复杂岩体中锆石的成因判识及其对锆石U-Pb年龄的影响:以辽河坳陷太古宇基底中的锆石为例

复杂岩体经历了长期地质演化,内部所含锆石成因十分复杂。综合前人研究成果,根据锆石外部形态、CL发光强度、内部结构以及微量元素特征,本文将锆石成因类型归纳为岩浆作用、变质作用以及热液作用3大类9小类。在锆石U-Pb定年的过程中,单颗粒锆石或锆石上不同位置的成因判识是获取高质量U-Pb年龄数据的前提。以渤海湾辽河坳陷基底复杂岩体为例,对岩体内具有核—边结构的复杂成因锆石进行了系统的研究,分别获取不同成因锆石的U-Pb年龄,进而探讨锆石成因对获取高质量U-Pb年龄的重要意义。阴极发光图像显示,锆石的核部多见岩浆成因环带结构,也可见斑杂状、海绵状及扇形分带等变质成因结构,边部呈现变质重结晶成因的扇形和冷杉叶结构。锆石核部Th/U比值(0.39~1.32)和分散的稀土元素特征,表明核部存在岩浆结晶锆石、变质锆石以及变质残余锆石,边部主要是变质重结晶作用或流体蚀变形成的增生边。基于锆石的成因类型划分,从3个样品锆石核部和边部分别获得了代表原岩形成时间的岩浆年龄和变质作用时间的变质年龄。辽河坳陷基底复杂岩体锆石U-Pb年龄结果表明,基底存在两期新太古代晚期岩浆事件,分别为2586~2583 Ma、2565~2538 Ma,变质事件主要发生在2508~2501 Ma。辽河坳陷基底岩浆事件和变质事件的获得,对于揭示华北克拉通覆盖区前寒武纪基底的形成演化具有重要意义。

鄂东北地区典型锰矿床锆石U-Pb年代学:对锰成矿时代的制约

鄂东北地区黄麦岭组广泛发育沉积变质型锰矿床(如鹰咀山、四方山-团山沟和孙冲等锰矿床),含锰地层为一套片岩和大理岩组合,目前这些变质岩原岩的形成时代还不清楚。锰矿床赋矿地层沉积时代的确定对于该类矿床的成因研究有重要意义。本文对该区鹰咀山和团山沟锰矿床中的5件变(火山)沉积岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。结果表明,鹰咀山锰矿床2件含锰变沉积岩样品(绿泥石石英片岩17YZS04和硅质大理岩16YZS05)中最年轻的碎屑锆石年龄为687 Ma,代表了该区黄麦岭组的最大沉积年龄;团山沟锰矿床含锰变火山岩夹层中的绿片岩(TCK1-02)获得~650 Ma的原岩形成年龄,表明鄂东北地区锰沉积作用时间为~650 Ma。鹰咀山4件变沉积岩样品中碎屑锆石年龄峰值集中于0.68~0.80 Ga、~1.97 Ga和~2.45 Ga,表明黄麦岭组沉积物源主要为古元古代和新元古代物质。年龄对比研究显示,大悟-红安地区在新元古代应为扬子克拉通的一部分,扬子北缘也可能广泛发育古元古代基底。鄂东北地区锰矿成矿时代(~650 Ma)与扬子东南缘湘黔渝地区新元古代大规模锰成矿作用时间几乎一致,表明前者亦可能为Sturtian-Marinoan间冰期沉积的产物。该期锰沉积事件可能与Rodinia超大陆裂解在扬子北缘形成的浅海相沉积有关。

东昆仑大格勒农场南辉长岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑志留纪岩浆活动强烈,记录了东昆仑造山带原特提斯洋演化晚期大洋俯冲阶段与碰撞阶段转换地质过程。本次研究对东昆仑大格勒农场南志留纪基性侵入岩开展了详细的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,以确定其形成时代、岩石成因和构造环境。研究结果表明大格勒农场南辉长岩的结晶年龄为430.2±2.4 Ma,形成时代为中志留世。辉长岩SiO_(2)(51.40%~53.66%)含量较低,MgO(18.56%~22.16%)和FeO^(T)(7.54%~10.64%)含量高,Mg^(#)为79~82。微量元素富集Rb、Th、Ba、Cs等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),具有高Ni(276~973μg/g)、Cr(2152~3574μg/g)和Sc(35.5~53.1μg/g)含量,低Nb/Ta值(3.23~8.68)和εHf(t)值(-7.3~-3.6)。大格勒农场南辉长岩的地球化学组成具有岛弧基性岩特征,其成因可能是流体和俯冲沉积物加入的富尖晶石橄榄岩部分熔融的结果。综合区域资料表明,大格勒农场南辉长岩形成于东昆仑原特提斯洋俯冲晚期阶段,进一步限定原特提斯洋晚期俯冲与碰撞转换时限为中志留世,随后转入碰撞造山阶段。

吉南夹皮沟地区变质侵入岩的锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造意义

吉南夹皮沟变质地体作为华北克拉通东北部太古宙基底的重要组成部分,其新太古代到古元古代的构造演化过程一直存在争议。为此,在详细野外地质调查基础上,选择三种代表性变质侵入岩,开展了锆石稀土微量元素、锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析工作。结果显示:夹皮沟地区紫苏花岗岩的侵位年龄为2504±8Ma,并记录有2476±13Ma的变质年龄;其锆石Hf模式年龄介于2.82~2.66Ga之间,εHf(t)值介于1.72~5.1之间,反映为新生地壳物质再循环的产物。变辉长岩体(斜长角闪岩)的侵位年龄为2529±14Ma,并记录有2484±23Ma的变质年龄。变基性岩墙(石榴角闪岩)的侵位年龄为2214±18Ma,并记录有1930±16Ma的变质年龄;其岩浆锆石具有异常高的εHf(t)值(7~15),并存在明显的重稀土亏损现象,推测其母岩浆来源于富含石榴石的岩石圈地幔。综合多种信息,认为吉南地区新太古代末期(2.50~2.48Ga)构造热事件受大规模地幔柱活动控制,古元古代中晚期(2.2~1.84Ga)构造热事件可能源于克拉通边缘板块俯冲引起的碰撞造山作用。

海南岛抱板杂岩记录的多期构造热事件:锆石和独居石U-Pb年代学的制约

抱板杂岩(抱板群)是海南岛目前已发现的最古老前寒武纪结晶基底,记录了多期构造热事件,是研究海南岛大地构造属性的重要窗口。本文通过对海南岛冲卒岭地区抱板杂岩变质沉积岩、变质基性岩和伟晶岩脉的锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,来确定抱板杂岩所经历的多期构造热事件及其所代表的构造意义。研究结果显示,抱板杂岩主要由中元古代变质沉积岩、花岗质片麻岩和变质基性岩组成,经历了中元古代晚期-新元古代早期(1.3~0.9Ga)、早古生代(470~440Ma)、三叠纪(~230Ma)等多期构造热事件的改造。中元古代晚期-新元古代早期构造热事件与罗迪尼亚超大陆的汇聚有关;早古生代构造热事件与东冈瓦纳古陆北缘的增生造山作用有关;三叠纪构造热事件是印支陆块与华南陆块碰撞拼合的远程响应。综合上述研究成果和区域对比分析,认为海南岛与印支陆块具有相似的前寒武纪结晶基底和多期构造热事件的记录,表明二者具有明显的亲缘关系。

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱法同时测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集。本文通过优化仪器信号稳定性和实验方法,对目前常用的7种锆石U-Pb标准样品进行U-Pb定年和Ti、REEs、Hf等关键元素同时定量分析,探讨了多元素同时分析方法的可行性及对于U-Pb定年结果的影响。实验结果表明,相对于LA-SF-ICP-MS仅检测U-Pb同位素方法,同时开展多元素含量检测可能会使U-Pb同位素信号强度稳定性下降,导致单点U-Pb年龄结果误差及离散程度增大。与仅测定U-Pb同位素年龄的测定结果相比较,根据不同锆石样品中U-Pb同位素含量高低,多元素同时检测获得分析点的206Pb/238U年龄和207Pb/235U年龄变化范围不同程度地增大,其中207Pb/235U年龄受影响明显,单点207Pb/235U年龄误差从~1.5%增大至~2.0%,单点年龄的相对标准偏差(RSD)从0.5%~1.3%增大至1.2%~3.3%。尽管如此,多元素同时检测方法对于各样品最终测定年龄没有明显的影响,相对于TIMS年龄,各样品的谐和年龄和206Pb/238U加权平均年龄偏差分别小于1.0%和0.7%,完全满足U-Pb同位素地质年代学测试要求。同时测定锆石样品中的关键微量元素含与其推荐值相对误差小于10%。因此,采用LA-SF-ICP-MS可以同时准确地测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量,该方法亦可用于其他副矿物U-Pb年龄与关键微量元素同时测定。

柴达木盆地东北部拉合根地区中生代火山岩的发现及其地质意义:来自地球化学与锆石年代学证据

柴达木盆地北缘东部地区哇洪山—温泉断裂与宗务隆山南缘断裂之间地带出露系列火山岩,由于其中一部分缺乏精确的地质年代学制约,导致其地层归属难以确定,因此该地区大地构造单元划分尚存争议。本文基于详细的野外调查,在柴达木盆地北缘东部拉合根地区新识别出一套中生代火山岩,岩石类型为流纹岩、中酸性角砾熔岩及英安岩。对代表性流纹岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为(248.3±1.2)Ma(MSWD=0.30,n=20),表明岩石形成于早三叠世。全岩元素组成分析结果显示,该火山岩为准铝质高钾钙碱性岩石,轻重稀土元素分馏明显,轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,δEu平均值为0.63,显示为弱负异常;微量元素呈现Rb、Ba等大离子亲石元素和Th、U、Hf和Zr等高场强元素相对富集,Sr强烈亏损,Ta、Nb相对亏损的特征,具有典型岛弧火山岩地球化学特征。锆石εHf(t)值分布范围为-19.62~-3.07,对应的t_(DM2)为2421~1639 Ma,表明岩石来自古元古代地壳物质的部分熔融。综合岩石年代学和地球化学特征,认为该火山岩为早三叠世阿尼玛卿洋向北俯冲于东昆仑地块,导致地壳基底(如达肯大坂岩群)发生深熔作用的产物。通过区域对比,提出该火山岩与鄂拉山岩浆弧洪水川组火山岩的地球化学性质较为相似,因此将其厘定为下三叠统洪水川组火山岩。该火山岩的发现指示拉合根地区大地构造单元属于东昆仑造山带鄂拉山岩浆弧。研究成果为柴达木盆地北缘东部地区大地构造划分提供了新的数据资料支撑。

柴达木盆地古近系下干柴沟组上段碎屑锆石U-Pb测年及盆山耦合探讨

柴达木盆地被祁连山、阿尔金山及昆仑山所环绕,盆地古近系下干柴沟组(E32)地层独特的岩性和沉积格局指示了复杂盆山体系和源区多样成因。本文选取了盆地内部不同构造带5口钻井下干柴沟组的中粗砂岩样品,利用碎屑锆石U-Pb定年等分析方法对柴达木盆地进行了构造、物源系统分析。研究结果表明,位于祁连山前的XX-1井样品下干柴沟组锆石年龄介于2692~156Ma之间,主要峰值年龄为448Ma和249Ma,L6-1井样品锆石年龄介于2693~220Ma之间,主要峰值年龄为499Ma和415Ma;位于盆地西部沉降中心内部的YIT-1井样品下干柴沟组锆石年龄介于2796~266Ma之间,主要峰值年龄为423Ma和255Ma;阿尔金山前的N-105井样品下干柴沟组锆石年龄介于2481~242Ma之间,主要峰值年龄为422Ma和259Ma,N-109井样品锆石年龄介于2638~228Ma之间,主要峰值年龄为444Ma和246Ma。通过与主要源区年龄对比可知,盆地不同构造带下干柴沟组的物源差异较大,靠近祁连山前的XX-1井、L6-1井的物源主要来自于祁连山内部;位于阿尔金山前相邻的N-105、N-109井物源主体来自于阿尔金山内部,但N-109井存在祁连山物源贡献;柴西坳陷内部YIT-1井物源受祁连山及东昆仑共同控制。物源分析结果表明祁连山在古近纪已大规模隆升,并且作为青藏高原北部边界为柴达木盆地持续提供物源;阿尔金山及昆仑山在下干柴沟组沉积时期已经形成雏形,但并未大规模隆升,造成了山前带复杂的物源体系。

甘肃北山铭杨镁铁-超镁铁岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

铭杨岩体位于甘肃北山南带古堡泉-红柳园断裂北侧,侵位于敦煌岩群,为甘肃北山地区新近发现的一处铜镍矿化镁铁-超镁铁岩体,主要由辉橄岩、二辉橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长岩等组成。全岩成分以低碱、低钛为特征,轻稀土略富集,具有明显的正Eu异常;富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、Sr和K,相对亏损高场强元素(HFSE)Th、U、Nb、Ta、Zr和Hf。岩浆演化过程中发生了橄榄石、斜长石和辉石的分离结晶作用,经历了一定程度的地壳混染,地、物、化、遥综合信息显示具有较好的铜镍成矿潜力。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,首次获得铭杨岩体中橄榄辉长岩和辉长岩结晶年龄分别为(452.9±2.4)Ma和(457.7±2.1)Ma,岩体可能为早古生代陆缘裂谷环境下的产物。北山地区早古生代含铜镍岩体的发现对区域构造演化认识具有重要意义。

甘肃北山南部早古生代古亚洲洋俯冲作用:来自明舒井埃达克质侵入体锆石U-Pb年龄及地球化学的证据

甘肃北山南部具有重要的构造位置与复杂的构造演化历史,制约着北山造山带大地构造归属研究。北山明舒井埃达克质侵入体位于南部辉铜山以西地区,岩性主要为二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等。对明舒井侵入体中的二长花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,定年结果分别为423.4±3.4 Ma、425.4±2.3 Ma和437.8±3.5 Ma。岩石SiO2含量多数大于56%(55.53%~64.42%),Al2O3大于15%(15.1%~17.79%),MgO多数小于3%,全部小于6%(2.07%~3.5%),Y和Yb含量均较低,同时轻稀土元素富集,Eu异常不明显,Sr含量较高,具有与埃达克岩相似的特征。综合区域地质背景,认为北山南部志留纪埃达克质侵入岩形成于活动大陆边缘火山弧环境,可能是志留纪古亚洲洋向北消减俯冲背景下岩浆作用的产物,同时发生了大规模的地壳增生。明舒井埃达克质侵入岩体的识别为北山造山带早古生代构造演化提供了重要依据。

赣南铁山垅钨矿田花岗斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

赣南铁山垅钨矿田位于南岭钨锡多金属成矿带东段,已探获黑钨矿资源量超10万吨。铁山垅复式岩体包括主体似斑状黑云母花岗岩和补体细粒二云母花岗岩两部分,花岗斑岩呈脉状分布。矿田内花岗岩具有相似的地球化学特征,都属过铝质高钾钙碱性花岗岩类,表现出高硅、富铝、富碱、高钾、富成矿元素(W、Sn、Cu、Mo)和亏损Ba、Sr、Ti、P、REE、Eu,稀土配分曲线呈典型的“海鸥式”分布和M型四分组效应等特征。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗斑岩^(206)Pb/^(238)U年龄为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成岩时代属晚侏罗世。锆石的n(^(176)Lu)/n(^(177)Hf)=0.000973~0.001989,f_(Lu/Hf)=-0.97~-0.94,ε_(Hf)(t)=-17.9~-10.3,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86~2.33 Ga,显示原岩为古元古代地壳。综合分析认为,铁山垅矿田岩浆活动可划分为170~155 Ma、155~150 Ma、150~145 Ma三个阶段,钨锡矿成矿主要集中在第二阶段,且第三阶段花岗斑岩与铜多金属矿成矿关系密切,推测铜岭矿区深部具有较大的找矿前景。

LA-ICP-MSS多脉冲短时间剥蚀法锆石超薄增生边定年研究

锆石是一种相对稳健的定年副矿物,其颗粒常常发育增生边,然而厚度极小(一般<5μm),给获得精确年龄带来挑战。本文从制样方法、实验条件及数据算法三个方面开展了实验对比研究,以评价多脉冲短时间剥蚀法对天然锆石的超薄增生边(~1μm)LA-ICP-MS U-Pb测年的可靠性。实验结果表明:双面胶制样虽然速度快,但是样品显微观察和后续激光分析的观察效果不佳;树脂固定制样效率高,易于透射光和反射光观察,并有利于样品表面聚焦。激光分析条件下,5 Hz、2 s剥蚀相对于10 Hz、1 s剥蚀数据结果更为稳定。数据处理峰积分法优于截距法和均值法。综合上述方法,获得Plesovice和Qinghu锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄与推荐值在误差范围内一致,但是数据误差相对较大(~5%,1σ)。根据每个信号峰峰值的50%~60%来选择信号区间,监控标样Plesovice和Qinghu准确值均提高了约3%。多脉冲短时间剥蚀法、树脂固定制样与部分峰积分数据处理方法组合可以获得较好的定年结果。本方法为测定锆石增生边年龄提供了一套完整的解决方案,可为多期次的地质过程提供更有效的年代学约束。

玉龙铜(钼)矿带多霞松多岩体成因:锆石U-Pb年代学和岩石地球化学约束

玉龙铜(钼)矿带的成因机制和动力学背景一直存在争议。本文选择目前研究程度较低的多霞松多岩体,对该岩体含矿斑岩开展岩相学、年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素分析。研究表明,多霞松多岩体主要由二长花岗斑岩和碱长花岗斑岩组成,其中,二长花岗斑岩的主要造岩矿物为钾长石、斜长石和石英,碱长花岗斑岩的主要造岩矿物为钾长石和石英。两种岩石属于高钾钙碱性—钾玄质侵入岩,具有富碱高钾的特征;亏损Nb、Ti等高场强元素,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素和Pb;稀土元素含量较高(ΣREE=145.04×10^(-6)~290.91×10^(-6)),富集轻稀土(LREE/HREE=6~37)。铕表现为从二长花岗斑岩的弱负异常(Eu/Eu^(*)=0.66~0.84)到碱长花岗斑岩的中等负异常(Eu/Eu^(*)=0.35~0.39)。锆石U-Pb定年显示,二长花岗斑岩的成岩年龄为38.3±0.6 Ma,碱长花岗斑岩的成岩年龄为37.8±1.0 Ma,两者形成时代基本一致,均属于喜马拉雅期,表明在多霞松多地区始新世存在一期重要的岩浆热液Cu-Mo成矿事件。多霞松多含矿斑岩的锆石ε_(Hf)(t)范围在+1.3~+2.6之间。结合元素和同位素地球化学特征,指示多霞松多含矿斑岩可能来源于亏损地幔分异的新生玄武质下地壳,受控于印度板块与欧亚板块碰撞诱发的金沙江走滑断裂系统。

内蒙古黄土窑地区古元古代辉石正长岩的锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石成因

华北克拉通中部造山带古元古代构造演化一直是前寒武纪地质研究的热点问题,尤其是最后一期造山碰撞的性质,一直存在多种解释。本文对出露于黄土窑地区、侵入怀安片麻岩中的古元古代辉石正长岩进行了锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石地球化学研究。辉石正长岩侵位时代为~1830Ma,并捕获了围岩中~1.92Ga的变质锆石及~2.4Ga的岩浆锆石。辉石正长岩贫硅、高钠钾,轻重稀土分馏明显,无Eu异常,Rb、Ba、K等大离子亲石元素相对富集,Th、U、Nb、Ta等高场强元素相对亏损。辉石正长岩εNd(t)-5.2~-5.9,Nd亏损地幔模式年龄(t DM)为2.56~2.61Ga,所有锆石的Hf同位素一阶模式年龄为~2.5Ga,二阶段模式年龄为~2.7Ga,其中~1824Ma岩浆锆石的Hf同位素相对富集(εHf(t)-11.3~-2.1)。岩石地球化学及同位素证据指示辉石正长岩源自与其围岩TTG源区类似的中下地壳的部分熔融,并较少受到地幔物质的影响。本文研究为限定华北克拉通古元古代最后一期碰撞挤压-抬升的时限、规模及形式提供了新的证据。

华北克拉通栖霞地区~2.9Ga变质基性火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年、Hf-O同位素特征及构造意义

胶东地区是华北克拉通重要的早前寒武纪研究区之一。中太古代唐家庄岩群在形成时代、岩石成因及构造环境等方面一直少有研究。作者在栖霞地区对出露的唐家庄岩群变质表壳岩进行系统地质调查研究基础上,开展了变质基性火山岩全岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb和Hf-O同位素等分析研究。结果显示,变质基性火山岩岩浆锆石年龄为2907.9±6.3Ma,代表了中太古代唐家庄岩群的形成时间,并遭受新太古代早、晚期变质作用。这是~2.9Ga唐家庄岩群变质基性火山岩在胶东地区首次报道。岩石地球化学特征表现为相对富集大离子亲石元素K、Rb、Sr等,Th、Nb、Zr、Hf等高场强元素相对亏损,具有中等分异的REE配分模式。岩石中岩浆锆石具有相似的Hf、O同位素组成,εHf(t)值介于-0.68~+4.21,δ18 O值介于1.38‰~6.73‰。结合前人的工作,我们得出的主要结论如下:(1)胶东地区经历~2.9Ga岩浆事件,局部地段仍保留下了同时期的变质表壳岩;(2)唐家庄岩群是中太古代初始的洋盆环境中所形成的一套火山-沉积建造;(3)华北克拉通中太古代晚期是亏损地幔新生地壳加积的主要时期,局部地壳再循环了较老的陆源物质;(4)华北克拉通新太古代晚期经历了伸展构造背景,岩浆底侵作用使岩石发生强烈变质作用。

青海沟里地区斜长角闪岩锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及其指示意义

东昆仑造山带金水口群的沉积和变质时代一直存在争议。本文利用LA-ICP-MS技术对青海省都兰县沟里地区金水口群中的斜长角闪岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素研究。结果显示:斜长角闪岩中6个测点的碎屑锆石年龄集中在2.1~2.0 Ga之间,碎屑锆石最小年龄为1829 Ma,变质锆石的上交点年龄为(1905±300)Ma,误差较大,但暗示金水口群沉积时间漫长,沉积时代不晚于中元古代早期,故本文认为金水口群沉积时代在1800 Ma左右;年龄集中于2100 Ma的碎屑锆石具有麻粒岩相变质锆石特征。变质锆石年龄集中于450~420 Ma之间,12个点的加权平均年龄为(444.3±5.3)Ma,为早古生代,该年龄与东昆仑造山带响应原特提斯洋俯冲拼合并发生区域深熔作用的年龄基本一致;锆石^(176)Lu/^(177)Hf值较低,变质锆石ε_(Hf)(t)值为-35.41~-3.75,T_(DM2)介于3641~1666 Ma之间,源岩物质为古老地壳再循环的产物;古元古代碎屑锆石ε_(Hf)(t)值为-2.98~25.58,T_(DM2)介于2833~920 Ma之间,源区为来源于亏损地幔的陆壳,与太古宙TTG岩系相似,暗示阿尔金地块的TTG岩系为金水口群提供了部分物质来源。金水口群沉积于活动大陆边缘或初始裂谷盆地,上部沉积盖层冰沟群与万宝沟群沉积于浅海陆棚,沉积过程具有连续性。

宁芜矿集区多阶段火山作用岩浆源区的转变:来自侵入岩锆石Hf-O同位素特征的记录

宁芜玢岩型铁矿矿集区是中国东部重要的铁矿矿集区之一。宁芜矿集区在早白垩世135~126 Ma间连续发育了成分和源区相似的4组火山作用旋回,并伴随有两大类侵入岩发育:一类为辉石闪长玢岩-闪长玢岩,与玢岩型铁矿床的形成密切相关,主要发育于大王山火山旋回晚期(约131 Ma);另一类为花岗岩类侵入岩,形成于铁矿化之后,成岩时代与姑山和娘娘山火山旋回相近(130~126 Ma)。两类侵入岩源区的差异与联系目前尚未揭露。本次研究通过对两类侵入岩锆石年代学、Hf-O同位素特征的研究,区分了不同侵入岩源区差异。结果表明,与成矿母岩同旋回侵入岩锆石的δ^(18)O集中于6.0‰~6.5‰,εHf(t)集中于-6.0~-5.0;成矿后形成的花岗岩类侵入岩锆石的δ18O集中于7.0‰至8.0‰,ε_(Hf)(t)分布于-8.7~-1.2。结合前人研究,区内岩浆活动存在有富集地幔、太古代地壳和新元古代地壳3个岩浆源区,4个火山作用旋回的岩浆源区在130 Ma左右发生了改变。130 Ma之前的龙王山和大王山火山旋回的岩浆岩源区主要为受太古代地壳混染的富集地幔,而130 Ma之后的姑山和娘娘山火山作用旋回的岩浆岩源区主要为受新元古代地壳混染的富集地幔。多阶段火山作用中只有大王山旋回的闪长玢岩与玢岩型铁矿的形成有关。相比较其他火山旋回,大王山旋回具有更高的富集地幔组分以及更少的新元古代地壳的混染。因而,岩浆中较高比例的富集地幔含量是控制玢岩型铁矿形成的关键因素之一。

贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

贵东复式岩体由多期次、多类型的岩体组成,且东部盛产铀矿床,因此精确厘定该复式岩体的时代及其时序,查明复式岩体东部与中西部岩浆活动的差异性及其与铀成矿的关系,不仅有利于深入研究区域岩浆活动,而且有利于深刻认识铀的成矿规律。现有研究认为,以龟尾山断裂带为界,贵东复式岩体中西部岩基属燕山早期、东部岩基属印支早期,东部广泛发育的燕山期中基性脉岩与铀成矿关系密切。但对复式岩体中东部呈岩枝、岩株广泛出露的晚期花岗质小岩体的成岩地质时代及其分布规律尚存在争议,也有待进一步查明花岗质小岩体与铀矿床的时空关系。文章选择贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体为研究对象,采用SHRIMP锆石U-Pb法厘定其成岩时代,并分析它们的时空分布及其与铀成矿的关系。测试结果显示,贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体普遍存在高铀锆石,这可能是对同一岩体不同学者所获得的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄差别较大的主要原因。剔除高铀锆石的年龄数据,龟尾山断裂带以西的隘子、司前、陈洞岩体锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为163.0±1.6 Ma、163.1±1.6 Ma、160.7±1.9 Ma,属燕山早期岩浆活动的产物;而以东的帽峰、分水坳、龟尾山岩体锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为230.0±2.7 Ma、225.9±2.9 Ma和232.6±3.1 Ma,属印支期岩浆活动的产物。所以,龟尾山断裂以西和以东晚期花岗质小岩体的时代不同。且龟尾山断裂带以东的印支期花岗质小岩体空间上与铀矿化、尤其是与燕山早期的绢英岩化型等中高温热液铀矿化关系密切,是主要的储矿围岩;结合元素地球化学研究结果,该区产出的印支期花岗质小岩体也可为铀成矿提供铀源。

鄂尔多斯盆地东南部韩城地区延长组碎屑锆石U-Pb年代学特征及物源指示意义

围绕鄂尔多斯盆地东南部中晚三叠世延长组物源演化,以盆地东南部韩城薛峰川地区延长组剖面为研究对象,运用碎屑锆石U-Pb年代学探讨了韩城地区延长期的物源特征。结果表明,韩城薛峰川地区延长组自下而上不同层段碎屑锆石U-Pb年龄谱峰特征基本一致,峰值段主要集中在晚古生代晚期(250~263 Ma)、古元古宙晚期(1 689~1 774 Ma, 1 867~1 885 Ma)和古元古宙早期(2 490~2 560 Ma),太古宙年龄仅零星分布,而中新元古宙和早古生代年龄均缺失。综合物源对比认为,韩城地区延长期盆地物源主要来自于其东北部的华北克拉通内部及阴山造山带地区,而华北板块南缘及秦岭地区的南部物源特征不明显。这种物源特征与盆地西南部延长期物源复杂多变的特点形成了鲜明对比,表明鄂尔多斯盆地东南部延长期具有稳定的东北物源特征,推测其南地区在延长期仍存在分隔南部物源的深湖相沉积,该认识对探讨延长期湖盆演化具有重要意义。

金湖凹陷基性岩捕获锆石年龄及其区域构造意义

郯庐断裂带的形成演化是中国东部中生代关键大地构造事件,该断裂带起源机制问题是了解华南与华北板块汇聚过程与方式的基本前提。本文利用郯庐断裂带东侧金湖凹陷内7个新生代基性岩样品394个点的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学数据,在分析岩浆活动时代基础上,利用捕获锆石年龄信息探讨了大别造山带的古生代演化及郯庐断裂带起源机制问题,为认识上述问题提供了一个全新的视角。研究表明,金湖凹陷的基性岩浆活动时代为古近纪早期(66.1~56.5 Ma),与围岩的沉积时代吻合;基性岩中的捕获锆石来自大别造山带,是印支期板块碰撞造山中楔入郯庐断裂带东侧华南板块的造山带物质,具有华南板块、北淮阳和华北板块的混杂岩石圈信息;捕获锆石中445 Ma(变质锆石)、290 Ma(岩浆锆石)及214 Ma(变质锆石)等峰值年龄信息指示古生代以来北淮阳构造带经历了与北秦岭构造带类似的弧—陆俯冲、碰撞历程,暗示秦岭造山带的二郎坪洋、商丹洋和勉略洋可延伸至大别造山带东端;年代学数据及构造分析支持郯庐断裂带起源于嵌入碰撞背景下的华南板片撕裂边界,其起源形式为陆—陆碰撞下的板块斜向汇聚边界。