华山太华变质杂岩中LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及角闪石40Ar/39Ar定年

太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带最南缘,整体呈近东西向展布。华山地区的太华变质杂岩区岩性复杂多样,保存了至少三个阶段的变质矿物组合。本文对其中的黑云斜长片麻岩和黑云二长片麻岩中的锆石,进行了详细的LA-ICP-MS U-Pb定年;对斜长角闪片麻岩中的变质角闪石,进行了常规40Ar/39Ar定年。定年结果表明:(1)黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石记录了两期(~2.3Ga和~2.5Ga)明显的岩浆事件,变质锆石记录了一期(1.87~1.85Ga)变质事件;(2)黑云二长片麻岩中的岩浆锆石U-Pb年龄为2.33Ga和2.31Ga,变质锆石记录的变质年龄为1.96Ga;(3)两个斜长角闪片麻岩样品中,变质角闪石的40Ar/39Ar坪年龄和等时线年龄说明,该地区经历了一期~1.8Ga的变质热事件。这些数据说明,太华变质杂岩也记录了华北克拉通东部陆块与西部陆块之间的碰撞造山过程,不过比中部造山带其它变质杂岩区记录的时间更早,变质作用持续的时间也更长。这暗示了该地区在1.96~1.80Ga期间,经历了一次比较漫长而复杂的构造-变质演化过程。     

华北南缘舞钢太华杂岩变泥质岩变质作用：变质P-T轨迹与锆石U-Pb年龄

太华杂岩在华北中部造山带南缘舞钢地区存在出露,本文选取该地3个变泥质片麻岩为研究对象,对其进行了岩石学、相平衡模拟和锆石U-Pb年龄分析等综合研究。结果显示其普遍保留了三个变质阶段的矿物组合：进变质阶段(M₁)矿物组合主要以矿物包裹体保存在石榴子石变斑晶之中,峰期变质阶段(M₂)矿物组合主要保存在基质中,退变质阶段(M₃)矿物组合以石榴子石变斑晶周围的后成合晶矿物组合为代表。石榴镁铁闪石黑云二长片麻岩M₁矿物组合为Bt₁+Pl₁+Ilm₁+Qz₁±Amp₁,M₂矿物组合为Grt₂+Bt₂+Pl₂+Amp₂+Qz₂+Mt₂±Ilm₂,其P-T条件为810～855℃、0.8～1.0GPa, M₃矿物组...     

北山造山带南部奥陶纪-志留纪变质地层LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

北山造山带东南部梧桐井地区广泛出露一套奥陶纪-志留纪地层, 有关其形成时代和区域地层对比仍存在较大分歧,极大的限制了对区域地质演化的认识。为进一步确定其形成时代,本文对该地区奥陶-志留系c岩组中的角闪绿帘黑云斜长片麻岩、白云母石英片岩及侵入其中的长英质岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。获得206Pb/238U加权平均年龄分别为419.8±2.7 Ma、421.5±0.8 Ma和417.0±3.4 Ma,前两者年龄在误差范围内一致,侵入其中的脉体的年龄限定了该岩组年龄的下限;由此将前人划分的奥陶系-志留系c岩组确切的形成时代确定为约420 Ma,属晚志留世。结合原定为奥陶系-志留系b岩组获得2个锆石U-Pb单峰年龄分别为427 Ma和428 Ma, 属中志留世（Song Dongfang et al., 2016）,由此,将原奥陶纪-志留纪地层确定为志留纪地层,结合前人研究认为可能形成于早古生代古亚洲洋向敦煌地块俯冲相关的弧前盆地。     

北山造山带南部奥陶纪—志留纪变质地层LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

北山造山带东南部梧桐井地区广泛出露一套奥陶纪-志留纪地层, 有关其形成时代和区域地层对比仍存在较大分歧,极大的限制了对区域地质演化的认识。为进一步确定其形成时代,本文对该地区奥陶-志留系c岩组中的角闪绿帘黑云斜长片麻岩、白云母石英片岩及侵入其中的长英质岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。获得206Pb/238U加权平均年龄分别为419.8±2.7 Ma、421.5±0.8 Ma和417.0±3.4 Ma,前两者年龄在误差范围内一致,侵入其中的脉体的年龄限定了该岩组年龄的下限;由此将前人划分的奥陶系-志留系c岩组确切的形成时代确定为约420 Ma,属晚志留世。结合原定为奥陶系-志留系b岩组获得2个锆石U-Pb单峰年龄分别为427 Ma和428 Ma, 属中志留世（Song Dongfang et al., 2016）,由此,将原奥陶纪-志留纪地层确定为志留纪地层,结合前人研究认为可能形成于早古生代古亚洲洋向敦煌地块俯冲相关的弧前盆地。     

赞皇变基性岩中锆石的U-Pb定年及其地质意义

赞皇变质杂岩区位于阜平杂岩南部,地处华北克拉通中部造山带的中段,和中部带北段杂岩一样,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口.研究区变基性岩可分为斜长角闪岩和角闪斜长片麻岩两种,二者均以似层状方式产于黑云斜长片麻岩或长英质片麻岩中,斜长角闪岩亦可呈透镜状,二者后期与围岩一起共同经历了高角闪岩相变质作用....     

喜马拉雅造山带变质杂岩表露机制

造山带内部普遍发育呈椭圆状或条带状分布的深层次变质岩系,这种岩性经历了多期变形、变质作用,并具有明显的构造迭加、置换和变质均一化作用特点。      

河南鲁山地区太华杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及其地质意义

华北克拉通是我国最大且最古老的克拉通,是研究太古宙岩浆活动和构造演化的理想区域,一直备受地质学家的关注。太华杂岩是华北克拉通的重要组成部分,主要分布在其南缘,总体呈近北西西-南东东向分布。在详细野外地质调查的基础上,对鲁山地区太华杂岩中的斜长角闪岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,以揭示其成岩及变质事件时代。样品的锆石U-Pb加权平均207Pb/206Pb年龄为2 788±16、2 714±12和1 920±18 Ma,分别代表斜长角闪岩成岩年龄、早期变质事件年龄及晚期变质事件年龄。综合梳理前人的锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究数据,分析并讨论了3次地质事件的地质意义:2 850~2 700 Ma为一期重要的岩浆事件,代表了太古宙新生地壳的形成;2 800~2 600和~1 900 Ma为两期变质事件,期间太华杂岩分别遭受新太古代和古元古代两次变质变形改造。本次研究不仅可以解释太华杂岩的形成、变质时代及其地质意义,而且为进一步研究华北克拉通南缘乃至整个华北克拉通的形成与演化过程提供了新的数据资料。     

河南鲁山太华变质杂岩前寒武纪变质作用

太华变质杂岩("太华群")出露于华北克拉通中部造山带南缘,包括自西北向东南依次出露的华山、洛宁、鲁山、舞钢等四个出露区。鲁山地区太华变质杂岩中的斜长角闪岩类,变质演化历史记录得相对最为全面,其中普遍保留了三个阶段的变质矿物组合。第一阶段变质矿物组合(M1)为进变质组合,以石榴子石变斑晶中的包裹体矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成于约710℃/7.8kbar的条件下。第二阶段变质矿物组合(M2)为变质高峰期组合,以石榴子石变斑晶和基质矿物组合(角闪石+斜长石+石英±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成于约730~810℃/8.1~11.7kbar的条件下。第三阶段的矿物组合为退变质组合,以环绕石榴子石变斑晶发育的后成合晶矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成的温度与压力条件约为730~740℃/3.5~5.7kbar。这些斜长角闪岩类记录了顺时针变质作用P-T轨迹,其中包含近等温降压的退变质过程,其中变质峰期变质条件达高角闪岩相到麻粒岩相过渡区。二次离子质谱(SIMS)探针锆石U-Pb定年表明,变质锆石年龄介于1.93~1.87Ga之间。结合其他学者发表的资料,推测华北中部造山带的中段和南段似乎在~1.95Ga即已开始了俯冲-碰撞的造山过程,而且该造山过程几乎延续了150Myr之久。     

华北中部造山带五台-恒山地区古元古代变质作用与构造演化

华北克拉通古元古代造山带的时空分布与构造属性尚有很大争论,一种观点认为华北克拉通从新太古代至古元古代受大洋俯冲闭合控制,在1.85~1.95 Ga之间先后发生3次陆-陆碰撞形成3条造山带,即孔兹岩带、胶-辽-吉带和中部造山带;另一种观点强调华北克拉通这3条元古代造山带在1.80~1.98 Ga之间经历了相同的漫长演化过程,指示当时特有的热俯冲和碰撞环境.通过总结中部造山带中的五台-恒山地区变质作用研究进展,阐述该区古元古代造山时代与构造属性.五台-恒山地区的主要变质岩石-构造单元包括恒山杂岩、五台杂岩和滹沱群.恒山杂岩和五台杂岩主体为新太古代TTG片麻岩和表壳岩,它们在古元古代晚期经历了两期变质作用改造.第一期变质作用为中压型,是由于陆-陆碰撞导致弧后伸展盆地闭合、地壳加厚造山所致,从南向北形成一个递增序列:包括五台群下部和南恒山杂岩南部的低角闪岩相、南恒山杂岩北部高角闪岩相和北恒山杂岩的高压麻粒岩相,其压力峰期所对应的地热梯度为~15 ℃/km.变质锆石所记录的年龄峰值随着变质程度增高而降低,依次为~1.95 Ga、~1.92 Ga和~1.85 Ga,这是因为在变质过程中锆石生长受流体和熔体行为控制:在亚固相线下,变质锆石可记录峰期变质年龄,而在超固相线条件下记录伴随熔体结晶的退变质年龄.由此确定该区中压相系变质作用压力峰期时间为~1.95 Ga,对应地壳加厚造山的峰期.加厚地壳由于重力均衡导致变质岩从深部地壳折返至中部地壳,在P-T轨迹上表现为压力峰期之后发生等温减压（ITD）至0.5~0.7 GPa,岩相学上表现为峰期石榴石分解形成斜长石"白眼圈"等,指示缺流体条件.南恒山北部高角闪岩相岩石中的变质锆石记录的折返时间为~1.92 Ga,指示第一次造山结束.第二期变质作用为中-低压型,系为板内变形所致,表现为折返至中地壳的岩石伴随挤压型剪切变形和流体注入形成平衡矿物组合.朱家坊韧性剪切带就是这次板内变形的强构造域,其中也记录了顺时针型P-T轨迹,但所反映的地壳加厚程度有限,第二期变质-变形峰期时间为~1.85 Ga.由于朱家坊韧性剪切带左行走滑,导致北恒山麻粒岩地体抬升.五台-恒山地区在1.80~1.96 Ga之间经历两期变质-变形事件,这一认识或对讨论华北克拉通其他地区的古元古代造山带演化有一定启示意义.      

大别造山带核部桃园寨火山岩锆石U-Pb定年及其地质意义

应用U-Pb和二次离子探针(法国产SIMS 1270)U-Pb法对大别造山带核部桃园寨火山岩中的锆石进行了年龄测定,给出其形成年龄为136～129 Ma。这一研究表明,大别造山带核部存在晚侏罗世—早白垩世火山活动和火山盆地,也说明在这一时期,该区的构造环境与北淮阳地区相似。据现残存的火山地貌和标高,及相邻的北淮阳地区的中生代火山盆地及火山沉积物的厚度,推测其剥蚀深度约 3000 m。     

华北克拉通南缘太华群铁山庙铁矿床沉积时代的约束——锆石U-Pb定年及Hf同位素证据

华北克拉通南缘舞阳地区分布有大型铁矿床,赋存于早前寒武纪的太华群变质岩系中。铁山庙铁矿床在舞阳铁矿区分布广泛,大小矿体包括经山寺、冷岗、铁山庙、铁古坑以及岗庙刘等,产出层位为铁山庙组。近年来对铁山庙铁矿床的研究程度较高,不少学者认为其为Superior BIF型铁矿床,但是对于铁山庙铁矿床原始沉积年龄显见报道。本文通过选取穿切铁古坑铁矿体的混合岩化钾长花岗岩以及矿体顶板围岩辉石黑云斜长片麻岩为研究对象,利用SHRIMP锆石U-Pb定年以及原位Hf同位素测试分析技术,以此来约束铁山庙铁矿床沉积时代的上限和下限。结果显示,两个样品中的锆石均记录了两组年龄数据,且在误差范围内明显具有一致性。较老一组~(207)Pb/~(206)Pb年龄为2463~2478Ma,较新一组为1918~1961Ma。此外,混合岩化花岗岩中较老锆石的ε_(Hf)(t)变化范围为-6.96~-12.83,较新锆石的ε_(Hf)(t)为-7.19~-15.75,两类锆石的ε_(Hf)(t)值变化范围相似,说明较老锆石为继承锆石,其年龄可能代表源区岩石的形成时代,而较新锆石为变质锆石,代表深熔作用锆石发生重结晶作用的时间,即混合岩化花岗岩的形成时代;辉石黑云斜长片麻岩中较老一组锆石的ε_(Hf)(t)值为-0.55~2.75,较新一组锆石的ε_(Hf)(t)为-5~-10.06,两类锆石的ε_(Hf)(t)值差别很明显,较老一组锆石是碎屑锆石,其年龄可以约束原岩沉积的最大年龄,而较新一组锆石为变质增生成因,其年龄代表了岩石经历的一期变质事件。综合分析,铁山庙铁矿床的沉积时代可以约束在2.46~1.96Ga之间,很可能在2.3Ga左右,之后于~1.96Ga经历了强烈的区域变质作用。     

华北南缘高山河组和云梦山组中解体的次火山岩:锆石U-Pb定年

华北南缘中元古代熊耳群之上中–新元古代官道口群高山河组和汝阳群云梦山组中发育疑似火山岩的"夹层",前人试图确定这套地层的年代,但一直没有取得实质性进展。本文研究发现这套"火山岩"与围岩并非沉积接触,而是侵入基底变质岩系的次火山岩。运用LA-ICP-MS法进行锆石U-Pb同位素定年,首次获得了栾川地区侵入高山河组的次粗安岩的206Pb/238U年龄为162±1 Ma,舞钢地区侵入云梦山组的次玄武安山岩的206Pb/238U年龄为165±2 Ma。这些结果表明这些中–晚侏罗世次火山岩应从官道口群高山河组和汝阳群云梦山组地层中解体出来,为华北南缘中–晚侏罗世构造岩浆作用的产物,而非古老的中–新元古代官道口群和汝阳群的沉积地层。同时为确立华北南缘存在燕山早期的火山岩浆活动,及其相关的陆内伸展构造事件提供了关键的年代学制约。     

U-Pb Age and Hf Isotope Study of Detrital Zircons from the Wanzi Supracrustals： Constraints on the Tectonic Setting and Evolution of the Fuping Complex, Trans-North China Orogen

Located in the middle segment of the Trans-North China Orogen, the Fuping Complex is considered as a critical area in understanding the evolution history of the North China Craton （NCC）. The complex is composed of various high-grade and multiply deformed rocks, including gray gneiss, basic granulite, amphibolite, fine-grained gneiss and marble, metamorphosed to upper amphibolite or granulite facies. It can be divided into four rock units： the Fuping TTG gneisses, Longquanguan augen gneisses, Wanzi supracrustals, and Nanying granitic gneisses. U-Pb age and Hf isotope compositions of about 200 detrital zircons from the Wanzi supracrustals of the Fuping Complex have been analyzed. The data on metamorphic zircon rims give ages of 1.82-1.84 Ga, corresponding to the final amalgamation event of the NCC, whereas the data for igneous zircon cores yield two age populations at -2.10 and -2.51 Ga, with some inherited ages scattering between 2.5 and 2.9 Ga. These results suggest that the Wanzi supracrustals were derived from the Fuping TTG gneisses （-2.5 Ga） and the Nanying granitic gneisses （2.0-2.1 Ga） and deposited between 2.10 and 1.84 Ga. All zircons with -2.51 Ga age have positive initial εHf values from ＋1.4 to ＋10.9, suggesting an important crustal growth event at -2.5 Ga through the addition of juvenile materials from the mantle. The Hf isotope data for the detrital zircons further imply that the 2.8 Ga rocks are important components in the lower crust, which is consistent with a suggestion from Nd isotope data for the Eastern Block. The zircons of 2.10 Ga population have initial εHf values of-4.9 to ＋6.1, interpreted as mixing of crustal re-melt with minor juvenile material contribution at 2.1 Ga. These results are distinct from that for the Western Block, supporting that the Fuping Complex was emplaced in a tectonic active environment at the western margin of the Eastern Block.     

苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定:来自片麻岩锆石微区SHRIMP U-Pb定年的证据

锆石微区矿物包体的激光拉曼和阴极发光测试以及相应的SHRIMP U-Pb定年结果表明,苏鲁地体片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中副片麻岩锆石核部记录了345～743 Ma的继承性锆石年龄,标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性;含柯石英的锆石微区记录了220～234 Ma的超高压变质年龄;而含石英包体的边部则记录了202～219 Ma的退变质年龄。正片麻岩继承性锆石核部所记录的年龄为574～680 Ma,表明原岩锆石曾经历了部分Pb丢失,原岩的形成年龄应大于680 Ma;含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为224～242 Ma;而锆石边部所记录的退变质年龄为209～219 Ma。两类片麻岩锆石微区所隐藏的超高压变质和退变质年龄信息十分相近,平均值分别为229±4Ma和211±4Ma,标志着苏鲁地体超高压变质时代应为印支期,相应的构造抬升速率约5.6 km/Ma。该项成果不仅确定了苏鲁地体超高压变质和退变质时代,而且对于深入探讨苏鲁地体快速折返过程中的动力学机制有着重要的科学意义。     

北苏鲁超高压变质岩锆石中的矿物包体

北苏鲁莒南—岚山头—日照—桃行—仰口—荣成—威海一带榴辉岩的围岩经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压矿物组合已完全被后期退变矿物组合所取代。锆石微区阴极发光图像和矿物包体激光拉曼测试研究结果表明,132件不同类型岩石(包括榴辉岩、斜长角闪岩、正片麻岩、副片麻岩、大理岩、蓝晶石英岩、云母片岩和钙镁硅酸盐类变质岩等)锆石中,普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体。此外,在南苏鲁东海及其邻区的地表露头和一系列钻孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的超高压矿物包体。该项研究成果表明,在苏鲁地体由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的陆壳岩石(约320km×20km×5km)曾发生过巨量物质深俯冲—超高压变质的壮观地质事件。     

锡林浩特杂岩中斜长角闪岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究

锡林浩特杂岩是一套经历强变形变质作用的变质岩,主要由黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩及变粒岩夹透镜状或脉状斜长角闪岩组成。查明其形成年龄、变质年龄对深入认识中亚造山带的形成演化具有重要意义。本次研究对锡林浩特杂岩中斜长角闪岩进行了SHRIMP锆石U-Pb测年和LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素组成分析,给出了锆石SHRIMP U-Pb的加权平均年龄为(316±4)Ma,该年龄代表斜长角闪岩的原岩形成年龄,表明锡林浩特杂岩不是前寒武纪地质体。通过锆石Hf同位素分析,εHf(t)值主要为正值(+4.1～+17.0),揭示其物源可能来自亏损地幔或壳幔混合。根据亏损地幔和古老地壳的锆石Hf同位素进行两端元的混合计算,得到斜长角闪岩原岩岩浆的源区以幔源增生组分为主体(经过计算壳幔混合比例大约1∶2)。部分锆石的模式年龄在1.8～2.5 Ga之间,表明斜长角闪岩的原岩在形成过程中有古元古代地壳物质的加入,通过兴蒙造山带和锡林浩特杂岩中斜长角闪岩的Hf模式年龄对比可知,物源可能来自兴蒙造山带内部。基于Hf同位素的两端元混合计算表明该区在晚古生代存在地壳增生。根据野外观察和室内岩石特征分析,该套杂岩可能是一套经历强变形与变质作用的晚古生代火山-沉积建造。