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.      

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.      

河北赞皇地区许亭花岗岩的时代及成因:对华北克拉通中部带构造演化的制约

许亭花岗岩出露于赞皇杂岩中,位于河北省赞皇县西部山区,呈岩基状侵入新太古代TTG片麻岩和变质地层中,SHRIMP 锆石U-Pb年龄为2090±10Ma。岩体主要由钾长-二长花岗岩组成,无暗色包体,偶见围岩的捕掳体。岩体组成不均匀,局部含石英和少量钾长石斑晶,构成似斑状结构。主要的矿物组合为石英+钾长石+斜长石+黑云母+绿帘石±白云母±角闪石,含萤石副矿物。岩石具有高硅(SiO₂＞75%)、富碱(ALK=6.90%~8.75%)、低铝(Al₂O₃ =10.32%~11.64%)、钛(TiO₂=0.26%~0.36%)和贫钙(CaO=0.18%~0.48%)、镁(MgO=0.16%~0.40%)、铁(Fe₂O^T₃=2.58%~3.46%)的特征,为偏铝质到弱过铝质的高钾钙碱性系列。岩石的稀土总量较高(293.8×10^-6 ~702.8×10^-6),轻稀土相对富集,有明显的负Eu异常(Eu/Eu^*=0.1~0.35)。微量元素中,富Zr、Nb和Y,而贫Ba、Sr和P等元素,Rb/Sr比值较高,介于1.45~7.52之间,平均4.31。岩石还具有高的Ga/Al值(3.04×10^-6~4.08×10^-6),具有A型花岗岩特征。在同位素组成方面,具有较低的ε_Nd(t)值(-14.29~-0.29,平均为-5.58)。许亭花岗岩具有板内花岗岩特征,可能与2.1Ga时岩浆板底垫托,导致新太古代TTG岩石部分熔融,并可能有少量古老地壳物质加入。根据岩体性质及岩石组合等特征推测赞皇、阜平、五台等地区的2.1Ga岩浆活动形成于统一的拉张裂解环境。     

华北克拉通条带状铁建造中富铁矿成因类型的研究进展、远景和存在的科学问题

本文在查阅前人大量资料的基础上,对华北克拉通条带状铁建造中富铁矿的研究历史进行了回顾和总结,将研究历史分为1949年以前,1950~1965年期间,1978~1986年期间,1987~1994年期间和2009年以来5个阶段。重点介绍了鞍本地区、冀东-吕梁地区和河南舞阳地区富铁矿的基本地质特征以及典型富铁矿的研究概况,针对鞍本地区弓长岭二矿区磁铁富矿成因的复杂性,对不同成因观点以及目前已取得的共识进行了详细阐述。目前大多数学者不支持接触交代假说和菱铁矿经变质转化为富铁矿成矿假说,近半数学者支持变质热液成矿假说,半数学者支持混合岩化热液成矿假说。作者在综合分析前人大量资料后,认为变质热液成矿说依据不足,理由有四点:(1)磁铁富矿中往往见有磁铁贫矿的残体;(2)磁铁富矿与蚀变岩紧密伴生,蚀变矿物石榴子石、部分角闪石(透闪石)和部分绿泥石均属非变质热液成因;(3)研究区遭受区域高绿片岩相至低角闪岩相变质作用的时间为2500~2450Ma,而与蚀变矿物石榴石紧密伴生的热液锆石SHRIMP U-Pb定年结果为1840±7Ma,明显小于区域变质作用年龄,据此可将热液作用时间限定于古元古代晚期,相当于大陆地壳伸展阶段;(4)部分热液成因富铁矿利用Re-Os方法定年,除一种属原生沉积成矿外,年龄范围也在古元古代晚期,可作为参考。此种热液是否为混合岩化热液尚缺乏足够证据,故本文暂将其作为古元古代晚期热液。此外,本文对华北克拉通条带状铁建造中富铁矿成因类型及其远景进行了初步总结,认为古元古代晚期形成的磁铁富矿规模属大型矿床,有较好远景;原生较富贫铁矿因褶皱构造产生磁铁矿流变而形成的富铁矿(可能尚有热液叠加)规模较大,具有一定远景;其他类型均为小型规模,不具工业意义。最后,本文指出富铁矿成因研究中尚存在的主要问题,包括早元古代晚期热液的来源;热液的形成是一期还是多期;铁建造遭受区域变质达高绿片岩相时,贫铁矿的围岩变质演化机理等,尚需进一步探讨。     

赞皇地区～2.5Ga A型花岗岩的成因及构造背景:以黄岔岩体为例

位于华北克拉通中部的赞皇杂岩中保留有丰富的新太古代-古元古代岩石记录,是探究华北克拉通早期演化的重要地区之一。其中新太古代晚期TTG片麻岩和花岗岩的成因研究是探讨赞皇杂岩构造演化过程的关键。本文选择出露于河北省邢台市西部山区的黄岔花岗岩体进行研究。该岩体呈不规则的岩株产出,与周围地层主要呈构造接触关系,局部侵入于官都群石英岩中。岩体主要由片麻状、似斑状二长花岗岩组成,边缘相偶见细粒片麻岩包体,斑晶为长石和少量石英。LA-ICP-MS岩浆锆石的~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为2488±6Ma,代表岩体的形成时代。由于黄岔岩体侵入于官都群,根据该花岗岩的时代可以限定官都群地层时代为太古代,而非古元古代。但官都群与赞皇群的关系还需要进一步研究。黄岔岩体具有高硅(Si O2=72.64%~74.16%)、富钾(K_2O=3.53%~6.15%)、富碱(ALK=7.59%~9.07%)及铁(Fe_2O_3T=1.84%~3.03%),贫钙(CaO=0.67%~1.67%)、低钛(TiO_2=0.18%~0.28%)、低镁(MgO=0.31%~0.46%)的特征。岩石的稀土总量较高(ΣREE=364.2×10~(-6)~661.1×10~(-6)),轻重稀土元素分异较强烈((La/Yb)_N=18.7~29.8),并具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.23~0.33)。微量元素中,富Zr、Zn、Nb、Ga、Y,而贫Sr、V、Cr、Co、Ni等元素,Rb/Sr比值较高,介于0.73~2.72之间,平均1.96。岩石Ga/Al值(2.75×10-4~3.11×10-4)高,全岩Zr饱和温度为826~877℃,具有A型花岗岩特征。黄岔岩体锆石εHf(t)为0.96~6.2,单阶段和两阶段Hf模式年龄分别为2552~2746Ma和2576~2826Ma。黄岔岩体具有造山后A型花岗岩的特征,为2.7~2.5Ga的新太古代TTG片麻岩在造山后地壳拉张减薄初期的构造背景下部分熔融所形成。~2.5Ga的碱性花岗岩在华北不同地区分布,并形成于伸展的构造背景。该期碱性花岗岩的出现,标志华北克拉通在太古宙末期已经初步形成稳定的克拉通。     

华北克拉通阜平杂岩中~2.7GaTTG片麻岩的厘定及其地质意义

通过详细的地质工作,本文从阜平杂岩中厘定出一套~2.7Ga的条带状TTG片麻岩系,其原岩主要为英云闪长岩,经历了强烈的变形和深熔改造。该片麻岩可分为岩石主体和条带,按条带形态和成分可分为三种:细小的暗色条带、深熔浅色条带和后期注入的长英质脉体。用LA-MC-ICPMS法对英云闪长岩中锆石进行了原位U-Pb年龄测试,其形成年龄为2669.2±9.7Ma。该片麻岩SiO2=64.32%~70.02%,具有高铝(Al2O3=14.00%~15.87%)富钠(Na2O=3.85%~4.22%)贫钾(K2O=1.13%~2.42%)及低K/Na比值的特点,Mg#指数为39.5~49.6。该片麻岩具有中等-强烈程度的稀土元素分异[(La/Yb)N=3.67~51.38],Eu异常不明显。其富集Sr(303×10-6~431×10-6)、Ba(191×10-6~696×10-6)等大离子亲石元素,亏损Nb(4.70×10-6~9.78×10-6)、Ta(0.19×10-6~0.75×10-6)、Ti(1378×10-6~3259×10-6)、P(174.6×10-6~960.6×10-6)等高场强元素,Cr(5.87×10-6~119.4×10-6)、Ni(6.72×10-6~45.75×10-6)等相容元素含量也较低。Yb(0.31×10-6~1.75×10-6)和Y(3.61×10-6~18.88×10-6)含量低,Sr/Y比值高(16.0~119.1),属于高铝的TTG,与高硅埃达克岩特征相似。推断是热的太古宙新生洋壳部分熔融而成。阜平地区~2.7Ga TTG片麻岩的厘定,进一步证实了华北克拉通在新太古代早期经历了强烈的陆壳增生,并为华北克拉通早期岩浆事件与世界范围的岩浆事件的对比提供了新的依据,为华北克拉通早期陆块及绿岩带的划分提供了新的限定。     

沂水青龙峪超镁铁质岩石和基性麻粒岩的锆石SHRIMP U-Pb定年

本文主要对沂水青龙峪出露的超镁铁质岩石和基性麻粒岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年研究。超镁铁质岩石以捕掳体形式存在于沂水杂岩中,不发育鬣刺结构,氧化物组成具有超镁铁质科马提岩的高MgO、富CaO、低SiO2、TiO2、K2O和Na2O含量特征;矿物组合以单斜辉石+橄榄石±斜方辉石+铬铁矿为主;变质矿物以角闪石+蛇纹石化为特征;该岩石以稀土元素总含量(∑REE)低、LREE/HREE=3.35～4.40及Ce和Eu负异常为特征。微量元素组成以Ba、Nb、Zr负异常和Nd、Sm正异常为特征。根据锆石SHRIMP U-Pb定年法对该超镁铁质岩石中捕获的早期岩浆结晶锆石和新生的变质锆石进行的研究,年龄值分别为2657～2702Ma和2551～2585Ma,表明该超镁铁质岩石形成年龄为2585～2657Ma。基性麻粒岩的氧化物组成特征表明其属高Mg的洋岛拉斑玄武岩,麻粒岩相——高角闪岩相变质作用与新太古代的深熔和岩浆侵入作用有关,矿物组合以紫苏辉石+单斜辉石±角闪石+斜长石±石榴子石为特征;晚期蚀变作用与辉长岩墙、辉绿岩脉及石英闪长岩买的侵入有关,矿物组合以滑石化+绢云母化+绿泥石化为特征;稀土元素组成以轻重稀土元素无分异和无Eu异常为特征;微量元素组成以Nb、Zr、P、Ti负异常和Sr、K正异常为特征;锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明麻粒岩相——角闪岩相变质作用年龄为2498.4±7.6Ma,导致麻粒岩相——角闪岩相变质的深熔和岩浆结晶年龄为2551±24Ma,晚期蚀变作用的年龄分别为2231～2235Ma和1850±19Ma。     

山东沂水杂岩中变基性岩的岩石地球化学特征及锆石SHRIMP U-Pb定年

山东沂水杂岩由新太古代岩浆杂岩和中太古代的变质杂岩组成,其后者中的变基性岩石,特别是基性麻粒岩,常与紫苏花岗岩紧密伴生,而且多呈大小不等的包体或呈层状体产出。本文主要对变基性岩进行岩石地球化学和锆石SHRIMP UPb定年研究。根据岩石学特征,可将变基性岩分为三类：含紫苏辉石斜长角闪岩、含石榴子石角闪二辉斜长麻粒岩和含尖晶石—石榴子石的角闪二辉麻粒岩。它们原岩分别为安山质玄武岩、高铁镁质玄武岩和玄武质科马提岩（？）。三类岩石稀土元素和微量元素配分有一定差别：第一类含紫苏辉石斜长角闪岩富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素;后二类麻粒岩相变质岩的稀土配分模式为近平坦型或轻稀土略为富集, K、Rb、Ba等元素也轻微富集,其他元素与MORB的比值接近于1。变基性岩中锆石定年结果显示有四组年龄值,其中2719Ma和2560～2607Ma分别代表早期麻粒岩相变质作用的年龄下限和上限;2509～2522Ma代表另一期角闪岩相—麻粒岩相变质作用的时代,发生在沂水岩浆杂岩侵入之后;2485Ma和2497Ma代表与流体作用有关的变质作用和新生锆石的形成年龄。     

山东沂水杂岩岩石化学及锆石Hf同位素研究

山东沂水杂岩主要由高角闪岩相至麻粒岩相变质的变基性岩和(紫苏)花岗岩岩体组成.本文主要研究了三个含紫苏辉石的黑云斜长角闪岩(YS06-19、YS06-41和YS06-29),三个含石榴子石的角闪二辉斜长麻粒岩(YS06-40、YS06-45、YS06-49),一个含尖晶石和石榴子石角闪二辉麻粒岩(YS06-31)和两个英灵山花岗片麻岩样品(YS06-30和YS06-48)的岩石化学和锆石Hf同位素特征.结果认为,(1)含紫苏辉石的黑云斜长角闪岩和含石榴子石的角闪二辉斜长麻粒岩对Sr、K、Rb、Ba、Ce、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素的富集程度不同,指示了其原岩经历了不同程度的部分熔融;(2)认为英灵山花岗片麻岩是由来自于亏损地幔的基性岩部分熔融产生,这一观点同沈其韩等(2000)认识一致;(3)所研究的变基性岩的锆石Hf亏损地幔模式年龄均小于英灵山花岗片麻岩Hf亏损地幔模式年龄,指示了该变基性岩可能不是英灵山花岗片麻岩的母岩,沂水地区应该存在更古老的变基性岩石,也可能反映了这两类岩石对Hf同位素体系的保存能力不同;(4)该地区地壳生长在30亿年左右启动,大规模的地壳生长出现在2530～2740Ma.     

新疆包古图斑岩铜矿伴生元素金和银赋存状态初步研究

新疆西准噶尔包古图斑岩铜矿床Au平均含量0.25g/t,Ag为2.56g/t,Cu为0.30%,属于富金斑岩铜矿。伴生金和银矿化作用有两期:早期为斑岩矿化,形成了Cu-Mo-Au矿化组合,是主矿化期;后期叠加了Cu-Au-Ag-Te-Bi矿化,规模不大,出露于矿床的局部部位,但对矿石起到了加富作用。通过对钻孔薄片和光薄片的镜下观察及电子探针成分分析,认为早期矿化中Au和Ag主要呈固溶体形式存在于硫化物中,分布比较均匀,基本上不出现独立矿物,Au含量明显高于Ag;晚期矿化形成了复杂的Cu-Au-Ag-Te-Bi矿物,矿石呈浸染状和脉状叠加在早期矿化之上,以银矿物为主,与多种碲铋类矿物共生,主要银矿物有碲银矿、铋-碲银矿(?)、银-辉碲铋矿(?)、银-硫铋铜矿、银金矿等。晚期矿化规模不大,但对于提高矿床的经济价值具有重要意义。