赣南铁山垅钨矿田花岗斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

赣南铁山垅钨矿田位于南岭钨锡多金属成矿带东段,已探获黑钨矿资源量超10万吨。铁山垅复式岩体包括主体似斑状黑云母花岗岩和补体细粒二云母花岗岩两部分,花岗斑岩呈脉状分布。矿田内花岗岩具有相似的地球化学特征,都属过铝质高钾钙碱性花岗岩类,表现出高硅、富铝、富碱、高钾、富成矿元素(W、Sn、Cu、Mo)和亏损Ba、Sr、Ti、P、REE、Eu,稀土配分曲线呈典型的“海鸥式”分布和M型四分组效应等特征。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗斑岩^(206)Pb/^(238)U年龄为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成岩时代属晚侏罗世。锆石的n(^(176)Lu)/n(^(177)Hf)=0.000973~0.001989,f_(Lu/Hf)=-0.97~-0.94,ε_(Hf)(t)=-17.9~-10.3,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86~2.33 Ga,显示原岩为古元古代地壳。综合分析认为,铁山垅矿田岩浆活动可划分为170~155 Ma、155~150 Ma、150~145 Ma三个阶段,钨锡矿成矿主要集中在第二阶段,且第三阶段花岗斑岩与铜多金属矿成矿关系密切,推测铜岭矿区深部具有较大的找矿前景。

辽东地区赛马碱性杂岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其对构造背景的制约

通过LA-ICP-MS测得辽宁赛马地区浅肉红色霞霓正长岩中的锆石U-Pb年龄为225.8±1.9 Ma,赛马碱性杂岩的侵位时代为晚三叠世。地球化学分析表明,霞霓正长岩SiO_(2)含量为55.87%~60.88%,Na_(2)O为0.41%~5.32%,Al_(2)O_(3)为17.81%~19.53%,K_(2)O为9.46%~11.91%,MgO为0.46%~1.36%,里特曼指数为7.54~17.01;稀土元素总量较高,高于300×10^(-6),强烈富集轻稀土元素,(La/Yb)N值大于10,个别达到100以上;亏损Nb、Ta、P等高场强元素,富集Rb、Th等大离子亲石元素,总体表现出富碱性岩石特征。锆石ε_(Hf)(t)值为-13.37~-9.30,对应的两阶段Hf模式年龄T_(DM2)为2102~1855 Ma。通过岩石成因分析和构造环境判别,赛马碱性杂岩可能形成于由俯冲挤压向陆内伸展、拉张转换的动力背景下的下地壳(或上地幔)部分熔融。赛马碱性杂岩侵位时代(225.8±1.9 Ma)可能代表了华北克拉通北缘岩石圈开始伸展减薄的时间,也是郯庐断裂形成的时间。

皖南伏岭A型花岗岩的成因——地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu—Hf同位素特征

伏岭花岗岩体,位于江南造山带东段的皖浙相邻区,岩浆岩沿着近北东向的宁国—绩溪深大断裂断分布。笔者等对伏岭岩体鱼龙川(γ_(5)^(3-2))单元花岗岩开展了系统的全岩岩石地球化学、LA-ICPMS锆石U-Pb同位素年龄和锆石原位Lu—Hf同位素地球化学研究,结果表明,花岗岩的侵位年龄为131.8±0.9 Ma,富硅、富碱、贫钙、贫铁,具有较高的Rb、Th、U、Ga、Zr和Y含量,较低的Sr、Ba和Nb含量,稀土配分曲线呈现典型的“海鸥式”分布特征,显示强烈的负Eu异常;微量元素原始地幔标准化蛛网图显示明显的Ba、Sr、Nb的负异常。其高SiO_(2)含量和Rb/Sr值、低Ba、Sr含量具备江南造山带东段皖南地区A型花岗岩的典型特征。岩体具有同源岩浆演化特征,源区可能存在磷灰石、钛铁矿的分离结晶作用,而辉石类的分离较少。伏岭岩体主要来源于地壳中镁铁质岩石的部分熔融,其地球化学特征继承于源岩。锆石ε_(Hf)(t)变化范围较小,均在-7.0~-4.6之间,二阶段模式年龄(TDM2)为1478~1630 Ma,伏岭花岗岩可能由中元古代古老下地壳部分熔融形成。伏岭岩体的形成可能受到碰撞作用的影响,岩体形成于后碰撞期,中元古代的基底岩石被大范围的熔融,从而产生了伏岭A型花岗岩。

MOS器件Hf基高k栅介质的研究综述

随着金属氧化物半导体(MOS)器件尺寸的持续缩小,HfO2因其介电常数(k)高、带隙大等特点,成为取代传统SiO2栅介质最有希望的候选材料.本文综述了Hf基高k栅介质薄膜的近年的研究进展.针对HfO2结晶温度低、在HfO2薄膜和Si衬底间易形成界面层导致漏电流大、界面态密度高、击穿电压低等问题,回顾了最近论文报道的两种策略,即掺杂改性和插入缓冲层.接着举例讨论了Hf基材料从二元到掺杂氧化物/复合物的演变、非Si衬底上淀积Hf基高k栅介质、Hf基高k栅介质的非传统MOS器件结构,为集成电路(IC)中MOS器件的长期发展提供一些思路.

宁芜矿集区多阶段火山作用岩浆源区的转变:来自侵入岩锆石Hf-O同位素特征的记录

宁芜玢岩型铁矿矿集区是中国东部重要的铁矿矿集区之一。宁芜矿集区在早白垩世135~126 Ma间连续发育了成分和源区相似的4组火山作用旋回,并伴随有两大类侵入岩发育:一类为辉石闪长玢岩-闪长玢岩,与玢岩型铁矿床的形成密切相关,主要发育于大王山火山旋回晚期(约131 Ma);另一类为花岗岩类侵入岩,形成于铁矿化之后,成岩时代与姑山和娘娘山火山旋回相近(130~126 Ma)。两类侵入岩源区的差异与联系目前尚未揭露。本次研究通过对两类侵入岩锆石年代学、Hf-O同位素特征的研究,区分了不同侵入岩源区差异。结果表明,与成矿母岩同旋回侵入岩锆石的δ^(18)O集中于6.0‰~6.5‰,εHf(t)集中于-6.0~-5.0;成矿后形成的花岗岩类侵入岩锆石的δ18O集中于7.0‰至8.0‰,ε_(Hf)(t)分布于-8.7~-1.2。结合前人研究,区内岩浆活动存在有富集地幔、太古代地壳和新元古代地壳3个岩浆源区,4个火山作用旋回的岩浆源区在130 Ma左右发生了改变。130 Ma之前的龙王山和大王山火山旋回的岩浆岩源区主要为受太古代地壳混染的富集地幔,而130 Ma之后的姑山和娘娘山火山作用旋回的岩浆岩源区主要为受新元古代地壳混染的富集地幔。多阶段火山作用中只有大王山旋回的闪长玢岩与玢岩型铁矿的形成有关。相比较其他火山旋回,大王山旋回具有更高的富集地幔组分以及更少的新元古代地壳的混染。因而,岩浆中较高比例的富集地幔含量是控制玢岩型铁矿形成的关键因素之一。

东秦岭伟晶岩型高纯石英矿地球化学、锆石U-Pb及Hf同位素研究:对高纯石英找矿方向的探讨

[研究目的]高纯石英是战略性新兴产业的关键基础材料,是世界稀缺的战略性矿产资源。目前美国以Spruce-Pine花岗伟晶岩作为原料生产的4N8及以上高端石英砂产品几乎垄断国际市场。东秦岭4N级伟晶岩型高纯石英矿点的发现为研究高纯石英形成机制、实现找矿突破和建立成矿模型提供了难得的机遇。[研究方法]通过对东秦岭新发现的伟晶岩型高纯石英矿点开展野外调查,并与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩开展岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学和Hf同位素等方面的对比研究。[研究结果]东秦岭10号高纯石英矿形成于早泥盆世,锆石U-Pb年龄为(406.8±0.8)Ma,稍早于美国Spruce-Pine的高纯石英花岗伟晶岩形成时代。东秦岭高纯石英矿点伟晶岩与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩形成温度均为600℃左右。东秦岭高纯石英矿点伟晶岩与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩具有相似的岩石地球化学特征,表现I型花岗岩和高分异演化特征,源区物质来源既有下地壳,也有幔源物质。仅通过对东秦岭高纯石英矿点伟晶岩和灰池子花岗岩体空间关系、形成时代和岩石地球化学特征,是不足以完全反演源区特征及成岩成矿过程,对于东秦岭高纯石英矿点伟晶岩和灰池子花岗岩体是否存在同源演化仍需要进一步研究。[结论]东秦岭与美国Spruce-Pine高纯石英矿床在花岗岩类型、岩浆特征和形成温度等方面具有相似性,为进一步揭示高纯石英成矿地质背景和实现找矿突破提供理论依据。

辽北地区克拉通与造山带边界的限定:来自晚古生代-早中生代花岗质岩石锆石Hf同位素证据

华北地块北缘主要由北侧白乃庙弧带和南侧华北克拉通组成,尽管白云鄂博-多伦-赤峰-开原断裂被认为是克拉通与造山带边界,但在辽北地区该断裂带的具体位置并不明确。华北克拉通与白乃庙弧不同的基底属性和演化历史导致了两大构造单元内岩浆岩(主要为中酸性岩石)具有不同的Nd-Hf同位素组成。本文以辽北地区广泛出露的晚古生代—早中生代花岗质岩石为研究对象,通过对其进行年代学和Hf同位素研究,以此来限定辽北地区克拉通与造山带的边界位置。研究结果表明:位于白乃庙弧与华北克拉通北缘之上的石炭纪和二叠纪—早三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成具有明显差异,具体表现为前者ε_(Hf)(t)值均为正值且平均地壳模式年龄T^(C)_(DM)普遍小于1.0Ga,后者ε_(Hf)(t)值均为负值且平均地壳模式年龄T^(C)_(DM)普遍大于2.2Ga。尽管中三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成变化范围较大且有少量区域重合,但总体上仍表现出不同的特征。本文通过对比辽北地区石炭纪-中三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成,结合太古宙-古元古代变质结晶基底岩系的分布范围,初步限定了辽北地区古老克拉通(华北克拉通)与年轻造山带(白乃庙弧)的边界位置:阜新北约60km-彰武西南部-新民北部-法库南部-铁岭西部-开原东部-清河断裂。

Hf-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的制备工艺及其研究发展现状和应用发展趋势

铪硅(Hf-Si)金属间化合物具有较高的力学性能,优异的耐磨性和抗氧化性。Hf-Si金属间化合物主要有Hf_(2)Si, Hf_3Si_(2),Hf_(5)Si_(4),HfSi和HfSi_(2)。陶瓷具有较高的力学性能,优异的耐磨性和抗氧化性。Hf-Si金属间化合物可与陶瓷结合制备Hf-Si金属间化合物/陶瓷复合材料。笔者阐述了Hf-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的制备工艺、物相组成、显微组织、力学性能、耐磨性和抗氧化性,还阐述了Hf-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势,并对其未来的研究发展趋势进行了分析和展望。

川西九龙白台花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其稀有金属成矿意义

为揭示川西九龙白台花岗岩成因及其与稀有金属成矿的关系,笔者等对白台花岗岩开展了岩相学、岩石地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、锆石微量元素地球化学、Hf同位素地球化学测试。结果显示,白台黑云母二长花岗岩具高SiO_(2)(69.01%~70.55%)、高K_(2)O(3.86%~4.99%)、高碱(K_(2)O+Na_(2)O=7.41%~8.18%),低CaO(1.49%~2.2%)、低MgO(0.44%~0.57%)等特征,里特曼指数σ=2.03~2.43,A/CNK=1.07~1.14,为弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;微量元素特征显示相对富集Rb、K等大离子亲石元素,相对亏损Nb、P、Hf等高场强元素;球粒陨石标准化的稀土元素配分模式为明显的轻稀土富集和重稀土亏损的右倾型。白台黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(213~212)Ma,ε_(Hf)(t)值为-7.4~-1.1,Hf同位素二阶模式年龄T_(DM2)为(1.6~1.2)Ga。研究结果表明,白台花岗岩形成于后碰撞伸展背景,是在松潘—甘孜地块遭受挤压碰撞后,增厚的岩石圈地幔拆沉,软流圈地幔物质上涌后发生减压熔融形成的晚三叠世I型花岗岩。同时,笔者等认为白台伟晶岩型铍矿床与白台花岗岩密切相关,是该花岗岩体残余岩浆热液分异的产物。

海南岛雷鸣盆地鹿母湾组碎屑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成:对物源及构造环境的启示

海南岛雷鸣盆地鹿母湾组的确切沉积时限和沉积物来源是研究的空白区域。本文选取雷鸣盆地鹿母湾组作为研究对象,通过全岩地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析,旨在限定其沉积时限及物质来源,并探讨其沉积构造环境。鹿母湾组碎屑沉积岩的最年轻碎屑锆石年龄峰(113.3 Ma)与侵入其中的花岗闪长岩岩体年龄(~107 Ma)限定鹿母湾组沉积时限为109.9~113.3 Ma。全岩地球化学研究表明,鹿母湾组碎屑沉积岩的分异指数(ICV)为0.78~1.52(平均值0.96)、化学风化指数(CIA)为51.11~73.45(平均值65.27),反映其源区岩石具有中等成熟度并经历了弱的化学风化作用。结合微量元素、稀土元素含量及相关比值(如La、Th、Sc、Zr、Hf、∑REE及δEu)、源区判别图和构造环境判别图解,本文认为鹿母湾组碎屑沉积岩可能沉积于活动大陆边缘相关的盆地,主要来源于同时代的长英质火山岩或火山物质,少量碎屑来自华南内陆和海南岛早古生代岩浆岩。

西秦岭天水地区志留纪利桥花岗岩的岩石成因——来自地球化学和锆石U-Pb年代学与Hf同位素的约束

花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富碱的特征,其铝饱和指数A/CNK值介于1.01~1.16之间,属于弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。利桥花岗岩富集K、Ba等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示具有俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征。利桥花岗岩具有较低的Mg#值(25~41),且La/Yb-La、La/Sm-La图解显示该花岗岩在形成明显与部分熔融作用相关,此外岩体中的镁铁质微粒包体和正的锆石εHf(t)值,表明这些花岗岩在形成过程中有幔源物质的贡献。结合区域地质背景,我们认为利桥花岗岩是弧-陆碰撞前俯冲洋壳中先存的基性岩或新生地壳发生部分熔融所致,当然也不排除其为大陆边缘弧增厚下地壳部分熔融的产物。

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段(以下简称马五段)上部发育两层凝灰岩,通常作为地层划分的区域标志层,研究凝灰岩锆石年龄能厘定马家沟组年代地层格架并确定其沉积期的构造背景。对盆地S148井和T56井马五段凝灰岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年及Hf同位素特征分析,得到两组锆石年龄458.4±2.4 Ma和460.9±2.9 Ma,将马家沟组沉积期厘定为中奥陶统达瑞威尔阶—上奥陶统桑比阶。锆石微区原位Hf同位素测试点n(176Hf)/n(177Hf)值变化范围为0.282687~0.280820,εHf(t)值在6.67~11.32之间,二阶段模式年龄变化范围为720~1024 Ma。对比盆地周缘凝灰岩锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征,认为马家沟组凝灰岩可能来自于盆地西南方向的北秦岭和/或北祁连造山带,凝灰岩就位前北秦岭洋和/或北祁连洋开始向北俯冲消减进入洋陆转换阶段,中奥陶世晚期盆地西南缘开始转化为活动大陆边缘。

Ta-W/Hf合金的结构稳定性及力学性质的第一性原理计算

Ta-W/Hf合金具有高熔点、高密度、高延展性等性质,在核电、武器装备等关键零部件中发挥着重要作用,本研究基于密度泛函理论的第一性原理方法,构建不同掺杂含量下的Ta-W/Hf合金模型,计算Ta-W/Hf的晶格常数、结合能、弹性常数、弹性模量、泊松比、维氏硬度、电子态密度等性质参数,分析W、Hf掺杂元素对Ta合金稳定性及力学性能的影响.结果表明:Ta-W合金的晶格常数、弹性常数、体模量、杨氏模量、剪切模量均随着W含量的增加而增加;然而Ta-Hf合金的相关性质参数变化趋势则相反.同时,结合能及电子态密度结果表明Ta-W合金的稳定性与W含量呈正相关;Ta-Hf合金的稳定性随着Hf含量的增加而降低,但Hf的添加对Ta合金的各向异性趋势变化影响显著,且Hf可以明显提高Ta合金的韧性.

粤北黄沙桥铀矿床花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及岩石地球化学和地质意义

黄沙桥铀矿床位于诸广山岩体南部,处于城口矿集区西侧。本文针对黄沙桥铀矿床赋矿花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、Hf同位素及地球化学组成测定,结果显示:中粗粒斑状黑云母花岗岩和中细粒斑状黑云母花岗岩年龄分别为152.8±1.1 Ma和154.0±1.4 Ma。元素分析结果表明:两类黑云母花岗岩均具富硅、富碱、高K_(2)O/Na_(2)O值和低CaO/Na_(2)O值等特征,二者皆具有较一致的稀土、微量分配曲线特征;均相对富集大离子亲石元素Rb以及高场强元素Th、U、Hf,明显亏损Ba、Nb、Ti等元素;两者均具明显轻重稀土分馏特征,稀土配分曲线呈“右倾型”以及明显的Eu负异常;两类黑云母花岗岩均具有较低εHf(t)值(-15.24~-8.96和-13.60~-9.65),二者古元古代的模式年龄为2171~1778 Ma和2063~1821 Ma。两类黑云母花岗岩均属于强过铝质S型花岗岩,主要由富黏土的泥质沉积岩部分熔融而来。二者均为燕山期岩浆活动的产物,是在太平洋板块俯冲导致的伸展构造背景下,由古元古代为主的地壳源区低程度部分熔融的方式形成。

内蒙古黄土窑地区古元古代辉石正长岩的锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石成因

华北克拉通中部造山带古元古代构造演化一直是前寒武纪地质研究的热点问题,尤其是最后一期造山碰撞的性质,一直存在多种解释。本文对出露于黄土窑地区、侵入怀安片麻岩中的古元古代辉石正长岩进行了锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石地球化学研究。辉石正长岩侵位时代为~1830Ma,并捕获了围岩中~1.92Ga的变质锆石及~2.4Ga的岩浆锆石。辉石正长岩贫硅、高钠钾,轻重稀土分馏明显,无Eu异常,Rb、Ba、K等大离子亲石元素相对富集,Th、U、Nb、Ta等高场强元素相对亏损。辉石正长岩εNd(t)-5.2~-5.9,Nd亏损地幔模式年龄(t DM)为2.56~2.61Ga,所有锆石的Hf同位素一阶模式年龄为~2.5Ga,二阶段模式年龄为~2.7Ga,其中~1824Ma岩浆锆石的Hf同位素相对富集(εHf(t)-11.3~-2.1)。岩石地球化学及同位素证据指示辉石正长岩源自与其围岩TTG源区类似的中下地壳的部分熔融,并较少受到地幔物质的影响。本文研究为限定华北克拉通古元古代最后一期碰撞挤压-抬升的时限、规模及形式提供了新的证据。

燕辽裂陷槽基底陆壳生长事件——来自长城系碎屑锆石U-Pb年龄和Lu—Hf同位素的启示

华北克拉通大陆地壳生长已有大量研究,但对于被巨厚沉积盖层覆盖的燕辽裂陷槽基底地壳生长的问题前人讨论较少。笔者等以燕辽裂陷槽基底之上的长城系沉积岩为研究对象,统计了燕辽裂陷槽内长城系地层中碎屑锆石年龄频谱和Lu—Hf同位素数据,探讨长城系地层沉积年龄、碎屑锆石沉积源区和地壳生长事件等科学问题。同位素年龄将燕辽裂陷槽长城系沉积年龄约束为1680 Ma,代表着燕辽裂陷槽的开启时间。燕辽裂陷槽长城系碎屑锆石年龄频谱主要显示为2.7~2.5 Ga和2.2~1.9 Ga两个阶段,Hf同位素ε_(Hf)(t)表现为高的正值区间0.1~34.6。通过对比长城系碎屑锆石与华北克拉通结晶基底的U-Pb定年、Lu—Hf同位素ε_(Hf)(t)和T_(DM2)模式年龄数据,推测燕辽裂陷槽长城系沉积物源为燕辽裂陷槽下伏基底。结合碎屑锆石U-Pb定年、ε_(Hf)(t)值和T_(DM2)模式年龄数据,我们认为燕辽裂陷槽下伏基底中元古代前地壳生长有3个峰值,分别为2.7~2.5 Ga,2.2~1.9 Ga和1.7~1.6 Ga。

东准噶尔三塘湖盆地中侏罗统砂岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及对铀成矿的意义

三塘湖盆地汉水泉地区是东准噶尔地区砂岩型铀矿找矿的有利地段,为揭示该地区中侏罗统西山窑组和头屯河组沉积物物源体系,分析地层铀源条件,对西山窑组和头屯河组砂岩开展碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和Hf同位素分析。分析结果显示西山窑组砂岩的碎屑锆石年龄集中于晚古生代,2个样品年龄峰值分别为328 Ma和340 Ma,碎屑锆石ε_(Hf)(t)为8.9~14.7,二阶段模式年龄介于690~415 Ma之间;头屯河组砂岩的碎屑锆石年龄可划分出238~163 Ma、505~259 Ma和1950~744 Ma 3个区间段,碎屑锆石ε_(Hf)(t)为-6.5~12.1,二阶段模式年龄介于1709~575 Ma之间。物源分析表明西山窑组砂岩物源单一,主要来自于研究区西部卡拉麦里—麦钦乌拉和野马泉地区;头屯河组砂岩物源相对复杂,除了有来自于卡拉麦里地区的碎屑物质外,还接受了其他区域的物源供给。二者之间碎屑锆石年龄特征的突变,代表了东准噶尔地区中侏罗世一次剧烈的构造变形事件,物源特征指示汉水泉地区中侏罗统地层铀含量相对有限,铀源是限制该地区砂岩型铀矿成矿的重要因素。

吉南夹皮沟地区变质侵入岩的锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造意义

吉南夹皮沟变质地体作为华北克拉通东北部太古宙基底的重要组成部分,其新太古代到古元古代的构造演化过程一直存在争议。为此,在详细野外地质调查基础上,选择三种代表性变质侵入岩,开展了锆石稀土微量元素、锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析工作。结果显示:夹皮沟地区紫苏花岗岩的侵位年龄为2504±8Ma,并记录有2476±13Ma的变质年龄;其锆石Hf模式年龄介于2.82~2.66Ga之间,εHf(t)值介于1.72~5.1之间,反映为新生地壳物质再循环的产物。变辉长岩体(斜长角闪岩)的侵位年龄为2529±14Ma,并记录有2484±23Ma的变质年龄。变基性岩墙(石榴角闪岩)的侵位年龄为2214±18Ma,并记录有1930±16Ma的变质年龄;其岩浆锆石具有异常高的εHf(t)值(7~15),并存在明显的重稀土亏损现象,推测其母岩浆来源于富含石榴石的岩石圈地幔。综合多种信息,认为吉南地区新太古代末期(2.50~2.48Ga)构造热事件受大规模地幔柱活动控制,古元古代中晚期(2.2~1.84Ga)构造热事件可能源于克拉通边缘板块俯冲引起的碰撞造山作用。

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

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。

赞皇杂岩翁城地区长城系常州沟组砂岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素研究

常州沟组是华北克拉通太古宙-古元古代变质基底上最早的沉积盖层之一,其碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征分析对探讨长城系形成时代、源区特征以及基底演化均具有重要的研究意义。本文对华北克拉通中部赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组底部砂岩样品进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS碎屑锆石Lu-Hf同位素分析。砂岩样品中碎屑锆石主要年龄峰值约为2 500 Ma,推断其碎屑物质主要来自于华北克拉通新太古代晚期变质基底,而最年轻的碎屑锆石年龄为1 822 Ma,结合赞皇杂岩变质基底普遍经历了1 850~1 800 Ma变质作用以及区域上上覆大红峪组火山岩中1 635 Ma结晶锆石年龄,限定瓮城地区长城系常州沟组沉积时代为1 800~1 635 Ma。砂岩样品中碎屑锆石的εHf(t)值变化于-6.8~+5.2之间,相应的两阶段模式年龄峰值约为2 820 Ma,结合赞皇杂岩已发表的2 900~2 700 Ma岩浆锆石和碎屑锆石Hf同位素结果,进一步表明2 900~2 700 Ma为赞皇杂岩地壳生长最主要的时期。综合太行山中南部地区已发表的长城系常州沟组的沉积学与新的年代学数据,推测赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组沉积于陆内裂谷盆地。