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再论“关于板块运动启动时间的争论”

岩石学报 2021年第1期37卷 24-34页

作者：陆松年相振群中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局前寒武纪地质研究中心天津300170

笔者在"关于板块运动启动时间的争论"一文(陆松年等,2016)基础上,参阅公开发表的部分文章,介绍了前板块岩浆洋和停滞盖研究的新进展,并再次讨论有关板块运动启动时间的不同认识和观点。根据太阳系30个类地行星天体图像资料,硅酸盐质行... 详细信息

笔者在"关于板块运动启动时间的争论"一文(陆松年等,2016)基础上,参阅公开发表的部分文章,介绍了前板块岩浆洋和停滞盖研究的新进展,并再次讨论有关板块运动启动时间的不同认识和观点。根据太阳系30个类地行星天体图像资料,硅酸盐质行星体在它的生命期由于冷却和岩石圈增厚似乎经历过多种构造样式,包括岩浆洋、多类型停滞盖以及板块构造。硅酸盐类行星由于增生、分异、撞击和放射性活动,使星体变热,发生熔融反应而形成"岩浆洋"。硅酸盐星球体早期很可能是大面积但寿命很短的岩浆洋,之后的星球可能受两种构造模型控制:停滞盖构造和板块构造。已有资料表明,停滞盖构造是类地行星的主要构造类型,而板块构造在类地行星中是十分罕见的。停滞盖构造是一个单一的、围绕天体的板块,基本由硅酸盐质岩石圈组成。停滞盖构造有三种主要变化形态——热管、滴状及柱状体、拆沉及上涌流。板块构造启动时间从>4.4Ga到0.85Ga至少有11种不同观点:认为板块构造始于冥古宙的有1种、始于始-古太古代的有3种、始于中-新太古代的有4种、始于古元古代有1种、始于新元古代的有2种。本文重点介绍了地球冥古宙-太古宙板块运动启动的地质学证据和特点。

关键词：岩浆洋停滞盖板块启动冥古宙太古宙

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鲁西新太古代洋板块地质及板块构造活动遗迹

地球科学 2020年第7期45卷 2279-2292页

作者：陆松年相振群中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局前寒武纪地质研究中心天津300170

鲁西地区是我国新太古代经典的花岗岩-绿岩带出露地区之一,前人已积累了丰硕的构造地层、同位素地质年龄、地球化学及成矿作用等方面的资料,并对这一时期的地球动力学特征进行了讨论.通过研究"洋板块地质"的思路综合前人已获得的区域地... 详细信息

鲁西地区是我国新太古代经典的花岗岩-绿岩带出露地区之一,前人已积累了丰硕的构造地层、同位素地质年龄、地球化学及成矿作用等方面的资料,并对这一时期的地球动力学特征进行了讨论.通过研究"洋板块地质"的思路综合前人已获得的区域地质调查研究资料,表明泰山岩群镁铁质火山岩演化是一套由科马提岩-拉斑玄武岩和拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩及安山岩等两类岩石组合复合而成的火山岩系,反映了相对早期形成与洋内地幔柱有关的科马提岩向相对晚期与弧有关的钙碱性玄武岩-安山岩的演化过程;新太古代初期形成岛弧型英云闪长岩带到新太古代中期形成分异型奥长花岗岩,则反映了俯冲过程中的花岗岩演化特点;新太古代晚期硅质高镁玄武岩(高镁玄武安山岩)的确定则是活动大陆边缘岩浆弧的产物;泰山岩群中红宝石(刚玉)的发现,进一步指示其形成的背景与新太古代板块构造俯冲作用有关,为鲁西存在新太古代洋板块地质遗迹提供了地质学证据.

关键词：鲁西新太古代洋板块板块构造构造地质

中国前寒武纪地质研究进展专辑——庆贺中国地质学会前寒武纪专业委员会成立四十五周年

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岩石学报 2024年第11期40卷 3331-3335页

作者：初航钟焱相振群王惠初中国地质调查局天津地质调查中心(华北地质科技创新中心) 天津300170 中国地质调查局前寒武纪地质研究中心天津300170

中国地质学会前寒武纪专业委员会(简称前寒武专委会)成立于1979年,是中国地质学会下设的分支机构之一,旨在汇集国内外前寒武纪地质学领域的专家学者,共同推动前沿科学问题的探讨和研究成果的共享。经过四十余年的发展,前寒武专委会作为... 详细信息

中国地质学会前寒武纪专业委员会(简称前寒武专委会)成立于1979年,是中国地质学会下设的分支机构之一,旨在汇集国内外前寒武纪地质学领域的专家学者,共同推动前沿科学问题的探讨和研究成果的共享。经过四十余年的发展,前寒武专委会作为我国前寒武纪地质研究领域最具专业性的学术团体,在学术交流、科学研究、科普宣传、咨询服务和人才托举等方面取得卓著成效。近年来,国内外前寒武纪地质学科的发展进入了深时地球系统科学的新时期。前寒武专委会聚焦学科前沿热点领域,以国家需求和专业重大科学问题为导向,以科技创新驱动学科发展,在项目申报、成果创新和人才培养方面取得一系列进展,多位专委会委员申报获批多项国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目及中国地质调查局地质调查项目等。以长期的工作积累和详实的资料数据为基础,依托上述科研项目的稳步实施,我国地质学家在早期地球和类地行星构造体制演化、超大陆旋回及其资源效应、深时地球多圈层耦合机制、地球宜居性演化过程等新兴的前寒武纪地球科学热点领域,取得了一系列新资料、新认识和新成果。时值前寒武专委会成立四十五周年之际,《岩石学报》特别组织了本专辑,收录了二十篇精选文章,以庆祝这一重要时刻。

关键词：中国地质学会学术团体科研项目国家重点研发计划地球科学专委会委员卓著成效成果创新

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前寒武纪重大地质事件

地学前缘 2016年第6期23卷 140-155页

作者：陆松年郝国杰相振群中国地质调查局天津地质调查中心(天津地质矿产研究所) 天津300170 山东科技大学山东青岛266590

本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块... 详细信息

本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块体对哥伦比亚及罗迪尼亚两个超大陆形成与破裂的地质响应。冥古宙是地球最早期的地史阶段,从太阳系形成的4 567Ma至地球上最老的4 030Ma的Acasta片麻杂岩。碎屑锆石保存最好的地点是西澳的***和Jack Hills。目前在中国大陆至少有7个地点发现具有罕见的约4.0Ga的碎屑锆石,这些地点并不位于克拉通区,而是赋存于造山系新元古代至古生代以碎屑岩为主的地层中。太古宙（4 030～2 420Ma）定义为从最古老的岩石出现（4 030Ma Acasta片麻岩）至冰碛层首次广泛分布的寒冷期之间的一段地史。最古老的岩石为英云闪长片麻岩,构成加拿大西北斯拉夫克拉通4.03～3.94Ga Acasta片麻岩的一部分。西南格陵兰Isua带保存全球有最老的表壳岩,形成于3 810 Ma。太古宙最重大的地质事件莫过于2 780～2 420 Ma时期的新太古代超级事件。值得指出的是华北克拉通最古老、也是中国最古老的岩石出露在中国辽宁鞍山地区,约3.80Ga英云闪长岩-奧长花岗质片麻岩和3.30Ga的表壳岩已被识别。华北克拉通太古宙有与世界各地太古宙相似的演化历史和特点,包括花岗岩-绿岩带及高级变质片麻岩带、广泛的英云闪长岩-奧长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）片麻岩、古陆壳的出露（略老于3.8Ga）、广泛分布的BIF等。我国太古宙花岗岩-绿岩带虽然在华北克拉通分布较广,但与南非、格陵兰、加拿大、西澳等地经典的花岗岩-绿岩带相比,时代偏新,仅以新太古代为主,规模偏小,缺少大面积分布的科马提岩,且变质程度偏高,主要为角闪岩相-麻粒岩相变质。演化到元古宙（2 420～541 Ma）,则进入成熟的、较冷的、刚性程度较高的地球,以现代样式板块构造、超大陆旋回和更复杂的疑源类（eukaryotic）生命的发育为特征。这种变化大致出现在2 420 Ma左右,与哈默斯利型BIF的消失及地史中首次广泛出现的冰川沉积物年代相近。古元古代早期十分重要的＂休伦冰川事件＂、指示大氧化事件的古老红层在我国尚未被发现,与Lomagundi-Jatuli（LJE）δ13 C的同位素漂移有关的关门山组古元古代沉积地层的同位素年代学依据不足;古元古代磷矿和具有巨大石油潜力的2.01Ga Shunga事件也未能鉴别。但中国最大特色是发育了与哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解有关的良好地质记录,特别是华北克拉通保存了古元古代与哥伦比亚超大陆汇聚有关的超高温、高压麻粒岩等变质及岩浆事件,1 780 Ma以后的中元古代又保存了与哥伦比亚超大陆裂解有关的裂谷沉积及岩浆活动;而在扬子和塔里木陆块区则保存了与新元古代早期与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的蛇绿岩、混杂岩、洋内弧、俯冲增生杂岩及大陆边缘弧,在约800 Ma以后则发育了与罗迪尼亚超大陆裂解有关的沉积及岩浆活动的地质记录,为中国和全球地质学者研究这一时期地球系统变化和成矿作用提供了客观的野外实验室和良好的范例。

关键词：前寒武纪三大地史阶段地质事件

塔里木盆地东北缘敦煌群的形成和演化:锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

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岩石学报 2011年第1期27卷 59-76页

作者：孟繁聪张建新相振群于胜尧李金平中国地质科学院地质研究所北京100037 天津地质矿产研究所天津300170

采用LA-MC-ICP-MS手段对敦煌地块中敦煌群的白云母石英片岩、石榴斜长角闪岩、石榴黑云斜长片麻岩和长英质伟晶岩脉中的锆石进行了U-Pb和Lu-Hf同位素分析,获得白云母石英片岩碎屑岩浆锆石的207Pb/206Pb表面年龄为1545～756Ma,主要集中在... 详细信息

采用LA-MC-ICP-MS手段对敦煌地块中敦煌群的白云母石英片岩、石榴斜长角闪岩、石榴黑云斜长片麻岩和长英质伟晶岩脉中的锆石进行了U-Pb和Lu-Hf同位素分析,获得白云母石英片岩碎屑岩浆锆石的207Pb/206Pb表面年龄为1545～756Ma,主要集中在1200～1000Ma,表明地层的最大沉积时代为756Ma,蚀源区存在中、新元古代的岩浆事件。白云母石英片岩锆石的εHf(t)分为两组,一组为正值,εHf(t)=1.2～10.1,单阶段模式年龄为tDM=1.09～1.66Ga;一组为负值,εHf(t)=-1～-16,两阶段模式年龄为tDM2=1.91～2.42Ga。表明蚀源区存在古元古代、中元古代的再造地壳。石榴斜长角闪岩的两粒捕获锆石的年龄为2272Ma和1208Ma,εHf(t)为-3和14,tDM2和tDM为2.82Ga和1.1Ga,暗示捕获区存在太古代再造地壳和中元古代晚期新生地壳。石榴斜长角闪岩碎屑锆石的Th/U比值为0.02～0.42,206Pb/238U年龄为441±5Ma,代表了岩石遭受变质作用的时代。石榴黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石与长英质伟晶岩脉中的继承锆石特征相同,锆石年龄集中在3个峰值区间:2.2～2.1Ga,1.8～1.6Ga,1.2～0.8Ga,相应的的εHf(t)分别为-9～4,-5.4～15,-27～20,相应锆石的模式年龄分别为3.1～2.4Ga,2.6～1.4Ga,3.1～1.7Ga,均大于其形成年龄,表明蚀源区锆石来自于再循环的新太古代、古元古代和中元古代地壳,样品代表的地层的最大沉积时代为新元古代早期。岩石中检测出早古生代的变质锆石,206Pb/238U年龄为464～422Ma,可能代表了沉积岩的变质时代。敦煌群锆石U-Pb和Lu-Hf同位素表明蚀源区岩石类型和时代的多样性,也表明部分敦煌群不是前寒武纪的变质基底,而是塔里木盆地变质基底之上新元古代的沉积盖层,后卷入了我国西北部早古生代的造山事件。

关键词：敦煌群碎屑锆石 U-Pb Lu-Hf LA-MC-ICP-MS

塔里木盆地东南缘(阿尔金山)“变质基底”记录的多期构造热事件:锆石U-Pb年代学的制约

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岩石学报 2011年第1期27卷 23-46页

作者：张建新李怀坤孟繁聪相振群于胜尧李金平中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170

塔里木盆地东南缘的阿尔金山被认为是塔里木克拉通变质基底的主要出露地区之一。本文通过阿尔金山北坡不整合在太古代-古元古代变质基底之上的安南坝群中的碎屑岩和中南阿尔金中深变质岩石(原定为阿尔金岩群)的锆石U-Pb年代学研究,来确... 详细信息

塔里木盆地东南缘的阿尔金山被认为是塔里木克拉通变质基底的主要出露地区之一。本文通过阿尔金山北坡不整合在太古代-古元古代变质基底之上的安南坝群中的碎屑岩和中南阿尔金中深变质岩石(原定为阿尔金岩群)的锆石U-Pb年代学研究,来确定塔里木盆地东南缘变质基底的性质及所经历的多期构造热历史。研究结果显示,塔里木盆地东南缘的安南坝群中含砾砂岩的碎屑锆石年龄集中在1.92Ga左右,少量在2.0～2.4Ga,表明其碎屑物质主要来源于下伏的太古代-早元古代米兰岩群和相关的深成侵入体。在中阿尔金地块和南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的深变质岩石中,锆石U-Pb年代学数据表明其记录有新元古代早期(920～940Ma)、新元古代晚期(760Ma左右)和早古生代(450～500Ma)三期构造热事件,新元古代早期的构造热事件与塔里木(或晋宁)造山作用有关,它普遍存在于塔里木盆地周缘的和南中国地块(扬子克拉通)的变质基底岩石中,与Rodinia超级大陆汇聚相关;新元古代晚期的构造热事件也同样广泛存在于塔里木盆地周缘和扬子克拉通之中,被认为与Rodinia超大陆的裂解作用有关。因此,在新元古代时期,阿尔金的地质演化历史与扬子克拉通非常相似,而与华北则有很大的不同,锆石U-Pb测定还表明中南阿尔金的深变质岩石普遍遭受了早古生代的变质作用的改造,显示它们普遍卷入了早古生代的碰撞造山事件之中,成为早古生代碰撞造山带的组成部分。

关键词：塔里木盆地阿尔金山变质基底锆石定年构造热事件

山东长岛地区蓬莱群辅子夼组碎屑锆石年龄谱研究

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岩石学报 2011年第4期27卷 1017-1028页

作者：初航陆松年王惠初相振群刘欢天津地质矿产研究所天津300170

山东烟台长岛地区出露的蓬莱群辅子夼组浅变质沉积岩主要为变质石英砂岩夹变质粉砂岩和变质粘土岩。前人对蓬莱群的沉积时代存在较大争议,本文根据长岛地区蓬莱群辅子夼组碎屑锆石年龄谱资料,将辅子夼组的地层时代置于新元古代。碎屑锆... 详细信息

山东烟台长岛地区出露的蓬莱群辅子夼组浅变质沉积岩主要为变质石英砂岩夹变质粉砂岩和变质粘土岩。前人对蓬莱群的沉积时代存在较大争议,本文根据长岛地区蓬莱群辅子夼组碎屑锆石年龄谱资料,将辅子夼组的地层时代置于新元古代。碎屑锆石中出现1600Ma和1200～1100Ma左右两个年龄峰值,后者表明辅子夼组曾接受来自具有格林威尔期构造热事件物源区的碎屑物质。这一物源区所反映的地质演化特点既不同于华北陆块,也不同于扬子陆块,应引起高度重视和进行深入的探索。

关键词：蓬莱群辅子夼组碎屑锆石年龄谱地层时代物源区

内蒙古固阳地区白云常合山A型花岗岩:年代学、地球化学、Hf同位素研究及其对Columbia超大陆裂解的响应

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岩石学报 2020年第8期36卷 2431-2446页

作者：康健丽王惠初任云伟肖志斌相振群曾乐中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局前寒武纪地质研究中心天津300170 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029

在对固阳白云常合山花岗岩详细的野外地质调查基础上,对其岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征进行了综合研究。白云常合山花岗岩的地球化学特征显示其具有高SiO2(70.68%~77.21%)、富碱(7.88%~9.21%)、高Fe2O3T/MgO(12.6... 详细信息

在对固阳白云常合山花岗岩详细的野外地质调查基础上,对其岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征进行了综合研究。白云常合山花岗岩的地球化学特征显示其具有高SiO2(70.68%~77.21%)、富碱(7.88%~9.21%)、高Fe2O3T/MgO(12.60~90.38)和10000×Ga/Al(3.63~6.17)值,低Al2O3(11.70%~13.23%)、MgO(0.06%~0.24%)、CaO(0.23%~1.20%)的特征;微量元素富集Rb、Th、K等,亏损Ba、Sr、Eu、Ti、P;稀土元素总量较高,轻稀土富集,重稀土亏损,呈现典型的右倾"海鸥型"分布模式,具有明显的Eu负异常。通过锆石饱和温度的计算,得到白云常合山花岗岩的结晶温度为824~957℃,平均值为903℃,表明其形成于高温环境。这些特征与A型花岗岩相一致。锆石LA-ICP-MS年龄测试结果显示,白云常合山花岗岩形成于~1720Ma;锆石εHf(t)=-1.84^+6.08,以正值为主,单阶段模式年龄和二阶段模式年龄分别为1.9~2.2Ga和2.5~3.2Ga,岩浆源区主要是新太古代新生地壳,在上升过程中可能受到古老地壳物质的混染。构造环境判别图解显示其为A1型花岗岩,且有板内岩浆的特点,因此白云常合山花岗岩应该是大陆裂谷岩浆活动的产物。结合区域上与裂解事件有关地质体的同位素年代学资料,认为白云常合山花岗岩应该是固阳地区年龄可靠的最早响应哥伦比亚超大陆裂解的岩体。

关键词： A型花岗岩岩石成因构造环境白云常合山哥伦比亚超大陆

胶-辽-吉带构造属性与演化阶段新划分:胶北变质辉长岩的启示

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岩石学报 2021年第1期37卷 185-210页

作者：王惠初康健丽任云伟肖志斌相振群王智中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局前寒武纪地质研究中心天津300170 中国地质调查局国际矿业研究中心北京100037

祥山和于埠变质辉长岩是胶北地块上古元古代变质镁铁质岩石的典型代表,辉长岩侵入古元古代荆山群野头组,产有"祥山式"岩浆熔离型铁矿,成矿的专属性指示辉长岩属于层状侵入体类型,形成于大陆伸展构造背景。在祥山变质辉长岩中获得了1851... 详细信息

祥山和于埠变质辉长岩是胶北地块上古元古代变质镁铁质岩石的典型代表,辉长岩侵入古元古代荆山群野头组,产有"祥山式"岩浆熔离型铁矿,成矿的专属性指示辉长岩属于层状侵入体类型,形成于大陆伸展构造背景。在祥山变质辉长岩中获得了1851±9Ma的变质年龄,在于埠变质辉长岩中获得了2052±23Ma的锆石U-Pb成岩年龄和1834±5Ma的变质年龄。~2.05Ga的岩浆结晶锆石的εHf(t)值均为正值(+1.87~+3.64),一阶段Hf模式年龄(tDM)为2292~2381Ma(平均为2327Ma),指示于埠变质辉长岩源自古元古代中期的亏损地幔。于埠变质辉长岩的成岩年龄制约了荆山群野头组的沉积上限,荆山群中至少有一部分形成于2.2~2.05Ga之间,沉积于大陆裂谷-稳定大陆边缘的构造环境。祥山和于埠变质辉长岩中有少量斜长花岗岩与之伴生,这些斜长花岗岩具有类似于大洋斜长花岗岩的岩石特征,低K、Ti、Sr,高Na、Yb,形成于低压背景;从斜长花岗岩中获得了1848±8Ma和1873±5Ma的锆石U-Pb年龄,斜长花岗岩中的锆石Th/U比值较低(0.01~0.29),具有初始熔体中结晶锆石特征。结合斜长花岗岩的地球化学特征,推测它们是辉长岩部分熔融的产物,并指示~1.87Ga已由挤压构造体制转变为伸展构造体制。综合前人研究成果,胶北地块已识别出2.18~2.15Ga、~2.10Ga、~2.05Ga的三期双峰式岩浆岩构造组合,指示2.2~2.05Ga期间总体为伸展构造背景。因此建议胶-辽-吉活动带的形成演化过程划分为两个阶段,早期为大陆裂解-稳定陆缘演化阶段(2.2~2.0Ga),沉积了巨量的陆缘碎屑岩-碳酸盐岩建造;晚期为俯冲-碰撞造山阶段(2.0~1.85Ga),胶-辽-吉活动带褶皱造山。

关键词：变质辉长岩斜长花岗岩古元古代构造背景胶北地块华北克拉通