华北北缘泥盆纪查干哈布组物源特征及其构造意义

白乃庙岛弧带位于华北克拉通北缘,其与华北克拉通北缘的拼贴时限,是理解华北克拉通北缘增生过程的关键.为了限定弧-陆碰撞的时限,对白乃庙岛弧与华北克拉通拼合带的早古生代沉积地层——查干哈布组开展了锆石U-Pb定年和锆石Lu-Hf同位素测试.结果显示,查干哈布组中3颗最年轻锆石的加权平均年龄为393.5±4.9Ma.综合锆石年龄和前人化石资料,限定查干哈布组最大沉积年龄为早泥盆世晚期.碎屑锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素组成显示查干哈布组的物源为白乃庙岛弧带,基本没有来自华北克拉通的物源.研究结果结合区域资料表明,白乃庙岛弧带与华北克拉通北缘在早泥盆世可能仍未发生弧-陆碰撞.     

北京周口店太平山南坡晚古生代碎屑锆石U-Pb年代学及其大地构造意义

为了探讨华北板块北缘晚古生代的隆升历史和古亚洲洋的闭合过程,利用碎屑岩的锆石U-Pb年代学、Hf同位素和锆石微量元素组成对北京周口店太平山南坡晚石炭世-早二叠世地层进行物源分析,并判定源区的大地构造背景.5件样品的碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在3个时代:显生宙（285~425 Ma）、古元古代（1 700~2 450 Ma）和新太古代（2 500~2 747 Ma）.前寒武纪的锆石年龄主要集中在2.5 Ga和1.8 Ga,与华北克拉通的前寒武纪基底岩石相似.显生宙的锆石年龄主要集中在308~297 Ma,最年轻的峰值年龄在299~291 Ma,在误差范围内与地层沉积年龄相似,因此这些最年轻的碎屑锆石属于早二叠世同沉积锆石.29颗同沉积锆石的Hf同位素结果显示,原始176Hf/177Hf比值介于0.282 021~0.282 318,ε_Hf（t）值介于-20.1~-9.6.显生宙锆石的年龄谱特征以及Hf同位素组成与内蒙古隆起同期的岩浆锆石特征十分相似,因此显生宙碎屑锆石可能来源于内蒙古隆起,并伴随有少量来自北侧兴蒙造山带南部的早古生代岛弧碎屑的输入.二叠纪同沉积锆石的微量元素特征表明锆石结晶的岩浆源区具有大陆岛弧的构造属性.上述数据表明:（1）华北板块北缘在晚石炭世-早二叠世为活动大陆边缘;（2）晚古生代古亚洲洋向华北北缘的持续俯冲消减导致了内蒙古隆起的快速隆升;（3）古亚洲洋闭合的时间应晚于早二叠世.      

赞皇杂岩翁城地区长城系常州沟组砂岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素研究

常州沟组是华北克拉通太古宙-古元古代变质基底上最早的沉积盖层之一,其碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征分析对探讨长城系形成时代、源区特征以及基底演化均具有重要的研究意义。本文对华北克拉通中部赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组底部砂岩样品进行了LA-ICP-MS碎屑锆石 U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS碎屑锆石Lu-Hf同位素分析。砂岩样品中碎屑锆石主要年龄峰值约为2500 Ma,推断其碎屑物质主要来自于华北克拉通新太古代晚期变质基底,而最年轻的碎屑锆石年龄为1822 Ma,结合赞皇杂岩变质基底普遍经历了1850~1800 Ma变质作用以及区域上上覆大红峪组火山岩中1635 Ma结晶锆石年龄,限定瓮城地区长城系常州沟组沉积时代为1 800~1 635 Ma。砂岩样品中碎屑锆石的εHf(t)值变化于-6.8~+5.2之间,相应的两阶段模式年龄峰值约为2820 Ma,结合赞皇杂岩已发表的2900~2700 Ma岩浆锆石和碎屑锆石Hf同位素结果,进一步表明2900~2700 Ma为赞皇杂岩地壳生长最主要的时期。综合太行山中南部地区已发表的长城系常州沟组的沉积学与新的年代学数据,推测赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组沉积于陆内裂谷盆地。     

内蒙古商都地区白云鄂博群尖山组碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究:对华北克拉通西部陆块北缘前寒武纪地壳演化的制约

华北克拉通前寒武纪地壳生长过程是地质学的研究热点。本文对华北克拉通西部陆块北缘的白云鄂博群尖山组进行了碎屑锆石U-Pb定年和Hf同位素分析,并在此基础上对尖山组的沉积时限、物源及西部陆块北缘的前寒武纪地壳生长过程进行了探讨。样品TM33中碎屑锆石年龄主要集中在1872～2100Ma (n=64),并有～1960Ma的主年龄峰值和～2000Ma的次年龄峰值,Hf同位素分析结果显示锆石的εHf(t)值在-2.6～7.9之间(除1个测点为-17.6),Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2)变化范围在2240～4386Ma之间。样品Z1724中碎屑锆石年龄分布于1784～2200Ma(n=44),并有～1965Ma的主年龄峰值和～2080Ma次年龄峰值。谐和线上最年轻一组锆石的加权平均年龄为1794±73Ma(n=2),εHf(t)在-5.4～3.2之间,Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2)变化范围在2584～3203Ma之间。基于以上数据,结合侵入白云鄂博群底部1670Ma的辉长岩以及白云鄂博群底部全岩207Pb-206Pb等时线年龄为1649Ma的沉积碳酸盐岩,尖山组的沉积时间被限定在1800～1650Ma。尖山组的物源主要来自固阳、西乌兰不浪地区新太古代基底以及大青山和卓资地区古元古代晚期孔兹岩带。综合前人对研究区及邻区中新元古代沉积地层中碎屑锆石的Hf同位素研究结果,认为华北克拉通西部陆块北缘可能存在2600～2750Ma、～2500Ma和2000～2100Ma三期主要的地壳生长事件,且最后一次规模可能小于前两次。     

华北克拉通北缘白云鄂博群和腮林忽洞群底部碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素分析及其地质意义

白云鄂博群位于华北克拉通北缘,由于赋存超大型REE-Nb-Fe矿而受到广泛关注。白云鄂博群形成时代有中元古代、古生代等不同认识。腮林忽洞群位于白云鄂博群的南部,与白云鄂博群的关系也有不同认识。本文报道了白云鄂博群和腮林忽洞群底部中-粗粒砂岩的碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄和LA-ICPMS Hf同位素组成。两个岩群碎屑沉积岩的碎屑锆石在形态和内部结构上类似,按结构特征可分为继承或捕获锆石、岩浆锆石、变质锆石和重结晶锆石等不同类型。年龄都主要分布在1.8~2.1Ga之间和2.4~2.7Ga之间,尽管年龄峰值存在一定区别。它们的Hf同位素组成也类似,εHf(t)和tDM2(Hf)变化范围分别主要在约-6.0~6.0之间和2550~2950Ma之间。结合前人研究,可得出如下结论:白云鄂博群和腮林忽洞群的物源区类似,主要由新太古代晚期和古元古代晚期岩浆岩组成,为新太古代早期陆壳物质再循环产物;部分岩石遭受新太古代晚期和古元古代晚期高级变质作用改造;碎屑物质都来自华北克拉通北缘早前寒武纪变质基底,与其形成时代相同的认识不矛盾。     

胶莱盆地早白垩世瓦屋夼组砂岩中碎屑锆石U-Pb-Hf同位素组成及其构造意义

本文报道了胶莱盆地莱阳群最底部瓦屋夼组长石石英砂岩中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学和原位Hf同位素分析结果,进而约束了瓦屋夼组砂岩的沉积时代和物源及其构造意义。碎屑锆石多数呈自形–半自形晶,发育岩浆生长环带,暗示它们为岩浆成因;少数晚三叠世锆石呈均匀无结构的阴极发光特点,缺乏岩浆环带,暗示它们为变质锆石。82个谐和年龄的峰值分别为129 Ma、158 Ma、224 Ma、253 Ma、461 Ma、724 Ma、1851 Ma和2456 Ma。上述定年结果结合原位Hf同位素分析表明:(1)瓦屋夼组的沉积时代为早白垩世(129~106 Ma);(2)1851 Ma、2456 Ma年龄的锆石主要来源于华北克拉通前寒武纪基底岩石;新元古代(729~721 Ma)岩浆锆石和晚三叠世(226~216 Ma)变质锆石来源于苏鲁造山带;晚古生代锆石记录了华北克拉通北缘同时代的岩浆事件;晚三叠世(231~223 Ma)岩浆锆石和158~129 Ma锆石则与胶北、胶东同时期的岩浆事件相对应;(3)胶莱盆地与合肥盆地具有不同的沉积时代和物源属性;(4)瓦屋夼组中苏鲁造山带物源的存在,暗示苏鲁高压–超高压变质岩石至少在早白垩世时期已经出露地表。     

内蒙古巴林左旗谭家湾剖面中三叠统幸福之路组厘定及其物源分析——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年的证据

内蒙古巴林左旗谭家湾剖面位于大兴安岭南部,岩性上表现为一套复成分砾岩及其上覆的以紫灰、灰紫色砂岩为主的红层沉积。通过区域地层对比认为,该剖面地层相当于幸福之路组建组剖面的中、下段。本文对采自该剖面幸福之路组中段下部的砂岩样品开展碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析,测年结果显示出最年轻的锆石年龄为244 Ma,最年轻的峰值年龄为268 Ma,可知该剖面幸福之路组中段沉积时代应晚于244 Ma;结合同层位粉砂岩中孢粉化石鉴定结果,推测该剖面幸福之路组中段沉积时代为中三叠世中期。砂岩样品碎屑锆石谐和年龄的组成和分布特征说明该剖面幸福之路组沉积物来源多样,结合相关区域构造和前人锆石U-Pb测年资料,推测主要物源为苏尼特左旗—锡林浩特—西乌旗一带古生代岩浆岩、林西地区中二叠世—中三叠世花岗岩(花岗质片麻岩)、华北板块北缘早古生代岩浆岩。     

延边开山屯地区二叠纪地质体的构造属性：侵入岩及碎屑锆石证据

本文对延边开山屯地区二叠纪侵入岩和地层中的(碎屑)锆石进行了LA-ICP-MS和SIMS U-Pb年代学及Hf同位素的研究,同时对侵入岩进行了全岩地球化学特征的研究,以便制约开山屯地区的构造属性以及延边地区晚古生代-早中生代演化历史。延边开山屯地区大蒜沟组复成分砾岩和岩屑杂砂岩中锆石最年轻峰值年龄为298Ma和293Ma,此外还存在330Ma、366Ma、438Ma、454Ma、479Ma峰值年龄。这些古生代碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值介于-1.14～+15.17之间;开山屯组长石杂砂岩和长石砂岩中的锆石最年轻年龄峰值分别为259Ma和253Ma,此外还存在279Ma、456Ma、476Ma、500Ma、529Ma以及新元古代-古元古代(891～1765Ma)的峰值年龄。其中古生代碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值介于-5.22～+10.15之间。开山屯地区中二叠世闪长岩和晚二叠世辉长闪长岩的形成时代分别为261Ma和256Ma,属于低钾拉斑-中钾钙碱性系列,相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损重稀土和高场强元素,主要来源于受俯冲流体/熔体交代的亏损地幔楔的部分熔融。综合研究认为,开山屯地区与兴凯地块具有亲缘性;大蒜沟组的沉积时限为早-中二叠世,形成于兴凯地块西部活动大陆边缘的弧前盆地或增生楔环境;开山屯组形成于早-中三叠世,具有双向物源的特点(华北板块和兴凯地块)。早-中二叠世延边地区处于活动大陆边缘的构造背景。延边地区的古亚洲洋于早-中三叠世最终闭合。     

华北克拉通北缘中段二叠纪苏吉火山岩及其形成机制

本文报道了集宁北部商都县西井子镇一带苏吉火山岩的岩石学、地球化学、锆石年代学及Hf同位素组成。锆石定年显示,苏吉火山岩形成于早-中二叠世(267±2Ma、272±2Ma和270±3Ma)。研究区内的苏吉火山岩为一套酸性火山岩组合,SiO_2、Al_2O_3含量较高并具有极低的Mg#;其轻稀土元素和大离子亲石元素相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损。苏吉火山岩的锆石εHf(t)呈较高的负值(-17.3~-5.9)并具有相当古老的Hf二阶段模式年龄(1667~2386Ma),指示它们的原始岩浆主要源自古老地壳物质的部分熔融。系统的地质填图显示,华北克拉通北缘中段存在一条数百千米的晩古生代火山岩带。苏吉火山岩的形成可能与古亚洲洋向华北克拉通俯冲有关,当时华北克拉通北缘存在一个安第斯型活动大陆边缘。     

鄂尔多斯盆地西南缘二叠系上石盒子组碎屑锆石U-Pb年龄与地质意义

运用碎屑锆石LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,结合碎屑锆石矿物特征、阴极发光图像和年龄谱分布特征,对鄂尔多斯盆地西南缘麟游地区二叠系上石盒子砂岩进行了碎屑物源分析。结果表明:碎屑锆石U-Pb年龄分布主要包含3组峰值年龄:1864 Ma、2500 Ma和441 Ma,另外具有一颗3.3 Ga古老的碎屑锆石年龄及一组次级年轻年龄组299~363 Ma。1864 Ma和2500 Ma两组峰值的锆石颗粒约占总体的82.2%,表明二叠纪末上石盒子期华北克拉通为鄂尔多斯盆地西南缘提供主要物源,3.3 Ga年龄的存在也指示其来源于华北克拉通;441 Ma峰值的锆石颗粒约占总数的10.4%,指示其可能来自秦岭-祁连造山带,由于缺少800~1000 Ma的新元古代年龄,表明秦-祁造山带在上石盒子期抬升及剥蚀程度较低;299~363 Ma年龄组指示其可能来源于华北克拉通北缘的兴-蒙造山带岩浆弧。     

江西武功山地区老虎塘组碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素: 沉积时代厘定及其源区特征

江西宜春武功山地区出露的震旦纪老虎塘组由薄层状的砂岩、粉砂岩和泥岩组成,岩石普遍经历了强烈的变形和变质作用。由于缺乏古生物化石和年龄值,其沉积时代和源区存在着争议。本文运用LA-ICP-MS技术,对老虎塘组两件变砂岩中的碎屑锆石进行了U-Pb和Hf同位素测定,共获得187个U-Pb年龄值,主要位于423~537 Ma和660~1 280 Ma两段。两个样品中最年轻的碎屑锆石年龄为(432.7±1.8)Ma,结合区域地质资料限定老虎塘组形成时代为志留纪。锆石U-Pb年龄和Hf同位素表明,年龄为423~537 Ma的碎屑锆石主要来源于华夏板块北缘加里东期的花岗岩,而年龄为660~1 280 Ma碎屑锆石显示物源主要来自钦—杭结合带,而其它少量的古元古代和太古代物质可能主要来源于华夏板块基底或者再循环的物质。因此,碎屑锆石年龄显示老虎塘组物源主要来源于华夏板块北緣加里东期岩浆岩和钦—杭结合带。大量的早古生代碎屑锆石数据反映了华夏板块北緣加里东期的造山事件,这次造山事件为早古生代晚期沉积盆地提供了大量的物质来源。     

内蒙古林西地区上二叠统-中三叠统沉积序列的碎屑锆石记录及对古亚洲洋（东段）闭合时间的制约

晚二叠世-中三叠世在中亚造山带东段构造演化过程中是重要的转折期,它涉及古亚洲洋的最终闭合、沉积环境剧变等重大地质问题,而上二叠统林西组和中-下三叠统幸福之路组沉积序列记录了相应的构造演化过程。笔者对内蒙古东南部林西地区出露良好的林西组与幸福之路组,采取砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,解析年代学、沉积物源等信息。研究显示,被认为是三叠系标志层的陆相红色砂泥岩始现于晚二叠世。幸福之路组细砾岩样品最年轻碎屑锆石年龄为241Ma,从而将地层沉积时代上延至中三叠世后期。它与下伏林西组为整合接触关系,但在幸福之路组下部地层中发现微角度不整合,沉积时代存在间断(早、中三叠世之间)。林西组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄组成分为4组:254~336Ma、372~528Ma、669~1000Ma和1300~2534Ma,εHf(t)值变化范围较大(-25.6~+17.2)。幸福之路组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄集中于241~278Ma,εHf(t)值=+8.6~+16.5,其石炭纪和古元古代碎屑锆石少量。对比研究显示,林西组砂岩除兴蒙造山带物源外,还含有大量华北克拉通物源。与之相反,幸福之路组砂岩物源主要来自林西周边岩浆岩。结合区域地质特征,笔者认为古亚洲洋闭合于晚石炭世之前,晚古生代末是残余陆表浅海环境。内蒙古东南部地区在晚石炭世以来,表现为西伯利亚和华北克拉通联为一体后的陆内裂陷沉积活动及岩浆活动。     

华北克拉通东部及苏鲁造山带的地壳生长: 来自现代河流碎屑锆石的U-Pb定年和Hf同位素证据

来自年轻沉积物或现代河流的碎屑锆石是研究大陆地壳生长演化的理想载体.为揭示华北克拉通东部和苏鲁造山带大陆地壳的生长演化, 采集了中国东部大清河、潮白河、辽河、大沽河和胶莱河的5个地方的河沙样品, 并对分选出来的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS和MC-LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素微区原位分析, 获得了396个锆石U-Pb谐和年龄及其对应的Hf同位素组成.2.4~2.5 Ga和1.8~1.9 Ga两个年龄特征峰指示大清河、潮白河和辽河的碎屑锆石来源于华北克拉通东部.辽河一部分100~500 Ma的锆石具有正的ε_Hf(t)值和年轻的Hf模式年龄, 显示出显生宙的地壳生长.苏鲁造山带大沽河和胶莱河的碎屑锆石U-Pb年龄分布相对比较复杂, 但锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征表明其为华北克拉通和扬子克拉通的混合来源.来自大清河、潮白河和辽河的锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据, 表明华北克拉通东部地壳生长的主要时期为2.4~3.0 Ga, 并在2.6~2.7 Ga时处于生长的最高峰, 次一级的生长期为1.3~2.3 Ga, 而在其他阶段几乎没有地壳的生长或者不明显.华北克拉通东部现存大陆地壳的80%来源于太古代和古元古代的生长, 而自古元古代开始大陆地壳的演化就以古老地壳的重熔再改造为主.此外, 大沽河碎屑锆石的Hf同位素组成揭示出苏鲁造山带在古生代(300~500 Ma)存在明显的地壳生长.      

华北克拉通甘陶河群南寺组碎屑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及构造意义

甘陶河群是华北克拉通前寒武纪典型地层之一,主要出露在河北省西北部。本文报道了甘陶河群南寺组碎屑岩地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征,主要认识如下:样品均属长石砂岩或石英砂屑岩,具有Nb、Ta、Zr、Hf亏损特征和负Sr异常;碎屑锆石U-Pb年龄主要分为三组:1800~2400Ma、2400~2600Ma和2600~3100Ma;甘陶河群南寺组最年轻的碎屑锆石年龄为1861 Ma,结合甘陶河群上覆地层东焦群形成于约1.83Ga之后的地质事实,制约甘陶河群南寺组沉积上限范围1861~1830Ma。所有样品均具有约2.5Ga年龄峰值,记录了华北克拉通前寒武纪基底强烈构造岩浆热事件的时代,证明了华北克拉通前寒武纪基底主要由约2.5Ga岩石组成;中部带大陆地壳增生主要发生在约2.5Ga。     

华北克拉通南缘太古宙地壳生长和再造:登封地区五指岭组碎屑锆石U-Pb-Hf同位素制约

对登封地区嵩山群五指岭组二云石英片岩和石英岩中碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学和原位Hf同位素分析,为探讨华北克拉通南缘太古宙地壳生长和再造提供了制约。结果显示,碎屑锆石多数呈自形–半自形,发育振荡生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.07~1.87),暗示它们多数为岩浆成因。二云石英片岩和石英岩中碎屑锆石具有类似的年龄和Hf同位素组成,它们的207Pb/206Pb谐和年龄分别介于2879~2027 Ma和3346~1903 Ma之间,峰期年龄分别为2524 Ma和2528 Ma。~2.5 Ga锆石的εHf(t)值多数为正值,介于+0.10~+9.22之间,tDM2C变化于3028~2453 Ma之间,4颗碎屑锆石的εHf(t)值为负值,变化于-1.68~-0.03之间,tDM2C介于3132~3032 Ma之间。根据上述结果并结合相邻地区的相关研究资料,表明嵩山群沉积于古元古代晚期,五指岭组中碎屑锆石的物源主要为华北克拉通南缘~2.5 Ga具有新生地壳属性的结晶基底物质。华北克拉通南缘存在中–新太古代时期的地壳生长,同时发育中太古代古老地壳物质的再造。     

内蒙赤峰楼子店拆离断层带下盘变形花岗质岩石的时代、成因及其地质意义——锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

对内蒙赤峰楼子店拆离断层带下盘前人划为前寒武纪岩石的糜棱状花岗质岩石中锆石进行了U-Pb年龄测定和Hf同位素测试,结果显示其时代为晚古生代至中生代。楼子店扎兰营子片麻状花岗岩的锆石206Pb/238U年龄为253.6±1.2Ma,锆石εHf(t)值为-8.6～-14.6,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.8～2.2Ga;朝阳沟糜棱岩化片麻状花岗岩的锆石206Pb/238U年龄为150.43±0.79Ma,锆石εHf(t)值为-5.6～-14.9,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.6～2.1Ga;莫里海沟片麻状闪长岩的锆石206Pb/238U年龄为127.6±3.1Ma,锆石εHf(t)值为-5.1～-13.9,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.5～2.1Ga。不同岩性、不同形成年龄的3个样品的εHf(t)值主要为负值,说明这些岩石主要来自地壳岩石的部分熔融。2.2～1.5Ga的锆石Hf同位素两阶段模式年龄表明它们可能主要来源于华北克拉通下地壳物质的部分熔融。结合该区已经获得的锆石U-Pb年龄,将该区古生代至中生代花岗质岩浆作用划分为4个时期:早石炭世(327Ma)、二叠纪(285～252Ma)、中三叠世—早侏罗世(241～184Ma)、中侏罗世—早白垩世(163～125Ma)。早石炭世喇嘛洞混合花岗岩的产出对应于古亚洲洋古生代向南俯冲于华北板块的时期,二叠纪花岗岩是古亚洲洋最后闭合、蒙古弧与华北陆块北缘拼合与伸展有关的岩浆活动的产物,大面积的中三叠世—早侏罗世的花岗岩是西伯利亚与华北陆块碰撞后地壳伸展的记录,中侏罗世—早白垩世(163～125Ma)岩浆活动则发育在伸展构造背景中,与岩石圈减薄存在密切的成因联系。这些新年龄资料将为华北陆块北缘古生代—中生代的地质构造演化提供重要的年代学制约。     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿源区及其构造背景分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据

通过LA-(MC)ICP-MS碎屑锆石微区U-Pb定年和Hf同位素分析,对鄂尔多斯盆地东胜地区中侏罗统直罗组砂岩型铀矿层进行了同位素定年物源示踪研究。结果显示,四个样品的锆石年龄分布均表现出良好的一致性,总体呈现出2500～2300Ma,2000～1750Ma和450～250Ma三个主峰值年龄与2300～2000Ma、1750～1400Ma的次峰期年龄。年代学对比研究揭示,东胜地区砂岩型铀矿的物源主要来自华北克拉通西部陆块阴山地块和中部造山带北部的TTG片麻岩、麻粒岩和孔兹岩,以及海西期的大量火成岩体。碎屑锆石的εHf(t)值由负到正,变化范围较大,显示了古老地壳的再循环过程。其中,1.9Ga和2.5Ga的部分锆石其Hf分析点位于亏损地幔线附近,指示该时期有新生地壳的形成。锆石的二阶段Hf模式年龄分布范围3.8～0.7Ga,但集中于3.0～2.3Ga,在2.8～2.6Ga出现一峰值,说明华北克拉通地壳主要形成于中、新太古代。本文所获得的锆石Hf同位素模式年龄与华北克拉通西部陆块的Hf和Nd同位素模式年龄分布特征非常接近,而与东部陆块有很大差别,从而进一步证实了东、西部陆块在古元古代拼合之前是独立发展的。     

鲁西隆起侏罗系碎屑主物源来自华北北缘:锆石U-Pb和Hf同位素年代学证据

鲁西隆起保存并出露比较完整的晚中生代沉积记录,是研究华北东部晚中生代构造演化的重要窗口。本文采用碎屑锆石LA-MC-ICP-MS测年方法分析鲁西隆起北缘淄川地区坊子组和三台组中的两个砂岩样品,以此探讨华北东部侏罗纪的沉积物源并约束构造古地理格架。两个砂岩样品具有近似的U-Pb年龄谱。古元古代和新太古代两组U-Pb年龄及其Hf同位素组成与广泛出露于北部的华北克拉通基底一致,根据缺乏新元古代中期(850～700 Ma)岩浆年龄和三叠纪变质年龄的事实,以此可以排除扬子板块以及现今临近于鲁西隆起东南部的苏鲁造山带物源。坊子组和三台组碎屑锆石显生宙年龄(393～256 Ma)记录的晚古生代岩浆活动均未发现于鲁西隆起及其邻近地区,而可以与大量出露于华北北缘及其北部的兴-蒙造山带的岩浆活动进行对比。此外,相当部分的显生宙碎屑锆石(183 Ma、462 Ma和324～154 Ma)具有正的ε_Hf(t)值(0.9～12.7)同位素特征,也与兴-蒙造山带特征相似,且三台组砂岩中显生宙碎屑锆石及其中ε_Hf(t)值为正值的比例较坊子组均增多。研究认为,华北北缘及其北部的兴-蒙造山带在侏罗纪时从早到晚不断抬升、剥蚀,形成相对华北克拉通内部的高地势特点,由此大量的剥蚀产物向南输运而成为鲁西隆起侏罗系的主要碎屑物源。     

内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组沉积时代及物源区分析:碎屑锆石U-Pb年代学,Lu-Hf同位素地球化学证据

选取内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组石英砂岩进行碎屑锆石U-Pb年龄、原位Lu-Hf同位素研究,尝试限定该地层形成时代及碎屑物质来源,并探讨其沉积大地构造环境。结果显示,采自该地层的2个砂岩样品中的碎屑锆石多数发育典型的岩浆振荡生长环带,呈自形–半自形且具有较高的Th/U值(0.12~1.63),均暗示它们多数为岩浆成因。结合微量元素特征及稀土元素配分模式图,认为碎屑锆石寄主岩石应为花岗质杂岩体。2个砂岩样品具有相似的年龄和Hf同位素组成,锆石年龄分布大致可分为3个主要年龄区间:(1)440~540 Ma,主峰值年龄约为492 Ma和506 Ma,次峰值年龄为447 Ma;ε_Hf(t)值介于?2.77~+11.73之间,Hf的两阶段模式年龄为680~1636 Ma;(2)750~950 Ma,主峰值年龄为805 Ma,次峰值年龄为825 Ma和961 Ma;ε_Hf(t)值介于?1.14~+11.43之间,Hf的两阶段模式年龄为1100~1824 Ma;(3)1700~2000 Ma,峰值年龄为1787 Ma;ε_Hf(t)值介于?9.18~?2.75之间,Hf的两阶段模式年龄为2682~3016 Ma。所有样品碎屑锆石ε_Hf(t)值为?9.18~+11.73,Hf的两阶段模式年龄为680~3016 Ma,大部分锆石的Hf同位素组成集中于球粒陨石与亏损地幔标准线之间,表明沉积物源以早古生代和新元古代新增生地壳物质为主,同时存在少量中元古代晚期古老地壳物质的活化改造。结合前人已报道的邻区相关岩体年代学及地球化学资料,研究区乌宾敖包组的沉积时代不早于晚奥陶世,沉积物主要来自额尔古纳和兴安地块的近缘碎屑物,其形成与早古生代时期古亚洲洋演化过程中额尔古纳与兴安地块碰撞拼贴以及随后的伸展垮塌相关。     

东准噶尔三塘湖盆地中侏罗统砂岩碎屑锆石U- Pb年龄、Hf同位素特征及对铀成矿的意义

三塘湖盆地汉水泉地区是东准噶尔地区砂岩型铀矿找矿的有利地段,为揭示该地区中侏罗统西山窑组和头屯河组沉积物物源体系,分析地层铀源条件,对西山窑组和头屯河组砂岩开展碎屑锆石LA- ICP- MS U- Pb测年和Hf同位素分析。分析结果显示西山窑组砂岩的碎屑锆石年龄集中于晚古生代,2个样品年龄峰值分别为328 Ma和340 Ma,碎屑锆石εHf(t)为8.9~14.7,二阶段模式年龄介于690~415 Ma之间;头屯河组砂岩的碎屑锆石年龄可划分出238~163 Ma、505~259 Ma和1950~744 Ma三个区间段,碎屑锆石εHf(t)为-6.5~12.1,二阶段模式年龄介于1709~575 Ma之间。物源分析表明西山窑组砂岩物源单一,主要来自于研究区西部卡拉麦里—麦钦乌拉和野马泉地区;头屯河组砂岩物源相对复杂,除了有来自于卡拉麦里地区的碎屑物质外,还接受了其他区域的物源供给。二者之间碎屑锆石年龄特征的突变,代表了东准噶尔地区中侏罗世一次剧烈的构造变形事件,物源特征指示汉水泉地区中侏罗统地层铀含量相对有限,铀源是限制该地区砂岩型铀矿成矿的重要因素。