华北克拉通南缘古元古代末(～1.84Ga)垣头A-型花岗岩成因及其构造意义

在华北克拉通陆续发现有大量的古元古代末-中元古代早期A-型花岗岩,它们具有独特的地球化学特征和特定的形成条件,可为进一步了解A-型花岗岩的岩石成因以及华北克拉通由结晶基底的形成向稳定盖层发育时期构造环境的转折提供重要依据。本文对华北克拉通南缘产出的垣头花岗岩体进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Nd-Hf-O同位素研究。结果表明,垣头岩体岩石类型主要为正长花岗岩,形成时代为1841±4Ma;全岩样品具有较高的铁(FeO~T/(FeO~T+MgO)=0. 75～0. 86)、富碱(K_2O+Na_2O=8. 11%～9. 13%,K_2O/Na_2O 1)、低MgO (0. 28%～0. 56%)、P_2O_5(0. 04%～0. 08%)和MnO(0. 03%～0. 04%),富含大离子亲石元素(如Rb、Th、U、K)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具有Eu、Sr负异常,高10,000Ga/Al比值( 2. 76)、准铝质-弱过铝质且不含碱性暗色矿物,属于铝质A-型花岗岩;全岩εNd(t)=-4. 68、tC DM=2. 70Ga,锆石εHf(t)=-12. 0～-4. 71、tC8DM=3. 22～2. 78Ga,锆石δ1O=5. 4‰～6. 5‰(加权平均值为6. 1‰),指示它们是古老基底物质部分熔融的产物。结合区域上的地质特征和研究资料,我们认为垣头A-型花岗岩体形成于碰撞后的伸展环境,标志着华北克拉通1. 85Ga前后的造山运动的结束。     

华北克拉通南缘A型花岗岩的年代学和Nd-Hf同位素组成:对古元古代晚期伸展事件的制约

河南上店和登封古元古代晚期A型花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究为讨论华北克拉通南缘中部古元古代晚期构造演化提供了依据。结果表明,上店花岗斑岩和登封正长花岗岩中锆石发育振荡生长环带,结合高的Th/U比值(0.36~1.64),表明其为岩浆成因,岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1801Ma、1801Ma和1795Ma,即它们形成于古元古代晚期;上店花岗斑岩具有高SiO_2(70.30%~71.83%)、富碱(K2O+Na2O=8.76%~11.01%)、贫Ca O(0.18%~0.36%)、P2O5(0.12%~0.15%)和MgO(0.02%~0.20%)的特征,富集LILEs(Cs、Rb、Ba和K)、贫HFSEs(Nb、Ta、Zr和Hf)和强烈亏损Sr、P、Ti元素,具有负的Eu异常(δEu=0.44~0.59),结合高的FeOT/(FeOT+MgO)比值(0.94~1.00)和10000×Ga/Al比值(2.70~3.74),暗示其为A型花岗岩,具造山后A2型花岗岩特征;上店花岗斑岩的全岩εNd(t)值变化于-8.94~-6.87之间,tDM2=3243~3049Ma,锆石εHf(t)值介于-14.1~-6.5之间,tDM2=3030~2655Ma;登封正长花岗岩的锆石εHf(t)值介于-11.3~-8.4之间,tDM2=2887~2744Ma。上述结果暗示,上店和登封A型花岗岩均来源于幔源岩浆底侵作用下的中-新太古代基底物质的部分熔融,形成于华北克拉通东部和西部陆块碰撞造山后的伸展环境。     

华北克拉通怀安杂岩中～2.03 Ga变质石榴花岗岩的成因其对古元古代裂谷事件的制约

本文报道了怀安杂岩中的董家沟变质石榴花岗岩岩体的地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素数据。变质石榴花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO、MgO和TiO_2;富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具有明显的负铕异常;同时亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Zr+Nb+Ce+Y含量和10 000*Ga/Al比值,具有A型花岗岩特征。通过锆石LAMC-ICPMS U-Pb定年,获得岩石形成年龄为2 031±21 Ma,并遭受1 837±12 Ma变质作用改造。变质石榴花岗岩的锆石Hf同位素分析表明,核部岩浆锆石ε_(Hf)(t)值为-0.47～+5.51,绝大部分为正值,且二阶段模式年龄T_(DM2)主要介于2 505～2 658 Ma,与围岩TTG片麻岩年龄相近,表明其来源于新太古代TTG岩石的部分熔融。华北克拉通中部造山带广泛分布古元古代中期(2.2～2.0 Ga)A型花岗岩,且同时期存在大量幔源基性岩墙侵位,指示该期岩浆活动形成于伸展的构造体制下,可能与华北克拉通内部(晋冀地块)裂谷活动有关。古元古代俯冲造山启动时限应小于2.0 Ga。     

华北陆块南缘燕山期花岗岩带岩浆演化:以小秦岭—外方山地区为例

根据华北陆块南缘小秦岭—外方山地区中生代花岗岩的时空分布特征,将其形成过程划分为160～155 Ma(Ⅰ)、150～125 Ma(Ⅱ)、120～110 Ma(Ⅲ)3个期次,与中国北方大规模岩浆活动期次并不完全一致。这3期花岗岩的地球化学元素演化较为特殊,Ⅰ期花岗岩(南泥湖、上房沟等岩体)与Ⅲ期花岗岩的地球化学特征较为相似,均以异常高的K含量、明显的负Eu异常及重稀土元素分馏较弱或不分馏为主要特征,为A型花岗岩。Ⅱ期花岗岩为偏铝质—弱过铝质高钾钙碱性系列花岗岩,富集Rb、Th、U和K等大离子亲石元素,亏损Nb和Ta等高场强元素,P2O5含量随SiO2含量增加呈递减趋势,为I型花岗岩,大部分样品Sr>300.00×10-6,Y<19.00×10-6,Yb<1.90×10-6,具有埃达克岩的属性。时代由老至新,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ花岗岩呈现出A型—I型—A型的演化规律。Ⅰ期花岗岩形成于挤压构造背景下的局部伸展环境;Ⅱ期花岗岩则形成于华北陆块南缘构造体制转换阶段,是地壳加厚导致的下地壳部分熔融的产物;Ⅲ期花岗岩则是扬子与华北陆块拼合后,板块逐渐稳定,岩石圈发生伸展,下地壳岩石减压熔融形成的。     

胶北地体西涝口地区牧牛山二长花岗岩锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究——指示华北克拉通古元古代岩浆作用及地壳演化

胶北地体古元古代花岗岩位于胶—辽—吉带南部,是华北克拉通东部陆块东缘的重要古元古代造山带。西涝口地区牧牛山二长花岗岩作为胶北地体出露的少数古元古代花岗岩之一,也是西涝口、辽上、郭城等大型金矿床的赋矿围岩,有重要研究价值。笔者通过岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素分析,讨论了其形成时代及成因机制。经研究发现,该岩体富硅(SiO2=75. 79%~76. 10%),富碱（Na2O+K2O=6. 88%~7. 18%）,为准铝质钙碱性岩系列（A/CNK值为0. 86~0. 95）;Rb、U、Ta、Pb相对富集,Ba、Nb相对亏损,Sr强烈亏损,岩石10000Ga/Al值为2. 88~3. 50,属A型板内花岗岩;岩体中岩浆锆石具明显振荡环带结构,相对亏损LREE并逐步富集HREE,具明显正Ce异常和负Eu异常,加权平均年龄为2113±22 Ma,代表其侵位时间为古元古代;变质增生锆石的HREE富集程度明显高于核部岩浆锆石,且具更加强烈的正Ce异常和稍弱负Eu异常,加权平均年龄为1850±24 Ma,代表区内变质事件年龄;εHf(t)值为-3. 75~+5. 17,TDM2值为2450~2712 Ma,该岩体与胶北地体2. 5 Ga TTG岩石具相同的地壳演化趋势,暗示其源自太古宙陆壳的重熔。     

西秦岭造山带夏河—合作地区印支期岩浆活动及成矿作用——以德乌鲁石英闪长岩和老豆石英闪长斑岩为例

西秦岭造山带印支期岩浆活动十分频繁,发育在夏河—合作地区的德乌鲁石英闪长岩和老豆花岗闪长岩与区域上金矿床的形成密切相关。岩石地球化学特征表明,这两类岩石地球化学性质相似,均为过铝质钙碱性中性岩。微量元素具有富集大离子亲石元素LILE,如Rb、Th、U等和轻稀土元素,亏损Ba、K、Nb、Sr、Ti和低Sr和Y的特点。稀土元素组成表现为轻稀土富集而重稀土亏损,轻重稀土分馏强烈,且具有弱的负铕异常。LA-ICP-MS锆石UPb同位素测年获得2个德乌鲁石英闪长岩样品(LD103和LD107)的加权平均年龄分别为(245.8±1.7)Ma和(243.4±1.9)Ma(图10-a),而3个老豆花岗闪长岩样品(LD102、LD106和LD113-2)的加权平均年龄分别为(241.4±2.1)Ma、(238.2±1.7)Ma和(241.4±1.6)Ma。德乌鲁石英闪长岩和老豆花岗闪长岩具有低Sr的特点,属于喜马拉雅型花岗岩,是由来自不同深源部分熔融形成的不同批次岩浆多次侵位聚集而成的,有利于与喜马拉雅型花岗岩有关的斑岩型Cu-Au、矽卡岩型Cu-Au和浅成低温Cu-Au-Sb矿床的形成。     

华北南缘信阳古元古代花岗岩的年代学和地球化学特征及其对地壳演化的启示

华北克拉通南缘古元古代发育有多期次的岩浆活动和变质事件,记录了南缘基底和构造演化过程,但古元古代中-晚期的岩浆记录却相对较少.对华北南缘信阳地区古元古代中-晚期花岗岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究.信阳地区花岗岩主要包括潘庄钾长花岗岩和陈庄黑云钾长花岗岩,其岩浆锆石结晶年龄分别为1 868 Ma和1 955 Ma,即形成于古元古代中-晚期.所有的岩石样品具有高SiO₂、富碱、低CaO、P₂O₅、MgO等特征,且A/CNK介于1.12~1.28,属过铝质岩石.同时它们富集LILEs（如Rb、Th和K）,贫HFSEs（如Nb、Ta和Ti）、亏损Sr、P等元素,并具有中等-弱的负Eu异常.此外,潘庄岩体和陈庄岩体整体具有相似的锆石ε_Hf（t）值（-0.6~+2.6）,两阶段Hf模式年龄（T_crust）范围为2.40~2.64 Ga.表明信阳地区太古代末-古元古代早期地壳在古元古代中-晚期经历了强烈的改造.结合华北克拉通南缘的岩浆活动和变质事件记录,认为信阳地区花岗岩的形成可能与华北东、西陆块的碰撞有关,且该区频繁的古元古代岩浆活动（2.24~1.85 Ga）可能是东、西陆块间古大洋及西部陆块东向俯冲的结果.      

The Late Paleoproterozoic Orogeny in the North China Craton

Granulite TTG and khondalite formations are the two typical types of Precambrian metamorphic basement in the North China Craton. The former belongs to the basement of the Archean craton, while the latter is a Paleoproterozoic metasedimentary rock series. The formation of the TTG rock series took place during the period of 2500 to 2450 Ma, near the end of the Archean, and it has undergone multiple times of metamorphism. The cooling rate of the TTG lower crust is quite low (less than 0.3°/Ma), developed during slow crustal cooling in a rather stable tectonic environment. The khondalite rock series underwent amphibolite- to granulite-facies metamorphism that is isotopically constrained to 2000 to 1800 Ma followed by fast crustal cooling from 2.4° to 3.4°/Ma. Based on the thermal and dynamic features of different types of metamorphic rocks, the tectonic state of the crust, and the obvious change of crustal cooling rate from Neo-Archean to Paleoproterozoic, it is clear that continental orogeny existed in the North China craton between 2000 Ma and 1800 Ma.     

华北克拉通中部造山带早元古代盆地演化

华北克拉通中部造山带被认为是由东、西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带。然而,关于两个陆块碰撞的时间以及方式还存在着争议。其中一个模式认为俯冲方向是向西的,两个陆块最终碰撞的时间是在2.5Ga左右,而另一个模式则认为俯冲方向是向东的,并且存在着2.1Ga和1.85Ga两期碰撞事件,第三个模式则认为俯冲方向是向东的,而最终的碰撞拼合发生在1.85Ga左右。近几年来,对于中部造山带中浅变质表壳岩系的研究取得了很大进展,为解决以上争议提供了进一步的资料。根据岩石组合和表壳岩中的不整合接触关系,位于中部造山带中段五台杂岩中的滹沱群和吕梁杂岩中的野鸡山群被分成了上下两个部分。其中,两个群的下部以及位于中部造山带南段中条杂岩中的绛县群和下中条群主要由类似于弧后盆地沉积的变质碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩组成,而滹沱群和野鸡山群的上部以及上中条群和担山石群的岩石组合则是类似于山前磨拉石建造的变质砾岩和砂岩。来自于这些浅变质碎屑岩中碎屑锆石的年龄为我们提供了源区以及最大沉积年龄的信息。滹沱群和野鸡山群中的碎屑锆石具有两个峰值年龄,2.5Ga和2.15Ga,它们分别对应于中部造山带中段两期重要的岩浆事件。中条杂岩中的碎屑锆石年龄图谱则较为复杂,除了具有2.5Ga和2.15Ga这两个峰值,还具有2.7Ga这个较低和较老的峰值,这些较老的锆石可能来自中部造山带最南端太华杂岩中的古老岩石。弧后盆地沉积中最年轻的碎屑锆石年龄在2.1Ga左右,而山前磨拉石中最年轻的碎屑锆石在1.85Ga左右。结合前人的研究成果,我们给出了一个华北克拉通中部造山带早元古代沉积盆地的演化模式。从2.1Ga左右开始,一系列弧后盆地在"安第斯型"大陆边缘弧之后产生,在之后的东西陆块碰撞过程中他们成为了中部造山带的一部分。从1.85Ga左右开始,东西陆块沿着中部造山带碰撞,导致了陆壳加厚以及随后的快速抬升和剥蚀,从而形成了周缘前陆盆地中的山前磨拉石建造。发生在早元古代晚期的由弧后盆地向周缘前陆盆地的转化支持了华北的最终克拉通化发生在1.85Ga的构造演化模式。     

A Neoarchean Subduction Polarity Reversal Event in the North China Craton: Evidence from 2.5 Ga Mafic Dikes and Coeval Granites

正Fabrics of an Archean mélange belt in the Zanhuang Complex of the North China Craton(NCC)were intruded by mafic dikes and a granite pluton(Deng et al.,2013;Wang et al.,2013).Igneous zircons from an undefomed     

Mineralogy,chalcopyrite ReOs geochronology and sulfur isotope of the Hujiayu Cu deposit in the Zhongtiao Mountains,North China Craton: Implications for a Paleoproterozoic metamorphogenic copper mineralization

The Hujiayu Cu deposit, located in the Zhongtiao Mountains district of southern North China Craton, is hosted by graphite schist and dolomitic marble with disseminated to veinlet (stage I) and thick vein (stage II) mineralization. Stage I mineralization, characterized by stratabound, disseminated pyrite and chalcopyrite within the graphite schist host rock, formed at the syn-metamorphic stage. Graphite geothermometry showed that the host rock was subjected to an upper-greenschist to lower amphibolite metamorphism at a temperature range of 486 to 596 °C, averaging of 546 ± 35 °C (1 σ, n = 19). Stage II mineralization, consisting of brecciated dolomitic thick veins cemented by quartz-sulfide assemblages, was a product of metamorphic hydrothermal activity. This thick vein was subdivided into an early hydrothermal dolomitic alteration composing of dolomitic breccia with some cobaltiferous pyrite (stage IIa) and a late siliceous-copper mineralization consisting of quartz-sulfide assemblages (stage IIb). A clausthalite–siegenite–sphalerite–chalcopyrite mineral assemblage was observed in stage IIb, constraining the sulfur fugacity and selenium fugacity within − 18.7 to − 11.7 and − 21.7 to − 14.7, respectively. It was inferred stage IIb was marked by a drop in sulfur fugacity and a substantial increase in selenium fugacity after the major chalcopyrite precipitation. Calculations based on the compositions of cobaliterous pyrite and sphalerite reveal that the mineral assemblage at stage IIa formed at an approximately temperature range of 400 to 300 °C, whereas the minerals in stage IIb occurred at temperature of 256 ± 9 °C (1 σ, n = 7). Sulfides from stage I have δ³⁴S value ranging from 10.1 to 22.2‰ with an average value of 16.9 ± 3.4‰ (1 σ, n = 27), supporting the model that sulfides precipitated through thermochemical reduction of sulfate at sedimentary stage followed by metamorphic homogenization of δ³⁴S isotopic signatures. Sulfides from the stage II have δ³⁴S values in highly variable ranging from 3.4 to 19.2‰, indicating a rather complex source. Four chalcopyrite samples yielded a weighted model age of 1952 ± 39 Ma (1 σ, MSWD = 1.5), suggesting that the copper mineralization formed synchronously with regional metamorphism (1970–1850 Ma) and hence a Paleoproterozoic metamorphogenic copper mineralization is implicated. Therefore, we envisaged disseminated-veinlet mineralization formed during a metamorphic peak and the major hydrothermal copper mineralization occurred during the retrograde cooling.     

华北克拉通中部造山带中条山地区绛县群地层划分与构造背景

中条山地区是华北克拉通中部造山带的重要组成部分,保存了中部造山带演化的重要记录。绛县群划分为横岭关亚群和铜矿峪亚群,横岭关亚群为一套由石英岩和绢云片岩组成的变质碎屑岩;铜矿峪亚群则以酸性、基性火山岩为主,夹有正常沉积碎屑岩的“双峰式”火山岩。本文对绛县群岩石组合及地层特征开展详细调查研究,经过对绛县群火山岩、侵入岩和碎屑锆石同位素年龄的综合分析,认为绛县群的形成年龄大约在2200~ 2120Ma之间,时代为古元古代。结合碎屑岩、火山岩的地球化学特征和华北克拉通中部造山带的演化过程,推测绛县群形成的构造环境很可能为古活动大陆边缘。其中,横岭关亚群沉积在活动大陆边缘盆地,而铜矿峪亚群则形成于活动大陆边缘火山弧环境。     

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.      

Paleoproterozoic Potassic Granitoids in the Sushui Complex from the Zhongtiao Mountains, Northern China： Geochronology, Geochemistry and Petrogenesis

1 Introduction The early Precambrian basement of the North China Craton (NCC) consists mainly of the Eastern Continental Block, the Western Continental Block and the Trans-North China Orogen (TNCO, or “the Central Tectonic Zone”), which formed by continental collision between the Eastern and Western Blocks (Zhao et al., 1998). This evolutionary model has now been widely accepted (Wu and Zhong, 1998; Guan et al., 2002; Guo et al., 2002; Liu et al., 2002a, b; Liu et al., 2004a, b;…     

华北陆块南部元古宙熊耳群火山岩的成因与构造环境：事实与争议

位于华北陆块南部的熊耳群形成于古元古代1.80~1.75 Ga,以火山熔岩占绝对优势,沉积岩和火山碎屑岩仅占地层总厚度的4.3%。熊耳群火山岩是华北陆块结晶基底形成后规模最大、涉及范围最广的火山活动产物,基岩出露面积约7 000 km2,地层厚度3 000~7 000 m,以玄武安山岩、安山岩为主,次为英安-流纹岩,SiO2=60%±的岩石较少,显示双峰特点。中基性熔岩的主要造岩矿物是斜长石和辉石,几乎没有角闪石和黑云母。其岩石化学成分的突出特点是高Fe,K,而低Al,Ca和Mg,火山岩显示富集大离子亲石元素和轻稀土元素、相对亏损高场强元素的岛弧型地球化学特征。Nd同位素和微量元素特征表明,这种地球化学特征是地幔源区遭受地壳组分改造及少量岩浆上升过程中的地壳混染造成的。熊耳群中的沉积岩主要分布在大古石组及马家河组。沉积岩的岩石学和地球化学特征表明熊耳群形成于被动大陆边缘的构造环境,结合火山岩的结构、构造特征,表明火山喷发的主体环境是海相,经历了陆相到海相再到陆相的演变过程,即：伴随着裂谷的发育、地面沉降和海水的侵入,以及随着火山喷发的进行最后又高出海面暴露于地表的全过程。熊耳群形成后,海侵范围更广、海水逐渐加深,表明地壳逐步向更大的凹陷发展。熊耳群形成于夭折的三叉裂谷环境,其火山岩所具有的岛弧型火山岩的地球化学特征是继承于受俯冲组分改造的陆下岩石圈富集地幔源区。熊耳期岩浆活动在华北陆块广泛分布,除了陕西宝鸡附近及山西吕梁地区的火山岩,还广泛分布1.75 Ga前后的基性岩墙群、A-型花岗岩以及比熊耳群稍晚的斜长岩、奥长环斑花岗岩等（1.75-1.70 Ga）和碱性花岗岩类（~1.65 Ga）。这些岩浆岩和熊耳群火山岩在源区性质、岩石 成因及其形成的构造背景等方面,可能存在必然的联系。上述岩浆岩的发育,说明华北陆块在1.80 Ga后处于地壳拉伸、减薄,很可能沿早先拼合的薄弱部位最先发生破裂,是华北陆块裂解的产物。