北秦岭东段二郎坪群基性火山岩中浅色岩体的地球化学、年代学及其地质意义

豫西湾潭地区二郎坪群基性火山岩中存在颜色深浅不同的浅色岩体。它们呈透镜状或不规则脉状产出,主要由斜长石(50%~60%)和石英(40%~50%)组成,另含少量黑云母和绿泥石(3%)。地球化学研究显示,这些浅色岩体主要为英云闪长岩或为奥长花岗岩,具有高Si、富Na,极端贫K,中等Al,低Fe、Mg、Ti的特点,与大洋斜长花岗岩的成分特征相似。微量元素方面则显示出富集Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素的岛弧花岗岩特征。在多种主、微量元素判别图解中,这些不同颜色的浅色岩体之间及与二郎坪蛇绿岩中的基性火山岩之间都显示出明显的结晶分异特征,指示这些浅色岩体与二郎坪蛇绿岩一起形成在弧后盆地环境,是幔源低钾拉斑玄武质岩浆结晶分异的产物。LA-ICP-MS锆石定年结果得到两个斜长花岗岩样品的形成年龄分别为468.5±1.5Ma和470.0±2.6Ma,代表浅色岩体的结晶年龄。该年龄与新近获得的二郎坪群基性火山岩的形成年龄(475±1.5Ma)一致,表明北秦岭二郎坪群弧后盆地型蛇绿岩的形成时代为~470Ma的早古生代。二郎坪基性火山岩470Ma的形成时代和弧后盆地型蛇绿岩的构造属性与秦岭群超高压榴辉岩的原岩年龄(~800Ma)及板内玄武岩的地球化学属性截然不同,而且470Ma年龄明显晚于其南侧秦岭群中超高压榴辉岩~500Ma的峰期变质年龄,暗示二郎坪群基性火山岩与其南侧的北秦岭超高压榴辉岩可能无直接成因联系。     

北秦岭二郎坪群抱树坪组碎屑锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年及物源特征

北秦岭造山带中二郎坪群构造属性及形成时代一直存在争议,其中的抱树坪组更是缺少年代学数据报道.为了进一步厘定抱树坪组时代及形成的构造环境,对其碎屑锆石开展LA-MC-ICP-MS定年及物源研究.结果表明,取自原划分为抱树坪组中的斜长黑云石英岩(18P3TW2)和含透辉黑云阳起斜长变粒岩(18P3TW3)具有完全不同的锆石...     

北秦岭二郎坪杂岩变沉积岩碎屑锆石年代学及其构造地质意义

碎屑锆石为沉积岩中最稳定的矿物,其年龄谱系不仅可限定沉积物的最大沉积年龄与物源性质,而且能够为探讨其形成构造环境提供关键约束。作为北秦岭构造带主要构造岩石地层单元之一,二郎坪杂岩由北、中、南三个构造岩片——北部碎屑岩片、中部蛇绿岩片和南部变碎屑岩片组成。本文对二郎坪杂岩南部变碎屑岩片中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测试研究,获得样品锆石谐和年龄值分布在500±7Ma~3894±5Ma之间,1个年龄高频集中区为0.9~1.0Ga,6个次要年龄集中区分别为500~600Ma、750~850Ma、1.35~1.48Ga、1.6~1.75Ga、2.6~2.7Ga和3.0~3.4Ga。研究结果表明:1)最小峰值年龄限定二郎坪杂岩南部碎屑岩片原岩的最大沉积时代为500Ma,结合西庄河花岗闪长岩侵入南部岩片的地质事实,南部岩片的形成时代应为早古生代寒武-奥陶纪(500~475Ma),明显早于中部蛇绿岩片中的火山岩的形成时代(463~475Ma);2)通过与邻区地质事件年龄谱峰及其锆石阴极发光图像特征的对比,二郎坪杂岩变碎屑岩原岩的物源分别主要来自南部秦岭杂岩中的早新元古代花岗岩和北部华北南缘熊耳群中元古代火山岩,其物源具有双源性,暗示其形成于与伸展作用相关的裂谷或弧后盆地构造背景,而二郎坪蛇绿岩片所代表的古洋盆可能正是在此基础上发育产生的;3)结合区域地质背景资料分析,二郎坪杂岩中的沉积碎屑岩片可能形成于商丹洋向北俯冲期间所产生的弧后伸展盆地构造环境;4)通过与宽坪岩群沉积岩中的碎屑锆石年龄数据的对比,揭示二者碎屑锆石具有相似的年龄谱峰,结合宽坪群变沉积岩中发现大量疑源类、几丁虫和虫颚等早-中奥陶世化石组合以及二郎坪杂岩蛇绿岩片中的火山岩夹层硅质岩中发现早-中奥陶世牙形石和放射虫的研究,分析认为二者沉积物的沉积时代相近,沉积物源几乎完全一致,暗示它们形成的构造环境可能具有一致性;5)二郎坪蛇绿岩片中的典型的与洋壳俯冲有成因联系的弧火山岩的形成时代(463~475Ma)明显迟后于区内高压-超高压岩石的峰期变质时代(514~484Ma)约20~30Myr,清楚地表明二郎坪洋壳拖曳秦岭杂岩发生陆壳俯冲-深俯冲作用的可能性不大;6)二郎坪杂岩南部碎屑岩片和宽坪岩群碎屑沉积物中碎屑锆石中最主要的年龄集中区(0.9~1.0Ga)的物源来自秦岭杂岩中的早新元古代花岗质岩石,而缺少秦岭杂岩中的早古生代岩浆岩和HP/UHP变质岩石锆石的年龄信息,明确指示二郎坪与宽坪盆地沉积时,秦岭杂岩重要组成的早新元古代花岗质岩石已出露于地表接受剥蚀,而秦岭杂岩中出露的HP/UHP岩石和早古生代岩浆岩未抬升出露地表,即秦岭杂岩现今出露的前早古生代陆壳物质不是整体而是部分经历了陆壳俯冲-深俯冲作用。     

北祁连东段红土堡基性火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其地质意义

为精确限定红土堡基性火山岩的形成时代,结合阴极发光分析,分别对北祁连东段红土堡枕状玄武岩和辉绿岩墙进行了LA - ICP - MS 单颗粒锆石微区U - Pb 同位素测年。红土堡枕状玄武岩获得（443.4 ±1.7 ）Ma 和（1 782 ±34 ）Ma 两组年龄值;同时,获得红土堡基性火山岩中辉绿岩墙的年龄为（385.7 ±7.9 ）Ma,并含有（1 697 ±6 ） ～（2 692 ±4 ）Ma 的捕晶锆石年龄信息。认为红土堡基性火山岩的形成时代为晚奥陶世,与其北的陈家河中酸性火山岩的形成时代大体一致,推断红土堡基性火山岩的原始岩浆不同程度遭受了陇山岩群的混染。这一新资料,对进一步研究北祁连造山带东段大地构造格局、构造演化以及北秦岭—北祁连衔接关系具有重要意义。     

北祁连甘禅口基性辉绿岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

甘禅口基性辉绿岩脉产于北祁连弧盆系中,岩性为深灰色辉绿岩。脉体主要侵位于古元古代托赖岩群中。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法对该基性辉绿岩脉测年,获得(293.0±1.8)Ma,表明测区在早二叠世有一次伸展事件发生。岩石化学A/CNK值为0.60~0.76,A/NK为2.40~4.35,Al2O3含量为11.60%~18.36%,TiO2含量为0.66%~2.85%,属拉斑玄武岩系列;微量元素K、Rb、Ba、Th富集强烈,Hf、Zr明显亏损,而Y、Yb具有略亏损的特点。脉体具有明显富集的微弱分馏的轻稀土元素,重稀土元素分馏不明显,同时具Eu弱负异常特征。根据区域构造背景及岩石学、地球化学特征,可以认为甘禅口基性辉绿岩脉是祁连山造山带进入造山后陆壳加厚底侵-岩浆混合作用形成的。     

北秦岭二郎坪岩体锆石U-Pb定年、地球化学特征及其地质意义

二郎坪岩体位于北秦岭构造带的东部,主体岩性为斑状黑云母二长花岗岩,对其开展锆石精确定年和地球化学成因研究有助于深入认识晚中生代北秦岭的深部过程。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,二郎坪岩体的形成时代为(114.0±0.5)Ma(MSWD=1.5),属于早白垩世晚期。二郎坪岩体富硅、碱和贫钙、镁,属于高钾钙碱性系列;并富集Rb、Th和亏损Nb、Sr、P、Ti,稀土配分模式具有右倾、轻稀土富集、重稀土亏损和负Eu异常的特征,(La/Yb)N范围为8.39～13.73,源区组成和部分熔融程度控制了二郎坪岩体的成分变异。二郎坪岩体形成于厚度约为40km的地壳内,部分熔融源区位于角闪岩相,源区残余相主要矿物为角闪石和斜长石。烟镇区域岩石圈约在130Ma经历拆沉作用,触发二郎坪深部的岩浆底侵作用,使源区岩石部分熔融并与之混合,上侵至地壳浅部最终在约114Ma固结成岩,二郎坪岩体是烟镇区域岩石圈拆沉作用滞后约15Ma的产物。     

南秦岭武当群锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

武当群是南秦岭基底岩系的重要组成部分,对其时代及构造性质的研究,对认识南秦岭早期地质演化历史及其与扬子板块新元古代的相互关系具有重要的意义。目前,武当群的时代归属、划分对比还存在较大争议。本文对采自南秦岭西峡-内乡和陨西地区武当群4件变质酸性火山岩及1件侵入武当群的花岗斑岩样品进行了锆石SHRIMP U-Pb同位素定年,其中采自西峡-内乡接近武当群底部的1件火山岩样品的年龄为802±13 Ma,这一年龄可代表武当群底部地层的时代;采自该群中上部的3件火山岩样品,年龄分别为725±9 Ma、732±6 Ma和725±7Ma; 1件侵入武当群的花岗斑岩样品的年龄为703±5 Ma。根据上述结果,结合前人对武当群的研究资料,确定武当群的形成时代为810～720 Ma,相当于扬子地台板溪群;介于武当群与震旦系之间的耀岭河群可与南华系对比。     

东秦岭二郎坪群硅质岩热水沉积地球化学特征及其地质意义

二郎坪群硅质岩成因研究对二郎坪群的构造背景和铜多金属矿床成因的确定具有重要意义。通过对二郎坪群中三种硅质岩的地质特征和岩石地球化学分析，认为二郎坪群硅质岩是典型的热水沉积硅质岩。常量元素地球化学特征值（N(Al)/N（Al+Fe+Mn））指示该硅质岩的沉积环境存在东西差异，南阳盆地以东弧后盆地的规模较大（N(Al)/N（Al+Fe+Mn）=0.30~0.45），沉积环境类似远洋盆地，硅质岩的热液成分比例大，受陆缘物质影响小；而南阳盆地以西弧后盆地的规模较小（N(Al)/N（Al+Fe＋Mn）=0.59），沉积环境为近大陆的边缘海，硅质岩Al含量相对较高，受到陆缘物质影响相对大。地质特征和稀土元素特征（负Eu异常、弱负Ce异常）揭示了二郎坪群硅质岩是弧后盆地型低温热液流体和海水混合形成，这为二郎坪群形成于弧后盆地构造环境的认识提供了新的重要证据。热水沉积硅质岩与铜多金属矿床的共生关系证明研究区铜金属矿床的成因是海底热液喷流沉积作用。     

南秦岭城口火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和地球化学研究

南秦岭大巴山城口断裂带出露一套玄武安山岩、安山岩组合,火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年测试结果为716±4Ma,表明其为新元古代岩浆产物;岩石地球化学研究表明火山岩富集轻稀土元素,原始地幔标准化微量元素蛛网图显示以富集大离子亲石元素Cs、Ba、Th、U及高场强元素分异为特征,Nb、Ta强烈亏损以及低的Ti(Ti O_20.85%)含量,与典型的岛弧火山岩相似;微量元素La/Nb、Th/Yb及Hf/Ta比值特征也显示岛弧岩浆属性,相对高的Zr/Y、Ta/Yb和低的Zr/Nb比值区别于大洋岛弧火山岩,具有明显的大陆亲缘性,表明城口火山岩形成于陆缘岛弧环境。综合已有的地质、地球化学及同位素年代学研究表明新元古代晚期扬子板块北缘及南秦岭地区为一活动陆缘岩浆杂岩弧,暗示中国华南板块很可能位于Rodinia超大陆的边缘部位。     

南秦岭花岗岩锆石U-Pb定年及其地质意义

锆石Ｕ－Ｐｂ定年结果表明,南秦岭勉、略构造带以北迷坝、光头山和东江口等花岗岩体形成于三叠纪（２０６￣２２０Ｍａ）,与南秦岭勉－略构造带洋盆的闭合时代及大别山超高压变质时代基本一致显示了它们的形成与勉－略古生代洋盆闭合后及华南陆块与华北陆块碰撞之间的内在联系。它支持华南和华北两大陆块最终在印支期碰撞的观点。     

北秦岭太白花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及其地质意义

北秦岭太白岩体位于商丹构造带北侧。野外侵入关系和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,该岩体由早志留世的五里峡岩体、晚三叠世的红崖河岩体和早白垩世的下板寺岩体组成。五里峡岩体的主要岩石类型为片麻状黑云母二长花岗岩,锆石U-Pb年龄为（431±2） Ma;红崖河岩体的主要岩石类型为黑云母二长花岗岩,锆石U-Pb年龄为（214±2） Ma;下板寺岩体为粗粒黑云母花岗岩,锆石U-Pb年龄为（130±1） Ma,表明太白岩体是由3个不同时代岩体组成的侵入复合杂岩体。结合区域构造背景和前人的研究成果,得出早志留世五里峡岩体可能与秦岭微板块沿商丹缝合带俯冲碰撞有关;晚三叠世红崖河岩体与秦岭早中生代主期岩浆作用一致,是华北地块与扬子地块碰撞的产物;燕山期的下板寺花岗岩属于板内岩浆作用。研究显示,今后应注意大岩体的解体,其可能隐含着不可忽视的构造-岩浆作用信息。     

东秦岭商丹断裂带南侧武关岩群的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄

用LA-ICPMS定年技术测得武关岩群变玄武岩中继承性成因锆石的平均206Pb/238U年龄为348Ma+18/-12Ma。这一年龄代表了继承性锆石受炽热玄武岩浆改造而重结晶的年龄。综合分析认为,武关岩群的时代可能为晚泥盆世。     

东昆仑阿牙克库木湖北巴什尔希花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

巴什尔希岩体分布在东昆仑西段白干湖断裂和阿尔金断裂之间,岩性主要为二长花岗岩和钾长花岗岩,其中二长花岗岩与白干湖钨、锡多金属矿床关系密切。对锆石内部结构、阴极发光图像特征和Th/U比值的研究表明,二长花岗岩中的锆石为岩浆锆石。锆石LA-ICP-MSU-Pb同位素分析结果显示,二长花岗岩形成年龄为(458.0±9.0)Ma。结合前人对巴什尔希钾长花岗岩的锆石U-Pb定年(432.3±0.8)Ma,初步认为该岩体为晚奥陶世—早志留世侵入体。元素地球化学特征显示,巴什尔希花岗岩为弱准铝质或弱过铝质A型花岗岩,是东昆仑地区加里东期局部弧后盆地拉张过程中,地幔底侵导致地壳物质熔融的产物。     

北秦岭四方台基性-超基性杂岩锆石 LA-ICP-MS年代学研究

四方台杂岩体是北秦岭沿商-丹带出露的基性-超基性杂岩体中最大的一个,出露面积约40 km2,由超基性-基性-中性岩石组成,侵入到丹凤群中。对四方台杂岩体中辉长岩锆石进行LA-ICP-MS微区定年研究,获得岩体的成岩时代为460±29 Ma。获得的32个测点可明显地分为400~500 Ma、700~900 Ma、1 800~2 600 Ma和2 700~2 918 Ma这4个时段,可能分别代表了北秦岭造山带不同地质时期的构造-岩浆事件的时代信息。其中400~500Ma与北秦岭地区表现强烈的加里东运动时限一致,而700~900 Ma则可能与830~740 Ma中国中西部地区响应积极的、造成Rodinia超大陆裂解的地幔柱活动有关。     

阿尔金山南缘清水泉地区斜长角闪岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及其地质意义

阿尔金群为阿尔金构造带的古老变质基底,由于缺乏精确的同位素测年数据,对其形成时代尚存争议。运用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年分析方法,对阿尔金山南缘清水泉地区阿尔金群中的斜长角闪岩进行了年代学测定,并初步探讨其地质意义。锆石CL图像具有多晶面面状结构,无岩浆锆石具有的震荡环带和核边结构,Th/U比值大多都较低(<0.1),显示变质锆石的特点。18个锆石颗粒的19个测点给出的207Pb/206Pb年龄介于(1786±16)～(1877±12)Ma之间,加权平均值为(1827±13)Ma(MSWD=4.4,1σ)。区域地质与同位素年代学新资料表明,阿尔金山南缘清水泉地区在古元古代晚期存在一期构造-热事件,本期事件与吕梁运动的时限相吻合,在全球尺度上可能是古元古代哥伦比亚超大陆汇聚-裂解事件在该地区的响应,也证明阿尔金山存在新太古代—古元古代的变质基底,并且为探讨阿尔金构造带前寒武纪构造-热事件和演化历史提供了新证据。