塔里木盆地碎屑锆石年龄分布对前寒武纪基底的指示

应用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法研究塔里木盆地前寒武纪基底与超大陆的关系, 对盆地内部不同地区井下11个碎屑岩样品进行锆石年代学分析。塔里木盆地南部与北部分别检测到早元古代、中元古代产生的物源, 结合周边造山带测年资料分析佐证了早中元古代塔里木南北块体演化有差异, 北部大量的中元古代早期年代数据可能预示塔北微块体存在与Columbia超大陆裂解时间相近的构造－热事件。南北塔里木在新元古代早期才发生碰撞拼合形成统一的基底与演化进程, 所有样品都检测到南华纪年龄数据证实塔里木板块及其周缘在此期发生大规模裂解事件, 南华纪大规模火成岩活动形成了盆地显生宙碎屑岩最主要的蚀源, 塔里木板块存在与Rodinia超大陆裂解时间相当的构造－热事件。碎屑锆石测年资料为研究塔里木板块与超大陆的关系提供了来自盆地内部的证据。     

The Paleoproterozoic North Hebei Orogen: North China craton's collisional suture with the Columbia supercontinent

Understanding the geologic history and position of the North China craton in the Paleoproterozoic Columbia supercontinent has proven elusive. Paleoproterozoic orogenic episodes (2.00–1.85 Ga) are temporally associated with ultimate stabilization of the North China craton (NCC), followed by the development of extensive craton-wide rift systems at 1.85–1.80 Ga. The age difference between the sedimentary cover and the metamorphic basement is up to 500–700 Ma, suggesting that uplift and doming of cratonic basement occurred in the latest Paleoproterozoic. Mafic dike swarms (1.80–1.77 Ga) and anorogenic magmatism (1.80–1.70 Ga) record the extensional breakup and dispersal of the North China craton during this stage. The late Paleoproterozoic tectonic framework and geological events documented provide important constraints for reconstruction of the NCC within the Late Paleoproterozoic supercontinent of Columbia.An east-west striking thousand kilometer long belt of khondalites (granulite facies metapelites) stretches along the northern margin of the North China craton, on the cratonward side of the Northern Hebei orogenic belt. This granulite belt includes Mg–Al (sapphirine bearing) granulites that reached ultrahigh-temperature “peak” metamorphic conditions of  1000 °C at 10 kbars at 1927 ± 11 Ma. Following peak ultrahigh-temperature conditions, the rocks underwent initial isobaric cooling and subsequent isothermal decompression, and these trajectories are interpreted to be part of an overall anti-clockwise P-T evolution indicating that the northern margin of the craton experienced continental collision at 1.93–1.92 Ga. The position of the khondalite belt south of the Northern Hebei orogenic belt makes it analogous to Tibet, a continental collision-related plateau characterized by double crustal thicknesses and granulite facies metamorphism at depth. We suggest that the tectonic evolution of the NCC during this period was closely related to the assembly and break-up of the Columbia supercontinent, and that the NCC was adjacent to the Baltic and Amazonian cratons in the period 2.00–1.70 Ga. Craton-wide extension occurred within 100–150 Ma of collision along the northern margin of the craton at 1.93–1.92 Ga. It is concluded that mantle upwellings are chiefly responsible for the breakup of the NCC from the Paleoproterozoic supercontinent.     

Structure and Evolution of the East Antarctic Lithosphere: Tectonic Implications for the Development and Dispersal of Gondwana

Lithospheric evolution of the Antarctic shield is one of the keystones for understanding continental growth during the Earth's evolution. Architecture of the East Antarctic craton is characterized by comparison with deep structures of the other Precambrian terrains. In this paper, we review the subsurface structure of the Lower Paleozoic metamorphic complex around the Lützow-Holm area (LHC), East Antarctica, where high-grade metamorphism occurred during the Pan-African orogenic event. LHC is considered to be one of the collision zones in the last stage of the formation of Gondwana. A geoscience program named ‘Structure and Evolution of the East Antarctic Lithosphere (SEAL)’ was carried out since 1996-1997 austral summer season as part of the Japanese Antarctic Research Expedition (JARE). Several geological and geophysical surveys were conducted including a deep seismic refraction/wide-angle reflection survey in the LHC. The main target of the SEAL seismic transect was to obtain lithospheric structure over several geological terrains from the western adjacent Achaean Napier Complex to the eastern Lower Paleozoic Yamato-Belgica Complex. The SEAL program is part of a larger deep seismic profile, LEGENDS (Lithospheric Evolution of Gondwana East iNterdisciplinary Deep Surveys) that will extend across the Pan-African belt in neighboring fragments of Gondwana.     

中国大陆地壳“镶嵌与叠覆”的结构特征及其演化

初步探讨了中国大陆地壳“块带镶嵌多层叠覆”的结构特征和多阶段的构造演化过程。中国大陆地壳新元古代中期以来的一级构造单元有中朝、塔里木、扬子、敦煌4个陆块和中央、西北、东北、西南、东南5个造山区(带)。中朝陆块的形成源于古元古代期间发生的古大陆裂解;扬子、塔里木和敦煌陆块的形成源于新元古代早期发生的古大陆裂解。西北造山区的形成源于古生代晚期洋盆关闭、大陆碰撞并叠加新生代陆内再造山;东北造山带的形成过程包括古生代碰撞造山及中生代增生、碰撞造山;中央造山带至三叠纪大陆碰撞才最后形成并叠加有新生代再造山;东南造山带的形成经历了古生代至新生代的多次造山作用;西南造山带主要是中—新生代造山作用的产物。这些单元都具有“块带镶嵌多层叠覆”的结构特征和多阶段构造演化的特点。中国大陆地壳的形成与演化可以划分为太古宙—古元古代、中元古代—新元古代早期、新元古代中期—古新世和始新世以来4个构造阶段,每个阶段都对应不同的超大陆裂解-聚合旋回。其中新元古代中期以来的地壳形成演化与全球洋陆格局中的古亚洲洋、古特提斯洋、古太平洋、特提斯洋和太平洋5个动力学体制有关,相应地可以归结为古亚洲、古特提斯、古太平洋、特提斯和太平洋5个造山域。正是这些多阶段的超大     

华北中元古界古地磁测试新结果与Columbia超级大陆研究

华北地块中元古代杨庄组的古地磁研究提供了一个同时通过褶皱检验和倒转检验的古地磁极,极位置为经度190.4°、纬度2.4°。通过与Laurentia、Baltica和Siberia可靠的古地磁数据对比,支持了古—中元古代可能存在Columbia超级大陆的假说。华北地块与Laurentia、Baltica和Siberia视极移曲线的对比表明华北地块与Baltica在古—中元古代可能长期相连。     

我国前寒武纪地质研究进展与展望

前寒武纪地质学是现代地球科学中最活跃的学科之一。我国前寒武纪地质研究有着良好的条件和优良的传统，前寒武纪岩石在中国大陆上有广泛的分布，保存了从3800Ma到543Ma较完整的岩石、地层和生物形成与演化的历史记录，并蕴藏了丰富的矿产资源。简要回顾了近百年来我国前寒武纪研究的历史，取得的丰硕成果及巨大进展。概述了中国前寒武纪时期的大陆，特别是太古宙华北克拉通地壳演化的特殊性和复杂性，与世界其他地区的克拉通进行了对比。指出前寒武纪地质学在研究地球科学中仍然处于重要的位置，尤其是研究前寒武纪超大陆汇聚与裂解及前寒武纪成矿区带的划分已成为当今世界研究的热点。在此基础上，提出了对我国21世纪前寒武纪地质学的工作设想和展望。     

东昆仑南带中元古代晚期—新元古代早期叠层石组合的发现

东昆仑南带加嗡门地区碳酸盐岩地层中发现的中元古代晚期-新元古代早期叠层石组合以大型锥叠层石及其相关的分子Conophyton garganicus var. inkeni,C. cf. ressoti Menchikov, Jacutophyton f. 和Conicodomenia cf. longotenuia等最丰富, 并与Baicalia共生, 故可视之为Conophyton-Baicalia组合.这叠层石组合可以与天山、华北等地蓟县系中部-青白口系中部叠层石组合对比,尤其酷似于天山地区蓟县系的爱尔基干组合和华北蓟县系的闪坡岭叠层石组合,而显著有别于华南地块.它还可以与南乌拉尔、西伯利亚、北美、北非和阿拉斯加半岛等地区的中里菲界上部--上里菲界下部层位中的叠层石组合对比.加嗡门叠层石组合的时限为距今1 300～850 Ma,大致为蓟县纪中期-青白口纪中期或中里菲晚期-晚里菲早期.东昆仑南带存在前寒武纪微地块,当时此微地块的古地理和古环境与天山、华北、西伯利亚和阿拉斯加半岛等地区的前寒武纪地块相似,均位于低纬度区,其上均广泛发育适宜叠层石繁育的温暖陆表海,它们可能共同处于罗迪尼亚超大陆的低纬度大陆边缘部位,与华南地块的不同.这对本区和东昆仑地层和大地构造研究,以及对罗迪尼亚超大陆重建提供了新的古生物约束.     

华夏陆块早寒武世沉积地层年代学与地球化学组成：对源区和构造背景的指示

华夏陆块早古生代沉积记录对于了解华南陆块在Gondwana超大陆演化过程中所起的作用具有重要意义。本文对广东省中山市神湾地区下寒武统八村群开展了锆石年代学和元素地球化学研究。结果表明,八村群变泥质粉砂岩的碎屑锆石年龄可分为4034~3122 Ma、2765~2250 Ma、1765~1443 Ma、1126~901 Ma、884~773 Ma以及595~547 Ma六组,其中最年轻的一组碎屑锆石加权平均年龄将该地层的最大沉积时间限定在551±4 Ma。锆石的Hf同位素特征则指示八村群沉积物源可能以古老地壳物质再循环为主,伴少量初生地壳物质。八村群变粉砂岩和变泥岩样品的化学风化指数(CIA)和成分成熟度(ICV)分别为79. 8~86. 4和0. 39~0. 87,均表明源区经历了相对强烈的化学风化作用。元素地球化学结果显示,八村群样品强烈富集不相容元素,而亏损Ni、Cr和Co等,指示八村群源区可能以活动大陆边缘构造背景下的长英质岩石为主。综合对比八村群与世界其他陆块同时期沉积地层的碎屑锆石年龄组成,本文认为八村群代表了新元古代晚期至早古生代早期Gondwana超大陆聚合过程中造山作用的沉积响应,支持华夏陆块位于Gondwana超大陆北缘,靠近北印度板块和羌塘地体,是该超大陆的重要组成部分。     

华北克拉通南缘1600Ma麻坪A型花岗岩的成因及其地质意义

麻坪花岗岩体产于华北克拉通南缘,岩石类型主要为花岗斑岩,具斑状结构,斑晶主要为钾长石和石英。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,岩体的形成时代为1600Ma。所有样品高SiO 2(70.51%~75.69%)、富碱(K2O+Na2O=7.42%~10.27%,K2O/Na2O23),贫MgO(0.24%~0.58%)、CaO(0.06%~0.12%)、P2O5(0.04%~0.08%)和MnO(0.01%),以及Eu、Sr和Ti负异常,表明它们在演化过程中经历了钾长石、斜长石、铁钛氧化物等的分离结晶作用。它们高的铝饱和指数(A/CNK1.11),显示强过铝质特征。然而,麻坪花岗斑岩高的Ga/Al比值以及高的锆石饱和温度(870~953℃),显示典型的A型花岗岩特征。因此,麻坪花岗斑岩为强过铝质A型花岗岩。麻坪花岗斑岩的地球化学特征、锆石Hf同位素组成以及二阶段模式年龄表明其来自太华群高温条件下部分熔融,同时基性岩浆的底侵作用为之提供了相应的热源。麻坪花岗斑岩的产生是裂谷岩浆活动的产物,其形成可能与Columbia超大陆的裂解有关。     

沉积岩型层状铜矿床研究进展

沉积岩型层状铜矿床是全球第二重要的铜矿类型,重要性仅次于斑岩型铜矿床。并且,它们常伴生一定规模的钴、银、铅、锌、铀、金、铂族元素等其他金属资源。其矿体通常呈层状、似层状发育在沉积盆地的还原性岩石或地层中。大多数沉积岩型层状铜矿床形成于围岩的成岩作用或者成岩晚阶段,但也经常会受到成矿后变质作用、变形作用的改造,发生成矿物质的活化一再沉淀。原生成矿作用的发生通常要经历成矿流体(低温、中—高盐度、含硫)在矿体下盘的红层中持续、长期的循环,萃取铜等金属元素,随后沿着盆地边界断裂迁移至盆地还原性地层中或者被迁移的还原性物质(石油、天然气)还原而发生铜等成矿物质的沉淀。超大规模的层状铜矿化可能对应地球地质历史时期特殊的地质事件和地质条件,其中包括超大陆裂解、炎热干旱的古气候、大氧化事件以及冰期和富镁的海洋等。