朝鲜北部狼林地块构造归属与地壳形成时代

朝鲜半岛北部的狼林地块一直被认为是中朝克拉通的重要组成部分。传统认为,它向南与我国辽东半岛的辽南太古宙地体相接,与其北部的鞍山-辽北-吉南太古宙地体（龙岗地块）具有基本类似的物质组成。两大太古宙地体之间是著名的以辽河群、集安群和老岭群为代表的辽吉古元古代岩系。辽吉岩系目前最主要的学术争论是,它是原本一体的太古宙地体的裂解产物,还是两个性质不同的太古宙地体拼合的结果。无论采用何种模型,学术界都普遍接受狼林地块主要由太古代岩石组成这一基本假定。为准确厘定狼林地块的地壳性质与形成时代,本文选择大同江、清川江、城川江、长津江、厚州川、厚昌江和秃鲁江中的河沙样品作为研究对象。这些河流均发源于狼林山脉,是狼林地块的核心区域,因而这些河流沉积物能够较好地全面反映狼林地块的物质组成情况。上述河流不同部位8件样品的分析结果显示,狼林地块主要由18~19亿年的古元古代岩石组成,太古宙岩石比例极为有限。但锆石Hf同位素模式年龄集中在28亿年左右,与华北克拉通全岩样品的Nd同位素模式年龄基本一致。结合狼林地块大量麻粒岩相变质表壳岩系和古元古宙花岗岩的发育,本文认为狼林地块是与辽吉岩系基本类似的古元古代地体,它可能是华北克拉通在古元古代期间东南大陆边缘的巨型造山带,我们可将其简称为辽-吉-朝古元古代造山带。因此,先前认为狼林地块主要由太古宙岩石组成的观点需要重新检查和认识。

朝鲜甑山“群”变质岩中锆石-榍石-金红石U-Pb体系:古元古代-中生代构造-热事件记录

朝鲜甑山地区甑山＂群＂（杂岩）的主要岩石类型包括石榴云母片麻岩、石榴角闪岩,并有少量大理岩。其原岩为泥质岩为主的碎屑岩,并含有少量火山岩和碳酸盐岩,经历了角闪岩相到麻粒岩相变质作用。本文对甑山＂群＂2件石榴云母片麻岩和1件石榴角闪岩样品进行了锆石-榍石-金红石U-Pb体系年代学研究。石榴云母片麻岩中分选出的锆石均为变质新生锆石,Pb-Pb加权平均年龄为1850±5Ma,没有发现继承锆石组分,暗示原岩为缺乏碎屑锆石的泥质岩。石榴角闪岩中的榍石根据成因不同,可分为两期,即早期麻粒岩相变质生长的榍石和后期热事件生长榍石。早期榍石具有高U、高Th/U比值特点,U-Pb分析构成一条不一致线,上交点年龄1831±5Ma代表了早期变质热事件冷却到榍石U-Pb体系封闭温度时代,下交点年龄155±3Ma代表后期热事件造成Pb丢失时代;另一种榍石具有低U低Th/U比值特点,U-Pb年龄为单一的153±3Ma,为中生代构造热事件的新生榍石。两类样品中的金红石少量颗粒保存有早期U-Pb年龄信息,绝大多数在～155Ma发生完全重置,并直到～110Ma一直处于U-Pb体系开放状态。以上数据说明,甑山＂群＂在～1850Ma前发生高级变质,1850～1830Ma开始抬升出露,并成为中新元古界沉积岩物源与沉积基底,中生代受到朝鲜广泛发育的岩浆-热事件的影响。

朝鲜狼林地块东南缘太古宙岩石及其对古元古代构造热事件的响应

朝鲜狼林地体是中朝克拉通的重要组成部分,其早前寒武纪基底岩系的岩石组成、形成和变质作用时代,直接影响到人们对古元古代辽吉活动带乃至整个华北克拉通地质演化历史的理解和认识。本文选取位于狼林地块东南缘,狼林群变质杂岩中的3个花岗片麻岩样品进行锆石U-Pb定年分析。锆石的LA-ICPMS和SIMS定年结果显示,3个片麻岩原岩的岩浆结晶时代为2521～2567Ma,并且它们都经历了古元古代1.87～1.89Ga的构造热事件改造,表现为原始岩浆锆石不同程度的铅丢失以及变质锆石的形成。基于这一认识,并结合其他学者的最新研究结果可知,太古宙片麻岩存在于狼林地块平南盆地的南缘和东缘地区,由此推测狼林地块太古宙基底岩系的规模可能远大于目前所识别的这几个地区。这些太古宙片麻岩普遍遭受了古元古代强烈变质作用（深熔作用）改造,并且变质作用的时代可以与华北克拉通三条古元古代活动带的变质-深熔作用时代相对比,表明狼林地块可能至少在古元古代之前,就已经与华北克拉通组成了统一的大陆。

朝鲜半岛北部显生宙花岗岩成因研究及地质意义

朝鲜半岛北部图们江褶皱带和冠帽地块发育大面积的花岗岩,长期被认为形成于晚古生代二叠纪-早中生代三叠纪。采用锆石原位微区U-Pb测年技术(SIMS U-Pb),对6个代表性岩体的16个样品进行了侵位年龄测定,结合早期发表的年代学数据,确定朝鲜北部花岗岩主要形成于中生代的侏罗纪(199~173Ma),少部分为晚二叠世(265~263Ma)和早三叠世(248~240Ma)。岩石学及地球化学特征表明,朝鲜北部花岗岩以钙-碱性岩石系列为主,其成因类型为I型,且少数为高分异I型。锆石Hf-O同位素特征明显分为两类:图们江褶皱带及冠帽地块中的侏罗纪花岗岩、冠帽地块中晚二叠世片麻状花岗岩具有正的εH f(t)值(4.7~13.5)和年轻的二阶段Hf模式年龄(367~784Ma),O同位素组成δ^(18)O集中分布在5.7‰~7.4‰,表明其源区物质为新生地壳,且该地壳物质来自于亏损型的软流圈地幔;而冠帽地块中晚二叠世和早三叠世花岗岩通常具有负的εH f(t)值(-10.9~3.8)和古老的二阶段Hf模式年龄(889~1651Ma),O同位素组成变化较大,δ^(18)O分布在5.6‰~9.2‰,推测其主要为古老地壳物质重熔的产物。区域对比研究表明,图们江褶皱带和冠帽地块具有相同的地质演化历史,应归属于同一个整体,其上发育的花岗岩与我国吉黑造山带花岗岩在年代学格架、岩石学及地球化学特征、成因类型及岩浆源区都具有极大的相似性,可以进行对比。由此可见,朝鲜北部图们江褶皱带和冠帽地块为中亚造山带的组成部分,且朝鲜北部晚二叠世-早三叠世花岗岩形成于古亚洲洋闭合阶段,由于西伯利亚板块与华北板块的碰撞拼合,在华北地台北缘形成了同碰撞型花岗岩。侏罗纪中国东北及朝鲜开始进入环太平洋构造域演化阶段,在太平洋板块俯冲的挤压体制下形成大面积花岗岩。

朝鲜半岛北部定州与铁山稀土矿相关碱性岩和花岗岩的岩石学和SIMS锆石U-Pb年代学特征研究

朝鲜半岛北侧的狼林地块是中朝克拉通的重要组成部分,狼林地块具有与辽南地块以及辽吉活动带类似的早前寒武纪岩石组成、变质和变形特征。我们在分布有稀土矿的朝鲜定州-铁山一带(狼林地块西北部),采集了与稀土矿密切相关的碱性岩(粗粒正长岩和萤石化霓辉正长岩)和花岗岩(似斑状花岗岩)样品。岩石样品的岩相学观察表明,定州与铁山地区的碱性岩和花岗岩并不显示明显的岩浆期之后的热液蚀变特征。SIMS锆石U-Pb定年结果显示粗粒正长岩的岩浆结晶年龄为1865±6Ma,萤石化霓辉正长岩的岩浆结晶年龄为1868±8Ma,铁山地区的四件似斑状花岗岩的年龄结果分别为1871±13 Ma、1866±8 Ma、1872±6 Ma和1873±7 Ma,这些年龄值一方面代表了岩浆活动时代,另一方面可能也代表了朝鲜定州和铁山稀土矿的成矿时代。狼林地块的这些碱性岩与花岗岩的时代与华北克拉通辽吉活动带以及狼林地块其它地区的高级变质作用同期,并且在辽南地块,也有类似碱性岩的报道。综合现有的证据表明,辽吉活动带、辽南地块以及狼林地块在古元古代可能属于同一个大型构造带,并且这个构造带(或者构造带的一部分)当时处于伸展的构造背景。通过全面对比野外观测结果、岩石的岩相结构、岩浆结晶时代可知,朝鲜定州和铁山一带的稀土矿与中朝克拉通的世界级稀土矿——白云鄂博,在岩石组合、稀土矿物组成、岩石蚀变特征、成矿时代等方面存在较大的区别。关于这一稀土矿的具体稀土矿物组成、矿床成因以及储量等众多问题,未来还需要进行大量的工作。

朝鲜半岛与华北地质之对比研究:进展与问题

华北与朝鲜半岛山水相连,传统上称为中朝克拉通或中朝地块。但是中朝的地质对比研究并不深入。作者所在的研究组有幸同时与南北朝鲜半岛双方展开了合作研究达十年以上,内容涉及到前寒武纪基底、古生代沉积盆地、造山带演化、以及中生代岩浆活动。本文是对我们最新研究成果的一个简要总结,并提出一些仍未解决的或具争议的相关地质问题,希望以此能推动中朝地质和东北亚地质的研究。研究结果总结如下:(1)朝鲜半岛可划分为三个陆块,从北到南分别为狼林、京畿和岭南陆块,分别被临津江和沃川构造带分割;(2)三个陆块的前寒武纪基底虽有差别,但本文认为它们是相似的,并可与华北克拉通基底对比;(3)狼林地块的平南古生代盆地以及位于京畿陆块和岭南陆块之间的太白山古生代盆地与华北古生代盆地可对比;(4)临津江和沃川构造带的演化还有待深入研究,它们并不具有陆陆碰撞造山带的特征;(5)在京畿陆块西南部发现了含榴辉岩的三叠纪变质杂岩(洪城杂岩),其变质时代和岩石组合都可以和苏鲁造山带对比,不含超高压变质矿物。这表明苏鲁造山带东延到朝鲜半岛,并在半岛的京畿陆块西南缘登陆。但是洪城杂岩出露有限,没有穿越切割半岛的证据,因此可能沿半岛西部断裂局部分布或在半岛西缘尖灭,其空间分布需进一步研究;(6)中生代岩浆岩在朝鲜半岛广泛存在,三叠纪岩浆作用可能与印支期造山作用有关;侏罗纪和白垩纪的岩浆岩分布与华北在时代和空间分布上有所差别,晚白垩世岩浆岩在朝鲜半岛集中出露于庆尚盆地。本文还在最后一部分,提出了朝鲜半岛以及中朝对比研究中有争议的和尚需进一步研究的关键问题。