甘肃阿克塞县安南坝地区镁铁质麻粒岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成:对塔里木东南缘前寒武纪地质演化的启示

甘肃阿克塞县安南坝地区镁铁质麻粒岩呈脉状或透镜状赋存于新太古代米兰岩群和TTG片麻岩中。岩石主要由斜方辉石（Opx）+单斜辉石（Cpx）+角闪石（Amp）+斜长石（Pl）+磁铁矿（Mt）等组成,具有典型中-低压麻粒岩相岩石的矿物组合特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示镁铁质麻粒岩原岩形成时代可能为2 561±29 Ma,与塔里木东南缘2.6～2.5 Ga岩浆作用时代基本一致,说明新太古代晚期是塔里木东南缘重要的陆壳增生期。此外,通过测年还获得了～1.95 Ga、～1.86 Ga两期变质年龄。其中,～1.95 Ga的峰期变质年龄是塔里木克拉通东南缘古元古代晚期强烈构造—热事件的地质记录。～1.86 Ga的变质年龄可能与该地区古元古代末期构造—岩浆事件密切相关。镁铁质麻粒锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值均＜0.281 621,ε_Hf(t) 值为-14.08～3.12,两阶段模式年龄（T_DM2）主要集中在～2.65 Ga,指示其原岩岩浆起源于新太古代富集岩石圈地幔。     

华北克拉通北缘崇礼—赤城地区的红旗营子(岩)群:一套晚古生代的变质杂岩

分布在华北克拉通北缘中段崇礼—赤城地区的红旗营子(岩)群主要由变质表壳岩、晚古生代的闪长质—石英闪长质片麻岩和古元古代—新太古代的变质岩残片或残块组成。利用SHRIMP和LA-ICPMS法对红旗营子(岩)群变质表壳岩的锆石同位素年代学研究表明,变质表壳岩样品中除大量古元古代—新太古代的锆石年龄信息外,还有许多中元古代—晚古生代的锆石,且均有晚古生代甚至早中生代的多阶段变质作用的记录。这些证据表明红旗营子(岩)群并非早前寒武纪岩石建造,而是一套晚古生代的变质杂岩。红旗营子(岩)群周围侵入体的锆石U-Pb测年表明岩浆作用与变质作用具有较好的相关性,它们与中亚造山带多阶段的俯冲、碰撞造山和后造山伸展事件相关。由于红旗营子杂岩中含有晚古生代退变榴辉岩和变质方辉橄榄岩,这可能意味着华北克拉通北缘的冀北地块在晚古生代早期曾经从华北克拉通上裂开,在中亚造山带古亚洲洋板块俯冲作用的影响下又重新拼合,红旗营子杂岩代表华北克拉通北缘的冀北地块与华北克拉通在晚古生代重新拼合的俯冲碰撞拼贴带。     

华北克拉通胶北地体多期高级变质事件:来自石榴斜长角闪岩与花岗质浅色体锆石U-Pb定年与稀土元素的新证据

胶北是华北克拉通一个记录了多期高级变质事件的前寒武纪变质地体,确定其每期变质-深熔事件时代与性质对进一步认识胶北乃至华北克拉通早前寒武纪地质演化具有十分重要的科学意义.本文以栖霞石榴斜长角闪岩及其伴生的花岗质浅色体为研究对象,通过锆石内部矿物包体、CL图像、LA-ICP-MS U-Pb定年与稀土元素组成的综合研究,发现石榴斜长角闪岩（19LR53-1）中锆石可进一步划分为两类:第一类（新太古代晚期）锆石通常具有浑圆状晶形且相对弱的（灰黑色）的阴极发光效应,18个该类锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,变化于2 540±58 Ma至2 439±54 Ma之间,相应的加权平均年龄为2 498±25 Ma,应代表石榴斜长角闪岩遭受新太古代晚期变质作用的时代;第二类锆石通常具有柱状晶形且相对强的（灰色-灰白色）的阴极发光效应,14个该类锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,变化于1 906±54 Ma至1 821±60 Ma之间,相应的加权平均年龄为1 865±30 Ma,被解释为石榴斜长角闪岩遭受古元古代晚期退变质作用的时代.花岗质浅色脉体（19LR53-2）中绝大多数锆石具有不规则状晶形且相对弱的（灰黑色）阴极发光效应,有的含有少量长英质矿物包体,如钾长石+斜长石+石英+磷灰石,18个该类锆石微区记录的207Pb/206Pb年龄变化于2 521±48 Ma至2 453±42 Ma之间,相应的加权平均年龄为2 480±22 Ma,应代表胶北地体新太古代晚期地壳深熔作用的时代.综合本文与前人发表的同位素年代学资料可知,胶北地体太古宙变质基底岩石不仅经历了新太古代晚期~2 500 Ma高级变质作用与地壳深熔作用,而且还叠加了古元古代晚期~1 850 Ma的高级变质作用与地壳深熔作用,它们可能是华北克拉通两次克拉通化过程中的地质响应.      

华北克拉通阜平杂岩新太古代-古元古代多期地质事件及其构造性质

本文收集了阜平杂岩新太古代早期-古元古代晚期基底岩石的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、同位素地球化学和变质作用资料,以期对阜平杂岩早寒武纪演化历史进行初步总结.阜平新太古代早期~2.7 Ga片麻岩原岩为英云闪长岩,具有TTG质片麻岩的地球化学特征;其锆石ε_Hf（t）具有较高的正值（+5.44~+7.50）,单阶段模式年龄为2 745~2 824 Ma,表明新太古代早期为阜平杂岩强烈的地壳生长时期.新太古代晚期片麻岩的时代集中于2 543~2 484 Ma,主要岩石类型为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）,同时区域内还存在二长花岗岩.TTG质片麻岩的ε_Nd（t）值为-1.64~+0.96,单阶段模式年龄为2.76~3.04 Ga;锆石ε_Hf（t）值为-1.9~+7.91,单阶段和两阶段模式年龄分别为2 546~2 888 Ma和2 548~3 119 Ma.这些TTG岩石主要为新太古代早期岩石的部分熔融,并有少量中太古代地壳物质参与.近于同期具有岛弧性质的辉长岩和变质作用暗示阜平杂岩新太古代晚期可能经历了俯冲和弧-陆或陆-陆碰撞.古元古代中期（2.1~2.0 Ga）阜平地区花岗质岩浆活动强烈.该阶段花岗岩具有A型花岗岩特征,与同期的火山-沉积岩系形成于华北克拉通古元古代中期伸展的陆内裂谷环境中.阜平杂岩中基性麻粒岩包体记录的变质作用时代为1.89~1.85 Ga,并具有顺时针演化的P-T轨迹,其代表了古元古代晚期裂谷闭合的陆内造山过程,表明华北最终克拉通化.      

延边官地铁矿构造背景与和龙地块太古宙地壳增生:来自岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素证据

延边地区官地铁矿床地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带东段接合带附近的和龙地块北部,是东北地区发现和开发较早的典型BIF型铁矿床之一.该矿床的主矿体呈层状、似层状、透镜状赋存于鞍山群甲山组上段.为确定该矿床的形成与变质时代以及构造背景,重点对含矿岩系中的斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩进行岩石地球化学、锆石U-Pb年代学以及Hf同位素研究.原岩恢复表明,斜长片麻岩的原岩为流纹英安质-英安质火山碎屑岩,角闪斜长片麻岩的原岩为安山岩,斜长角闪岩的原岩为玄武岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究发现,官地地区在新太古代末-古元古代初期发生了岩浆作用（2 508~2 483 Ma）和变质事件（2 472~2 459 Ma）,且该期岩浆-变质事件与铁矿的形成有着密切的联系.斜长角闪岩的原岩-玄武岩形成于弧后盆地环境,反映了官地铁矿形成时的构造环境;角闪斜长片麻岩中锆石的ε_Hf（t）值介于-5.0~+4.2,二阶段Hf模式年龄（t_DM2）为3 182~2 889 Ma,表明岩浆源区以中太古代古老地壳物质的熔融为主.通过与国内外典型BIF型铁矿床的对比研究认为,官地铁矿属Algoma型BIF,与新太古代晚期华北克拉通大规模BIF成矿事件密切相关;官地地区在新太古代初期（2.8~2.7 Ga）可能存在地壳增生事件;和龙地块亲华北克拉通的构造属性,为索伦-西拉木伦-长春缝合带的东延问题研究提供了新的证据.      

冀北中低级变质表壳岩的年代学特征及其对华北克拉通构造演化的约束

华北克拉通在新太古代末期发生克拉通化,形成了现今规模的古陆,大量的太古宙岩石均经历了~2500Ma左右的区域高级变质作用(高角闪岩相-麻粒岩相)。而华北克拉通北部冀北地区出露一套中低级变质(绿片岩相-角闪岩相)的火山-沉积岩系,主要包括胡麻营地区红旗营子表壳岩和大阴山地区单塔子表壳岩中变质程度较低的部分。胡麻营地区红旗营子表壳岩系主要岩石组合为变基性火山岩、绿帘角闪岩、斜长角闪岩、含石榴石斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、石英片岩、磁铁石英岩等,SIMS锆石U-Pb定年结果表明斜长角闪岩形成于2486±18Ma(MSWD=1.4),而黑云斜长片麻岩形成于2507±37Ma(MSWD=2.0)。大阴山地区单塔子中低级变质表壳岩系主要由浅变质火山岩、云母石英片岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩和大理岩等组成,SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示,浅变质火山岩中的变玄武岩形成于2490±19Ma(MSWD=2.0),而变英安岩形成于2502±8Ma(MSWD=0.83)。因此,冀北中低级变质的表壳岩系主要形成于新太古代末期,形成年龄为2507~2486Ma;结合冀东青龙地区新太古代末期(2511~2503Ma)的浅变质火山-沉积岩系(青龙表壳岩),我们认为新太古代末期,中低级变质表壳岩系广泛分布于华北克拉通的核部和边缘地区,此套岩系覆盖在太古宙高级变质杂岩之上,代表华北克拉通化之后的稳定盖层,是克拉通化的主要标志之一。     

肥东杂岩锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素:对扬子克拉通统一结晶基底的限制

扬子克拉通广泛存在太古宙-古元古代的结晶基底,但关于扬子克拉通早前寒武纪基底形成和演化的基本问题尚未完全解决,特别是基底是由多个块体拼合而成还是一个统一的结晶基底尚无定论.对扬子北缘张八岭隆起内肥东杂岩的片麻岩、斜长角闪岩及侵入其中的花岗岩进行了同位素地质年代学和地球化学研究,发现片麻岩具有相似的原岩年龄,分别为2 449±17 Ma、2 444±15 Ma、2 495±23 Ma、2 478±24 Ma,斜长角闪岩和A型花岗岩的原岩年龄分别为2 032±35 Ma和747±4 Ma,表明肥东杂岩出露有扬子克拉通晚太古-古元古代的结晶基底.片麻岩锆石Hf同位素组成相似,ε_Hf（t）平均值为-3.6±0.5,两阶段Hf模式年龄（T_DM2）范围主要在3.3~3.0 Ga,平均值为3 185±31 Ma,说明这一期约为2.45~2.50 Ga的岩浆活动主要是对扬子北缘古-中太古代地壳的再造.扬子北缘的鱼洞子群和陡岭杂岩都经历了相同性质的岩浆事件,同时扬子克拉通广泛出现约2.50 Ga的碎屑锆石和捕获锆石,表明扬子克拉通结晶基底是统一的.      

华北南缘信阳古元古代花岗岩的年代学和地球化学特征及其对地壳演化的启示

华北克拉通南缘古元古代发育有多期次的岩浆活动和变质事件,记录了南缘基底和构造演化过程,但古元古代中-晚期的岩浆记录却相对较少.对华北南缘信阳地区古元古代中-晚期花岗岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究.信阳地区花岗岩主要包括潘庄钾长花岗岩和陈庄黑云钾长花岗岩,其岩浆锆石结晶年龄分别为1 868 Ma和1 955 Ma,即形成于古元古代中-晚期.所有的岩石样品具有高SiO₂、富碱、低CaO、P₂O₅、MgO等特征,且A/CNK介于1.12~1.28,属过铝质岩石.同时它们富集LILEs（如Rb、Th和K）,贫HFSEs（如Nb、Ta和Ti）、亏损Sr、P等元素,并具有中等-弱的负Eu异常.此外,潘庄岩体和陈庄岩体整体具有相似的锆石ε_Hf（t）值（-0.6~+2.6）,两阶段Hf模式年龄（T_crust）范围为2.40~2.64 Ga.表明信阳地区太古代末-古元古代早期地壳在古元古代中-晚期经历了强烈的改造.结合华北克拉通南缘的岩浆活动和变质事件记录,认为信阳地区花岗岩的形成可能与华北东、西陆块的碰撞有关,且该区频繁的古元古代岩浆活动（2.24~1.85 Ga）可能是东、西陆块间古大洋及西部陆块东向俯冲的结果.      

华北克拉通的组成及其变质演化

华北克拉通早前寒武纪变质基底主要由五套不同类型的变质岩系组成。克拉通在形成过程中经历了多期构造活动、多期岩浆侵位、多期变质作用以及不同程度的混合岩化和深熔作用,岩石已遭受多次不同地质作用的叠加改造,因此华北克拉通具有复杂的演化历史。从太古宙到古元古代末的克拉通形成,华北克拉通主要经历了五期区域变质作用。鞍山地区的古—中太古代经历了角闪岩相变质作用改造,尚未获得变质年龄数据。但在TTG岩系中已获得3 560 Ma和3 000~3 300 Ma早期的变质年龄。河南鲁山太华杂岩的中太古代斜长角闪岩中获得2 776~2 792 Ma和2 671~2 651 Ma两期变质作用年龄信息,代表了新太古代早期的变质作用。新太古代麻粒岩-TTG岩系和新太古代花岗-绿岩系都经历了新太古代晚期—古元古代初的变质作用改造。在古元古代阶段,在华北克拉通北缘在1 965~1 900 Ma期间发生了中低压/高压麻粒岩相变质,局部发生超高温变质,这期变质作用与陆块间的俯冲碰撞及其后的地幔上涌有关。在古元古代晚期(1 890~1 800 Ma)在华北克拉通的中部及东部的胶—辽—吉带发生了高压麻粒岩相-角闪岩相的区域变质,代表了陆块间的碰撞拼合过程。不同变质岩系类型经历的变质作用反映了不同的构造背景。太古宙晚期大量的TTG岩系及呈面状分布的中/低压麻粒岩主要出露在华北克拉通的中北部,普遍具有逆时针的p-T轨迹,反映了地幔柱底板垫托的构造环境。新太古代的花岗-绿岩系在新太古代晚期—古元古代早期经历的变质作用多为顺时针的p-T演化轨迹,反映其发生可能与弧后+地幔柱联合作用的构造背景。古元古代晚期的两期变质作用多表现为高压麻粒岩相的顺时针p-T演化轨迹,反映了不同陆块(地块)之间碰撞拼合的过程,意味着类似显生宙的板块构造体制已经出现。     

华北克拉通南缘小秦岭地区新太古代晚期-古元古代晚期岩浆构造热事件:锆石U-Pb-Hf同位素和地球化学证据

为了探讨华北克拉通南缘早前寒武纪形成演化,对华北克拉通南缘小秦岭地区早前寒武纪变质基底花岗质片麻岩开展了SHRIMP U-Pb锆石定年、Hf同位素组成及地球化学组成研究,获得了2个TTG片麻岩样品~2.50 Ga的岩浆锆石年龄和时代相近的变质锆石年龄,岩浆锆石ε_Hf（t）值为0.71~4.37;1个花岗质片麻岩样品的岩浆锆石年龄为~2.30 Ga,ε_Hf（t）值为－1.21~0.11.它们也记录了古元古代晚期变质锆石年龄或显示古元古代晚期构造热事件影响的存在.岩石以轻重稀土强烈分异为特征,大离子亲石元素相对富集,Nb、P、Ti相对亏损.在小秦岭地区首次发现新太古代晚期TTG岩石,并识别出新太古代晚期构造热事件.现有资料支持华北克拉通南缘与华北克拉通其他地区具有类似的早前寒武纪形成演化历史的认识.但是,华北克拉通南缘以2.3 Ga左右岩浆作用十分发育而显示出独特性.      

乳山地区中生代花岗岩及捕虏体年代学、Hf同位素特征对胶东半岛地壳演化的启示

花岗岩是大陆地壳主要组成部分,胶东半岛中生代花岗岩的出现是推演俯冲板片岩浆演化与构造演化的重要依据. 因此,通过研究乳山地区出露的花岗岩及其捕虏体（变质基性岩）,有助于更好的了解中生代胶东半岛的岩浆演化与地壳演化. 该研究为胶东地区提供了新的主微量元素数据、U?Pb和Lu?Hf同位素数据. 岩石地球化学表明黑云母二长花岗岩具有高钾钙碱性特征,相对贫钛、铁、锰、镁等元素,岩体有可能是分异程度较高的I型或者M型花岗岩. 大离子亲石元素Ba和Sr明显富集,高场强元素Zr无明显亏损. 斜长角闪岩SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃T和MgO含量分别为48.9%、0.68%、12.64%和7.33%,为拉斑玄武岩成分,全碱ALK（K₂O+Na₂O）较低. 大离子亲石元素Ba和Sr无明显富集,高场强元素Zr弱亏损,与石榴斜长角闪岩地球化学性质相似. 锆石CL图像中花岗岩为岩浆锆石,斜长角闪岩为变质重结晶锆石. 黑云母二长花岗岩锆石U?Pb定年获得年龄为118.5±2.7 Ma,ε_Hf（t）值为-15.4~-27.7（Mean=-25.2±1.4）,相应二阶段模式年龄（T_DM2）为2.16~2.90 Ga,但大部分集中在~2.8 Ga. 捕虏体斜长角闪岩锆石U?Pb上交点年龄为1 839±27 Ma,ε_Hf（t）值为0.5~5.1（Mean=3.23±0.74）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为2.02~2.18 Ga. 此外,念头村含榴花岗岩ε_Hf（t）值为-25.1~-27.1（Mean=-26.0±0.18）,相应的二阶段模式年龄（T_DM2）为2.75~2.87 Ga. 其捕虏体含榴斜长角闪岩ε_Hf（t）值为3.7~4.4（Mean=3.93±0.21）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为1.99~2.03 Ga. 上述数据指示花岗岩为华北太古宙地壳重新熔融的产物;变基性岩属华北荆山群物质. 因此,乳山地区中生代花岗岩及其捕虏体都具有华北板块的亲缘性. 乳山地区模式年龄为太古宙的花岗岩暗示胶东半岛地壳演化的相关信息,并不具备拆沉作用产生岩浆岩的特点. 捕虏体（变基性岩）可能为下地壳部分熔融后形成的新生地壳物质在短时间内携裹的产物.      

中条山地区涑水杂岩新太古代烟庄正长花岗岩年龄及成因:对华北克拉通地壳演化的制约

太古宙末期钾质花岗岩的广泛发育是陆壳成熟和稳定化的重要标志,对了解早期陆壳的形成与演化具有重要的意义.发育于华北克拉通南缘中条山地区涑水杂岩中的烟庄正长花岗岩的形成年龄和成因还没有被很好地限定,构造背景还存在争议.对烟庄花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素以及全岩地球化学和Nd同位素研究.烟庄花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为2 515±7 Ma.岩石具有高硅(SiO₂=73.05%~74.85%)、高钾(K₂O=4.46%~5.86%)、富碱(ALK=8.32%~9.36%)、贫钙(CaO=0.55%~0.98%)、低TFeO*(0.73%~1.28%)和MgO(0.31%~0.52%)的特征,A/CNK=1.01~1.04,为弱过铝质的钾玄系列.稀土总量变化较大(ΣREE=63.80×10-6~250.02×10-6)),轻重稀土元素分异明显((La/Yb)_N=25.44~92.87),Eu异常变化较大(Eu/Eu*=0.47~0.79).岩石低Sr、Ba,富集Rb、Th、U等元素,亏损Nb、Zr、Y、Yb、Cr、Co、Ni等元素,具有较高的Rb/Sr、Rb/Ba和Sr/Yb比值以及较低Sm/Nd和Nd/Th比值,具有高分异I型花岗岩的特征.烟庄花岗岩具有0附近的全岩ε_Nd(t)值,岩浆锆石具有正的ε_Hf(t)值(2.85~3.66),两阶段Hf模式年龄为2 258~2 883 Ma,多数在2 600~2 883 Ma之间.结合其他方面研究,烟庄花岗岩具有同碰撞和后碰撞花岗岩的特征,推测为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成,可能有少量地幔物质添加.这期钾质花岗岩的形成,标志着华北克拉通太古宙末期强烈岩浆活动的结束以及稳定陆壳的形成.      

冀西北尚义黄土窑地区尚义杂岩和红旗营子群的锆石SHRIMP U-Pb定年及地质意义

尚义杂岩是冀西北地区有代表性的变质地质体,由变质表壳岩和侵入岩组成。其中的变质表壳岩曾认为是新太古代晚期蛇绿岩洋壳残片。该区也有红旗营子群存在。我们对尚义黄土窑地区尚义杂岩和红旗营子群不同类型岩石进行了锆石SHRIMP U-Pb定年。含石榴黑云斜长片麻岩(HB1410)核部锆石年龄为310~2500Ma,边部变质锆石年龄为255Ma左右。黑云片麻岩(HB1411)和石英岩(HB1415)碎屑锆石年龄都为2.5Ga左右。辉长岩(HB1518)和石英闪长岩(HB1519)岩浆锆石年龄为278~279Ma。根据这些资料和前人研究,该地区的原红旗营子群和尚义杂岩变质表壳岩主体可能不是新太古代地质作用产物,而是形成于晚古生代,由不同时代地质体组成的构造杂岩。不存在所谓的太古宙蛇绿岩残片。晚古生代时期,中亚造山带对华北克拉通北缘的影响十分强烈。     

塔里木地块东南缘新太古代安南坝石英闪长片麻岩的成因及其对地壳演化的启示

目前塔里木地块东南缘早前寒武纪岩石形成时代和成因机制研究较为薄弱,制约了人们对塔里木大陆地壳形成和早期演化的认识.岩石地球化学及锆石Hf同位素组成表明塔里木地块东南缘安南坝石英闪长片麻岩原岩岩浆为下地壳变玄武岩部分熔融形成,并有少量幔源物质的加入.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示石英闪长片麻岩成岩年龄为2 662±12 Ma、2 676±15 Ma,结合已有资料综合说明塔里木东南缘太古宙岩石形成时代主要集中在2.55~2.70 Ga,变质年龄分别为1 980±30 Ma、1 828±20 Ma~2 087±29 Ma,是古元古代中晚期与造山作用有关的岩浆-变质事件的地质记录.石英闪长片麻岩中锆石两阶段模式年龄T_DM2为2 954~3 742 Ma,峰值为~3.24 Ga,据此认为~3.2 Ga是塔里木东南缘大陆地壳生长的主要时期,并于2.55~2.70 Ga发生地壳再造,古老地壳再循环可能是该地区新太古代中晚期大陆地壳演化的重要方式.      

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

Early Neoarchean Magmatic and Paleoproterozoic Metamorphic Events in the Northern North China Craton: SHRIMP Zircon Dating and Hf Isotopes of Archean Rocks from the Miyun Area, Beijing

The Miyun area of Beijing is located in the northern part of the North China Craton(NCC)and includes a variety of Archean granitoids and metamorphic rocks.Magmatic domains in zircon from a tonalite reveal Early Neoarchean(2752±7 Ma) ages show a small range in ε_(Hf)(t) from 3.1 to 7.4and t_(DM1)(Hf) from 2742 to 2823 Ma,similar to their U-Pb ages,indicating derivation from a depleted mantle source only a short time prior to crystallization.SHRIMP zircon ages of granite,gneiss,amphibolite and hornblendite in the Miyun area reveal restricted emplacement ages from 2594 to2496 Ma.They also record metamorphic events at ca.2.50 Ga,2.44 Ga and 1.82 Ga,showing a similar evolutionary history to the widely distributed Late Neoarchean rocks in the NCC.Positive ε_(Hf)(t) values of 1.5 to 5.9,with model ages younger than 3.0 Ga for magmatic zircon domains from these Late Neoarchean intrusive rocks indicate that they are predominantly derived from juvenile crustal sources and suggest that significant crustal growth occurred in the northern NCC during the Neoarchean.Late Paleoproterozoic metamorphism developed widely in the NCC,not only in the Trans-North China Orogen,but also in areas of Eastern and Western Blocks,which suggest that the late Paleoproterozoic was the assembly of different micro-continents,which resulted in the final consolidation to form the NCC,and related to the development of the Paleo-Mesoproterozoic Columbia or Nuna supercontinent.     

古元古代全球静寂期岩浆活动——以华北克拉通南缘中条山~2.3 Ga横岭关花岗岩为例

在全球岩浆活动静寂期,人们在华北克拉通内相继识别出大量~2.3 Ga的地质体,对探讨华北克拉通古元古代地质演化过程具有十分重要的意义.选择中条山地区横岭关二长花岗岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究.横岭关二长花岗岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果为2 308±12 Ma,代表岩体的形成时代.横岭关二长花岗岩高硅、高钾、高铝、富碱,贫钙、低钠和低钛,A/CNK主要集中在1.0~1.1之间,为高钾钙碱性偏铝－过铝质花岗岩系列.岩石的稀土元素含量相对高,轻重稀土元素分异强烈,并具有明显的Eu负异常.高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、U和大离子亲石元素Rb等相对富集,亏损V、Cr、Co、Ni等相容元素,具有I型花岗岩的特征.横岭关二长花岗岩锆石ε_Hf（t）为0.52~6.24,平均值为2.06,单阶段和两阶段模式年龄分别为2 419~2 642 Ma和2 438~2 738 Ma.横岭关二长花岗岩具有同碰撞花岗岩的特征,推测来源于~2.5 Ga古老地壳岩石在挤压碰撞环境下的部分熔融,揭示了华北克拉通在古元古代全球岩浆静寂期并不静寂.      

华北克拉通五台群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

通过对五台群石咀亚群金刚库组4个典型样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,对五台群的形成时代及华北克拉通新太古代—古元古代期间的地壳演化进行了探讨。锆石U-Pb同位素测定结果表明,侵入金刚库组中的片麻状花岗岩锆石的U-Pb年龄为2548Ma,因此五台群的上限年龄约为2.5Ga;金刚库组黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的原岩锆石U-Pb年龄分别为2663Ma和2636Ma,因此五台群的下限年龄约为2.7Ga。五台群的地质年龄为2.5~2.7Ga,属于新太古代。锆石Hf同位素研究结果表明,黑云母石英片岩和片麻状石英闪长岩的二阶段Hf模式年龄(tDM2)均为2.8Ga左右,指示2.8Ga左右是五台山区乃至整个华北克拉通地壳生长的重要时期;片麻状花岗岩tDM2平均为2.57Ga,与锆石结晶年龄非常接近,表明2.5Ga左右也是华北克拉通地壳的主要增生期。地壳的增长是幕式的,2.8Ga和2.5Ga都是华北克拉通地壳生长时期。