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).     

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.     

华北克拉通2.5 Ga地壳生长事件的Nd-Hf同位素证据: 以怀安片麻岩地体为例

怀安片麻岩地体是华北克拉通中部代表性的晚太古代TTG 片麻岩地体之一, 主体是形成于2.5 Ga 的TTG 片麻岩和闪长质片麻岩. TTG 片麻岩的ε_Nd(t)值(2.7 ~ 4.3)和大部分岩浆锆石的ε_Hf(t)值(2.0 ~ 8.3)分别与同期2.5 Ga 的亏损地幔ε_Nd(t)值和ε_Hf(t)值相近, 并且较年轻的Hf模式年龄2.44 ~ 2.73 Ga 和锆石U-Pb 年龄一致. 与TTG 片麻岩共生的闪长质片麻岩, 由于老地壳物质加入, 其ε_Nd(t)值(0.8 ~ 1.7)略低于亏损地幔ε_Nd(t)值; 但多数岩浆锆石的ε_Hf (t)值(2.0 ~ 7.9)也与同期亏损地幔ε_Hf (t)值相当, 部分Hf模式年龄2.49 ~ 2.75 Ga 也和锆石U-Pb年龄一致. 这些特征显示TTG 片麻岩和闪长质片麻岩代表2.5 Ga 来自亏损地幔的新生地壳, 该期岩浆活动是华北克拉通一次重要的地壳生长事件.     

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.     

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.     

青藏高原北羌塘昌都地块发现~4.0 Ga 碎屑锆石

采用LA-ICP-MS 和MC-ICP-MS 锆石微区原位U-Pb 测年, 在北羌塘昌都地块宁多岩群 变质碎屑岩中发现3981±9 Ma 碎屑锆石. 这是迄今在羌塘地区获得的最古老年龄记录, 也是 我国境内发现的年龄大于3.9 Ga 的第3 颗锆石. ～4.0 Ga 碎屑锆石的发现为寻找冥古宙地壳物 质提供了新的线索. 100 个测试点还获得3.51～3.13 Ga 碎屑锆石年龄和～2440, ～1532, ～982 及 ～618 Ma 年龄峰值. ～982 和～618 Ma 分别与Rodinia 超大陆形成和泛非运动相对应, 暗示其与 Gondwana 超大陆的亲缘关系. ～618 Ma 限定了宁多岩群石榴石二云石英片岩原岩的沉积时代 下限. ～982 Ma 的碎屑锆石总体具有负的ε_Hf(t)值和1933～2553 Ma 的两阶段Hf 模式年龄, 说明 宁多岩群物源区存在古元古代从亏损地幔分离进入地壳的重大地质事件; 2854～3505 Ma 的锆 石也具有负的ε_Hf(t)值和3784～4316 Ma 的两阶段Hf 模式年龄, 表明宁多岩群物源区残留有少量 更古老(冥古代)的地壳物质. 该研究为探讨羌塘基底与冈底斯和喜马拉雅基底之间的关系以及 限定Gondwana 大陆北界提供了新的资料.     

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.     

藏北羌塘地区基性岩墙群锆石SHRIMP定年及Hf同位素特征

藏北羌塘中央隆起地区出露有大规模、近东西走向的基性岩墙群, 是该地区发生区域性伸展作用的遗迹. 对代表性辉绿岩岩墙进行了锆石SHRIMP定年和Hf同位素分析, 两个辉绿岩加权平均年龄分别为(284±3)和(302±4) Ma, 表明羌塘地区基性岩墙群主要形成于晚石炭世末至早二叠世. 辉绿岩锆石样品¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值在0.282852~ 0.283041之间, ε_Hf(t)值均在12左右, 暗示其岩浆源区为亏损地幔. 锆石Hf模式年龄(T_DM)分别为~438和~457 Ma. 羌塘中央隆起地区岩墙群地球化学成分具有板内玄武岩的特征, 可能是该地区古特提斯洋初始张开的产物.     

华夏地块古元古代陆壳再造: 锆石微量元素与U-Pb和Lu-Hf同位素证据

应用LA-ICPMS 锆石U-Pb微区定年和锆石微量元素及Hf同位素分析方法, 对浙西南景宁三枝树片麻状花岗岩进行了系统的研究. 花岗岩中几乎所有的锆石都显示典型的韵律振荡环带, Th/U比值较高(均大于0.1), 锆石稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈左倾型, 并显示明显的正Ce异常和负Eu异常, 表明这些锆石为岩浆成因. 锆石U-Pb定年得到花岗岩的成岩年龄为(1860 ± 13) Ma (MSWD = 0.084), 锆石εHf (1860)值均为较低的负值(-15.6 ~ -10.0), 二阶段Hf模式年龄T_DM2为3.1~3.4 Ga, 指示三枝树片麻状花岗岩为古-中太古代陆壳再造的产物. 主量和微量元素研究表明, 三枝树花岗岩为准铝质高钾钙碱性花岗岩, 具典型的铝质A型花岗岩特征, 形成于造山后的伸展拉张环境. 华夏地块古元古代陆壳再造事件(1.86 Ga)很可能记录了Columbia超大陆聚合向裂解转折的信息.     

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.     

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.     

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.     

华南发现4.1 Ga的碎屑锆石

华南南部寒武系砂岩中保存有冥古宙地壳物质. 一颗锆石的结晶年龄为4107±29 Ma, Hf同位素组成近似亏损地幔Hf同位素组成, 模式年龄在误差范围内与结晶年龄一致, 为4102±21 Ma, 该锆石是直接从亏损地幔中抽提出来新生的地壳物质再循环过程中结晶的. 寒武系中也保存了显著的“泛非期”和Grenville期锆石, 可能反映了早古生代早期华南与冈瓦纳大陆之间的联系. 华南南部具有更为复杂的地壳生长和构造演化历史.     

江西井冈山地区寒武-奥陶纪地层的Sm-Nd同位素组成及其构造意义

研究的井冈山地区位于扬子地块与华夏地块之间, 在早古生代寒武-奥陶纪时期沉积了巨厚的泥砂质韵律岩层夹碳酸盐岩和含炭岩层. 它们具有低的ε_Nd(t)值(–13.9~–7.9)和古老的Nd模式年龄(1842~2375 Ma), 数据点在t_DM-t_Str.图上远离一致线分布, 在ε_Nd(t) - t_Str.图上都位于华南元古代地壳演化区域内. 这些特征表明, 本区寒武系和奥陶系主要是古元古代古老地壳组分再循环作用产物, 物源以华夏地块区成熟度较高的陆源碎屑沉积岩为主. 奥陶系爵山沟组和对耳石组的ε_Nd(t)值(–10.5~–7.9)位于上述范围的高端, Nd模式年龄(1842~2059 Ma)位于上述范围的低端, 反映在它们沉积时期内, 来自古元古代晚期-新元古代早期新生地壳物质的加入相对明显. 鉴于在华夏地块和扬子地块东南缘范围内, 早古生代地层的Nd模式年龄都大于1800 Ma, 没有发生明显的降低, 反映在这些地区不存在早古生代亏损地幔来源岩浆活动.     

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.     

华南前寒武纪大陆地壳的形成和演化

华南存在U-Pb年龄老达3.8 Ga的锆石, 对应的Hf模式年龄高达4 Ga, 说明华南存在晚冥古代地壳残片. 此外, 在西藏发现U-Pb年龄老达4.1 Ga的碎屑锆石, 这是目前中国报道的最老锆石. 这些结果意味着, 晚冥古代大陆地壳可能比先前认为的要广泛, 只是它们绝大多数已经再造成为太古宙地壳. 根据目前已经获得的锆石U-Pb定年和Hf同位素分析结果, 可见华南陆壳的生长始于太古宙早期, 在古元古代时期发生克拉通化达到相对稳定. 中国大陆参与板块构造活动的时间可追溯到冥太古代. 在新元古代时期伴随Rodinia超大陆的聚合和裂解, 大量的岩浆活动出现导致华南克拉通的初始破坏和再 造. 但是, 太古宙和古元古代地壳物质在华南直接以岩石的形式出露地表的并不多, 而大部分表现为零散的地壳残片形式. 不过, 新元古代岩浆活动的产出与否, 依然是区别华南与华北的重要标志.     

敦煌地块发现~3.06 Ga花岗闪长质片麻岩

报道在敦煌地块东巴兔山干沟地区发现形成于中太古代(~3.06 Ga)的片麻岩.岩相学和岩石化学数据表明研究样品为花岗闪长质片麻岩,具有太古宙TTG质岩石特征.LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示,锆石核部年龄为~3.06 Ga,表明这套片麻岩形成于中太古代,为敦煌地区迄今为止发现的最古老的岩石;锆石边部1.92~1.86 Ga的年龄记录了敦煌地块古元古代末期的构造-热事件.锆石核部Hf同位素结果显示,除2个锆石测点的εHf(t)值为5.6和1.2,对应的锆石Hf两阶段模式年龄为3091 Ma和3356 Ma外,其余26个测点的εHf(t)值均为负值,介于–9.4~–0.5,对应的两阶段模式年龄为4.00~3.45 Ga,峰值为~3.82 Ga,表明该花岗闪长质片麻岩原岩的岩浆源区以古老地壳物质为主,伴有少量新生地壳物质的加入;揭示该地区早期地壳物质最初形成的时间至少在始太古代(3.80~4.00 Ga).结合塔里木地块和华北地块前寒武纪地质已有研究成果,提出敦煌杂岩与米兰杂岩并非同一构造岩石单元;敦煌地块可能曾属于华北克拉通的一部分.     

昌宁-孟连结合带南汀河早古生代辉长岩锆石年代学及地质意义

昌宁-孟连结合带南汀河地区发育比较完整的蛇绿岩组合, 由变质橄榄岩、堆晶辉长岩、变质辉长岩、斜长角闪岩以及玄武岩等构造单元组成. 通过该蛇绿岩中堆晶辉长岩以及辉长岩的LA-ICPMS 锆石U-Pb 定年研究显示, 堆晶辉长岩有两种类型的岩浆锆石, ²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为473.0±3.8 Ma和443.6±4.0 Ma, 分别代表了堆晶辉长岩早期与晚期岩浆作用事件的时代; 而辉长岩16个测点加权平均年龄为439.0±2.4 Ma. 地球化学分析表明, SiO₂含量在46.46%~52.11%之间, TiO₂ 含量为0.96%~1.14%, K₂O含量为0.48%~0.75%; REE 配分曲线呈弱亏损型及富集型, 微量元素蛛网图与洋中脊玄武岩类似, 部分样品高场强元素Nb, Ta, Zr, Hf, Ti 亏损, 指示这些岩石可能形成于弧后裂谷盆地环境. 堆晶辉长岩晚期岩浆结晶时代与辉长岩结晶时代基本一致, 表明南汀河地区存在444~439 Ma 的弧后盆地, 这是昌宁-孟连结合带首次精确限定的早古生代蛇绿岩. 南汀河蛇绿岩与羌塘地区龙木错-双湖结合带中段果干加年山以及桃形湖盆地形成时代一致, 地球化学性质相似, 本文认为昌宁-孟连结合带与龙木错-双湖结合带可能一起代表了一个统一的古特提斯洋壳的残余.     

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.     

华夏地块古老物质的发现和前寒武纪地壳的形成

对粤北南雄地区一个副片麻岩中56个碎屑锆石的年代学研究显示, 华夏腹地晚新元古代沉积岩主要由新太古代(~2.5 Ga)和Grenville期(0.9~1.1 Ga)的碎屑物质组成, 其中还包含了一定数量的中元古代和少量中太古代(3.0~3.2 Ga)和古太古代(3.76 Ga)的碎屑物质. 这些发现表明华夏地块存在非常古老的物质. 37颗锆石的Hf同位素组成显示这些碎屑物质具有不同的成因, 少量结晶于有较多新生地壳组分熔融产生的岩浆, 而大多数结晶于古老地壳组分部分熔融产生的岩浆. 锆石U-Pb年龄和Hf同位素综合研究指出华夏地块新生地壳物质主要是在2.5~2.6 Ga形成, 中太古代(3.0~3.3 Ga)、古元古代晚期(~1.8 Ga)和古太古代(~3.7 Ga)也是重要的地壳生长期. 中元古代-新元古代的岩浆活动非常强烈, 但主要表现为古老物质的再循环, 只有很少有新生地壳增生. ~2.1 Ga模式年龄峰值的存在和同时代锆石的缺失表明许多锆石的古元古代模式年龄很可能是源区中新太古代和古元古代晚期物质混合的结果.