阿尔金断裂带印支期走滑活动的地质及年代学证据

阿尔金断裂带中段出露一套花岗质和角闪质糜棱岩及糜棱岩化岩石,初步研究表明这套岩石是左行走滑剪切过程中同构造深熔作用的产物,是韧性转换挤压作用的结果。同剪切深熔作用形成的花岗质和角闪质糜棱岩中,分选出深熔成因的长柱状锆石和残余的变质成因次浑圆柱状锆石两种类型。单颗粒锆子离子探针（SHRIMP）定年测得两组年龄,其中461－547Ma年龄组为次浑圆柱状残余的变质成因锆石的年龄,另一组239－244Ma为长柱状深熔型锆石的年龄,这种锆石在岩石中定向排列,其晶体长轴方向与拉伸线理方向一致,代表走滑剪切过程中的构造应力方向。测得同样糜棱岩样品中定向生长的角闪石的^40Ar-^39Ar年龄为223－226Ma。以上地质学及年代学证据表明同构造深熔作用发生在印支期,说明阿尔金断裂带至少在印支期发生了强烈的走滑运动。     

西藏改则南拉果错蛇绿岩中斜长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年代学及其成因研究

班公湖-怒江蛇绿岩带西段改则南拉果错蛇绿岩中的斜长花岗岩野外地质、岩相学、岩石学、地球化学和锆石组成综合研究表明, 拉果错斜长花岗岩为洋壳运移过程中含水条件下辉长质岩石剪切深熔作用形成的, 该类斜长花岗岩锆石年龄代表了与洋壳扩张时代同期或者稍晚于洋壳扩张时代的洋盆扩展时代. 拉果错斜长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为(166.6 ± 2.5) Ma, 这一结果表明在班公湖-怒江蛇绿岩带西段存在中侏罗世洋盆.     

大别山北淮阳带西段新元古代浅变质花岗岩的发现及其大地构造意义

经过详细的野外地质调查和室内薄片观察, 在大别山北淮阳带西段原“定远组”变质火山岩中发现新元古代侵位的浅变质花岗岩. 对其中两个浅变质花岗岩样品进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和初步的岩石学研究. 结果表明, 这些浅变质花岗岩经过了强烈的构造变形和绿帘角闪岩相变质作用, 它们的形成时代分别为(726±6)和(758±12) Ma, 并且与北淮阳带东段庐镇关杂岩的形成时代一致. 结合前期发现的(635±5) Ma浅变质(橄榄)辉长岩, 证明北淮阳带至少存在两类新元古代侵入岩, 即726~758 Ma的变质花岗岩和635 Ma的变质辉长岩. 这些新元古代岩石出露于变质的奥陶纪岩火山岩带(原“定远组”)中, 二者之间为构造接触以及分别形成于不同的大地构造背景, 并且它们与华南陆块北缘湖北随州-枣阳一带发育的二期大规模新元古代中、晚期基性岩墙群和花岗岩的时代以及大别山超高压岩石的原岩时代一致. 这进一步证明, 它们可能是印支期华南陆块发生俯冲的初始阶段最早被拆离、解耦的岩片, 并在南、北陆块汇聚、碰撞及造山过程中被推覆到华北陆块南缘古生代浅变质岩系之上.     

龙木错-双湖-澜沧江洋的打开时限:来自斜长花岗岩的制约

报道了藏北羌塘中部驼背岭蛇绿岩中斜长花岗岩的锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学资料以及锆石Hf同位素成分.斜长花岗岩的SIMS和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为504.8±4.2和491.6±1.5 Ma,相当于中-晚寒武世.斜长花岗岩中锆石具有正的?Hf(t)值(11.46~15.16),反映其源区为亏损型地幔.地球化学分析结果表明,斜长花岗岩具有高SiO2、富Na2O、贫K2O的特点,同时具有较低的稀土元素含量和平坦的稀土元素球粒陨石标准化曲线.综合地球化学资料以及野外观察结果可知,斜长花岗岩为洋壳运移过程中含水条件下辉长质岩石发生角闪岩相变质作用后部分熔融形成的,其形成年龄略晚于洋壳的形成时代.这一成果表明,龙木错-双湖-澜沧江洋的开启时限为中寒武世以前.     

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.     

藏北中中新世淡色花岗岩及流纹岩的成因:对高原北部边界地壳加厚过程和隆升时代的制约

淡色花岗岩的研究对了解大陆碰撞造山带地壳增厚过程、陆壳深熔作用甚至高原隆升具有重要意义.野外调查表明,可可西里湖地区发育中中新世二云母淡色花岗岩和流纹岩.针对布喀达坂二云母淡色花岗岩和科考湖、马兰山、湖东梁流纹岩进行了锆石U-Pb、白云母和透长石40Ar/39Ar定年以及全岩地球化学分析.结果表明,布喀达坂淡色花岗岩的锆石U-Pb结晶年龄为9.7±0.2Ma,白云母40Ar/39Ar冷却年龄为6.88±0.19Ma.科考湖和马兰山流纹岩喷发年龄分别为14.5±0.8和9.37±0.30Ma.所有岩石富SiO2(70.99%～73.59%),Al2O3(14.39%～15.25%)和K2O(3.78%～5.50%),而贫Fe2O3(0.58%～1.56%),MgO(0.11%～0.44%)和CaO(0.59%～1.19%),属于强过铝质岩石(A/CNK=1.11～1.21),稀土元素呈现明显的负Eu异常(δEu=0.18～0.39),具有高87Sr/86Sri(0.7124～0.7143)和低εNd(9Ma)(-5.5～-7.1)的特征.可可西里湖地区中中新世二云母淡色花岗岩和流纹岩一致具有典型的S-型花岗岩特征.其岩石成因机制可能为:昆仑左行走滑断裂的活动引发断裂末端局部地区东西向伸展减压,导致增厚的中下地壳变泥质岩石白云母脱水部分熔融,形成可可西里湖地区壳源岩浆岩.可可西里湖地区淡色花岗岩的侵位或流纹岩的喷出表明,在15Ma之前,藏北地壳大规模的缩短加厚作用就已经完成.同时,暗示藏北至少在15Ma可能就已经达到或接近现今的海拔高度(～5000m).     

东昆仑变闪长岩体的40Ar-39Ar 和U-Pb年龄:角闪石过剩Ar和东昆仑早古生代岩浆岩带证据

对青海省都兰县香日德南部东昆仑山区一带侵入于元古界苦海岩群的变形变质闪长岩体同时进行了锆石U-Pb和角闪石40Ar-39Ar年代学研究. 单颗粒锆石U-Pb年龄为(446.5±9.1) Ma; 角闪石Ar坪年龄为(488.0 ± 1.2) Ma, 等时线年龄为(488.9 ± 5.6) Ma, K-Ar年龄为(462.8 ± 8.8) Ma. 角闪石的K-Ar年龄和良好的40Ar-39Ar坪年龄及等时线年龄显著高于锆石的U-Pb年龄, 可能为含过剩Ar的结果, 不代表岩石的变形变质年代. 锆石的U-Pb年龄可代表岩体的侵入年代, 表明从格尔木经诺木洪到本区香日德以南的东昆仑构造带存在一条早古生代岩浆岩带.     

北祁连山变质杂岩中新元古代(~775 Ma)岩浆活动纪录的发现: 来自SHRIMP锆石U-Pb定年的证据

通过SHRIMP锆石U-Pb定年法, 获得来自北祁连山牛心山片麻状花岗岩与雷公山片麻状石英闪长岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄, 分别为776±10和774±23 Ma. 两者锆石皆有明显的岩浆振荡环带与较高的Th/U比, 代表锆石是从岩浆结晶形成. 上述结果可以解释为岩浆侵位年代, 代表北祁连地区在新元古代(约775 Ma)存在一期重要的岩浆活动. 我们认为这一次岩浆活动可能与同时期全球的Rodinia超大陆裂解有关. 这一发现与邻近地区(中南祁连与柴北缘)所发现的同时期岩浆活动时间(750~800 Ma), 对于理解Rodinia超大陆在中国西部的构造演化具有重要意义.     

阿尔金断裂变形岩激光微区40Ar/39Ar年龄

在阿尔金断裂中段的当金山口北部、柴达木大门口断谷、格斯断槽等地的断裂带内, 采集到侏罗纪地层和糜棱岩化加里东期花岗岩样品, 通过岩石薄片和电子显微镜测试, 发现这些变形岩石中都出现一些与走滑韧性变形同期的新生矿物, 如绢云母、白云母、黑云母和绿泥石等. 通过对这些新生矿物的激光微区40Ar/39Ar测年, 获得了一组92～89 Ma 的等时线年龄和(46.6±6.4) Ma的表面年龄. 其中92～89 Ma的年龄组说明阿尔金断裂在晚白垩世开始发生韧性走滑运动, 并伴有低级变质作用, 这一事件与亚洲“西构造结”(尼泊尔-西昆仑山)的形成(102～85 Ma)同步.     

北秦岭早古生代大陆碰撞过程中的花岗岩浆作用

北秦岭构造带早古生代花岗岩类的锆石U-Pb年代学统计结果表明,早古生代期间存在500,450和420 Ma三个峰期的花岗岩浆活动,它们分别对应于该构造带500 Ma的高压-超高压变质作用、450 Ma的中压麻粒岩相和420 Ma的角闪岩相退变质作用,代表了早古生代期间该构造带经历的一次大陆碰撞及两次与抬升过程有关的岩浆作用.结合区域地质背景和高压-超高压变质作用研究成果综合分析,三期花岗岩浆作用是早古生代期间秦岭微陆块向北俯冲消减过程中,在500 Ma与华北陆块对接挤压致使构造加积楔沉积物部分熔融,以及与碰撞后阶段450 Ma加厚地壳发生拆沉和420 Ma由挤压向伸展转换过程所对应的岩浆活动.     

锆石U-Pb定年限制祁连山高级变质岩系的形成时代及其构造意义

连山高级变质岩系的形成时代至今尚未得到有效地限制. 利用激光等离子体质谱(LA-ICPMS)对祁连山化隆群副片麻岩中的锆石及侵入于化隆群中弱片麻状花岗岩中的锆石进行了U-Pb定年, 据此限定化隆群的形成时代. 结果表明, 化隆群副片麻岩中的碎屑锆石主要为岩浆成因类型, 其²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于880~900 Ma之间, 加权平均年龄为(891±9) Ma, 该年龄代表副片麻岩沉积物源区火成岩的岩浆结晶年龄, 同时代表了化隆群形成时代的下限; 弱片麻状花岗岩的自形岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年加权平均年龄为(875±8) Ma, 代表了化隆群形成时代的上限. 因此, 将化隆群的形成时代限定在875~891 Ma之间. 上述2个样品中的锆石U-Pb年龄还显示有1000~1700 Ma的古老锆石, 同时还显示有早古生代变质事件的年龄信息. 锆石年龄结构反映了祁连山和柴达木北缘具有统一的地壳基底, 并且表明祁连山基底具有扬子型块体的构造属性. 结果还表明化隆群碎屑岩系是全球Rodinia超大陆聚合事件所导致的强烈造山作用, 地壳快速隆升与剥蚀, 并快速堆积的产物.     

新疆北部阿尔泰地区库尔提蛇绿岩中斜长花岗岩的SHRIMP年代学研究

研究显示, 库尔提蛇绿岩中斜长花岗岩的野外地质产状、岩石学和岩相学以及地球化学特征均与剪切成因的斜长花岗岩一致, 是由洋壳运移过程中下部第三层发育的剪切带中的辉长岩经低角度剪切变形形成的角闪岩的部分熔融形成的. 斜长花岗岩的锆石SHRIMP年代学研究表明, 该蛇绿岩形成于泥盆纪, 形成时间为372±19 Ma, 这同时代表了库尔提弧后盆地的扩张时代. 该年代学研究结果表明, 古亚洲洋板块向西伯利亚板块俯冲消减作用应始于晚古生代早期.     

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.     

云蒙山变质核杂岩的变形规律与发育机制

位于燕山褶断带中部的云蒙山变质核杂岩记录了华北克拉通东部峰期破坏时的地壳伸展过程.该核杂岩受控于其东部总体NNE走向的大水峪剪切带.剪切带向SE倾,自南西向北东产状变缓,剥露程度变浅,中、南段出露韧性剪切带,北段为脆性正断层.露头构造、显微构造及石英C轴组构皆指示该剪切带为上盘向SE运动的伸展型剪切带.变形温度估计结果(300~520℃)表明,所出露的中、南段韧性剪切带起源于中地壳环境,其西侧下盘卷入的塑性变形带仅为1~3 km宽,反映没有发生过广泛的中地壳塑性流动.岩脉和岩体锆石U-Pb定年及变形岩石中角闪石、黑云母40Ar/39Ar定年表明,该核杂岩起始于135 Ma,在135~126 Ma期间经历了大水峪剪切带强烈活动、上叠盆地发育及同构造岩浆侵位(135~125 Ma).在125~114 Ma期间,该核杂岩快速隆升,大水峪剪切带同时发生伸展活动与被动隆升.剪切带及其上盘抬升至脆性域时被一系列脆性正断层所切割或取代,显示隆升是在持续的伸展活动中发生的.在随后的早白垩世晚期该核杂岩转入伸展背景下缓慢隆升阶段.上述现象表明,云蒙山变质核杂岩是早白垩世(135~100 Ma)NW-SE向持续拉伸背景下以滚动枢纽模式演化,是华北克拉通常见的板内变质核杂岩发育机制.     

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.     

新疆东准噶尔北部俯冲花岗岩的SHRIMP U-Pb锆石定年

对东准噶尔北部地区侵入于中泥盆世北塔山组地层的希勒克特哈腊苏花岗闪长斑岩和喀腊萨依二长闪长斑岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 其形成时代分别为(381 ± 6)和(376 ± 10) Ma, 代表俯冲过程形成的花岗质岩石, 这是该地区迄今为止首次报道的位于350~390 Ma的花岗质岩石的同位素年龄. 喀腊萨依二长闪长斑岩锆石的另一组年龄(408 ± 9 Ma)可能代表了其下部下泥盆统火山岩的时代. 同时, 同位素测年结果暗示了准噶尔洋由南西向北东俯冲过程的时间间隔可能为408~376 Ma(实际间隔间隔可能要略大一些). 由于含矿斑岩是在中泥盆世北塔山组火山岩形成后不久侵位的, 因此本区与产出有世界级斑岩铜矿的安第斯山的构造背景相似, 具有形成大型斑岩铜矿的成矿潜力.     

东昆仑变闪长岩体的40Ar-39Ar 和U-Pb年龄: 角闪石过剩Ar和东昆仑早古生代岩浆岩带证据

对青海省都兰县香日德南部东昆仑山区一带侵入于元古界苦海岩群的变形变质闪长岩体同时进行了锆石U-Pb和角闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学研究. 单颗粒锆石U-Pb年龄为(446.5 ± 9.1) Ma; 角闪石Ar坪年龄为(488.0 ± 1.2) Ma, 等时线年龄为(488.9 ± 5.6) Ma, K-Ar年龄为(462.8 ± 8.8) Ma. 角闪石的K-Ar年龄和良好的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄及等时线年龄显著高于锆石的U-Pb年龄, 可能为含过剩Ar的结果, 不代表岩石的变形变质年代. 锆石的U-Pb年龄可代表岩体的侵入年代, 表明从格尔木经诺木洪到本区香日德以南的东昆仑构造带存在一条早古生代岩浆岩带.     

藏南聂拉木高喜马拉雅结晶岩系上部韧性变形年代学及地质意义

藏南拆离断层系(STDS)为低角度正断层,其上盘为特提斯喜马拉雅沉积岩系,下盘为高喜马拉雅结晶岩系.厘定与STDS有关的变形时限,对深入理解喜马拉雅造山带的变形机制与构造演化具重要意义.聂拉木拆离断层(ND)(86°E)位于STDS中段(81°～89°E),ND下盘不同构造位置(即采样点位与ND的构造距离)的变形花岗质岩脉具有一定程度的同构造特征,锆石-独居石U-Th/Pb年龄可以不同程度地厘定变形时间:(1)样品T11N37(ND下盘约3500m构造位置)的侵位年龄为27.4±0.2Ma;(2)样品T11N32(ND下盘约1400m构造位置)的侵位年龄为22.0±0.3Ma;(3)样品T11N25(ND下盘约150m构造位置)的侵位年龄为17.1±0.2Ma,结合ND下盘冷却历史和T11N25变形温度,认为其变形最晚开始时间约为16Ma.年代学结果表明,变形作用的最晚开始时间由下盘往拆离面逐渐变年轻.因此提出ND下盘变形迁移的新模式,即ND下盘在约27.5Ma之前开始纯剪切为主的变形作用,随后变形以约0.3mm/a的速率向拆离面移动,并于约18Ma在藏南拆离断层剪切带(STDsz)底部转化为简单剪切变形为主.由于ND变形结束于14～13Ma,这意味着北向剪切作用的持续时限小于约5Ma,对下地壳流动模型提出新的挑战.     

华南贵东杂岩体单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb定年及其成岩意义

系统的单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb同位素定年表明, 贵东杂岩体是印支期~燕山期多次岩浆侵入形成的复式杂岩体, 其中鲁溪岩体(239 ± 5 Ma)、下庄岩体(235.8 ± 7.6 Ma)是印支期花岗岩; 隘子岩体(160.1 ± 6.1 Ma)、司前岩体(151 ± 11 Ma)是燕山期花岗岩. 下庄岩体中1275~2137 Ma残留锆石的发现, 表明贵东花岗岩杂岩体的物质来源与华南元古宙陆壳基底有关. 详细的单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb同位素定年为研究该杂岩体的形成演化与构造作用、成矿作用的关系提供了重要的依据.     

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.