兴蒙造山系新元古代-古生代沉积盆地演化

在系统分析兴蒙造山系新元古代-古生代24个沉积盆地类型、沉积建造、生物地层与年代地层等特征的基础上,划分了6个沉积大地构造演化阶段并对其进行讨论:(1)新元古代-寒武纪早期陆缘增生阶段:额尔古纳地块向南增生并与兴安地块拼贴,形成环宇-新林蛇绿岩拼合带;(2)寒武纪纽芬兰世-第二世陆缘稳定沉积阶段:各地块边缘发育相对稳定的碎屑岩-碳酸盐岩沉积,佳木斯地块受晚泛非造山作用影响;(3)早-中奥陶世多岛弧盆系形成阶段:多宝山地区弧盆系发育,其他地块边缘均有不同强度陆间洋壳俯冲作用;(4)晚奥陶世-志留纪普里道利世多岛弧盆系发展阶段:各地块隆升遭受剥蚀;(5)早泥盆世-早石炭世多岛弧盆系消减阶段:早石炭世晚期额尔古纳-兴安地块与松嫩地块拼贴,佳木斯西缘由被动陆缘转为活动陆缘;(6)晚石炭世-二叠纪乐平世拼合后洋-陆转化阶段:从早石炭世晚期开始至二叠纪末,佳木斯地块分别与松嫩地块、兴凯地块拼贴,至此东北各地块拼贴完成.

鄂尔多斯盆地周缘地壳形成与演化历史:来自锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成的证据

锆石U-Pb定年及Hf同位素测定结果表明,鄂尔多斯盆地周缘的华北板块北缘、兴蒙造山系及扬子板块—秦岭—大别—苏鲁造山带等构造单元系统具有明显不同的形成与演化历史。华北板块北缘锆石年龄平均值为1 837Ma,最强烈的岩浆活动出现于2 200～1 800Ma,该期锆石约占全部的40%;次为强烈的岩浆活动在2 800～2 200Ma,其众数在全部锆石中约占30%;1 500～1 200Ma、500～100Ma这两个阶段形成的锆石在全区所占比例各约为15%。华北板块北缘最突出的特征是基本不含1000～700 Ma期间形成的锆石,>3 000Ma的锆石在全区分布极为有限。锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄表明华北板块北缘平均值为2.55Ga,较U-Pb平均年龄老,说明2 200～1 800Ma期间形成的锆石含有较多的古老地壳再循环组分。Hf亏损地幔模式年龄最强峰值约为2.8Ga,与全岩Nd亏损地幔模式年龄的峰值相一致,Hf模式年龄为3.0～2.25Ga的颗粒占全部的近95%,证明华北板块北缘的地壳增生主要在太古宙至古元古代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄>3.0Ga的锆石颗粒所占比例不到0.1%,另外近5%锆石的模式年龄分布于中元古代。晚古生代—中生代所形成的锆石均是先存地壳组分,尤其是中元古代增生地壳的熔融作用形成。兴蒙造山系中锆石U-Pb年龄平均值为497Ma,最强峰分布于石炭纪(约320Ma),石炭纪—二叠纪末(350～250Ma)形成的锆石所占比例达30%以上。新元古代至早古生代(600～440Ma)形成的锆石占全部锆石的55%以上,而中元古代末—新元古代期间(1 200～600Ma)形成的锆石在全区仅占4%。中元古代以前形成的锆石非常有限,说明该区最早形成的地壳组分在兴蒙造山系的形成过程中较充分地参与到后期的岩浆作用过程中。兴蒙造山系中锆石相应的Hf同位素亏损地幔模式年龄平均为1.13Ga,明显较相应的U-Pb年龄老,最强峰值出现于约0.6Ga。Hf亏损地幔模式年龄为0.7～0.28Ga的颗粒在兴蒙造山系所占比例达57%,证明该区最强烈的地壳增生发生于新元古代至古生代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄分布于1.5～0.7Ga的锆石在全区约占38%,说明此期间也是该区地壳较强烈的增生期。Hf亏损地幔模式年龄大于1.5Ga的锆石所占比例不到5%,古生代以后兴蒙造山系也基本没有明显的地壳增生。扬子与秦岭—大别—苏鲁造山带构造单元中的锆石U-Pb年龄平均为799Ma,年龄为1 300～750Ma的锆石在全部锆石中约占70%。晚古生代—燕山期形成的锆石约占20%。年龄在3500～2 650Ma、2 118～1 680Ma的锆石在该区各约占5%。结合扬子与秦岭—大别—苏鲁造山带平均为1.56Ga的Nd亏损地幔模式年龄特征,说明1 300～750Ma期间该区较强烈的岩浆作用事件中有较多的古老地壳组分加入其中。锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成均说明鄂尔多斯盆地周缘各构造单元具有不同的形成演化历史。地壳是幕式增长的,但各构造单元每幕发生的时间、强度存在明显差别。因此,由盆地中不同时代地层中碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成及全岩Nd同位素特征的系统研究可反演盆地物源供给与周围构造单元之间的关系。

白云鄂博洋板块地质与成矿作用初探

提出全球规模最大的白云鄂博稀土矿受亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲的洋板块地质演化控制.探讨了白云鄂博地区亚洲洋洋板块地质构造发育过程、亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲过程中相继发育的新元古代,早、晚古生代俯冲增生杂岩带的地质构造特征.探讨了白云鄂博稀土矿成因,认为稀土矿成矿碳酸岩岩浆产在华北克拉通北缘的所谓特殊的远端弧后构造环境(far backarc settings),也有人称为远离弧后背景或者变形的大陆边缘环境(deformed continental margins),不在大洋俯冲过程中发育的岩浆弧环境中.相对于大陆边缘弧,远端弧后构造环境位于向克拉通或向弧后更远的位置,它是控制白云鄂博深部成矿物质向浅部地表运移聚集成大型矿床、矿集区的关键储运空间.远端弧后构造环境远离大洋汇聚带或俯冲带向大陆或向弧后位置的克拉通边缘上,即在华北克拉通北缘岩石圈与亚洲洋造山带的岩石圈分界上的伸展构造中,受大规模岩石圈不连续系统或深切岩石圈的断裂带系统控制.成矿碳酸岩岩浆可能来自携带大量铁与REE的亚洲洋洋壳沉积物,于晚元古-早古生代向华北克拉通俯冲消减到华北克拉通陆下岩石圈地幔SCLM深循环过程中,在深切华北克拉通边缘的岩石圈的不连续构造系统中出溶形成岩浆碳酸岩及其携带的REE矿床.