熊耳群火山岩锆石SHRIMP年代学研究:对华北克拉通盖层发育初始时间的制约

熊耳群火山岩广泛发育于华北克拉通南部, 它的形成标志着华北克拉通南部盖层发育的开始. 准确厘定熊耳群火山岩的形成时代, 对于揭示华北克拉通元古宙时期的构造格局与演化历史有重要意义. 应用SHRIMP U-Pb方法对熊耳群火山岩和同期的次火山-侵入岩共5个样品的锆石进行了84个测点的精确定年, 结果表明: 熊耳群形成于古元古代1.80~1.75 Ga. 因为熊耳群早于长城系, 推断长城系的底限年龄可能在1.75 Ga. 华北克拉通南部新近的SHRIMP U-Pb年龄资料, 表明华北克拉通南部有1.84 Ga左右热-构造事件的地质记录, 而熊耳群火山岩的发育标志着华北克拉通古元古代裂解事件的开始. 熊耳期岩浆岩中大量继承性岩浆锆石的存在(主要是2.20 Ga左右), 说明熊耳期岩浆可能来源于2.20 Ga左右的地壳, 或者是熊耳期幔源岩浆同化混染了大量的2.20 Ga左右的地壳物质.     

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.     

喀喇昆仑断裂的形成时代:锆石SHRIMP U-Pb年龄的制约

喀喇昆仑断裂的形成时代对青藏高原形成演化、变形过程的研究具有重要意义. 在断裂东南段阿伊拉日居山地区, 沿断裂出露具高温右旋剪切应变特征的糜棱岩和糜棱岩化片麻岩-花岗岩, 因此, 利用变形岩石中锆石的SHRIMP U-Pb年龄来制约断裂的形成时代和变形历史. 变形岩石中同构造结晶锆石的U-Pb同位素年龄, 暗示了喀喇昆仑断裂的形成时代至少为距今约27 Ma以前, 比前人观点至少早约10 Ma; 大规模的高温右旋剪切活动至少在距今27~20 Ma期间, 并且伴随同构造淡色花岗岩的产生; 剪切变形过程中伴随大量热液流体作用时限至少在距今25~13 Ma期间. 喀喇昆仑断裂的生长可能是由南东向北西扩展的过程, 是印度板块与欧亚大陆持续碰撞的结果.     

华北古陆下马岭组归属中元古界的锆石SHRIMP年龄新证据

建立中国晚前寒武纪地层标准剖面一直是华北中、新元古代地层研究的主要目标, 获得高质量同位素年龄数据是实现这一目标的关键之一. 然而, 多年来关键层位仍缺乏高质量同位素年龄的约束. 对原“青白口系”下马岭组的层凝灰岩进行研究, 并在河北省宣化地区下马岭组发现10层凝灰岩层(斑脱岩), 获得大量岩浆型锆石, 利用SHRIMPⅡ技术, 进行了高精度定年, 测得凝灰岩层锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄为(1366 ± 9) Ma. 结合区域资料和北京西山下马岭组的锆石年龄讨论了锆石年龄的地质意义. 这一新的同位素年龄数据为华北“青白口系”下马岭组在地层柱中的定位增添新的依据, 它不仅再次准确地确定了地层的形成时代, 而且对整个华北地台中、新元古代地层的地质演化史的认识和下马岭组宏观藻类演化在中元古代年代地层柱准确定位都有着重要的地质意义.     

华北克拉通北缘晚古生代活化: 山西宁武-静乐盆地上石炭统太原组碎屑锆石U-Pb测年及Hf同位素证据

对华北克拉通西部山西宁武-静乐盆地上石炭统太原组(N-8)地层样品进行了碎屑锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄测定, 72个单颗粒锆石年龄分成303~320 Ma (6颗)、1631~ 2194 Ma (37颗, 峰值1850 Ma)和2318~2646 Ma(29颗, 峰值2500 Ma)三组. 第二组和第三组碎屑锆石是华北克拉通基底的反映. 第一组碎屑锆石的176Hf/177Hf比值分布于0.281725~0.282239, 具有较低的εHf (t)值(-12.4~ -30.3)和较老的Hf模式年龄(1.43~2.16 Ga), 与华北北缘内蒙古隆起内的石炭纪火成岩锆石年龄及Hf同位素特征相似, 而明显区别于兴-蒙造山带, 表明山西宁武-静乐盆地太原组的部分物源来自于华北克拉通北缘的内蒙古隆起. 第一组年轻碎屑锆石的Th/U都较高(大于0.67), 应为岩浆锆石, 其中最年轻的两颗锆石的平均年龄((304 ± 6) Ma) 与地层沉积年龄相近, 暗示晚石炭世内蒙古隆起发生了强烈的构造抬升和岩浆活动, 为晚石炭世华北克拉通北缘活化提供了证据.     

南华系底界与古城冰期的年龄: SHRIMPⅡ定年证据

报道南华系候选层型剖面——湖南石门壶瓶山镇杨家坪剖面的同位素年代学研究结果. 锆石SHRIMP定年研究表明, 南华系下统渫水河组(相当于莲沱组)上部凝灰岩的锆石定年结果为758±23 Ma, 可限定南华系古城冰期的下限. 其下青白口系老山崖组为809±16 Ma, 采样点距顶界12 m, 根据沉积速率估算, 其顶界的时限大致为800 Ma. 这一组年龄结果使我国南方前寒武纪长期争论的“莲沱组”是否等于“板溪群”的重大地层对比问题得以澄清.     

沧水铺火山岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及“南华系”底界新证据

湖南益阳地区沧水铺组陆相火山岩-火山碎屑沉积砾岩为一套高角度不整合于中元古界冷家溪群复理石浊积岩之上的楔状地层. 取自该组地层下部火山岩段底部的英安质火山集块岩样品(N3)的高精度离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb同位素年龄为814±12 Ma, 这一年龄数据与已有的沧水铺组火山岩年龄数据(921~933 Ma)差距较大, 它代表了该地区新元古界新的底界年龄. 此项研究结果改变了沧水铺火山岩的时代归属, 并支持以下观点: (1) 研究区缺失了新元古代早期(814~1000 Ma之间)的沉积地层; (2)华南裂谷系始于约820 Ma左右; (3) 820 Ma可能是中国新元古界“南华系”的底界年龄.     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组微体化石新材料及锆石SHRIMP U-Pb年龄

湖北宜昌樟村坪位于峡东黄陵背斜北翼, 区内埃迪卡拉系陡山沱组沉积序列与贵州瓮安地区相似. 在其上部硅磷质结核中发现大量以具刺疑源类为主的微体化石, 微体化石组合面貌显示出与瓮安磷酸盐化生物群和峡东硅化生物群具有明显的相似性, 表明樟村坪地区陡山沱组可以作为贵州瓮安与峡东地区陡山沱组地层对比的桥梁. 同时, 还报道了在该区陡山沱组中部暴露间断面之下火山岩夹层中所获得的锆石SHRIMP Ⅱ U-Pb年龄(614.0±7.6) Ma. 这是首次在陡山沱组中部获得锆石年龄, 这一结果不但丰富了扬子板块埃迪卡拉系陡山沱组的同位素测年数据, 也为埃迪卡拉纪年代地层的精确划分提供了一个新的数据; 该数据也将扬子板块陡山沱组中部普遍发育的暴露间断面的地质时代均限定在晚于(614.0±7.6) Ma, 同时, 这一数据将黔中地区陡山沱组中部暴露间断面之上出现的磷酸盐化生物群的地质时代也限定在晚于(614.0±7.6) Ma.