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。     

华北中生代玄武岩的地球化学特征与岩石成因:以辽宁阜新为例

辽宁阜新白垩纪玄武岩的出现为了解中生代时期华北北缘地幔过程提供了可能. 阜新碱锅玄武岩为火山通道相, 柱状节理发育, 并含少量的尖晶石二辉橄榄岩和辉石岩捕虏体. 其化学组成贫硅、富碱、高钛和铝, 属碱性玄武岩. 在微量元素组成上, 碱锅玄武岩中等程度地富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 但不亏损高场强元素. 其Sr同位素比值低, Nd和Pb同位素比值高. 这表明碱锅玄武岩起源于亏损的软流圈地幔, 代表未分异无混染的原始岩浆. 该玄武岩的出现暗示华北北缘此时的岩石圈厚度小于65 km, 岩石圈地幔主要由“富集”的含韭闪石尖晶石二辉橄榄岩和斜长石辉石岩组成. 早侏罗~晚白垩大量且持续的中基-中酸性岩浆活动表明华北北缘岩石圈减薄作用的开始和结束时间较华北南缘的早, 因为鲁西南地区大量的中基性火山活动仅出现于白垩纪, 而且具软流圈同位素特征的玄武岩出现在第三纪, 显示华北岩石圈演化的时空不均一性.     

大别造山带深部地缝合线与地表地缝合线的解耦及大陆碰撞岩石圈楔入模型: 中生代幔源岩浆岩Sr-Nd-Pb同位素证据

中国东部华北和华南陆块的中生代镁铁质岩浆岩的Nd-Pb同位素存在显著差异 华北陆块中生代幔源岩浆岩的εNd值可低至-15～-21, 206Pb/204Pb<17.9, 而华南陆块的εNd值>-10, 206Pb/204Pb>18.3. 大别造山带北部发育的中生代辉石-辉长岩的εNd值可低至-19, 206Pb/204Pb<17.3. 这说明北大别带深部岩石圈的地球化学特征与华北陆块岩石圈类似, 而不同于华南陆块. 因此, 虽然大别造山带华北与华南陆块地表地缝合线位于北大别带北侧, 但是切割中国东部的中生代深部岩石圈Nd同位素剖面显示其深部地缝合线应位于北大别带以南. 这与前人建议的郯庐断裂以东深部地缝合线南移现象是一致的, 但与华南陆块地壳向北俯冲相矛盾. 这一深部地缝合线与地表地缝合线的解耦现象可以用大陆碰撞岩石圈楔入模型来解释. 俯冲板片断离后, 两陆块的持续会聚可形成缝合带的强挤压环境, 从而导致已折返的俯冲陆壳与未折返的镁铁质下地壳及岩石圈地幔分离, 并使华北陆块下地壳及岩石圈楔入扬子陆块北缘俯冲陆壳和岩石圈地幔之间. 这一构造作用导致华南陆块原俯冲陆壳向北仰冲, 而华南陆块深部岩石圈向华北陆块下俯冲. 它是导致大别山侏罗纪超高压变质岩的第2次快速抬升和岩石圈拆离(delamination)及相应岩浆作用的重要构造机制. 大别-苏鲁造山带深部地缝合线南移也为早白垩纪沿长江中下游一带发生的大规模中生代岩浆-成矿作用创造了深部构造条件.     

内蒙古东部早中生代堆积杂岩捕虏体的发现

在内蒙古东部从大兴安岭到华北克拉通发现了９处镁铁质捕虏体,经研究它们属于一套完整的堆积杂岩,其中具有典型的地幔显交代标志矿物组合：金云母、角门石和磷灰石等,稀土、微量元素特征显示了不同组分堆积岩之间的同源关系．同位素年代学表明它们是早中生代（２３７～２２０ Ｍａ）幔源岩浆底侵作用的产物,是华北中生代早期幔隆背景下壳、慢相互作用和陆壳垂向增生的直接证据．     

内蒙古东部早中生代堆积杂岩捕虏体的发现及意义

在内蒙古东部从大兴安岭到华北克拉通发现了9处镁铁质捕虏体,经研究它们属于一套完整的堆积杂岩,其中具有典型的地幔显交代标志矿物组合:金云母、角闪石和磷灰石等,稀土、微量元素特征显示了不同组分堆积岩之间的同源关系.同位素年代学表明它们是早中生代(237～220 Ma) 幔源岩浆底侵作用的产物,是华北中生代早期幔隆背景下壳、幔相互作用和陆壳垂向增生的直接证据.     

内蒙古东部早中生代堆积杂岩捕瞄虏体的发现

在内蒙古东部从大兴安岭到华北克拉通发现了９处镁铁质捕虏体,经研究它们属于一套完整的堆积杂岩,其中具有典型的地幔显交代标志矿物组合：金云母、角闪石和磷灰石等,稀土、微量元素特征显示了不同组合堆积岩之间的同源关系,同位素年代学表明它们是早中生代（２３７￣２２０Ｍａ）幔源岩浆底侵作用的产物,是华北中生代早期幔隆背景下壳、幔相互作用和陆壳垂向增生的直接证据。     

山西宁武盆地三叠纪、侏罗纪古地磁结果的构造意义

本文是华北地块山西宁武盆地东侧三叠纪,侏罗纪地层的古地磁研究结果,根据有关古地磁数据,本文探讨了华北地块中生代时期的构造演化规律,论证了华北地块自晚古生代以来由南往北的漂移过程,及印支运动的强烈影响和块体的逆时针旋转。本文还通过有关数据的分析,表明了中生代晚期华北地块已与欧亚板块拼合为统一块体,拼合以后并作顺时针旋转。     

Rb-Sr和Pb同位素在限定花岗质岩石源岩性质中的地质意义——以姑婆山花岗杂岩体为例

锶、钕和铅同位素在追踪花岗岩源区物质,讨论源岩演化的历史,从而深入研究花岗岩成因及其成矿特征等方面越来越受地质学家重视。对于年青花岗岩类,尤其是中生代花岗岩类,Sm-Nd同位素研究源岩性质往往不及Rb-Sr同位素有效。因此,本文只用Rb-Sr和Pb同位素对华南一个重要的中生代花岗岩体——姑婆山花岗杂岩体源区岩石进行讨论,以说明     

华北克拉通上地幔不均一性及其起源:钕同位素证据

根据近下来所获得的华北克拉通太古宙变质镁的质火山岩较为准确的Ｓｍ－Ｎｄ同位素年龄及初始Ｎｄ同位素组成和演化的时空关系的对比研究表明,华北克拉通太古宙上地幔的同位素组成是不均一的,且钕同位素初始值在整个太古宙并没有随时间变化而发生规律性的变化,但不同地区的钕同位素初台值有较为明显的差异,这种同位素时空演化的差异反映了华北克拉通太古宙上地幔的不均一性是对源区初始不均一性的继承,华北克拉通应起源于星子扔     

苏鲁地区地壳深部太古代残留岩片:来自航磁资料的证据

通过对新编1︰100万航磁资料处理和三维反演, 发现在苏鲁地区地壳深部约20~25 km处存在一规模巨大的呈北西方向展布的强磁性体, 从郯庐断裂带西侧向东侧延伸, 其埋深在断裂带两侧出现3~5 km的变化, 东侧约为20 km, 西侧约为25 km, 推测该磁性体为华北陆块地块太古代变质岩系的残留体. 这一磁性体的发现对于探讨苏鲁造山带构造模式和华北陆块地块与扬子陆块地块碰撞的缝合线位置以及认识郯庐断裂带东侧上层地壳向北推移底界滑脱面的位置等问题有重要的启示.     

华北中生代玄武岩中地幔橄榄石捕虏晶: 对岩石圈地幔置换过程的启示

山东方城玄武岩(125 Ma)中发现罕见的具有明显环带结构的橄榄石. 橄榄石中心部分的组成(Mg# = 87.2~90.7)类似于华北新生代玄武岩携带的橄榄岩捕虏体中橄榄石的组成, 其边缘部分(Mg# = 76.8~ 83.9)接近于玄武岩中斑晶橄榄石的组成(75.7~79.0). 橄榄石的这种化学成分特征及其浑圆的晶体形态和较小的颗粒(300~800 μm)皆说明这些橄榄石是地幔矿物捕虏晶, 即地幔橄榄岩的解体矿物. 其中心部分能够代表地幔橄榄岩的组成. 橄榄石的环带结构是橄榄石捕虏晶与寄主玄武岩快速反应造成的. 这种橄榄石与玄武质岩浆的相互反应可能在华北中生代岩石圈地幔中普遍存在, 即为岩石圈地幔置换作用的重要方式. 从而使古生代主量元素亏损的高镁橄榄岩转变为中生代晚期的主量元素饱满同位素富集的低镁橄榄岩, 造成古老岩石圈地幔的消失.     

大陆俯冲带壳幔相互作用的碰撞后镁铁质岩浆岩记录

对大别-苏鲁造山带和华北陆块东南缘中生代碰撞后镁铁质岩浆岩进行详细的同位素年代学和地球化学研究,结果显示出弧型微量元素分布特征、富集的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成和异常的锆石18O值.尤其特别的是,大别造山带部分镁铁质岩浆岩具有低的锆石18O值并含有新元古代和三叠纪U-Pb年龄的残留锆石,这是区分俯冲华南陆块与上覆华北陆块的鉴定性特征.这些特征指示它们来源于造山带岩石圈地幔的部分熔融.在三叠纪大陆碰撞过程中,来源于俯冲华南陆壳的长英质熔体与上覆华北岩石圈地幔橄榄岩反应,形成了富集的造山带岩石圈地幔.根据某些特定的微量元素比值如Ba/Th,Sr/Rb和(La/Yb)N等,可以厘定出卷入大陆俯冲隧道壳幔相互作用的陆壳物质既有俯冲陆壳基底,也有上覆沉积盖层.因此,碰撞造山带以及上覆陆块边缘的碰撞后镁铁质岩浆岩为大陆俯冲带壳幔相互作用提供了岩石学和地球化学记录.     

一个早元古代碱性花岗岩的U-Pb同位素年代研究

我国的一些碱性花岗岩体主要形成于中生代及新生代,一些过去用K-Ar法确定的元古代碱性花岗岩,最近经Rb-Sr法定年,表明它们也属中生代,如光头山岩体就是其中一例。本文采用了锆石U-Pb法对龙王(石童)碱性花岗岩进行了同位素年代研究,确定了它为早元古代的花岗岩。     

大陆深俯冲对邻区陆壳结构的影响与调整方式

华北克拉通东南缘胶北地体和蚌埠地区的中生代花岗岩具有相似的岩浆锆石和继承锆石U-Pb年龄分布.继承锆石主要为三叠纪和新元古代U-Pb年龄,它们不仅在U-Pb年龄上而且在Hf-O同位素组成上与苏鲁造山带变质岩的锆石相同,说明它们来源于俯冲的扬子陆块陆壳.一些花岗岩的岩浆锆石具有低的δ18O和相对较高且变化大的εHf(t)值,落在三叠纪和新元古代继承锆石的δ18O和εHf(t)组成范围内,说明它们主要来源于俯冲扬子陆块陆壳的部分熔融.由此可以判定,在华北克拉通东南缘深部陆壳中存在俯冲的扬子陆块陆壳,这些俯冲的扬子陆块陆壳参与到了中生代花岗岩的形成作用中.徐淮地区早白垩世高Mg#埃达克质岩石中发现的榴辉岩包体的形成条件为760-1060℃和1.50 GPa,指示了加厚陆壳的存在.这些榴辉岩捕虏体中变质锆石的U-Pb年龄介于219-227 Ma,表明榴辉岩相变质作用(即陆壳加厚的时间)发生在中晚三叠世,这与苏鲁-大别超高压变质的时代相吻合,暗示华北克拉通东南缘陆壳加厚过程应是扬子陆块俯冲于华北克拉通之下的结果.早白垩世高Mg#埃达克质岩石本身则是来源于拆沉陆壳物质的部分熔融随后与岩石圈地幔相互作用的产物.     

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).     

汉诺坝橄榄辉石岩包体锆石U-Pb年龄: 97~158 Ma岩浆底侵作用和麻粒岩相变质作用之间的成因联系

对大麻坪橄榄辉石岩包体利用LA-ICP-MS和SHRIMP进行的锆石U-Pb同位素年代学研究发现, 橄榄辉石岩包体中的锆石年龄极其复杂, 包括中太古代(3123±4.4 Ma)、晚太古代(2541±54 Ma)、早元古代(1844±13 Ma)、古生代(418~427 Ma)和两组中生代年龄(223~244, 97~158 Ma). 中生代锆石具有典型的岩浆成因特征(如内部韵律环带结构和高Th含量), 反映该地区存在两次中生代隐性岩浆活动. 其中97~158 Ma年龄与汉诺坝麻粒岩包体的年龄分布一致, 反映麻粒岩相变质作用是由岩浆底侵作用带来的大量热引起的, 底侵作用和麻粒岩相变质作用同步发生, 两种作用至少从158 Ma持续至97 Ma. 418~427 Ma年龄则可能反映了加里东期蒙古板块向华北板块俯冲的影响. 1.84, 2.54和3.12 Ga年龄与华北克拉通的3次重要壳幔演化事件一致. 这些年龄表明目前该地区深部地壳仍存在古老下地壳物质.     

扬子克拉通及华北克拉通大陆岩石圈地幔碳同位素组成及其差异: 金刚石碳同位素原位测试证据

金刚石碳同位素组成和对比是了解克拉通大陆岩石圈地幔物质组成及其演化的窗口. 本文用二次离子质谱(SIMS)方法对产于华北克拉通(山东蒙阴和辽宁瓦房店)和扬子克拉通(湖南沅水流域)的11颗金刚石不同生长层的碳同位素组成进行了123个点高精度原位(in-situ)测试. 结果显示, 华北克拉通和扬子克拉通金刚石碳同位素组成存在一定差异; 华北克拉通金刚石早期生长“核心”碳同位素δ¹³C组成平均为-3.0‰(VPDB), 分布范围为-6.0‰~-2.0‰, 与全球橄榄岩型金刚石一致; 扬子克拉通金刚石早期“核心”δ¹³C平均为-7.4‰, 分布范围为-8.6‰~-3.0‰, 和榴辉岩型金刚石特点一致; 3个产地单颗金刚石不同生长层碳同位素变化不具有一致性, 与是否含包裹体无关, 但与金刚石是否存在溶蚀间断明显有关, 证实金刚石生长过程地幔流体碳同位素组成不均一, 碳储库(介质)不均一性对金刚石生长过程碳同位素变化的影响较分馏作用更为明显; 与此同时, 现有的测试结果显示, 华北和扬子克拉通金刚石中心-边缘生长层碳同位素变化与氮含量之间缺乏相关性, 反映我国两个克拉通金刚石生长过程中地幔流体碳和氮元素之间存在复杂的交换、地球化学环境可能相对开放. 上述结果暗示, 金刚石形成时扬子克拉通和华北克拉通地幔交代流体碳的组成及来源存在差异.     

华北克拉通太古宙陆核氧同位素（δ^17O—δ^18O）组成不均一性的？…

通过对华北克拉通不同陆核斜长角闪岩类氧同位素组成测试和分析,表明：（１）来自不同陆核的岩石氧同位素数据所构成的演经线都平行于地月演化线,说明这些陆核演化的母地太阳系物质;（Ⅱ）不同陆核的氧同位素组成演人线斜率相近,截距不同,说明华北克拉通太古宙不同陆核起源于氧同位素组成不均一的古地幔源。     

北京房山花岗闪长岩裂变径迹年龄测定和热史的探讨

本文试图通过对房山花岗闪长岩中磷灰石和榍石裂变径迹年龄测定,探讨该岩体的热历史。房山花岗闪长岩所在地区的地质情况,已做过很多工作和报道。该区位于中朝断块内的太行山断隆和华北断陷盆地的交界地带,自中生代晚期以来为相对稳定的隆起和剥蚀区。花岗闪长岩体出露面积达45平方公里,大致分为三个岩相带:边缘带、过渡带和中央带。根据岩体与周围岩层的接触关系和同位素地质年龄测定,确知该岩体的侵位时间应晚于中侏罗世。     

华北克拉通太古宙陆核氧同位素(δ17O-δ18)O)组成不均一性的初步研究

通过对华北克拉通不同陆核斜长角闪岩类氧同位素组成测试和分析 ,表明 :( ⅰ )来自不同陆核的岩石氧同位素数据所构成的演化线都平行于地月演化线 ,说明这些陆核演化的母体属于太阳系物质 ;( ⅱ )不同陆核的氧同位素组成演化线斜率相近 ,截距不同 ,说明华北克拉通太古宙不同陆核起源于氧同位素组成不均一的古地幔源 .