朝鲜半岛古元古代摩天岭群的碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

克拉通内部活动带变质沉积建造蕴藏了早期超大陆形成中地体聚-散动力学过程的重要信息,碎屑锆石年代学则是揭示这种信息的最佳工具之一。针对华北(中-朝)克拉通最具代表性的古元古代活动带(辽-吉-朝活动带)中巨量沉积建造精细表征方面的空白区域,本文开展了朝鲜半岛检德地区摩天岭群的碎屑锆石年代学研究。SIMS U-Pb定年结果显示,北大川组变火山碎屑岩样品的锆石年龄谱记录了约2.53Ga的主要年龄峰值和约2.19Ga的最年轻峰值,说明北大川组开始沉积的时代应该晚于2.2Ga。南大川组变沉积岩样品碎屑锆石记录的最年轻峰值年龄为约2.02Ga,说明南大川组的沉积时代应该不早于2.02Ga;其锆石年龄谱记录了一个主要年龄峰值区域(2.02~2.18Ga)、一个次要年龄峰值(约2.46Ga)和一些2.78~3.30 Ga的古老年龄,指示其物质源区主要为同区古元古代地质体和邻近地体上的太古宙变质基底。区域对比表明,摩天岭群与中国境内辽吉活动带中的辽河群及集安群/老岭群具有基本一致的碎屑锆石年龄谱,说明它们不仅是同一时代的产物,而且分享类似的物质源区。这些时代一致、物源相近的沉积建造可以为甄别古元古代辽-吉-朝活动带的大地构造属性提供重要参考。与沉积年龄相近的碎屑锆石占据主导的碎屑锆石年龄谱反映了汇聚板块边缘各类盆地的典型特征,而相悖于大部分碎屑锆石年龄远大于地层沉积年龄的裂谷型盆地。     

朝鲜半岛及华北上元古界-古生界沉积序列与碎屑锆石年代学记录及其构造属性分析

通过地层结构、沉积序列与碎屑锆石年代学记录等三方面的成因分析和区域对比,本文进一步探究了中-朝地块新元古代-古生代的构造属性及演化信息。研究指出,朝鲜半岛平南盆地、太白山盆地以及华北地块内部,其地层结构-沉积相序主要以寒武-奥陶系内陆架碳酸盐岩沉积、志留-泥盆系缺失、中上石炭统-二叠系海陆交互相含煤沉积为特征,并具有可对比的1.85Ga、2.5Ga以及1.15Ga、1.6Ga等碎屑锆石年龄峰值。而在临津江带、沃川带以及华北东南缘,则以泥盆-石炭系泥岩/片岩、中基性火山岩及火山碎屑岩、碳酸盐岩(透镜体)混杂发育为特征,总体显示外陆架沉积环境,且具有可对比的与地层时代接近的最小碎屑锆石年龄,这也是对沉积期较强构造-岩浆活动的反映。综合地层结构、相序、碎屑锆石年龄组成以及聚煤记录,提出朝鲜半岛与华北应属于统一的一级构造单元,即"中-朝板块";但朝鲜半岛西南部及华北东南缘毗邻板块边缘,因此其地层-沉积记录与板内存在差异,简单的一致性模式并不适用。     

渤海蓬莱9-1中生代花岗岩体岩石地球化学特征及其区域构造意义

蓬莱9-1花岗岩体是渤海海域首次发现的中生代花岗岩,鉴于渤海海域在华北克拉通中的重要构造位置,该花岗岩的形成时代和成因机制的研究对区域构造研究具有重大意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明该花岗岩体形成于中侏罗世160~165Ma。花岗岩属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质花岗岩;富Al_2O_3(14.84%~17.19%)和Sr(485×10~(-6)~909×10~(-6)),贫Y(0.66×10~(-6)~1.39×10~(-6))和Yb(小于2.0×10~(-6)),无铕的负异常,多数样品表现为铕的弱正异常,表现出C-型埃达克岩特征。表明渤海地区在160~165Ma期间处于挤压地壳增厚环境下,以地壳减薄为标志的克拉通破坏过程彼时尚未发生,其区域动力学环境可能仍处于华北板块-华南板块碰撞拼接的影响范围内。     

湘中龙山大型金锑矿床成矿时代研究——黄铁矿Re-Os和锆石U-Th/He定年

龙山金锑矿床是湘中锑-金矿集区最重要的矿床之一,因缺少适合传统放射性同位素定年的矿物,其成矿时代以往未得到很好的限定,制约了对矿床成因的认识。由于分析测试技术的进步,Re-Os同位素定年技术得到了发展,可对热液矿床中形成的低Re、Os含量的硫化物进行较准确可靠的年龄测定,从而可为低温热液矿床的形成时代提供有效制约。锆石U-Th/He同位素定年,也是近年发展和成熟起来的定年技术,对低温热事件极其敏感,同样是约束低温成矿年龄的重要手段之一。本文采用矿床中黄铁矿Re-Os同位素和蚀变围岩中受成矿热事件影响的锆石U-Th/He同位素定年技术,对龙山金锑矿床的成矿时代进行了研究。定年结果显示:热液成因黄铁矿的Re-Os等时线年龄为195±36Ma,对应于印支晚期;锆石U-Th/He年龄为51.2~133.3Ma,经Ft校正后,U-Th/He年龄分布于93.78~258.29Ma之间,平均值为160.7±7.3Ma,对应于燕山早期。该矿床可能发生了200Ma和160Ma的两次成矿作用;或者矿床形成于200Ma左右,但是受到了160Ma左右岩浆热事件的改造,黄铁矿Re-Os年龄代表成矿年龄,而锆石U-Th/He年龄则代表第二期热事件发生的时间。无论是200Ma左右一次成矿,还是另有160Ma左右的成矿作用叠加,这两个年龄分别与区内两期岩浆活动的时间相当,这表明岩浆事件对驱动矿床的形成发挥了重要的作用。     

松辽盆地南缘基性岩脉中捕获锆石U-Pb年龄及其对基底岩浆事件的制约

团山子基性脉岩为松辽盆地南缘晚中生代最后一期岩浆活动,在其中获得了较多的捕获锆石。为了反映松辽盆地基底岩浆活动事件,对基性脉岩中捕获锆石进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。捕获锆石阴极发光(CL)图像和Th/U比值显示具有岩浆成因的特点。从锆石定年结果得到8组年龄,反映出早侏罗世晚期(176Ma)、海西期(291Ma)、加里东期(467Ma)、新元古代(942Ma)、中元古代(1368Ma)、古元古代(1886Ma和2165Ma)、新太古代(2458Ma)岩浆事件记录。松辽盆地南部基底组成以古生代和早中生代岩浆岩为主,并可能存在西保安群前寒武纪结晶基底(942Ma),并经历了复杂的岩浆演化。中元古代、古元古代、新太古代年龄的锆石具有磨圆和反应边,可能为与华北克拉通岩浆事件形成的锆石被搬运到松辽盆地南部,并被再次捕获的结果,反映松辽盆地南部与华北大陆具有一定的联系,但不确定存在该期的结晶基底。     

小兴安岭东安金矿区细粒正长花岗岩U-Pb年龄、岩石地球化学、Hf同位素组成及地质意义

东安金矿区细粒正长花岗岩是小兴安岭燕山早期与吉黑东部斑岩型-矽卡岩型钼多金属矿床有关的花岗岩带组成岩体之一.为了解区域燕山早期岩浆演化和大规模钼多金属热液的成矿作用,进一步提升东安金矿成矿地质背景的研究程度,对该花岗岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,讨论了岩石成因、岩浆源区和构造背景.获得细粒正长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果184±2 Ma,MSWD=1.2,为早侏罗世.岩石富硅和钾(K₂O/Na₂O值为1.46~1.81),低钙、镁和Mg#(Mg#=12.79~23.52),A/CNK=1.05~1.14,属高钾钙碱性、弱过铝质系列岩石.岩石富集大离子亲石元素(Rb、K)和不相容元素(Th、U),亏损高场强不相容元素(Nb、Ti等),轻、重稀土元素分馏强烈,轻微负Eu异常(Eu/Eu*=0.76~0.92).综合岩石地球化学特征、Harker图解、Ce-SiO₂和(K₂O+Na₂O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)判别图解确定岩石为高分异I型花岗岩.锆石的176Hf /177Hf值为0.282 588~0.282 775,ε_Hf(t)值为-2.35~+3.94,二阶段模式年龄T_DM2为973~1 386 Ma,岩浆源区应主要为起源于亏损地幔的中新元古代新增生陆壳的部分熔融,有硅铝质地壳物质的加入.研究表明,岩石形成于古太平洋板块俯冲引起大陆弧后伸展和岩石圈减薄的构造背景,幔源岩浆底侵为地壳熔融提供了热动力.燕山早期伸展体制下大陆岩浆弧环境的中-浅成、高钾钙碱性花岗质小侵入体是吉黑东部斑岩型-矽卡岩型钼多金属矿床找矿的主要目标.      

内蒙古乌拉特中旗哈达呼舒基性岩体形成的构造背景与古亚洲洋的早期俯冲历史

内蒙古乌拉特中旗地区在大地构造上横跨华北板块边缘和兴蒙造山带,区域基性岩体多以小岩株形式产出,侵入时代缺少可靠的资料.对乌拉特中旗哈达呼舒基性岩进行锆石U-Pb年代学、岩石地球化学以及Hf同位素研究,对其岩石成因和古亚洲洋板块俯冲作用的开始时间给予制约.哈达呼舒基性岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该岩体形成于晚寒武世(513±2 Ma).在地球化学上,它们属于钙碱性系列,富集大离子亲石元素(如K、Rb、Ba),亏损高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Ti)和LREE.岩石的ε_Hf(t)值为14.15~15.03,单阶段模式年龄(T_DM1)为518~556 Ma,与岩石原岩形成时代513 Ma相近,认为其原始岩浆起源于亏损岩石圈地幔.综合区域同时代火成岩的研究成果,认为哈达呼舒基性岩体形成于古亚洲洋俯冲消减环境.      

扬子北部三峡地区南沱组冰碛岩的物源特征:锆石年龄和地球化学证据

扬子陆块新元古代地层发育完整并广泛分布,三峡地区南沱组冰碛岩是扬子北部南华纪的冰成杂砾岩,不整合地覆盖在新元古代黄陵花岗岩之上.南沱组冰碛岩成分复杂,分选性差,缺乏可对比的标志,其沉积时代和物源组成研究较少且存在争议.对南沱组冰碛岩开展锆石U-Pb定年工作,得到最年轻的锆石年龄为706±7 Ma,印证了南沱组沉积时代应不早于700 Ma的说法,并可与Marinoan冰期对应.所获得锆石U-Pb年龄谱峰值主要分为~3.0 Ga,2.5~2.3 Ga,2.05~1.95 Ga和900~700 Ma,反映了扬子陆块4次地壳再造事件,其中古元古代和太古代年龄与崆岭杂岩相似,900~800 Ma和800~700 Ma的锆石年龄与附近黄陵花岗岩和扬子北缘岩体一致.冰碛砂岩的微量元素和同位素组成分异明显,可能是扬子北缘岩体、黄陵花岗岩和崆岭杂岩不同程度混合的结果.南沱组冰碛岩中包裹的花岗质砾石表现出不同的微量元素特征,具有偏低的稀土含量和亏损的重稀土组成,结合其锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素特征,这些花岗质砾石主体可能来自于附近黄陵花岗岩和崆岭岩基.南沱组冰碛岩的物质组成特征反映了新元古时期,扬子地区强烈的裂谷岩浆作用所导致的北高南低的地势环境.      

浙江南部丽水盆地地层时代及构造演化

位于浙江南部的丽水盆地是华南东部典型的白垩纪火山岩盆地。对盆地中5个凝灰岩夹层样品进行了锆石LA-MC-ICPMS U-Pb同位素年代学分析,结果给出了(114±1)Ma,(114±2)Ma,(118±1)Ma,(122±1)Ma和(112±1)Ma的主体谐和年龄。结合区域沉积-构造接触关系,本文将盆地内火山-沉积序列分为上、下2个组合:下火山-沉积组合包括馆头组和朝川组,其形成时代在124~112 Ma;上火山-沉积组合以方岩组为代表,其时代在104~91 Ma。这两套岩石组合的形成记录了盆地两期伸展断陷事件。结合区域构造变形和古构造应力场反演结果,本文认为丽水盆地早白垩世经历了两个伸展-挤压旋回的构造演化过程,每一旋回的古构造应力场均以NW-SE伸展和NWSE挤压应力场的交替演化为特征。NW-SE伸展事件控制了盆地的初始张开、断陷和沉积物充填作用,其产生的动力背景与古太平洋板块俯冲过程中因俯冲板片后撤(roll-back)诱发的弧后扩张作用有关。NW-SE挤压事件导致盆地的构造反转,下白垩统普遍褶皱,并形成区域角度不整合面,其形成与俯冲板片的深部几何学变化或大陆碰撞的远程效应有关。丽水盆地伸展-挤压事件的幕式交替反映了弧后扩张过程中复杂的深部动力学背景。     

华北克拉通南缘鲁山太古宙基底的形成和演化

鲁山地区保存和出露很好的太古宙基底岩石。文章报道了2件魏庄片麻岩的原岩年龄分别为(2867±5)Ma和(2768±5)Ma,变质作用时代分别为(2775±6)Ma和(2775±56)Ma。结合已发表数据,魏庄片麻岩原岩形成时代可大致分为2867~2928 Ma和2765~2768 Ma两个阶段;榆树庄片麻岩原岩形成于2829~2897 Ma、2752~2778 Ma和2723 Ma;斜长角闪岩原岩形成于2838~2845 Ma、2747~2794 Ma和2730 Ma。尽管三者岩性上存在差异,但原岩形成的期次和时代相当,指示它们在成因上可能存在联系。鲁山多地陆续发现2.8~2.9 Ga的岩石,表明该地区存在一定规模的中太古代基底。通过与胶东、霍邱等地对比,笔者认为华北克拉通南缘可能存在中太古代的古老陆块,其重要的初生地壳生长事件发生在2.9~3.0 Ga。