华北克拉通东部及苏鲁造山带的地壳生长: 来自现代河流碎屑锆石的U-Pb定年和Hf同位素证据

来自年轻沉积物或现代河流的碎屑锆石是研究大陆地壳生长演化的理想载体.为揭示华北克拉通东部和苏鲁造山带大陆地壳的生长演化, 采集了中国东部大清河、潮白河、辽河、大沽河和胶莱河的5个地方的河沙样品, 并对分选出来的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS和MC-LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素微区原位分析, 获得了396个锆石U-Pb谐和年龄及其对应的Hf同位素组成.2.4~2.5 Ga和1.8~1.9 Ga两个年龄特征峰指示大清河、潮白河和辽河的碎屑锆石来源于华北克拉通东部.辽河一部分100~500 Ma的锆石具有正的ε_Hf(t)值和年轻的Hf模式年龄, 显示出显生宙的地壳生长.苏鲁造山带大沽河和胶莱河的碎屑锆石U-Pb年龄分布相对比较复杂, 但锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征表明其为华北克拉通和扬子克拉通的混合来源.来自大清河、潮白河和辽河的锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据, 表明华北克拉通东部地壳生长的主要时期为2.4~3.0 Ga, 并在2.6~2.7 Ga时处于生长的最高峰, 次一级的生长期为1.3~2.3 Ga, 而在其他阶段几乎没有地壳的生长或者不明显.华北克拉通东部现存大陆地壳的80%来源于太古代和古元古代的生长, 而自古元古代开始大陆地壳的演化就以古老地壳的重熔再改造为主.此外, 大沽河碎屑锆石的Hf同位素组成揭示出苏鲁造山带在古生代(300~500 Ma)存在明显的地壳生长.      

环东冈瓦纳大陆周缘的古生代造山作用:东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群的岩石学和年代学证据

喜马拉雅造山带东端的南迦巴瓦岩群是高喜马拉雅结晶岩系的一部分,主要由麻粒岩相和角闪岩相变质的片麻岩、斜长角闪岩、片岩和钙硅酸盐岩组成.长英质片麻岩主要由斜长石、钾长石、石英、石榴石、黑云母和褐帘石组成.片麻岩中的锆石具有核一边结构,由一个大的继承岩浆核和一个窄的变质生长边组成.锆石岩浆核具同心韵律环带.其REE配分模式以HREE富集和负Eu异常为特征,并具有高的Th/U比值.锆石U-Pb年代分析表明,这种继承岩浆锆石给出的加权平均年龄为490～500Ma.地球化学特征表明,这些片麻岩的原岩是花岗岩和花岗闪长岩,形成在俯冲带的岩浆弧构造环境.钙硅酸盐岩中的锆石具有高级变质岩中变质生长锆石的典型特征,即具有相对较低的REE含量,不明显的负Eu异常和较低的Th/U比值.变质锆石所获得的U-Pb加权平均年龄为505Ma.本文和现有的研究结果表明,喜马拉雅造山带是一个复合造山带,它经历了古生代的原始造山作用,在新生代印度与欧亚板块的碰撞过程中发生了再造山作用.喜马拉的古生代造山带作用是原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲和亚洲微陆块(包括拉萨和羌塘地块)增生的结果,是在冈瓦纳大陆拼合之后其边缘发生的安底斯型造山作用,因此,它并不属于在冈瓦纳超大陆聚合过程中陆-陆碰撞形成的泛非造山带.     

祁连造山带中段雾宿山群的构造属性探讨

通过对雾宿山群岩石组合特征和火山岩地球化学特征的分析,结合与周边区域地质背景的对比研究,探讨兰州西南一带雾宿山群的形成环境、构造属性及构造意义。雾宿山群主要为一套形成于中晚奥陶世的以中性、中基性火山岩及英安岩为主夹少量火山碎屑岩和正常沉积岩的岩石组合,经受低绿片岩相变质。火山岩不同岩类的地球化学特征均显示其形成于岛弧或弧前构造环境。综合分析雾宿山群岩石组合特征和火山岩地球化学特征并结合与西侧拉脊山构造带及北祁连造山带的对比,初步认为雾宿山群可能不是拉脊山构造带的东延,而是北祁连南缘岛弧带在兰州西南一带延伸的构造残块。雾宿山群构造属性的厘定,对祁连造山带的东延问题、祁连与秦岭造山带的交接关系及祁连造山带中东段构造格局的建立都具有十分重要的意义。     

中天山晚奥陶世碰撞造山:来自变质花岗岩地球化学及年代学证据

中天山包尔图一带发育一套变质变形的花岗岩,属钙碱性系列,其具有较高的Hf和Th含量,而Li、Nb和Ta的含量低;稀土总量中等,具中等铕负异常,稀土配分模式曲线为V型曲线;显示出加里东型I型花岗岩、同碰撞花岗岩的特征。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年获得了1207±87Ma、455.6±1.8Ma和433±19Ma 3组年龄,其中1207±87Ma代表了碎屑锆石的年龄,说明包尔图一带存在元古宙古老基底;455.6±1.8Ma代表了包尔图岩体的侵位年龄,代表了北天山洋与中天山陆块早古生代一次重要碰撞造山事件;433±19Ma则代表了包尔图岩体侵入岩的后期变质改造年龄,说明早志留世中天山发生过一次变质作用。这次研究的成果对揭示中天山地区的构造演化有着重要的意义。     

陕南山阳地区刘岭群砂岩岩石地球化学特征及其构造背景分析

陕南山阳地区中晚泥盆世刘岭群位于秦岭造山带的商丹断裂带与山阳断裂之间。由于所处的特殊位置,刘岭群沉积特点及其盆地形成时期构造背景的确定,可以为秦岭地区古生代以来构造演化提供有价值的信息。岩石地球化学分析表明,刘岭群砂岩主要氧化物特征以SiO2和K2O含量较高为特点,具有较高的化学成熟度,反映出其碎屑物质可能来源于相对稳定的大陆源区或更老的沉积岩再旋回的沉积产物。砂岩的稀土元素LREE/HREE比值为3.61,属轻稀土中等富集;Eu/Eu*值为0.77,属亏损型,与后太古代大陆地壳沉积岩总体演化特点相一致。主量元素氧化物、稀土元素及微量元素的多种图解和多种参数交叉分析,表明刘岭群沉积不具备前陆盆地堆积的特征。根据砂岩岩石地球化学的构造背景判别和物源区判别,结合沉积序列和沉积岩石学等分析,指示中晚泥盆世刘岭群碎屑岩应属于被动大陆边缘盆地沉积。     

大别-苏鲁超高压和高压变质带构造演化

大别—苏鲁是世界上超高压 (UHP) ( >2 .7GPa)和高压 (HP)变质岩石出露最为广泛的地区。通过区域研究 ,尤其是在选择的 30多个关键位置上不同尺度构造记录的深入观察 ,结合已有的可利用的变质、热事件及同位素年代学资料分析 ,揭示出它们曾遭受过一个复杂的从深俯冲到折返构造演化历程 ,识别出 5个主要的构造变质事件 :( 1)由块状榴辉岩中发育的微弱面理和线理所代表的第 1期变形变质事件 (D1) ;( 2 )面状榴辉岩中发育的含拉伸线理的透入性主面理、中小型鞘状褶皱及网络状韧性剪切带 ,代表第 2期构造变质事件 (D2 ) ;( 3)第 3期变形事件主体发生于麻粒岩 /角闪岩相后成合晶形成之后 ,主要构造记录是区域性陡倾斜面理及不均一置换的成分层、榴辉岩透镜体及布丁群、面理内褶皱、网状韧性剪切带系统以及减压部分熔融作用形成的混合岩和含榴花岗质岩石组构 ;( 4)区域性的碰撞期后地壳韧性薄化及剪张作用 (D4)形成缓倾斜角闪岩相主面理及线理、穹状及弧形构造和多层韧性拆离带 ,它们主导了现今观察到的大别—苏鲁超高压和高压变质带的区域构造几何图像 ;( 5 )第 5期构造热事件 (D5)表现为不均一断块抬升、红色沉积盆地发育及大规模的岩体和岩脉就位 ,代表造山晚期的构造揭顶及坍陷作用 ,该期构造控制着造山带     

西秦岭阳山金矿带花岗斑岩元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学

甘肃阳山金矿带的花岗斑岩脉中含有石榴子石,A/CNK=1.65～3.65,属于强过铝质花岗岩类.花岗斑岩相对富集LILE和LREE,亏损Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti等,配分模式类似于典型同碰撞型花岗岩类;花岗斑岩ΣREE=54.35～124.01×10-6,(La/Yb)N=9.72-27.80,δEu=0.70～0.89,表明其岩浆形成时部分斜长石进入熔体,而非完全残留.花岗斑岩Isr值为0.70806～0.71756,平均0.71107;εNd(t)值变化于-2.9～-5.0,平均-3.4;Nd模式年龄(T2DM)为1.24～1.41Ga,平均1.34(Ga).以上同位素特征表明花岗斑岩岩浆应源自成熟度较低的中元古代基底地壳物质.花岗斑岩的(206pb/204Pb)220Ma、(207pb/204Pb)220Ma和(206pb/204Pb)220Ma的平均值分别为17.875、15.604和38.296,与秦岭微陆块的中元古代基底和碧口地体碧口群的Pb同位素组成一致.考虑到前人获得碧口群的年龄为1.235～1.367Ga,而秦岭微陆块沿勉略缝合带向南仰冲到碧口地体之上.我们认为由碧口群等组成的俯冲板片的变质脱水熔融作用导致了阳山金矿带花岗斑岩的形成.因此,阳山金矿带的花岗斑岩是扬子与华北大陆中生代碰撞造山过程中形成的同碰撞花岗岩类.     

胶东地块东部变质岩锆石U-Pb定年和氧同位素研究

对胶东地块东部高压-超高压变质岩作了系统的锆石U-Ph定年和矿物氧同位素分析,结果对这些变质岩的原岩性质提供了制约。研究得到:(1)区域花岗片麻岩及岩浆锆石普遍不同程度地亏损~(18)O,3个片庥岩样品中岩浆核锆石U-Pb年龄分别为723±36Ma、738±17Ma和744±63Ma,低δ~(18)O值(-0.42～4.14‰)岩浆核锆石说明其原岩为新元古代低δ~(18)O值岩浆岩,石英-石榴石氧同位素温度及少量印支期变质锆石的出现,指示片麻岩与榴辉岩曾经共同经历了印支期超高压变质作用;(2)花岗片麻岩中的榴辉岩原岩年龄有两种,一种是新元古代,其U-Ph年龄为806±79Ma。另一种是古元古代晚期,其 U-Pb年龄为1838±41Ma。这2个榴辉岩的超高压变质年龄分别为229±3Ma和242±21Ma。多数榴辉岩中的变质增生或变质重结晶锆石也具有低δ~(18)O值特征(0.22～3.4‰),指示在榴辉宕相变质作用之前,这些榴辉岩原岩为低δ~(18)O值蚀变岩或低δ~(18)O值基性岩浆岩;(3)大理岩中榴辉岩变质增生锆石δ~(18)O值高达15.9‰,U-Pb年龄为229±4Ma,指示在榴辉岩相变质作用之前,榴辉岩原岩与大理岩一样具有高δ~(18)O值;(4)斜长角闪岩的原岩U-Pb年龄为1719±18Ma,与同时期榴辉岩原岩一起构成扬子板块北缘新元古代岩浆侵位时的裂谷肩部围岩,在三叠纪大陆碰撞时同样受到变质改造。     

论大别造山带中“罗田片麻岩杂岩”的构造属性

罗田片麻岩杂岩位于大别造山带腹地，东、西大别变质带之间，面积约６０００ｋｍ２。主要由一套花岗片麻岩系组成。它们经历过早期高角闪岩相至麻粒岩相变质和晚期低角闪岩相叠加变质。该杂岩的原始建造以古老变质变形侵入体为主，与其周边构造变质单元的原始建造迥然不同，后者皆为沉积型或火山－沉积型原始建造。罗田片麻岩杂岩与其周边环境的地质特征不一致，是个造山带规模的外来变质地体。其下存在广泛的低密度岩层，相当于混合岩化或花岗岩化的硅铝质岩系。罗田片麻岩杂岩是华南、华北陆块碰撞期间，可能曾经存在的古岛弧深成岩系发生深变质强变形，并在仰冲机制作用下，于　地壳深层次拼贴到高压／超高压碰撞混杂岩之上的，具有推覆体属性的构造岩片。     

秦岭造山带西段八方山-二里河地区硅质岩的地球化学特征及其地质意义

陕西省凤县-太白(凤太)地区位于秦岭造山带的西段,是我国重要的金属成矿集中区之一.本文重点分析凤太地区中泥盆统古道岭组与上泥盆统星红铺组过渡部位的沉积成因硅质岩.它是八方山-二里河铅锌矿床的主要赋矿层位.硅质岩多为灰黑色,块状、层纹状、角砾状构造,致密坚硬,经受过轻微变质作用(主要是重结晶作用),主要组成矿物为细晶、微晶石英,含有少量的铁白云石、方解石、绢云母、炭质.根据地球化学分析,八方山-二里河地区沉积成因硅质岩的SiO_2含量均大于80%,最高者可达95.3%,TiO_2和Al_2O_3明显偏低,高FeO,Al/(Al+Fe+Mn)值落在0.13～0.64之间.大部分微量元素含量远小于地壳元素丰度,但Ba、As、Sb、B、Ag、Hg含量较高.在V/Y-Ti/V和Ti-V图解中,硅质岩样品投影在洋中脊→大陆边缘的洋盆位置,大部分落在远洋区域,部分靠近大陆边缘.样品稀土元素含量较低,∑REE仅为3.28×10_(-6)～20.66×10_(-6),经北美页岩标准化后的稀土元素配分曲线可以分为H和S两组.H组曲线左倾,富集重稀土(HREE),具有明显的热水成因特征.S组与H组稍有差异,是受非热水沉积作用影响所致.(La/Lu)_N介于0.36～1.99,多分布于0.36～0.70和1.00～1.99两个区间内,分别代表与洋中脊环境相似的的洋盆喷口或断裂附近环境和受一定陆源物质影响的远洋盆地或深海平原环境.(La/Yb)_N值介于0.32～2.21,多分布0.32～0.72和1.74～2.21两个区间内,地质意义与(La/Lu)-N类似.硅质岩样品的(La/Ce)_N值在1.04～3.28,多数大于1,平均为1.62,主要反映大洋盆地(或深海平原)环境,个别样品也表现出大陆边缘沉积特征.研究结果表明,尽管经历了后期成岩作用等,但硅质岩仍整体上较好地保持了初始沉积时的地球化学特征.