华北克拉通新太古代晚期岩浆作用:对构造体制和克拉通化的启示

在对华北克拉通太古宙基底作简要介绍的基础上,本文总结了华北克拉通新太古代晚期(主要为2.55~2.5 Ga期间)岩浆岩的锆石年龄分布模式、地球化学和Nd-Hf-O同位素组成特征。华北克拉通新太古代晚期变质基底的主要特征如下:(1)新太古代晚期岩石在华北克拉通广泛分布,但许多地区都存在中太古代晚期—新太古代早期地质记录。(2)岩浆锆石年龄主要变化于2.55~2.5 Ga,年龄峰值约为2.52 Ga。(3)与新太古代早期以前(>2.6 Ga)的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)相比,新太古代晚期英云闪长岩和花岗闪长岩比例明显增大。富钾花岗岩、闪长-辉长岩(包括闪长岩、辉长岩及两者之间过渡岩石)、赞岐岩(Sanukite,主体为富镁闪长岩)分布范围和规模也明显增大。大规模富钾花岗岩主要分布于华北克拉通东部,构成新太古代晚期双岩浆岩带的富钾花岗岩带。(4)在新太古代晚期变质基底分布区,几乎都有变质表壳岩存在。它们以较小规模存在于TTG和富钾花岗岩中。岩石类型包括变玄武质岩石、变质安山质-英安质火山岩/火山碎屑岩和变质碎屑沉积岩。一些地区存在变质超基性岩。(5)总体上,新太古代晚期地质事件存在如下演化规律:首先是表壳岩形成,然后是TTG侵入,最后是变质变形和富钾花岗岩形成。2.6~2.55 Ga为华北克拉通岩浆构造的“寂静期”。(6)新太古代晚期TTG岩石的Sr/Y和La/Yb比值存在很大变化,中-高压TTG岩石大量形成表明新太古代晚期陆壳规模、厚度发生了明显增大。至少部分富钾花岗岩在形成过程中有沉积物参与。(7)不同类型TTG岩石具有类似的全岩Nd同位素和岩浆锆石Hf同位素组成,Nd-Hf同位素亏损地幔模式年龄主要分布在3.0~2.5 Ga,与中太古代晚期—新太古代早期岩石的模式年龄相近或稍偏年轻。富钾花岗岩Nd-Hf同位素组成特征受物源区早期形成演化历史制约。岩浆锆石O同位素组成与全球太古宙岩浆锆石类似,但显示更大的变化范围。结合其他研究,上述证据表明:(1)中太古代晚期—新太古代早期是华北克拉通陆壳增生最重要时期,这与全球其他许多克拉通类似,不同之处在于华北克拉通遭受了新太古代晚期构造岩浆热事件强烈改造;(2)在华北克拉通,类似于现代板块运动的构造体制在新太古代晚期开始启动;(3)规模最大的BIF(条带状铁建造)沿华北克拉通东部古老陆块西缘的双岩浆岩带分布,鞍本和冀东之间、冀东和鲁西之间是BIF找矿重要靶区;(4)华北克拉通在新太古代晚期完成初始克拉通化。

内蒙古图林凯蛇绿岩中埃达克岩SHRIMP测年:早古生代洋壳消减的证据

内蒙古图林凯蛇绿岩中,新发现了埃达克岩,岩性包括石英闪长岩、奥长花岗岩、斜长岩和英安岩。它们是温都尔庙—图林凯早古生代消减带的一种岩浆岩标志。精确的SHRIMP U-Pb测年表明:①石英闪长岩侵位于约467±13Ma,说明温都尔庙古洋壳的消减可能始于约467±13Ma或更早。随后不久,这一岩石经历了约451±18Ma的高级变质和部分熔融事件。②英安岩喷发于约459±8Ma,奥长花岗岩形成略晚,约451±7Ma,最后形成了斜长岩的岩墙,其时代约为429±7Ma。据此认为,温都尔庙—图林凯古洋壳在早古生代时期,经历了愈38Ma的消减事件。

华北克拉通太古宙地壳演化和最古老的岩石

简要总结了华北克拉通太古宙地壳演化的规律、认识及存在的问题,特别是近年来在最古老的岩石和锆石年代学研究方面取得的进展。华北克拉通构造热事件主要发生在约2.5Ga,导致大规模陆壳的形成。仅在鲁西、胶东等少数地区有较大规模的约2.7Ga的地质体存在。古元古代晚期的陆陆碰撞使华北克拉通最终形成统一的整体。最近对鞍山地区的研究发现大量3.6～3.8Ga的岩石和锆石。在冀东、信阳、焦作及其他地区也有始太古代—古太古代的岩石和锆石存在。华北克拉通可能存在几个不同的古太古代—始太古代陆核。

大别造山带核部桃园寨火山岩锆石U-Pb定年及其地质意义

应用U-Pb和二次离子探针(法国产SIMS 1270)U-Pb法对大别造山带核部桃园寨火山岩中的锆石进行了年龄测定,给出其形成年龄为136～129 Ma。这一研究表明,大别造山带核部存在晚侏罗世—早白垩世火山活动和火山盆地,也说明在这一时期,该区的构造环境与北淮阳地区相似。据现残存的火山地貌和标高,及相邻的北淮阳地区的中生代火山盆地及火山沉积物的厚度,推测其剥蚀深度约 3000 m。

锌肥施用方式对小麦、玉米产量和籽粒锌含量的影响

以"郑单958"和"先玉335"玉米品种,"良星99"小麦品种为试验材料,在田间试验条件下研究了土施和叶面喷施锌肥对小麦、玉米产量和籽粒锌含量的影响。结果表明:在华北石灰性土壤上,土施和叶面喷施锌肥并没有显著提高玉米产量,小麦产量有一定程度增加;土施以及叶面喷施锌肥均显著提高小麦、玉米籽粒锌含量,叶面喷施锌肥的效果更好,并且小麦籽粒锌含量增加幅度显著高于玉米。土施和叶面喷施均能显著降低小麦、玉米籽粒磷锌摩尔比,增加籽粒锌的生物有效性,叶面喷施的效果更好。因此,单独叶面喷施锌肥或与土施相结合是提高小麦、玉米籽粒锌含量的有效措施,是保障人体锌营养健康的重要途径之一。

冀西北地区晚太古代大陆地壳的增生和再造——同位素年代学证据

冀西北地区出露的太古宙变质岩系是华北地台北缘麻粒岩相带的重要组成部分。详细的同位素地质年代学研究表明，本区古老的地壳形成于２９００Ｍａ左右，为玄武质成分。古老地壳的熔融再造作用主要有两期，一期发生在２７８０～２７６１Ｍａ期间，产生了研究区西部广泛分布的英云闪长质片麻岩，另一期发生在２５６１～２５０３Ｍａ期间，形成在宣化－赤城一带广泛分布的花岗闪长质片麻岩。此后，在２５００～２４００Ｍａ期间发生了区域麻粒岩相变质改造，使部分岩石的同位素体系重新设置。

中朝克拉通老于38亿年的残余陆壳──离子探针质谱锆石微区U－Pb年代学证据

用离子探针质谱测定锆石微区年龄方法，发现了中国冀东铬云母石英岩小碎屑锆石年龄为３．３５－３．８５Ｇａ；鞍山地区花岗质糜棱岩中锆石年龄为３．８Ｇａ。

大别山双河硬玉石英岩的超高压变质和退变质事件——SHRIMP测年的证据

应用北京SHRIMPⅡ,精确地测定了大别山双河硬玉石英岩中超高压变质锆石的中心、幔和壳的年龄。大部分锆石中心和幔的年龄集中于239～255Ma之间,加权平均值为243±1Ma(n=23)。壳和含矿物包体的晶域年龄集中在225～234Ma,加权平均值为228±2Ma(n=8)。这些锆石的中心、幔和壳都具有极低的Th/U(0.01～0.09)和REE总量,以及重REE平坦型的配分模式。因此,以锆石内部结构、矿物包体、Th/U值和REE地球化学特征为依据,本文提出了大别山超高压变质作用发生于243±1Ma,退变质作用发生于228±2Ma的新观点。

国家科技基础条件平台——北京离子探针中心

1发展历程 北京离子探针中心,成立于2001年12月18日,当时是由科学技术部、国土资源部和中国科学院共同出资,以共建共享方式建立的国家大型科学仪器中心,依托于中国地质科学院地质研究所。2011年11月,中心通过科学技术部和财政部组织的联合认定,成为首批＂国家科技基础条件平台＂之一。

中国SHRIMP测年成绩斐然——北京离子探针中心第一年

2003年元月,在北京新大都会议中心举办的“中国SHRIMP(2002)成果报告会”引起的反响和受到的关注远远超出了全国同位素地质界的范畴。会上报告内容丰富,涉及地学方方面面,不乏重要成果和新进展;学术气氛浓厚,争论热烈,点评迭起;参会者一致赞叹:国内很久未遇这样的学术盛会了。难怪有人发问道:一台仪器(北京离子探针中心的SHRIMPⅡ)刚刚运行1年,竟然涌现出这么多的好成果,究竟何缘?会后带着这一疑问,本刊编辑部专访了会议组织者刘敦一教授。刘教授娓娓道来的一席话,深深地打动了编者,于是便引出了一番感慨的“千言书”。现予公开发表,以飨读者。

内蒙古苏左旗地区闪长-花岗岩类SHRIMP年代学

本文对内蒙古苏左旗地区的闪长 -花岗岩类进行了精确的 SHRIMP定年研究。研究表明 ,富钠的白音宝力道岩体是一个多期次侵入的复合岩体 ,主体可能是 4 90～ 4 6 4 Ma之间侵位的 ,推测是洋壳俯冲的产物 ;随后在 4 2 4 Ma左右该地区发生了板块的碰撞事件 ,产生具高钾钙碱性系列的花岗岩。该区富钾的包尔汗喇嘛庙岩体本次得到的 SHRIMP年龄为 2 2 2～ 2 0 4 Ma,表明其在晚三叠世侵位 ,可能代表了造山期后的岩石圈拆沉事件。

Carius管溶样-负离子热表面电离质谱准确测定辉钼矿铼-锇同位素地质年龄

将样品、混合稀释剂和逆王水加入到Carius管中 ,于 2 3 0℃溶样 1 0h。利用蒸馏法分离Os,萃取和阴离子交换法分离Re。采用负离子热表面电离质谱精确测定了所研制的年龄标准参考物辉钼矿 (HLP)的Re Os年龄。对取自 1 2个小瓶中 1 7个样品所测平均年龄为 2 2 1 .3±0 .3Ma ,置信度 95 %。中值年龄和平均绝对偏差为 2 2 1 .3 4± 0 .1 2Ma。美国克罗拉多州立大学AIRIE小组 1 9次单独取样所测HLP的平均年龄为 2 2 1 .3± 1 .0Ma,置信度 95 %。中值年龄和平均绝对偏差为 2 2 1 .3 4± 0 .2 4Ma。

蛇绿岩及蛇绿岩中浅色岩的SHRIMP U-Pb测年

文中简要评述了蛇绿岩的层状辉长岩,斜长岩和斜长花岗岩,以橄榄岩为主岩的花岗岩和蛇绿岩中的埃达克岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄的地质意义。层状辉长岩(或堆晶层状辉长岩)通常起源于洋脊下的岩浆房,因而它的形成年龄代表洋壳形成的时代。斜长岩与层状辉长岩的时代相近或略晚。斜长花岗岩年龄的解释极其依赖锆石组成和地球化学证据。橄榄岩为主岩的花岗岩,可能记录蛇绿岩的侵位时代。蛇绿岩中的埃达克岩是消减洋壳在深部的部分熔融的产物。文中发表了新疆扎河坝蛇绿岩SHRIMP定年的中间成果,并简略地介绍了滇川西部金沙江和内蒙古图林凯等地的研究实例。根据层状辉长岩的测定结果,扎河坝蛇绿岩形成于(489±4)Ma,金沙江蛇绿岩形成于(328±8)Ma。内蒙古图林凯蛇绿岩中埃达克岩形成于(467±13)Ma～(429±7)Ma。块状辉长岩、斜长花岗岩和橄榄岩为主岩的花岗质岩石记录了蛇绿岩的复杂演化。新疆扎河坝蛇绿岩中的块状辉长岩中存在多组锆石年龄值。较老的一组为468～511 Ma,与层状辉长岩和斜长岩相似,记录了蛇绿岩或洋壳的形成时代,但是,岩石中的大部分锆石年龄为396～419 Ma,加权平均年龄为(406±4)Ma,可能反映了一次部分熔融事件。滇川西部金沙江蛇绿岩中的斜长花岗岩的形成年龄为约300～285Ma,晚于层状辉长岩和?

内蒙古中部苏尼特左旗地区三叠纪A型花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其区域构造意义

内蒙古苏尼特左旗地区A型花岗岩位于索伦山-贺根山构造带内。高精度锆石SHRIMPU-Pb测年结果显示该花岗岩的侵位年龄为222Ma±4Ma。其成因可能与中亚造山带碰撞造山后的岩石圈伸展作用有关。

登封地区早前寒武纪地壳演化—地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩(BIF)组成,变质原岩主要为基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩。3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69Ga残余锆石。它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79Ga和0.51～4.41。嵩山群主要由石英岩和片岩组成,经受绿片岩相变质。石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥砂质岩石中存在大量2.1～2.3Ga碎屑锆石明显不同。石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65Ga,最大达3.26Ga。会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55Ga、2.53Ga、2.51Ga和1.78Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638Ma残余锆石,并有～2.51Ga变质增生边存在。花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80Ga(钾质花岗岩样品除外)。根据研究,可得出如下结论和认识:①登封群形成于新太古代末期(2.51～2.53Ga),与前人认识一致。②不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围(2.50～2.55Ga),结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关。③在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分。④可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45Ga之间,与五台地区高凡群(2.14～2.47Ga)或滹沱群(2.08～2.14Ga)对比。⑤石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物。

安徽铜陵新桥铜-硫-铁-金矿床中石英闪长岩和辉绿岩锆石SHRIMP年代学及其意义

对安徽铜陵新桥铜-硫-铁-金矿床区内的石英闪长岩和辉绿岩中的锆石分别进行了SHRIMP精确定年研究,石英闪长岩中锆石206Pb/238U年龄为(140.4±2.2)Ma,辉绿岩中锆石的年龄较复杂,其中发现了元古代锆石颗粒,其锆石207Pb/206Pb年龄为(2261±14)Ma,(1612±8)Ma,(919±12)Ma,(831±17)Ma。另外还有一组早古生代年龄的锆石,锆石206Pb/238U年龄为(443±13)Ma。以上这些新资料说明该区可能存在元古代基底的信息,且燕山期岩浆活动对本区成矿具有重要意义。

东北牡丹江地区“黑龙江群”中斜长角闪岩与花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质学意义

佳木斯地块南缘牡丹江地区的岩石学和地球化学研究表明,"黑龙江群"中存在洋壳残片,为形成于古大陆边缘环境的一套造山建造。牡丹江地区东北部的"麻山群"为佳木斯地块南缘的陆壳基底;其南侧的"黑龙江群"属造山建造,包括阿尔卑斯型超基性岩和具有 MORB 特征的斜长角闪片岩等。对"黑龙江群"中的斜长角闪片岩以及其南边具有同碰撞特征的钾长花岗岩进行了锆石 SHRIMP U-Pb 定年。结果表明:斜长角闪片岩具有777±18Ma 的结晶年龄,并受到437±7Ma 的变质作用的影响;同碰撞的钾长花岗岩形成年龄为461±6Ma。据此指出佳木斯地块南缘的黑龙江群中存在新元古代的洋壳残片并推断牡丹江地区存在早古生代的碰撞事件。

辽宁抚顺—清原地区太古宙岩石SHRIMP锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文对辽宁抚顺、清原地区太古宙表壳岩系和 TTG花岗质岩石进行了 SHRIMP锆石 U- Pb年龄测定。角闪变粒岩 L Q0 10 7和 L F0 10 7岩浆锆石年龄分别为 2 5 15± 6 Ma和 2 5 10± 7Ma。角闪变粒岩 L Q0 10 4变质锆石年龄为 2 4 79± 5 Ma。深熔片麻状 TTG花岗岩 L F0 10 6内核残余锆石年龄为 2 5 2 8± 2 7Ma,大致代表了熔融母岩TTG花岗岩的形成时代 ,外带新生锆石年龄为 2 4 77± 13Ma,代表了深熔作用时代。片麻状 TTG花岗岩 L Q0 110内核残余锆石年龄 2 5 5 6± 18Ma,很可能为熔融母岩中酸性火山岩的形成时代 ,外带新生锆石年龄 2 4 6 9± 19Ma为深熔作用时代。研究表明 ,辽北地区太古宙基底主要由新太古宙岛弧系统火山物质组成 ,不存在以往认为的大范围分布的中太古代穹窿 ,但不排除存在少量新太古宙以前古老物质的可能。辽北新太古宙弧陆碰撞增生型造山带为华北克拉通太古宙晚期吉 (吉林 )—辽 (辽宁 )—冀 (河北 ) (弧陆碰撞增生型 )造山带的重要组成部分。洋壳俯冲时间为2 .5 1～ 2 .5 6 Ga,弧陆碰撞时间为 2 .4 7～ 2 .4 8Ga,总的演化时间约为 10 0 Ma左右。

鞍山东山风景区3.8～2.5Ga古老岩带的同位素地质年代学和地球化学

鞍山东山风景区古老岩带呈巨型包体存在于立山奥长花岗岩(3.1Ga)中,其主体为条带状片麻岩(3.8Ga)。此外还有金云母透闪石岩、(含)黑云斜长角闪岩、闪长质片麻岩、变石英闪长质岩石、细粒奥长花岗岩、二长花岗岩、伟晶岩脉等。测定了部分岩石的锆石年龄,其中变石英闪长质岩石(A9604)为3.65Ga(Wan et al.,1999),闪长质片麻岩(A9317)为3.5Ga、二长花岗岩(类型Ⅰ,A9605)为3.1Ga、黑云斜长角闪岩(A0019)为3.3Ga、细粒奥长花岗岩(A0017)为3.2Ga、二长花岗岩(类型Ⅱ,A0020)为2.6Ga。有关岩石的地球化学组成特征在文中也进行了简要介绍。在此基础上,提出了该古老岩带的地质同位素年代演化序列,认为鞍山地区不同时代、不同成因地质体空间上共存是该区长期地质演化的结果,而不是后期构造作用把它们拼合到一起的。鞍山地区很可能存在>3.8Ga的古老地壳岩石。