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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 被引量:1
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作者 万渝生 董春艳 +6 位作者 颉颃强 李鹏川 刘守偈 李源 王宇晴 王堃力 刘敦一 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期77-94,共18页
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... 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。 展开更多
关键词 华北克拉通 新太古代晚期 岩浆作用 Nd-Hf-O同位素 构造体制
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华北克拉通矽卡岩型富铁矿成矿关键控制因素:来自地层学的制约
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作者 张保涛 梅贞华 +6 位作者 李秀章 姜晓平 胡兆国 王小玉 赵晓博 胡加斌 柳森 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期98-116,共19页
华北克拉通矽卡岩型富铁矿床成矿关键控制因素一直是科学研究的热点和难点,也是制约下一步找矿方向和进一步实现找矿突破的关键。本次工作基于对华北克拉通典型矿床矿体分布规律的研究,基于地层学分析,研究了矿体分布的关键控制因素和... 华北克拉通矽卡岩型富铁矿床成矿关键控制因素一直是科学研究的热点和难点,也是制约下一步找矿方向和进一步实现找矿突破的关键。本次工作基于对华北克拉通典型矿床矿体分布规律的研究,基于地层学分析,研究了矿体分布的关键控制因素和制约机理。华北克拉通各典型矽卡岩型富铁矿床主矿体与围岩层系、岩溶层、膏岩层等的空间关系密切,主要分布于中奥陶统峰峰组二段、下马家沟组二段和上马家沟组二段,处于主要含膏层的上覆强岩溶层。地层学因素对矽卡岩型富铁矿床成矿的关键控制作用主要表现在四个方面:岩溶层系的垂向分布制约富铁矿体就位的有利空间;不整合面的发育控制岩溶系统发育的程度,影响富铁矿体规模;层序地层对岩溶期次的约束作用,限定了岩溶发育层位以及富铁矿层的分布;膏盐岩层指示阶段性强岩溶作用的底界,限定富铁矿体赋存的有利空间下限。根据研究认识,建立了华北克拉通矽卡岩型富铁矿床地质找矿模型,提出七个潜在成矿空间层段,其中包括三个主力成矿层段,并指出了下一步重点找矿及研究方向。 展开更多
关键词 关键控制因素 富铁矿 矽卡岩型 地层学 华北克拉通
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华北克拉通古元古代造山带关键金属-非金属成矿规律研究进展
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作者 刘福来 王舫 +1 位作者 王慧宁 田忠华 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2963-2970,共8页
华北克拉通存在三条古元古代造山带,自东向西依次为胶-辽-吉造山带、中部造山带和西部孔兹岩带(Zhao et al.,2012)。这三条古元古代造山带蕴藏着十分丰富的矿产资源,其中关键金属矿产包括钴和镍,关键非金属矿产包括石墨和硼,以及赋存于... 华北克拉通存在三条古元古代造山带,自东向西依次为胶-辽-吉造山带、中部造山带和西部孔兹岩带(Zhao et al.,2012)。这三条古元古代造山带蕴藏着十分丰富的矿产资源,其中关键金属矿产包括钴和镍,关键非金属矿产包括石墨和硼,以及赋存于古元古代地层中的金矿等。钴、镍、石墨和硼是我国当前急需和紧缺的战略性矿产资源,对外依存度高达80%以上,消耗量居世界前列。因此,加强我国华北克拉通古元古代造山带钴、镍、石墨和硼的成矿规律研究和找矿勘查,已成为满足国家需求、解决我国关键金属和非金属供给问题的当务之急。本专辑在国家重点研发计划项目“钴镍成矿规律与高效勘查技术示范研究”、国家自然科学基金委员会重大研究计划“战略性关键金属超常富集成矿动力学”下设重点支持项目“复合造山带多期重大变质-构造变形事件的性质对关键金属钴迁移-超常富集成矿过程的制约”和中国地质调查局项目“辽吉构造带及北部邻区钴-镍富集成矿规律、找矿标志及靶区优选”的资助下组织的,论文主要针对华北克拉通古元古代造山带钴、镍、石墨、硼以及金矿的成矿规律进行系统总结,重点解剖了典型矿床成因并与国外同类矿床进行了对比。 展开更多
关键词 华北克拉通 中国地质调查局 成矿规律研究 古元古代 勘查技术 金属矿产 重大研究计划 国家重点研发计划
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基于程函面波成像的华北克拉通岩石圈三维高分辨率S波速度结构研究
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作者 钟世军 吴建平 +2 位作者 司政亚 朱红彬 王薇 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期578-599,共22页
利用“中国地震科学台阵探测”项目Ⅱ期和Ⅲ期的流动地震台站以及中国区域地震台网中的部分固定台站的观测资料,采用程函面波成像方法获得了华北克拉通及周边区域10—120 s周期的瑞雷面波相速度分布和高分辨率的三维S波速度结构,并基于... 利用“中国地震科学台阵探测”项目Ⅱ期和Ⅲ期的流动地震台站以及中国区域地震台网中的部分固定台站的观测资料,采用程函面波成像方法获得了华北克拉通及周边区域10—120 s周期的瑞雷面波相速度分布和高分辨率的三维S波速度结构,并基于该速度模型估算了岩石圈厚度分布。结果显示,华北克拉通内部岩石圈厚度除了存在“西厚东薄”的一级分布特征外,还存在一些更小尺度的差异,包括鄂尔多斯地块内部岩石圈“南厚北薄”、鄂尔多斯地块周缘断陷带岩石圈显著的不均匀减薄以及燕山构造带与其南侧华北平原之间的显著差异等。山西断陷带北部与南部地区上地幔浅部(<100 km)存在不同程度的低速异常,它们被中部的高速异常区所分隔。在150 km以下深度从太行山南缘向北至山西断陷北缘存在一条NNE向展布的显著低速异常带,表明上地幔浅部南北部的低速异常在深部相连。结合已有的其它成像结果,我们推测这些低速异常起源于更深处(>200 km),并与由太平洋俯冲板块的滞留脱水导致的上地幔热物质上涌和小尺度地幔对流等密切相关。燕山构造带与华北平原的岩石圈结构存在明显差异,前者遭受的岩石圈破坏改造程度明显弱于后者,张家口—渤海地震带位于这两种不同壳幔结构的过渡带,地震活动较强,我们认为深部结构和热作用的显著差异,以及青藏高原远场挤压效应的共同作用是导致该区地震活动较强的主要原因。 展开更多
关键词 华北克拉通 程函面波成像 S 波速度 低速异常 岩石圈厚度 显著差异
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华北克拉通五台绿岩带锆石年代学及地质意义
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作者 李秋根 黄萧 +2 位作者 初航 孙迪 刘文煜 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3426-3447,共22页
五台花岗-绿岩带位于华北克拉通中部造山带的中心地区,保存有较完整的地质记录,并赋存条带状铁建造(BIFs)型铁矿,一直是研究的热点地区之一。然而,该绿岩带尚需详细年代学研究来重新厘定其岩石地层划分。本文对该区域三个组,即金岗库组... 五台花岗-绿岩带位于华北克拉通中部造山带的中心地区,保存有较完整的地质记录,并赋存条带状铁建造(BIFs)型铁矿,一直是研究的热点地区之一。然而,该绿岩带尚需详细年代学研究来重新厘定其岩石地层划分。本文对该区域三个组,即金岗库组、柏枝岩组和鸿门岩组中发育的变质火山岩开展了锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素组成分析。锆石U-Pb定年结果显示,五台花岗-绿岩带五台群中的金岗库组、柏枝岩组和鸿门岩组的变质火山岩喷发年龄分别为2540±8 Ma、2524~2530 Ma和2513~2517 Ma,同时还记录了~2700 Ma的继承年龄和1930~1853 Ma的变质年龄。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示它们的εHf(t)值分别为+0.4~+5.5、+1.2~+7.5和+2.2~+10.5,相应的亏损地幔模式年龄为2639~2845 Ma、2546~2788 Ma和2425~2752 Ma,εHf(t)值呈现大的变化且增加的趋势。结合前人的研究,本文确定了五台群中的金刚库组、庄旺-文溪组、柏枝岩组和鸿门岩组分别形成于~2540 Ma、~2530 Ma、~2525 Ma和~2515 Ma,它们记录了四期火山活动,说明五台绿岩带中的表壳岩系尽管经历了变形变质作用的改造依然保存了较完整的地层层序序列,并提出回撤-前进式俯冲-底冲演化模型。这些结果对理解五台花岗-绿岩带乃至华北克拉通新太古代-古元古代构造及演化具有重要意义。 展开更多
关键词 U-PB年代学 LU-HF同位素 变质火山岩 花岗-绿岩带 华北克拉通
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华北克拉通中元古代A型花岗岩的成因及其构造意义
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作者 陈杰 杨明慧 +6 位作者 贾会冲 张威 刘鑫 田刚 白东来 邢舟 李竞赢 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-20,共20页
华北克拉通保存有与Columbia超大陆裂解相关的中元古代岩浆记录。本文综述了华北克拉通中元古代A型花岗岩的时空分布、岩石学和地球化学等特征,讨论了各期次A型花岗岩的成因及构造背景,论述了其对华北克拉通中元古代裂解事件的指示意义... 华北克拉通保存有与Columbia超大陆裂解相关的中元古代岩浆记录。本文综述了华北克拉通中元古代A型花岗岩的时空分布、岩石学和地球化学等特征,讨论了各期次A型花岗岩的成因及构造背景,论述了其对华北克拉通中元古代裂解事件的指示意义。华北克拉通主要发育4期A型花岗岩:1)~1.78 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽和晋陕地区;2)~1.70 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰—白云鄂博和燕辽裂陷槽;3)~1.60 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽;4)~1.32 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰—白云鄂博和燕辽裂陷槽。这4期A型花岗岩均来源于地壳物质的部分熔融,可能与同期伸展作用导致岩浆底侵提供热源有关。整体具有造山后伸展到陆内裂谷环境的演化序列,且存在明显的时空差异。华北克拉通中元古代A型花岗岩记录了4期主要的裂解事件,为华北克拉通参与了Columbia超大陆裂解提供了依据。 展开更多
关键词 Columbia超大陆 A型花岗岩 华北克拉通 中元古代 构造背景
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华北克拉通北缘白云鄂博矿区尖山组沉积源区、时代及其地质意义
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作者 杨建军 王东升 +7 位作者 佘宏全 李以科 杨月后 柯昌辉 张丽 赵剑 赵阳 郭宾 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第5期606-635,共30页
白云鄂博矿床位于华北克拉通北缘,其围岩尖山组为一套绿片岩相硅质碎屑岩组合,尖山组的形成时代及物源研究对于理解区域大地构造演化和成矿过程具有重要意义。采用LA-ICP-MS方法对矿区尖山组的变质砂岩及变质细砂岩进行了锆石U-Pb年代... 白云鄂博矿床位于华北克拉通北缘,其围岩尖山组为一套绿片岩相硅质碎屑岩组合,尖山组的形成时代及物源研究对于理解区域大地构造演化和成矿过程具有重要意义。采用LA-ICP-MS方法对矿区尖山组的变质砂岩及变质细砂岩进行了锆石U-Pb年代学研究。变质细砂岩样品Z5246的锆石年龄为2645~1147 Ma,包含两个主峰值年龄,分别为2510和1390 Ma;变质砂岩样品By23281锆石年龄为2722~1847 Ma,包含3个主峰值年龄,分别为2487、1925和1859 Ma。结合锆石稀土元素特征,认为变质砂岩样品By23281中2722~1847 Ma的锆石属于未受热液改造的碎屑锆石,尖山组的形成时代应晚于1847 Ma;而结合野外特征、锆石形貌及稀土元素特征,认为变质细砂岩样品Z5246中1761~1147 Ma的年龄反映了后期热液改造的过程,也进一步佐证了白云石碳酸岩的岩浆成因。结合矿区及周边已有的年代学数据,认为矿区尖山组物源主要来自华北克拉通北缘太古宙基底和古元古代晚期的变质岩,最终形成于中元古代,之后受到白云石碳酸岩岩浆期热液的明显改造。矿区尖山组碎屑岩的年龄数据记录了华北克拉通北缘太古代-元古代的陆壳增生、碰撞及裂解事件,为研究太古代-元古代区域构造演化提供了有力证据。 展开更多
关键词 变沉积岩 锆石U-PB年龄 太古代-元古代 沉积源区 热液改造 尖山组 华北克拉通
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华北克拉通北缘张家口地区古生代-中生代岩浆岩锆石氧逸度对金成矿的制约
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作者 王大钊 张磊 +2 位作者 甄世民 白海军 查钟健 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2519-2537,共19页
华北克拉通北缘张家口地区是我国重要的金矿集区,区内金矿床普遍富碲,金成矿与岩浆岩具有密切成因联系。本文通过对张家口地区古生代-中生代岩浆岩锆石氧逸度进行分析,评价各岩浆岩成矿潜力,从而对金和碲的物质来源及矿床成因进行约束... 华北克拉通北缘张家口地区是我国重要的金矿集区,区内金矿床普遍富碲,金成矿与岩浆岩具有密切成因联系。本文通过对张家口地区古生代-中生代岩浆岩锆石氧逸度进行分析,评价各岩浆岩成矿潜力,从而对金和碲的物质来源及矿床成因进行约束。锆石Ce^(4+)/Ce^(3+)、Ce-U-Ti、Ce/Nd和Eu_(N)/Eu_(N)^(*)等氧逸度计算方法获得的区内岩浆岩氧逸度总体趋势一致,结合地质特征及各氧逸度计适用性,本文认为锆石Ce-U-Ti氧逸度计更为可靠。张家口地区岩浆岩氧逸度从高到低依次为青羊沟花岗岩(平均ΔFMQ=+4.4)、张家口组流纹岩(平均ΔFMQ=+3.2)、水泉沟碱长正长岩(平均ΔFMQ=+2.6)、伟晶岩脉(平均ΔFMQ=+2.5)、上水泉花岗岩(平均ΔFMQ=+1.5)、响水沟花岗岩(平均ΔFMQ=+1.4)、象山花岗闪长岩(平均ΔFMQ=+1.2)。中高氧逸度(硫化物-硫酸盐转变阶段)有利于Au、Te的迁移富集。水泉沟碱长正长岩、伟晶岩脉及青羊沟花岗岩等岩体与东坪和大白阳金矿床成矿流体的氧逸度范围一致,其出溶的岩浆流体氧逸度高,携带迁移Au、Te等元素的能力强,成矿潜力较大。水泉沟碱性岩锆石微量元素具有Eu_(N)/Eu_(N)^(*)>0.3、10000×(Eu_(N)/Eu_(N)^(*))/Y>1、(Ce/Nd)/Y>0.01、Dy/Yb<0.3及(Eu_(N)/Eu_(N)^(*))/Y与(Ce/Nd)/Y呈正相关的特点,具有成矿岩体的特征。锆石氧逸度及微量元素组成显示水泉沟碱性岩具有很好的Au-Te成矿潜力,而上水泉花岗岩的成矿潜力较差,张家口地区富碲金矿床应与水泉沟碱性岩具有密切成因联系。 展开更多
关键词 金成矿 锆石氧逸度计 古生代-中生代 张家口地区 华北克拉通
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华北克拉通中部造山带中条山地区古元古代盆地演化
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作者 王晓青 刘敏 毛景文 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期546-560,共15页
对华北克拉通中部造山带南部中条山地区古元古代中条群和担山石群岩石组合及地层详细调查研究,认为中条群为一套由粗碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组成的多旋回沉积岩,变质砂岩地球化学特征显示,中条群经历了早期相对稳定到后期较活跃的转变... 对华北克拉通中部造山带南部中条山地区古元古代中条群和担山石群岩石组合及地层详细调查研究,认为中条群为一套由粗碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组成的多旋回沉积岩,变质砂岩地球化学特征显示,中条群经历了早期相对稳定到后期较活跃的转变。结合前人碎屑锆石年龄、源区特征和火山岩夹层年龄得出,中条群形成于2.1 Ga左右的活动大陆边缘弧后盆地。担山石群为一套砾岩-砂岩组成的磨拉石建造,碎屑锆石年龄显示,担山石群形成于1.85 Ga左右的碰撞造山阶段的前陆盆地内。结合前人研究,认为中条山地区古元古代盆地演化模式为,约2.1 Ga开始,西部陆块的前导洋向东部陆块活动大陆边缘之下持续俯冲,东部陆块西缘活动大陆边缘弧后盆地沉积了中条群,约1.85 Ga开始,东部陆块与西部陆块之间的大洋闭合,陆陆碰撞开始,中条群发生挤压褶皱变形,陆壳加厚及随后的快速抬升和剥蚀形成前陆盆地的担山石群磨拉石。中条山地区古元古代弧后盆地向前陆盆地的转化支持华北克拉通最初西部陆块向东俯冲,经历了约1.85 Ga的东、西陆块碰撞并最终克拉通化的演化模式。 展开更多
关键词 华北克拉通 中部造山带 中条山 弧后盆地 前陆磨拉石盆地 地质调查工程 古元古代
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华北克拉通冀东兴隆麻粒岩的变质演化及其构造意义
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作者 陈滋元 王国栋 +3 位作者 李天琦 周嘉仪 刘依琳 肖玲玲 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3398-3425,共28页
冀东地体位于华北克拉通东部陆块,其新太古代时期的构造热演化过程仍存较大争议,大致存在三种不同的观点:水平构造模式、简单地幔柱模式和重力凹沉(sagduction)模式。其中,关于变质演化的认知差异是上述争论的重要焦点之一。位于冀东地... 冀东地体位于华北克拉通东部陆块,其新太古代时期的构造热演化过程仍存较大争议,大致存在三种不同的观点:水平构造模式、简单地幔柱模式和重力凹沉(sagduction)模式。其中,关于变质演化的认知差异是上述争论的重要焦点之一。位于冀东地体西侧的兴隆变质杂岩,是探究华北克拉通东部陆块新太古代构造热演化历史的理想载体。本文对杂岩中的石榴二辉麻粒岩、石榴斜方辉石麻粒岩以及长英质脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,麻粒岩中保存了进变质(M1)、变质峰期(M2)和退变质(M3)三个阶段的变质矿物组合:进变质阶段矿物组合为黑云母、石英,偶见角闪石、钾长石、斜长石和钛铁矿,变质温压条件为608~667℃/0.40~0.50GPa;峰期阶段矿物组合为石榴子石、角闪石、斜方辉石、黑云母、斜长石、钾长石、石英、钛铁矿和/或单斜辉石,变质温压条件为763~867℃/0.93~1.13GPa;退变质阶段矿物组合为石榴子石、角闪石、黑云母、斜方辉石、斜长石、钾长石、石英、钛铁矿和/或磁铁矿,变质温压条件为674~734℃/0.88~0.93GPa。因此,岩石记录了进变质阶段升温升压以及峰后降压降温型的逆时针变质作用P-T轨迹。锆石U-Pb年代学研究表明,两类麻粒岩的原岩形成于2534~2531Ma,随后于2523~2515Ma发生麻粒岩相变质作用。与麻粒岩同期变质的片麻岩中发育长英质脉体,后者中的锆石记录了与麻粒岩一致的约2534Ma的岩浆年龄和约2524Ma的变质年龄。结合前人研究,推测冀东地体新太古代末期发生的变质-岩浆事件可能与区域上的垂直构造模式下的重力凹沉构造活动有关。 展开更多
关键词 变质演化 U-PB年代学 麻粒岩 兴隆 冀东 华北克拉通
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太岳山17.9亿年英安斑岩的发现及其对华北克拉通南部裂谷系成因的约束
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作者 范昱宏 祝禧艳 +4 位作者 段庆松 马建锋 贾朝媛 刘书琪 赵太平 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1327-1342,共16页
熊耳群火山岩系主要分布于华北克拉通南部地区,主体喷发时限是1.75~1.80Ga。作为华北克拉通早期板块构造调整阶段的首次大规模岩浆活动,该火山-侵入岩系的形成时限、时空分布规律和地球动力学背景尚有争议,制约了对华北克拉通中元古代... 熊耳群火山岩系主要分布于华北克拉通南部地区,主体喷发时限是1.75~1.80Ga。作为华北克拉通早期板块构造调整阶段的首次大规模岩浆活动,该火山-侵入岩系的形成时限、时空分布规律和地球动力学背景尚有争议,制约了对华北克拉通中元古代构造演化的进一步认识。本次研究在华北中部太岳山地区识别出中元古代英安斑岩,与古元古代花岗质片麻岩围岩呈侵入关系,无明显变质变形。锆石U-Pb年龄分析结果表明,该英安斑岩形成于1.79Ga,属于熊耳期岩浆活动的产物。样品中约90%的锆石显示出~1.92Ga和~2.16Ga两期年龄峰值,推测其为围岩的捕获锆石。英安斑岩SiO_(2)含量为65.12%~66.11%,A/CNK=0.91~1.05,全碱(K_(2)O+Na_(2)O)含量为6.85%~7.28%,Na_(2)O/K_(2)O=0.48~0.54,属于钾玄岩系列。样品稀土元素含量较高,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,富集Rb、Ba、La等大离子亲石元素,与华北克拉通南部地区熊耳期英安-流纹斑岩的地球化学特征完全一致,指示板内伸展环境。太岳山熊耳期英安斑岩的发现,贯通了中条山地区的熊耳群火山岩系、吕梁地区汉高山群和小两岭火山岩系,完善了熊耳三叉裂谷系北支的空间分布范围,是华北克拉通中部地区开启中元古代裂陷作用演化的重要岩浆记录。 展开更多
关键词 英安斑岩 熊耳火山-侵入岩系 三叉裂谷 太岳山 华北克拉通
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华北克拉通中生代幔源岩浆岩放射性元素生热率的时空差异与主控因素
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作者 孟凡超 秦丽媛 +2 位作者 王扬州 刘朋 周瑶琪 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期36-45,共10页
华北克拉通地热资源与中生代岩浆活动关系密切。然而,地热资源的成因、分布与岩浆作用之间的内在联系尚不明确。为研究华北克拉通中生代岩浆活动对地热资源的影响,在厘清中生代幔源岩浆岩期次、岩性、成因和分布的基础上,利用632组幔源... 华北克拉通地热资源与中生代岩浆活动关系密切。然而,地热资源的成因、分布与岩浆作用之间的内在联系尚不明确。为研究华北克拉通中生代岩浆活动对地热资源的影响,在厘清中生代幔源岩浆岩期次、岩性、成因和分布的基础上,利用632组幔源岩浆岩的U、Th、K生热元素数据,计算不同时期岩石放射性生热率,探究华北克拉通中生代幔源岩浆岩放射性生热率时空差异及其主控因素。结果表明:幔源岩浆岩岩石类型是影响生热率的直接因素,霞石正长岩、辉石岩、正长岩和煌斑岩的生热率高于辉长岩、辉绿岩和玄武岩;幔源岩石成因是放射性生热率高低的基础,与伸展构造背景相比,碰撞环境下岩石生热率较高;不同破坏机制下岩石生热率差异较大,热-化学侵蚀岩石圈破坏地区的岩石生热率普遍高于拆沉作用地区。 展开更多
关键词 华北克拉通 中生代 幔源岩浆岩 放射性生热率 地热
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冀北古元古代东瓦窑杂岩体的发现及其对华北克拉通伸展事件的制约 被引量:2
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作者 王金芳 宋宇桐 +4 位作者 李康硕 陆泽芊 刘辰雨 李英杰 陈公正 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期46-60,共15页
华北克拉通的形成时间一直存在分歧,冀北基底隆起区是研究华北克拉通形成演化过程的理想区域。在冀北新发现的东瓦窑古元古代后造山A型花岗岩杂岩体,对揭示华北克拉通的形成时限具有重要启示。以东瓦窑杂岩体为研究对象,开展了岩石学、... 华北克拉通的形成时间一直存在分歧,冀北基底隆起区是研究华北克拉通形成演化过程的理想区域。在冀北新发现的东瓦窑古元古代后造山A型花岗岩杂岩体,对揭示华北克拉通的形成时限具有重要启示。以东瓦窑杂岩体为研究对象,开展了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年龄和_(Hf)同位素研究,讨论杂岩体的形成时代、岩石成因和构造环境。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年表明,东瓦窑杂岩体的正长花岗岩和石英正长岩侵位年龄分别为1920±11 Ma和1902±12 Ma,表明东瓦窑杂岩体侵位于古元古代晚期,并非以前认为的早白垩世。岩石地球化学研究表明,该区正长花岗岩富SiO_(2)(72.07%~75.03%)、Na_(2)O+K_(2)O(8.54%~8.99%)、K_(2)O(5.78%~6.64%)、贫CaO、Al_(2)O_(3)、MgO、P_(2)O_(5)、TiO_(2)、Ba、Sr、Eu、P和Ti。石英正长岩属于碱性系列,富SiO_(2)(66.09%~66.65%)、Na_(2)O+K_(2)O(12.22%~12.35%)、K_(2)O(10.00%~10.18%),贫TiO_(2)、MgO、CaO、Sr、Eu和Ti。正长花岗岩和石英正长岩均具有较高的TFeO/MgO、K_(2)O/MgO、(Na_(2)O+K_(2)O)/CaO值和较高的锆石饱和温度(平均822℃),显示A型花岗岩的地球化学特征。东瓦窑杂岩体形成于后造山伸展环境,为后造山A2型花岗岩。正长花岗岩和石英正长岩的锆石ε_(Hf)(t)值分别为–2.56~+2.42和–3.27~+4.17,模式年龄t_(DM1)分别为2262~2419 Ma和2175~2466 Ma,显示其岩浆主要源于古老地壳物质的部分熔融。东瓦窑古元古代晚期后造山A型花岗岩杂岩体的识别与确定,表明华北克拉通北缘存在古元古代晚期后造山伸展构造-岩浆事件,标志华北克拉通1.92 Ga前后的碰撞造山拼合作用结束,进入后造山伸展演化阶段。华北克拉通的碰撞拼合形成时限可能为1.92 Ga前后。 展开更多
关键词 A型花岗岩 古元古代 后造山伸展 华北克拉通 冀北
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华北克拉通辽宁兴城玄武岩脉LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义
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作者 么丝嘉 王宏伟 +3 位作者 耿建珍 黄雅琪 何登洋 邱昆峰 《地质与资源》 CAS 2024年第3期291-299,279,共10页
华北克拉通中生代期间受古太平洋板块俯冲作用的影响,岩石圈发生大规模的减薄,导致其物理化学性质明显改变.揭示克拉通减薄的机制并约束克拉通破坏时限是地学界的重大科学问题.华北克拉通广泛发育中生代玄武岩,玄武岩作为岩浆作用的产物... 华北克拉通中生代期间受古太平洋板块俯冲作用的影响,岩石圈发生大规模的减薄,导致其物理化学性质明显改变.揭示克拉通减薄的机制并约束克拉通破坏时限是地学界的重大科学问题.华北克拉通广泛发育中生代玄武岩,玄武岩作为岩浆作用的产物,所蕴含的年代学信息可以为岩石圈演化过程提供重要的时间约束.辽宁兴城地区位于华北克拉通的北缘,其内发育的太古宙—中新生代岩浆岩是研究华北克拉通破坏的理想对象.尽管前人对这些玄武岩做了大量的研究,但是对其结束时间仍然存在争论.本文选取兴城地区出露的玄武岩脉为研究对象,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和金红石U-Pb年代学方法,探讨成岩年代学及其地质意义.锆石U-Pb定年结果表明,辽宁兴城玄武岩脉年龄为104.8±6.5Ma,而华北克拉通中生代岩石圈减薄的结束年龄也可推到105Ma左右.此年代学信息为早白垩世晚期华北克拉通大规模岩石圈减薄过程的时限提供了约束. 展开更多
关键词 华北克拉通 中生代 玄武岩脉 锆石U-PB年龄 金红石U-Pb年代学
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华北克拉通减薄的岩浆浅表响应——来自大青山岩体的证据
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作者 王丹阳 李猛兴 +1 位作者 王权 王丽娟 《华东地质》 CAS 2024年第2期173-186,共14页
华北克拉通燕山期岩浆作用是研究克拉通破坏机理的理想载体。文章选择大青山岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及岩石地球化学研究,探讨了岩石成因及其对华北克拉通中部北缘中生代构造-岩浆演化的启示。研究表明,该岩体为似斑状二长花岗... 华北克拉通燕山期岩浆作用是研究克拉通破坏机理的理想载体。文章选择大青山岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及岩石地球化学研究,探讨了岩石成因及其对华北克拉通中部北缘中生代构造-岩浆演化的启示。研究表明,该岩体为似斑状二长花岗岩,锆石U-Pb年龄为(139±1)Ma,为早白垩世早期岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示:岩体明显高硅、富碱且相对富钾,过铝质,贫镁钛磷铁钙;NK/A、全岩锆石饱和温度、P_(2)O_(5)含量、Zr值、FeO^(T)值等指标说明,岩体为过铝质、高钾钙碱性系列高分异I型花岗岩,且富集大离子亲石元素Rb、Th、K,亏损高场强元素Ba、Sr、P、Ti;稀土元素总量偏低,轻稀土元素相对重稀土元素分馏较强,负铕异常明显(δEu=0.08~0.56),具有稀土元素四分组特征;岩体具有明显地壳浅源特征,侵位时代与华北克拉通岩浆作用峰期一致,是克拉通减薄的岩浆浅表响应,与古太平洋板片后撤密切相关。 展开更多
关键词 克拉通破坏 地球化学特征 岩石成因 大青山岩体 华北克拉通
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华北克拉通始太古代演化——来自冀东38亿年片麻岩锆石Hf-O同位素的记录
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作者 吕畅 王浩 +3 位作者 杨进辉 冉静 周宝全 吴亚东 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期689-701,共13页
陆壳成因的研究对了解地球演化具有重要意义,但由于古老陆壳岩石出露有限,目前地球早期陆壳研究还比较薄弱。近期,冀东地区一处新的始太古代岩石记录的发现,为研究华北克拉通内部早期陆壳性质提供了极为重要的对象。本文对冀东卢龙喇叭... 陆壳成因的研究对了解地球演化具有重要意义,但由于古老陆壳岩石出露有限,目前地球早期陆壳研究还比较薄弱。近期,冀东地区一处新的始太古代岩石记录的发现,为研究华北克拉通内部早期陆壳性质提供了极为重要的对象。本文对冀东卢龙喇叭山地区这处新发现的始太古代花岗闪长质片麻岩进行了详细的锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素分析。结果显示该样品中锆石具有自形-半自形晶形、振荡环带的内部结构,较高的Th、U含量以及Th/U比值,显示岩浆锆石特征。7个SIMS分析点给出的加权平均^(207)Pb/^(206)Pb年龄为3776±11Ma(MSWD=3.1),代表了花岗闪长质岩浆的结晶年龄,指示冀东地区存在始太古代结晶基底。这些锆石的O同位素组成(δ^(18)O=5.81±0.13‰)与地幔锆石在分析误差范围内一致,其Hf同位素组成(ε_(Hf)(t)=0.09±0.31)与球粒陨石均一岩浆库类似。这些Hf-O同位素特征显著不同于冀东地区曹庄岩组中发现的始太古代碎屑锆石,说明其不可能作为曹庄岩组变沉积岩的物源区。而华北克拉通内部鞍山地区的始太古代片麻岩中的岩浆锆石与冀东始太古代碎屑锆石在Hf-O同位素特征上最为类似,因此前者是冀东始太古代碎屑锆石最可能的源岩,暗示冀东地区和鞍山地区在始太古代时可能是统一的整体。与全球始太古代岩石记录对比发现,华北克拉通主体与North Atlantic克拉通、Pilbara克拉通和塔里木克拉通等主要克拉通类似,其内部目前发现的最古老岩石都具有与球粒陨石一致的锆石Hf同位素组成,指示大部分始太古代陆壳可能源自一个未发生明显分异的相对原始地幔源区。 展开更多
关键词 华北克拉通 陆壳演化 冀东 锆石 U-PB年代学 HF-O同位素
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华北克拉通地区基于程函方程的面波层析成像
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作者 包晶晶 王未来 +1 位作者 蔡光耀 刘慧杰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期503-519,共17页
利用布设在华北克拉通地区的流动和固定地震台站记录到的地震波数据,使用基于程函方程的面波成像方法获得了整个华北克拉通地区瑞利波15~150 s周期的相速度,并反演了研究区S波速度结构.中长周期相速度结果显示,在上地幔及岩石圈深度范围... 利用布设在华北克拉通地区的流动和固定地震台站记录到的地震波数据,使用基于程函方程的面波成像方法获得了整个华北克拉通地区瑞利波15~150 s周期的相速度,并反演了研究区S波速度结构.中长周期相速度结果显示,在上地幔及岩石圈深度范围内,燕山地区表现为高速特征,华北克拉通中部大同盆地及其以南地区、太行山等区域的低速体与华北盆地的低速体相连,呈现大面积的低速异常,低速体的速度值比青藏高原东北缘的速度值更低;S波速度显示鄂尔多斯岩石圈厚度较厚,克拉通中部和华北盆地岩石圈厚度相差不大,燕山地区岩石圈厚度要厚于华北盆地.本文认为华北克拉通岩石圈破坏存在分区性,克拉通中部和燕山地区均存在一定的克拉通破坏,但破坏程度不同,鄂尔多斯地块北部存在局部克拉通改造,但克拉通稳定性特征依然存在;破坏的主要动力学来源更可能是太平洋板块的西向俯冲.研究发现克拉通中部和东部的强震分布区与克拉通破坏区域重合,大部分强震发生在岩石圈强度边界上,分析认为岩石圈强度的差异是岩石圈强度边界上显示出较高的强震活动性的原因. 展开更多
关键词 华北克拉通 程函方程 面波成像 瑞利波相速度 强震活动性
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华北克拉通古元古代石墨矿成因研究进展与问题 被引量:1
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作者 朱建江 张璐 +1 位作者 杨焰海 刘振宇 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3257-3280,共24页
华北克拉通周缘发育有三条古元古代石墨成矿带,包括东部石墨成矿带(胶-辽-吉造山带)、西部石墨成矿带和南部石墨成矿带。这些石墨矿床占全国储量的74%,是我国晶质石墨矿床的重要产地。本文在广泛收集和分析该地区以往石墨矿床研究成果... 华北克拉通周缘发育有三条古元古代石墨成矿带,包括东部石墨成矿带(胶-辽-吉造山带)、西部石墨成矿带和南部石墨成矿带。这些石墨矿床占全国储量的74%,是我国晶质石墨矿床的重要产地。本文在广泛收集和分析该地区以往石墨矿床研究成果的基础上,对华北克拉通周缘古元古代石墨矿床的分布规律、成因机制、形成时代,及其对地球早期环境演化的启示进行了系统归纳总结,并对存在的关键问题进行了探讨和展望。华北克拉通东部石墨成矿带从北到南石墨矿体主要产出在吉南地区的集安群、辽东地区的辽河群以及胶北地区的荆山群中;西部石墨成矿带中的石墨矿床主要赋存于乌拉山岩群和集宁群中;南部石墨成矿带中的石墨矿则主要出露于华北克拉通南缘太华岩群中。华北克拉通三条石墨成矿带中的石墨矿床具有一定的相似性,都属于区域变质型石墨矿床,含矿岩石都是变质表壳岩,包括含石墨斜长片麻岩、含石墨长英质片麻岩、含石墨透辉麻粒岩、含石墨大理岩等。石墨形态多以鳞片状为主,石墨碳质主要来源于有机物,局部混合有少量的无机碳。这三条石墨成矿带中的含矿岩石具有相似的沉积时代(2.0~2.2Ga)和变质成矿时代(1.8~1.95Ga)。华北克拉通周缘这些古元古代巨量石墨矿床的形成是古元古代生命繁盛的最有力证据,对地球早期环境演化具有重要影响:一方面,有机物的大量埋藏可以导致大气氧含量的升高以及碳酸盐碳同位素正向偏移;另一方面,这些埋藏的有机物在后期俯冲碰撞造山过程中将发生变质脱碳作用,消耗氧气并释放富集轻碳同位素^(12)C的CO_(2),这一过程可能会导致大气氧含量降低以及碳酸盐碳同位素值负向偏移。然而,古元古代巨量有机物的埋藏以及在后期碰撞造山剥蚀风化过程中对地球早期大气的影响具体有多大,还需要我们更多的地质数据来对其进行定量估算。华北克拉通周缘这些形成于古元古代的石墨矿床记录了有机物从埋藏到变质形成石墨的完整过程,是研究这些问题的理想对象,对于我们理解地球早期环境演化过程具有重要的意义。 展开更多
关键词 华北克拉通 古元古代 石墨矿 地球早期环境 大氧化事件
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华北克拉通古元古代条带状铁建造同位素年代学研究进展
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作者 唐荣贞 陈衍景 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3663-3684,共22页
世界超大型富铁矿床多为前寒武纪条带状铁建造(BIF)。其中,70%以上的铁形成于成铁纪(2.5~2.3Ga),规模超过10^(5)Gt的铁建造也主要形成于成铁纪,且为Superior型。然而,华北克拉通BIF总体被视为太古宙(>2.5Ga)Algoma型,缺乏成铁纪甚至... 世界超大型富铁矿床多为前寒武纪条带状铁建造(BIF)。其中,70%以上的铁形成于成铁纪(2.5~2.3Ga),规模超过10^(5)Gt的铁建造也主要形成于成铁纪,且为Superior型。然而,华北克拉通BIF总体被视为太古宙(>2.5Ga)Algoma型,缺乏成铁纪甚至古元古代Superior型BIF。本文系统搜集和分析了华北克拉通BIF的锆石年龄数据,初步确定太华群铁山庙组、荡泽河群铁山岭组、济宁群颜店组、五台群金岗库组、文溪组、柏枝岩组、大青山地区表壳岩系中的BIF形成于成铁纪;粉子山群小宋组、霍邱群吴集组、周集组中的BIF年龄数据跨越了成铁纪-层侵纪界线,但可能属成铁纪;吕梁群袁家村组、水底沟群孔兹岩系中的BIF形成于层侵纪;嵩山群五指岭组、阜平湾子群中BIF形成于造山纪。五台群中BIF属于Algoma型,其他属于Superior型。古元古代早期,生命活动和生物光合作用显著增强,海洋整体由还原向氧化状态过渡,导致大量Fe(Ⅱ)被氧化为Fe(Ⅲ),全球BIF爆发式沉积。华北克拉通BIF赋矿地层碎屑锆石记录了2.99~2.94Ga、2.76Ga、2.54Ga三次主要的岩浆活动及陆壳增生事件,以2.54Ga岩浆活动最强烈。华北克拉通新太古代末期及古元古代早期稳定性较差,不利于大规模克拉通盆地形成,造成了华北克拉通成铁纪BIF铁矿规模小、品位低。 展开更多
关键词 古元古代大氧化事件 BIF型铁矿 锆石U-PB年龄 物质来源 华北克拉通
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华北克拉通吉南夹皮沟新太古代石榴黑云斜长片麻岩的变质P-T-t演化及构造意义
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作者 韩香巧 钱加慧 +3 位作者 卢成森 尹常青 张健 高彭 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3379-3397,共19页
华北克拉通东部陆块新太古代末期的构造体制是近年来备受学界关注的热点议题。本文对地处华北克拉通东部陆块东北部的吉南夹皮沟石榴黑云斜长片麻岩进行了详细的岩相学、矿物化学、变质相平衡模拟、传统地质温压计和锆石U-Pb年代学研究... 华北克拉通东部陆块新太古代末期的构造体制是近年来备受学界关注的热点议题。本文对地处华北克拉通东部陆块东北部的吉南夹皮沟石榴黑云斜长片麻岩进行了详细的岩相学、矿物化学、变质相平衡模拟、传统地质温压计和锆石U-Pb年代学研究,以明确其变质P-T-t演化,探讨构造过程和动力学机制。石榴黑云斜长片麻岩主要由石榴石、黑云母、斜长石、角闪石、石英和少量钛铁矿组成,记录了逆时针P-T轨迹,可以划分为三个变质阶段。岩石第一阶段的矿物组合为黑云母+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿(+熔体)(Bt 1+Pl 1+Amp 1+Qz+Ilm(+L)),记录的温压条件为790~854℃和0.55~0.88GPa,之后通过升压略降温到达压力峰期阶段,在这个过程中角闪石分解、石榴石生长、基质型斜长石的X_(An)值从核到边降低。第二阶段的矿物组合为石榴石+黑云母+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿(+熔体)(Grt+Bt_(2)+Pl_(2)(核部)+Amp_(2)+Qz+Ilm(+L)),相平衡模拟获得该阶段的温压条件为670~745℃和1.10~1.24GPa,传统地质温压计的结果为707~771℃和0.99~1.18GPa,两者可相互佐证,可能代表了岩石的压力峰期阶段。第三阶段的矿物组合为黑云母+斜长石+石英+钛铁矿(Bt_(3)+Pl_(2)(边部)+Qz+Ilm),形成于压力峰期后的降温降压过程,石榴石边部分解形成斜长石,该类斜长石的X_(An)值从核到边逐渐升高。变质锆石U-Pb定年获得2483±8Ma(MSWD=3.2)的年龄,结合稀土配分模式和锆石Ti温度计计算结果,将该年龄解释为岩石压力峰期阶段前的变质时代。考虑到吉南变质地体新太古代末期岩浆活动与变质作用的时间重叠性、区域上的“穹窿-龙骨”构造样式、前人的变质作用资料以及石榴黑云斜长片麻岩记录的升压轨迹,本文认为吉南新太古代末期变质作用与重力凹沉构造有关。 展开更多
关键词 石榴黑云斜长片麻岩 变质P-T-t演化 新太古代 重力凹沉构造 华北克拉通
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