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。

鲁西韩旺BIF铁矿的形成时代——锆石SHRIMPU-Pb定年证据

鲁西地区太古宙表壳岩包括新太古代早期和晚期两期表壳岩,早期表壳岩主要由变质玄武岩-科马提岩组成,晚期表壳岩主要由变质火山岩-碎屑沉积岩和BIF(Banded Iron Formations)组成。韩旺铁矿位于鲁西的西北部,铁矿区内存在大量变质玄武岩-科马提岩,早期认为该BIF形成于新太古代早期,而新的研究认为鲁西地区BIF都形成于新太古代晚期。本文对韩旺铁矿区内与BIF互层的黑云变粒岩和侵入其中的片麻状花岗闪长岩开展锆石SHRIMP U-Pb定年,获得年龄分别为(2529±7)Ma和(2534±11)Ma。黑云变粒岩和片麻状花岗闪长岩的TREE、(La/Yb)N、Eu/Eu*分别为76×10^(–6)、19.8、0.84和82.7×10^(–6)、17.3、1.14,它们的岩浆锆石的εHf值、单阶段Hf同位素模式年龄分别为5.5~9.46、2.5~2.6 Ga和6.3~9.4、2.48~2.60 Ga。研究支持了鲁西地区BIF形成于新太古代晚期的认识。表壳岩形成、变质变形和花岗闪长岩侵入发生在一个很短的时间范围内。研究还表明,黑云变粒岩的原岩为英安质火山岩,很可能形成于新生玄武质岩浆的强烈结晶分异作用,花岗闪长岩形成于新生玄武质岩石部分熔融,形成过程中有陆壳物质的加入。

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。

黑龙江东南部穆棱地区“麻山群”的特征及花岗岩锆石SHRIMPU-Pb定年--对佳木斯地块最南缘地壳演化的制约

通过对佳木斯地块南缘穆棱地区常兴村-新兴村剖面的研究,认为这里是"麻山群"和"黑龙江群"的结合部位,具有古大陆边缘的性质。穆棱地区的"麻山群"为佳木斯地块南缘的陆壳基底,其南侧的"黑龙江群"为包括洋壳残片在内的增生-碰撞杂岩。对"麻山群"混合岩的SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明:佳木斯地块存在中—新元古代的结晶基底,并遭受到约500Ma变质作用的影响。侵入"麻山群"杂岩的花岗岩的岩石学、地球化学研究表明,这些花岗岩具有S型花岗岩的特征;其SHRIMP锆石U-Pb分析表明,其形成年龄为486Ma±3Ma,略晚于前人确定的"麻山群"杂岩约500Ma的麻粒岩相变质作用,为同碰撞或碰撞后花岗岩。这些资料进一步证明,该地区可能经历了晚泛非—早加里东期的碰撞造山作用。

胶东谭格庄地区奥长花岗质片麻岩和斜长角闪岩的野外地质和锆石SHRIMP定年

对胶东谭格庄地区一地质剖面进行了详细野外观察和锆石SHRIMP年代学研究。剖面主要是由奥长花岗质片麻岩和斜长角闪岩组成,两者互层产出并一起发生褶皱变形,在强变形域两者完全平行化。所以,在强变形地区,不同成分岩性的薄层状互层产出不能作为变质沉积岩的识别标志。奥长花岗质片麻岩(S1105)形成于2496±10Ma,遭受了古元古代早期和晚期变质。两个斜长角闪岩样品(S1238和S0812)都只发育变质锆石,年龄分别为1842±3Ma和1833±13Ma。该剖面岩石记录的两期变质作用在胶东地区具有普遍意义。结合前人研究,作者指出该地区太古宙末存在区域性变质深熔作用,早期地壳受到了强烈的再造;古元古代末的变质作用具有带状分布特点,与造山作用有关。

吉林中部漂河川镁铁——超镁铁质杂岩带的特征:对华北东北缘构造带性质和演化的约束

漂河川镍矿的辉长岩锆石SHRIMPU-Pb定年给出了222Ma±8Ma的年龄,表明其形成于晚三叠世。研究结果表明,该岩体不属于蛇绿岩的成员,而是热侵位的镁铁—超镁铁质岩,侵位时代在区域性的变质变形事件之前。结合地球化学资料、相邻地区的大地构造相及热年代学的研究结果,认为区域上的造山作用主幕很可能发生在中生代,而不是原来认为的二叠纪末。漂河川和相关地区的镁铁—超镁铁质岩应该形成于碰撞造山之前,很可能属于大陆边缘裂谷性质。

吉林安图海沟岩群的解体：地质与锆石年代学证据

对吉林安图地区原划为中元古代构造地层的海沟岩群进行的野外地质工作和锆石 SHRIMP U-Pb 年代学工作表明， 海沟岩群不同岩组的变质程度和形成时代都存在明显差异。 以条带状含铁建造为特征的四岔子岩组受到高级变质作用改造， 变质程度为高角闪岩相并伴有深熔。 侵入 BIF 铁矿的奥长花岗质片麻岩给出的形成时代为 2 554 ± 3 Ma 或更老， 变质时代为 2 528 ± 11 Ma， 表明四岔子岩组应当老于 2 554 Ma。 结合区域对比， 推测其为新太古代变质表壳岩。 而东方红岩组虽然变形作用强烈， 但仅为绿片岩相变质。 该岩组中的变流纹岩形成年龄为 178 ± 2 Ma， 表明其为早侏罗世火山岩， 受到后期韧性变形作用的改造。 新资料表 明原划的海沟岩群需要解体， 其中既包括太古宙变质基底， 也包括受到变形影响的中生代地层。 太古宙地质体在古生代末—中生代初古亚洲洋闭合及造山后构造作用下， 呈岩片出露在年轻地质体之间。 本文的奥长花岗质片麻岩变质增生边和变质新生锆石具有异常高的 Th/U 比 值， 推测其和变质过程中高 U 矿物的形成有关。 高 Th/U 比变质锆石和低 Th/U 比岩浆锆石的实例表明：对锆石成因进行判别时， Th/U 比值只能作为一个辅助手段谨慎使用。

华北克拉通古元古代晚期地壳演化和荆山群形成时代制约--胶东地区变质中-基性侵入岩锆石SHRIMP U-Pb定年

胶东地区的荆山群呈近东西向环绕太古宙TTG花岗质片麻岩展布,主要由成熟度高的含石墨变泥砂质岩石、钙硅酸岩和大理岩组成,变质程度达高角闪岩相-麻粒岩相,具孔兹岩系性质。变质中-基性岩侵入到荆山群。它们的侵位时代对于探讨华北克拉通东部元古宙构造演化以及对荆山群沉积时代的制约,都有重要意义。锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,遭受低级变质的闪长岩(S0835)岩浆锆石年龄为1852±9Ma(MSWD=2.1),遭受中高级变质的辉长岩(S0816)变质锆石年龄为1865±11Ma(MSWD=0.76)。结合区域资料,可得出如下结论:(1)荆山群孔兹岩系形成于古元古代晚期(2.2～1.9Ga);(2)古元古代期间,胶东地区从挤压体制转入伸展体制的时间在1.87Ga之前。在华北克拉通中西部的恒山、大青山地区,存在1.97～1.92Ga辉长岩,在1.92～1.83Ga期间发生变质,与本文研究结果类似。这表明华北克拉通中-西部和东部具有类似的古元古代演化历史。

华北克拉通胶东地区粉子山群碎屑锆石SHRIMP U-Pb定年

胶东是华北克拉通重要的变质基底出露区之一。对该区古元古代粉子山群和荆山群中碎屑锆石的年龄分布特征的研究,可以为胶东地区早前寒武纪演化提供重要依据。由于Pb丢失作用,前人仅在粉子山群中获得少量锆石谐和年龄。本文对粉子山群长石石英片岩中碎屑锆石进行了SHRIMP定年。52颗锆石的61个数据点分析,获得36个谐和年龄（不谐和度〈10%）。所有具谐和年龄的锆石都具有高的Th/U比值,大多显示明显的岩浆环带,原为岩浆成因。谐和锆石年龄分布在2033～3429Ma之间,主要峰值分别为～2.19Ga和～2.48Ga。该样品中还含有2颗年龄大于3.3Ga的锆石,位于谐和线上的2颗最年轻碎屑锆石的年龄为～2.08Ga。结合前人研究,可得出如下结论：1）粉子山群和荆山群原岩沉积时代可进一步限制在1.9～2.1Ga之间;2）粉子山群与荆山群的碎屑锆石年龄分布形式存在明显区别,指示其源区可能不同;3）胶东地区可能存在古太古代地壳物质。

鲁西新太古代济宁群含铁岩系形成时代——SHRIMP U-Pb锆石定年

济宁群以隐伏的地质体分布于华北克拉通鲁西地区,以往被划归古元古代。近年来在济宁群的钻探和地球物理研究中,发现存在较大规模条带状硅铁建造,其形成时代引起地学界极大关注。本文对济宁群变质碎屑沉积岩和长英质火山岩进行了锆石SHRIMP年龄测定。含砾绿泥绢云千枚岩的碎屑锆石年龄主要集中在～2.7Ga,可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.61±0.01Ga。变质长英质火山岩岩浆锆石年龄为2.56±0.02Ga。研究表明,济宁群形成于新太古代晚期,而不是以往认为的古元古代。华北克拉通条带状铁建造主要形成于新太古代晚期。济宁群在岩石组合、变质作用方面与鞍山、冀东以及五台地区同时代含硅铁建造的表壳岩系有差别,但是与本溪南芬铁矿的岩石组合有相似之处。这些可能为我国的隐伏太古宙BIF铁矿的研究与勘探提供了重要依据。

华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代——SHRIMP锆石U-Pb定年

华北克拉通是我国早前寒武纪条带状铁建造(BIF)最重要的分布区。近年来大量锆石定年研究表明,华北克拉通BIF形成于始太古代到古元古代早期,但主要为新太古代晚期(2.50～2.55Ga)。最重要的BIF分布于华北克拉通东部的鞍本、冀东和鲁西地区,沉积环境相对稳定是大规模BIF形成的重要条件。华北克拉通新太古代晚期BIF形成的构造环境还不十分清楚,但可能为岛弧构造环境。BIF明显的时代专属性是地质和大气演化的结果。

华北克拉通太古宙TTG岩石的时空分布、组成特征及形成演化:综述

华北克拉通具有3.8Ga以上的演化历史,TTG是其地质记录的最重要载体。华北克拉通太古宙(特别是中太古代以前)地质演化在很大程度上与TTG岩石密切相关。在华北克拉通,始太古代(3.6~4.0Ga)TTG岩石仅在鞍本地区被发现,但冀东地区已在多种变质碎屑沉积岩中发现大量3.6~3.88Ga碎屑锆石;古太古代(3.2~3.6Ga)TTG岩石在鞍本、冀东、信阳地区被识别出来;中太古代(2.8~3.2Ga)TTG岩石在鞍本、冀东、胶东、鲁山等地存在;可把新太古代(2.5~2.8Ga)进一步划分为早期和晚期两个阶段:新太古代早期(2.6~2.8Ga)TTG岩石已在10余个地区被发现,新太古代晚期(2.5~2.6Ga)TTG岩石几乎在每一个太古宙基底岩石出露区都存在。野外地质、锆石定年、元素地球化学和Nd-Hf同位素组成研究表明,中太古代以前TTG岩石局部存在,主要分布于Wan et al.(2015)所划分的三个古陆块中;新太古代TTG岩石广泛分布,是陆壳增生最重要时期岩浆作用的产物。TTG岩石类型随时代变化,3.1~3.8Ga和2.7~2.9Ga TTG岩石分别主要为奥长花岗岩和英云闪长岩;2.5~2.6Ga期间花岗闪长岩大规模出现,并有壳源花岗岩广泛分布,表明这时陆壳已有相当的成熟度。奥长花岗岩轻重稀土分异程度从弱到强的时间出现在~3.3Ga;2.5~3.3Ga的TTG岩石轻重稀土分异程度变化很大,表明其形成条件存在很大差异。TTG岩石主要为新生地壳,但也有相当部分为壳内再循环产物或形成过程中受到陆壳物质影响。华北克拉通中太古代以前的主要构造机制是板底垫托或地幔翻转作用,新太古代晚期板块构造体制可能已起作用。

华北克拉通太古宙研究若干进展

华北克拉通存在3.8 Ga以上的地质演化历史。本文对近年来我们在鞍本、冀东、鲁西、胶东和阴山地区研究取得的进展作了简要介绍。在鞍山,深沟寺杂岩获得-3770 Ma,3600–3660 Ma,-3450 Ma,3310–3330 Ma和-3120 Ma锆石年龄,与白家坟杂岩和东山杂岩的岩浆事件十分类似。在冀东,对曹庄杂岩副变质斜长角闪岩和石榴黑云片麻岩定年,发现大量3.5–3.8 Ga碎屑锆石,并获得-2.5 Ga变质锆石年龄,冀东地区很可能存在始太古代岩石,可把曹庄杂岩形成时代限定在2.5 Ga和3.4 Ga之间。在鲁西,把太古宙基底从东北到西南依次划分为A、B、C三个岩带：A带主要为新太古代晚期的壳源花岗岩,B带主要为新太古代早期的岩石,C带主要为新太古代晚期的新生岩浆岩。鲁西是华北克拉通新太古代早期岩石分布最广泛的地区,也是华北克拉通确认新太古代早期和晚期表壳岩系共存的唯一地区。在胶东,规模巨大的2.9 Ga岩浆热事件被识别出来,它是强烈地幔添加作用的产物。可能作为岩浆板底垫托作用的结果,2.9 Ga岩石与2.7 Ga岩石一道,在新太古代晚期（-2.5 Ga）遭受强烈变质改造。在阴山地块,除2.5 Ga表壳岩和侵入岩外,还存在2.7 Ga英云闪长岩和2.6 Ga花岗岩。新获得的资料表明阴山地块与华北克拉通东部陆块具有类似的早前寒武纪地质演化历史。还对华北克拉通太古宙变质基底的锆石年龄和Hf同位素组成及全岩Nd同位素组成进行了统计研究。结合前人工作,初步总结了华北克拉通太古宙地质演化特点。认为华北克拉通与其它克拉通类似,新太古代早期—中太古代晚期是陆壳形成增生的主要时期,但最强烈广泛的构造热事件存在于新太古代晚期。在我们新提出的构造区划中,划分出了三个古陆块（〉2.6 Ga）,即东部古陆块、南部古陆块和中部古陆块。

河北赞皇地区许亭花岗岩的时代及成因:对华北克拉通中部带构造演化的制约

许亭花岗岩出露于赞皇杂岩中,位于河北省赞皇县西部山区,呈岩基状侵入新太古代TTG片麻岩和变质地层中,SHRIMP锆石U-Pb年龄为2090±10Ma。岩体主要由钾长-二长花岗岩组成,无暗色包体,偶见围岩的捕掳体。岩体组成不均匀,局部含石英和少量钾长石斑晶,构成似斑状结构。主要的矿物组合为石英+钾长石+斜长石+黑云母+绿帘石±白云母±角闪石,含萤石副矿物。岩石具有高硅(SiO2>75%)、富碱(ALK=6.90%～8.75%)、低铝(Al2O3=10.32%～11.64%)、钛(TiO2=0.26%～0.36%)和贫钙(CaO=0.18%～0.48%)、镁(MgO=0.16%～0.40%)、铁(Fe2O3T=2.58%～3.46%)的特征,为偏铝质到弱过铝质的高钾钙碱性系列。岩石的稀土总量较高(293.8×10-6～702.8×10-6),轻稀土相对富集,有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.1～0.35)。微量元素中,富Zr、Nb和Y,而贫Ba、Sr和P等元素,Rb/Sr比值较高,介于1.45～7.52之间,平均4.31。岩石还具有高的Ga/Al值(3.04×10-6～4.08×10-6),具有A型花岗岩特征。在同位素组成方面,具有较低的εNd(t)值(-14.29～-0.29,平均为-5.58)。许亭花岗岩具有板内花岗岩特征,可能与2.1Ga时岩浆板底垫托,导致新太古代TTG岩石部分熔融,并可能有少量古老地壳物质加入。根据岩体性质及岩石组合等特征推测赞皇、阜平、五台等地区的2.1Ga岩浆活动形成于统一的拉张裂解环境。

华北克拉通古元古代中期伸展体制新证据:鞍山-弓长岭地区变质辉长岩的锆石SHRIMP U-Pb定年和全岩地球化学

本文报道了华北克拉通鞍山-弓长岭地区古元古代中期变质辉长岩的锆石定年结果和地球化学组成。根据地球化学组成特征,可把变质辉长岩划分为两种类型。类型1变质辉长岩低MgO高FeOT,稀土总量高(TREE=107.5×10-6～114.0×10-6),轻重稀土分离不强((La/Yb)N=2.6～2.7),高场强元素Nb、P、Ti无明显亏损,相容元素Cr强烈亏损。类型2变质辉长岩高SiO2低FeOT,轻重稀土分离更强((La/Yb)N=6.8),高场强元素Nb和相容元素Cr存在一定程度的亏损。类型1变质辉长岩的斜锆石和岩浆锆石SHRIMP U-Pb定年,年龄为2110±31Ma,捕获锆石年龄为～2.95Ga。研究表明,类型1辉长岩是偏超基性-基性岩浆在深部岩浆房停留较长时间经历强烈结晶分异的产物。支持了华北克拉通在古元古代中期处于伸展体制构造环境的认识。

华北克拉通鲁西地区早前寒武纪表壳岩系重新划分和BIF形成时代

鲁西花岗-绿岩带是华北克拉通早前寒武纪变质基底典型代表。表壳岩系包括泰山岩群、孟家屯岩组和济宁岩群。其中,泰山岩群是鲁西地区规模最大的表壳岩系,曾认为形成于新太古代早期,而济宁岩群曾认为形成于古元古代。根据野外地质和表壳岩系及相关岩石的锆石SHRIMP U-Pb定年,本文对表壳岩系形成时代进行了重新划分。1)新太古代早期(2.70～2.75Ga)表壳岩系,包括原泰山岩群的雁翎关岩组和柳行岩组下段的大部分及孟家屯岩组。2)新太古代晚期(2.525～2.56Ga)表壳岩系,包括原泰山岩群的山草峪岩组、柳行岩组上段和下段的一部分及济宁岩群。它们在岩石组合、变质变形等方面存在明显区别,BIF形成于新太古代晚期。这是华北克拉通迄今唯一分辨出新太古代早期和晚期表壳岩系的地区。

赞皇杂岩中太古宙末期菅等钾质花岗岩的成因及动力学背景

赞皇杂岩中的菅等花岗岩体位于临城县西北,主要由钾长花岗岩和二长花岗岩组成,偶见暗色包体。菅等花岗岩SHRI MP锆石U-Pb年龄为（2 490±13）Ma。岩石具有高硅（Si O274.3%-75.4%）、高钾（K2O5.76%-9.37%）、富碱（ALK 6.16%-9.51%）、贫钙（CaO 0.14%-0.81%）、低镁、铁（MgO 0.02%-0.49%,TFeO0.26%-1.05%）和钛（Ti O20.04%-0.15%）的特征,A/CNK=0.97-1.07,为弱过铝质的钾玄岩系列。岩石的稀土总量较低（ΣREE=（12.07-160.38）×10^-6）,轻稀土相对富集,Eu异常变化较大（Eu/Eu＊=0.46-1.97）。岩石富Rb、Ba和Th等元素,贫Sr、Zr、Nb、Y、Yb等元素,具有较高Rb/Sr和Rb/Ba值以及较低的Y/Nb值。菅等花岗岩具有正的εNd（t）值（2.85-3.66）,两阶段Nd模式年龄TDM2集中于2.55-2.64 Ga。石英闪长岩包体SHRI MP锆石U-Pb年龄为（2 506±13）Ma,高铝（Al2O317.16%）、富钙（CaO4.34%）、高钠（Na2O4.47%）、富铁（TFeO5.26%）,高Rb、高Sr、高Zr,稀土总量较高（ΣREE=212.82×10^-6）,有弱的负Eu异常（Eu/Eu^＊=0.83）,具TTG岩类的特征;该包体岩石具有正的εNd（t）值（3.05）,两阶段Nd模式年龄TDM2为2.63 Ga。这些特征显示菅等花岗岩具有同碰撞和后碰撞的S型花岗岩的特征,为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成,石英闪长质包体为源区残留的岩石。这期钾质花岗岩的形成,标志着华北克拉通太古宙末期岩浆事件的结束以及稳定陆壳的形成。

冀东青龙地区新太古代朱杖子群和单塔子群形成时代:锆石SHRIMP U-Pb定年

本文报道了冀东青龙地区新太古代朱杖子群和单塔子群变质岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果。朱杖子群底部张家沟组砾岩中的TTG砾石、花岗岩砾石和基质的岩浆锆石207Pb/206Pb加权平均年龄分别为2515±9Ma(MSWD=1.9)、2510±10Ma(MSWD=1.6)和2512±7Ma(MSWD=1.0),朱杖子群底部张家沟组黑云斜长片麻岩碎屑锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2540±6Ma(MSWD=1.6),朱杖子群桲罗台组变质酸性火山岩岩浆锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2516±8Ma(MSWD=1.1),单塔子群鲁杖子组黑云变粒岩碎屑锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2504±7Ma(MSWD=1.8),另有一个数据点的207Pb/206Pb年龄为3.04Ga。根据本文定年结果和前人资料,获得主要结论如下:朱杖子群和单塔子群形成于新太古代晚期,很可能为岛弧环境的产物;朱杖子群与下伏单塔子群之间虽存在角度不整合关系,但时间间断不长,朱杖子群底部张家沟组砾岩不具有底砾岩性质;③绿片岩相—角闪岩相的朱杖子群和单塔子群与角闪岩相—麻粒岩相的遵化深变质绿岩带—三屯营—太平寨—迁安岩浆杂岩区变质程度差异很大,但形成时代相同,是后期构造作用把它们置于同一地壳平面。

华北克拉通北缘白云鄂博群和腮林忽洞群底部碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素分析及其地质意义

白云鄂博群位于华北克拉通北缘,由于赋存超大型REE-Nb-Fe矿而受到广泛关注。白云鄂博群形成时代有中元古代、古生代等不同认识。腮林忽洞群位于白云鄂博群的南部,与白云鄂博群的关系也有不同认识。本文报道了白云鄂博群和腮林忽洞群底部中-粗粒砂岩的碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄和LA-ICPMS Hf同位素组成。两个岩群碎屑沉积岩的碎屑锆石在形态和内部结构上类似,按结构特征可分为继承或捕获锆石、岩浆锆石、变质锆石和重结晶锆石等不同类型。年龄都主要分布在1.8～2.1Ga之间和2.4～2.7Ga之间,尽管年龄峰值存在一定区别。它们的Hf同位素组成也类似,εHf（t）和tDM2（Hf）变化范围分别主要在约-6.0～6.0之间和2550～2950Ma之间。结合前人研究,可得出如下结论：白云鄂博群和腮林忽洞群的物源区类似,主要由新太古代晚期和古元古代晚期岩浆岩组成,为新太古代早期陆壳物质再循环产物;部分岩石遭受新太古代晚期和古元古代晚期高级变质作用改造;碎屑物质都来自华北克拉通北缘早前寒武纪变质基底,与其形成时代相同的认识不矛盾。

麻山杂岩的变质-混合岩化作用和花岗质岩浆活动

在黑龙江佳木斯地块麻山杂岩中可分别有高级和中级变质作用部分,两处均可见混合岩化作用。通过混合岩浅色脉体或花岗质脉体中的长石自形晶、斜长石周围的钠长石净边、黑云母向角闪石的转化等现象表明混合岩化作用主要表现为深部岩浆的注入,而不仅是高级变质之后的近原地深熔作用所致,高级变质与相关的深熔作用所致混合岩化在区域上的分布是有限的,集中于西麻山的高级区;而注入式混合岩化是普遍的,其产出可遍布所有麻山杂岩的出露区,在麻粒岩相和角闪岩相部位均可出现。早期麻粒岩相变质与后期混合岩化作用应是相互独立的构造或热事件;注入式混合岩化引起了中级变质作用和高级区的退变质作用,注入混合岩化作用的时代约为500Ma;中级变质作用是注入混合岩化的结果,而不是混合岩化的原因。与注入混合岩相关的花岗岩虽然表现出一些S型花岗岩的特征,但根据矿物组合、地化性质的综合分析,更可能是富钾及钾长石斑晶的钙碱性花岗岩类,属于I型花岗岩,形成于挤压向引张转化的过程中。麻山杂岩的变质与混合岩化特征表明,以西伯利亚古陆为中心的南部边缘发生了与冈瓦纳陆块内泛非事件类似的构造活动,只不过这里的规模略小,在变质之后迅速发生了构造体系的转换,而形成大量花岗质岩浆活动。