华北克拉通东南缘中条山陶家窑基性岩墙群U-Pb定年、地球化学特征及其构造环境

基性岩墙是地壳伸展事件的重要示踪剂,被视为超大陆重建的关键指标,研究中条山陶家窑基性岩墙群对于华北克拉通前寒武纪构造演化重建具有一定借鉴作用。年代学和地球化学综合研究表明,该区的岩墙群岩性以辉绿岩为主,具有典型的辉绿结构,主要造岩矿物为斜长石和单斜辉石。锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为1838±32Ma,是该基性岩墙群的结晶年龄。K2O/Na2O比值为0.55~1.89,低碱(K2O+Na2O为4.41%~13.29%),高FeOT(1.08%~10.15%),为拉斑玄武岩系列。高稀土元素含量(65.2×10-6~481.38×10-6),富集Rb、Th、U、Pb等元素,相对亏损Nb、Ta、Zr、Hf等元素,较低的εNd(t)值(-11.04^-2.32),由此推测有地壳组分的加入。岩石中固结指数SI与MgO的含量线性相关性比较强,与SiO2的含量没有相关性,说明MgO对分异结晶趋势起主导作用且发生过比较明显的结晶分异作用。该岩墙群岩浆源区类型为富集地幔(EMⅡ),主要是在源区受到地壳物质的混染。岩浆中地壳物质主要来源于俯冲时陆壳物质的加入,与岩浆结晶分异以及上升过程中地壳混染作用关系不大。综合研究表明,该岩墙群为板内拉斑玄武岩系列,形成于碰撞期后伸展构造环境。

华北克拉通东南缘寒武系底部黑色碎屑岩系的物源分析及其对晚前寒武纪地质演化的约束

华北克拉通东南缘新元古代—寒武纪交替时期黑色碎屑岩系马店组(或称为凤台组)的层序划分、时代归属、物源等基础地质问题仍存在分歧,本文从元素地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学等角度开展综合分析,为合理建立华北克拉通东南缘地层格架及中、新元古代—早古生代构造演化提供重要证据。马店组整套碎屑岩系的绝大部分元素的富集系数(EF值)基本一致;碎屑锆石U-Pb年龄主要集中于2.6~1.0Ga之间,包括~2.5Ga、~2.1Ga、~1.8Ga、1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga等多个年龄峰。马店组整体为寒武纪第二世的被动大陆边缘连续海侵地层;沉积物来源于华北克拉通内部徐淮地区,具有碳酸盐质新元古代盖层物源和非碳酸盐质早前寒武纪变质基底物源的两端元混合作用,其中>1.8Ga碎屑锆石来源于早前寒武纪变质基底,而中元古代碎屑锆石及砂砾级白云质碎屑来源于新元古代盖层,极少量新元古代碎屑锆石来源于新元古代初期基性岩墙群。华北克拉通周缘新元古界—下古生界中丰富的1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga碎屑锆石记录证实至少华北克拉通东缘和南缘曾有与北秦岭地区类似的中、新元古代构造带。该构造带中元古代时强烈地参与了Columbi超大陆裂解和Rodinia超大陆聚合过程,于新元古代初期为华北克拉通周缘盆地的主要物源供给区;约900 Ma可能与华北克拉通开始裂解,至早古生代马店组沉积时期其物源贡献已经完全缺失。