秦岭沙河湾奥长环斑花岗岩的年龄及其对秦岭造山带主造山期结束时间的限制

秦岭是我国著名大陆碰撞造山带。其主造山期约束时间还存在争议,报道了秦岭新发现的沙河湾奥长环斑花岗岩的＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ,Ｒｂ－Ｓｒ和锆石Ｕ－Ｐｂ年龄,讨论了秦岭造山带主造山期结束时间。     

北秦岭含柯石英榴辉岩的发现及其意义

近年来,在秦岭-大别造山带的东部相继发现了多处含柯石英榴辉岩,这些超高压变质岩均产在南秦岭造山带.1993年在陕豫交界的秦岭群中发现了榴辉岩等高压变质岩,最近又在榴辉岩中发现了柯石英,现予报道.     

秦岭勉略带中安子山麻粒岩的年龄

报道秦岭勉略缝合带中段陕西省勉县安子山地区麻粒岩矿物Sm-Nd等时年龄和40Ar/39Ar年龄.由麻粒岩矿物样品给出的Sm-Nd等时年龄为206±55 Ma(2σ),INd=0.51302±7(2σ),MSWD=1.6.黑云母40Ar/39Ar坪年龄为199.7±1.7Ma(2σ).麻粒岩形成和抬升与印支期扬子克拉通陆块向秦岭微陆块俯冲碰撞、中朝克拉通华北陆块和扬子克拉通陆块最终拼合有关,并与大别地区超高压-高压变质岩的时代相一致和接近.     

甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的40Ar/39Ar同位素定年及其地质意义

提供了从西秦岭6个钾霞橄黄长岩岩筒中分离出的金云母单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年数据, 确定甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的喷发时限主体集中在22~23 Ma之间, 结合对青藏高原及其周边地区新生代火山岩同位素年代学资料的综合分析, 论证了金云母单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年的地质意义, 指出甘肃西秦岭钾霞橄黄长岩与高原及其周边地区其他新生代钾质-超钾质火山岩一样, 属于后碰撞火山作用产物. 西秦岭新生代火山岩的喷发时代与冈底斯带钾质火山岩的喷发时间有部分重叠, 因此西秦岭新生代火山作用是紧随高原腹地之后, 后碰撞火山作用向高原东北方向迁移的反映. 同位素定年数据不仅进一步证明青藏高原后碰撞火山作用具有时空迁移特征, 而且也为探讨和研究西秦岭地区自新近纪以来地质构造演化的深部动力学背景和机制提供了同位素年代学约束.     

南秦岭关家沟组砾岩的时代、成因环境及其构造意义

关家沟组地层位于南秦岭造山带, 因缺乏化石证据, 其地层时代长期悬而未决, 该套地层在南秦岭地区地质演化过程中构造含义始终模糊不清. 关家沟组砾岩厚度约为2050 m, 为一套向上变粗、变浅的进积层序, 结构和物质组成上表现为不成熟海相浊积砂岩和砾岩. 虽然南北两侧为断层所限, 但关家沟组变质变形很弱. 北侧为泥盆系三河群, 南侧为新元古界横丹群, 关家沟组中含有大量花岗岩和火山岩碎屑. 对采自其中的花岗岩和火山岩砾石进行了单矿物(斜长石和钾长石)⁴⁰Ar/³⁹Ar热年代学研究. 两个测年结果分别给出了花岗岩和火山岩砾石的冷却年龄为219.69±0.49和216.46±0.59 Ma, 与早中生代秦岭全面碰撞作用时期(240~220 Ma)的构造岩浆活动的时代大体一致, 暗示关家沟组可能沉积于晚三叠世Norian期, 约220 Ma. 沉积学分析和热年代学研究表明: 关家沟组可能是残余洋盆的沉积充填物. 区域上, 该残余洋盆为晚古生代-早中生代阿尼玛卿洋与勉略洋或中央造山带南侧特提斯洋的一部分.     

东秦岭方城新元古代碱性正长岩形成时代及其动力学意义

通过对秦岭造山带东段北秦岭构造域的新元古代方城碱性岩体研究, 对Rodinia超大陆形成后岩石圈拉张起始时间提供了重要制约. 方城岩体岩石类型主要为角闪云霞正长岩、霓辉正长岩和碱性长石正长岩. 岩石为中性(SiO₂ = 54% ~ 62%), 富碱(K₂O+Na₂O = 12%~ 15%)、铝(Al₂O₃ = 16.81%~23.26%)与大离子亲石元素, 无Nb, Ta, Zr, Hf异常, 轻稀土元素相对富集、重稀土元素分异较弱, 呈较显著的负Eu异常(δ Eu = 0.13 ~ 0.23), 其ε_Nd(t)值为-1.37~ -3.90, Nd模式年龄为1364~1569 Ma. 正长岩岩浆形成的温度较高(915~1044℃). 岩体形成于板内-非造山伸展构造环境, 可能主要来源于上地幔的小比例部分熔融, 在上升或侵位过程中受到少量地壳物质的混染. 方城碱性正长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为(844.3 ± 1.6) Ma (MSWD = 0.86), 表明其形成于新元古代早期, 为秦岭造山带及华南地区已知形成时代最早的新元古代碱性岩, 也暗示在844 Ma左右秦岭造山带新元古代构造演化已由碰撞后伸展转换为板内非造山拉张阶段. 因此, Rodinia拼合过程中沿扬子克拉通边缘形成的碰撞造山过程结束并转入拉张体制地球动力学背景的时限应不晚于844 Ma.     

大陆造山过程的多期演化: 以西大别为例

大陆碰撞造山带的形成和演化是汇聚板块边缘的重要特征, 其形成和演化大多经历了复杂的过程. 以西大别为例, 利用锆石成因矿物学、U-Pb年龄和Hf同位素组成特点等, 结合区域地质情况, 对造山带的多期演化提供了较为重要的制约. 结果得到, 浒湾地区洋壳的形成时间约为400~430 Ma, 稍晚于北秦岭与华北的碰撞时间, 可能是碰撞后扬子板块北缘伸展作用形成的边缘盆地. 浒湾地区榴辉岩相变质作用峰期发生在约310 Ma的石炭纪, 浒湾地区洋壳初始抬升时间约为270 Ma. 新县和红安地区榴辉岩的原岩时代和性质与大别-苏鲁其他地体一致, 超高压变质作用也发生在中三叠纪, 并经历了多阶段的抬升作用过程, 应该是大别-苏鲁造山带的西延部分. 因此, 秦岭-大别-苏鲁地区是一个典型的多阶段复合型造山带, 其聚合过程可能持续了200 Ma以上.     

华北地块南缘钼矿床黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素体系及其对成矿动力学背景的示踪

以华北地块南缘东秦岭钼矿带的金堆城、东沟、石家湾和三道庄等钼矿床为例, 报道了东秦岭钼矿带成矿流体氦和氩同位素组成, 通过氦、氩和铅同位素的综合研究, 探讨了成矿流体来源、演化及其与秦岭造山带中-新生代陆内碰撞造山过程的耦合关系. 华北地块南缘东秦岭钼矿带钼矿床黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值在1.38~3.64 Ra之 间, 40Ar/36Ar比值为295.68~346.39, 指示成矿流体系由不同性质和组成的两个端元流体混合而成, 即与壳幔混合成因斑岩体同源的高温深源流体和富含地壳放射成因氦但具有空气氩同位素组成特征的低温大气降水. 东秦岭钼矿带矿床铅同位素组成、斑岩体和区域地层岩石含矿性资料共同揭示, 矿床成岩成矿物质来自深部, 为下地壳和上地幔混合源.华北地块南缘钼矿床的形成可能与秦岭造山带碰撞造山后的陆内造山和伸展过程相伴的壳幔相互作用有关, 与钼矿化有关的斑岩属同熔型花岗岩类, 而非简单的陆壳重熔型花岗岩类或S型花岗岩, 因此具有深刻的深部和区域地球动力学背景.     

北秦岭元古宙基性岩的高放射成因铅同位素组成的发现及其意义

秦岭造山带分隔着中国南北大陆,这两个陆块在地质历史时期可能分别是冈瓦纳与劳亚大陆的一部分。因此,研究秦岭造山带可对两个大陆的分界作出限定。秦岭造山带可分为北秦岭和南秦岭构造单元,它们曾被认为分别是华北陆块和扬子陆块的大陆边缘。若北秦岭确是华北陆块的大陆边缘,它们应具有相同的组成。近年来的研究表明,岩石的铅同位素组成存在明显的“块体效应”,不同的陆块具有不同的铅同位素组成。本文通过研究北秦岭地区元古宙基性岩的铅同位素组成并与两侧陆块相同时代的基性岩作对比,发现北秦岭地区的岩石不同于两侧陆块且具有独特的高放射成因铅同位素组成特征,它是华北陆块与扬子陆块的分界(带),据此本文还讨论了北秦岭的归属及其与秦岭古洋的关系等。     

郯庐断裂带同造山走滑运动的40Ar/39Ar年代学证据

大别造山带东缘的郯庐断裂带, 具有两期左旋走滑韧性剪切带. 最近从3处早期韧性剪切带糜棱岩中, 获得了3个白云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄, 分别为192.5±0.7, 189.7±0.6, 188.7±0.7 Ma, 认为代表了早期左旋走滑变形的冷却年龄. 这表明郯庐断裂带的左行平移起源于华北、华南板块沿大别-苏鲁造山带碰撞造山过程的后期, 属于同造山走滑构造. 而其在早白垩世滨太平洋构造活动时又被利用而再次发生左行平移. 认为该断裂带在造山期可能是以转换断层型式出现的.     

秦岭造山带秦岭岩群独居石电子探针化学年龄:晚泛非期变质证据?

陕西太白地区秦岭岩群中发育的十字石+蓝晶石+石榴石和夕线石+红柱石+石榴石+十字石两期矿物共生组合中独居石包裹体的电子探针化学年龄分别为(520±23)和(435±9) Ma. 这表明, 秦岭岩群在早寒武世发生过一期重要的变质作用. 早寒武世变质作用可能是对晚泛非期俯冲增生构造热事件的响应.     

北秦岭西段奥陶纪火山岩中发现近4.1 Ga的捕虏锆石

通过高精度的LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱仪)锆石微区原位U-Pb同位素测年, 北秦岭西段奥陶纪草滩沟群火山岩中获得(4079±5) Ma的年龄信息. 北秦岭不仅成为继西澳Yilgarn克拉通(碎屑锆石, (4276±6), (4404±8) Ma)、加拿大Wopmay造山带(Acasta片麻岩, 4016 Ma)和中国西藏普兰(碎屑锆石, 4103 Ma)之后世界上为数不多的发现冥古宙(4.56～3.85 Ga)地质记录的地区, 而且成为世界上第一个在较年轻的火山岩中发现地球早期地质记录的地方. 本次近4.1 Ga的锆石年龄不仅改写了秦岭没有老于4.0 Ga地质记录的历史, 也为今后寻找固体地球初始阶段的地壳岩石提供了新的依据. 所获得的36个测点的年龄数据可划分为7个时段, 代表北秦岭造山带地壳演化过程中不同时期构造-岩浆事件的时代信息, 其中, 相对集中的时段为0.9～1.5和0.4～0.5 Ga, 分别与北秦岭地区表现强烈的晋宁运动和加里东运动的时限相吻合.     

大别造山带地壳S波分裂和介质各向异性

我国中部的秦岭-大别造山带是由华北地台和扬子地台在三叠纪碰撞而形成的。大别造山带的超高压变质作用及其地球动力学问题吸引了众多国内外地球科学家的广泛兴趣。     

西秦岭甘肃温泉钼矿床成矿地质事件及其成矿构造背景

温泉钼矿床是一个与三叠纪花岗岩有关的斑岩型钼矿床. 温泉岩体地球化学特征上富集LILE和LREE, 贫化HFSE, 较岛弧火山岩有明显高的碱(K₂O+Na₂O)和Sr, Ba含量, 与高钾钙碱性系列的后碰撞花岗岩相似. 温泉岩体的常量元素、微量元素、稀土元素及年代学资料显示, 它们是在陆-陆挤压碰撞向伸展转化地球动力学条件下, 由富集的岩石圈地幔发生部分熔融产生的基性岩浆和其所诱发的加厚下地壳部分熔融形成的酸性岩浆混合的产物. 5件辉钼矿的Re-Os同位素定年结果显示, 辉钼矿Re-Os模式年龄在(212.7 ± 2.6)?(215.1 ± 2.6) Ma之间, 其加权平均值(214.1 ± 1.1) Ma, 由ISOPLOT程序获得的等时线年龄为(214.4 ± 7.1) Ma. 该年龄与前人报道的温泉岩体的K-Ar年龄(223~226 Ma)和SHRIMP U-Pb锆石年龄((223 ± 7) Ma)在误差范围内相近但偏晚, 反映Mo矿化主要发生在岩浆侵入-成岩的晚期阶段, 成岩成矿发生于华北与华南板块全面对接后秦岭造山带构造体制由碰撞到后碰撞的转折阶段, 并与南秦岭的变质变形、勉-略洋盆闭合及大别-苏鲁超高压岩石板片折返这一统一地质事件相对应. 中三叠世华北和华南发生大规模陆-陆碰撞并导致地壳明显增厚或俯冲板片折返, 印支晚期构造体制进入由碰撞到碰撞造山后伸展的转折阶段, 地幔软流圈物质上涌并底侵于下地壳底部而诱发的下地壳物质的部分熔融形成富Mo的花岗质岩浆, 岩浆冷凝分异出的成矿流体使成矿元素Mo富集成矿. 秦岭造山带的斑岩钼矿床主要形成于2个时期, 即220 Ma 左右和140 Ma 左右, 这两个成矿作用均发生于从挤压到伸展转变的构造环境, 但是它们发生在秦岭造山带不同的构造演化阶段. 温泉钼矿床的发现, 表明西秦岭三叠纪构造岩浆岩带是秦岭造山带又一重要的Mo矿化有利地带, 对西秦岭三叠纪花岗岩的含矿性评价研究应当引起今后重视.     

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.     

秦岭造山带元古宙陆内裂谷作用的沉积地球化学证据

根据对构成秦岭群主体的变杂砂岩(黑云斜长片麻岩)主量和微量元素的研究,利用两源混合模型,本文论证了秦岭群形成于陆内裂谷环境,其中的变杂砂岩是大陆裂谷碱性双峰基性-酸性火成物质大致按1:1的比例混合的产物。     

我国大陆造山带研究的新突破

从90年代初开始,固体地球科学将大陆动力学作为跨世纪的研究目标。代表岩石圈热学和力学变化最为剧烈的造山带既是大陆动力学的重点研究对象,又是地学界集中力量攻克的难点和研究热点。90年代初,国家自然科学基金委员会地球科学部抓住这一科学机遇,利用我国是世界上造山带最多、类型最全的国家这一地域优势,选择具代表意义的秦岭造山带通过     

山盆耦合的一种重要形式: 造山带及其侧陆盆地

造山作用以及由此引发的气候变化可形成两类河流系统, 一是垂直于造山带流动的横向河流, 二是平行于造山带流动的纵向河流, 它们分别将沉积物卸载于前陆盆地和侧陆盆地中. 侧陆盆地不仅比前陆盆地演化历史长, 而且可保存较完整的沉积记录. 新生代发源于青藏高原的河流以纵向河流为主, 由此形成了一系列侧陆盆地. 位于祁连山东、西两侧的兰州盆地和疏勒河冲积扇的演化与青藏高原新生代隆升、构造变形以及气候演化是耦合的. 造山作用和侧陆盆地沉积之间的耦合关系也广泛发生在前新生代, 其中以秦岭造山带与松潘-甘孜三叠纪深海复理石侧陆盆地之间的耦合最具特色. 造山带、侧陆盆地以及将两者联系在一起的纵向河流间的耦合关系是大陆动力学过程的一个重要环节.     

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.     

东秦岭吐雾山A型花岗岩的时代及其构造意义

东秦岭吐雾山花岗岩为一典型的Ａ型花岗岩,其时代为７２５Ｍａ（锆石Ｕ－Ｐｂ）,属晋宁晚期,代表了东秦岭自晋宁拼合之后的裂解时间,并把陡岭群自秦岭群中裂解出来,成为秦岭中又一个独立的古老块体。东秦岭晋宁晚期Ａ型花岗岩的出现和时代的确定,对阐明东秦岭沿商丹主缝合带的构造演化,特别是晚元古代与早古生代构造体制的转换,具有很重要的地质意义,解决了长期困惑人们的一个地质问题。