华北克拉通辽宁李家堡子早前寒武纪花岗伟晶岩型铌钽成矿的年龄证据

铌(Nb)、钽(Ta)广泛应用于全球高新科技领域,是不可替代的稀有金属资源,在中国,铌钽属于紧缺战略性矿产。铌钽成矿主要与内生作用有关,国内外目前发现的铌钽矿床几乎都产于过铝质花岗岩、花岗伟晶岩、碱性花岗岩、碳酸岩等侵入体中。国外大型—超大型铌钽矿床主要分布于古老克拉通内部,形成于各类前寒武纪侵入体中,尤其是早前寒武纪花岗伟晶岩中,例如西澳地区2.8 Ga的Wodgina矿床和加拿大2.6 Ga的Tanco矿床(Melcher et al.,2017)。中国目前可供工业利用的铌钽矿床主要分布在华南等地区的过铝质花岗岩和花岗伟晶岩中,主要形成于燕山期,成矿与中国东部显生宙强烈的构造岩浆活动有关。

华北克拉通东部胶北地体早前寒武纪表壳岩系:研究进展与综述

胶北地体是华北克拉通早前寒武纪基底岩系的代表性出露区,变质表壳岩系在该地体的分布较为普遍。由于这些表壳岩系对探究华北克拉通早前寒武纪地质演化历史、资源和表生环境演化等的重要作用,国内外学者从岩石单元划分、时代框架、变质演化、含矿性及对表生环境演化的启示等多个方面开展了研究工作,并取得很多重要的研究进展。但是由于研究者对这些表壳岩系的岩石单元划分提出了多个不同方案,造成了岩石单元定义不清、使用混乱的情况。对表壳岩的岩石类型、空间分布和时间格架的研究,也存在多种不同意见,其中对古元古代变质沉积岩形成时代的争议最大。本文对不同的岩石单元划分方案进行梳理,总结研究进展,并对研究中存在的问题和争议进行讨论,明确未来研究方向。传统观点认为,胶北地体早前寒武纪表壳岩系包括中太古界唐家庄岩群、新太古界胶东岩群以及古元古界荆山群和粉子山群。本文在综述相关研究进展的基础上,结合地质年代学研究结果和野外地质关系发现:(1)唐家庄岩群和胶东岩群的一部分岩石记录太古宙晚期和古元古代两期变质作用,表明这部分岩石的形成时代应该在新太古代之前,但是目前对两个岩石单元的原岩形成时代尚无明确约束;(2)唐家庄岩群变质级别普遍为麻粒岩相,而胶东岩群岩石大多显示角闪岩相矿物组合;(3)分布于昌邑-莱州一带的含铁岩系原来被划归古元古界粉子山群小宋组,一些学者依据新的定年结果提出小宋组的形成时代应该为新太古代(约2.7~2.5Ga),属于新太古界胶东岩群;(4)古元古代(约2.2~2.1Ga)的花岗岩和辉长岩在胶北地体较为常见,呈现双峰式岩浆特征,在一些地区识别出古元古代岩浆岩与小宋组含铁岩系、荆山群野头组变质沉积岩呈侵入接触关系,暗示两个岩石单元的形成时代应该早于~2.1Ga;(5)从野外产状特征来看,胶北地体唐家庄岩群和胶东岩群的很多变质基性-超基性岩的原岩可能并不是火山岩,而是侵入岩。基于胶北地体古元古代岩浆活动、表壳岩系与其底部岩系的接触关系,并综合考虑其沉积、变质和岩浆活动的时代框架,本文认为胶北地体古元古代表壳岩系形成的构造背景为克拉通伸展盆地,代表华北古元古代活动带在胶北地体的早期响应。虽然关于胶北地体早前寒武纪表壳岩系的研究取得很多进展,但由于多期变质变形的叠加改造,表壳岩原始结构和构造已经被后期变形样式置换,对其岩石单元划分、每个岩石单元的岩石组成、区域对比关系、年代学框架和构造含义等多个方面,仍然存在很多问题和争议有待于深入研究。

南羌塘增生楔早前寒武纪岩浆活动及地质意义

羌塘盆地位于可可西里-金沙江缝合带与班公湖-怒江缝合带之间,在龙木错-双湖断裂南侧南羌塘增生楔发现青白口纪侵入岩,为冈瓦纳古陆与劳亚古陆拼合俯冲末期产物,记录了青藏高原原古新特提斯大洋前寒武纪时期构造演化地质信息,为原特提斯洋的扩张提供了重要依据。

海南岛早前寒武纪片麻岩的岩石化学特征和构造意义的初步研究

海南岛九所–陵水断裂以北地区出露的中元古代花岗岩里有早前寒武纪花岗–绿岩地体的残块。片麻岩是英云闪长质–奥长花岗质–花岗闪长质片麻岩(常称TTG岩套或灰色片麻岩)和花岗质片麻岩组合,以低铝片麻岩为特征。岩石化学特征与扬子克拉通的早前寒武纪片麻岩相似,说明海南克拉通在起源上与扬子克拉通有亲缘性。中生代时海南岛地区位于福建以南,因新生代亚洲东南大陆边缘的裂解而与福建分离并向西南漂移。海南岛现今的北东向构造是福建沿海燕山期北北东向构造的南延,因海南岛逆时针旋转了约160˚而形成。片麻岩呈北东向条带状延伸即受这一新生代构造控制。

辽东半岛南部早前寒武纪花岗质岩浆作用的年代学格架

激光ICP MS锆石年龄测定结果显示 ,出露于辽东半岛南部金州地区的太古宙花岗岩形成年龄为 2 4 4 0～ 2 5 0 0Ma左右 ,比辽宁北部—吉林南部大致同时的太古宙花岗岩形成略晚 ,或基本相当。结合其它地质证据 ,上述两者在太古宙可能是相互独立的两个块体 (分别称辽南地块和辽北—吉南地块 ) ,它们在古元古代晚期因造山作用而拼合在一起。古元古代花岗岩形成于两个时期 ,早期形成的条痕状花岗岩侵位年龄为 2 1 60Ma,为辽河群沉积的基底岩石 ;晚期形成的斑状二长花岗岩和角闪辉石正长岩形成于距今约 1 85 0Ma ,标志着辽吉古元古代造山作用的结束。据此 ,可确定辽河群沉积—变质的时限为距今 2 1 60～ 1 85 0Ma ,其演化时间不超过 30 0Ma。

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。

华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代——SHRIMP锆石U-Pb定年

华北克拉通是我国早前寒武纪条带状铁建造(BIF)最重要的分布区。近年来大量锆石定年研究表明,华北克拉通BIF形成于始太古代到古元古代早期,但主要为新太古代晚期(2.50～2.55Ga)。最重要的BIF分布于华北克拉通东部的鞍本、冀东和鲁西地区,沉积环境相对稳定是大规模BIF形成的重要条件。华北克拉通新太古代晚期BIF形成的构造环境还不十分清楚,但可能为岛弧构造环境。BIF明显的时代专属性是地质和大气演化的结果。

怀安蔓菁沟早前寒武纪高压麻粒岩混杂岩带地质特征、岩石学和同位素年代学

华北克拉通北缘中段怀安蔓菁沟高压麻粒岩混杂岩带产在太古宙怀安杂岩南缘与花岗岩带交界处,由高压基性麻粒岩、辉长质麻粒岩、英云闪长质麻粒岩和少量夕线石榴片麻岩相间排列的席状岩层构成,岩层间被高应变带或剪切带分隔。高压基性麻粒岩是石榴辉石麻粒岩。据石榴石斑晶内包裹的早期矿物(Cpx+Q)估算的早期高压变质作用条件:T=800℃,P>1.4GPa。环绕斑晶的后成合晶反应边矿物组合(P1+Opx+Hb+Cpx)的变质条件为:T=820℃,P为0.7～0.9GPa。全岩Sm-Nd等时线年龄2.65Ga,矿物Sm-Nd等时线年龄1.82Ga,锆石U-Pb一致线年龄1.83Ga。高压基性麻粒岩的原岩代表晚太古代陆壳的最下部,大约在2.7Ga从上地幔分异出来,可能经壳下垫托作用加在早期陆壳底部,随后经历高压变质作用。早元古代晚期,由于地壳规模的大型逆冲作用,使其上升,并经受褶皱形变、剪切推覆和退变质等作用的改造,形成高压麻粒岩混杂岩带。

吕梁地区早前寒武纪主要地质事件的年代框架

通过同位素地质年代学研究初步建立的吕梁山地区早前寒武纪主要地质事件的年代格架是:界河口群形成在2600～2400Ma期间。吕梁群近周峪组火山岩形成在2360～2350Ma期间,2124Ma时野鸡山群白龙山组火山岩喷发。赤坚岭杂岩约在2150Ma时侵位,随后发生了钾质花岗岩的侵入(2031 Ma左右),界河口群和吕梁山群都受到这次构造热事件的影响。芦芽山紫苏花岗岩在1800Ma左右侵位。

内蒙古大青山地区早前寒武纪变质岩的锆石Hf同位素组成和稀土模式

本文报道了内蒙古大青山地区早前寒武纪变质岩石的锆石Hf同位素和稀土组成。两个古元古代晚期(1.9～2.1Ga)变质碎屑沉积岩样品中碎屑锆石的n(176Hf)/n(177Hf)c、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为0.281079～0.281502、2548～3000Ma、2612～3153Ma和0.280916～0.281451、2533～2717Ma、2600～3404Ma;一个古元古代早期(2.37Ga)变质辉长岩样品中岩浆锆石的εHf(t)和tDM1(Hf)分别为1.50～6.68和2449～2647Ma,表明大青山及邻区在新太古代晚期—古元古代早期存在强烈的构造岩浆热事件,既有地幔添加又有壳内再循环作用。三个样品的边部变质锆石εHf(t)、tDM1(Hf)和tDM2(Hf)分别为-9.49～3.91、2201～2686Ma、2285～2887Ma;-7.29～-2.42、2350～2540Ma、2499～2740Ma和-5.46～-0.53、2319～2507Ma、2443～2687Ma,Th/U比值普遍小于0.1。与核部锆石相比,边部变质锆石tDM2(Hf)变小,Th/U比值和稀土含量降低,但稀土模式十分类似。研究表明,变质锆石增生边的形成及其Hf同位素、稀土和U—Th组成受核部锆石和变质作用的双重制约。变质增生边的形成至少部分与核部锆石溶解以后的再结晶有关,变质流体起了重要作用。

华北克拉通早前寒武纪桑干构造带的岩石组合特征和构造性质

桑干构造带是一条地壳规模的复杂的逆冲构造带，位于华北克拉通北缘晋冀内蒙交界地区怀安杂岩和恒山杂岩之间。桑干带中剪切形变构造特别发育，有许多强应变带、糜棱岩化带和混合岩化带。桑干带的岩石构成极为复杂多样，但主体是英云闪长质片麻岩和麻粒岩，其地球化学特征与世界上典型地区的灰色片麻岩相似。桑干带的特征之一是高压基性麻粒岩和退变榴辉岩的包体和构造透镜体广泛分布。这些岩石代表最下部地壳，变质压力超过１．４ＧＰａ，其地球化学特征类似太古宙亏损型拉斑玄武岩。它们的大量出现表明晚太古代该区可能存在过一个基性下地壳。桑干带的另一特征是发育大量花岗岩小侵入体和花岗片麻岩。这些花岗质岩石富钾，含有高压麻粒岩和退变榴辉岩包体，与条带状混合岩共生，受剪切构造的控制，单个规模都不大，延续成带，但无较大岩基，其微量元素地球化学特征类似于显生宙碰撞型花岗岩。我们认为，桑干构造带是同一陆块内不同构造单元之间的拆离逆冲褶皱带。在太古宙末沿桑干带发生拆离导致怀安陆块向恒山陆块的逆冲，并将下地壳的岩石组合破坏，其中的一部分高压麻粒岩和榴辉岩被带到了中部地壳。桑干带的发育在２．５～２．１５Ｇａ之间，是华北克拉通构造体制由全活动状态向局部的和线性的活?

泰山地区早前寒武纪主要地质事件与陆壳演化

通过详细的野外地质调查和岩石学、地球化学、同位素年代学工作，建立了鲁西泰山地区地质演化框架：晚太古代早期表壳岩形成（２８４０～２８２０Ｍａ）；晚太古代早期望府山期英云闪长岩侵位和高角闪岩相变质变形改造（＞２７００Ｍａ）；晚太古代晚期绿岩建造形成和高绿片岩相－低角闪岩相变质变形改造（２７００～２６００Ｍａ）；晚太古代晚期大众桥期基性－中酸性岩侵位（２５６０～２５３０Ｍａ）；晚太古代晚期傲徕山期二长花岗岩侵位（２５６０～２５１４Ｍａ）；早元古代初期中天门期中性－中酸性岩侵位（２５１９～２４９０Ｍａ）；早元古代初期摩天岭期二长花岗岩侵位（２４９０Ｍａ）和早元古代晚期红门期辉绿岩侵位（２１００～１８００Ｍａ）。晚太古代早期变质表壳岩和望府山期英云闪长岩在高角闪岩相变质和强烈的变形作用改造下，形成北东向展布的似层状岩系，此阶段称为晚太古代早期阜平期前绿岩陆壳形成和改造阶段（＞２７００Ｍａ）；晚太古代晚期绿岩建造，大众桥期、傲徕山期深成侵入岩系呈北西向展布，且经历低角闪岩相－绿片岩相变质和塑性、韧性变形作用改造，此阶段称为晚太古代晚期陆壳增生和克拉通化阶段（２７００～２５００±２０Ｍａ）；在早元古代深成侵入岩系沿北西向?

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩的地质事件序列

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩是华北克拉通北缘辽北-吉南早前寒武纪变质地块的一个重要组成部分,主要由浑南群石棚子组角闪岩相变质火山岩、火山碎屑岩及相伴生的沉积岩等表壳岩系和侵位于其中的石英闪长质片麻岩、英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质(TTG)片麻岩和花岗闪长岩-二长花岗岩-钾长花岗岩岩石组合组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果显示,侵位于表壳岩中的石英闪长质片麻岩样品12LN39-3的岩浆结晶年龄为2571±7Ma,指示存在老于该年龄的表壳岩系。英云闪长质片麻岩样品12LN04-1和奥长花岗质片麻岩样品13LB49-3的岩浆结晶年龄分别为2544±4Ma和2550±10Ma,记录了一期重要的英云闪长质-奥长花岗质片麻岩侵位事件。斜长角闪岩(样品12LN25-2)的岩浆结晶的最小年龄为2530±5Ma,指示另一火山喷发阶段。晚期钾长花岗岩样品12LN01-1和奥长花岗质片麻岩样品12LN27-1分别侵位于2522±4Ma和2518±23Ma,说明它们的岩浆作用发生于同一时期。而采自于晚期未变形侵入体的石英闪长岩样品12LN30-2的岩浆结晶年龄为2496±18Ma,与上述表壳岩和深成侵入体的主要变质作用(2510~2470Ma)同期发生。这些年代学结果表明,抚顺南部地区新太古代大规模的铁镁质火山喷发作用在大于2571±7Ma已经发生,紧接着2571±7Ma发生石英闪长质岩浆侵位,在2550±10Ma^2544±4Ma之间发生英云闪长质-奥长花岗质岩浆侵位。接下来铁镁质火山再度喷发(~2530±5Ma),随后为钾长花岗岩和奥长花岗质岩浆的侵位(2522±4Ma^2518±23Ma)。晚期为角闪岩相变质作用时期(2510~2470Ma),伴随一定规模的石英闪长岩侵位。

华北克拉通早前寒武纪基性火山作用与地壳增生

大量的年代学资料表明,华北克拉通在早前寒武纪阶段有两个主要的基性火山活动时期,一期发生在2.7Ga左右,另一期发生在2.5Ga左右,代表了两期强烈的地壳增生事件。太古宙末期基性火山岩的分布、地球化学特征、基性火山岩与其他岩石的关系和组合特征表明,华北克拉通在新太古代时期,在陆块之间基性火山岩的喷溢使地壳面积增大并把原本分离的小陆块拼合到一起,造成地壳的增生。在陆块内部,地壳的增生主要通过地幔柱的方式进行,在较均匀的地壳部分主要通过基性岩浆的垫托方式使地壳增厚,部分岩浆侵位到地壳较浅部位,甚至溢出地表。这两种地壳增生方式是相辅相成的,它们的联合作用形成了太古宙末的华北古大陆。

胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件、陆壳增生及演化

早前寒武纪重大岩浆事件是早期陆壳增生及演化的主要地质作用。本文通过系统总结最近几年胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件代表性岩石的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究的最新成果,厘定出太古宙～2.9Ga、2.7Ga及2.5Ga三期以TTGs岩浆事件为代表的陆壳增生事件。这些TTGs具有典型太古宙高铝TTGs的地球化学特征及正的εHf（t）值,锆石Hf模式年龄主要集中在ca.3.2～2.7Ga。两种不同的构造模式被用来理解胶北太古宙TTGs（陆壳）的成因：（1）加厚基性下地壳的部分熔融;（2）俯冲洋壳的部分熔融。根据胶北TTGs在时间上呈事件性侵位,空间上呈面状分布,以及相对较低的Mg#、Cr及Ni含量,前者可能更适合胶北TTGs的成因。确定了胶北古元古代2.2～2.0Ga黑云母/角闪石二长花岗片麻岩及～1.8Ga以二长（正长）花岗岩为代表的多期陆壳重熔事件。综合这些研究结果,初步总结出胶北早前寒武纪陆壳形成及演化历史：1）〉2.9Ga,主要为基性地壳（洋壳）的增生,并可能存在规模有限的、被剥蚀殆尽的太古宙早期陆壳;2）在～2.9Ga、～2.7Ga及～2.5Ga,由于地幔（热）柱上涌,ca.3.3～2.7Ga新生的加厚基性玄武质下地壳发生事件性部分熔融,并伴随有早期陆壳的重熔,形成主要由TTGs及少量陆壳重熔型（高钾）花岗岩组成的太古宙陆壳;3）ca.2.2～2.0Ga,可能由于地幔物质上涌,陆壳伸展,形成裂谷,陆壳物质重熔,形成ca.2.2～2.0Ga花岗质岩石;4）ca.1.95～1.85Ga,发生强烈的挤压碰撞构造作用,裂谷闭合,卷入挤压作用的物质发生高角闪岩相到高压麻粒岩相变质;5）～1.8Ga,地幔物质上涌,陆壳伸展减薄,陆壳物质重熔,形成～1.8Ga花岗岩。

冀西北麻粒岩区早前寒武纪主要地质事件的年代格架

本文通过年代学资料和其它地质依据建立了冀西北及邻区麻粒岩地体早前寒武纪主要地质事件的年代格架。早期的基性火山喷发事件发生在2868—2932Ma期间,形成本区的早期地壳。在2761Ma左右发生了大规模的TTG岩浆侵位事件,在2650Ma时发生了基性岩浆侵位,使地壳加厚。在2561—2503Ma期间,花岗闪长质岩浆在本区广泛侵入,使地壳进一步加厚。2477—2461Ma期间,紫苏花岗岩以岩株形式侵入,同时发生区域麻粒岩相变质,早期地壳受到改造。大约在2300Ma时发生第二阶段的麻粒岩相变质。此后,在2144—2087Ma期间红色花岗岩侵位,形成花岗岩带。

鲁西地块早前寒武纪构造-岩浆活动区划及演化的新认识

以野外区域地质调查为基础 ,结合前人的岩石学和年代学成果 ,根据地壳构造层次划分、构造作用及岩浆活动特征 ,探讨了鲁西地块的前寒武纪构造演化格局。鲁西地块的构造 -岩浆岩区可以划分为 :西部的TTG类岩区和东部的片麻状二长花岗岩区。TTG类岩石是鲁西地块新太古代陆壳岩浆活动的产物 ,片麻状二长花岗岩是TTG类陆壳岩浆活动之后在新太古代晚期发生的大规模陆壳增生活动形成的。贯穿两个构造 -岩浆岩区之间的多条北西向韧性剪切带表明鲁西地块在新太古代末发生的地壳加厚是两个岩区通过多条韧性剪切带挤压叠置实现的陆壳加厚作用所致。TTG岩区和片麻状二长花岗岩区内广泛发育的元古代未变形未变质的酸性岩脉和基性岩墙群表明鲁西地块在新太古代末两个岩区已经焊接在一起 ,进入元古代以后 ,鲁西地块完全克拉通化 ,具有刚性板块的特征。

晋冀内蒙交界地区麻粒岩地体中两条花岗岩带及其对早前寒武纪地壳生长的意义

晋冀内蒙太古宙地区大面积出露的是英云闪长质片麻岩，也有一些花岗质片麻岩或混合片麻岩，以及很有限出露的紫苏花岗岩。两条线性分布而不是面状分布的花岗岩带引人注目的在区内穿过，无论在产状、构造、围岩特征和岩石组合特征上都在华北克拉通与众不同。这两条花岗岩带在本文中分别被称为凉城－土贵乌拉石榴花岗岩带和桑干钾质花岗岩带。凉城－土贵乌拉石榴花岗岩带发育在孔兹岩系内部，沿韧性剪切带及其两侧分布。岩带的中间部位，断断续续出露一系列的变质辉长岩－辉石岩的透镜体。在石榴花岗岩带的外侧，则与孔兹岩在成分、矿物组成、结构构造上逐渐过渡，没有明确的截然界限。石榴花岗岩与孔兹岩有密切成因联系，具有陆内Ｓ型花岗岩的地球化学性质。桑干构造带花岗岩带是以花岗岩为主的古老剪切带，其内构造混杂有包括高压麻粒岩和退变榴辉岩的不同岩片和透镜体。该带分隔了怀安古陆和恒山古陆。钾质花岗岩以一系列的岩席、岩株和小侵入体，从山西繁峙县向北东一直到河北宣化县，断续相连，北东东向延伸近２００ｋｍ，延伸方向与区域片麻理和主构造线方向一致。它们的常量和微量元素地球化学性质与显生宙碰撞型壳熔花岗岩相似。在空间分布上明显受桑干构造带控制。本区两条线状分布的花岗岩带，?

华北克拉通乌拉山地区早前寒武纪岩浆作用和变质作用——锆石SHRIMP U-Pb定年及岩石地球化学研究

乌拉山地区位于大青山地区西侧,变泥砂质岩石大范围出露,并有一定数量变质岩浆侵入岩存在。本文对6个变质岩浆侵入岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年。片麻状闪长岩、片麻状英云闪长岩、片麻状花岗闪长岩和片麻状紫苏花岗岩等4个样品的锆石U-Pb数据点沿谐和线分散分布,n(^(207)Pb)/n(^(206)Pb)年龄从约2.5Ga到约1.8 Ga。变质辉长岩和眼球状石英二长岩锆石U-Pb数据点在谐和线上较集中分布,n(^(207)Pb)/n(^(206)Pb)年龄从约2.0Ga到约1.8 Ga。n(^(207)Pb)/n(^(206)Pb)年龄越小的锆石域通常显示越强烈的重结晶。结合已有研究和地球化学资料,可得出如下结论。(1)乌拉山地区存在新太古代晚期(约2.5 Ga)和古元古代中晚期(约2.0 Ga)岩浆侵入岩,后者形成于伸展构造环境。(2)乌拉山地区遭受新太古代晚期一古元古代早期和古元古代晚期两期构造热事件叠加改造。(3)乌拉山地区部分变泥砂质岩石形成于新太古代晚期,大青山地区原认为形成于古元古代早期的"大青山表壳岩"很可能也形成于新太古代晚期。(4)乌拉山地区和大青山具有类似或相同的早前寒武纪地质演化历史。

阿尔金山阿克塔什塔格早前寒武纪岩浆活动的年代学证据

在阿尔金山阿克塔什塔格曾测得3605±43Ma的单颗粒锆石U-Pb年龄数据,获得了古老地壳存在的同位素年代学信息。近年来根据野外的实际资料,建立了早前寒武纪岩浆活动的相对序列,这些热事件序列可分为早期花岗岩和二长花岗岩侵入体、英云闪长岩侵入体(赋存有斜长角闪岩的包体)、奥长花岗岩、基性岩墙群和石英二长岩脉等。目前除斜长角闪岩包体和基性岩墙群尚未获得同位素年龄外,其他各期侵入体均已获得单颗粒锆石U-Pb测年数据。在野外建立热事件相对序列的基础上,通过单颗粒锆石U-Pb法测年和Sm-Nd同位素示踪研究,初步建立了该区早前寒武纪岩浆活动的年代格架:石英二长岩(脉):1825±23Ma,T_(DM)=2920Ma;奥长花岗(片麻)岩:2374±10Ma,T_(DM)=3460Ma;英云闪长(片麻)岩:2604±102 Ma,T_(DM)=3063Ma;二长花岗(片麻)岩:3096±17Ma,T_(DM)=2978Ma;花岗(片麻)岩:3605±43Ma,T_(DM)=3528Ma。根据上述年代学和钕同位素地球化学资料,证明阿克塔什塔格是我国西部最古老的地壳出露区,在太古宙3.5～3.6Ga和3.0～3.1Ga时期各有一次造壳活动,而太古宙末约2.6Ga则表现为地壳的活化再造。阿尔金山阿克塔什塔格不仅是我国西部最老地壳出露区,也是早前寒武纪岩浆事件序列保存最完整的地区。该区早前寒武纪岩浆活动序列和年代格?