长江中下游繁昌-宁芜火山盆地火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

繁昌和宁芜火山盆地是长江中下游中段的两个重要的中生代火山盆地, 其中最晚期喷发的分别是蝌蚪山组双峰式火山岩和娘娘山组超钾质火山岩. 选择这两组火山岩为研究对 象, 应用LA-ICPMS锆石微区分析技术进行了精确定年. 结果表明, 火山岩含有大量的岩浆成因锆石, 以高的Th/U比为特征, 蝌蚪山组火山岩21点的加权平均年龄为(130.7±1.1) Ma, 娘娘山组火山岩20点的加权平均年龄为(130.6±1.1) Ma, 代表了火山岩的结晶年龄. 与目前长江中下游地区中生代火山盆地火山岩的高质量年龄数据对比表明, 金牛盆地、庐枞盆地、繁昌盆地和宁芜盆地的最晚期火山活动几乎都是在128~130 Ma结束, 庐枞和宁芜盆地早期火山岩的喷发年龄和晚期火山活动没有明显的时间间隔, 表明这两个盆地火山活动的持续时间较短, 暗示了130 Ma前后本地区处于拉张的峰期. 综合分析表明, 长江中下游地区燕山晚期岩浆岩的年代学格架与本地区由挤压转为拉张, 加厚的岩石圈下部发生重力拆沉、岩石圈减薄、软流圈上涌、壳幔相互作用等动力学过程是一致的.     

华夏地块古元古代基底的加里东期再造: 锆石U-Pb年龄、Hf同位素和微量元素制约

应用LA-ICP-MS U-Pb同位素原位微区定年方法及Hf同位素和微量元素分析方法, 对闽西北天井坪地区混合岩中花岗闪长质新成体的锆石进行了系统研究. 这些锆石具环带结构, Th/U比值较高(多数大于0.1), 稀土元素配分型式左倾(富集HREE), 具明显正Ce异常和负Eu异常, 类似于岩浆锆石和深熔作用成因锆石的特征. 锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(446.8±2.2) Ma(95% conf., MSWD=0.88), 为加里东期再造的产物. 锆石的ε_Hf (t)值变化范围为-13.3 ~ -9.7, 显示物源具壳源性质; 其二阶段Hf模式年龄为1.7 ~ 1.9 Ga, 指示混合岩的原岩形成于古元古代. 其寄主岩混合岩新成体具过铝质钙碱性花岗岩的特征, 稀土元素配分型式和微量元素蛛网图显示它们具有与大陆上地壳岩石相似的特性. 结合前人的研究, 判断天井坪地区华夏地块基底物质形成于古元古代, 在加里东期经历了强烈再造和深熔作用. 该区古元古代变质基底加里东期再造的认识, 为深入研究华夏地块加里东时期的构造演化及其与扬子地块的相互作用提供了新的依据.     

北大别片麻岩的多阶段演化: 锆石U-Pb年代学证据

片麻岩是大别-苏鲁造山带中广泛发育的一种岩石类型, 其中部分与榴辉岩共生的片麻岩同样经历了三叠纪超高压变质作用. 尽管部分片麻岩在白垩纪受到大规模岩浆活动的加热再变质, 但是不清楚这部分片麻岩是否同样受到过三叠纪变质作用的影响. 本文报道了北大别超高压榴辉岩围岩片麻岩中锆石SHRIMP法U-Pb定年结果. 数据显示, 该片麻岩原岩形成时代是新元古代(746±31 Ma), 与大别山花岗片麻岩的原岩形成时代一致. U和Th含量不同的增生锆石分别给出三叠纪(212±21 Ma)和白垩纪(120±11 Ma)的谐和年龄. 它们的Th/U比值均<0.1, 因此锆石的两期增生均是流体作用造成的. 本文研究结果表明, 北大别片麻岩既参与了三叠纪的大陆板块俯冲和折返, 也受到白垩纪岩浆事件的改造, 这为理解整个大别造山带中片麻岩的构造演化过程提供了重要的同位素年龄依据.     

龙首山岩群碎屑锆石SHRIMP U-Pb年代学及其地质意义

利用SHRIMP定年法取得龙首山岩群最上部层位三件变质沉积岩中, 单颗粒碎屑锆石62个有地质意义的年龄资料. 锆石年龄主要介于1.7~2.2 Ga之间, 约占80%, 峰值在1.8~2.0 Ga, 其余在2.3~2.7 Ga之间, 约占20%. 在这些碎屑锆石中, 最年轻年龄为(1724±19) Ma, 此资料可表示为沉积作用完成的最大年龄, 其固结成岩的年龄也必小于(1724±19) Ma. 比对碎屑锆石的年龄频谱和周围古老地块岩浆岩的年代, 显示龙首山岩群最上部层位的变质沉积岩的沉积物可能来自阿拉善和塔里木两地块. 阿拉善地块与塔里木地块亲缘性较强, 在早元古-中元古代时有可能是一个统一的陆块.     

诸广山南体印支期花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其构造意义

诸广山南体是一个由加里东期、印支期和燕山期花岗岩组成的巨型复式岩体.但先前主要依据K-Ar年龄数据,认为复式岩体的绝大部分属燕山期.本文对位于诸广山南体东部的6个岩体(白云、乐洞、江南、龙华山、大窝子和寨地,除白云和江南岩体外,其余均被认为属燕山期)采用SHRIMP锆石U-Pb法进行精确定年,测定结果分别为239±4Ma(MSWD=3.2),239±5Ma(MSWD=2.5),239±2Ma(MSWD=1.7),236±2Ma(MSWD=1.3),231±2Ma(MSWD=0.81)和231±3Ma(MSWD=1.8),表明它们都是印支早期岩浆活动产物.根据这些岩体的岩石地球化学特征以及相邻地区研究成果,可以认为它们形成于伸展构造环境.因此,诸广山南体中的印支期花岗岩是在华南地块和印支地块碰撞结束后不久发生的加厚岩石圈构造垮塌过程中,由位于中-下地壳部位的古元古-中元古代地壳组分通过升温减压熔融而形成.     

锆石U-Pb定年限制祁连山高级变质岩系的形成时代及其构造意义

连山高级变质岩系的形成时代至今尚未得到有效地限制. 利用激光等离子体质谱(LA-ICPMS)对祁连山化隆群副片麻岩中的锆石及侵入于化隆群中弱片麻状花岗岩中的锆石进行了U-Pb定年, 据此限定化隆群的形成时代. 结果表明, 化隆群副片麻岩中的碎屑锆石主要为岩浆成因类型, 其²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于880~900 Ma之间, 加权平均年龄为(891±9) Ma, 该年龄代表副片麻岩沉积物源区火成岩的岩浆结晶年龄, 同时代表了化隆群形成时代的下限; 弱片麻状花岗岩的自形岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年加权平均年龄为(875±8) Ma, 代表了化隆群形成时代的上限. 因此, 将化隆群的形成时代限定在875~891 Ma之间. 上述2个样品中的锆石U-Pb年龄还显示有1000~1700 Ma的古老锆石, 同时还显示有早古生代变质事件的年龄信息. 锆石年龄结构反映了祁连山和柴达木北缘具有统一的地壳基底, 并且表明祁连山基底具有扬子型块体的构造属性. 结果还表明化隆群碎屑岩系是全球Rodinia超大陆聚合事件所导致的强烈造山作用, 地壳快速隆升与剥蚀, 并快速堆积的产物.     

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.     

扬子地块北缘古元古代环斑花岗岩的发现及其意义

湖北省钟祥市华山观环斑花岗岩是在扬子地块上发现的第一例元古宙环斑花岗岩体.野外观察和岩相学研究表明,华山观岩体北部发育典型的环斑结构,钾长石核呈卵球形,且多数具斜长石环边,碱性长石和石英分为两期甚至多期.样品的主量元素富硅、碱(尤其富钾)和铁,贫钙、镁.微量元素富Th,U,La,Ga,Ce和Sm,贫Sr,Nb和Y;轻稀...     

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.     

华南贵东杂岩体单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb定年及其成岩意义

系统的单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb同位素定年表明, 贵东杂岩体是印支期~燕山期多次岩浆侵入形成的复式杂岩体, 其中鲁溪岩体(239 ± 5 Ma)、下庄岩体(235.8 ± 7.6 Ma)是印支期花岗岩; 隘子岩体(160.1 ± 6.1 Ma)、司前岩体(151 ± 11 Ma)是燕山期花岗岩. 下庄岩体中1275~2137 Ma残留锆石的发现, 表明贵东花岗岩杂岩体的物质来源与华南元古宙陆壳基底有关. 详细的单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb同位素定年为研究该杂岩体的形成演化与构造作用、成矿作用的关系提供了重要的依据.     

全吉地块基底达肯大坂岩群和热事件的LA-ICPMS锆石U-Pb定年

全吉地块位于青藏高原东北部, 是夹持在柴达木北缘构造带和祁连构造带之间的一个具有克拉通基底性质的古陆块残片. 用LA-ICPMS技术测得德令哈地区达肯大坂岩群混合岩的2件中色体中来自岩浆源区的碎屑锆石的U-Pb年龄分别为(2467 +28/-26)和(2474 +66/-52) Ma, 1件浅色体中来自岩浆源区的碎屑锆石和深熔-变质锆石的U-Pb年龄分别为(2471 +18/-16)和(1924 +14/-15) Ma; 1件侵入达肯大坂岩群的花岗伟晶岩的锆石U-Pb年龄为(2427 +44/-38) Ma. 这些数据第一次约束德令哈地区达肯大坂岩群的形成年代约在2.43~2.47 Ga之间, 揭示其随后相继发生了~2.43 Ga之前的岩浆作用和~1.92 Ga之前的区域变质作用事件. 普遍存在~0.9 Ga的下交点年龄推测是全吉地块最后克拉通化事件的记录.     

北阿尔金恰什坎萨依花岗闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

恰什坎萨依花岗闪长岩虽然经历了强烈的片麻岩化作用, 但其铝饱和指数(A/CNK)为0.81~0.99, Na₂O/ K₂O>1, TiO₂<1.0%, 轻稀土富集, 分馏程度高, 重稀土富集程度较低, 分馏系数小, Eu弱负异常或无异常, 微量元素Ba, Ti为负异常及在微量元素构造环境判别图解上样品点落在岛弧型花岗岩区等都展示出岛弧型花岗岩的典型特征. 阴极发光图像反映锆石内部存在清晰的韵律生长纹, 无残留锆石晶核和新生长的环边结构, U, Th含量分别变化于574~870和279~556 μg/g之间, Th/U值在0.52~0.68之间, 显示出岩浆锆石性质. 锆石SHRIMP U-Pb定年结果为481.5±5.3 Ma, 代表花岗闪长岩侵位时代, 与北祁连岛弧火山岩带的形成时代一致, 证实了该区存在早古生代岛弧岩浆活动.     

铁岭组钾质斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年代学研究及其地质意义

最近在冀北-辽西以碳酸盐岩为主的铁岭组内发现了钾质斑脱岩, 并获得其锆石SHRIMP U-Pb年龄——(1437±21) Ma, 这一进展将铁岭组的时代确定为中元古代早期盖层纪(Calymmian Period)末期. 与此同时, 还在同一剖面获得了铁岭组的上覆地层——下马岭组碳硅质页岩里钾质斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年龄——(1372±18) Ma, 这与稍早前在北京西北及其附近地区所获得的定年结果(~1380 Ma)是一致的. 这在肯定了该地区下马岭组应归入中元古代中期延展纪(Ectasian Period)早期的同时, 也表明以蓟县剖面为代表的燕山东部地区铁岭组-下马岭组等相关序列, 可与北京西山及燕山西部进行良好对比. 换言之, 华北北部从高于庄组到铁岭组的巨厚碳酸盐岩序列都应视为中元古界盖层系沉积, 而铁岭组与下马岭组之间的不整合面可作为中元古界盖层系与延展系之间的物理性分界标志; 早先以该不整合面命名的“芹峪上升”(或“芹峪运动”)应属于一个时限短暂的中元古代早期的区域抬升, 不能再视为华北克拉通对新元古代罗迪尼亚超大陆聚合事件(~1.0 Ga)的响应.     

华夏南部可能存在Grenville期造山作用:来自基底变质岩中锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素信息

对华夏地块南部粤中增城和赣南鹤仔3个基底变质岩的地球化学和碎屑锆石年代学研究表明, 它们的原岩都是形成于晚新元古代的沉积岩. 3个变质沉积岩都主要由新元古代早期(1.0~0.9 Ga)的碎屑物质组成, 并混有少量中元古代和新元古代中晚期(0.8~0.6 Ga)的碎屑物, 说明沉积物主要来源于一个遭受过Gondwana大陆聚合事件影响的Grenville期造山带. 碎屑锆石的Hf同位素成分显示这些Grenville期锆石可能是造山旋回早期形成的弧与古老大陆碰撞产生的岩浆结晶的. 结合华夏地块其他地区~1.0 Ga年龄锆石的分布及形态学特征, 本文认为华夏地块的南缘很可能曾经存在或者极其靠近一个Grenville期的造山带. 而这期造山作用的时代与东印度以及东南极的Grenville造山带一致, 且同样受到Gondwana大陆聚合事件的影响. 因此, 从Rodinia超大陆裂解到Gondwana超大陆聚合期间, 华南地块很可能位于澳大利亚西部而与东印度和东南极相邻.     

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.     

西秦岭勉略带北部黄渚关和厂坝花岗岩锆石U-Pb年龄及源区性质

秦岭-大别-苏鲁造山带出露大量中生代岩浆岩,对这些岩浆岩进行精确的锆石U-Pb年代学研究可以为揭示大陆碰撞过程、追溯岩浆源区物质来源提供线索.对出露在西秦岭地区的黄渚关和厂坝花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究和全岩地球化学研究.结果表明,黄渚关花岗岩中心相和边缘相锆石的加权平均年龄分别为(214±1)和(213±3)Ma;厂坝花岗岩的锆石的加权平均年龄为(213±2)Ma.这些年龄年轻于华南陆块与华北陆块碰撞引起超高压变质的年龄225~240Ma,对应于同折返岩浆活动.厂坝花岗岩中存在若干新元古代继承锆石((757±14)Ma),说明其岩浆源区为华南陆块.地球化学上,这两个岩体都富集LILE和LREE、亏损HFSE和HREE,表现出典型的弧岩浆岩的特点.但是,黄渚关花岗岩的主要氧化物之间呈现良好的线性关系,暗示同源岩浆演化的特点;中心相含有大量闪长质微粒包体,暗示岩浆混合的存在.厂坝花岗岩相对高Si和K,低Fe和Mg,且具有较高的Fe*,说明其为岩浆高度演化产物,它的出现预示着秦岭造山带已进入碰撞晚期的伸展拉张演化阶段.因此,黄渚关和厂坝花岗岩是秦岭造山带在碰撞晚期晚三叠世期间华南陆块不同成分地壳物质分别发生部分熔融的产物.     

广西十万大山地壳演化:来自印支期花岗岩中麻粒岩包体锆石U-Pb年代学及Hf同位素记录

广西东南部十万大山旧州岩体中副变质麻粒岩包体中锆石U-Pb定年和Hf同位素分析结果显示,麻粒岩原岩物质主要来源于新元古代-中元古代(564～1061Ma)的碎屑物质,峰值年龄为～822 Ma,其物源主要来自与新元古代Rodinia超大陆裂解有关的火成岩.部分锆石为古元古代(1778～2227 Ma),并有少量中太古代-古太古代物质(最老锆石年龄为(3551±8)Ma),暗示十万大山或周缘地区可能存在非常古老的地壳物质.另外,还获得一组早中生代岩浆锆石((234±2)Ma)和一组晚古生代变质锆石((253±3)Ma)年龄.锆石Hf同位素分析结果指示麻粒岩包体的原岩沉积物具有多来源特征,既有古老再循环地壳物质的参与,也有新生物质的贡献.锆石U-Pb-Hf同位素特征指示十万大山地区在～253 Ma经历了一次强烈的热事件,原岩发生麻粒岩相变质作用,而后在抬升过程中(～234 Ma)发生部分熔融形成花岗岩,麻粒岩包体为熔融残留体。     

新疆托云麻粒岩捕虏体地球化学和锆石年代学: 岩石成因及西南天山下地壳性质

新疆西部托云盆地晚白垩世玄武质岩石中有麻粒岩捕虏体. 它们的矿物组合是Opx + Cpx + Pl ± Grt ± Qtz ± Kfs. 本文报道了这些捕虏体的矿物成分、岩石地球化学和锆石U-Pb颗粒年龄, 并对其成因及所反映的西南天山下地壳性质和壳-幔作用过程进行了讨论. 托云麻粒岩以基性为主、含少量中性成分, 是岩浆物质经变质改造所形成的下地壳产物. 它们的平衡温度和最大压力估计分别是910±35℃和13.5×10⁸ Pa, 表明寄主岩喷发时西南天山的地壳厚度≤44 km并有高的古地温特征(> 80 mW/m²). 在这些捕虏体的岩石成因中, 曾发生过橄榄石、辉石和钛铁矿的结晶分异, 斜长石的结晶分异和堆积, 以及陆壳组分的混染作用或流体的交代作用. 253 Ma的锆石变质年龄, 可能记录着西南天山造山带根部塌陷的壳-幔相互作用事件.     

汉诺坝玄武岩中麻粒岩捕虏体锆石Hf同位素、U-Pb定年和微量元素研究: 华北下地壳早期演化的记录

对汉诺坝玄武岩携带的条带状麻粒岩锆石进行了背散射、Hf同位素、U-Pb年龄和微量元素原位分析. 结果表明: 条带状麻粒岩为早期下地壳样品, 其成因很难用单一的过程来解释, 而是包含着地壳再熔融岩浆作用、幔源物质参与、变质分异作用和早期的下地壳拆沉作用等复杂过程信息. 岩石中除有3097~2824和2489~2447 Ma的古老年龄信息外, 80%的锆石给出1842±40 Ma的年龄值. 老年龄锆石有高的ε_Hf值(达+18.3)和高的Hf模式年龄(2.5~2.6 Ga), 说明形成该岩石的初始物质主要来源于晚太古代的亏损地幔. 早元古代锆石的eHf值多变化于零附近; 个别有较高的ε_Hf值(+9.2~+10.2), 表明早元古代时华北东、西部地块碰撞拼合并导致克拉通最终形成过程中有地幔物质参与.     

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.