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.     

鄂尔多斯盆地基底变质岩与花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年

通过对采自鄂尔多斯盆地基底西部石榴夕线黑云斜长片麻岩与东部片麻状二云母花岗岩的钻孔样品进行SHRIMP锆石U-Pb定年,分别获得了203110和203510Ma的207Pb/206Pb年龄.两件样品的锆石都显示清楚的韵律环带,具岩浆锆石特征.其中石榴夕线黑云斜长片麻岩中的部分锆石具有较薄的变质增生边,由3个增生边获得的年龄范围约为1850～1630Ma.该岩石的矿物组合显示原岩为泥质-长英质岩石,但其锆石主体为岩浆成因,可能说明其源区为单一的花岗质岩体或火山沉积岩区.因此,鄂尔多斯基底与邻近剥露区域一样,在古元古代2035～2030Ma左右曾有大规模的花岗岩浆侵位,表明存在古元古代活动构造带,这对揭示华北克拉通西部陆块的性质和特征具有重要的意义.     

金川超镁铁侵入岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及地质意义

金川超镁铁岩体位于阿拉善地块西南缘的龙首山隆起, 南邻北祁连造山带(图 1). 岩体呈岩墙状侵位于龙首山群白家嘴子组混合岩、片麻岩和大理岩 中, 长约6500 m, 宽20~527 m, 走向NW50°, 出露面积约1.34 km2 [1]. 金川岩体已探明的Ni-Cu硫化物(含Pt)矿石储量超过5亿吨, Ni和Cu的平均品位分别为1.2%和0.7%[2], Ni金属量仅次于加拿大的Sudbury矿床和西伯利亚的Norilsk矿床, 列世界第三位[3]. 金川超镁铁岩体及其赋存的Ni-Cu硫化物矿床的形成时代和成因一直受到广泛的关注. 汤中立等人[4]报道了金川岩体的Sm-Nd等时线年龄为150831 Ma, 但…     

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.     

辽宁海城炒铁河辉长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及地质意义

对辽东海城地区的炒铁河辉长岩侵入体的锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 该辉长岩侵位年龄为(126±4) Ma, 说明它形成于早白垩世华北克拉通岩石圈大规模减薄背景下, 而不是长期认识的形成于古元古代裂谷环境. 该辉长岩体含有大量的年龄为古元古代(2.10～2.4和~1.87 Ga)和新元古代(747～969 Ma)的老锆石, 前者可能来源于华北地块本身, 而后者则可能来自俯冲到华北之下的扬子地块. 这些年龄信息对认识中生代华北地壳的演化具重要启示意义.     

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.     

辽宁海城炒铁河辉长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及地质意义

对辽东海城地区的炒铁河辉长岩侵入体的锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,该辉长岩侵位年龄为(126±4)Ma,说明它形成于早白垩世华北克拉通岩石圈大规模减薄背景下,而不是长期认识的形成于古元古代裂谷环境.该辉长岩体含有大量的年龄为古元古代(2.10～2.4和~1.87Ga)和新元古代(747～969Ma)的老锆石,前者可能来源于华北地块本身,而后者则可能来自俯冲到华北之下的扬子地块.这些年龄信息对认识中生代华北地壳的演化具重要启示意义.     

五台地区滹沱群底界时代: 玄武安山岩SHRIMP锆石U-Pb定年

五台地区古元古界滹沱群底部砾岩层中发育浅变质的玄武岩-玄武安山岩. 详细的地质调查确认其与上下沉积岩层为整合关系. 对该岩层中玄武安山岩的锆石进行了SHRIMP U-Pb年龄测定, 主要年龄结果分为两组. 较老的一组锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄范围为2433～2558 Ma, 与五台-阜平地区地壳形成时代一致, 推测为岩浆穿过地壳时捕获或火山岩沉积时陆源碎屑岩带入的锆石; 较年轻的一组锆石13个点的207Pb/206Pb年龄非常集中, 其加权平均值为(2140±14) Ma. 该组锆石U含量极低(多数<50×10^-6), Th/U比值高(0.49～1.11), 为基性岩浆成因锆石. 因此, (2140±14) Ma就是玄武安山岩的岩浆锆石结晶年龄, 代表滹沱群的底界时代. 这一结果进一步证实滹沱群形成于早元古代中期, 是不同于五台运动的另一次地质事件的记录, 很可能与华北中部2.2～2.1 Ga的裂谷活动有关.     

河南登封地区嵩山石英岩碎屑锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及其地质意义

对河南登封地区广泛分布的古元古代嵩山石英岩中碎屑锆石进行了U-Pb定年和Hf同位素研究. 研究结果对华北克拉通太古宙地壳的形成和演化提供了进一步的制约. 嵩山石英岩碎屑锆石具有4组峰值年龄, 其中以~2.50 Ga的年龄峰值最为显著. 此外尚有3.40, 2.34 Ga, 2.75~2.80 Ga等3组峰值年龄. 嵩山石英岩中3.40 Ga碎屑锆石的Hf同位素组成与华北克拉通东部发现的古老岩石中的锆石(如冀东和鞍山地区)具有较强的相似性. 但是, 根据最新的一些报道, 华北克拉通南缘、华南地区、北秦岭构造带及其邻区均发现存在3.6 Ga, 甚至更为古老的地壳物质线索. 因此很难明确地推测嵩山石英岩中发现的这些3.40 Ga碎屑锆石的物源区. 但综合迄今的研究成果, 可以推测, 3.4~3.6 Ga的地壳物质曾经广泛地存在于古华北克拉通及其邻区. 2.77~2.80 Ga的碎屑锆石所占分额较小, 样品中ε_Hf(t)值最高可达6.1±1.6, 接近于当时亏损地幔的Hf同位素值组成, 且锆石的Hf单阶段模式年龄与形成年龄相近, 表明其来于亏损地幔分异出的未经演化的物质. ~2.50 Ga的年龄数据约占所测数据的85%, 锆石的Hf同位素组成显示其岩浆成因以新太古代地壳再造为主, 伴有少量古老地壳物质的再循环. 本次研究中获得最年轻的锆石年龄为(²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb)为(2337±23) Ma, 可以作为嵩山群的下限年龄考虑(古元古代早期).     

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.     

安徽女山早元古代下地壳: 新生代碱性玄武岩中麻粒岩包体锆石SHRIMP U-Pb年龄证据

女山新生代碱性玄武岩中的中性麻粒岩包体锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 该地区下地壳形成时代主要在约2400~2200 Ma之间, 经历麻粒岩相变质作用的时代为1915 ± 27 Ma. 较老的下地壳形成时代与女山麻粒岩包体地球化学资料所显示的古老物质成分特征相呼应, 但是其归属于华北克拉通还是扬子克拉通则难以明确. 锆石中强烈的Pb丢失现象暗示, 女山地区下地壳也受到了中国东部普遍存在的中-新生代时期岩浆底侵作用的影响.     

松树沟地区石榴辉石岩和富水杂岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其对秦岭造山带构造演化的制约

位于商丹断裂以北松树沟一带的“秦岭群(?)”主要由(石榴)斜长角闪岩／角闪斜长片麻岩组成并保留少量石榴辉石岩透镜体，著名的松树沟纯橄岩体呈透镜状产于其中研究表明石榴辉石岩是早期高压麻粒岩相变质的代表岩石,而(石榴)斜长角闪岩是其退化变质的产物,由于其构造位置的重要性，长期以来，该套岩石的形成环境和时代一直受到普遍关注,李曙光等人报道石榴辉石岩退化变质的石     

西天山独库公路花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

采用颗粒级锆石U-Pb定年方法,精确测得西天山独库公路拉尔敦达坂处花岗片麻岩中的结晶锆石年龄为(882±33) Ma,它代表了花岗质岩浆的结晶时代. 其较高的ASI值(1.09)和LILE,LREE含量,明显的负Eu异常(δEu=0.42)和Ba,Sr,P,Ti,Nb的亏损,表明源岩为成熟度很高的陆壳物质. 花岗片麻岩具有较老的Nd模式年龄值(2.65 Ga)和低的εNd(t)值(-14.1)、高的初始Sr比值(0.717 0),表明熔融母岩具有很长的地壳存留时间. 地质解释认为花岗片麻岩是由古老的基底地壳物质重熔形成的.     

北祁连山榴辉岩锆石SHRIMP定年及其构造意义

应用阴极发光和离子探针技术, 对北祁连山高压变质带两个榴辉岩样品中的锆石进行了结构和形态学观察以及原位U-Pb定年. 所获得的年龄值分别为463 ± 6 和468 ± 13 Ma, 代表了本区榴辉岩相变质时代. 这是北祁连山加里东期高压变质作用的最早记录, 可能代表了大洋板块俯冲进入上地幔经受榴辉岩相变质的时间.     

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.     

遵义牛蹄塘组底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

制约扬子地台早寒武世地层的精确锆石U-Pb年龄稀少,对最近于遵义松林地区下寒武统牛蹄塘组底部发现的凝灰岩中的锆石斑晶进行SHRIMP U-Pb测年,结果显示凝灰岩的就位年龄为(518±5)Ma(MSWD=0.37),从而提供了扬子地台下寒武统第二个精确锆石U-Pb年龄数据,构建了该区下寒武统以精确锆石U-Pb年龄为基础的时间框架雏形.结合区域地层对比,凝灰岩年龄数据显示澄江生物群及三叶虫首现(FAD)的绝对年龄应该晚于(518±5)Ma.该年龄数据同时表明,遵义松林地区牛蹄塘组底部Ni-Mo-PGE多金属富集层的Re-Os等时线年龄数据(537～542Ma)不代表地层的年龄.     

攀西会理猫猫沟钠质碱性岩锆石SHRIMP定年及其地质意义

攀西会理猫猫沟环状碱性杂岩体中碱性长石正长岩为钠质碱性岩, 含有暗色造岩矿物钙铁辉石、铁韭闪石和黑云母, 其中的锆石绝大部分(80%以上)是具有老核新壳的岩浆复合型锆石. 对这些锆石进行了SHRIMP法U-Pb定年, 结果显示发现, 岩浆锆石和岩浆复合型锆石的新壳的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为224±8 Ma, 反映出碱性长石正长岩的结晶时间为晚三叠世; 岩浆复合型锆石老核的年龄为两段, 一是²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄622~691 Ma, 二是²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄2692~2818 Ma, 分别代表了捕获的新元古代和太古代古老结晶基底中的锆石年龄. 晚太古代锆石老核的产出为康滇古陆地区存在太古代的古老基底提供了同位素年代学依据.     

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.     

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.     

东准噶尔盆地巴塔玛依内山组火山岩锆石U-Pb年代及Hf同位素研究

对准噶尔盆地陆梁隆起东部三参1井所钻巴塔玛依内山组玄武岩, 开展了详细锆石内部结构研究基础上的U-Pb年代学、微量元素和Hf同位素系统分析. 结果显示, 所有锆石都属岩浆成因, 都有一致的稀土配分型式, 都具明显的Ce正异常(δCe=5.06~134)、Eu负异常(δEu=0.06~0.55)和重稀土元素富集特征. 25颗锆石中, 谐和年龄主要分成3组, 分别是(300.4±1.3) Ma (n=11), (339.2±2.7) Ma (n=3)和(392.0±1.7) Ma (n=8); 此外, 还有3颗近谐和年龄锆石, 它们的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别是(510±7), (488±6)和(453±6) Ma. 最小的谐和年龄为(300.4±1.3) Ma, 可以代表巴塔玛依内山组火山岩的形成时代(如晚阶段年龄). 其他年龄如早泥盆世、奥陶纪等, 与盆地周缘岛弧火山岩(富集Pb)和蛇绿岩的时代一致, 而且这些年龄锆石都具有正的ε_Hf(t)值(+3.6~+10.5), 推测所研究火山岩穿越的盆地基底, 可能与由早古生代-中古生代的残余洋壳和岛弧地体组成有关. 晚石炭世锆石的ε_Hf(t)值变化于 +17.1~+4.2, 显示该玄武岩主要来源于软流圈地幔或亏损岩石圈地幔熔融作用, 熔体在上升-侵位过程中混染了少量较古老基底物质组分. 由于这些玄武岩是后碰撞幔源岩浆直接加入到地壳的物质表现, 推测东准噶尔地区晚石炭世已经有了大规模的陆壳垂向生长过程.