华北克拉通新太古代板块俯冲作用:来自山西云中山地区变质高镁火成岩组合的证据

在华北克拉通中部的山西云中山地区,新太古代花岗闪长质片麻岩中存在一些超镁铁质岩-镁铁质岩块及由斜长角闪岩、角闪变粒岩、石英岩和石榴夕线黑云片岩等岩石类型构成的变质表壳岩残片,其中的超镁铁质-镁铁质岩、斜长角闪岩和角闪变粒岩构成一套高镁火成岩组合。超镁铁质岩已变质为橄榄绿泥阳起片岩等岩石类型,呈变余斑状结构,橄榄石斑晶仍有保存;岩石SiO_2含量为39.22%～44.99%,Al_2O_3为8.82%～13.47%,Mg O为19.24%～22.13%,Na_2O+K_2O=0.71%～1.11%,CaO为5.75%～8.42%;Al_2O_3/TiO_2=14.8～17.4,CaO/Al_2O_3=0.60～0.84;化学成分上与科马提岩有一定的相似性。与之紧密伴生的斜长角闪岩也具有高镁特征,Mg O含量为11.28%～15.09%,铝、硅和碱质均偏低,具正铕异常,显示堆晶辉长岩的特征。非高镁斜长角闪岩有相对高的铝、硅和碱质,其原岩应为钙碱性玄武岩。角闪变粒岩样品的SiO_2含量为54.21%～55.71%,Al_2O_3为14.24%～15.49%,Mg O为6.26%～8.28%,Fe OT/Mg O=1.11～1.58,高钠低钾,Na_2O+K_2O=3.7%～4.78%,Na_2O/K_2O=5.15%～13.13,Mg#=53.0～61.5,属于高镁安山岩。由超镁铁质质岩-斜长角闪岩-角闪变粒岩构成的变质高镁火山岩组合具有钙碱性系列趋势。超镁铁质岩稀土元素含量总量较低,具有轻稀土富集和重稀土亏损的稀土型式;斜长角闪岩与超镁铁质岩比较,除富集大离子亲石元素和Cr、Ni明显较低外,具有相似的微量元素图谱形态。三种岩石类型在微量元素蛛网图上均显示出Ta、Nb、Ti负异常和Pb正异常。野外产状和岩石地球化学特征表明超镁铁质岩和高镁斜长角闪岩属于阿拉斯加型杂岩体,角闪变粒岩属于赞岐岩质高镁安山岩。在Zr/Nb-Nb/Th和Nb/Y-Zr/Y构造环境判别图解上显示出与俯冲相关的演化趋势,在Hf-Th-Ta、Nb/La-(La/Sm)N和Th/Yb-Nb/Yb图解上也落在岛弧钙碱性岩石区域。以上特征表明高镁火成岩组合形成于与板块俯冲相关的岛弧构造背景。野外地质关系和锆石U-Pb年龄限定高镁火成岩组合形成时代在～2.5Ga。云中山地区阿拉斯加型镁铁质-超镁铁质杂岩与赞岐岩质高镁安山岩共生,表明该地区存在新太古代的板块俯冲作用,为太古宙存在板块构造机制提供了新证据。     

论山西云中山花岗伟晶岩

云中山区基底岩系中广泛发育花岗伟晶岩,依据不同的产出样式及矿物组成将其形成时代划分为新太古代、古元古代、中元古代三个阶段。新太古代变质花岗伟晶岩比例最大,为变质地层重熔作用的产物,形成于较深构造层次,形态以肠状为主;古元古代花岗伟晶为岩浆结晶成因,以脉状、囊状(团状)形态为主;中元古代花岗伟晶岩为岩浆成因,以平直脉状形态为主。花岗伟晶岩的形成是地球演化研究中的重要研究对象,应该引起地质工作者的重视。     

山西云中山—关帝山地区界河口岩群岩石学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其归属

山西吕梁山地区界河口岩群(后文简称界河口群)主要由一套变质砂泥质岩石组成,含有一定量的条带状大理岩、斜长角闪岩等。利用LA-ICP-MS对位于关帝山西榆皮、娄烦县杜交曲及云中山三角镇地区的含石榴黑云二长花岗片麻岩(12LL05-1)、片状黑云母石英岩(12LL09-2)和含石榴钾长石英岩(12LL15-1)进行锆石U-Pb年龄测定,获得的二长花岗片麻岩(12LL05-1)岩浆结晶年龄为1941±28Ma、片状黑云母石英岩(12LL09-2)碎屑锆石最小的峰值年龄为2519.5±6.7Ma及含石榴钾长石英岩(12LL15-1)碎屑锆石2个峰值年龄2143±15Ma和2599±11Ma。根据岩石组合和同位素测定结果推测,关帝山西榆皮地区的界河口群与界河口—汉高山一带的界河口群可以对比,沉积时代在1.94Ga之前;娄烦县杜交曲一带的界河口群可与五台岩群相对比,属新太古代;云中山三交镇一带的界河口群可与野鸡山群或岚河群相对比。沿岚县—方山—吕梁一线存在一条大型韧性剪切带,倾向NNW-NWW,表现为右行剪切的运动学性质,将吕梁山区近EW向构造带改造为NNE向。     

论山西云中山花岗伟晶岩

云中山区基底岩系中广泛发育花岗伟晶岩,依据不同的产出样式及矿物组成将其形成时代划分为新太古代、古元古代、中元古代三个阶段。新太古代变质花岗伟晶岩比例最大,为变质地层重熔作用的产物,形成于较深构造层次,形态以肠状为主;古元古代花岗伟晶为岩浆结晶成因,以脉状、囊状（团状）形态为主;中元古代花岗伟晶岩为岩浆成因,以平直脉状形态为主。花岗伟晶岩的形成是地球演化研究中的重要研究对象,应该引起地质工作者的重视。     

云中山区界河口岩群单颗粒锆石年龄及地质意义

云中山区界河口岩群原岩主要为1套陆源碎屑岩夹镁铁质火山岩,经历了多次变形变质作用的叠加改造,变质程度达高角闪岩相,深熔作用强烈。整套岩石组合无底、无顶、无序,其与基底片麻岩之间(TTG)或是深熔渐变过渡,或是呈韧性剪切带接触。采自该岩群绿帘角闪二长变粒岩单颗粒锆石U-Pb法测年获得3组年龄值,即(2751±39)Ma、(2541±21)Ma和(2183±16)Ma,前者代表物源区的年龄,后两者代表2次深熔变质年龄。侵入该岩群的峪口眼球状黑云二长片麻岩单颗粒锆石U-Pb法测年获得(2493±38)Ma的成岩年龄,从而说明了云中山区界河口岩群形成时代为新太古代。发生在(2541±21)Ma强烈的区域性深熔作用,使基底片麻岩活化或重生,早期的信息大多已消失。界河口岩群与五台岩群年龄相当,推测界河口岩群与五台岩群并非是垂向上下关系,而是横向上的并列关系,现在所处的不同构造层次是弧-陆碰撞的造山过程中构造叠置形成,峪口片麻岩形成于后碰撞环境,其侵位形成的卵形构造局部斜切弧-陆碰撞所形成线状构造带。     

山西云中山-关帝山地区界河口岩群岩石学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其归属

山西吕梁山地区界河口岩群（后文简称界河口群）主要由一套变质砂泥质岩石组成,含有一定量的条带状大理岩、斜长角闪岩等。利用LA-ICP-MS对位于关帝山西榆皮、娄烦县杜交曲及云中山三角镇地区的含石榴黑云二长花岗片麻岩（12LL05-1）、片状黑云母石英岩（12LL09-2）和含石榴钾长石英岩（12LL15-1）进行锆石U-Pb年龄测定,获得的二长花岗片麻岩（12LL05-1）岩浆结晶年龄为1941±28Ma、片状黑云母石英岩（12LL09-2）碎屑锆石最小的峰值年龄为2519.5±6.7Ma及含石榴钾长石英岩（12LL15-1）碎屑锆石2个峰值年龄2143±15Ma和2599±11Ma。根据岩石组合和同位素测定结果推测,关帝山西榆皮地区的界河口群与界河口-汉高山一带的界河口群可以对比,沉积时代在1.94Ga之前;娄烦县杜交曲一带的界河口群可与五台岩群相对比,属新太古代;云中山三交镇一带的界河口群可与野鸡山群或岚河群相对比。沿岚县-方山-吕梁一线存在一条大型韧性剪切带,倾向NNW-NWW,表现为右行剪切的运动学性质,将吕梁山区近EW向构造带改造为NNE向。