新疆塔里木北缘首次发现33亿年的岩石

地质学界十分关注塔里木基底的时代。由于地表覆盖了大面积的沙漠,要了解它的基底性质,除了使用地球物理方法测量基底的物理特征外,必须对地块边缘地区出露的岩石进行研究。近年来该区已获得了一些前寒武纪岩石的同位素年龄结果。比如,在塔里木东南缘阿尔金地区若羌拉配泉北东方向出露的麻粒岩中锆石的U-Pb年龄为2462.5 Ma;塔里木北缘     

鄂尔多斯地块是破解华北早期大陆形成演化和构造体制谜团的钥匙

鄂尔多斯地块是华北克拉通的核心地质单元之一.前寒武纪基底陆块的划分、克拉通化过程与构造机制、古元古代活动带、中-新元古代的多期裂谷和壳幔调整、华北地台形成等华北早期大陆的几乎所有重要科学问题,都与鄂尔多斯地块密切相关.近年来鄂尔多斯地块的油气和煤资源的研究有重要突破,带动基础地质研究至少在三方面有重要进展:(1)大鄂尔多斯盆地的演化历史;(2)狭义鄂尔多斯盆地的基底以及与周边基底岩石的对比;(3)鄂尔多斯地块的周边断裂及其性质.这些都说明鄂尔多斯地块是在原有华北克拉通基底上发展起来的大盆地,现在的狭义盆地面貌是在三叠纪末开始形成,并在中-新生代才逐步改造定格的.因此对华北克拉通早期大陆的形成和演化历史,需要抛开固有的想法,客观分析地质资料,给予科学解读.鄂尔多斯地块是破解华北早期大陆形成和构造体制演化谜团的钥匙.     

南秦岭武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群锆石U-Pb同位素年代学及其地质意义

武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群是南秦岭出露规模最大的前寒武纪地质单元组合, 对采自武当山群的5件火山-火山碎屑岩、2件耀岭河群火山岩和1件基性侵入岩体样品进行了锆石原位LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)方法U-Pb同位素定年. 结果表明, 武当山群的形成时代为(755±3) Ma (5件样品年龄值的加权平均值, MSWD=0.47, 95%置信度, 下同), 而耀岭河群火山岩和基性侵入岩群分别为(685 ± 5) Ma(两件样品年龄值加权平均值, MSWD=0.36)和(679 ± 3) Ma(MSWD=1.6)的年龄在误差范围内相同. 所获年龄均明显小于早期多数文献的报道值, 武当山群和耀岭河群火山-沉积岩地层的时代分别对应于峡东剖面的莲沱组和略早于南沱组. 岩浆岩中捕获锆石显示, 南秦岭武当地区存在与扬子克拉通内部和陆缘区时代相同的830~780 Ma岩浆事件记录, 指示了区域内存在晋宁期基底岩系或来自扬子克拉通北缘晋宁期物源区沉积物, 表明新元古代时期南秦岭武当地区是现今扬子克拉通北缘的组成部分.     

新疆阿拉塔格地区新元古代花岗片麻岩的锆石U-Pb定年与Hf同位素:对中天山地块前寒武纪地壳演化的制约

中天山地块前寒武纪结晶基底的组成和形成历史,是揭示天山造山带构造演化的关键问题.本文对分布在中天山地块阿拉塔格地区的花岗片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素研究.两个研究样品中的岩浆结晶锆石分别获得了945±6和942±6 Ma的原岩形成年龄,揭示了阿拉塔格地区存在新元古代早期的岩浆活动.这些岩浆结晶锆石的Hf模式年龄远大于其结晶年龄,分别为1.82~2.22和1.70~2.03 Ga,反映了它们的岩浆均起源于古老地壳的再造.但是这一古元古代的Hf模式年龄很可能是新元古代地壳中不同时代古老地壳物质混合的结果.在这两个花岗片麻岩中还获得了989~1617Ma的继承碎屑锆石年龄,它们具有变化较大的锆石Hf同位素组成,模式年龄为1.54~2.30Ga,且部分1.4~1.6 Ga锆石具有接近亏损地幔的176Hf/177Hf初始值,反映了中元古代时期在中天山地块存在新生地壳形成和古老地壳再造事件,显示出与塔里木克拉通显著不同的前寒武纪地壳形成和演化历史.中天山地块的前寒武纪地壳基底可能并不是来自塔里木克拉通的一部分.     

新疆阿拉塔格地区新元古代花岗片麻岩的锆石U-Pb定年与Hf同位素: 对中天山地块前寒武纪地壳演化的制约简

中天山地块前寒武纪结晶基底的组成和形成历史,是揭示天山造山带构造演化的关键问题. 本文对分布在中天山地块阿拉塔格地区的花岗片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素研究. 两个研究样品中的岩浆结晶锆石分别获得了945±6和942±6 Ma的原岩形成年龄,揭示了阿拉塔格地区存在新元古代早期的岩浆活动. 这些岩浆结晶锆石的Hf模式年龄远大于其结晶年龄,分别为1.82~2.22和1.70~2.03 Ga,反映了它们的岩浆均起源于古老地壳的再造. 但是这一古元古代的Hf模式年龄很可能是新元古代地壳中不同时代古老地壳物质混合的结果. 在这两个花岗片麻岩中还获得了989~1617 Ma的继承碎屑锆石年龄,它们具有变化较大的锆石Hf同位素组成,模式年龄为1.54~2.30 Ga,且部分1.4~1.6 Ga锆石具有接近亏损地幔的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf初始值,反映了中元古代时期在中天山地块存在新生地壳形成和古老地壳再造事件,显示出与塔里木克拉通显著不同的前寒武纪地壳形成和演化历史. 中天山地块的前寒武纪地壳基底可能并不是来自塔里木克拉通的一部分.     

甘陶河群形成时代和构造环境: 地质、地球化学和锆石SHRIMP定年

甘陶河群是华北克拉通中部带早前寒武纪基底的重要组成. 主要由中基性玄武岩、砂岩、白云岩等组成. 本文报道了甘陶河群变质玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学组成. 岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄为2087±16 Ma (MSWD=1.3), 其Hf同位素变化范围非常大, ε_Hf(t)值从-7.17到+0.45. 除岩浆锆石外, 岩石中还存在大量约2.5 Ga捕获锆石. 全岩Nd同位素变化范围为+4.0~-0.8. 在原始地幔标准化的蛛网图中, 所有样品都没有明显的Zr和Hf异常, 部分样品也没有Nb和Ta异常. 亏损地幔的部分熔融以及随后的地壳混染是这些玄武岩最可能的成因. 野外地质特征、大量捕获锆石的存在、同位素和微量元素地球化学都表明甘陶河群是在大陆基底上打开的. 结合前人对中部带其他古元古代火山沉积建造的研究, 本文指出华北克拉通中部带在古元古代时期为大陆裂谷环境, 在太古宙末期中部带地质体和东部陆块已经形成了统一的陆块.     

北山造山带南部片麻岩和花岗闪长岩的锆石U-Pb定年和Hf同位素:中元古代的岩浆作用与地壳生长

前寒武纪古老基底的分布及其构造归属是理解和认识中亚造山带基本构造格架和地壳生长的关键问题.本文报道了中亚南缘北山造山带南部黑云斜长片麻岩和花岗闪长岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素分析结果.所研究的片麻岩中岩浆结晶锆石给出了1408±4 Ma的原岩形成年龄,揭示了北山造山带南部存在中元古代的古老基底岩石.这些岩浆结晶锆石具有正且高的Hf(t)值(4.1~9.9),其Hf模式年龄(1.50~1.72 Ga)与其结晶年龄接近,反映了片麻岩原岩岩浆可能来自亏损地幔或新生地壳,即北山造山带南部存在中元古代(~1.4Ga)的地壳新生事件.同时,在侵入片麻岩的花岗闪长岩中获得了257±3 Ma的岩浆结晶年龄,并获得了大量~1.4 Ga的继承岩浆锆石.这些继承锆石具有与片麻岩的岩浆锆石一致的结晶年龄和Hf同位素组成,进一步表明北山造山带南部存在中元古代老地壳.通过与敦煌地块和中天山地块前寒武纪基底已有资料的对比,我们认为北山南部古老微陆块可能与相邻的中天山地块具有相同的前寒武纪地壳形成与演化历史,它们并不是来源于塔里木克拉通.这一成果为认识中亚造山带南部的构造演化提供了新的重要信息.     

武当地块基性岩墙群初步研究及其地质意义

武当地块是指出露于武当山和郧西-郧县地区、卷入南秦岭构造带中的前震旦纪浅变质过渡基底地块(图1)。基性岩墙群在该地块中广泛发育,并在南秦岭区域的同类地块(如其东延的随-枣地块)中普遍存在,成为南秦岭地质的一大特色,在秦岭-大别造山带早期形成演化研究中具重要意义。我们首次对基性岩墙群进行了系统研究,本文提供的地质信息对重新认识本区有关基础地质问题、深入探讨秦岭带早期地质特征具有重要意义。     

大兴安岭韩家园子和新林地区“兴华渡口群”和“扎兰屯群”锆石SHRIMP U-Pb年龄

大兴安岭北部的兴华渡口群和扎兰屯群长期以来一直被认为是古元古代变质岩，代表兴安和额尔古纳地块”的前寒武纪基底，但这种认识缺乏可信的同位素年代学及古生物资料的支持。本文采用高精度离子探针（SHRIMP II）对黑龙江新林-韩家园子地区出露的兴华渡口群中变质火成岩和变质碎屑岩和内蒙古扎兰屯地区的扎兰屯群变火山岩进行了锆石U-Pb定年研究。结果表明     

华北克拉通基底构造格架及形成模式

早前寒武纪地质是当代地质学研究的热点之一.由于现代板块构造模式及其修正模式运用于早前寒武纪地质遇到许多难以跨越的障碍,有必要从新的角度建立早前寒武纪地质演化的端员模式.根据行星起源的星子堆积理论,地球是由大量有级序(hierarchical)星子堆积增生而成.据Nd同位素等地球化学资料揭示,3.8Ga以前,全球大陆克拉通基底均起源于     

祁连地块前寒武纪基底锆石SHRIMP U-Pb年代学及其地质意义

为了解祁连地块起源与演化, 利用SHRIMP U-Pb定年法获得祁连地块前寒武纪基底2个片岩、2个花岗片麻岩和1个糜棱岩化花岗片麻岩的锆石年代资料. 2个片岩单颗粒碎屑锆石共有61个具地质意义的年龄资料, 其锆石年龄分布于0.88~3.09 Ga之间, 主要介于1.0~1.8 Ga, 约占70%, 峰值在1.6~1.8 Ga, 部分在2.0~2.5 Ga之间, 约占20%, 其余零星分布在太古代及新元古代. 2个花岗片麻岩锆石年代为(930±8)和(918±14) Ma, 1个糜棱岩化花岗片麻岩锆石年代为(790±12) Ma, 分别代表两次岩浆活动的年代, 可与扬子地块新元古代晋宁运动早晚两期的岩浆活动对比. 本研究工作和前人的资料共同表明, 祁连地块前寒武纪基底岩石的碎屑锆石年代广泛分布在元古代, 明显与华北地块在新、中元古代时为一稳定地台有所不同, 而与扬子地块前寒武纪基底岩石的年龄频谱相似. 再加上钕同位素模式年龄(TDM)、地层学及古生物生态的证据, 推论祁连地块并非由华北地块裂解出来再拼贴回去, 而是与扬子地块有较强的亲缘性, 在新元古代时同属冈瓦纳大陆的一部分, 大约在震旦纪末从冈瓦纳大陆裂解出来, 形成当时原特提斯大洋中的陆块, 并于早古生代时随古祁连洋的闭合, 与阿拉善地块聚合形成北祁连褶皱带. 因此, 认为古祁连洋其实就是原特提斯洋的一部分, 北祁连蛇绿岩属原特提斯蛇绿岩. 此外, 早古生代时祁连地块发生明显的大陆再活化作用, 此作用与柴北缘大陆板块的深俯冲作用有关.     

华北克拉通高凡群、滹沱群和东焦群的形成时代和物质来源: 碎屑锆石SHRIMP U-Pb同位素年代学制约

对华北克拉通前寒武纪变质地层高凡群、滹沱群和东焦群碎屑锆石年龄谱进行了研究. 高凡群石英岩碎屑锆石年龄主要为~2.5 Ga, 存在部分~2.7 Ga和时代更老的碎屑锆石. 滹沱群底砾岩的石英岩砾石碎屑锆石年龄谱与高凡群石英岩十分类似. 东焦群变质长石石英砂岩碎屑锆石年龄也以~2.5 Ga为主, 但无>2.6 Ga碎屑锆石, 而有~1.83 Ga和2.0~2.2 Ga碎屑锆石存在. 研究表明: (1) 高凡群形成于新太古代五台花岗-绿岩带之后, 为华北克拉通古元古代(2.14~2.47 Ga)最古老的地层之一; (2) 滹沱群是在古元古代高凡群之后陆壳基底之上形成的沉积地层, 时代为古元古代中期(2.09~2.14 Ga); (3) 东焦群形成于~1.83 Ga之后, 可能与长城系底部对比; (4) 所有样品的碎屑锆石都显示了明显的2.5 Ga年龄峰值, 为华北克拉通早前寒武纪基底新太古代晚期强烈构造岩浆热事件的时代记录.     

新疆东准噶尔卡拉麦里地区古板块构造研究的新进展

卡拉麦里地区位于新疆东准噶尔南部,该区丰富多彩的地质现象吸引了许多中外地质工作者。任纪舜等认为,以横贯该区的卡拉麦里断裂为界,南为准噶尔拗陷,北为东准噶尔优地槽褶皱带;沿卡拉麦里断裂北侧出露的基性超基性岩可能为蛇绿岩;该带是古准噶尔洋盆最后的闭合线之一。李春昱等明确指出,卡拉麦里构造带是西伯利亚古板块和哈萨克斯坦古板块之间的石炭纪中期缝合带。笔者等1986年和1987年对该区进行了较为详细的地质考察     

中国南方震旦系陡山沱组Sm-Nd同位素年龄测定

越来越多的证据证明,末元古代是地质发展史和生物发展史上一个极其重要的历史阶段,末元古代地层目前正成为国际上地层学研究的“热点”之一.然而,由于晚元古界目前缺乏明确可靠的化石带序列,并且研究人员对末元古代地层的同位素地质年龄数据有较大的分歧和争议,因而当前未元古界研究面临的一个突出问题就是解决全球地层对比和关键界线层位的时序标准.晚震旦世陡山沱期是南沱冰期后第一次生物爆发期,又是我国南方重要的磷、锰和重晶石等矿产形成期,是末前寒武纪的重要时期之一.     

塔里木盆地南缘志留-泥盆纪周缘前陆盆地

运用板块构造理论, 结合对蛇绿岩、岩浆岩和火山岩的同位素测年、地球化学组分测试、稀土元素分析, 以及地震资料解释, 对塔里木板块南缘前石炭纪构造与沉积建造进行了研究. 证实震旦-寒武纪塔里木板块南缘存在拉张构造下的昆仑洋盆; 随后的碰撞造山在塔里木南缘形成周缘前陆盆地, 上志留统至泥盆系的磨拉石相沉积体系叠置在震旦至中志留统被动陆缘的复理石相沉积体系之上, 构成前陆盆地的二元结构. 同时, 在野外地质和地震资料解释基础上, 识别出了志留至泥盆系地层南厚北薄的箕状沉积特征和前陆冲断带内残存的前石炭纪逆冲挤压构造, 进一步证实了塔里木盆地南缘志留至泥盆纪周缘前陆盆地的存在.     

赣南存在古元古代基底: 来自上犹陡水煌斑岩中捕虏锆石的U-Pb-Hf同位素证据

对赣南上犹县侵入于陡水加里东期花岗岩的煌斑岩的地球化学进行了分析, 并重点分析了其中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成. 岩石学和地球化学特征显示陡水煌斑岩属于高钾弱碱性辉云煌斑岩, 高Mg^#(0.74), Ni (253 mg/g), Cr (893 mg/g), 但又富REE, Rb, Sr, Ba和K等不相容元素表明其母岩浆可能起源于被非壳源介质交代过的富集地幔. 形貌学和LAM-ICPMS U-Pb定年显示煌斑岩中的锆石都是捕获的, 大多数形成于古元古代晚期1.86 Ga, 少量形成于显生宙的不同时期. 古元古代锆石具有岩浆成因特征并具有相似的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf和¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf同位素比值, 表明它们来源于同一火成岩基底. 该基底年龄和Hf同位素组成相似于浙南龙泉地区古元古代花岗岩, 而不同于南岭地区的基底组成, 说明研究区属于东华夏武夷地块的古元古代基底向西延伸的一部分. 这些古元古代锆石具有低的Hf同位素组成, 显示壳源特征. Hf模式年龄, 以及老的继承核的存在和结合前人的资料, 表明古元古代岩浆活动的源岩是新太古代地壳, 暗示武夷地块存在更老的基底. 古元古代克拉通化后, 武夷地块一直稳定达1.0 Ga以上. 5颗显生宙锆石的U-Pb年龄和Hf组成表明研究区深部的古元古代基底在加里东期、印支期和燕山早期受到了多期岩浆活动的改造, 而且在加里东时期的岩浆活动还可能伴有新生地壳的再造.     

关于辽南“长岭子组”、钓鱼台组两个同位素年龄值应用的商榷

王东方等在“辽东前寒武系同位素地质年代学研究一文中,将辽东半岛南部(以下简称辽南)晚前寒武纪地层中“长岭子组”(实为高家屯组)及钓鱼台组的年龄数值分别采用723±43百万年及818百万年,笔者认为这两个数据的采用是值得商榷的。     

松辽盆地南部变闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

松辽盆地南部基底主要由浅变质火山-沉积建造及花岗岩类等组成, 对于是否存在早前寒武纪基底没有定论. 采用高分辨率二次离子探针(SHRIMPⅡ)方法对松辽盆地南部四5井岩心中的变质闪长岩样品的精确定年结果表明, 该变质闪长岩年龄为(1839±7) Ma, 说明其侵位于古元古代. 此外, 该样品具有古老的Nd模式年龄(TDM1: 2999 Ma; TDM2: 2849 Ma). 这些资料表明松辽盆地南部存在早前寒武纪基底.     

地球的陆壳是怎样形成的?——神秘而有趣的前寒武纪地质学

地球的年龄大约有46亿年。以5.45亿年为界,之前的称为前寒武纪,它有大约40亿年,是地球历史上漫长的地质时代。之后的称为显生宙,寒武纪就是显生宙的第一个纪元。地球陆壳的80%～90%以上是在前寒武纪形成的,记录了复杂和惊心动魄的地质构造事件,赋存着丰富的矿产资源。前寒武纪地质,就是研究地球在前寒武纪时期的地质演化,特别是大陆的形成和增生以及演化的学科。     

冀东36亿年古老岩石铷-锶年龄的初步测定

六十年代晚期以来,由于同位素年龄测定技术的发展,在几个大陆上陆续测定了距今36亿年前形成的古老岩石,这些岩石大都取自早太古代的粒变岩相高级变质地体中,我国华北地区北部和东北地区南部,若干地点具有类似的地质条件,为了建立前寒武纪地质年表,必须首先测定这些岩石的同位素年龄,以确定我国古陆核的生成与发展历史,阐明早太古代的地质构造格局,有些地质研究单位作了这方面的尝试。这篇短文,我们报道36.7亿年古老岩石的测定情况,并对结果作了简要讨论。