大别山宿松变质带花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素成分

宿松变质带位于大别碰撞造山带南部,是一个相对低级变质的构造岩石单位。该带岩石类型丰富,如云母石英片岩、花岗片麻岩、变玄武岩/斜长角闪岩、变质辉长岩、异剥钙榴岩、大理岩、石墨片岩和含磷岩系等。然而,它们的形成时代和岩石成因一直存在较大争议。为此,重点对大别山宿松变质带中花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年及Hf同位素分析。锆石定年结果表明,这些花岗片麻岩的原岩形成时代包括晚太古代(2.5~2.7 Ga)和新元古代(770~830 Ma)两大类,经历了晚三叠纪的绿帘角闪岩相变质作用。新元古代花岗片麻岩的原岩是由经历了约2.0 Ga变质作用的晚太古代岩石在新元古代大陆裂解过程中发生重熔作用形成的。鉴于花岗片麻岩的新元古代岩浆锆石年龄记录与大别造山带超高压正变质岩的原岩形成时代一致,结合变质作用特点和已有资料与区域地质背景,进一步证明宿松变质带花岗片麻岩等参与了扬子板块的三叠纪俯冲,并发生了绿帘角闪岩相变质作用,局部可能达到高压榴辉岩相变质作用,是扬子俯冲板块在较浅深度折返的岩片。由于大陆碰撞→造山后的逆冲、推覆以及构造堆叠与剥蚀作用,造成宿松变质带中有可能卷入较深俯冲的岩片。     

大别山造山带宿松岩群锆石U-Pb年龄和Nd同位素特征:宿松地体物源和属性

大别超高压变质造山带南部的宿松地体主要由高压变质宿松岩群或杂岩组成,其岩性和物源构成复杂,历来的研究颇具争议。报道了宿松岩群的片麻岩、片岩和变质基性岩石等主要岩石类型的锆石U-Pb年龄和Nd 同位素组成,限定了岩石地球化学特征,探讨了宿松地体的属性及地壳演化。两个片麻岩样品的锆石U-Pb同位素年龄为750 Ma至约770 Ma,初始ε_Nd值为-7.3~-1.6,可以推测原岩为新元古代岩浆岩;两个片岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄值分布范围较大,并主要集中于晚太古代(2 700 Ma至约2 800 Ma)、早元古代(2 000 Ma至约2 500 Ma)、中元古代(1 100 Ma至约1 500 Ma)和新元古代(700 Ma至约800 Ma),推测原岩为新元古代沉积岩。片岩的Nd同位素组成变化较大,初始ε_Nd值(回扣至750 Ma)为-20.2~-1.4,暗示剥蚀区的物质组成复杂。相似的碎屑锆石U-Pb年龄分布特征也普遍地记录在扬子陆块的基底岩石或沉积盖层中。新元古代岩浆岩广泛分布于宿松岩群、大别—苏鲁造山带超高压变质地体乃至扬子陆块边缘,指示宿松高压变质地体具有扬子陆块属性和相似的地壳演化历史。     

中条山涑水杂岩的同位素年代学研究及其地质意义

中条山是中国重要的铜多金属成矿带,拥有著名的晚太古代“变斑岩型”铜矿峪大型铜矿床和元古代“层控型”胡家峪—篦子沟铜矿床,近年来又在中条山西南段的涑水杂岩中发现以变基性火山岩(斜长角闪岩)为容矿岩石的桃花洞铜矿。为了弄清楚该铜矿的形成时代及其成矿地质背景,利用电感耦合等离子质谱(LA-MC-ICP-MS)方法对桃花洞铜矿容矿围岩—涑水杂岩中的寨子—西姚灰色片麻岩、斜长角闪岩及二长花岗岩进行了同位素年代学研究。结果表明:寨子—西姚灰色片麻岩、斜长角闪岩脉和二长花岗岩中锆石的岩浆结晶年龄分别为(2 625±11)、(2 592±16)、(2 548±15)Ma; 岩石中古老继承性锆石的年龄分别为(2 790±15)、(2 773±24)、(2 782±34)Ma; 三种不同成生顺序的岩石中均有大于2 700 Ma的锆石存在,且年龄相当接近; 中条山地区涑水杂岩可能最初形成于太古代。涑水杂岩作为与成矿关系密切的容矿围岩,其成岩时代可以间接指示成矿时代,由此得出赋存在变基性火山岩层中的古火山含矿原岩建造型铜矿有可能是中国最古老的铜矿之一。     

西藏多巴地区片麻岩变质演化过程及其地质意义

拉萨地体普遍出露一套角闪岩相、局部达麻粒岩相的变质岩系, 以往的区域地质研究普遍认为这套变质岩为拉萨地体的前寒武纪变质基底, 称之为念青唐古拉岩群。尽管现有的研究认为念青唐古拉岩群经历了前寒武纪变质作用,但部分地区仍缺少令人信服的岩石学及地质年代学证据。通过对拉萨地体北部多巴地区出露的片麻岩进行岩石学及矿物学研究,认为其为一套经历角闪岩相变质作用的中级变质岩系,主要岩石类型有云母片岩和含石榴石黑云母斜长片麻岩。矿物电子探针分析表明,组成岩石的石榴石、长石、黑云母等矿物均为变质成因矿物。石榴石无明显核边分带结构,成分相对均一。利用传统矿物对温压计进行了温压条件估算,得到640 ℃～660 ℃和0.60~0.67 GPa的角闪岩相变质温压条件。首次利用LA-ICP-MS方法对该区花岗质片麻岩中的锆石进行年代学研究,得到(847.0±5.7)Ma的新元古代变质年龄,可与该区域念青唐古拉岩群的变质时代对比,为该片麻岩归入念青唐古拉岩群提供了切实可靠的年代学证据。     

华北中部造山带南缘洛宁东部太华变质杂岩SIMS锆石U-Pb年龄及其地质意义

太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带南缘,整体呈近EW向展布。洛宁地区的太华变质杂岩岩性多样,保留了至少3个阶段的变质矿物组合。作为前人研究的补充,报道了该地区东部含榴斜长角闪片麻岩和长英质片麻岩的SIMS锆石U-Pb定年结果,证实该区太华变质杂岩至少保留了3期地质事件的年龄。其中两期岩浆年龄(2.32~2.33 Ga和2.18 Ga)表明,太华变质杂岩与华北中部造山带中—北段各杂岩一样,共同经历了华北克拉通的地壳再造过程;另一期变质年龄(1.94~1.95 Ga)表明,太华变质杂岩的变质作用开始时间比该造山带中—北段大部分杂岩区早了约0.1 Ga,变质作用延续时间也长了约0.1 Ga。这再次说明华北中部造山带古元古代末的构造 变质事件是一个漫长且复杂的过程。     

海原岩群锆石SHRIMP U-Pb测年及时代归属讨论

通过锆石SHRIMP U-Pb测年,获得了海原岩群南华山岩组变质基性火山岩(绿片岩)的碎屑锆石同位素测年数据为1 925±8 Ma,说明海原岩群形成时代应晚于古元古代.对已有研究成果历年来于海原岩群中所获得的同位素测年数据进行了分析,认为Sm-Nd模式年龄1 700 Ma大体为海原岩群变质基性火山岩的形成年龄,而1 400 Ma应属海原岩群中原岩为辉绿岩脉或岩床的侵位年龄,800~1 100 Ma的Rb-Sr等时年龄为海原岩群变质年龄,长英质片岩(原岩为杂砂岩)的Sm-Nd模式年龄2 317 Ma为海原岩群的陆源年龄.结合本次所获得的变质基性火山岩碎屑锆石SHRIMP U-Pb测年结果,进一步判断出海原岩群的形成时代为中元古代长城纪.     

北秦岭晚三叠世关山岩体地球化学特征及成因机制

关山地区位于北秦岭与北祁连造山带的结合部位,目前有关关山岩体的岩石成因存在争议。锆石U-Pb定年结果表明关山岩体二长花岗岩的加权平均年龄为(236.3±4.0)Ma(样本数为6个,平均标准权重偏差为2.6)。地球化学特征显示岩石具有高Si(SiO₂ 含量(质量分数,下同)高于69%)、富碱(K₂O含量高于3.84%,Na₂O含量高于4.18%)、Mg^#值较高(50.4～51.0)的特征,轻稀土元素较富集,重稀土元素亏损且相对平坦,Eu呈微弱负异常(0.75～0.82),岩石富集Sr、Rb、Ba,亏损Y、Yb等,Sr/Y值为37.5～60.7,具有埃达克岩的性质。锆石Lu-Hf同位素(除去捕获锆石)分析结果表明,二长花岗岩5颗锆石具有负ε_<sub>Hf(t)值(-21.59～-4.49),对应的二阶段Hf模式年龄为1 538～2 622 Ma,1颗锆石为正ε_<sub>Hf(t)值(0.19),对应的二阶段Hf模式年龄为1 245 Ma,指示关山岩体来源于新元古代地壳物质。岩石具有高SiO₂、Al₂O₃含量,相比于地幔明显较低MgO以及Cr、Ni等元素含量,指示关山岩体来源于地壳物质的熔融,岩石较高Mg^#值说明其源区可能有地幔组分的加入。岩相学、地球化学、同位素特征和区域地质资料综合显示,关山岩体二长花岗岩形成于碰撞挤压环境,是下地壳增厚环境下脱水部分熔融的产物,其中伴随有地幔组分的加入。     

祁连—秦岭造山带交接部位25亿年 碎屑锆石的发现及其地质意义

对来自祁连与秦岭造山带交接部位秦安地区葫芦河流域的“葫芦河群”浅变质砂岩中大量碎屑锆石的 LA-ICP-MSU-Pb测年结果发现,其中含有年龄为2302～2578Ma的锆石颗粒。这些锆石年龄均十分谐和,且 阴极发光图象上显示具有典型岩浆型振荡环带结构和岩浆成因锆石的w(Th)/w(U)为0.11～1.42,表明这些 锆石为新太古代末期构造岩浆作用的产物。这些锆石是该区域迄今发现的最古老的锆石,表明祁连与秦岭造山 带交接部位可能存在比陇山岩群和秦岭岩群更古老的陆壳。     

内蒙古德言其庙斜长角闪岩系年代学、地球化学特征及其地质意义

德言其庙斜长角闪岩系位于内蒙古中部温都尔庙地区以东,构造位置处于华北板块北缘温都尔庙俯冲-增生杂岩带内。对德言其庙斜长角闪岩系进行了地球化学分析和锆石SHRIMP U-Pb定年。结果表明:斜长角闪岩系SiO₂质量分数为51.62%~55.60%,Al₂O₃为16.45%~17.78%,全碱质量分数(4.5%~5.12%)较低;斜长角闪岩系具有钙碱性系列岩石地球化学特征,原岩为辉长质和辉长闪长质侵入岩;锆石n(²⁰⁶Pb)/n(²³⁸U)年龄加权平均值为(490.3±4.6)Ma;岩石富集轻稀土元素,轻、重稀土元素质量分数比值为5.93~7.73,Eu异常(0.84~1.05)不明显,具有明显的Nb、Ta负异常及Ti、P亏损,显示出其原岩具有消减带岩浆的特征,形成于岛弧构造环境。     

北秦岭地体秦岭岩群（杂岩）中伟晶岩脉内蜕晶质化锆石的成因

对北秦岭地体秦岭岩群（杂岩）中的伟晶岩脉内的锆石进行了阴极发光和Ｕ－Ｐｂ年代学研究。结果表明：由于伟晶岩中的（蛤质）锆石发生蜕晶化作用或重结晶作用,Ｕ－Ｔｈ体系发生了改变,其锆石阴极发光图像呈黑色,无明显环带;对４条伟晶岩脉中的蜕晶质化锆石进行的ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ定年显示,由于受蜕晶质化（蛤质）锆石内部Ｐｂ元素丢失的影响,其年龄多较为分散,可信度不高。只有１个样品（ＱＬ１４３４-１）显示了较好的谐和性,指示该伟晶岩脉的形成年龄约为３８０Ｍａ,归于晚古生代早期。     

西秦岭吴家山群地层时代及物源特征:来自碎屑锆石U-Pb年龄证据

对西秦岭吴家山群4件样品碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年研究,限定地层沉积时代并示踪沉积物源。锆石U-Pb年龄介于(399±3)～(2 858±43)Ma,主要集中分布在0.40～0.50、0.70～1.05 Ga两个年龄段,少量分布在1.10～1.40、1.45～1.85、2.35～2.65 Ga等年龄区间。其中两粒锆石的最小年龄为399 Ma和401 Ma,限定了吴家山群地层沉积的最大年龄约为400 Ma,由此推断沉积地层形成于早—中泥盆世。吴家山群碎屑锆石U-Pb年龄谱与北秦岭地体、华北地块、南秦岭地体、华南(扬子)地块岩浆活动U-Pb年龄对比结果表明:0.40～0.50 Ga锆石碎屑源区应主要为北秦岭地体;0.70～1.05 Ga锆石主体应来自北秦岭地体,有少量南秦岭地体或扬子地块物质的加入;1.10～1.85 Ga锆石应来自北秦岭地体;而2.35～2.65 Ga锆石来自南秦岭地体或扬子地块,也可能来自华北地块。总体来看,吴家山群源区主要为北秦岭地体,少量来自南秦岭地体或扬子地块。结合吴家山群地层时代及陆源物质源区的示踪结果,秦岭早古生代洋盆在西秦岭地区闭合时间应不晚于泥盆纪。     

西秦岭天水地区早中生代草川铺花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

西秦岭天水地区早中生代草川铺岩体内发育一套似斑状花岗岩,岩体主要由寄主似斑状二长花岗岩及闪长质微粒包体组成。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示,寄主岩体的侵位年龄为(210.9±1.7)Ma,平均标准权重偏差(MSWD)为1.74,属于早中生代花岗岩体。岩石地球化学研究表明:寄主岩体属于高钾钙碱性系列,具准铝质特征,A/CNK值为0.99~1.07;稀土元素总质量分数为（128.13~196.56）×10^-6,轻、重稀土元素质量分数比值为8.20~9.47,岩体富集轻稀土元素,微量元素特征表现为高场强元素贫化,但元素Ta、Nb明显亏损。岩相学、地球化学和年代学特征表明,早中生代草川铺岩体与南秦岭糜署岭岩体具有相似的岩相学特征和近一致的结晶年龄,并且二者的稀土、微量元素特征相似。因此,早中生代草川铺岩体和糜署岭岩体是同一套岩浆活动的产物,前者虽然构造位置处于北秦岭造山带内,但其物质来源于南秦岭造山带,表明南秦岭造山带和北秦岭造山带在晚三叠世之前已经碰撞。由于早中生代草川铺岩体具高钾钙碱性埃达克岩地球化学特征,所以其是南秦岭造山带向北秦岭造山带俯冲熔融的产物。     

东秦岭松树沟蛇绿岩产出的构造环境及其组合层序的厘定

在研究东秦岭松讨沟蛇绿岩形成的区域构造格架的基础上，利用平衡剖面的理论，重新厘定了该蛇绿岩组台层序。表明它是东秦岭碰撞缝合带内保存较完整．序列较连续的杂岩体，与世界上一些典型蛇绿岩套及现代洋壳-上地慢剖面可进行对比。     

西秦岭西段塔洞花岗闪长岩体年代学、地球化学特征及其地质意义

塔洞花岗闪长岩体位于西秦岭造山带西段,主体岩性为灰白色中细粒块状花岗闪长岩,岩体中未见暗色闪长质包体。对该岩体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试,所选锆石均为具岩浆韵律环带结构的岩浆锆石,锆石w(Th)/w(U)值主体大于0.4,锆石U-Pb加权平均年龄为(219.0±5.3)Ma,代表塔洞花岗闪长岩体的结晶年龄。地球化学特征显示,该岩体具有高SiO₂质量分数（66.88%~67.46%）、高Al₂O₃质量分数（15.39%~16.54%）、富K（质量分数为2.83%~4.12%）、准铝质（A/CNK值介于0.97~1.0之间）的高钾钙碱性花岗岩特征。该岩体轻、重稀土元素分异强烈,Eu异常不明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式为右倾型,原始地幔标准化微量元素蛛网图具明显的富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba等）,亏损重稀土元素与高场强元素（如Nb、Ta等）的特征。该岩体具有与埃达克质花岗岩相似的特征,如高Sr质量分数（主体大于400×10^-6）、低Y质量分数（（5.49~12.8）×10^-6）、低Yb质量分数（（0.34~0.91）×10^-6）、高w(Sr)/w(Y)值（大于40,多介于50~90之间）。岩石成因研究表明,该岩体为加厚下地壳石榴子石角闪岩（石榴子石体积分数为10%~20%）部分熔融并经历分离结晶作用形成的。综合区域资料认为,西秦岭造山带西段古特提斯洋于印支晚期已经关闭,南北陆块完成同碰撞造山作用,并进入后碰撞构造演化阶段。     

南秦岭胭脂坝花岗岩成因:锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素的制约

秦岭造山带广泛发育新元古代、古生代、早中生代和晚中生代岩浆作用,是长期复杂造山作用的结果。胭脂坝花岗岩岩体出露于南秦岭宁陕地区五龙岩体群的最东部,是南秦岭早中生代花岗岩的重要组成部分。5个花岗岩样品的锆石U-Pb定年结果分别为(202.9±3.5)、(201.0±3.0)、(202.1±2.6)、(200.4±5.4)、(205.5±3.3)Ma,平均年龄为（201.9±1.5）Ma,属于早中生代五龙岩体群岩浆作用中晚期的产物。岩石地球化学成分显示该岩体的主体为黑云母花岗岩,具有高硅、富碱的地球化学特征,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,属于弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列。初始Sr同位素组成为0.704 31~0.706 78,ε_Nd(t)值为-5.2~-2.0,初始Pb同位素组成相对高,(N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)）_(t)=17.737~18.191,（N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)）_(t) =15.511~15.574,（N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)）_(t) =37.439~38.071。较高的放射性成因Pb同位素组成说明胭脂坝岩浆源区具有扬子地块的属性;初始Sr同位素组成和εNd(t)值随着SiO2含量的升高呈现出线性变化趋势,说明胭脂坝花岗质岩浆在上升侵位过程中存在围岩物质的同化作用;结合与新元古代火山沉积岩（如耀岭河群、武当群、碧口群）相似的初始Sr-Nd同位素组成,推测胭脂坝岩体的岩浆源区主要是具有扬子地块属性的新元古代地壳物质。     

西秦岭多哇地区萨日加岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

西秦岭造山带发育大量的印支期高钾钙碱性花岗岩,它们的成岩时代和岩石成因对认识西秦岭岩浆活动和构造演化具有重要意义。对西秦岭多哇地区萨日加岩体进行了详细的野外地质调查、岩相学观察、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和全岩地球化学研究,旨在查明该岩体的年龄、成因类型以及成岩地球动力学背景。结果表明:萨日加岩体由英安斑岩、花岗斑岩及少量石英闪长岩组成; 花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(238.2±2.6)Ma(平均标准权重偏差(MSWD)为1.7); 萨日加岩体属于过铝质高钾钙碱性岩石系列,富集大离子亲石元素Th、Rb、K和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等,指示其岩浆源区具有壳幔混合的特征; 岩石的主量、微量元素特征显示,英安斑岩属于I型花岗岩,形成于洋-陆俯冲岛弧环境; 花岗斑岩倾向于S型花岗岩,形成于大陆碰撞构造环境。由此认为,萨日加岩体形成于晚三叠世西秦岭由洋-陆俯冲岛弧向陆-陆碰撞转变的构造环境。     

南秦岭构造带十堰—武当地区岩石变质作用

十堰—武当地区位于南秦岭构造带和扬子板块的结合部位,内部发育的变质岩可为秦岭造山带印支期造山过程提供重要信息。在该地区含石榴子石片岩的岩石学、矿物学研究基础上,利用石榴子石-黑云母地质温度计和石榴子石-白云母地质温度计计算变质作用条件。结果表明:石榴子石-黑云母地质温度计计算得到方滩—王家山剖面南、北两侧变质岩的主期变质温度分别为344 ℃～410 ℃和368 ℃～431 ℃,属于低绿片岩相; 由石榴子石-白云母地质温度计计算得到十堰—大木剖面南、北两侧变质岩主期变质温度分别为322 ℃～440 ℃和535 ℃～540 ℃,属于低—高绿片岩相。结合区域变质变形研究成果,认为十堰—武当地区中低级变质岩的变质作用演化与南秦岭构造带印支期洋盆闭合伴生的俯冲-增生过程有关,它使得不同变质级别的岩石发生并置然后一起抬升。