通化地区集安群变质表壳岩锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造指示意义

有关胶-辽-吉带巨量变沉积岩系时代与物源归属问题一直存在争议.利用LA-MC-ICP MS技术对出露于该带北段通化地区集安群变质表壳岩、片麻状花岗岩、斑状花岗岩和TTG片麻岩样品开展了锆石U-Pb与Lu-Hf同位素分析.结果显示,集安群变质表壳岩碎屑锆石年龄呈现2.5 Ga与2.1 Ga两个明显的主峰,不同类型变质岩中...     

河北阜平平阳片麻状奥长花岗岩的地质和岩相学特征

平阳片麻状奥长花岗岩位于河北阜平县平阳镇一带，围岩为包括混合岩和片麻岩在内的变质表壳岩，层位上相当于阜平群的下部，产阳地区空间上存在高级变质作用、混合岩化作用和深熔作用的“三位一体”，因而由变质岩到花岗岩显示了系统的岩石学、岩相学以及产出关系上的渐变过渡特点，花岗岩中的变质表壳岩以及部分包体不仅在岩性上可和外围的同类岩石对比，而且也显示了明显的深熔作用改造的痕迹，有较为充分的语气表明平阳片麻状花岗岩总体上是原地深熔的奥长花岗岩，局部发生了一定尺度的位移。平阳地区变质表壳岩的深熔作用经历了以流体活动占主导地位、以矿物的溶解和重结晶为主要特点的早期阶段，演变为以部分矿物的熔融占主导地位的高级阶段，平阳片麻状奥长花岗岩的形成代表了阜平岩群变质表壳岩深熔作用的高级演化阶段，对于客观认识阜平岩群的组成和地质演化具有重大意义。     

鞍山中太古代铁架山花岗岩中表壳岩包体的地球化学特征及地质意义

鞍山地区中太古代铁架山花岗岩中存在多种类型的表壳岩包体。本文对其中 类变泥砂质岩石进行了研究。一类包括云母石英片岩、黑云变粒岩、浅粒岩, 它们高钾低钠, 具有强的负铕异常(Eu/Eu^* = 0.10~0.23) 和负钡异常(Ba/Ba^*＝^*＝0.09～0.23),t_DM和ε_Nd(3.0 Ga)变化范围分别为3.36～3.51 Ga和-3.89～-1.59.岩石高的成熟度和长的地壳滞留时间表明鞍山地区中太古代以前陆壳基底就有了相当的规模,并具有很长的地壳演化历史.它们在元素组成上与铁架山花岗岩十分相似,相互间存在物源上的成因联系.铁架山花岗岩的t_DM和ε_Nd(3.0 Ga)变化范围分别为3.39～3.70 Ga和-4.99～-2.36,Sm、Nd同位素组成与变质泥砂质岩石存在一定差异,看来主要与前者形成过程中源区选择性部分熔融和稀土组成发生变化有关.另一类为黑云斜长片麻岩,组成上与第一类变泥砂质岩石存在较大区别,而与古太古代陈台沟花岗岩较为相似,相互间可能存在物源上的成因联系.它们对铁架山岩体部分轻、重稀土强烈分离花岗质岩石的形成可能起了一定作用.物源区的复杂性是铁架山花岗岩组成上存在较大变化的主要原因.     

华北克拉通中部造山带早元古代盆地演化

华北克拉通中部造山带被认为是由东、西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带。然而,关于两个陆块碰撞的时间以及方式还存在着争议。其中一个模式认为俯冲方向是向西的,两个陆块最终碰撞的时间是在2.5Ga左右,而另一个模式则认为俯冲方向是向东的,并且存在着2.1Ga和1.85Ga两期碰撞事件,第三个模式则认为俯冲方向是向东的,而最终的碰撞拼合发生在1.85Ga左右。近几年来,对于中部造山带中浅变质表壳岩系的研究取得了很大进展,为解决以上争议提供了进一步的资料。根据岩石组合和表壳岩中的不整合接触关系,位于中部造山带中段五台杂岩中的滹沱群和吕梁杂岩中的野鸡山群被分成了上下两个部分。其中,两个群的下部以及位于中部造山带南段中条杂岩中的绛县群和下中条群主要由类似于弧后盆地沉积的变质碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩组成,而滹沱群和野鸡山群的上部以及上中条群和担山石群的岩石组合则是类似于山前磨拉石建造的变质砾岩和砂岩。来自于这些浅变质碎屑岩中碎屑锆石的年龄为我们提供了源区以及最大沉积年龄的信息。滹沱群和野鸡山群中的碎屑锆石具有两个峰值年龄,2.5Ga和2.15Ga,它们分别对应于中部造山带中段两期重要的岩浆事件。中条杂岩中的碎屑锆石年龄图谱则较为复杂,除了具有2.5Ga和2.15Ga这两个峰值,还具有2.7Ga这个较低和较老的峰值,这些较老的锆石可能来自中部造山带最南端太华杂岩中的古老岩石。弧后盆地沉积中最年轻的碎屑锆石年龄在2.1Ga左右,而山前磨拉石中最年轻的碎屑锆石在1.85Ga左右。结合前人的研究成果,我们给出了一个华北克拉通中部造山带早元古代沉积盆地的演化模式。从2.1Ga左右开始,一系列弧后盆地在"安第斯型"大陆边缘弧之后产生,在之后的东西陆块碰撞过程中他们成为了中部造山带的一部分。从1.85Ga左右开始,东西陆块沿着中部造山带碰撞,导致了陆壳加厚以及随后的快速抬升和剥蚀,从而形成了周缘前陆盆地中的山前磨拉石建造。发生在早元古代晚期的由弧后盆地向周缘前陆盆地的转化支持了华北的最终克拉通化发生在1.85Ga的构造演化模式。     

对东昆仑金水口地区高级变质岩的新认识

详细地构造岩石单位填图研究表明,东昆仑山金水口高级变质岩分布区,并非仅由早元古代金水口岩群白沙河岩组变质地层组成。由花岗闪长质一英云闪长质－奥长花岗质构成的灰色片麻岩,组成了高级变质岩分布区的主体。在灰色片麻岩中进一步还可解体出更古老的以包体形式产出的表壳岩组合系列。因此,以金水口地区为窗口,加深对东昆仑山高级变质岩的研究,有助于澄表变质杂岩的属性,正确认识造山带的形成与演化和提高１：５万地质填图     

班韦乌卢地块中部变质表壳岩碎屑锆石U-Pb年代学、Hf同位素研究及其构造意义

通过LA-MC-ICP-MS碎屑锆石微区U-Pb定年和Hf同位素分析,对班韦乌卢地块中部地区基底变质表壳岩进行了同位素定年及物源示踪研究。结果显示,两件样品的碎屑锆石峰值年龄分布表现出较好的一致性,总体呈现出2490～2059 Ma、2044～1954 Ma、1942～1887 Ma、1865～1817 Ma以及1641～1522 Ma五个年龄组,分别与班韦乌卢地块内的构造岩浆事件相吻合。综合区域地质特征与碎屑锆石年龄谱特征分析认为:原岩蚀源区比较复杂,近源区古元古代花岗岩、花岗片麻岩及火山岩是主要的蚀源区。根据碎屑锆石最小年龄1522±23 Ma,推测表壳岩原岩形成时代上限可能为中元古代,而不是之前认为的形成于古元古代。碎屑锆石的ε_Hf(t)值介于-6.26～7.37之间(平均1.37),由负到正变化范围较大,表明它们除来自古老地壳的再循环物质外,还存在新生地壳的物质来源。t_DM2峰值年龄出现在2.40～2.50 Ga,说明班韦乌卢地块地壳增生事件主要发生于古元古代,可能与凯诺兰超大陆的聚合过程有关,其晚于全球大陆地壳主增长期,说明了地壳增...     

华北克拉通东部胶北地体早前寒武纪表壳岩系：研究进展与综述

胶北地体是华北克拉通早前寒武纪基底岩系的代表性出露区,变质表壳岩系在该地体的分布较为普遍。由于这些表壳岩系对探究华北克拉通早前寒武纪地质演化历史、资源和表生环境演化等的重要作用,国内外学者从岩石单元划分、时代框架、变质演化、含矿性及对表生环境演化的启示等多个方面开展了研究工作,并取得很多重要的研究进展。但是由于研究者对这些表壳岩系的岩石单元划分提出了多个不同方案,造成了岩石单元定义不清、使用混乱的情况。对表壳岩的岩石类型、空间分布和时间格架的研究,也存在多种不同意见,其中对古元古代变质沉积岩形成时代的争议最大。本文对不同的岩石单元划分方案进行梳理,总结研究进展,并对研究中存在的问题和争议进行讨论,明确未来研究方向。传统观点认为,胶北地体早前寒武纪表壳岩系包括中太古界唐家庄岩群、新太古界胶东岩群以及古元古界荆山群和粉子山群。本文在综述相关研究进展的基础上,结合地质年代学研究结果和野外地质关系发现：(1)唐家庄岩群和胶东岩群的一部分岩石记录太古宙晚期和古元古代两期变质作用,表明这部分岩石的形成时代应该在新太古代之前,但是目前对两个岩石单元的原岩形成时代尚无明确约束;(2)唐家庄岩群变质级别普遍为麻粒岩相,而胶东岩群岩石大多显示角闪岩相矿物组合;(3)分布于昌邑-莱州一带的含铁岩系原来被划归古元古界粉子山群小宋组,一些学者依据新的定年结果提出小宋组的形成时代应该为新太古代(约2.7~2.5Ga),属于新太古界胶东岩群;(4)古元古代(约2.2~2.1Ga)的花岗岩和辉长岩在胶北地体较为常见,呈现双峰式岩浆特征,在一些地区识别出古元古代岩浆岩与小宋组含铁岩系、荆山群野头组变质沉积岩呈侵入接触关系,暗示两个岩石单元的形成时代应该早于~2.1Ga;(5)从野外产状特征来看,胶北地体唐家庄岩群和胶东岩群的很多变质基性-超基性岩的原岩可能并不是火山岩,而是侵入岩。基于胶北地体古元古代岩浆活动、表壳岩系与其底部岩系的接触关系,并综合考虑其沉积、变质和岩浆活动的时代框架,本文认为胶北地体古元古代表壳岩系形成的构造背景为克拉通伸展盆地,代表华北古元古代活动带在胶北地体的早期响应。虽然关于胶北地体早前寒武纪表壳岩系的研究取得很多进展,但由于多期变质变形的叠加改造,表壳岩原始结构和构造已经被后期变形样式置换,对其岩石单元划分、每个岩石单元的岩石组成、区域对比关系、年代学框架和构造含义等多个方面,仍然存在很多问题和争议有待于深入研究。

     

原地-半原地深熔花岗岩特征: 以华北克拉通北缘包头地区石榴花岗岩为例

在华北克拉通北缘大青山地区,广泛的深熔作用导致新太古代晚期石榴花岗岩发育。石榴花岗岩空间上与新太古代晚期大青山表壳岩（主要为石榴黑云母片麻岩）共生,渐变过渡。宏观上岩性具有不均一性,在包头哈德门沟一条实测地质剖面上可以观察到石榴混合闪长岩、石榴混合石英闪长岩和石榴混合花岗闪长岩等不同岩石类型。岩相学研究表明,石榴花岗岩与源岩矿物组合相近,但含量却大不相同。石榴花岗岩和源岩中的石榴石特征十分相似。石榴石周围存在放射状黑云母,是典型的逆反应结构。研究表明深熔作用可能发生在具有顺时针P-T轨迹的变质作用演化峰期及峰期后近等温降压阶段,主要发生钾长石熔融和黑云母熔融。地球化学特征研究表明石榴花岗岩与石榴黑云母片麻岩具有亲缘关系,均表现出高Al₂O₃、CaO含量,K₂O/Na₂O比值存在较大变化,富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P和Ti。但是,石榴花岗岩存在组成变化,Eu富集型和亏损型稀土模式为原地-半原地深熔花岗岩的标志性特征。SHRIMP锆石年代学研究表明深熔作用发生在2.43Ga之前,与区内新太古代晚期水平顺层滑脱变形有关,揭示华北克拉通北缘新太古代晚期构造热事件。

     

鲁西莲花山地区新太古代晚期二长花岗岩中的表壳岩包体——SHRIMP锆石U-Pb定年和地球化学特征

为了确定鲁西莲花山地区新太古代晚期二长花岗岩中的表壳岩包体的形成时代，并探讨与相邻雁翎关地区的雁翎关岩组中的新太古代早期变质火山岩系的关系。本文对表壳岩包体及相关岩石进行了锆石年代学和地球化学研究。表壳岩包体主要由变质超基性岩和斜长角闪岩组成，另含少量（黑云）角闪变粒岩和黑云变粒岩。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示：角闪变粒岩的岩浆锆石年龄为2 757 Ma；侵入斜长角闪岩的奥长花岗岩脉的年龄为2 593 Ma；从变质超基性岩分选出很少锆石，它们普遍遭受强烈变质重结晶，²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为2 657~2 397 Ma。变质超基性岩具轻稀土亏损型或平坦型稀土模式，斜长角闪岩具平坦型稀土模式，角闪变粒岩具轻稀土略富集稀土模式，虽然大离子亲石元素相对富集，但都无明显Nb、Ta亏损。表壳岩包体的岩石组合、地球化学组成特征和形成时代可与相邻雁翎关地区的雁翎关岩组中的新太古代早期变质火山岩系对比，形成于大洋环境。新太古代早期表壳岩的原有分布范围应比现在所见到的更为广泛。     

"阿尔金群"的解体与阿尔金杂岩特征

阿尔金构造带因其所处青藏高原北缘构造转换主其地球动力学研究意义成为地学研究的热点地区，阿尔金群是该构造带的结晶基底。对它的研究以往主要集中于路线上，作者通过1：25万区调填图，对原阿尔金群的岩石组成、构造变形等作了系统调查后，认为：原阿尔金群是由前寒武纪不同时代中酸性变质古侵入体、变质表壳岩与含榴辉岩、石榴石二辉橄榄岩的高压超高压变质外来岩片等构成的构造杂岩，即阿尔金杂岩，真正的阿尔金岩群仅是其中的变质表壳岩类。阿尔金杂岩中不同地质体和不同岩类的变形及其相互关系复杂，它是经历了前寒武纪基底构造奠基－早古生代主造山期活化形成－晚古生代以来陆内变形多次改造而铸就的大型复合型构造带。