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华北克拉通北缘柴胡栏子金矿富甲烷流体包裹体的发现及地质意义

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地质学报 2022年第4期96卷 1321-1339页

作者：张宇唐名鹰李永刚陆丽娜卢欣祥朱德全何玉良彭翼黄斐王炜晓河南省地质调查院河南郑州450001 河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室河南郑州450001 山东省第八地质矿产勘查院山东日照276826 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 防灾科技学院河北三河065201 河南省国土资源科学研究院河南郑州450001

柴胡栏子金矿位于华北克拉通北缘赤峰-朝阳金矿集区西段,是区内典型的石英脉型为主的金矿床,也是赤峰-朝阳地区首次发现的含大量单相甲烷包裹体群的金矿床。矿体呈脉状产于太古宙建平群大营子组下岩段含石墨绢云母片岩切层断裂中,金主... 详细信息

柴胡栏子金矿位于华北克拉通北缘赤峰-朝阳金矿集区西段,是区内典型的石英脉型为主的金矿床,也是赤峰-朝阳地区首次发现的含大量单相甲烷包裹体群的金矿床。矿体呈脉状产于太古宙建平群大营子组下岩段含石墨绢云母片岩切层断裂中,金主要产出在蚀变含石墨绢云母片岩和石英脉中。根据野外观察和包裹体测温结果,将柴胡栏子金矿流体成矿过程划分为主成矿阶段和成矿晚阶段,分别为石英脉及蚀变岩型的矿石和无矿石英-方解石脉组合。流体包裹体岩相学和测温结果显示,主成矿阶段包裹体以水盐两相包裹体和单相纯甲烷包裹体为主,水盐包裹体均一到液相温度为135~377℃,平均256℃,盐度为3.06%~14.04%;甲烷包裹体均一温度为-107.6~-79℃,平均为-88.8℃。激光拉曼光谱分析显示,水盐包裹体气相成分主要以水为主,包含少量的CO_(2),极少量包裹体显示了明显的甲烷和水的峰值;甲烷包裹体中CH_(4)是唯一的成分,没有水峰的出现,少量包裹体中同时出现了CO_(2)和CH_(4)的的特征峰。流体包裹体群体亦显示主成矿阶段包裹体以水溶液包裹体为主,富甲烷包裹体明显发育,同时包裹体成分中含较多的CO_(2)和N_(2),与测温和激光拉曼光谱分析结果一致。成矿晚阶段方解石中仅发育水盐包裹体,均一温度为175~313℃,平均为250℃,盐度为1.57%~9.47%。H-O-S同位素分析显示,柴胡栏子金矿成矿流体主要来自岩浆水,成矿物质主要来自深源岩浆,成矿流体内的甲烷来自深源流体与含石墨围岩的交代反应。根据主成矿阶段水盐-甲烷包裹体共生组合的等容线相交图解,显示成矿流体的捕获温度为264~340℃,平均值为302℃,压力为102~154 MPa,平均值为128 MPa,pH-logfo_(2)图解显示成矿流体pH为4.25~5.05,logfo_(2)为-34.85~-34.54,金的络合物以Au(HS)^(2-)为主,金的溶解度为10×10^(-9)~46.6×10^(-9)。根据上述研究,认为深部含金较低的成矿流体与大营子组含石墨绢云母片岩反应,反应方程可能为2C+2H_(2)O=CH_(4)+CO_(2),生成大量甲烷和CO_(2),由于甲烷在主成矿阶段温度压力条件下溶解度较低,致使含金流体产生沸腾反应为柴胡栏子金沉淀成矿的主要机制,而CO_(2)在成矿晚阶段以方解石的形式出现。

关键词：富甲烷流体包裹体稳定同位素柴胡栏子金矿华北克拉通北缘

华北克拉通北缘三叠纪金矿床地质特征、物质来源与控制因素

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岩石学报 2022年第4期38卷 993-1024页

作者：白阳张连昌朱明田黄柯周伶俐太原理工大学矿业工程学院太原030024 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 Durham University Durham DH13LE iCRAG School of Earth ScienceUniversity College DublinDublin 4Ireland

三叠纪是华北克拉通重要的成矿期,三叠纪金矿主要分布在华北克拉通北缘,构成一条近东西向延伸、长约1500km的金成矿带,其中包括乌拉山-大青山、张家口、冀东-辽西、青城子及夹皮沟等多个金矿集中区。华北克拉通北缘三叠纪金矿带的赋矿... 详细信息

三叠纪是华北克拉通重要的成矿期,三叠纪金矿主要分布在华北克拉通北缘,构成一条近东西向延伸、长约1500km的金成矿带,其中包括乌拉山-大青山、张家口、冀东-辽西、青城子及夹皮沟等多个金矿集中区。华北克拉通北缘三叠纪金矿带的赋矿围岩主要为新太古代-中元古代变质岩系和中生代花岗岩类,金矿床以石英脉型矿化为主,伴随蚀变岩型矿化;中、西段金矿集中区矿化组合表现为金或金钼矿化,东段则以金多金属矿化为主。同位素年代学资料表明,该带金矿主要形成于晚三叠世(240~220Ma);流体包裹体特征表明,成矿流体具中温、低盐度、低密度特征,属于H_(2)O-NaCl-CO_(2)±CH_(4)体系,相分离作用可能是石英脉型金矿金沉淀的主要机制;氢-氧同位素组成进一步表明,成矿流体早期为岩浆水或变质水,后期混入了大气降水。矿石碳、硫、铅、氦-氩同位素及金矿集中区内成矿相关岩体的钕、铪同位素组成表明,华北克拉通北缘三叠纪金矿床的成矿流体和成矿物质均与壳-幔混合作用有关,其中,幔源物质及流体的贡献与区域三叠纪岩浆活动有关,壳源组分的贡献主要来自前寒武纪变质围岩。金矿床形成的构造背景整体上与中亚造山带造山后伸展作用有关:晚三叠世,华北北缘受中亚造山带碰撞后伸展作用的影响,发生岩石圈首次减薄事件,同时发育多条深大断裂及碱性花岗岩-碱性岩的侵入活动,为大规模区域金矿的形成提供了优越条件。金矿带的东段可能同时受扬子克拉通与华北板块碰撞作用的影响,是造成其与中、西段金矿集中区成矿特征有一定差异的主因。

关键词：三叠纪金矿带成矿流体物质来源区域伸展构造华北克拉通北缘

华北克拉通北缘内蒙古达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合及形成时代

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地质通报 2022年第4期41卷 559-576页

作者：马云飞焦建刚王猛闫馨云刘健高超王静李峰姚瑞军长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 西安市关键金属成矿与高效利用重点实验室陕西西安710054 中国冶金地质总局西北局陕西西安710119 内蒙古自治区地质测绘院内蒙古呼和浩特010020

在华北克拉通北缘达茂旗地区,近东西向分布前寒武纪基底,前人根据岩石组合特征将其划为色尔腾山岩群,但缺乏年代学依据。通过岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其微量元素地球化学、锆石Lu-Hf同位素等研究对达茂旗地区前寒武纪基底岩石... 详细信息

在华北克拉通北缘达茂旗地区,近东西向分布前寒武纪基底,前人根据岩石组合特征将其划为色尔腾山岩群,但缺乏年代学依据。通过岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其微量元素地球化学、锆石Lu-Hf同位素等研究对达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合、形成时代、物质来源进行讨论。研究表明,达茂旗地区前寒武纪基底由色尔腾山岩群和古元古代变质侵入岩构成。色尔腾山岩群由黑云斜长片麻岩、大理岩组成,形成时间为2009~2142 Ma,属古元古代。古元古代存在2期侵入岩,分别为1992~1999 Ma、1920 Ma。达茂旗地区在约2.6 Ga、2009~2142 Ma分别发生过陆壳增生作用,并受到古老陆壳物质混染,1999~1992 Ma的碱长花岗岩与石英闪长岩为新生陆壳重熔产物,可能受到古老陆壳物质混染;1920 Ma的黑云母二长花岗岩为古老陆壳重熔产物。这些认识为进一步研究华北克拉通北缘前寒武纪构造发展演化提供了更多依据。

关键词：前寒武纪基底岩石组合锆石U-Pb年龄锆石Hf同位素达茂旗华北克拉通北缘

华北克拉通北缘牛圈银矿区两期A型花岗岩的成因及其构造意义

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岩石学报 2019年第2期35卷 558-588页

作者：严翔陈斌王志强段晓侠合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009 南方科技大学地球与空间科学系深圳518055

西伯利亚板块和华北克拉通之间的古亚洲洋最终消减闭合的时间问题一直存在很大的争议,对区域内A型花岗岩的研究可以为该问题的解决提供有效约束。本文详细研究了华北克拉通北缘牛圈银矿区及其外围出露的海西期A型花岗岩和相关的暗色镁... 详细信息

西伯利亚板块和华北克拉通之间的古亚洲洋最终消减闭合的时间问题一直存在很大的争议,对区域内A型花岗岩的研究可以为该问题的解决提供有效约束。本文详细研究了华北克拉通北缘牛圈银矿区及其外围出露的海西期A型花岗岩和相关的暗色镁铁质微粒包体及辉绿岩脉的地质年代学和地球化学特征,以期解释其岩石成因并讨论构造指示意义。牛圈银矿区的花岗岩主要包括中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒钾长花岗岩,锆石U-Pb定年结果表明中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒钾长花岗岩分别形成于268.7±3.2Ma和254.2±2.8Ma,基性辉绿岩脉则形成于267.6±3.9Ma,与矿区早期中粗粒黑云母花岗岩几乎同时代或略晚。矿区两期花岗岩都具有弱过铝质特征,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列岩石,均以高SiO_2、富碱、高FeO^T/(FeO^T+MgO)和Ga/Al比值;贫CaO、MgO、TiO_2、P_2O_5;富集Rb、Th、U、Y、F而亏损Ba、Sr、P、Ti、Eu等为特征,结合矿物学特征(半自形石英、他形铁质黑云母、出现条纹长石、缺乏碱性暗色矿物等)表明它们均为铝质A_2型花岗岩。这也得到了较高的全岩锆石饱和温度(T_(Zr))的支持,中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒钾长花岗岩的岩浆结晶温度分别为784～822℃(平均值805℃)和843～871℃(平均值856℃)。中粗粒黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质暗色包体。本文认为牛圈中粗粒黑云母二长花岗岩为古元古界红旗营子群基底杂岩中的花岗质片麻岩为主的中下地壳物质部分熔融,并与幔源基性岩浆发生岩浆混合作用形成的。年代学、主微量元素及Sr-Nd同位素数据表明,牛圈细粒钾长花岗岩与中粗粒黑云母二长花岗岩不是同一岩浆房演化的产物,而是代表两期岩浆活动,且晚期细粒钾长花岗岩形成过程中地幔物质添加相对更多。通过对牛圈银矿区两期A型花岗岩的研究,结合前人关于华北克拉通北缘中二叠世碱性岩浆岩带的研究,本文认为华北北缘在中二叠世伊始(～270Ma)就已经发生构造体制转换并进入后造山伸展环境,古亚洲洋的最终闭合可能早于270Ma。从牛圈早期中粗粒黑云母二长花岗岩到晚期细粒钾长花岗岩的相继侵位,伴随着更多的地幔物质的加入,其A型花岗岩特征愈发明显,指示华北北缘被破坏大陆边缘越来越强烈的伸展作用。

关键词：华北克拉通北缘牛圈银矿 A型花岗岩暗色镁铁质微粒包体岩浆混合后碰撞伸展

华北克拉通北缘的中元古代多旋回复合盆地及其地质意义:来自碎屑锆石U-Pb年龄的统计学证据

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岩石学报 2019年第8期35卷 2377-2406页

作者：钟焱相振群初航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

华北克拉通是划分我国中元古代地层序列的标准地区,查明华北地区各中元古代盆地的发育与演化机制、寻找长城系下部1. 80~1. 65Ga的沉积盖层、完善1. 4~1. 0Ga待建系标准剖面,是我国中元古代综合地层学研究亟待解答的三个主要问题。现有... 详细信息

华北克拉通是划分我国中元古代地层序列的标准地区,查明华北地区各中元古代盆地的发育与演化机制、寻找长城系下部1. 80~1. 65Ga的沉积盖层、完善1. 4~1. 0Ga待建系标准剖面,是我国中元古代综合地层学研究亟待解答的三个主要问题。现有资料显示,华北北部的燕辽盆地缺失长城系底部地层,南部熊耳盆地各地层小区的蓟县纪-待建纪盆地演化过程差异较大。与之相比,北缘盆地的中元古界相对完整且较连续出露,是系统开展中元古代年代地层学和盆地动力学研究的理想对象。鉴于狼山地区的"中、新元古界"已被重新厘定为新元古界狼山群,中元古代的华北北缘盆地应以渣尔泰群、白云鄂博群、腮林忽洞群和化德群为代表。由于缺乏火山岩夹层年龄的有效约束,与这些地层单元的时代划分、区域对比和盆地类型有关的认识分歧,普遍发端于对碎屑锆石年代学数据的不同理解。因此,本文对渣尔泰群和白云鄂博群的部分层位进行了碎屑锆石年代学研究,并全面收集了北缘盆地碎屑锆石年代学研究的相关数据,参考新近提出的两种统计学分析方法,对渣尔泰群、白云鄂博群(含腮林忽洞群)和化德群的碎屑锆石年龄数据进行了真实沉积时代和盆地构造属性的统计分析。通过设置单点精度高、但样本库计算总量降低的对照组进行方法可信性的对照分析,结果显示样本库总量对统计结果的影响更大,因此利用相关方法解析前寒武纪哑地层的沉积时代和盆地属性,应当遵从"合理降低单点精度限制以谋求更大样本库"的原则。结合前人建立的中元古代沉积-岩浆事件序列,本文分析结果显示中元古代的北缘盆地是在长城纪造山后伸展盆地之上、叠加了蓟县-待建纪裂谷事件而成的多旋回复合盆地。通过北缘和燕辽地区沉积、岩浆事件的综合对比,提出华北克拉通北部的中元古代盆山耦合过程,可分为:由造山后向陆内伸展转换的构造反转期阶段(1. 82~1. 60Ga)、被动裂谷早期的陆内伸展阶段(1. 6~1. 4Ga)、裂谷作用阶段(1. 4~1. 3Ga)和成因机制不明的长期沉积间断阶段(1. 3~1. 0Ga)。

关键词：中元古代华北克拉通北缘复合盆地碎屑锆石 U-Pb年龄

华北克拉通北缘显生宙四次底侵作用及其构造岩浆活动与深部背景

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地学前缘 2020年第4期27卷 124-134页

作者：邵济安周新华张履桥造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 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 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 内蒙古地质研究所内蒙古呼和浩特010020

通过对华北克拉通北缘显生宙四次(P1,T3,J1,K1)底侵作用的研究,将华北克拉通的活化与岩石圈深部地幔物质的底辟体上涌联系起来。不同阶段底侵作用在岩浆来源深度、与构造格局关系、对地壳垂向增生的贡献、幔源物质脉动式上涌等方面的差... 详细信息

通过对华北克拉通北缘显生宙四次(P1,T3,J1,K1)底侵作用的研究,将华北克拉通的活化与岩石圈深部地幔物质的底辟体上涌联系起来。不同阶段底侵作用在岩浆来源深度、与构造格局关系、对地壳垂向增生的贡献、幔源物质脉动式上涌等方面的差异与变化,显示它们是一个分阶段连续热演化的深部过程,其动力学机制是深部的高热流和地幔物质的向上运移。对应于地幔物质上涌,必然存在同期的地幔底辟体隆起的岩石圈结构变化。通过对华北中生代盆山系形成机制的讨论,认为该区高分辨率面波层析成像所显示的地幔底辟体上涌的特征可以反映中生代岩石圈底侵作用的深部背景。

关键词：华北克拉通北缘显生宙底侵作用地幔底辟体上涌

华北克拉通北缘少郎河地区约2.5Ga的二长花岗岩及地质意义

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地学前缘 2018年第4期25卷 11-22页

作者：郭云鹏刘建明曾庆栋高帅王路明中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 内蒙古昭泰矿业集团内蒙古赤峰024000

本文首次在华北克拉通北缘少郎河地区发现新太古代末期(约2.5Ga)二长花岗岩,并对其进行了锆石U-Pb定年、主微量和锆石Hf同位素原位微区分析。研究表明,这套二长花岗岩形成年龄为(2 527±25)Ma,属于新太古代末期。岩石整体为块状构造,局... 详细信息

本文首次在华北克拉通北缘少郎河地区发现新太古代末期(约2.5Ga)二长花岗岩,并对其进行了锆石U-Pb定年、主微量和锆石Hf同位素原位微区分析。研究表明,这套二长花岗岩形成年龄为(2 527±25)Ma,属于新太古代末期。岩石整体为块状构造,局部呈似片麻状构造,中粗粒结构,并可见暗色包体。主量元素显示其富Na和K,低P,A/CNK=0.80～0.96,属于高钾钙碱性系列。微量元素方面,富集轻稀土元素并基本无Eu异常,富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、Ta、P等高场强元素。锆石Hf同位素分析结果显示二长花岗岩εHf(t)值在-4.0～4.8,均值为-0.6,对应的两阶段模式年龄(TDM2)在2 712～3 221Ma,暗示二长花岗岩可能为中新太古代新生下地壳熔融后结晶分异的产物。结合近年来少郎河地区新发现太古宙绿岩带和TTG岩石,提出在该地区存在前寒武基底,存在形式可能为一古老的微陆块。二长花岗岩的形成是新太古代末期(约2.5Ga)华北陆块克拉通化的重要标志。虽然二长花岗岩地化特征具有俯冲背景的特点,我们依然认为在新太古末期华北微陆块之间仅有有限的和小规模的弧-陆或陆-陆的俯冲和碰撞,与板块构造的体制有较大的差别。

关键词：二长花岗岩新太古代末期前寒武基底少郎河地区华北克拉通北缘

华北克拉通北缘中段二叠纪苏吉火山岩及其形成机制

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岩石学报 2016年第9期32卷 2765-2779页

作者：董晓杰王挽琼沙茜张金凤吉林大学地球科学学院长春130061 西南石油大学地球科学与技术学院成都610500

本文报道了集宁北部商都县西井子镇一带苏吉火山岩的岩石学、地球化学、锆石年代学及Hf同位素组成。锆石定年显示,苏吉火山岩形成于早-中二叠世(267±2Ma、272±2Ma和270±3Ma)。研究区内的苏吉火山岩为一套酸性火山岩组合,SiO_2、Al_2... 详细信息

本文报道了集宁北部商都县西井子镇一带苏吉火山岩的岩石学、地球化学、锆石年代学及Hf同位素组成。锆石定年显示,苏吉火山岩形成于早-中二叠世(267±2Ma、272±2Ma和270±3Ma)。研究区内的苏吉火山岩为一套酸性火山岩组合,SiO_2、Al_2O_3含量较高并具有极低的Mg#;其轻稀土元素和大离子亲石元素相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损。苏吉火山岩的锆石εHf(t)呈较高的负值(-17.3^-5.9)并具有相当古老的Hf二阶段模式年龄(1667~2386Ma),指示它们的原始岩浆主要源自古老地壳物质的部分熔融。系统的地质填图显示,华北克拉通北缘中段存在一条数百千米的晩古生代火山岩带。苏吉火山岩的形成可能与古亚洲洋向华北克拉通俯冲有关,当时华北克拉通北缘存在一个安第斯型活动大陆边缘。

关键词：晚古生代火山岩华北克拉通北缘安第斯型活动大陆边缘

华北克拉通北缘—西伯利亚板块南缘的地壳速度结构特征

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地球物理学报 2014年第2期57卷 484-497页

作者：李英康高锐姚聿涛米胜信李文辉熊小松高建伟国土资源实物地质资料中心河北燕郊065201 中国地质科学院地质研究所北京100037

华北克拉通北缘—西伯利亚板块南缘(张家口—中蒙边界)的深地震测深剖面长600km,跨越华北板块、内蒙造山带和西伯利亚板块.沿测线采用8个1.5t的爆炸震源激发地震波,使用300套数字地震仪接收,取得了高质量的地震资料.通过资料分析和处理... 详细信息

华北克拉通北缘—西伯利亚板块南缘(张家口—中蒙边界)的深地震测深剖面长600km,跨越华北板块、内蒙造山带和西伯利亚板块.沿测线采用8个1.5t的爆炸震源激发地震波,使用300套数字地震仪接收,取得了高质量的地震资料.通过资料分析和处理,识别出沉积层及结晶基底的折射波(Pg)、上地壳底面的反射波(P2)、中地壳内的反射波(P3)、中地壳底面的反射波(P4)、下地壳内的反射波(P5,仅在镶黄旗—苏尼特右旗下方出现)和莫霍面的反射波(Pm)等6个震相.采用地震动力学射线方法(seis88)得到的地壳速度结构表明:(1)在华北板块与内蒙造山带之间,内蒙造山带与西伯利亚板块之间,上地壳中存在明显的高速度局部变化,在地表发育大量的古生代花岗岩体、超基性岩体.(2)在中下地壳华北板块南缘的地震波速度大,为6.3～6.7km/s,西伯利亚板块北缘的速度小,为6.1～6.7km/s,且界面比较平缓.原因是在内蒙造山带内地壳的缩短和隆升造山引起了中下地壳界面的剧烈起伏,不同海陆块的拼合和物质交换导致了不同区域速度的不均匀性.(3)莫霍面在赤峰断裂带(F2)以南和索伦敖包—阿鲁科尔沁旗断裂带(F4)以北较为平缓,平均深度为40～42km.在F2—F4之间呈双莫霍面,莫霍面1明显上隆,深度为33.5km,层速度为6.6～6.7km/s.莫霍面2明显下凹,在西拉木伦河断裂带(F3)下方,最深达到47km,速度达到最大为6.8～6.9km/s,这可能是由壳幔物质混合引起的.依据莫霍面的特点,本文认为双莫霍面以南为华北板块北缘,以北为西伯利亚板块南缘,拼合位置在赤峰断裂带(F2)与索伦敖包—阿鲁科尔沁旗断裂带(F4)之间的区域.

关键词：华北克拉通北缘西伯利亚板块南缘深地震测深地壳结构