华北克拉通南缘早前寒武纪沉积物稀土地球化学特征及演化

华北克拉通南缘六个早前寒武地体的31件沉积物样品,其稀土特征及演化规律是:2300Ma后沉积物的∑REE高于2300Ma前者,沉积物Eu亏损始于2300Ma左右。此规律可以通过考虑沉积环境的改变,用软硬酸碱理论来合理地加以说明,2300Ma前还原背景的沉积物∑REE低,Eu正异常,2300Ma后氧化环境的沉积物∑REE高,Eu负异常。大气圈在2300Ma时由还原性质变为氧化性质。     

豫西渑池地区中元古界兵马沟组沉积环境分析

华北克拉通南缘中元古代早期发育陆源碎屑-碳酸盐岩沉积,豫西地区兵马沟组作为其早期陆源碎屑充填沉积,对于探讨中元古代早期华北克拉通南缘沉积环境演化有重要意义。在野外地质剖面实测基础上,结合岩性及粒度特征划分沉积相,探讨渑池地区兵马沟组沉积环境演化,为华北克拉通南缘中元古代早期沉积环境演化提供约束。豫西渑池地区兵马沟组剖面自下而上主要岩性为含砾砂岩-粉砂岩、泥岩-含砾砂岩,垂向上沉积物粒度特征具粗-细-粗的变化,概率累计曲线揭示其水动力条件先减小后变大,兵马沟组下段为河控三角洲的三角洲平原-三角洲前缘-前三角洲-三角洲前缘亚相,上段为滨海相的临滨-前滨亚相,其代表华北克拉通南缘构造活跃期-稳定盖层沉积期之间初期海进-海退旋回;中元古代早期,华北克拉通南缘表现为北东高南西低的古地形特征,兵马沟组是该时期熊耳群或华北克拉通古老基底遭受快速剥蚀的产物;对比不同地区的兵马沟组沉积特征,其在区域上的沉积差异可能是沉积时间及古地形差异性造成的。渑池地区兵马沟组在该时期仍受华北克拉通熊耳裂谷活动的影响,兵马沟组记录了裂谷盆地充填早期的演化过程,对研究华北克拉通南缘中元古代早期大地构造演化具有重要意义。     

中国西秦岭碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

西秦岭是北接华北克拉通、西接祁连与柴达木、南接松潘—甘孜地块的东秦岭造山带的西延。文中研究了该区从前寒武纪到三叠纪的碎屑沉积岩。这些碎屑沉积岩中分离出的锆石由LA-ICPMS(激光剥蚀等离子体质谱)进行了U-Pb定年。全岩Nd亏损地幔模式年龄类似于扬子克拉通年龄,主要分布于1.55~1.98Ga,峰值为1.81Ga,而与华北克拉通主要为古元古代与太古宙的模式年龄形成明显的对比。泥盆系中的碎屑锆石930~730Ma的U-Pb年龄指示其与扬子克拉通具亲缘性。930~730Ma是源区地壳的强烈增长阶段。二叠系—三叠系的碎屑沉积岩主体以含老于1600Ma的碎屑锆石为特征。碎屑锆石U-Pb年龄与Sm-Nd同位素组成指示此时华北克拉通南缘的基底岩石成为二叠系—三叠系碎屑沉积岩的重要物源。扬子克拉通在三叠纪时与华北克拉通拼接。西秦岭二叠系—三叠系碎屑沉积岩含有高达50%的华北克拉通南缘的基底岩石。     

华北克拉通南缘古元古代晚期小河A型花岗岩体成因及其地质意义

华北克拉通南缘出露的古元古代花岗岩是研究前寒武纪地壳演化的重要载体。文章报道出露于华北克拉通南缘的小河花岗质岩体的锆石U-Pb年龄和地球化学组成，探讨其岩石成因和前寒武纪地壳演化意义。小河岩体的岩性为含黑云母二长花岗岩，根据其稀土元素特征可以分为两类，第一类表现为轻稀土元素富集、重稀土亏损的右倾配分模式，具有中等分异特征，第二类具有稀土总量较低，轻重稀土分馏不明显，中稀土亏损的稀土元素分布模式，具有高分异特征。锆石U-Pb年龄表明两种类型岩石形成于～1.80 Ga，为同一期次岩浆活动。两类岩石均具有富硅、富碱和弱过铝质特征，属于高钾碱钙质—钙碱质系列；富集Rb、Th、U、K等元素，亏损Ba、Sr、P和Ti等元素。两类岩石有相同的Nd-Hf同位素组成特征，其岩浆源区可能均为华北克拉通南缘晚太古宙基底物质。此类铝质A型岩浆作用可能是与伸展体制相关的岩浆—热事件，暗示在约1.80 Ga时华北克拉通南缘为碰撞/造山后的伸展环境。     

华北克拉通东南缘寒武系底部黑色碎屑岩系的物源分析及其对晚前寒武纪地质演化的约束

华北克拉通东南缘新元古代—寒武纪交替时期黑色碎屑岩系马店组(或称为凤台组)的层序划分、时代归属、物源等基础地质问题仍存在分歧,本文从元素地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学等角度开展综合分析,为合理建立华北克拉通东南缘地层格架及中、新元古代—早古生代构造演化提供重要证据。马店组整套碎屑岩系的绝大部分元素的富集系数(EF值)基本一致;碎屑锆石U-Pb年龄主要集中于2.6~1.0Ga之间,包括~2.5Ga、~2.1Ga、~1.8Ga、1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga等多个年龄峰。马店组整体为寒武纪第二世的被动大陆边缘连续海侵地层;沉积物来源于华北克拉通内部徐淮地区,具有碳酸盐质新元古代盖层物源和非碳酸盐质早前寒武纪变质基底物源的两端元混合作用,其中1.8Ga碎屑锆石来源于早前寒武纪变质基底,而中元古代碎屑锆石及砂砾级白云质碎屑来源于新元古代盖层,极少量新元古代碎屑锆石来源于新元古代初期基性岩墙群。华北克拉通周缘新元古界—下古生界中丰富的1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga碎屑锆石记录证实至少华北克拉通东缘和南缘曾有与北秦岭地区类似的中、新元古代构造带。该构造带中元古代时强烈地参与了Columbi超大陆裂解和Rodinia超大陆聚合过程,于新元古代初期为华北克拉通周缘盆地的主要物源供给区;约900 Ma可能与华北克拉通开始裂解,至早古生代马店组沉积时期其物源贡献已经完全缺失。     

本期论文推荐

正本期论文"华北克拉通南缘约2.5Ga构造变质事件及意义"(曹正琦等),对于探讨华北克拉通太古宙晚期的构造演化具有重要意义.华北克拉通新太古代末期到早元古代早期构造-岩浆热事件的性质,是中国早前寒武纪地质学领域的重大科学问题和区域热点之一.华北克拉通约2.5Ga构造岩浆热事件广泛发育,但     

华北克拉通对罗迪尼亚超大陆事件的响应——GOSEN连接假设

中元古代晚期—新元古代早期的华北克拉通与塔里木、扬子克拉通存在明显差异,那里没有十分强烈的与罗迪尼亚超大陆汇聚及裂解有关的热-构造事件的地质记录,因此对华北克拉通与罗迪尼亚超大陆的关联存在不同的推测。近年来,在郯庐断裂带两侧新元古代碎屑岩地层中,从辽宁的榆树砬子群,经山东烟台蓬莱群至土门群,陆续测得众多具经典格林威尔期的碎屑锆石年龄。这一信息与西伯利亚东南缘上里菲碎屑岩中的碎屑锆石年龄谱十分相似。这些碎屑锆石的时代均不是华北或西伯利亚本土所具有的特点,说明华北东缘、西伯利亚东南缘与劳伦大陆东南缘格林威尔造山带存在某种亲缘关系。根据这种推测,笔者等提出了劳伦大陆格林威尔造山带、西伯利亚东南缘和华北东部(GOSEN)连接的假设。     

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.      

华北克拉通南缘中—新元古代年代地层格架和沉积演化过程研究的新进展

华北克拉通南缘中—新元古代地层发育良好,露头连续,是华北克拉通元古宙地层发育最好的地区之一.近年来重要年代学研究成果不断涌现,使华北克拉通南缘年代学格架和不同地层小区(卢氏—栾川、渑池—确山和嵩山—箕山地层小区)的地层对比关系逐渐清晰.本文总结了华北克拉通南缘中—新元古代地层学的新进展,并与天津蓟县中—新元古代地层标准剖面进行了对比,重新厘定了新的地层格架,主要包括:(1)将卢氏—栾川地层小区原归属蓟县系的高山河群、官道口群及青白口系白术沟组分别重新划定为长城系、蓟县系和待建系;(2)将渑池—确山地层小区的黄连垛组和董家组划分为蓟县系下部和青白口系;(3)将嵩山—箕山地层小区五佛山群进行解体,马鞍山组下拉至长城系,将五佛山群其他地层暂置于青白口系.以上述新进展和现有资料为依据,本文重新梳理了华北克拉通南缘中—新元古代的沉积演化过程,构建了不同时期的岩相古地理简图.     

冲积扇沉积向滨岸沉积的转变--以华北克拉通南缘中元古界兵马沟组为例

中国华北克拉通南缘的前寒武纪沉积地层发育齐全、出露较好,具有较高的研究价值。但前寒武纪的沉积地层年代久远,缺少佐证的生物依据,对沉积环境的判断更多依赖于构造背景、地理环境、岩石类型和沉积构造等,导致前人研究有较多的争议。以华北克拉通南缘汝阳群兵马沟组为例,通过精细分析岩石特征、古水流和沉积相,结合相关地层的区域对比及古地貌的重建,解释了兵马沟组的沉积成因和环境转换。汝阳群沉积地层不整合覆盖在华北克拉通南缘太古宙变质结晶基底或古元古代熊耳群火山-沉积岩系之上,兵马沟组作为汝阳群底部的地层单元,受地形和断裂的明显控制,接受丰富的物源供给,发育了一套极具特色的“双层叠加”沉积地层,代表了从冲积扇沉积到砂砾质滨岸沉积的环境转变,作为华北克拉通南缘以海相为主控的沉积开端,具有重要的科学价值。     

沉积物微量元素示踪地壳成分和环境及其演化的最新进展：Taylor模式的进

针对Ｃｏｎｄｉｅ等的质疑，Ｍｃｌｅｎｎａｎ和Ｔａｙｌｏｒ（１９９１）发表了题为“沉积岩与地壳演化”的文章，除重申他们的模式的科学性外，还提出了一些新见解，作为对Ｃｏｎｄｉｅ等质疑的回答或对１９８５年模式的补充。其主要表现是：（１）更注重了同类构造环境沉积物的对比，强调了太古宙高级地体沉积物与后太古宙克拉通盆地的重要性，在一定程度上承认了将太古宙绿岩沉积物（活动背景）与后太古宙克拉通盆地沉积物（稳定     

古元古代大氧化事件(GOE)前后海洋环境的变化: 来自华北条带状铁建造(BIF)岩相学和地球化学的证据*

条带状铁建造(BIF)是形成于前寒武纪海洋中的化学沉积岩,记录了古海洋氧化还原状态的重要信息。华北克拉通广泛分布的新太古代和古元古代BIF,是了解古元古代大氧化事件(GOE)前后古海洋氧化还原环境变化的理想对象。初步研究表明,华北克拉通新太古代BIF主要为磁铁矿型氧化物相和硅酸盐相,极少数出现碳酸盐相;古元古代BIF包括赤铁矿型和磁铁矿型氧化物相、硅酸盐相和碳酸盐相,其中赤铁矿相是古元古代BIF独有的。以上矿物学特征表明,新太古代和古元古代水体的氧化还原条件是不同的。华北克拉通新太古代BIF的稀土元素组成缺乏强烈的负Ce异常,反映同期海水氧含量非常低,为缺氧状态; 但少量BIF也包含有负Ce异常,同时具有较大变化范围的Th/U值,指示新太古代海洋的局部水体氧含量相对较高,呈弱氧化状态。与新太古代BIF相比,古元古代BIF的Ce异常变化较大,包括无异常、正异常和负异常,尤其是赤铁矿相BIF具明显的负Ce异常,表明古元古代水体的氧含量和氧化还原结构已发生了明显变化; 结合华北克拉通BIF的Ni/Co、V/(V+Ni)和Th/U等比值特征,认为古元古代海洋呈次氧化—氧化环境。新太古代BIF 强烈富集重铁同位素,S同位素非质量分馏效应较为明显;而古元古代BIF相对富集轻铁同位素,S同位素非质量分馏效应不明显。综上,新太古代海洋环境整体缺氧,但局部可能存在氧气“绿洲”,暗示光合产氧作用在太古代晚期已经存在;大氧化事件期间及之后的古海洋总体具上部氧化、下部还原的分层特征。     

关于东秦岭造山带秋树湾铜钼矿床找矿方向的一点思考

<正>秦岭造山带是中国乃至世界著名的多体制、多成因的复合型大陆造山带和贵金属、有色金属成矿带。秦岭造山带可分为华北克拉通南缘、北秦岭造山带、南秦岭造山带和扬子克拉通北缘等4个构造单元(李诺等,2007),东秦岭位于华北克拉通与扬子克拉通的邻接边缘以及它们之间的拼合带,即秦岭造山带的东段(卢欣祥等,2002)。东秦岭造山带在构造环境上与秦岭造山带一致,都经历了从太古宙到中新生代长达30亿年的地质演化。秋树湾铜钼矿床位于华北板块南缘,秦岭-大别山碰撞带的东     

中国东部华北克拉通南缘和华南地块地幔岩中的钼含量及其意义

对中国东部华北克拉通南缘(山东临朐、昌乐、胶州和安徽明光)和华南地块(福建牛头山、广东英峰岭、海南定安和海南蓬莱)80件地幔岩包体及其寄主玄武岩石中的钼含量进行了分析。中国东部华北克拉通南缘和华南地块新生代地幔岩包体钼含量在0.10～0.41μg/g之间,平均含钼0.19μg/g;这些包体的寄主玄武岩中的钼含量明显高于其地幔岩包体中的钼含量。寄主玄武岩中钼含量在0.75～7.21μg/g之间,平均含钼3.17μg/g。其中安徽明光寄主玄武岩中钼含量最高,平均6.8μg/g;山东临朐、昌乐寄主玄武岩中钼含量平均为3.6μg/g;福建牛头山、海南定安和海南蓬莱寄主玄武岩中钼含量低,这三地平均为1.4μg/g,与世界基性岩钼的丰度1.4μg/g一致。中国东部华北克拉通南缘和华南地块地幔岩包体的寄主玄武岩中的钼含量在空间分布上明显表现为华北克拉通南缘高而华南地块低。结合我国大型钼矿集中于华北克拉通南缘以及成矿元素来源于下地壳的事实,说明寄主玄武岩中钼含量的高低对地壳中钼矿床和钼矿集中区的分布有指示意义。     

应用地球化学模式恢复准噶尔盆地东部浅层地下水的氧化-还原环境

地下水的ＥｈＷ值是反映其氧化还原能力的水文地球化学参数,是确定铀氧化还原环境必不可少的参数之一。在准噶尔盆地东部进行１∶５０万层间氧化带砂岩型铀矿床区调时,受工作条件限制,没能对所采集到的水样进行ＥｈＷ值测定,因而影响了对水的氧化还原能力的评价,但是这批水样分析资料中的Ｆｅ２＋／Ｆｅ３＋是非常有用的氧化还原电对,可用来模拟计算地下水环境的ＥｈＷ值。详细讨论了应用地球化学模式来模拟计算地下水ＥｈＷ值的原理和结果。     

华北克拉通东部盆地白垩-古近纪构造沉降的时空变化及其与克拉通破坏的关系

白垩-古近纪为华北克拉通东部断陷盆地的形成时期,通过运用盆地分析技术,本次工作得到了这一时期各盆地的各阶段构造沉降曲线及相应的构造沉降量和沉降速率。构造沉降分析表明,华北克拉通东部白垩-古近纪盆地的最强构造沉降峰期为古新世(孔店期),次构造沉降峰期为早白垩世早期(莱阳期)。其中早白垩世早期为华北克拉通东部、南部盆地的最强构造沉降峰期,古新世为克拉通内部渤海湾盆地区的最强构造沉降峰期,而其它时期盆地的构造沉降特征表现为构造沉降峰期前后的弱沉降过渡阶段。结合盆地的分布规律,盆地的主要构造沉降中心在白垩纪集中在华北克拉通的南缘和北缘,而在古近纪则迁移到克拉通内部渤海湾地区,即由华北克拉通边缘向内部迁移。伸展期盆地的演化经历了宽裂谷(莱阳期)→窄裂谷(大盛期)→宽裂谷(孔店期)→窄裂谷(东营期)的循环演化模式,揭示了岩石圈的温度和强度的变化。而这种构造沉降的时空变化更支持华北克拉通破坏以拆沉机制为主。     

豫西卢氏八宝山铁铜多金属矿床黄铁矿成分研究

豫西卢氏八宝山铁铜多金属矿床是华北克拉通南缘中生代斑岩成矿体系中以铁矿化为主的矿床,其中南矿带和西矿带广泛发育黄铁矿。电子探针成分显示,黄铁矿的主要元素S和Fe的总和超过90%,但同一种黄铁矿表面不同位置微量元素Cu和As的含量存在突变。这种突变说明,来源于同一岩浆热液系统的富液相流体与上升的富气相流体的混合作用是引起黄铁矿沉淀的主要机制。黄铁矿中的As有两种赋存价态As3+和As1–,代表了八宝山斑岩矿床中形成黄铁矿的岩浆流体可能经历了先氧化后还原的环境(As3+指示氧化环境,As1–指示还原环境),说明八宝山矿区具有斑岩铜矿的成矿潜力。     

沉积物微量元素示踪地壳成分和环境及其演化的最新进展：Taylor模式的错误,

剖析了Ｔａｙｌｏｒ模式的要点或理论基础，认为否定环境对沉积物ＲＥＥ型式的影响，发现太古宙沉积物与元古宙沉积物ＲＥＥ型式的差异，提出太古宙末有全球性钾质花岗岩事件等，是Ｔａｙｌｏｒ模式的三个关键或紧密相连的三个主要环节。论证了Ｔａｙｌｏｒ模式的三大关键实属三大错误。然后探讨了Ｔａｙｌｏｒ模式的若干其它不足或所面临的问题。最后将错误和不足的原因归为Ｔａｙｌｏｒ错误地否定了环境对沉积物化学成分的影响，从     

内蒙古固阳地区侵入渣尔泰群中新元古代早期辉长岩岩床的发现及其意义

华北克拉通由于新元古代早期构造-岩浆活动的地质记录较少,制约了对其新元古代时期构造演化的认识。本文对内蒙古中部固阳地区侵位于渣尔泰群阿古鲁沟组中3个变辉长岩岩床样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试,显示其侵位年龄为-925 Ma,表明华北克拉通北缘存在新元古代早期的岩浆活动。该岩床与同时期华北克拉通中部-925 Ma的基性岩墙群(大石沟岩墙)和东南部945-890 Ma的基性岩床群(徐淮-辽东-沙里院岩床)具有相似的岩石地球化学特征和重叠的Nd同位素组成,表明其可能是新元古代早期华北克拉通中—东部发育的大规模基性岩浆活动事件在克拉通北缘的响应,但其规模相对华北克拉通东南缘明显较小。华北克拉通北缘新元古代早期基性岩浆活动的发现,为深入了解华北克拉通北缘新元古代构造演化及其与罗迪尼亚超大陆的关系提供了重要线索。     

华北克拉通东南缘新元古代凤台组冰期沉积序列及演化

新元古代冰期事件作为一个显著的沉积记录,广泛留存在各个古克拉通。新元古代凤台组肉红色冰碛杂岩仅发育在华北克拉通东南缘,以单一的碳酸盐成分为主要鉴定特征。本文通过细致研究,认为华北克拉通东南缘在新元古代中晚期为陡坡镶边碳酸盐台地环境,受到海洋型冰川作用,形成了凤台组为代表的大陆边缘型冰川沉积地层。冰川运动仅局限于大陆边缘而未引入腹地陆源碎屑,导致凤台组冰碛杂岩中的基质和角砾基本来源于下伏碳酸盐岩地层,并具有冰碛沉积和重力流沉积特征。结合前人的研究资料和成果,凤台组的发育时限为埃迪卡拉纪,可对比关联华北克拉通南缘罗圈组和西缘正目观组,从而在华北克拉通周缘形成了显著的埃迪卡拉纪冰川沉积。另外,凤台组包含多套冰期—间冰期的沉积地层,应指示着次一级的冷暖气候周期,可能记录着埃迪卡拉纪冰期的完整沉积记录。厘清凤台组的沉积序列及演化过程,有利于研究碳酸盐台地在冰期—间冰期的沉积历史,继而完善不同古地理背景下的冰期沉积类型,并补充低纬度地区的冰川作用案例。