、泥质.碎屑沉积岩和少量碳酸盐岩,总体上与登封群和五台群的原岩组合类似.     

五台地区滹沱群时代与地层划分新认识:地质学与锆石年代学证据

本文从五台地区滹沱群豆村亚群四集庄组、东冶亚群纹山组和郭家寨亚群西河里组地层中共采集了5件浅变质砂岩样品,并对其进行了La-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄测定。分析结果显示,四集庄组2件砂岩样品碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于~2.5Ga和2.1~2.2Ga两个峰值,其中~2.5Ga碎屑锆石来自新太古代五台群和五台地区花岗质杂岩;2.1~2.2Ga碎屑锆石获得²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄2134±5Ma,限定了四集庄组砂岩沉积下限为2134Ma。结合四集庄组火山岩形成时代(2140±10Ma)和四集庄组底部发育厚层砾岩,我们认为滹沱群初始形成时代为~2.2Ga,即早元古代中期。东冶亚群纹山组底部砂岩中碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于2050~2122Ma之间,其中64粒相对年轻的锆石获得²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄2068±3Ma,代表了东冶亚群形成时代下限为2070Ma左右。综合豆村亚群青石村组火山岩形成时代2087±9Ma,我们认为东冶亚群初始形成于2070Ma左右。郭家寨亚群中最年轻碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1958±10Ma,表明郭家寨亚群开始沉积时代小于1.95Ga,为早元古代晚期/末期。区域上,早元古代末期是华北最终克拉通阶段,而郭家寨亚群与东冶亚群呈明显的角度不整合接触关系,两者记录了明显不同的地质过程。因此,我们建议郭家寨亚群应从滹沱群中解体出来并独立命名为郭家寨群,且郭家寨群可能沉积于华北克拉通化过程中/之后,开始沉积的时代为1.9~1.8Ga。     

云南东部江川生物群中的香肠状疑难化石——Tawuia化石属性的新解释

云南东部伊迪卡拉（震旦）系顶部灯影组旧城段的江川生物群是华南又一大类丰富且多样化的宏体化石群,其以碳质压膜的方式保存。在该生物群中,我们发现大量香肠状碳质压膜的宏体化石,与成冰(南华）纪全球大冰期之前中、新元古代地层中广泛分布的Tawuia碳膜化石的大小、形态非常相似。其最大宽度达4. 5 mm,最大长度可达4 cm,长宽比均>2,膜面光滑,未见其他稳定纹饰,有的化石标本边缘碳质保存较多,可见深黑色边缘环带。但部分化石保存的形态与常见的直棒状I形、U形、C形Tawuia化石相比却较为特殊,呈现直角L形、8字形、宽U形、环状O形等多种保存形态,个别标本弯折部位可见明显的碳质增厚和横脊纹残留,边缘残存有大小不一的刺状突起构造。这类特异形态保存的似Tawuia化石显然不能解释为以往较为公认的浮游型叶状体藻类,而可能与冰期前的新元古代早期鲁西、淮南宏体化石群中的疑似蠕形动物亲缘的化石有传承关系。上述新发现的化石形态表明：似Tawuia的碳膜宏体化石可能是多源属性的早期多细胞生物。其中短带至长带状叶状体,可见短柄突起及疑似固着器构造的化石可确认为底栖宏体藻类;多数的叶状体推测为香肠状或长囊状,生活史中包含远洋浮游的类型,可能归属于原始不分枝的多核体藻类或早期分化出的中空囊状的多细胞藻类;本文展示的部分规则变形的似Tawuia化石,更可能是两侧对称动物亲缘的,生活于近海的底栖生物体发生主动扭曲后,被特异埋藏所呈现出的特殊保存形态,而随机浮游或表栖的多细胞藻类死亡沉积时不会形成类似形态的化石。     

冀东地区新太古代晚期的岩浆事件与地壳增生:来自岩石地球化学和锆石年龄及Hf同位素的制约

在华北克拉通东部冀东的遵化-迁西-迁安地区广泛分布有新太古代晚期的斜长角闪岩(基性火山岩)、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩。锆石U-Pb同位素测定表明,该区的斜长角闪岩、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩几乎同时形成于2529±30Ma到2555±14Ma期间。这是华北克拉通新太古代晚期一次重要的岩浆事件,并紧随有2.5Ga左右的麻粒岩相变质作用。阴极发光图像显示,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩中一些锆石的核部为灰黑色,具杉树叶结构或无内部结构,意味着这些锆石核部的U-Th-Pb同位素体系在变质作用期间受到了干扰或重置,因此岩浆锆石核部的207Pb/206Pb加权平均年龄通常被解释为代表岩浆事件最年轻的年龄。新太古代晚期TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的岩浆锆石具有正的εHf(t)值(-0.08~9.49),计算的tDM1(Hf)模式年龄介于2572~2896Ma之间,峰值年龄为2.72Ga。这表明,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的母岩浆是从亏损地幔源分异出来的,且2.7Ga是研究区和华北克拉通最重要的一次地壳增生事件。地球化学和岩石成因研究表明,本区的TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩是由来自新生地壳基性岩石部分熔融形成的岩浆通过结晶分离形成的,其中角闪石是主要的分离相矿物。地幔柱模式更有利于解释本区TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的成因以及冀东地区的许多其他地质特征。     

扬子西南缘盐边群时代及构造环境: 来自碎屑沉积岩的约束

出露于扬子地块西南缘的盐边群为一套火山-沉积岩系,其深入研究对探讨扬子西缘新元古代构造环境具有重要意义.本文对盐边群中碎屑沉积岩进行了较系统的岩石学、碎屑物质组成和地球化学研究,并从小坪组和乍古组中各选取了1件变质砂岩样品进行锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.变质砂岩主要由棱角状-次棱角状火山岩岩屑、石英和长石矿物碎屑组成.碎屑沉积岩Al2O3/SiO2值为0.12～0.4,K2O/Na2O值范围为0.14 ～9.45(其中板岩K2O/Na2O值多大于1.0,而变质砂岩中多数样品的K2O/Na2O值小于1.0).所有样品具有轻-中等程度的轻重稀土元素分异((La/Yb)N=1.6 ～9.37),多数样品具有明显的负Eu异常.εNd(t)值范围为-1.77～ +5.01.变质砂岩碎屑锆石U-Pb年龄峰值为900～ 910Ma,同时存在少量太古代-古元古代碎屑锆石.小坪组和乍古组变质砂岩中年轻碎屑锆石206pb/238U年龄加权平均值分别为888±8Ma和884±14Ma.碎屑物质组成、地球化学和锆石U-Pb年龄结果共同表明,盐边群碎屑沉积为近源沉积,物源区主要为岛孤中酸性火山岩和花岗岩.结合关刀山岩体(857Ma)和荒田组玄武岩(880～830Ma)研究结果,进一步限定盐边群的时代为880～830Ma,形成于弧后盆地环境,其沉积物源区为华夏地块向扬子地块俯冲过程中,扬子西南缘形成的火山岛孤.     

华北吕梁地区汉高山群和小两岭组的地层时代——火山岩锆石U-Pb年龄的约束

华北吕梁地区出露的以陆源碎屑沉积为主的汉高山群为中元古界底界界线层型的理想候选剖面,其时代的确定对认识华北前寒武纪地质演化历史及初始盖层的确定及Nuna超大陆聚散的研究具有重要的意义.目前,汉高山群的时代、划分对比及其意义还存在较大争议.本研究使用SHRIMP(二次离子质谱仪)对汉高山群安山岩中的锆石进行了 U-Pb同...     

太古宙长英质片麻岩区地质调查研究中存在的一些问题和建议

长英质片麻岩是太古宙变质杂岩区最主要的岩石类型。对其成因和机理的研究不仅对探索地壳早期演化有重要的理论意义，也直接关系到中深变质岩区地质调查工作的质量和找矿方向的确定。中高级变质岩区进行地质调查和研究工作要进行典型解剖。要特别注意不同成因长英质片麻岩之间和它们与其他围岩之间接触关系的研究。要加强对长英质片麻岩中原生结构、包体、副矿物(特别是锆石)和地球化学的研究。当长英质片麻岩的成因不能确定时，应以XX片麻岩命名，可作为填图单位，但不要赋予成因含义。在中深变质的副片麻岩区填图时，应识别和划分出混合岩带。