山东新泰孟家屯岩组锆石特征及其年代学意义

本文借助于离子探针技术(SHRIMP Ⅱ),对孟家屯岩组的石榴子石石英岩、含十字石石榴黑云母片岩、斜长角闪岩,以及孟家屯岩组的围岩条带状黑云斜长片麻岩(原岩为英云闪长岩)等进行了锆石年代学测定,并结合阴极发光和背散射电子图像反映出的锆石形态和微区特征,得出不同锆石微区的年龄。经分析有几组年龄值,分别为:2742 Ma和2717 Ma,2695 Ma,2642～2620 Ma。结合笔者其他的研究分析,它们分别代表孟家屯岩组源区岩石年龄、英云闪长岩的侵入年龄、变质作用年龄。在此基础上,较为完整的论述了孟家屯岩组演化历史。本文的同位素年代学资料为鲁西孟家屯岩组最新的资料,尤其是首次获得了孟家屯岩组准确的源区岩石年龄,并且准确地限定了孟家屯岩组的形成时代。对研究孟家屯岩组,以及泰山岩群和整个鲁西的地质演化历史有重要的意义。

鲁西新泰地区孟家屯岩组岩石学、地球化学及原岩特征

孟家屯岩组为鲁西新太古代早期形成的一套表壳岩,代表性的岩石类型为石榴石英岩、黑云母石英片岩、斜长角闪岩等。对这些岩石的岩相学、稀土元素、微量元素地球化学的研究和斜长角闪岩Nd同位素的初步分析,表明孟家屯岩组的原岩建造为一套砂岩、富泥质砂岩和岛弧拉斑玄武岩组合。这一认识对探讨鲁西早前寒武纪地壳的形成和演化特征具有重要意义。

鲁西新泰孟家屯2.7Ga变质沉积岩与黑云斜长片麻岩锆石Hf同位素特征

对出露于山东新泰孟家屯2.7Ga的孟家屯岩组中石榴石石英岩(M08)、含十字石石榴石黑云母石英片岩(D242-Y2)和黑云斜长片麻岩(M03)(TTG质片麻岩)进行锆石Lu-Hf同位素分析。石榴石石英岩锆石核部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.001730～0.002546、0.281249～0.281360,锆石变质边部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.000123～0.002070、0.281241～0.281318;含十字石石榴石黑云母石英片岩锆石核部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.001334～0.002169、0.281226～0.281324,锆石变质边部176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.000445～0.001375、0.281227～0.281309;黑云斜长片麻岩锆石176Lu/177Hf、176Hf/177Hf变化范围为0.000315～0.000847、0.281186～0.281265。孟家屯岩组石榴石英岩、含十字石石榴石黑去母石英片岩中碎屑(岩浆)锆石和黑云斜长片麻岩中岩浆锆石的εHf(t)分别为3.75～7.26、2.31～7.26和3.21～6.27,同时TDM1与其U-Pb年龄非常接近,表明它们起源于新生地壳的部分熔融。结合区域研究资料认为,2.7Ga是鲁西重要的一期构造岩浆热事件,也可能是华北克拉通重要的构造岩浆活动时期。变质沉积岩中许多变质增生锆石相对于核部岩浆锆石低176Lu/177Hf、高176Hf/177Hf,显示变质作用过程中石榴石的存在对锆石的Lu-Hf同位素体系有很大影响。