冀北赤城地区古生代变质作用年代学研究及构造意义

赤城地区退变榴辉岩的围岩以黑云斜长片麻岩为主,其原岩是元古代红旗营子群和古生代的表壳岩;退变榴辉岩原岩则为其中的基性侵入体。本文通过赤城地区退变质榴辉岩及围岩的锆石U-Pb年代学研究,对华北北缘古生代以来的地质演化提出了新的认识。峰期榴辉岩相变质作用发生于355Ma,代表俯冲作用发生的年龄,在320~300Ma的抬升过程中发生角闪岩相退变质,随后在280~290Ma期间存在一期大规模强烈的热事件,影响范围大,流体丰富,锆石发生了强烈的重结晶,因此使得之前记录的年代学信息难以保存。西四道沟的变质闪长岩记录了240Ma左右的一次变质事件。由此反映了赤城地区在古亚洲洋闭合的过程中陆壳发生俯冲,并遭受榴辉岩相变质作用,之后整个华北北缘处于伸展环境,并遭受大规模热事件影响,一直到晚古生代—早中生代转为挤压环境,在晚古生代—早中生代最终完成闭合。

冀北赤城红旗营子群中变质橄榄岩的岩石学与地球化学特征

冀北赤城红旗营子群中变质橄榄岩呈透镜状或团块状产于黑云斜长片麻岩之中，通过对其进行详细的岩石学和地球化学研究，结果显示：岩石类型为强烈蛇纹石化的方辉橄榄岩，具粒状变晶结构或鬣刺结构，变质橄榄岩富ω（MgO）（37．49％～38．91％），贫ω（CaO）（0．12％～1．17％），ω（Al2O3）（0．54％～1．54％）和ω（FeO^＊）（5．51％～9．06％），W（Ti02）介于0．01％～0．04％之间，REE含量低于原始地幔，过渡金属元素表现为不对称的“W”型配分型式，在Ti和Cu处形成明显的负异常“谷”。上述特征表明变质橄榄岩相当于SSZ型地幔橄榄岩，可能来自于消减带之下的上地幔，属于部分熔融程度很高的亏损地幔岩，因构造侵位而分布于红旗营子群之中，部分岩块则经历了俯冲-消减作用而形成鬣刺结构。

冀西北晚太古代岩石单元的地质关系:对早期陆壳形成的指示

冀西北地区出露晚太古代桑干杂岩和崇礼杂岩构成的灰色片麻岩(TTG片麻岩)-麻粒岩地体和红旗营子群角闪岩相变质火山沉积岩系。本文对尚义地区红旗营子群中变质火山岩中的变玄武安山岩(角闪斜长片麻岩)进行了锆石LA-MC-ICPMS定年,获得207Pb/206Pb加权平均年龄2528±12Ma(2σ,MSWD=0.1,n=34),这一年龄代表了该岩石的形成时代。虽然这一年龄非常接近灰色片麻岩的形成时代,野外地质关系指示红旗营子群的形成早于灰色片麻岩及其中的闪长质侵入体。在灰色片麻岩分布区,红旗营子群和一些变质辉长质岩石呈岩片、透镜体或者"岩墙"状分布。变质辉长质透镜体或者"岩墙"状岩片以周边发育串珠状小透镜体,以及不见细粒边部和岩墙"手指"可以与该区分布的早元古代变质基性岩墙相区别。这些变辉长质岩石可能是红旗营子群火山岩系根部或者岩浆房的残留体,也可能部分是更早期地壳的残片。红旗营子群火山岩系的岩石化学特征可以和灰色片麻岩及闪长质片麻岩岩体分别进行对比。地质关系和岩石化学特征表明,这些岩石可能具有相似的成因。根据冀西北地区相关岩石单元的地质关系,火山沉积岩系(红旗营子群)和灰色片麻岩-麻粒岩地体(桑干杂岩和崇礼杂岩)组成了该地区晚太古代大陆二维地壳结构。认识这种地壳结构在空间上的延续性,并识别相关地质单元在时代和物质上的演化关系,可以揭示华北克拉通晚太古代大陆地壳的形成机制。

冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩的黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄及其地质意义

探讨冀北赤城红旗营子群是否经历了印支期的构造热事件。通过对冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩样品进行的黑云母40 Ar/39 Ar年龄测定,获得其坪年龄和等时线年龄分别为(238.63±1.44)Ma和(238.77±1.71)Ma,两者基本一致。此年龄数据是黑云斜长片麻岩在晚古生代角闪岩相区域变质作用之后所经历印支期构造热事件的记录。综合分析冀北岩浆作用及其地质年代学特征,认为它可能与区域上同时期的酸性岩浆活动有关,是后者为此次构造热事件提供了必要的热源。

冀北发现具鬣刺结构的超基性岩

冀北具鬣刺结构的超基性岩呈透镜状 ,产于华北克拉通北缘的早元古宙红旗营子群黑云斜长片麻岩之中。富 Mg O,贫 Ca O,Al2 O3和 Fe O* ,Mg O* =0 .86 ,Ti O2 介于0 .0 1%～ 0 .0 2 %之间 ,与 SSZ型蛇绿岩中相应岩石的 Ti O2 含量相当。原始地幔标准化的过渡元素配分型式表现为不对称的“W”型 ,在 Ti和 Cu处形成两个明显的负异常“谷”。据此地球化学特征意味着它们可能来自于消减带之下上地幔 ,为上地幔高度部分熔融的残余物。岩石中鬣刺结构可能是叶蛇纹石高压分解的结果 ,表明研究区某些变质橄榄岩岩块曾经受过俯冲 -消减作用。

冀北蔡家营铅锌矿床成因探讨

古元古代是蔡家营矿床的重要的成矿期,在本区古元古代裂谷活动中,发生了海底火山的喷发和沉积作用,除喷出大量的基性岩浆外,形成了红旗营子群火山-沉积岩地层,还有大量成矿物质的堆积,顺层形成块状硫化物矿体,后经上隆拉伸和挤压褶皱等强变质变形作用,使层状矿体发生了“变质重就位”,部分形成脉状(或囊状)矿体。随后,又受到中生代构造岩浆热事件的叠加,使矿体再次经受了活化改造,有可能又有新的成矿物质加入,使矿体最后定位。故本矿床的成因应为多种地质作用下的多成因的火山喷发沉积—变质变形改造—热液叠加的铅锌矿床。

冀北崇礼红旗营子黑云斜长片麻岩的地质地球化学特征

基于当代红旗营子群是否应该解体这一观点，研究了崇礼红旗营子群中黑云斜长片麻岩的地质地球化学特征。研究表明原岩为泥质沉积岩，其特点为SiO2〉56％，Al2O3〉MgO，Na2O〉K2O，Na2O／（Na2O＋K2O）〉0．5，且其他氧化物与SiO2含量呈现出有规律的变化，随着岩石中SiO：含量的增加，TiO2，AL2O3，FeO，Fe2O3，MgO，CaO，Na2O和K2O呈明显下降趋势。稀土元素总量较低；轻重稀土分离程度较高，LREE／HREE的值为5．16～7．98，La。／Yb。的值为4．28～8．62，轻稀土富集，重稀土平坦分布，稀土配分曲线表现出中等程度的负Eu异常，δEu的值为0．73～0．83。稀土元素Ce基本无异常或略显负异常，表明其形成环境可能为一浅海相或边缘海或被陆地封闭海。

不纯碳酸盐岩的变质作用

不纯碳酸盐岩中的矿物共生组合与变质时的总压和二氧化碳分压密切相关。总压增高促使透闪石、透辉石和橄榄石等矿物生成温度增高。变质过程中岩石中流体成分的变化有两种极端情况,即渗滤作用和缓冲作用。渗滤作用下变质反应,变质矿物界线和变质矿物特征等均与缓冲作用下有所差异,以此可以区别它们。湖北宿松群和河北红旗营子群不纯大理岩是在渗滤作用下变质的。山西五台群板峪口组不纯大理岩是在缓冲加渗滤作用下变质的。

张家口市康保县万隆店金矿区石墨矿床的发现及地质意义

万隆店金矿开采时,在赋矿围岩中发现了石墨矿。在原有金矿勘探和开采地质资料的基础上,通过进一步工作,基本查明了矿区石墨矿体的形态、产状、特征、有用组分及变化规律。通过开展岩矿分析,探索了成矿原因,总结了找矿标志。该石墨矿体主要赋存于太古界红旗营子群第二岩组石墨(含石墨)变质岩中,并受地层层位控制,石墨矿体多呈似层状或顺层透镜状产出,矿体形态多与褶曲形态相吻合,石墨矿的成因类型为沉积变质型鳞片状晶质石墨矿。该矿床的发现为该地区综合找矿探索出一条新途径。

华北克拉通北缘崇礼—赤城地区的红旗营子(岩)群:一套晚古生代的变质杂岩

分布在华北克拉通北缘中段崇礼—赤城地区的红旗营子(岩)群主要由变质表壳岩、晚古生代的闪长质—石英闪长质片麻岩和古元古代—新太古代的变质岩残片或残块组成。利用SHRIMP和LA-ICPMS法对红旗营子(岩)群变质表壳岩的锆石同位素年代学研究表明,变质表壳岩样品中除大量古元古代—新太古代的锆石年龄信息外,还有许多中元古代—晚古生代的锆石,且均有晚古生代甚至早中生代的多阶段变质作用的记录。这些证据表明红旗营子(岩)群并非早前寒武纪岩石建造,而是一套晚古生代的变质杂岩。红旗营子(岩)群周围侵入体的锆石U-Pb测年表明岩浆作用与变质作用具有较好的相关性,它们与中亚造山带多阶段的俯冲、碰撞造山和后造山伸展事件相关。由于红旗营子杂岩中含有晚古生代退变榴辉岩和变质方辉橄榄岩,这可能意味着华北克拉通北缘的冀北地块在晚古生代早期曾经从华北克拉通上裂开,在中亚造山带古亚洲洋板块俯冲作用的影响下又重新拼合,红旗营子杂岩代表华北克拉通北缘的冀北地块与华北克拉通在晚古生代重新拼合的俯冲碰撞拼贴带。

燕辽地区太古宇与下元古界间不整合面的发现及其意义

我们经过对冀北东部早前寒武纪变质岩系的岩石、地层、变形变质和同位素年龄以及中间界面的研究,表明上、下部岩系为角度不整合接触。不整合面的存在,对早前寒武纪地层划分、确定地质时代、研究地壳演化史、开展地质调查及找矿都有一定意义。

冀西北红旗营子群变质与变形的温压条件研究

红旗营子群及其中的古老岩体共同经历了低角闪岩相的变质作用和近东西向的褶皱变形作用，表１～８给出了石榴石、黑云母、角闪石、斜长石电子探针分析结果及有关参数。６个石榴石－黑云母对测温结果平均为６０９℃，２个角闪石－斜长石对测温结果平均为６１０℃，９个斜长石菱切面角构造变形温度测定结果，平均为６３７℃。由此推测变质与变形是同时的，变形高峰稍早于变质高峰。

红旗营子群的时代归属及所经历的地质热事件

在内蒙地宙东段广泛分布的红旗营子群是一套低角闪岩相的火山沉积岩。由于地层富含水,在地质热事件中容易造成子体同位素的活化转移,往往出现地质年龄的年轻化,但仍保留有下伏各群均见及的2450Ma 的晚太古宙主幕变质年龄,而其中部相对含水少的变基性熔岩的 Sm-Nd 模式年龄则为2600±100Ma,故红旗营子群应归属晚太古宙晚期,经历过2350Ma,2200Ma,2050Ma,1850Ma,1700Ma 的早元古市热事件,并结合上覆地层有长城系,因此,不应归属早古生代。故内蒙地轴仍然存在。

冀西北坝上地区石墨矿成矿模式及找矿模型

通过分析冀西北坝上地区石墨矿地质背景、含矿带、矿体、含矿建造、变质变形及混合岩化特征,总结得出该区石墨矿的成矿特征。通过对比区域典型石墨矿床与同一成矿带相邻石墨矿床的地质特征,结合区域大地构造演化规律,总结了石墨矿的成矿模式。按照“三位一体”找矿理论,总结了石墨矿的成矿地质体及构造特征,构建了石墨矿综合找矿模型。该区石墨矿呈似层状赋存于红旗营子岩群含石墨变粒岩中,矿带分布受大型复式褶皱控制,含矿建造的沉积时代为古元古代早期,变质成矿时代为古元古代中期,变质程度为角闪岩相,成因类型为区域变质型。该区为浅覆盖区,“低阻-高极化”物探异常是重要的地球物理找矿标志,地质-物探-钻探相结合是石墨找矿快速、有效的手段。

冀北赤城蛇纹石化橄榄岩是否为太古宙蛇绿岩残片?

华北克拉通中部带是一条形成于古元古代之前的构造碰撞拼合带。在中部带的北段赤城地区,出露一套特殊的角闪斜长片麻岩、退变榴辉岩以及蛇纹石化橄榄岩组合,其成因众说纷纭。这套岩石组合归属于红旗营子群,是前寒武纪结晶基底,其中蛇纹石化橄榄岩和退变榴辉岩以构造团块的形式包裹在片麻岩之中。赤城蛇纹石化橄榄岩由纯橄岩、方辉橄榄岩和超镁铁质堆晶岩组成。其中纯橄岩和方辉橄榄岩的全岩主量元素都具有高Mg低Si的特征,大部分方辉橄榄岩中的橄榄石具有很高的Fo值(91.0~92.2),尖晶石具有高的Cr#值(53.9~85.9)。这些特征表明方辉橄榄岩和纯橄岩都经历了高程度部分熔融,它们很可能代表残余的大洋岩石圈地幔,并且可与典型的蛇绿岩套橄榄岩剖面相对比。超镁铁质堆晶岩表现出饱满的岩石特征,代表残余地幔之上的岩浆早期堆晶。橄榄岩Re亏损模式年龄表示,赤城橄榄岩的部分熔融作用发生在~2.5Ga之前。赤城红旗营子群角闪斜长片麻岩和退变榴辉岩的锆石U-Pb年代学揭示其原岩形成于~2.5Ga,经历了~1.85Ga的峰期变质作用和300Ma的退变质作用叠加。角闪斜长片麻岩和退变榴辉岩的原岩分别为大陆火山岩和大洋拉斑质岩石。因此,红旗营子群的橄榄岩、退变榴辉岩和角闪斜长片麻岩这一套岩石组合属于典型的蛇绿岩剖面,它很可能代表了华北克拉通东部和西部陆块之间曾经存在的大洋岩石圈。赤城蛇纹石化橄榄岩属于新太古-古元古代蛇绿岩残片,它可能记录了古大洋的消亡和中部造山带的形成,指示早期板块构造在新太古代已经启动。

红旗营子群研究—冀北铅锌银矿床的矿源层

红旗营子群主要分布于康保—赤峰深断裂以南、尚义—平泉深断裂以北、大致相当于内蒙地轴范围内，冀北主要铅锌银矿床均分布于该地层中。本文主要论述了作为矿源层的红旗营子群岩石学、地球化学及成矿地质特征，据此提出了“三位一体”

河北丰宁营房铅锌银矿床银的赋存状态及富集规律

河北丰宁营房铅锌银矿床产于一近南北向的中型韧性剪切带中。矿体定位于燕山早期粗粒钾长花岗岩与下元古界红旗营子群地层构造接触带中。矿体埋藏浅、厚度大、品位高，已构成铅锌银共生矿床。主要银矿物有银黝铜矿、辉银矿、螺状硫银矿、浓红银矿及自然银等。银主要以单矿物形式赋存于方铅矿及闪锌矿中，少量存在于脉石中，极少量以类质同像或次显微包体形式存在于硫化物和硫盐矿物中。银的富集主要与方铅矿、闪锌矿及黄铁矿关系密切，而单一黄铁矿型或黄铁多于方铅矿＋闪锌矿类型的矿石，银矿化一般不好。银矿化程度与糜棱岩化程度及硅化、绢云母化程度正相关。经初步研究，矿体的直接围岩（红旗营子群变质岩）为初始矿源层，而花岗岩的侵入，只起到了热动力源的作用。矿源层中的成矿物质在韧性剪切糜棱岩化过程中，在热动力变质作用下发生变质分异而活化、迁移、富集成矿。矿床成因类型应属变质（热液）分异或韧性剪切糜棱岩型铅锌银矿床。

冀北崇礼红旗营子岩群中镁铁质岩石地球化学和年代学研究:对华北克拉通新太古代晚期-古元古代早期大地构造演化的启示

崇礼地区红旗营子岩群位于华北克拉通北缘,该区红旗营子岩群的岩石组合、构造属性及时代归属对于探讨华北克拉通新太古代晚期-古元古代早期大地构造演化具有重要意义.本文对崇礼地区红旗营子岩群中的镁铁质岩石进行了野外、镜下岩相学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析,并讨论其对华北克拉通北缘新太古代晚期-古元古代早期地壳演化的指示意义.研究区红旗营子岩群中的镁铁质岩石以夹层产出于表壳岩中,主要由斜长角闪岩和斜长辉石角闪岩组成.红旗营子镁铁质岩石主量元素中SiO2(40.17%~51.53%)、Na2O(1.52%~3.47%)和K2O(0.43%~1.23%)含量范围较大,具有较高的CaO(9.15%~12.68%)、MgO(5.90%~13.36%)和Al2O3(9.81%~20.92%)含量.镁铁质岩石轻稀土元素轻微富集,重稀土元素配分模式近平坦,大离子亲石元素Ba、U、K、Sr富集,高场强元素Th、Nb、Ta、Ti明显亏损.斜长角闪岩LA-ICPMS锆石U-Pb测年显示207Pb/206Pb加权平均年龄为2 477±23 Ma(MSWD=3.1),上交点年龄为2 468±22 Ma,表明其形成于新太古代晚期-古元古代早期.斜长角闪岩锆石Hf同位素分析结果显示εHf(t)为负值(-5.2~0),一阶段模式年龄(TDM1)为2 673~2 783 Ma,二阶段模式年龄(TDM2)为2 880~3 074 Ma,均大于锆石的形成年龄,指示其来源于古老地壳物质的再循环.镁铁质岩石全岩地球化学分析结果显示其形成于岛弧相关环境.结合华北其他地区研究成果,本研究表明崇礼地区新太古代晚期-古元古代早期可能发生了一期与岛弧有关的岩浆事件.

Discovery of Late Paleozoic retrograded eclogites from the middle part of the northern margin of North China Craton

The retrograded eclogites have been discovered in the middle part of the northern margin of the North China Craton, which occur as lens or boudin within bio-tite-plagioclase gneisses in Paleoproterozoic Hongqiyingzi Group. The peak eclogite facies (P > 1.40—1.50 GPa, T = 680—730℃) mineral assemblage is composed of garnet, ompha-cite and rutile (±quartz), which was overprinted by the granulite facies mineral assemblage of vermicular symplec-tite of sodic clinopyroxene and plagioclase which replaced the precursory omphacite, and then amphibolite facies ret-rograded minerals with characterization of Amp+Pl ke-lyphitic rim and symplectite, and amphibole replaced clino-pyroxene. The protolith of retrograded eclogites is oceanic basalt formed at 438±11 Ma.The peak eclogite facies meta-morphic age of the retrograded eclogite is 325±4 Ma. These relict eclogites may be formed by the subduction of Pa-leo-Asian oceanic crust beneath the North China Craton during Late Paleozoic. The discovery of relict eclogite in this paper provides a new insight into farther understanding of tectonic evolution of the northern margin of the North China Craton, and the relationship between the Paleo-Asian Ocean and the North China Craton.