华北地块南缘花山、五丈山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因

花山复式岩体位于华北地块南缘,采用LA-ICP-MS技术测得复式岩体中的中细粒似斑状黑云二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为128±1Ma,此年龄被解释为成岩年龄。该岩体及邻近的五丈山岩体中花岗岩具有高硅、富碱特征,为准铝-弱过铝质高钾钙碱性系列;在稀土和微量元素上,富集LREE、Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE、Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,总体上Eu异常不明显,显示出I-A过渡型花岗岩的特征。锆石Lu-Hf同位素组成表明,花山花岗岩的εHf(t)主要变化于-25.8~-19.6之间,tDM2为2.81~2.43Ga,显示源区物质以古老的壳源物质为主,有年轻组分的参与。与岩体外围多金属成矿年龄的对比分析发现,外围金、钼矿床与花山复式岩体的年龄一致,比五丈山岩体晚20~25Ma,表明金、钼矿的形成与花山岩体在时空上联系密切,该岩体可能为成矿提供了热源。     

华北地块南缘黑山-木龙沟地区中酸性岩的锆石U-Pb年龄、岩石化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

华北地块南缘黑山-木龙沟地区晚中生代中酸性岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,黑山下斜辉石黑云母闪长岩和木龙沟花岗闪长斑岩的成岩年龄分别为154±2Ma(2σ,N=16)和151±1Ma(2σ,N=15).该中酸性岩的A/CNK=0.75～1.04,Na2O+ K2O =6.15％ ～8.42％,K2O/Na2O =0.77 ～2.29,属于准铝质-弱过铝质和高钾钙碱性/钾玄岩系列.在稀土和微量元素上,富集LREE和Rb、Ba、K、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE和Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,具有弱的负铕异常(δEu=0.85～0.99).在同位素上,全岩的ISr为0.708676～0.711480,εNd(t)变化于-22 ～-16.1之间,tDM2为2.25～2.72Ga;锆石的εHf(t)为-27.8～-18.4,二阶段模式年龄tDM2为2.37～2.96Ga.岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征显示,这些中酸性岩的源区物质由古老的壳源物质和年轻组分组成,其中以壳源物质为主,可能为太古宙太华群.岩相学和区域地质特征显示,年轻组分可能为幔源组分,岩体可能是由底侵的幔源岩浆与其诱发部分熔融的壳源岩浆混合形成的.     

滇西新街岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学及其构造意义

新街岩体位于昌宁-孟连带北段,主要岩性为二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,新街岩体侵位于约82Ma。岩体Si O2含量为74.28%~75.17%,富钾(K2O/Na2O=1.44~1.73)和较低钙Ca O(0.37%~0.41%),铝饱和指数(A/CNK)为1.121~1.156,富集Rb、Th、K、LREE等元素,相对亏损Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等高场强元素。这些特征表明,新街岩体属于强过铝质S型花岗岩。新街岩体负且变化范围大的锆石εHf(t)值(-16.9~-0.5)和古老的Hf同位素地壳模式年龄(1.19~2.28Ga),表明其主要来源于古老地壳物质的重熔,并有不同程度的幔源物质加入。由于喜马拉雅新特提斯洋封闭发生在65Ma左右,新街岩体很可能是在喜马拉雅新特提斯洋洋壳俯冲的地球动力学背景下形成的。     

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。     

西藏那曲地区流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学特征

对西藏那曲地区的中—晚侏罗世拉贡塘组流纹岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,得出该流纹岩的时代为116.6Ma±0.81Ma,属早白垩世,与区域上多尼组和则弄群的时代一致,属同一地质事件的产物,说明该火山岩不属拉贡塘组,应不整合于拉贡塘组之上。流纹岩SiO2含量均值为71.01%,富集Rb、 Th元素,亏损P、Eu、Ti元素,εHf(t)值集中在-0.030～2.277之间,平均值为0.75,对应的两阶段模式年龄为682～782Ma和1015～1175Ma,大于流纹岩的形成时代。流纹岩具同碰撞型火山岩的特征,不具传统岛弧环境的特征,构造环境可能存在两种可能:班公湖-怒江特提斯洋俯冲已经结束,进入陆-陆碰撞阶段,羌塘地块和拉萨地块开始碰撞;班公湖-怒江洋还未完全关闭,残留洋与拉萨地块发生碰撞。在碰撞的过程中,下地壳不断加厚并发生部分熔融形成酸性流纹岩。     

西藏那曲地区流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学特征

对西藏那曲地区的中—晚侏罗世拉贡塘组流纹岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,得出该流纹岩的时代为116.6Ma±0.81Ma,属早白垩世,与区域上多尼组和则弄群的时代一致,属同一地质事件的产物,说明该火山岩不属拉贡塘组,应不整合于拉贡塘组之上。流纹岩SiO2含量均值为71.01%,富集Rb、Th元素,亏损P、Eu、Ti元素,εHf（t）值集中在-0.030～2.277之间,平均值为0.75,对应的两阶段模式年龄为682～782Ma和1015～1175Ma,大于流纹岩的形成时代。流纹岩具同碰撞型火山岩的特征,不具传统岛弧环境的特征,构造环境可能存在两种可能：班公湖-怒江特提斯洋俯冲已经结束,进入陆-陆碰撞阶段,羌塘地块和拉萨地块开始碰撞;班公湖-怒江洋还未完全关闭,残留洋与拉萨地块发生碰撞。在碰撞的过程中,下地壳不断加厚并发生部分熔融形成酸性流纹岩。     

河南卢氏八宝山花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成特征

河南省卢氏县八宝山岩体位于华北克拉通南缘东秦岭西段,岩体呈筒状,可能为古火山机构岩颈相的超浅成侵入体,成矿组合上为独特的以铁为主的多金属矿化。八宝山岩体边缘相为钾长花岗斑岩、中心相为黑云母二长花岗斑岩。二者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄非常一致,分别为146.6±1.6Ma和145.9±1.9Ma,说明他们可能是同期岩浆侵入作用分异的产物。钾长花岗斑岩和黑云母二长花岗斑岩锆石Hf同位素组成特征也非常相似,εHf(t)值分别为-27.55～-20.71和-27.30～-21.90,tDM2值分别为1.80～2.93Ga和2.03～2.92Ga,表明该岩体的源区物质以壳源物质为主。综合分析表明,八宝山岩体可能是扬子俯冲陆壳部分熔融的作物,并可能混入少量的太华群和熊耳群的物质,其形成的地球动力学背景可能为俯冲碰撞后的伸展环境。     

大兴安岭东北部侏罗纪花岗质岩石的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因

大兴安岭东北部花岗岩锆石的LA-ICPMS U-Pb年龄测定结果表明,前人划分的元古代、早古生代和晚古生代的花岗岩有相当一部分是侏罗纪花岗岩.根据时间先后关系,可将本区侏罗纪花岗岩的侵位顺序划分为早、晚两期,其锆石U-Pb年龄分别为188～190 Ma和171～181 Ma,这些侏罗纪花岗岩的年龄数据与东北其它地区侏罗纪花岗岩完全可以对比.在地球化学特征上可以将这些花岗质岩石划分为低Sr高Yb型和高Sr低Yb型两类,它们有相同或相似的源岩组成而起源的深度不同,早期侵入的花岗岩为低Sr高Yb型,起源于压力较低的中地壳,而晚期侵入的花岗岩为高Sr低Yb型,类似于＂C＂型埃达克岩,起源于压力较高的下地壳.锆石Hf同位素成分特征表明,侏罗纪花岗岩的源区物质主要为新元古代和显生宙期间增生的地壳物质及两期增生地壳物质的混合物.本区侏罗纪花岗岩以花岗闪长岩-二长花岗岩为主,为准铝质或弱过铝质、高钾钙碱性系列的Ⅰ型花岗岩,具有类似于活动大陆边缘花岗岩的岩石组合特征,属于呈北北东向带状展布的中国东北地区侏罗纪花岗岩带的一部分,其形成与古太平洋板块的俯冲作用有关.     

华北克拉通南缘张士英岩体大陆动力学背景:来自地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

张士英岩体位于华北克拉通南缘,岩体主要由石英正长岩组成。石英正长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为122.8±1.5Ma。其Si O2含量为66.04%~67.80%,Na2O+K2O=9.03%~10.97%,K2O=4.40%~6.37%,K2O/Na2O1属于钾质长英质岩石。A/CNK=1.26~1.58,A/NK=1.63~1.79属于过铝质岩石系列。石英正长岩的Mg#变化范围在12.9~39.4。富集LREE亏损HREE,轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=15.48~21.12,Eu呈弱的负异常(δEu=0.54~0.99)。富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。张士英石英正长岩岩浆锆石εHf(t)集中在-17.6~-13.9,Hf两阶段模式年龄tDM2集中在1.7~1.9Ga。石英正长岩的岩浆Zr饱和温度高(936~998℃)。地球化学及同位素显示张士英石英正长岩源区主要为古老的壳源物质,并有少量年轻组分加入,这种年轻组分是幔源物质。岩体形成于拉张性构造环境下,拉张性的环境导致了幔源物质的上涌,底侵下地壳使其发生部分熔融。形成时代正好位于华北克拉通破坏峰期,张士英石英正长岩正是这一地质事件的响应。     

赣南印支期柯树岭花岗岩体SHRIMP锆石U-Pb 年龄、地球化学、锆石Hf同位素特征及成因探讨

利用SHRIMP锆石U-Pb定年方法测得赣南柯树岭-仙鹅塘云英岩-石英脉型钨锡多金属矿床柯树岭区段钻孔中的新鲜花岗岩的成岩年龄为251.5±6.6Ma和202±15Ma。柯树岭花岗岩属过铝质高钾钙碱性花岗岩;ΣREE较低(<80.16×10-6),与华南典型含铌钽矿化花岗岩ΣREE含量低的特点一致,是岩浆高度分异演化的产物;锆石εHf(t)值为-14.5～-1.3,Hf两阶段模式年龄TDM2为3.21～2.55Ga,表明该岩体起源于太古宙地壳物质的部分熔融;Al/(Mg+Fe)-Ca/(Mg+Fe)图解表明该岩体主要来源于变质杂砂岩和变质泥岩的部分熔融,但也混有一些变质玄武岩和变质英云闪长岩,两个正的εHf(t)值(+2.4和+3.0)显示岩浆在上升侵位过程中捕获了幔源残留锆石。包括柯树岭在内的华南印支期花岗岩是于后碰撞或碰撞晚期,在以被动侵位机制为主和挤压应力松弛的间隙环境中侵位的,为加厚地壳局部熔融的产物。     

华北地块南缘老牛山杂岩体时代、成因及地质意义——锆石年龄、Hf同位素和地球化学新证据

老牛山杂岩体位于华北地块南缘。野外侵入关系和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,其由晚三叠世(印支期)和晚侏罗(燕山期)花岗质岩石组成。印支期岩石类型为石英二长岩、石英闪长岩和粗粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为223±1Ma、222±1Ma和214±1Ma; 燕山期为中粒-中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒-中细粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为152±1Ma和146±1Ma。印支期石英闪长岩、石英二长岩的SiO₂相对含量低、富碱、高铝,为钾玄系列,准铝质Ⅰ型花岗岩;印支期粗粒黑云母二长花岗岩具富硅、碱、高铝、低镁的特点,属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质Ⅰ型花岗岩;燕山期黑云母二长花岗岩具高硅和铝、富碱,低镁的特点,为高钾钙碱性系列,准铝质Ⅰ型花岗岩。组成老牛山杂岩体的花岗岩从早到晚SiO₂含量由低变高,MgO、CaO和Na₂O由高变低。各期次岩石均表现出稀土元素总量较高,轻稀土元素明显富集,轻、重稀土元素分馏明显,具有较弱的铕异常。两期花岗质岩石均富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr),而相对亏损高场强元素(Nb、Ta、P)。印支期花岗质岩石的全岩ε_Nd(t)为-11.3~-14.87,t_DM为1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-9.57~-25.11,t_DM2为1863~2841Ma;燕山期花岗岩的全岩ε_Nd(t)为-13.32~-16.83,t_DM为 1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-18.28~-24.79,t_DM2 为2360~2767Ma,表明该杂岩体的源区物质以壳源物质为主,可能与太古宙太华群相似,印支期有年轻地幔物质贡献。     

豫西南泥湖矿集区石宝沟花岗岩体的锆石U-Pb年龄、岩石地球化学及Hf同位素组成

石宝沟花岗岩体位于华北陆块南缘,主要由似斑状二长花岗岩和中细粒二长花岗岩组成,发育岩浆暗色包体。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示,似斑状二长花岗岩和中细粒二长花岗岩的成岩年龄分别为(156±1)Ma(N=15,MSWD=0.34)和(157±1)Ma(N=17,MSWD=0.10)。这些花岗岩的A/CNK=0.82～1.02,Na2O+K2O=7.61%～8.91%,K2O/Na2O=1.02～1.48,属于高钾钙碱性、准铝质-弱过铝质I型花岗岩。稀土和微量元素特征显示其富集LREE、Rb、Ba、K、Pb等大离子亲石元素,亏损HREE、P、Ti等高场强元素,具有弱的负铕异常,个别样品具有正铕异常(δEu=0.81～1.12)。似斑状二长花岗岩的锆石εHf(t)为-22.6～-8.3,tDM2为2.64～1.73Ga;中细粒二长花岗岩εHf(t)为-26.9～-12.4,tDM2为2.91～1.99Ga。岩石地球化学和锆石Hf同位素组成特征表明,石宝沟花岗岩体的源区物质以壳源物质为主,可能为太古宙太华群,但也有年轻幔源组分的参与。     

华北陆块南缘中生代合峪花岗岩的地球化学特征与成因

合峪花岗岩基位于华北陆块南缘外方山地区,为豫西地区燕山期最大的岩基,出露总面积达784km2,有多期侵入的特点,可划分为6个单元。主要岩石类型为黑云母二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄资料表明,合峪花岗岩基侵位时间为148.2~135.3Ma。合峪花岗岩基的SiO2=67.16%~75.43%,Al2O3=13.29%~15.92%,MgO=0.26%~1.12%,K2O+Na2O8%,Na2O/K2O=0.88~1.43,属于高钾钙碱性系列,ACNK=0.94~1.09,为准铝质-弱过铝质花岗岩。岩体轻稀土富集、重稀土亏损((La/Yb)N=14.5×10-6~49.9×10-6,平均值27.2×10-6),Sr含量变化较大(102×10-6~848×10-6,平均290×10-6),Y、Yb含量低(Y=3.21×10-6~17.3×10-6;Yb=0.43×10-6~2.16×10-6),Eu弱亏损(δEu=0.57~0.89),反映熔体发生过长石分离结晶作用,源岩部分熔融生成熔体时残留相组合中没有或很少有长石的存在。合峪花岗岩基ISr=0.7071~0.7090,εSr(t)=40.8~65.9,εNd(t)=-16.4~-11.2,其tDM2为1.85~2.27Ga;锆石的εHf(t)主要集中于-25.39~-5.25之间,tDM2年龄介于1301~2846Ma。同位素数据显示合峪花岗岩基的源岩主要为南秦岭及扬子地块结晶基底,还混有少量熊耳群及太华群的物质。综合区域地质演化,认为合峪花岗岩基形成于秦岭造山带中生代陆内俯冲,岩石圈增厚,幔源岩浆上涌底侵导致下地壳部分熔融形成。     

华北陆块南缘华山和合峪花岗岩岩体锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成与成岩动力学背景

华山和合峪花岗岩体分别位于华北陆块南缘的西北部和东南部,华山岩体顶部混染相二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为133.8±1.1Ma,合峪复式杂岩体第三次侵入的似斑状黑云母二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为134.5±1.5Ma,二者年龄相近。华山岩体与合峪岩体的地球化学特征相似,其SiO₂＞69.0%,Al₂O₃＞13.0%,K₂O+Na₂O＞7.0%,Na₂O＞3.2%,ACNK＜1.1,具有高钾钙碱性花岗岩类的特征。两岩体的轻重稀土元素分馏显著,Sr含量较高(Sr多数＞400×10^-6, Y、Yb含量低（Y＜18×10^-6,Yb＜2×10^-6）,Eu负异常较弱（δEu＞0.67）,LILE富集,HFSE亏损,表明岩浆房存在斜长石+角闪石+石榴石+金红石的分离结晶,或者这些矿物在源区部分熔融时作为残留相。华山岩体岩浆锆石ε_Hf (t)u集中在-18~-20之间,Hf二阶段模式年龄t_DM2集中于2.1~1.8Ga;合峪岩体岩浆锆石ε_Hf (t)u集中在-16~-17之间,Hf二阶段模式年龄t_DM2集中于2.0~1.7Ga。以上表明,两岩体均为增厚下地壳（2.1~1.7Ga左右）部分熔融形成的陆壳改造型花岗岩类。综合区域地质演化,我们认为,侏罗纪及其以前的碰撞挤压或逆冲推覆使地壳增厚,侏罗纪-白垩纪之交的挤压向伸展转换过程的减压增温条件导致加厚下地壳（2.1~1.7Ga左右）部分熔融,岩浆上升侵位造成了华山岩体及合峪岩体等碰撞改造型花岗岩类的发育。     

华北陆块南缘汝阳群次火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

华北陆块南缘汝阳群下部的次火山岩一直被看作是与汝阳群同时代的火山喷发夹层。通过研究测得玄武岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为213.5±2.4Ma,并在邻近该次火山岩层上部的紫红色泥岩中发现了褪色的角岩化现象,说明该火山岩是晚三叠世沿汝阳群下部顺层侵入的次火山岩岩床。通过对该次火山岩岩石及其地球化学特征的研究,认为该次火山岩起源于有早期俯冲洋壳或陆壳参与再循环的大陆富集型地幔的部分熔融,它与秦岭造山带几乎同时代形成的超高压榴辉岩、埃达克质岩石、高钾钙碱性花岗岩、环斑花岗岩等共同揭示了秦岭造山带自中三叠世全面碰撞造山之后,由碰撞挤压逐渐转变为伸展拉张的深部动力学过程。     

华北陆块南缘汝阳群次火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

华北陆块南缘汝阳群下部的次火山岩一直被看作是与汝阳群同时代的火山喷发夹层。通过研究测得玄武岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为213.5±2.4Ma,并在邻近该次火山岩层上部的紫红色泥岩中发现了褪色的角岩化现象,说明该火山岩是晚三叠世沿汝阳群下部顺层侵入的次火山岩岩床。通过对该次火山岩岩石及其地球化学特征的研究,认为该次火山岩起源于有早期俯冲洋壳或陆壳参与再循环的大陆富集型地幔的部分熔融,它与秦岭造山带几乎同时代形成的超高压榴辉岩、埃达克质岩石、高钾钙碱性花岗岩、环斑花岗岩等共同揭示了秦岭造山带自中三叠世全面碰撞造山之后,由碰撞挤压逐渐转变为伸展拉张的深部动力学过程。