燕山地区喀喇沁变质核杂岩的构造特征与发育机制

通过详细的野外观察与岩浆岩锆石定年,重新分析了燕山构造带北侧喀喇沁变质核杂岩的变形特征与演化历史,认为其经历了晚侏罗世与早白垩世两期伸展变形,而不是过去认为的仅发育于早白垩世.该变质核杂岩起源于晚侏罗世(156~150 Ma)NE-SW向拉伸中,最初发育了向北东缓倾、上盘向北东运动的拆离韧性剪切带,其下盘也卷入了同期韧性变形,并有岩浆活动与上叠盆地伴生.在随后的149~145 Ma期间仅发生了有限的均衡隆升.早白垩世时(141~100 Ma),区内拉伸方向转变为NW-SE向,沿着变质核杂岩两侧发育了2条NE-SW走向、倾向相背的大型脆性正断层.这2条正断层外侧的上盘控制发育了早白垩世半地堑式盆地,而其间共同的下盘发生了地垒式隆升而成为伸展穹窿,使得晚侏罗世韧性伸展构造剥露到地壳浅部.在早白垩世伸展隆升中,核部杂岩由早期至晚期先后叠加了局部的韧性变形带与脆性正断层,显示为应变局限化的特征.对该变质核杂岩演化历史与发育机制的重新厘定,一方面为燕山构造带发生过晚侏罗世伸展活动与克拉通破坏提供了构造证据,另一方面也表明该带早白垩世强烈伸展活动普遍存在,代表了克拉通的峰期破坏.     

内蒙古赤峰娄子店-大城子韧性剪切带的40Ar-39Ar年龄及其构造意义

娄子店正断层构成喀喇沁变质核杂岩的东侧基底剥离断层。野外构造解析和显微构造分析表明，娄子店正断层下盘岩石中的娄子店－大城子韧性剪切带主要表现为左行正斜滑的运动特征。采自该剪切带的2个单矿物^40Ar-^39Ar坪年龄分别为133Ma（黑云母）和126Ma(钾长石），与对应的等时线年龄一致，其中黑云母坪年龄133Ma记录了左行走滑韧性剪切带的形成时间。娄子店正断层所表现的晚期正断伸展与其下盘岩石中的韧性剪切带所表现的左行走滑之间的不一致性使喀喇沁（准）变质核杂岩有别于科迪勒拉型变质核杂岩。本次研究结果为精确限定这类韧性剪切带的形成时代及其成因提供了重要的年代学资料。     

申扎-定结正断层体系中、南段构造特征及其与藏南拆离系的关系

申扎－定结正断层体系是发育于青藏高原中的近南北走向大型伸展构造，其中段发育于特提斯喜马拉雅地块，由早期岩浆核岩和后期向北西倾斜的中等倾角正断层组成，岩浆核杂岩由糜棱岩化浅色花岗岩组成，顶部发育低角度拆离断层，上覆浅变质沉积岩系，正断层体系南段表现为具有典型构造组合特征的、倾向南东东的拆离断层，下盘为高喜马拉雅岩系，本区藏南拆离系（STDS）为由糜棱岩化浅色花岗岩形成的韧性剪切带，并被时代较晚的申扎－定结正断层体系切割，说明STDS并不是南北走向伸展构造的控制或调节构造，而南北走向伸展构造可能是南北向挤压的变形分解产物。     

小秦岭变质核杂岩同变形期的P-T路径

首次通过小秦岭变质核杂岩同变形变质过程形成的绿帘石成分环带之间的组份变化 ,使用Gibbs方法研究了绿帘石生长期的P_T路径 .这些P_T路径反映了该变质核杂岩经历了深部地壳的近等压降温 ,通过迅速减压升温伸展隆升到中部地壳 ,继之在中部地壳近等压降温的热动力学过程 .在这一隆升过程中 ,深部岩浆侵位和上隆是最主要的因素之一     

阿尔金断裂带构造活动的40Ar/39Ar年龄证据

通过对阿尔金山阿克塞和当金山地区出露的元古代、早古生代变质岩样品中云母、角闪石和钾长石单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素测年研究, 获得了4组年龄数据, 其中远离阿尔金中部剪切带的样品给出461~445.2和414.9~342.8 Ma的坪年龄, 这两组年龄分别代表了被阿尔金断裂错移的岩块在晚奥陶世~早志留世和泥盆纪发生构造热事件的记录, 应同南北祁连洋槽的闭合相关. 在北部构造带中受变形作用改造的花岗片麻岩样品给出178.4~137.5 Ma的坪年龄, 可以解释为阿尔金断裂带在中晚侏罗世~早白垩世发生构造活动的年龄记录, 这一构造热事件与拉萨地块向北拼贴碰撞有关. 在阿尔金中部剪切带中的样品给出了36.4和26.3 Ma的两个坪年龄, 说明阿尔金中部剪切带在始新世末发生明显的走滑活动, 并且伴有强烈的绿片岩相变质作用, 这一事件在青藏高原北部的大部分地区都有所表现, 与印度-欧亚板块碰撞后的陆内俯冲有关. 该研究表明阿尔金断裂带在印度-欧亚板块汇聚的大陆构造背景下具有多次脉冲式活动的特征.     

孔兹岩系——贺兰山中段赵池沟岩组碎屑锆石LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及其地质意义

对贺兰山中段古元古代赵池沟岩组剖2两块变质沉积岩样品中的碎屑锆石进行了U-Pb定年和Hf同位素研究.研究认为:赵池沟岩组为华北克拉通孔兹岩系的一部分,其成岩时间为1.96 Ga;碎屑锆石年龄谱显示赵池沟岩组具有和孔兹岩带东缘相同的物源属性,孔兹岩带内部古老岩浆活动是孔兹岩系沉积的主要物源基础;变质锆石数据支持华北克拉通孔兹岩带发生过两期变质作用,早期变质作用发生在约1.96~1.95 Ga,晚期变质作用发生在约1.87 Ga;Hf同位素数据表明西部陆块在2.5~2.3 Ga有地壳增生.     

华北克拉通破坏对地表地质与陆地生物的影响

晚中生代古太平洋板块俯冲导致东亚古大地幔楔形成和华北克拉通破坏,该动力过程引发华北克拉通发生强烈伸展和岩浆活动,广泛形成裂谷盆地和变质核杂岩,并造成燕辽和热河生物群的繁盛与消亡.古太平洋板块俯冲角度的变化导致东亚大陆经历了三次短暂挤压事件和两次强烈伸展构造.多学科综合研究进一步揭示,晚中生代燕辽和热河生物群的演化与华北克拉通的破坏强度、岩浆活动强弱以及盆地发展存在明显的时空相关性.上述现象表明地球深部动力过程不仅控制了克拉通破坏和地壳构造演化,而且也极大地影响了地表环境的变迁和陆地生态系统的演变.因此,地球生命是与环境协同演化,并且共同受地球深部过程的控制.     

大别山北坡苏家河群及原信阳群龟山组变基性杂岩~(40)Ar/~(39)Ar测年及其地质意义

苏家河群、原信阳群龟山组均产有时代争议较大的变基性岩组合,变基性岩角闪石~(40)Ar/”Ar 定年结果表明,原信阳群龟山组强烈卷入加里东期(401Ma)变质热事件,属碰撞缝合带内的逆冲一推覆岩片;而苏家河群既属造山带主体的逆冲-滑脱岩片,又是成分复杂的构造地层单元,其中记录了扬子旋回(761Ma)变质热事件.     

北大别两期混合岩化作用: SHRIMP锆石U-Pb年龄证据

对北大别漫水河和凤凰关2个地区混合岩中的锆石进行了CL显微结构分析和SHRIMP法U-Pb定年. 漫水河混合岩中的锆石具有明显的核边结构, 核部锆石具有扇形分带或弱分带特征, 低的Th/U比值(0.01~0.17), 为变质流体中生长锆石, U-Pb年龄为(137±2) Ma; 边部锆石具有显示面状分带或云雾状分带特征, 高的Th/U比值(0.35~0.69), 为变质熔体中生长锆石, U-Pb年龄为(124±2) Ma. 凤凰关混合岩中的锆石同样具有核边结构, 核部锆石具有弱的岩浆环带或无分带特征, Th/U比值较高(0.21~3.03), 年龄为(768±12) Ma, 为经历不同程度重结晶作用的原岩岩浆锆石; 边部锆石则没有明显的分带特征, Th/U比值很低(0.01~0.09), 为变质流体中生长锆石, U-Pb年龄为(137±4) Ma. 这些结果表明, 大别山存在两期混合岩化变质事件, 早期(137±2) Ma事件以变质脱水为主, 而晚期(124±2) Ma事件出现部分熔融. 部分混合岩的原岩为新元古代中期, 与大别-苏鲁造山带超高压变质火成岩原岩年龄一致. 因此, 大别碰撞造山带山构造从挤压到伸展构造体制转换的最小时间为(137±2) Ma, 北大别混合岩化与同时期花岗岩和麻粒岩之间存在着成因联系, 它们都是俯冲加厚的扬子地壳部分熔融的产物.     

河南鲁山地区太华杂岩LA-(MC)-ICPMS锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成

太华杂岩广泛分布在华北克拉通南缘, 总体呈北西-南东向展布. 在河南省鲁山地区, 大致以荡泽河为界, 可将鲁山地区的太华杂岩分为北部以TTG质片麻岩和斜长角闪岩为主的片麻岩系以及南部的表壳岩系. 前人以及此次定年结果表明, 鲁山地区太华杂岩的形成时间跨度较大, 是由新太古代早期和古元古代早期两个不同阶段形成的地质体组成的. 其中, TTG质片麻岩及斜长角闪岩形成于新太古代早期(2794~2752 Ma), 且在斜长角闪岩中存在2.9 Ga乃至3.1 Ga的残留锆石. 目前所知, 2.8~2.7 Ga的岩石仅在河南鲁山、山东西部和胶东地区广泛出露. 此外, 在怀安、阜平、五台等地区以及山东蒙阴和辽宁复县早古生代金伯利岩中也发现2.8~2.7 Ga的碎屑锆石或继承锆石, 暗示华北克拉通2.8~2.7 Ga的构造岩浆事件分布可能比现存范围更为广泛. 锆石Hf同位素及全岩Nd同位素显示, 2.8~2.7 Ga的地质事件是以新太古代地壳形成为主, 伴有少量古老地壳物质的再循环, 是华北克拉通一期重要的构造-热事件. 鲁山地区太华杂岩中的表壳岩系的形成年龄可进一步限定为2.2~2.0 Ga, 其形成时代应为古元古代, 而不是之前所认为的新太古代. 结合华北克拉通北部以及中部富铝沉积变质岩的年代学资料, 可以推测, 新太古代华北克拉通形成之后, 在华北克拉通南缘以及相邻地区曾经广泛发育古元古代被动大陆边缘相沉积.     

西天山蓝片岩榴辉岩形成和抬升的40Ar/39Ar年龄记录

⁴⁰Ar/³⁹Ar 年龄表明: 西天山哈斯阿特岩片榴辉岩相岩石形成于泥盆纪早期(401 Ma); 泥盆纪中期, 已被抬升至绿片岩相构造层次(381 Ma). 阿克萨依岩片蓝片岩的形成与抬升限定在泥盆纪晚期(370 ~364 Ma). 高压变质带中不同构造岩片经历了不同的抬升历程.     

小兴安岭西北部新开岭-科洛杂岩锆石SHRIMP年代学研究及其意义

兴蒙造山带东段小兴安岭西北部出露的新开岭-科洛杂岩主要由变质岩、构造片岩和花岗岩类组成. 前人依据变质程度将该杂岩划归为前寒武纪变质岩. 本文报道了科洛杂岩(黑云斜长片麻岩)、新开岭群构造片岩、新开岭杂岩中的门鹿河顶子含黑云二长花岗岩和冷川花岗闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄. 研究表明: (1) 科洛杂岩(黑云斜长片麻岩)的变质年龄为216±3 Ma(2σ), 原岩年龄为337±7 Ma(2σ). (2) 新开岭群构造片岩的原岩为中酸性火山岩, 喷发年龄为292±6 Ma(2σ); (3) 门鹿河顶子含黑云二长花岗岩侵位于167±4 Ma(2σ); (4) 冷川花岗闪长岩164±4 Ma(2σ). 这表明新开岭-科洛变质岩并不是前寒武纪变质岩, 以前认为的本区古陆块可能并不存在. 结合研究区及区域资料, 新开岭-科洛杂岩可能代表了与印支期碰撞有关的变质杂岩, 在碰撞造山后或非造山伸展背景下, 新开岭-科洛杂岩中的主要花岗岩类于中侏罗世侵位.     

阿尔金断裂带构造活动的40Ar/39Ar年龄证据

通过对阿尔金山阿克塞和当金山地区出露的元古代、早古生代变质岩样品中云母、角闪石和钾长石单矿物的40Ar/39Ar同位素测年研究, 获得了4组年龄数据, 其中远离阿尔金中部剪切带的样品给出461～445.2和414.9～342.8 Ma的坪年龄, 这两组年龄分别代表了被阿尔金断裂错移的岩块在晚奥陶世～早志留世和泥盆纪发生构造热事件的记录, 应同南北祁连洋槽的闭合相关.在北部构造带中受变形作用改造的花岗片麻岩样品给出178.4～137.5 Ma的坪年龄, 可以解释为阿尔金断裂带在中晚侏罗世～早白垩世发生构造活动的年龄记录, 这一构造热事件与拉萨地块向北拼贴碰撞有关.在阿尔金中部剪切带中的样品给出了36.4和26.3 Ma的两个坪年龄, 说明阿尔金中部剪切带在始新世末发生明显的走滑活动, 并且伴有强烈的绿片岩相变质作用, 这一事件在青藏高原北部的大部分地区都有所表现, 与印度-欧亚板块碰撞后的陆内俯冲有关.该研究表明阿尔金断裂带在印度-欧亚板块汇聚的大陆构造背景下具有多次脉冲式活动的特征.     

日喀则蛇绿岩白马让岩体的穹窿形结构及构造意义

镁铁质岩石出露有限,超镁铁岩出露厚度大是西藏雅鲁藏布江日喀则蛇绿岩的典型特征.20世纪80年代中国科学家及中法合作研究以来,积累了大量岩石学、地球化学和同位素年代学资料,阐明了该蛇绿岩的基本地质特征,但是其形成背景一直是争论的焦点.通过对日喀则蛇绿岩西段白马让岩体地质填图和构造地质学的研究,从岩体中厘定出2条糜棱岩化蛇纹岩带,发现岩体具有穹窿形的几何学结构.研究发现岩体的岩石组合及构造变形特征类似于大洋核杂岩构造:岩体核部发育高温流动构造的方辉橄榄岩相当于大洋核杂岩核部的大洋岩石圈地幔;方辉橄榄岩两侧的糜棱岩化蛇纹石带相当于拆离断层带,拆离断层内发育有强烈变形的辉绿岩、细粒辉长岩和碳酸岩;拆离断层之上的辉绿岩和玄武岩则相当于拆离断层的上盘.该成果对于重新理解雅鲁藏布江蛇绿岩成因、多样性,在造山带厘定和开展大洋核杂岩研究,以及在造山带中研究岩浆作用与大洋岩石圈伸展构造的相互作用具有重要的理论意义.     

大别山腹地浅变质岩层中富硅凝灰岩Ar-Ar年龄及其地质意义

大别-苏鲁造山带内部出露的浅变质岩与超高压变质围岩之间的成因关系是研究大陆板块俯冲过程中地壳拆离的重要对象之一. 本文通过对大别山岳西县菖蒲地区产于超高压带内浅变质岩层中富硅凝灰岩进行40Ar/39Ar定年, 得到与超高压变质火成岩原岩一致的两组新元古代年龄. 一组Ar-Ar坪年龄为784.4±2.0 Ma, 等时线年龄为785.0±4.7 Ma; 另一组坪年龄为770.9±2.0 Ma, 等时年龄为769.5±3.1 Ma. 由于火山岩Ar-Ar同位素体系具有低的扩散封闭温度, 这些新元古代Ar-Ar年龄的保存说明, 浅变质火山岩未受到三叠纪超高压变质事件的明显影响, 因此在扬子板块向华北板块俯冲过程中并未发生深俯冲, 而是大陆板块俯冲过程中盖层与基底之间发生拆离后被刮削下来的构造残片. 浅变质岩与超高压变质岩之间的共存指示, 深俯冲岩片折返过程能够导致构造混杂现象.     

辽西太古代建平变质杂岩中磁铁石英岩的锆石同位素年龄

采用单颗粒锆石铅蒸发法及高精度离子探针对建平变质杂岩中的表壳岩磁铁石英岩进行了同位素年代学研究 .结果表明 :建平杂岩中磁铁石英岩形成年龄约 2 5 2 0～ 2 5 5 2Ma ;该区的麻粒岩相变质作用约于 2 487Ma达到高峰 ;约 ( 1 80 6± 1 6 )Ma ,即中元古代 ,本区又发生了一次变质事件 ,但其强度相对较弱 .推测建平变质杂岩可能形成于陆块形成后不久即发生大陆碰撞和地壳加厚的晚太古活动大陆边缘的环境中     

大别造山带周缘盆地发育及其对碰撞造山过程的指示

大别造山带中生代构造演化是国内外高度关注的热点问题之一, 尤其是周缘中生代沉积盆地如何记录这一经历了强烈俯冲消减和巨量剥蚀的造山带构造演化更为引人瞩目. 近年来, 通过周缘盆地沉积学分析, 并结合构造变形研究, 认为大别造山带南北边缘从晚三叠世至早白垩世遭受挤压逆冲, 从而控制外缘前陆盆地发育, 而其核部自侏罗纪至早白垩世逐步发生伸展变形、穹隆和裂陷, 直至在晚白垩世之后造山带全面塌陷, 总体上造山带呈现出长时期的挤压逆冲, 伸展自核部向边缘不断扩展、增强, 挤压与伸展在地壳尺度上并存(J-K₁)的构造演化特征; 大别造山带核部超高压变质岩揭顶年代自东向西依次为早侏罗世至晚侏罗世, 其剥露深度从西至东不断加大; 造山带剥露的深层次轴部变质杂岩为北侧合肥盆地提供主要物源, 而南侧中扬子盆地的物源可能主要来自于造山带南部盖层岩石及现已被逆冲掩盖的、并与勉略缝合带相关的地层. 动力学分析表明, 华北与华南板块之间受沿商丹和勉略缝合带拼合碰撞作用及其之后的江南褶皱逆冲带自南东向北西推进、华北板块南缘沿秦岭北界断裂向南的陆内俯冲的叠加影响, 导致大别造山带逆冲增厚及之后的核部重力扩展、均衡隆升, 从而导致高压/超高压变质岩多期剥露. 未来从周缘沉积盆地揭示大别造山带造山过程方面的研究应强调进一步探索勉略缝合带的东延、大别造山带高压/超高压变质地体对华南北缘不同地质单元和盆地的掩盖及盆地同沉积期源区构造面貌及其东西延展、大别造山带盖层和基底岩石的巨量剥蚀及其流向、恢复大别造山带内部俯冲消减和被剥蚀的构造单元等.     

中国内蒙古锡林郭勒杂岩SHRIMP锆石U-Pb年代学及意义

锡林郭勒杂岩是中亚造山带内出露面积较大的强变形变质地质体, 其形成时代与性质存在较大认识上的分歧. 对锡林浩特东南锡林郭勒杂岩定名处黑云斜长片麻岩进行了岩相分析和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究, 其形成年龄下限由杂岩中碎屑岩浆锆石SHRIMP U-Pb年龄限定为437±3 Ma, 其形成上限由侵入于杂岩内的石榴石花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄限定为316±3 Ma. 这表明该杂岩的沉积成岩年龄晚于晚奥陶纪~早志留纪, 因此不是前寒武纪古老地质体. 结合实际野外观察和室内岩石特征分析, 该杂岩可能是一套经历强变形与变质作用的古生代弧前浊积岩建造. 杂岩中碎屑锆石还给出分散的前寒武纪年龄, 最老可达3.1 Ga, 这些锆石既可能来源于华北基底, 也可能来源于南蒙微大陆, 抑或暗示该区存在600~800 Ma或更古老(3.1 Ga)块体, 表明其碎屑来源的复杂性.     

汉南侵入杂岩年龄及其快速冷凝原因

对位于扬子克拉通块体北缘的汉南侵入杂岩进行了年代学工作. 不同岩性的21个样品得出的Sm-Nd等时线年龄为(837 ± 26) Ma(2σ), INd = 0.511 65 ( 0.000 02(2σ), εNd(t) = 1.9, MSWD = 1.02, Rb-Sr同位素分析结果不构成等时线. 斜长花岗岩中黑云母的40Ar/39Ar年龄为(796 ±20) Ma(2σ), 全岩-磷灰石-斜长石-黑云母Rb-Sr年龄为(824.8 ± 3.8) Ma(2σ), Isr = 0.703 93 ( 0.000 14 (2σ), MSWD = 2.44. 锆石U-Pb不一致线上交点年龄约为876 Ma, 下交点年龄约为273 Ma. 杂岩可能是由同一具有εNd > 0特征的岩浆在837～800 Ma左右扬子克拉通块体北缘快速抬升时冷凝分异结晶的产物.     

华北克拉通西部孔兹岩带形成时代新证据: 巴彦乌拉-贺兰山地区锆石SHRIMP定年和Hf同位素组成

对华北克拉通西部孔兹岩带西段巴彦乌拉-贺兰山地区片麻状花岗岩和贺兰山岩群石榴云母二长片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素组成研究. 片麻状花岗岩岩浆锆石年龄为(2323±20) Ma, 两期变质锆石年龄分别为(1923±28)和(1856±12) Ma. 锆石核、幔和边Hf同位素组成相近, 19个数据点TDM1(单阶段亏损地幔模式年龄)变化范围为2455~2655 Ma. 石榴云母二长片麻岩中大多数残余锆石年龄集中分布, 平均年龄为(1978±17) Ma, 另有少量更老残余锆石(2871~2469 Ma)存在. 变质锆石由于U含量很高导致强烈铅丢失, 未能获得准确年龄. 锆石Hf同位素组成变化范围较大, T_DM1为1999~3047 Ma. 结合前人研究成果, 可得出如下结论: (1) 贺兰山岩群孔兹岩系形成于古元古代, 而不是以往认为的太古宙; (2) 研究支持了华北克拉通西部鄂尔多斯陆块和阴山陆块之间存在一规模巨大的古元古代孔兹岩带的认识; (3) 孔兹岩带内大量存在的古元古代早期地质体可能是孔兹岩系碎屑沉积物物源区之一; (4) 鄂尔多斯地块、阴山地块和东部地块大致在同时发生相互碰撞拼合, 导致华北克拉通最终形成.