A Mesoproterozoic palaeokarst on the North China Craton in the Xingcheng area of Liaoning Province,China: characteristics and significance on paleogeography

ABSTRACT

Palaeokarsts are rarely preserved and recognized from Precambrian strata. However, a Mesoproterozoic palaeokarst was recently discovered on the top of the Tuanshanzi Formation in Xingcheng, Liaoning Province, China. This palaeokarst recorded karstification fissures, three types of breccias and unique vadose filling. Four factors: no bedding fillings, vadose cements, restricted palaeokarst development, and the overlying beds without involved any karstification, supported this palaeokarst occurred before the deposition of the Dahongyu Formation. Relative sea-level changes and tectonic movement provided the essential external cause for this palaeokarst, which revealed the hiatus between the Dahongyu Formation and the Tuanshanzi Formation in the Yan-Liao Aulacogen of the North China Craton. This finding was significant and valuable for discussing the ‘Xingcheng Movement’ and unconformity contact relationships between the two formations observed around the basin. As the palaeokarst did not extend to the interior of the basin and the unconformity occurred mainly in the margins of basin, the significance of them is always underestimated. Nevertheless, this palaeokarst and other sedimentary features could represent an apparent transition of Yan-Liao Aulacogen basin evolved from rift to depression under the background of Supercontinent Columbia breakup.     

新疆西天山巴音沟与蛇绿岩伴生的洋岛玄武岩——主微量元素证据

对巴音沟蛇绿混杂岩内发育的两套玄武岩进行了主、微量元素研究,结果表明,其中一套TiO2的含量较低,在0.81%~1.00%之间,REE含量低,LREE相对于HREE具轻微亏损,稀土元素配分图和微量元素的原始地幔标准化图上呈平坦分布型式,Nb、Ta略亏损,为大洋中脊玄武岩。结合其他微量元素特征,初步认为该玄武岩源于大洋形成的初期,源区是还没有经历大规模岩浆提取阶段的洋中脊玄武岩。另一套玄武岩则具有典型的洋岛玄武岩特征,具有较高的TiO2含量(1.89%~3.14%),富碱质,同时富集LREE和HFSE元素,高Nb、Ta含量,在微量元素原始地幔标准化图上显示明显的Nb、Ta正异常,微量地球化学元素具有EMⅡ型OIB特征。     

山西南部燕山期类隔挡式褶皱构造特征

晋南地区自西向东发育一系列NNE向背斜与向斜。背斜地区主要出露太古代结晶基底或早古生代地层,向斜核部出露的最新地层则是三叠系。在宁武-静乐盆地、太原西南水浴贯等地可见零星或成片分布的侏罗系残存,部分地区可见残留的白垩系,与侏罗系呈不整合接触。根据卷入地层时代分析,这些褶皱应为燕山期变形产物。背斜区域地层相对较陡,核部或翼部发育大量NNE向逆冲断裂,太古代结晶基底同样卷入变形;而向斜核部地层非常平缓,产状近于水平。山西南部整体构造表现为一种类隔挡式褶皱构造特征。在吕梁山区、霍山背斜带及太行山沿晋获断裂一带均可见燕山期岩浆岩体分布。根据这些岩体的同位素年龄及前人节理统计结果,可知该区在晚侏罗世至早白垩世于NW-SE向的挤压应力场下发生了剧烈的构造运动。同时期,华北地区及整个中国东部都表现出相似的构造特征,而古太平洋板块正NW向往亚洲板块下俯冲,因此,晋南地区的类隔挡式褶皱的形成可能与太平洋板块俯冲有关。     

内蒙古那仁乌拉埃达克质花岗岩的发现、成因、锆石U-Pb年龄及其构造意义

在中亚造山带东段华北克拉通北缘,识别出一套晚古生代那仁乌拉黑云母花岗岩。其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为267.2Ma±1.4 Ma(MSWD=1.3,n=21)和捕获锆石年龄为296.3Ma～296.1Ma、278.8Ma～277.4 Ma;岩石为低钾(拉斑)到高钾钙碱性,弱准铝质到过铝质I型;ΣREE较低,轻重稀土分馏较强(LaN/YbN:15.59～32.36)。在稀土元素配分模式图上,都表现为轻稀土富集,重稀土亏损的右倾散开式。弱到正的铕负异常(δEu:0.79～1.08);在微量元素蛛网图上,相对富集LREE(La,Ce),LILE(K,Rb)和HFSE(Zr,Hf),元素Nb,Ta,P,Ti,Y,Yb,Lu亏损程度较大,元素U,Th,Sr由相对亏损到富集。岩石整体具有埃达克质岩的亲合性,形成于弧向同碰撞过渡的构造环境;锆石εHf(t)值(0.95～4.05)显示具有弱亏损的幔源组分特性,与主量元素、微量元素及REE一致,变化范围都较大,共同暗示其源岩的壳幔混源性。较年轻的锆石Hf模式年龄(1 030.9Ma～1 226.8Ma)与兴蒙造山带范围一致;那仁乌拉花岗岩与西部乌拉特中旗克布岩体,东部吉林大玉山岩体共同组成一条华北克拉通北缘埃达克质岩浆带,其都为与古亚洲洋俯冲碰撞引起的具有弧岩浆性质的年轻的基性玄武质下地壳部分熔融有关的C型埃达克岩。这条埃达克质岩浆带与稍晚期的华北克拉通北缘碱性岩浆带相对应,都具有西部形成早于东部的特征,可能暗示古亚洲洋自西向东逐渐闭合的规律。     

浙西桐村斑岩型钼(铜)矿床与德兴斑岩铜矿岩浆岩对比研究

桐村地区与德兴矿区岩石系列相似,为高钾钙碱性系列;在岩石结构上,桐村地区花岗闪长岩为似斑状结构,德兴矿区花岗闪长斑岩为斑状结构。两者均为钙碱—碱质镁质I型花岗岩。桐村岩石富Si和K,A/CNK和K/(K+Na)值均小于德兴岩石。微量元素、同位素及岩石学特征表明桐村地区的物质来源以壳源为主,而德兴地区为有大量幔源物质参与的壳幔混合型,其原因可能与两区不同的构造位置有关。中晚侏罗世时,太平洋板块西向俯冲,下插板片发生部分熔融形成的岩浆与岩石圈地幔楔发生作用从而形成斑岩岩浆是桐村和德兴地区可能的成因模式。桐村矿床含矿斑岩的氧逸度、演化程度和地壳混染程度均较德兴斑岩铜矿高。对于同时代、近距离的岩浆岩形成如此规模悬殊的矿床还有许多问题值得研究和思考。     

西昆仑卡拉牙斯卡克Pb——Zn——Cu 多金属矿床控矿构造及成矿模式

运用地质与地球化学方法,对西昆仑卡拉牙斯卡克矿区控矿构造及成矿模式进行了研究。矿床地球化学测试δ34 S 为－ 5. 3‰ ～ － 32. 6‰,206 Pb /204 Pb 为17. 712 ～ 18. 082,207 Pb /204 Pb 为15. 358 ～ 15. 664,208Pb /204Pb 为37. 513 ～ 38. 399。分析显示,泥盆-石炭纪时期深部成矿物质在构造或其他动力的作用下沿区域深大断裂上涌至地表,与碎屑物质共同沉淀形成矿源层。后经主要成分为天水的流体萃取,形成含矿热液,然后在矿区构造系统中运移、富集成矿-即区域构造控制矿源层形成。矿区内低角度逆掩断层( 导矿构造) 和高角度逆冲断层及其派生的次级节理裂隙( 容矿构造) 控制矿体的形成。     

华北地块中部活动构造特征及汾渭地堑成因探讨

研究区位处华北克拉通中部,受太平洋构造域和特提斯构造域的影响,新生代开始裂解,先后形成了渤海湾盆地和汾渭地堑。第四纪以来,华北地块中部活动日趋活跃,不同走向的断裂和盆地也表现出不同的活动性。NW向和近EW向断裂主要表现为左旋走滑性质,而NE向断裂则主要表现为正断性质。NNE向断裂虽也表现出正断性质,但右旋走滑性质正逐渐占主导地位。汾渭地堑中,NE向盆地与NNE向的盆地也因此表现出一定的活动差异。盆地形成初期,两种走向的盆地沉降速率差别不大,但第四纪以来,NE向盆地的沉降速率已大大超过NNE盆地。对于第四纪以来这种构造运动的表现,同时结合GPS观测数据及青藏高原的大规模隆升与华北地块中部山地相对隆升和盆地沉降事件在时间上的高度一致性,推测华北地块中部中新世以来的构造活动主要受印度与欧亚板块碰撞的挤出作用影响,在NWW和NE向剪切应力的作用下,华北地块中部自南北两端受NWWSEE向拉张的合力作用下开始裂解。随着青藏高原隆升速度的加快,两种剪切应力也随之增强,其合力的影响范围逐渐向中心向东不断扩展,形成了一系列的NNE和NEE向盆地。同时,NE向剪切应力增幅明显强于NWW向剪切,导致其合力由NW向拉张逐渐转变为NNW向拉张,引起不同走向断层活动性的差异与不同走向盆地沉降速率的相应改变。     

新疆西准噶尔接特布调A型花岗岩年代学、地球化学及岩石成因

西准噶尔乃至整个北疆地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩类。接特布调岩体作为一个典型的代表, 岩石类型主要有中粗粒二长花岗岩和正长花岗岩, 是认识西准噶尔花岗岩岩石成因及构造-岩浆演化的关键。本文对接特布调岩体进行高精度锆石LA-ICP-MS U-Pb测年, 获得二长花岗岩和正长花岗岩的加权平均206Pb/238U年龄分别为(287±9) Ma(n=10, MSWD=0.92)和(278±3) Ma(n=14, MSWD=0.43), 确定其形成于早二叠世, 属于300 Ma前后准噶尔周边地区后碰撞岩浆活动的产物。岩石地球化学研究表明, 前人认为的接特布调I型花岗岩应归属于A型花岗岩。正长花岗岩具有高硅(SiO2: 76.11%~76.82%), 富碱(Na2O+K2O: 8.47%~8.49%), 低钛(TiO2: 0.04%~0.05%), 贫钙(CaO: 0.36%~0.42%)的特征。二长花岗岩与其类似, 高硅(SiO2: 68.35%~71.80%), 富碱(Na2O+K2O: 6.80%~7.86%), 低钛和钙(TiO2: 0.29%~0.82%, CaO: 1.76%~2.87%), 均属于准铝质或弱过铝质(ACNK: 0.98~1.09)高钾钙碱性系列。正长花岗岩相对于二长花岗岩具有相对较低的稀土元素总量(ΣREE)(分别为23.8×10-6~49.3×10-6, 95.23×10-6~222.2×10-6), 并具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*分别为0.01~0.02, 0.57~0.72), 另外, 正长花岗岩相对二长花岗岩明显地富集大离子亲石元素(Rb、Th、K)及高场强元素(Zr、Hf、Nb), 而强烈亏损Ba、Sr、Eu、Ti等, 具有较高的10000Ga/Al比值(>2.44)。依据微量元素比值及相关判别图, 可将接特布调花岗岩体进一步细分为A1型和A2型。接特布调岩体就位于后碰撞环境, 来源于由年轻的地幔来源物质组成的下地壳。在后碰撞岩浆活动的初期, 年轻的下地壳部分熔融形成具有岛弧印迹的A2型二长花岗岩岩浆, 随着岩石圈进一步伸展, 可能在局部出现类似裂谷的环境, 即形成显示裂谷特征的A1型正长花岗岩岩浆。     

西昆仑塔什库尔干苦子干碱性杂岩体的成因及其构造意义

苦子干碱性杂岩体是塔什库尔干新生代碱性岩带的主要组成之一,主要由霓辉正长岩、石英霓辉正长岩和碱性花岗岩组成。霓辉正长岩、石英霓辉正长岩和碱性花岗岩的SiO2含量差别较大,分别为50．26％～54．11％、59．74％～60．43oA、69．59％～72．13％;霓辉正长岩与石英霓辉正长岩的里特曼指数相近,分别为7．83～10．97、8．51～9．05,明显不同于碱性花岗岩（2．49～3．71）。这3种碱性岩石都表现出富集轻稀土,以及K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素（LILE）,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）的特征。其中异常高的Sr、Ba和∑REE含量暗示可能还有富集地幔物质的加入。利用原位锆石LA—ICP—MS同位素测试方法,获得石英霓辉正长岩和碱性花岗岩的锆石U—Pb年龄分别为10．9±0．1Ma和11．9土0．4Ma,代表了岩石的结晶年龄;石英霓辉正长岩锆石εHf（t）值为-9．78～3．24,碱性花岗岩中锆石εHf（t）值为-13．54～5．78,均显示岩浆源区具有壳幔混合的特点。依据这些资料,并结合区域地质研究的综合分析,笔者初步提出西昆仑塔什库尔干苦子干碱性杂岩体的形成是由于青藏高原在～25Ma期间主体拆沉作用发生后,造成软流圈物质向北逃逸,并受到北面塔里木克拉通岩石圈山根阻挡而上涌,进而发生壳幔混合作用的产物。因此,该杂岩体是青藏高原大规模拆沉后浆活动的远程效应,且标志着研究区在～11Ma期间已处于伸展构造背景。     

4350–3130 Ma detrital zircons in the Southern Cross Granite‐Greenstone Terrane,Western Australia: Implications for the early evolution of the Yilgarn Craton

SHRIMP U–Pb zircon analysis indicates that detrital zircons from extensive quartzite units in the Southern Cross Granite‐Greenstone Terrane of the central Yilgarn Craton have ages ranging from ca 4350 Ma to ca 3130 Ma. Regional mapping studies indicate that the quartzites lie at the stratigraphic base of the exposed succession. The detrital zircon age profiles of the Southern Cross Granite‐Greenstone Terrane quartzites are remarkably similar to those of quartzites in the Narryer and South West Terranes, in the northwest and southwest of the Yilgarn Craton respectively, and are significantly older than any igneous rocks that have been dated anywhere in the Yilgarn Craton other than the Narryer Terrane. Similar detrital‐zircon‐bearing quartzites have not been identified in the Murchison Granite‐Greenstone Terrane. These age profiles suggest that the quartzites have a common depositional history. Granites in the central Yilgarn Craton are mainly younger than ca 2750 Ma and contain rare xenocrystic zircons older than 3100 Ma. If the central and western Yilgarn quartzites were all deposited at approximately the same time, the lack of preserved continental crust in the Southern Cross and Murchison Granite‐Greenstone Terranes, and the South West Terrane, that is older than 3100 Ma, suggests that pre‐3100 Ma Narryer‐like continental crust may have been rifted or extensively reworked during deposition of greenstone successions between ca 3000 and ca 2700 Ma. If not, then a ca 4350 Ma detrital zircon in the Southern Cross Granite‐Greenstone Terrane indicates more widespread, very old, continental crust than has previously been identified.