华北克拉通南缘小秦岭地区新太古代晚期-古元古代晚期岩浆构造热事件:锆石U-Pb-Hf同位素和地球化学证据

为了探讨华北克拉通南缘早前寒武纪形成演化,对华北克拉通南缘小秦岭地区早前寒武纪变质基底花岗质片麻岩开展了SHRIMP U-Pb锆石定年、Hf同位素组成及地球化学组成研究,获得了2个TTG片麻岩样品~2.50 Ga的岩浆锆石年龄和时代相近的变质锆石年龄,岩浆锆石ε_Hf（t）值为0.71~4.37;1个花岗质片麻岩样品的岩浆锆石年龄为~2.30 Ga,ε_Hf（t）值为－1.21~0.11.它们也记录了古元古代晚期变质锆石年龄或显示古元古代晚期构造热事件影响的存在.岩石以轻重稀土强烈分异为特征,大离子亲石元素相对富集,Nb、P、Ti相对亏损.在小秦岭地区首次发现新太古代晚期TTG岩石,并识别出新太古代晚期构造热事件.现有资料支持华北克拉通南缘与华北克拉通其他地区具有类似的早前寒武纪形成演化历史的认识.但是,华北克拉通南缘以2.3 Ga左右岩浆作用十分发育而显示出独特性.      

华北新太古代至古元古代恒山地体下地壳剖面的野外关系、地球化学、锆石年龄及演化

恒山杂岩构成华北克拉通中心地带，该杂岩主要由韧性变形的新太古代至古元古代高级变质、部分混合岩化的花岗质正片麻岩组成，并被辉长岩组分的铁镁质岩脉侵入。此前，许多强烈应变岩石被误解为上地壳岩序列，代表糜棱岩化花岗岩和剪切岩脉。笔者的单颗粒锆石定年表明岩浆花岗质岩侵位于2．52～2．48Ga，同时有少量的2．7Ga的片麻岩出现，可能代表更老的基底。少量的花岗质片麻岩的侵位年龄为2．35～2．10Ga之间，并具有与更老岩石相同的构造特征，这标志着主要的变形发生于2．1Ga之后。辉长岩岩脉侵入发生在约1920Ma，并且在1．88～1．85Ga所有的恒山岩体都经历了麻粒岩相变质作用，随后出现了退化变质、剪切和隆起作用。     

华北克拉通东北部新太古代晚期地壳生长:来自板石沟表壳岩年代学和Hf同位素的证据

对板石沟表壳岩中的斜长角闪岩和角闪片岩进行了锆石U-Pb年代学、地球化学以及Hf同位素分析,以探讨华北克拉通东北部新太古代晚期的构造环境和地壳演化。板石沟表壳岩主要岩石类型包括斜长角闪岩、斜长片麻岩、角闪片岩和磁铁石英岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示斜长角闪岩(BA-1)岩浆锆石形成于2548±11Ma,绿帘角闪片岩(BA-6)岩浆锆石形成于2548±23Ma,代表了表壳岩的形成时代,在绿帘角闪片岩中识别出3颗年龄为2754±80Ma~2710±92Ma的捕获锆石,表明板石沟地区可能存在新太古代早期岩浆事件。斜长角闪岩和角闪片岩的原岩为玄武质火山岩,微量元素特征指示其形成于岛弧环境。Hf同位素分析结果显示斜长角闪岩εHf(t)为正值(0.29~8.89),单阶段模式年龄(tDM1)分布在2877~2469Ma之间,绿帘角闪片岩多具正的εHf(t)值(-0.78~8.03),tDM1介于2871~2544Ma,表明岩浆主要来源于亏损地幔,伴随少量古老地壳物质的再造,部分tDM1与207Pb/206Pb年龄相近,并同时具有高εHf(t)值的锆石反映板石沟地区新太古代晚期(2550Ma)发生过地壳增生事件。结合其他地区表壳岩研究成果,认为华北克拉通可能存在新太古代吉-辽-冀弧陆碰撞造山带,板石沟地区属于该造山带的一部分。     

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。     

辽西兴城地区新太古代花岗质杂岩特征与成因

辽西兴城台里地区新太古代花岗质杂岩主要分为黑云长石片麻岩和花岗闪长质片麻岩两类,是华北克拉通新太古代花岗质地壳的重要组成部分。花岗闪长质片麻岩类均为“模糊的”渐变过渡,没有侵入体的一般特点,与黑云长石片麻岩类相互混杂伴生,显示协调的变形或过渡关系。显微组构研究发现两类片麻岩均可分为两种不同的结构相类型: 原生结构相及新生结构相。从黑云长石片麻岩类到花岗闪长质片麻岩类具有新生结构相逐渐增多、原生结构相逐渐减少的变化规律。在常量元素上,两类片麻岩SiO₂ 与MnO、CaO、TiO₂、Fe₂O₃、MgO 的变化特征具有线性分布的趋势; 在微量及稀土元素含量变化特征上,两类片麻岩具有相似的特点。花岗闪长质片麻岩类在成因上属于深熔型花岗岩,其源岩可能为一套副变质的硬砂岩。     

华北克拉通中东部新太古代晚期变质火山岩及动力学体制

热状态和壳幔岩浆作用是理解早期地壳形成演化动力学机制的关键。华北克拉通是世界范围内为数不多的保存有大量新太古代晚期（约26~25亿年）变质火山岩记录的克拉通之一,对揭示全球新太古代晚期壳-幔动力学演化过程具有重要的指示意义。在我们研究组近期关于华北克拉通中东部中新太古代热状态和地壳厚度研究基础上,本文收集并整理了726个华北克拉通中东部（包括中部带）新太古代晚期变质火山岩样品的有效地球化学资料。按照现代通用岩石地球化学标准来分类,这些样品主要包括超铁镁质岩石（其中含苦橄岩、苦橄质玄武岩和科马提岩,~7%）、稀土未分异型玄武岩（~14%）、稀土分异型玄武岩（~27%）、玻安岩（~4%）、高镁安山岩（~12%）、低镁安山岩（~26%）和英安岩-流纹岩（~10%）。然而不同区块之间火山岩岩石组合及其量比存在较大差异,其中吉林南部和赞皇等地区以大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩为主,含有少量的长英质火山岩;胶东、登封和阜新等地区以稀土未分异和稀土分异型玄武岩占有绝对优势,存在少量安山岩和长英质火山岩;冀北、冀东北部、冀东南部（迁安-滦县）、五台-云中山、辽北、辽南和鲁西等地区岩石组合比较复杂,最突出的特点是出现不同比例的玻安岩,组合有稀土未分异和大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩,出现少量超铁镁质岩石和长英质火山岩。岩石成因研究揭示稀土未分异型和分异型玄武岩、高镁安山岩和玻安岩主要形成于俯冲板片流体、熔体和沉积物熔体交代地幔的部分熔融,而低镁安山岩、英安岩和其它长英质火山岩则大都经历了上述俯冲相关初始岩浆的结晶分异或地壳物质熔融和地壳混染等过程。新太古代晚期胶东地区表现为相对较薄的地壳厚度和较高的地热梯度（18℃/km）,而冀东地区表现为厚的地壳厚度和低的地热梯度（最低8.7℃/km）,满足现代俯冲地热梯度需求,其它区域的地温梯度介于热俯冲和现代冷俯冲之间。综合以上资料,我们认为新太古代晚期板块构造体制已经是最主要的壳-幔动力学体制,地幔柱构造体制和板块构造-地幔柱联合作用体制可能仍然在局部地区存在,但其作用范围和强度已经明显减小。因此,随着地幔温度的下降,中太古代到新太古代晚期地幔柱和板片俯冲的转化可能是相互关联、此消彼长的动力学过程,而不是一个突变过程。

     

冀东地区新太古代晚期的岩浆事件与地壳增生:来自岩石地球化学和锆石年龄及Hf同位素的制约

在华北克拉通东部冀东的遵化-迁西-迁安地区广泛分布有新太古代晚期的斜长角闪岩(基性火山岩)、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩。锆石U-Pb同位素测定表明,该区的斜长角闪岩、TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩几乎同时形成于2529±30Ma到2555±14Ma期间。这是华北克拉通新太古代晚期一次重要的岩浆事件,并紧随有2.5Ga左右的麻粒岩相变质作用。阴极发光图像显示,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩中一些锆石的核部为灰黑色,具杉树叶结构或无内部结构,意味着这些锆石核部的U-Th-Pb同位素体系在变质作用期间受到了干扰或重置,因此岩浆锆石核部的207Pb/206Pb加权平均年龄通常被解释为代表岩浆事件最年轻的年龄。新太古代晚期TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的岩浆锆石具有正的εHf(t)值(-0.08~9.49),计算的tDM1(Hf)模式年龄介于2572~2896Ma之间,峰值年龄为2.72Ga。这表明,TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的母岩浆是从亏损地幔源分异出来的,且2.7Ga是研究区和华北克拉通最重要的一次地壳增生事件。地球化学和岩石成因研究表明,本区的TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩是由来自新生地壳基性岩石部分熔融形成的岩浆通过结晶分离形成的,其中角闪石是主要的分离相矿物。地幔柱模式更有利于解释本区TTG片麻岩和紫苏闪长岩/紫苏花岗岩的成因以及冀东地区的许多其他地质特征。     

华北克拉通新太古代地壳增生:来自山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩的证据

通过详细的野外地质工作,本文在山西云中山地区识别出一套岩石组合完整的TTG片麻岩岩系,与TTG片麻岩共生的还有后期发育的二长花岗片麻岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗闪长质片麻岩的形成时间为2486±9Ma,二长花岗片麻岩的形成时间为2448±11Ma。地球化学特征显示研究区TTG片麻岩为高铝TTG。奥长花岗质片麻岩总体表现为高SiO_2(69.82%~73.54%)、富Na_2O(4.19%~5.16%)、高CaO(1.45%~3.03%)的特征,Al_2O_3含量为14.31%~15.74%,铝饱和指数(A/CNK)为1.00~1.03,属富钠过铝质系列岩石;英云闪长质片麻岩的特征与奥长花岗片麻岩基本相似,但K_2O含量更低,CaO含量更高;花岗闪长质片麻岩SiO_2(61.23%~61.97%)含量相对偏低,Na_2O/K_2O为1.00~1.32,Al2O3含量为15.03%~15.73%,铝饱和指数(A/CNK)为0.96~1.05,为准铝质或过铝质系列岩石。与上述TTG片麻岩不同的是,本区出露的二长花岗片麻岩表现为富钾(K_2O/Na_2O=1.22~1.44)、贫Al_2O_3(12.81%~14.27%)的特征。岩石稀土总量较低(∑REE=52.71×10~(-6)~262.0×10~(-6)),轻稀土富集,重稀土亏损,轻、重稀土强烈分馏。微量元素具有富集K、Rb、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素的特点,Cr、Ni等相容元素含量也较低,表现出岛弧岩浆的特征。花岗闪长片麻岩和二长花岗片麻岩εHf(t)值均为正值,前者成岩年龄与二阶段模式年龄较为接近,暗示其来源为2.5~2.6Ga的新生地壳,而后者成岩年龄与二阶段模式年龄则相差较多,其测点大都落在2.7~2.8Ga地壳演化线的区域内,表明二长花岗片麻岩来自于2.7~2.8Ga的古老地壳。根据上述地球化学特征,并结合区域地质特征,推测研究区高Al的TTG片麻岩是"平俯冲"状态下洋壳部分熔融的产物,而二长花岗片麻岩为底侵古老地壳部分熔融的产物,形成于大陆边缘弧的构造环境,代表云中山地区一次重要的以水平增生为主的地壳生长事件,同时也表明在新太古代末期,云中山地区已完成克拉通化,进入陆内演化阶段。     

华北克拉通地壳生长和演化:来自现代河流碎屑锆石Hf同位素组成的启示

定量地给出大陆地壳生长速率以及生长量随时间的演化是研究大陆地壳形成与演化的核心问题之一.近年来,利用沉积岩和沉积物中碎屑锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成已成为目前研究大陆地壳生长和演化最为简捷、有效的工具.本文对来自华北克拉通西部泾河和洛河河沙中的187颗碎屑锆石进行Hf同位素组成分析,并结合已有的资料来探讨华北克拉通地壳的生长和演化规律.结果显示:随着地质历史变化,华北克拉通地壳生长呈阶段性特点.如在中太古代中期-新太古代末期(3.0 ～2.5Ga)地壳生长速率较快,大约已有60％现今大陆地壳形成.此后,陆壳呈较稳定速率增长,到新元古代晚期(600Ma)基本己形成现存大陆地壳.表明现今的大陆主要生长于太古宙和元古宙,而显生宙陆壳的增生量可以忽略不计.根据河流碎屑锆石和前寒武纪岩石中锆石的U-Pb年龄、两阶段模式年龄(t DM2C和tNC2C)和εHf(t)所获得华北克拉通早前寒武纪地壳演化曲线,本文提出～2.7Ga和～2.5Ga分别曾经为华北克拉通太古宙岩浆作用最活跃时期,也是地壳快速生长时期,表明华北克拉通在新太古代曾发生过两期明显的地壳生长.     

华北克拉通新太古代末期的克拉通化: 冀东昌黎碱性花岗质岩石的岩石学、锆石年代学和元素地球化学

冀东地区是华北克拉通早前寒武纪地质研究的经典地区, 赋存有丰富的地球早期地壳演化和太古宙板块构造信息。本文对出露于冀东昌黎地区的一套新太古代碱性花岗质岩石进行了系统的研究。其主要矿物组成为碱性长石、石英和霓辉石, 以及榍石、磷灰石等副矿物, 偶见紫苏辉石。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年显示其成岩年龄为2531~2518Ma。该套碱性花岗质岩石具有高SiO₂(70.2%~73.0%)、K₂O+Na₂O(10.1%~11.0%)、Sr/Y值(44.3~103.5), 低CaO(0.48%~0.94%)、MgO(0.14%~0.33%)、Cr (4.96×10^-6~10.9×10^-6)、Ni(2.46×10^-6~4.62×10^-6)的特征, 稀土元素配分模式与冀东-辽西地区闪长质及二长-正长花岗质岩石相似, 同时显示Eu的正异常(Eu/Eu^*=1.02~1.49)以及岩浆分异的稀土元素分布特征。根据以上元素地球化学特征以及微量元素的模拟计算, 本文认为这套岩石来自增厚镁铁质下地壳的部分熔融, 并经历了以磷灰石为主同时包括榍石、褐帘石等副矿物的分离结晶。结合前人对区域内同时代变质表壳岩岩石地球化学以及变质作用的研究, 认为增厚下地壳的部分熔融与岩石圈地幔镁铁质岩浆的底垫和侵入有关。陆块发生碰撞后, 岩石圈包括下地壳不断增厚, 岩石圈地幔下部沉入软流圈, 引起了软流圈的上涌以及残余岩石圈地幔的部分熔融。昌黎碱性花岗质岩石形成于新太古代末期碰撞后的拉张环境, 暗示了华北克拉通新太古代末期的克拉通化。

     

Neoarchean (2.5-2.8 Ga) crustal growth of the North China Craton revealed by zircon Hf isotope: A synthesis

The crustal growth of the North China Craton(NCC) during the Neoarchean time(2.5—2.8 Ga) is a hotly controversial topic,with some proposing thai the main crustal growth occurred in the late Neoarchean (2.5—2.6 Ga),in agreement with the time of the magmatism,whereas others suggest that the main crustal accretion took place during early Neoarchean time(2.7—2.8 Ga),consistent with the time of crustalformation of other cratons in the world.Zircon U-Pb ages and Hf isotope compositions can provide rigorous constraints on the time of crustal growth and the evolution and tectonic division of the NCC.In this contribution, we make a comprehensive review of zircon Hf isotope data in combination with zircon U-Pb geochronology and some geochemistry data from various divisions of the NCC with an aim to constrain the Neoarchean crustal growth of the NCC.The results suggest that both 2.7—2.8 Ga and 2.5—2.6 Ga crustal growth are distributed over the NCC and the former is much wider than previously suggested.The Eastern block is characterized by the main 2.7—2.8 Ga crustal growth with local new crustal-formation at 2.5—2.6 Ga,and the Yinshan block is characterized by～2.7 Ga crustal accretion as revealed by Hf-isotope data of detrital zircons from the Zhaertai Group.Detrital zircon data of the Khondalite Belt indicate that the main crustal growth period of the Western block is Paleoproterozoic involving some～2.6 Ga and minor Early- to Middle-Archean crustal components,and the crustal accretion in the Trans-North China Orogen(TNCO) has a wide age range from 2.5 Ga to 2.9 Ga with a notable regional discrepancy.Zircon Hf isotope compositions,coupled with zircon ages and other geochemical data suggest that the southern margin may not be an extension of the TNCO,and the evolution and tectonic division of the NCC is more complex than previously proposed,probably involving multi-stage crustal growth and subduction processes.However, there is no doubt that 2.7—2.8 Ga magmatism and crustal-formation are more widely distributed than previously considered,which is further supported by the data of zircons from Precambrian lower crustal rocks, overlying sedimentary cover,modern river sediments and Late Neoarchean syenogranites.     

辽北新太古代晚期岩浆热事件与陆壳生长:来自清原奥长花岗岩的锆石U-Pb年代学和岩石地球化学证据

TTG(英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩)片麻岩是太古宙陆壳的重要组成部分,探究其形成过程可以获得地球早期大陆地壳增生-演化的关键地球动力学信息。本次研究从华北克拉通东部辽北清原地体中识别出了柴河、摩离红两个奥长花岗岩岩株,在空间上它们与时代相近的赞岐岩类(石英二长闪长岩)伴生,SIMS锆石U-Pb定年指示二者结晶年龄和变质年龄分别为2550～2546Ma和2510～2480Ma。柴河岩体SiO_2含量介于70. 7%～73. 5%之间,Na_2O/K_2O比值为2. 15～4. 89,Al_2O_3含量为14. 3%～15. 5%;富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素(Sr=356×10~(-6)～464×10~(-6),Sr/Y=71～392),亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,轻重稀土强烈分异,(La/Yb)_N比值介于45～144之间,部分样品发育Eu正异常(δ_(Eu)=1. 17～2. 41)。摩离红岩体SiO_2含量为64. 7%～75. 7%,Na_2O/K_2O比值为1. 86～2. 78,Al_2O_3变化范围较大(13. 7%～17. 7%);同样富集大离子亲石元素并亏损高场强元素,Sr/Y比值为22～36,轻重稀土分异明显,具有中等至偏高的(La/Yb)_N比值(7～47),Eu异常发育不明显(δ_(Eu)=0. 86～1. 34)。二者均具有接近亏损地幔的全岩ε_(Nd)(t)(+1. 9～+3. 8)和锆石ε_(Hf)(t)(+3. 9～+7. 1)值。以上特征指示柴河、摩离红岩体可能分别形成于低角度俯冲大洋板片或岛弧下地壳在榴辉岩相和石榴角闪岩相条件下部分熔融。区域岩浆-变质事件的时-空分布关系表明,华北克拉通东部新太古代晚期热事件主要受控于初始板块构造体制下的短周期、小规模俯冲-碰撞-伸展造山旋回。俯冲带岩浆活动在新太古代晚期陆壳生长-分异过程中已经扮演着非常重要的角色。     

Late Neoarchean volcanic rocks in the southern Liaoning Terrane and their tectonic implications for the formation of the eastern North China Craton

The late Neoarchean metamorphosed volcanic rocks in the southern Liaoning Terrane (SLT) of the eastern North China Craton (NCC) are mainly composed of amphibolites and felsic gneisses and can be chemically classified as basalt (Group#1), basaltic andesite (Group#2), dacite (Group#3) and rhyodacite (Group#4). LA-ICP-MS zircon U–Th–Pb dating reveals that they formed at ~2.53–2.51 ​Ga. Group#1 samples are characterized by approximately flat chondrite-normalized rare earth element (REE) patterns with low (La/Yb)_N ratios and a narrow range of (Hf/Sm)_N ratios, and their magmatic precursors were generated by partial melting of a depleted mantle wedge weakly metasomatized by subducted slab fluids. Compared to Group#1 samples, Group#2 samples display strongly fractionated REE patterns with higher (La/Yb)_N ratios and more scattered (Hf/Sm)_N ratios, indicative of a depleted mantle wedge that had been intensely metasomatized by slab-derived melts and fluids. Group#3 samples are characterized by high MgO and transition trace element concentrations and fractionated REE patterns, which resemble typical high-Si adakites, and the magmatic precursors were derived from partial melting of a subducted oceanic slab. Group#4 samples have the highest SiO₂ and the lowest MgO and transition trace element contents, and were derived from partial melting of basaltic rocks at lower crust levels. Integrating these tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks with the mass of contemporaneous dioritic-tonalitic-trondhjemitic-granodioritic gneisses, the late Neoarchean volcanic rocks in the SLT were most likely produced in an active continental margin. Furthermore, the affinities in lithological assemblages, metamorphism and tectonic regime among SLT, eastern Hebei to western Liaoning Terrane (EH–WLT), northern Liaoning to southern Jilin Terrane (NL–SJT), Anshan-Benxi continental nucleus (ABN) and Yishui complex (YSC) collectively indicate that an integral and much larger continental block had been formed in the late Neoarchean and the craton-scale lateral accretion was a dominantly geodynamic mechanism in the eastern NCC.     

冀东新太古代晚期界岭口闪长岩成因:U-Pb-Nd-Hf-O同位素研究

本文报道了华北克拉通东部冀东地区界岭口闪长岩及其中基性岩包体的锆石定年结果和地球化学组成。界岭口闪长岩是华北克拉通规模最大的太古宙闪长质侵入体,总面积约650km2。界岭口闪长岩由闪长岩和石英闪长岩组成,两者渐变过渡。在界岭口闪长岩中存在基性岩包体,包括辉绿岩、细粒辉长岩和辉长岩,一些基性岩包体边部存在冷凝边。石英闪长岩和细粒辉长岩包体的岩浆锆石年龄分别为2533±5Ma和2534±8Ma。闪长岩和石英闪长岩元素组成类似(13个样品),主要区别是后者SiO_2相对较高一些。它们稀土总量较高(TREE=93. 0×10~(-6)~234. 2×10~(-6)),轻重稀土分异程度不强((La/Yb)N=10. 4～23. 9),无明显铕异常(Eu/Eu*=0. 80～1. 05)。在MORB标准化的微量元素图解上,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损。全岩εNd(t)和tDM1(Nd)分别为-1. 20～2. 13和2. 73～2. 95Ga(7个样品),岩浆锆石εHf(t)和tDM1(Hf)分别为1. 66～4. 37和2. 60～2. 78Ga(13个数据点),δ~(18)O值为5. 00‰～6. 83‰(13个数据点)。相对于闪长岩-石英闪长岩,基性岩包体(3个样品)的MgO和CaO含量明显增高。岩石稀土总量偏低(TREE=82. 4×10~(-6)～155. 7×10~(-6)),轻重稀土分离不强((La/Yb)N=3. 3～6. 0),出现较弱的负铕异常(Eu/Eu*=0. 71～0. 88),在MORB标准化的微量元素图解上,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损。全岩εNd(t)和tDM1(Nd)分别为-0. 70和2. 97Ga(1个样品),岩浆锆石εHf(t)和tDM1(Hf)分别为0. 52～4. 72和2. 66～2. 82Ga(16个数据点),δ~(18)O值为4. 88‰～6. 72‰(13个数据点)。结合前人研究,可得出如下结论:1)界岭口闪长岩是基性岩浆结晶分异和陆壳物质影响双重作用的产物,而陆壳物质参与可能起了更重要的作用; 2)界岭口闪长岩形成于新太古代晚期总体上仍处于挤压的岛弧构造环境; 3)在华北克拉通,至少一部分具有中太古代晚期-新太古代早期Nd-Hf模式年龄的新太古代晚期TTG岩石形成与新太古代晚期富集地幔添加有关或是新太古代晚期亏损地幔添加与陆壳物质影响共同作用的结果。     

辽东盖州-庄河地区榆树砬子岩组碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素研究:对华北克拉通陆壳演化的制约

出露于辽东地区盖州-庄河一带的榆树砬子岩组,作为该区不整合覆盖于古元古代辽河群之上最早的稳定沉积盖层,其沉积时代、物源区及沉积环境的研究对了解华北克拉通的构造演化具有重要科学意义。目前该地区依然缺乏关于榆树砬子岩组形成时代和区域地层对比的数据。本文在详细野外地质调查基础上,通过碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素示踪等手段,对该岩组的沉积环境及时限、物源区及与燕辽裂谷带内中元古代地层的时空关系等问题进行了讨论。通过对榆树砬子岩组与燕辽裂谷带内常州沟组对比,发现尽管锆石U-Pb定年结果表明榆树砬子岩组沉积时代晚于1803Ma,但二者在锆石年龄谱、物源成分、岩石组合及沉积旋回序列等方面具有一定相似性。龙岗地块及辽南陆块太古宙基底、古元古代辽吉花岗岩以及古元古代同碰撞或碰撞后岩浆岩可能为榆树砬子岩组提供了物源。同时,锆石Hf同位素特征表明华北克拉通东北缘记录了自～4. 1Ga以来的一系列地壳生长事件,其峰期主要发生于31～27亿年,与华北克拉通其他地区的数据一致,为华北克拉通太古代的陆壳演化提供了新的佐证。