长江中下游庐枞盆地火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄：对扬子克拉通东部晚中生代岩石圈减薄机制的约束

庐枞盆地位于扬子克拉通的东北缘、大别-苏鲁印支期碰撞造山带的前陆地区、郯庐断裂与长江断裂带的交会处附近,构造位置独特。盆地内的中生代火山/潜火山岩以富碱和高钾为特征,地球化学上表现为富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素,属典型的橄榄玄粗岩系列,Sr-Nd同位素组成显示它们主要形成于陆下富集型岩石圈地幔的部分熔融。盆地内的火山岩按形成的先后分为龙门院组、砖桥组、双庙组和浮山组,各组之间有明显的喷发间断。本文用SHRIMP法测得4个组火山岩的锆石U-Pb年龄分别为131±1Ma、133±1Ma、130±1Ma和127±1Ma,年龄测试结果表明整个庐枞盆地内的火山岩是在很短的时间内(≤6Ma)形成的。结合整个长江中下游地区中生代火山活动的时间非常集中,意味着火山活动具有"突发性",指示机械拆沉可能是区内岩石圈减薄的主要机制。但庐枞盆地西北缘沙溪一带的侵入岩具埃达克质(adakitic),形成于加厚地壳的部分熔融,其侵位时间(≥136Ma)略早于盆地内橄榄玄粗质岩浆的活动时间,指示区内约133～136Ma时间段构造环境和动力学机制发生了重大转变。     

华北克拉通东部中生代高Mg闪长岩——对岩石圈减薄机制的制约

在华北克拉通东部鲁西—徐淮地区,存在一套辉石闪长岩-二长闪长岩-花岗闪长岩组成的adakitic岩石。锆石SHRI MP和LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明它们形成于早白垩世(130~132Ma)。该类岩石具有较高的MgO含量(质量分数为1·46%~9·76%)、高的Mg#值(0·46~0·68)和高的Sr/Y值(主体介于30~52之间,个别高达410)。这些特征类似于由俯冲大洋板片部分熔融形成的adakitic岩石。然而,它们所表现出来的相对较高的87Sr/86Sr初始比值(0·7051~0·7077)和较低的εNd(t)值(-4·43~-15·92)则反映岩浆形成或演化过程中应有陆壳物质的参与。徐淮地区该类岩石中榴辉岩类捕虏体和石榴石捕虏晶的存在和鲁西辉石闪长岩中众多地幔橄榄岩捕虏体的发现,以及这些捕虏体中普遍发育富硅质交代作用,由此可以判定该类岩浆应起源于拆沉下部大陆地壳的部分熔融及其在上升过程中与地幔橄榄岩的反应,石榴石作为残留相。华北克拉通东部早白垩世adakitic岩石的存在以及榴辉岩类捕虏体的年代学表明,中生代早期曾存在一次重要的陆壳加厚过程,之后相继出现的加厚岩石圈的拆沉应是中生代岩石圈减薄的主导机制。     

Spatial-temporal relationships of late Mesozoic granitoids in Zhejiang Province,Southeast China: constraints on tectonic evolution

ABSTRACT

Late Mesozoic granitoids in South China are generally considered to have been generated under the Palaeo–Pacific tectonic regime, however, the precise subduction mechanism remains controversial. Detailed zircon U–Pb geochronological, major and trace element, and Sr–Nd–Hf isotopic data are used to document the spatiotemporal distribution of the granitoids in Zhejiang Province. Three periods of late Mesozoic magmatism, including stage 1 (170–145 Ma), stage 2 (145–125 Ma), and stage 3 (125–90 Ma), can be distinguished based on systematic zircon U–Pb ages that become progressively younger towards the SE. Stage 1 granitic rocks are predominantly I-type granitoids, but minor S- or A-type rocks also occur. Sr–Nd–Hf isotopic data suggest that these granitoids were generated from hybrid magmas that resulted from mixing between depleted mantle-derived and ancient crust-derived magmas that formed in an active continental margin environment related to the low-angle subduction of the Palaeo–Pacific plate beneath Southeast China mainland. Stage 2 granitic rocks along the Jiangshan–Shaoxing Fault are predominantly I- and A-type granitoids with high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, low ε_Nd(t), ε_Hf(t) values and Mesoproterozoic Nd–Hf model ages. These results suggest that stage 2 granitoids were derived from mixing between enriched mantle-derived mafic magmas and ancient crust-derived magmas in an extensional back-arc setting related to rollback of the Palaeo–Pacific slab. Stage 3 granitic rocks along the Lishui–Yuyao Fault comprise mainly A- and I-type granitoids with high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, and low ε_Nd(t) and ε_Hf(t) values, again suggesting mixing of enriched mantle-derived mafic magmas with more ancient crustal magmas in an extensional back-arc setting, related in this case to the continued rollback the Palaeo–Pacific plate and the outboard retreat of its subduction zone.     

A review of the geodynamic setting of large-scale Late Mesozoic gold mineralization in the North China Craton: an association with lithospheric thinning

Abundant gold deposits are distributed along the margins of the North China Craton (NCC). Occurring throughout the Precambrian basement and located in or proximal to Mesozoic granitoids, these deposits show a consistent spatial–temporal association with Late Jurassic–Early Cretaceous magmatism and are characterized by quartz lode or disseminated styles of mineralization with extensive alteration of wall rock. Their ages are mainly Early Cretaceous (130–110 Ma) and constrain a very short period of metallogenesis. Sr–Nd–Pb isotopic tracers of ores, minerals and associated rocks indicate that gold and associated metals mainly were derived from multi-sources, i.e., the wall rocks (Precambrian basement and Mesozoic granites) and associated mafic rocks.Previous studies, including high surface heat flow, uplift and later basin development, slow seismic wave speeds in the upper mantle, and a change in the character of mantle xenoliths sampled by Paleozoic to Cenozoic magmas, have been used to suggest that ancient, cratonic mantle lithosphere was removed from the base of the NCC some time after the Ordovician, and replaced by younger, less refractory lithospheric mantle. The geochemistry and isotopic compositions of the mafic rocks associated with gold mineralization (130–110 Ma) indicate that they were derived from an ancient enriched lithospheric mantle source; whereas, the mafic dikes and volcanic rocks younger than 110 Ma were derived from a relatively depleted mantle source, i.e., asthenospheric mantle. According to their age and sources, relation to magmatism and geodynamic framework, the gold deposits were formed during lithospheric thinning. The removal of lithospheric mantle and the upwelling of new asthenospheric mantle induced partial melting and dehydration of the lithospheric mantle and lower crust due to an increase of temperature. The fluids derived from the lower crust were mixed with magmatic and meteoric waters, and resulted in the deposition of gold and associated metals.     

佳木斯地块片麻状花岗岩的锆石离子探针U—Pb年龄

我国东北地区佳木斯地块分布有大量的花岗质岩石,这些花岗岩可分为两个大的类型,其一为基底花岗片麻岩类,岩石曾经历过50Ma左右的角闪岩相－麻粒岩相变质作用的改造,并具有与麻山群变质岩系相同或一致的片麻理构造。其二为片麻状花岗岩类,片麻理发育程度不等,岩石显示明显的岩浆结晶结构,不具有任何后期变质作用叠加的痕迹,传统认为片麻状花岗岩形成于新元古代,但本文通过高精度的锆石离子探针U－Pb测年表明,这些花岗岩主要形成于270－254Ma的晚古生代,且部分岩石中含有较老的锆石颗粒或残留,表明这些花岗岩主要来源于基底岩石的部分熔融,测定岩石的矿物组成和化学成分特点暗示,它的形成可能与佳木斯地块与周围块体或佳木斯地块内部块体间的拼合作用有关。     

峡江-广丰和三南-寻乌火山岩带晚中生代粗面岩SHRIMP锆石U-Pb年龄

江西及广东北缘呈近EW向展布的峡江-广丰火山岩带和三南(全南、定南、龙南)-寻乌火山岩带,是我国东南部中生代以高钾钙碱性长英质火山岩为主体的火山岩带的组成部分.峡江-广丰火山岩带的石溪盆地、三南-寻乌火山岩带的三百山盆地和大长沙盆地出露少量粗面岩,粗面岩所含锆石具有明显的振荡环带,Th/U比值高,属典型的岩浆成因锆石....     

北京云蒙山地区侵入岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

位于华北克拉通北缘的云蒙山地区花岗岩类研究对认识该区域由挤压到拉张的构造背景转换的时间和机制有重要意义。本文在对云蒙山地区长园岩体、官山岩体和云蒙山岩体的岩相学特征及其与周围岩体的关系研究基础上,对这些花岗岩体进行了SHRIMP锆石U-Pb测年和主微量元素分析。结合前人研究结果,认为云蒙山地区在晚侏罗世—早白垩世期间主要有162~151 Ma和151~141 Ma两期岩浆活动,从早到晚岩浆酸性逐渐增加,反映岩浆源区从幔源物质到壳源物质的转变,随着晚侏罗世—早白垩世时期的挤压作用,地壳逐渐增厚,后期形成的岩浆更加具有壳源特征,甚至出现了中等分异的花岗岩。通过限定相关岩浆活动的时间,得出云蒙山地区从挤压到拉张的转换时间为141~129 Ma,本文研究的花岗岩类形成的构造背景是强挤压陆内造山环境,表明岩浆侵位于该区岩石圈大规模减薄之前。伴随中酸性岩浆上移侵位,残留相的密度越来越大,具备了后期下地壳发生拆沉的一些条件。     

大别山北缘金刚台火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及构造意义

位于大别山造山带北淮阳火山岩带中段的金刚台火山岩的形成时代一直存在争议。新的地质观察表明,其不整合于早白垩世商城岩体之上,不应当归属为侏罗纪。对金刚台火山岩3个样品进行了SHRIMP锆石U-Pb定年,其中喷出相的黑云母粗面岩(B09)年龄为(128.4±3.6)Ma,次火山相的闪长玢岩(B21)年龄为(129.1±2.2)Ma,靠近火山岩层底部的粗安岩(B26)年龄为(129±2)Ma。样品B09的测年数据误差较大,B21和B26则非常一致,表明金刚台火山岩形成于129Ma,火山喷发持续时间较短。金刚台火山岩是大别造山带早白垩世巨量岩浆爆发事件的产物。结合前人的研究成果,区域火山地质特征和商城岩体剥露机制的综合分析表明:(1)金刚台火山岩形成之前,区域发生了强烈的挤压隆升;(2)金刚台火山岩是造山带岩石圈拆沉作用的产物;(3)火山岩形成后区域进入长时间的岩石圈伸展阶段,因而129Ma是大别山地区构造转换的分界时间。     

华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代——SHRIMP锆石U Pb定年

华北克拉通是我国早前寒武纪条带状铁建造(BIF)最重要的分布区。近年来大量锆石定年研究表明,华北克拉通BIF形成于始太古代到古元古代早期,但主要为新太古代晚期(2.50～2.55Ga)。最重要的BIF分布于华北克拉通东部的鞍本、冀东和鲁西地区,沉积环境相对稳定是大规模BIF形成的重要条件。华北克拉通新太古代晚期BIF形成的构造环境还不十分清楚,但可能为岛弧构造环境。BIF明显的时代专属性是地质和大气演化的结果。     

羌塘沱沱河地区多才玛二长岩SHRIMP锆石U-Pb年代学及岩石地球化学

对青海省羌塘地块东北缘沱沱河多才玛铅锌矿区二长岩进行了系统的锆石U-Pb年龄和地球化学研究。结果表明二长岩属于钙碱性-高钾钙碱性,准铝质岩石,具有较高的Na_2O和较低的K_2O、MgO。样品的高Rb/Sr比值(0.21~0.47)、低Nb/Ta比值(13.25~14.02)和低Mg#值等特征显示二长岩岩浆来源于地壳。样品富集轻稀土元素(LREE)、大离子亲石元素(LILE)(Rb,Ba,K,Sr),以及活泼的不相容元素(Th、U),同时亏损高场强元素(HFSE)(Nb、Ta、P、Ti),与弧火山岩特征相似。二长岩的SHRIMP锆石U-Pb定年结果为(65.8±1.1)Ma,显示其形成于晚白垩世—早古新世。结合区域地质背景,推测多才玛二长岩形成于特提斯大洋板块的后期深俯冲阶段。     

西秦岭关子镇蛇绿混杂岩的地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年龄

西秦岭沿天水武山断裂带产出的关子镇蛇绿混杂岩由变玄武岩、变中-基性深成岩浆岩以及少量蛇纹岩组成.变玄武岩具有平坦或轻稀土略亏损的稀土配分型式((La/Yb)N=0.63～1.24),且不存在Nb、Ta和Ti的负异常,表明它们形成于洋中脊环境.变中-基性深成岩浆岩包含两种类型类型Ⅰ显示轻稀土富集((La/Yb)N＞2.2)、具有显著Nb负异常((La/Nb)N＞2.4)的特征,类似于岛弧火山岩;类型Ⅱ显示轻稀土亏损到略富集((La/Vb)N=0.44～1.38)、无显著Nb负异常((La/Nb)N＜1.5),这些特征与上述变玄武岩类似,表明它们也是关子镇蛇绿岩的组成部分.蛇绿岩中辉长岩和闪长岩(该闪长岩属"大洋斜长花岗岩类")样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为534±9Ms和517±8Ma,这反映关子镇蛇绿岩可能为早-中寒武世古洋壳残片.由于西秦岭的天水武山断裂带是东秦岭商丹断裂带的西延并共同被认为是华北和华南陆块之间的主缝合线,上述年龄对理解该带及古秦岭洋的演化提供了重要制约.     

内蒙古固阳地区早石炭世花岗岩的发现： 来自SHRIMP锆石U-Pb年代学的证据

内蒙古固阳地区位于华北克拉通北缘,区内出露大规模晚古生代早石炭世花岗岩,花岗闪长岩呈脉状侵入于主体花 岗岩中,同时脉状侵入岩中还有闪长岩包体存在。对这三类岩石分别进行岩石地球化学分析和SHRIMP锆石U- Pb同位素 测定,结果表明3个样品均富集LILE和LREEs,且具有REE轻度分馏,Nb、Ta与Ti负异常,Rb、Th和K正异常的特征,为 钙碱性系列。花岗岩、花岗闪长岩和闪长岩三个岩体的SHRIMP锆石U-Pb定年结果分别为：330.8Ma、324.7Ma、329.2 Ma,属 于早石炭世。早石炭世华北克拉通与西伯利亚板块尚未发生碰撞,固阳地区北部的早石炭世岩体应为古亚洲洋向华北板 块俯冲的结果。花岗岩主要源于陆壳物质的重熔,花岗闪长岩可能来源于花岗质岩浆和闪长质岩浆的混合作用。     

太行山和华北其它地区中生代岩浆作用的锆石U-Pb年代学和地球化学特征及其岩浆成因和地球动力学意义

华北克拉通东部中生代岩浆岩的主要特征是岩石类型复杂(从辉长质到二长花岗质),显示高钾钙碱性、高Sr—Ba、高Sr／Y和La／Yb比值和高度富集的Sr-Nd同位素成分。锆石SHRIMP定年表明,太行山地区岩浆作用发生在138—127Ma之间。该年代结果与东亚其它地区已经发表的锆石年代数据揭示了中生代岩浆作用的发展具有从日本岛(和朝鲜半岛;210Ma),到胶辽半岛(180Ma),再到大别山-太行山(138Ma)的年轻化趋势。这暗示华北中生代岩浆作用可能与古太平洋板块的俯冲有关。但华北中生代岩浆岩似乎没有明显的向内陆方向的成分变化极性,可能与古太平洋板块在地幔过渡带的水平俯冲有关。地球化学数据表明,华北中生代岩浆岩可能主要形成于壳幔岩浆混合作用和随后的分离结晶过程．而不是形成于基性下地壳部分熔融作用。     

南秦岭东河群碎屑锆石U-Pb年龄及其板块构造意义

南秦岭微陆块是秦岭造山带的重要构造单元,其早白垩世沉积物是研究物源区及南秦岭微陆块构造演化的理想对象.南秦岭微陆块南缘观音坝盆地早白垩世砂砾岩中的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄给出了5个年龄峰,范围分别是2600～2300Ma、2050～1800Ma、1200～750Ma、650～400Ma和350～200Ma,对应于Kenor、Columbia、Rodinia、Gondwana和Pangaea等5次超大陆事件.碎屑锆石源区复杂,但主要源自华北克拉通和北秦岭增生带,表明晚古生代南秦岭微陆块是秦岭-华北联合大陆板块的一部分,而非独立的微陆块.最年轻的锆石年龄峰给出了勉略洋向秦岭-华北大陆俯冲的时限,即350～ 200Ma;扬子与秦岭-华北联合大陆板块的碰撞造山作用始于三叠纪-侏罗纪之交,强烈的挤压造山作用发生在侏罗纪,而非三叠纪或更早.     

黑河新生地区早白垩世花岗质岩石的锆石U——Pb 年龄、地球化学特征及地质意义

黑河新生地区位于大、小兴安岭的结合部,其早白垩世岩浆活动频繁,主要岩石类型为花岗斑岩、花岗闪长岩。地球化学特征显示这些岩石为高钾钙碱性系列的I 型花岗岩,富集大离子亲石元素 ( LILE) 而亏损高场强元素( HFSE) 。LA--ICPMS 锆石U--Pb 年龄测定结果表明,花岗斑岩的形成时代为118. 1 ± 1. 5 Ma,花岗闪长岩的形成时代为112. 8 ± 0. 9 Ma,这与该区广泛分布的早白垩世火山岩形成时代一致。Hf 同位素成分特征表明,岩体的源岩为中-新元古代时期由亏损地幔起源的火成岩。结合岩石学特征和邻区其他地质资料,认为黑河新生地区早白垩世花岗岩的形成与古太平洋板块的俯冲作用有关。     

东北地区中生代岩石圈减薄时间上限的厘定:来自松辽盆地营城组火山岩年代学约束

松辽盆地是我国东北地区一个大型的晚中生代含油气沉积盆地。在盆地发育早期阶段受强烈伸展作用影响形成了大规模的断陷和大量的火山活动。本文以松辽盆地北部徐家围子断陷区火山岩的年代学研究为切入点,通过对徐家围子断陷升深更2井和徐深9-2井营城组(K_1y)火山岩的岩芯样品进行SHRIMP U-Pb定年,获得了营城组火山岩年龄为114～112 Ma,并认为该年龄结果代表了松辽盆地区域晚中生代岩浆作用的上限时间。通过对松辽盆地及邻区的火山年代学的对比发现:中国东北地区晚中生代曾发生过多期的岩浆事件,时间分别为:166～150 Ma;140～130 Ma;130～120 Ma;114～109 Ma。松辽盆地内早白垩世营城组火山岩年龄与我国东北地区中生代最后一期岩浆作用时间一致,指示了东北地区中生代最后一期岩浆事件年龄。松辽盆地营城组火山岩年龄的厘定将为本区中生代岩石圈减薄的上限时间提供进一步可靠的年代学约束。     

小秦岭文峪和娘娘山花岗岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄及其意义

对小秦岭文峪和娘娘山花岗岩体进行的锆石SHRIMP U-Pb定年和岩石地球化学分析结果表明,文峪和娘娘山黑云母二长花岗岩体属于Ⅰ型花岗岩,是太古宙太华群高级变质岩系经部分熔融的产物。它们的成岩年龄分别为138.4±2.5 Ma和141.7±2.5 Ma,略早于本区拆离伸展活动的时限,暗示了中下地壳部分熔融形成的岩浆热穹窿和花岗质岩浆在上地壳的大面积侵位导致了小秦岭变质核杂岩的发育。花岗岩体的成岩年龄都早于本区金矿床的主期成矿时代,从时间上表明了花岗质岩浆活动与金矿成矿作用无直接关系。     

Late Mesozoic rift evolution and crustal extension in the central Songliao Basin,northeastern China: constraints from cross-section restoration and implications for lithospheric thinning

The Songliao Basin, the largest oil-producing basin in China, was the centre of late Mesozoic rifting and lithospheric thinning in northeastern China. However, the rifts are still poorly revealed due to a thick cover of subsidence successions. By structural interpretation and sequential restoration of cross-sections based on new 2D seismic data and well data, this study presents the structural style, basin evolution, and horizontal crustal extension of the central Songliao Basin. We have developed a novel method to retrieve the regional extension principal strains. The results enable an assignment of rifting into two episodes. The earlier episode (ca. 157–130 Ma) was dominated by distributed faulting of numerous planar normal faults trending NNE–SSW, NNW–SSE, or near NS, probably reflecting pre-existing basement fabrics; in contrast, the later episode (ca. 130–102 Ma) was controlled by localized extension along several major listric faults. Horizontal crustal extension during rifting is estimated to have been 11–28 km (10.6%–25.5%), with the long-term average rate varying from 0.20 to 0.51 mm yr^–1. Regional horizontal strains show a gradual evolution from biaxial extension at the beginning of rifting to WNW–ESE uniaxial stretching during the later rifting episode. Brittle crustal extension is interpreted to have been associated with vertical strain due to tectonic stretching, which is estimated to have contributed more in thinning the lower crust than the mantle lithosphere. Accordingly, a two-episode dynamic model is proposed to explain rifting in the Songliao Basin. We suggest that the earlier event was dominated by delamination of the thickened continental lithosphere, whereas the later event was probably controlled by regional crustal detachment due to slab subduction and stagnancy of the Izanagi lithospheric plate.     

浙北富阳神功村二长花岗斑岩脉SHRIMP锆石U—Pb年龄及其地质意义

浙北富阳神功村地区二长花岗斑岩脉侵入于中新元古界地层中,采自该岩脉样品的锆石离子探针(SHRIMP)U-Pb同位素年龄为117.7Ma±2.7Ma。这一数据表明本区二长花岗斑岩岩脉的形成年代为早白垩世中期,而不是1∶5万填图资料所认为的新元古代时期(晋宁晚期)。新获得的高精度年龄数据支持华南中生代末广泛的岩浆侵入作用始于早白垩世中期的观点。     

鲁西莲花山地区新太古代晚期二长花岗岩中的表壳岩包体——SHRIMP锆石U-Pb定年和地球化学特征

为了确定鲁西莲花山地区新太古代晚期二长花岗岩中的表壳岩包体的形成时代，并探讨与相邻雁翎关地区的雁翎关岩组中的新太古代早期变质火山岩系的关系。本文对表壳岩包体及相关岩石进行了锆石年代学和地球化学研究。表壳岩包体主要由变质超基性岩和斜长角闪岩组成，另含少量（黑云）角闪变粒岩和黑云变粒岩。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示：角闪变粒岩的岩浆锆石年龄为2 757 Ma；侵入斜长角闪岩的奥长花岗岩脉的年龄为2 593 Ma；从变质超基性岩分选出很少锆石，它们普遍遭受强烈变质重结晶，²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为2 657~2 397 Ma。变质超基性岩具轻稀土亏损型或平坦型稀土模式，斜长角闪岩具平坦型稀土模式，角闪变粒岩具轻稀土略富集稀土模式，虽然大离子亲石元素相对富集，但都无明显Nb、Ta亏损。表壳岩包体的岩石组合、地球化学组成特征和形成时代可与相邻雁翎关地区的雁翎关岩组中的新太古代早期变质火山岩系对比，形成于大洋环境。新太古代早期表壳岩的原有分布范围应比现在所见到的更为广泛。