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肥东杂岩锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素:对扬子克拉通统一结晶基底的限制

地球科学 2021年第5期46卷 1630-1643页

作者：涂城张少兵苏克梁婷中国科学院壳幔物质与环境重点实验室中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026

扬子克拉通广泛存在太古宙-古元古代的结晶基底,但关于扬子克拉通早前寒武纪基底形成和演化的基本问题尚未完全解决,特别是基底是由多个块体拼合而成还是一个统一的结晶基底尚无定论.对扬子北缘张八岭隆起内肥东杂岩的片麻岩、斜长角闪... 详细信息

扬子克拉通广泛存在太古宙-古元古代的结晶基底,但关于扬子克拉通早前寒武纪基底形成和演化的基本问题尚未完全解决,特别是基底是由多个块体拼合而成还是一个统一的结晶基底尚无定论.对扬子北缘张八岭隆起内肥东杂岩的片麻岩、斜长角闪岩及侵入其中的花岗岩进行了同位素地质年代学和地球化学研究,发现片麻岩具有相似的原岩年龄,分别为2 449±17 Ma、2 444±15 Ma、2 495±23 Ma、2 478±24 Ma,斜长角闪岩和A型花岗岩的原岩年龄分别为2 032±35 Ma和747±4 Ma,表明肥东杂岩出露有扬子克拉通晚太古-古元古代的结晶基底.片麻岩锆石Hf同位素组成相似,εHf(t)平均值为-3.6±0.5,两阶段Hf模式年龄(T_(DM2))范围主要在3.3~3.0 Ga,平均值为3 185±31 Ma,说明这一期约为2.45~2.50 Ga的岩浆活动主要是对扬子北缘古-中太古代地壳的再造.扬子北缘的鱼洞子群和陡岭杂岩都经历了相同性质的岩浆事件,同时扬子克拉通广泛出现约2.50 Ga的碎屑锆石和捕获锆石,表明扬子克拉通结晶基底是统一的.

关键词：太古宙-古元古代肥东杂岩扬子克拉通结晶基底地球化学

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乌拉山-集宁孔兹岩锆石激光探针等离子质谱(LA-ICP-MS)年龄——孔兹岩沉积时限的年代学研究

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岩石学报 2006年第11期22卷 2639-2654页

作者：吴昌华孙敏李惠民赵国春夏小平天津地质矿产研究所天津300170 香港大学地球科学系

乌拉山-集宁地区由 TTG 片麻岩、麻粒岩、斜长角闪岩、孔兹岩等组成的高级变质地体,过去一直按有序地层划分,按变质程度定时代。现在识别出深成岩后,TTG 片麻岩已广泛采用锆石 U-Pb 测年,而表壳岩测年由于小于传统预想的地层年龄,所以... 详细信息

乌拉山-集宁地区由 TTG 片麻岩、麻粒岩、斜长角闪岩、孔兹岩等组成的高级变质地体,过去一直按有序地层划分,按变质程度定时代。现在识别出深成岩后,TTG 片麻岩已广泛采用锆石 U-Pb 测年,而表壳岩测年由于小于传统预想的地层年龄,所以往往仍按变质程度定时代:如只有中-新太古代年龄的麻粒岩(兴和岩群)被定为古太古代,只有古元古代年龄的孔兹岩被定成新太古代。尤其是孔兹岩,因为常规锆石(TIMS)年龄不能分辨碎屑年龄和变质年龄,所以其沉积时代是太古还是古元古更长期争论不决。为了解决这个问题,本文依据始于上世纪90年代的国内外区分岩浆锆石、变质锆石、碎屑锆石的研究成果,以锆石阴极发光(CL)和背散射(BSE)图象,首先查明孔兹岩除了含有均匀无内部结构的变质锆石还含有具结晶韵律环带结构的锆石,因为后一种结构是岩浆成因的有力证据,它产在沉积岩中就代表碎屑锆石。碎屑锆石有老有新,只有年龄最小的碎屑锆石才能限定沉积时代,所以沉积年龄必须以大量锆石测年统计。数以百计的锆石测年以 SHRIMP 进行固然最好,然而昂贵的费用本课题无力承担,所以我们改用灵敏度也较高,而且快速简便、费用低廉的激光探针(LA-ICP-MS)进行。结果得到:乌拉山大庙片麻状花岗岩的岩浆锆石年龄为2.49Ga,显示高级变质下原岩年龄仍能保存;乌拉山-集宁的孔兹岩变质锆石一致给出≈1.8Ga 的变质年龄,与已有的 TIMS 法≈1.85Ga 的变质年龄一致;乌拉山哈德门沟石墨厂、包白铁路桃儿湾、忽鸡沟窑子湾和集宁兴和黄土窑等四处孔兹岩给出的碎屑锆石年龄有老有新,最老的≈2.3Ga,多数谐和的碎屑锆石年龄在2.2～2.0Ga 之间,因为沉积时代以最年轻的碎屑锆石年龄限定,所以孔兹岩的沉积时代不是太古而是古元古。乌拉山-集宁地区的 TTG 片麻岩年龄比孔兹岩的碎屑锆石年龄大,表明孔兹岩不是由附近太古宙岩石提供碎屑物质的原地沉积,而是经吕梁运动碰撞进入下地壳,才与附近太古宙岩石产在一起的外来构造岩片。

关键词：孔兹岩 LA—ICP—MS年龄太古宙-古元古代乌拉山-集宁高级变质地体

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扬子克拉通北缘肥东杂岩地球化学研究

扬子克拉通北缘肥东杂岩地球化学研究

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作者：涂城中国科学技术大学

学位级别：硕士

晚太古代-古元古代早期,地球系统各圈层发生了重大转变,具体表现在地幔温度、陆壳生长速率、大陆地壳成分、大气圈氧含量等多个体系的显著变化,这一时期也是克拉通形成与演化的关键时期。扬子克拉通是东亚主要的前寒武地块之一,相比华... 详细信息

晚太古代-古元古代早期,地球系统各圈层发生了重大转变,具体表现在地幔温度、陆壳生长速率、大陆地壳成分、大气圈氧含量等多个体系的显著变化,这一时期也是克拉通形成与演化的关键时期。扬子克拉通是东亚主要的前寒武地块之一,相比华北克拉通广泛出露有太古宙岩石,扬子克拉通剥蚀较浅,显生宙盖层较厚,早前寒武纪岩石仅在北缘和西南缘零星出露。近年来报道的一系列年龄和同位素信息表明扬子克拉通广泛存在太古宙-古元古代的结晶基底,但关于扬子陆块早前寒武纪基底形成和演化的基本问题尚未完全解决,特别是基底是由多个块体拼合而成还是一个统一的结晶基底尚无定论。本文对扬子北缘张八岭隆起内肥东杂岩的片麻岩、斜长角闪岩及侵入其中的花岗岩进行了同位素地质年代学和地球化学研究,研究结果不仅揭示了肥东杂岩的构造演化历史,而且结合整个扬子板块太古宙-古元古代基底的年龄和同位素信息进行区域横向对比,为讨论扬子板块北缘早前寒武纪陆壳增生和演化过程提供了突破口。片麻岩锆石U-Pb定年结果显示其具有相似的原岩年龄,分别为2449±17 Ma、2444±15 Ma、2495±23 Ma、2478±24 Ma,斜长角闪岩和钾长花岗岩的原岩年龄分别为2032±35 Ma和747±4 Ma,表明肥东杂岩出露有扬子克拉通晚太古-古元古代的结晶基底。片麻岩锆石Hf同位素分析得到的的εHf(t)值均为相似的负值,范围在-6.6至0.7,平均值为-3.6±0.5,两阶段Hf模式年龄(TDM2)平均值为3185±35 Ma,峰期在3.3-3.2 Ga之间。它们还具有富集的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成,87Sr/86Sr初始比值介于 0.707968 至 0.708619,εNd(t)值介于-5.7 至-2.0,εHft)值介于-4.2 至-0.9,表明这一期约2.5 Ga的岩浆活动,主要是对扬子北缘古-中太古代地壳的再造。古元古代斜长角闪岩具有明显的Nb、Ta亏损和Pb正异常,锆石εHf(t)值范围为-8.3 至-1.3,平均为-5.8± 1.1。肥东杂岩与扬子北缘的鱼洞子群和陡岭杂岩都经历了相同性质的约2.5 Ga岩浆事件,同时扬子克拉通广泛出现2.50-2.45 Ga的碎屑锆石和捕获锆石,表明扬子克拉通结晶基底是统一的。侵入肥东杂岩的新元古代钾长花岗岩具有高硅、富碱、高钾、低钙镁、高FeO T/(FeOT+MgO)值、弱过铝质的特征,属于A2型花岗岩,表明这一时期扬子克拉通处于碰撞后伸展的构造环境。

关键词：太古宙-古元古代肥东杂岩扬子克拉通结晶基底 A型花岗岩

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