登封地区早前寒武纪地壳演化—地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩(BIF)组成,变质原岩主要为基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩。3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69Ga残余锆石。它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79Ga和0.51～4.41。嵩山群主要由石英岩和片岩组成,经受绿片岩相变质。石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥砂质岩石中存在大量2.1～2.3Ga碎屑锆石明显不同。石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65Ga,最大达3.26Ga。会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55Ga、2.53Ga、2.51Ga和1.78Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638Ma残余锆石,并有～2.51Ga变质增生边存在。花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80Ga(钾质花岗岩样品除外)。根据研究,可得出如下结论和认识:①登封群形成于新太古代末期(2.51～2.53Ga),与前人认识一致。②不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围(2.50～2.55Ga),结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关。③在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分。④可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45Ga之间,与五台地区高凡群(2.14～2.47Ga)或滹沱群(2.08～2.14Ga)对比。⑤石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物。