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贺兰山古元古代花岗岩年代学及地球化学特征:对华北克拉通西部孔兹岩带形成和演化的制约

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岩石学报 2019年第8期35卷 2325-2343页

作者：甘保平第五春荣王伯隆王庭怡西北大学大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系

华北克拉通西部贺兰山地区基底岩石以古元古代孔兹岩系和S型花岗岩为主,该区的S型花岗岩是探索华北克拉通西部陆块孔兹岩带地质演化的关键研究对象之一。本文主要以贺兰山北部的片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩为研... 详细信息

华北克拉通西部贺兰山地区基底岩石以古元古代孔兹岩系和S型花岗岩为主,该区的S型花岗岩是探索华北克拉通西部陆块孔兹岩带地质演化的关键研究对象之一。本文主要以贺兰山北部的片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩为研究对象,通过详细的岩石学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素以及全岩地球化学等方法来讨论其岩石成因和地质意义。结果表明,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩侵位年龄分别为~2. 0Ga和~1. 97Ga,属于古元古代时期不同阶段岩浆作用的产物。片麻状含石榴黑云母花岗岩具有较低SiO2(60. 88%~65. 42%),高Al2O3(16. 84%~19. 35%)、Fe2O3T(5. 94%~6. 14%)、K2O (3. 25%~5. 10%)、A/CNK (1. 75~2. 34)和Mg#(47~51),低Na2O (1. 14%~2. 45%),以及较高的稀土元素含量(∑REE=262×10-6~290×10-6)和明显的Eu负异常(δEu=0. 30~0. 55)。似斑状石榴黑云母花岗岩具有高SiO2(71. 93%~74. 98%)、K2O (4. 58%~6. 98%)、Al2O3(13. 25%~14. 79%)和Na2O (3. 13%~3. 94%),低Fe2OT3(0. 69%~1. 39%),A/CNK值为1. 08~1. 14,且具有相对较低的Mg#值(17~43)和稀土元素总量(∑REE=35. 3×10-6~127×10-6),Eu负异常和正异常(δEu=0. 07~3. 58),二者均属于过铝质S型花岗岩。贺兰山两期花岗岩明显富集大离子亲石元素(如Rb、U等),亏损高场强元素(如Nb、Ta等)。早期片麻状含榴黑云母花岗岩和晚期似斑状石榴黑云母花岗岩的εHf(t)值分别为-1. 1^+2. 6和-2. 1^+3. 8,对应的两阶段Hf同位素模式年龄(tDM2)分别为2. 45~2. 68Ga和2. 36~2. 73Ga,远大于其锆石的结晶年龄。此外,贺兰山花岗岩具有相对高的Al2O3/TiO2和低的CaO/Na2O、Rb/Sr、Rb/Ba比值,表明其原岩可能主要以变沉积岩为主。上述结果表明贺兰山地区古元古代S型花岗岩的岩浆起源于古老地壳变沉积岩物质,可能有少量新生地壳物质的加入。综合区域地质资料,本文研究认为贺兰山地区在古元古代晚期为活动大陆边缘的构造环境,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩分别形成于阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞前和同碰撞的构造背景,表明这两个微陆块的碰撞时间可能要稍早于1. 95 Ga。

关键词： S型花岗岩孔兹岩古元古代贺兰山华北克拉通

冀北尚义宣付夭孔兹岩变质作用特征及锆石U-Pb年代学研究

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冀北尚义宣付夭孔兹岩变质作用特征及锆石U-Pb年代学研究

作者：李清杨成都理工大学

学位级别：硕士

宣付夭位于华北克拉通西部陆块与中部带的交界处。区内主要发育孔兹岩和长英质脉体。孔兹岩主要分布在坝口、宣付窑、洞上村、王花窑、下白窑等地。长英质脉体规模较小,但分布广泛,其与孔兹岩渐变过渡,密切共生,部分孔兹岩与长英质脉体... 详细信息

宣付夭位于华北克拉通西部陆块与中部带的交界处。区内主要发育孔兹岩和长英质脉体。孔兹岩主要分布在坝口、宣付窑、洞上村、王花窑、下白窑等地。长英质脉体规模较小,但分布广泛,其与孔兹岩渐变过渡,密切共生,部分孔兹岩与长英质脉体界线清晰,长英质脉体中可见孔兹岩残留体。区内孔兹岩主要为富铝片麻岩,灰色,中粗粒结构,片麻状构造。矿物成分主要为长石(30-35%)、石英(15-35%)、石榴石(10-25%)、黑云母(5-15%)、夕线石(0-15%)。其中,石榴石为变斑晶,变基质主要为长石、石英和黑云母。富铝片麻岩可进一步分为黑云夕线石榴二长片麻岩、黑云石榴斜长片麻岩、夕线黑云石榴钾长片麻岩。矿物特征方面,富铝片麻岩形成初期的典型矿物组合为长石+石英+石榴石+黑云母+蓝晶石±夕线石,随着变质反应的进行,变质峰期夕线石大量出现,到退变质阶段石榴石边部发育鳞片状黑云母。矿物化学方面,富铝片麻岩中的石榴石属于铁铝榴石(54.93-67.55%)-镁铝榴石(29.31-42.34%)系列,其核部相对富镁,而边部相对富铁;斜长石为中-更长石(An=24.76-34.60);发育在石榴石边部的黑云母具有较低的Ti值(0.22-0.30)和较高的X值(0.72-0.76),这表明黑云母与石榴石之间发生Fe-Mg交换,经历再平衡过程。区内长英质脉体可分为两类:(1)含夕线石榴长英质脉体,灰白色,自形-半自形结构,可具片麻状构造,矿物成分主要为长石(0%)、石英(30-35%)、石榴石(0%),次要矿物有少量黑云母(%)和夕线石(%)。其与孔兹岩呈渐变接触关系,该脉体中可见孔兹岩的残留体。石榴石为铁铝榴石(57.57-63.02%)-镁铝榴石(33.34-38.59%)系列,石榴石核部与边部成分均一。斜长石为更长石(An=21.91-27.97);(2)含榴长英质脉体,其脉体规模相对较大,部分在孔兹岩中呈透镜体产出,瓷白色,自形-半自形结构,块状构造,矿物成分主要为斜长石(25-30%)、钾长石(20-25%)、石英(25-30%)、石榴石(10-15%)。石榴石亦是铁铝榴石(59.27-63.77%)-镁铝榴石(31.49-36.38%)系列,石榴石核部与边部成分更为均一。斜长石为更长石(An=18.35-22.74)。长英质脉体中的斜长石与孔兹岩中的斜长石在成分上存在渐变演化关系。同时,基于孔兹岩与长英质密切的空间关系和岩相学特征,认为长英质脉体为孔兹岩部分熔融的产物。锆石U-Pb定年显示,孔兹岩的变质年龄为1919±52Ma,其与孔兹岩带形成的“构造-热”事件相关。含夕线石榴长英质脉体的形成年龄为1926±19Ma,而含榴长英质脉体的形成年龄为1858±28Ma,这意味着孔兹岩形成后至少发生了两次部分熔融。综合上述研究,并结合区域资料分析,孔兹岩带在.92Ga已经由阴山陆块和鄂尔多斯陆块碰撞形成,在碰撞背景下,区内孔兹岩发生部分熔融,形成含夕线石榴长英质脉体。在.85Ga区内孔兹岩受到华北克拉通西部陆块与东部陆块碰撞拼合影响,发生另一期部分熔融,形成含榴长英质脉体。因此,区内孔兹岩和长英质脉体记录了华北克拉通古元古代碰撞拼合形成的两次重要构造事件。

关键词：孔兹岩长英质脉体变质作用特征年代学冀北宣付夭

黑龙江云山石墨矿床孔兹岩系变质作用特征及其地质意义

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矿床地质 2014年第S1期33卷 99-100页

作者：李寒滨张冰朱更新王勇中铁资源集团中铁资源地质勘查有限公司北京100039

黑龙江云山石墨矿床大地构造位置位于佳木斯地块北缘,赋矿地层为兴东群大盘道组的一套变质岩系。前人研究认为该区变质岩系为一套含石榴子石和矽线石的石墨片岩、变粒岩、浅粒岩、石英岩和大理岩的岩石组合,归为孔兹岩系。大量研究认为... 详细信息

黑龙江云山石墨矿床大地构造位置位于佳木斯地块北缘,赋矿地层为兴东群大盘道组的一套变质岩系。前人研究认为该区变质岩系为一套含石榴子石和矽线石的石墨片岩、变粒岩、浅粒岩、石英岩和大理岩的岩石组合,归为孔兹岩系。大量研究认为孔兹岩系是寻找花岗质大陆存在的标志之一,甚至被视为探讨前寒武纪构造演化和化学演化的一把钥匙,研究越来受到重视。

关键词：石墨矿床非金属矿床变质作用地质作用角闪石链状硅酸盐矿物孔兹岩系孔兹岩浅粒岩白粒岩区域变质岩地质意义云山黑龙江

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

华北克拉通集宁地区孔兹岩变质作用与地质年代学研究

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华北克拉通集宁地区孔兹岩变质作用与地质年代学研究

作者：杨振毅山东科技大学

学位级别：硕士

集宁地区包括集宁及其相邻地区卓资、凉城、坝底、兴和、土贵乌拉等,工作区位于华北克拉通西部孔兹岩带的东头、与中部带的交汇处。本次研究对于集宁地区孔兹岩系岩石进行了岩石学和地质年代学特征的研究,得出主要结论如下：孔兹岩... 详细信息

集宁地区包括集宁及其相邻地区卓资、凉城、坝底、兴和、土贵乌拉等,工作区位于华北克拉通西部孔兹岩带的东头、与中部带的交汇处。本次研究对于集宁地区孔兹岩系岩石进行了岩石学和地质年代学特征的研究,得出主要结论如下：孔兹岩系形成早期典型矿物组合为蓝晶石—斜长石—黑云母—石榴子石—石英;随着变质程度加深,矽线石大量出现形成石榴子石—矽线石—黑云母—钾长石—斜长石—石英组合;之后的退变质作用形成出现堇青石。本文涉及的集宁孔兹岩主要包括五种岩石类型：（黑云母）矽线石榴堇青石片麻岩、花岗岩、矽线石榴钾长石糜棱岩、（堇青石）矽线石榴片麻岩和尖晶石—矽线石—钾长石—石榴子石脉体。集宁孔兹岩系变质沉积岩,矽线黑云石榴变粒片麻岩包含了较古老的U-Pb年龄,为2550-2480Ma,反映了其碎屑物源为太古代晚期—古元古代早期。通过对矽线石榴黑云变粒片麻岩和含堇青石矽线石榴二长片麻岩中的锆石进行U-Pb定年,为2228-2027 Ma,可视为沉积年龄。从而表明孔兹系沉积物的沉积年龄大于2.0 Ga,当北阴山与南鄂尔多斯在约1957 Ma碰撞时,使华北西部地块焊接为一体,孔兹岩带在西部地块内部形成。在华北中部孔兹系岩带形成之前,华北东西陆块之间仍然存在着海壳。当东西陆块之间发生碰撞,这一海壳消失于由造山运动形成的孔兹岩类之下。碰撞造山持续的压力导致了孔兹岩系岩石片麻岩到麻粒岩相变质作用。东西陆块最终的缝合年龄为1.85 Ga,形成了贯穿华北中部造山带,使华北形成统一的克拉通。

关键词：华北克拉通集宁地区孔兹岩变质作用地质年代学

内蒙古兴和-卓资太古宙孔兹岩系变质峰期水活度、氧逸度及其化学位变化

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岩石学报 1999年第4期15卷 493-504页

作者：卢良兆董永胜周喜文长春科技大学地球科学学院长春130026

通过脱水反应的平衡热力学计算确定内蒙古兴和－卓资太古宙孔兹岩系变泥砂质岩中变质峰期ａＨ２Ｏ总体较低，变化于０．１２～０．４０之间，黑云紫苏片麻岩中ａＨ２Ｏ为０．２０～０．４３。前者的ｌｏｇｆＯ２值最高为－１３～... 详细信息

通过脱水反应的平衡热力学计算确定内蒙古兴和－卓资太古宙孔兹岩系变泥砂质岩中变质峰期ａＨ２Ｏ总体较低，变化于０．１２～０．４０之间，黑云紫苏片麻岩中ａＨ２Ｏ为０．２０～０．４３。前者的ｌｏｇｆＯ２值最高为－１３～－１５，但在有些岩石中极低，（μＨ２Ｏ／ＸＢｔＭｇ）Ｐ，Ｔ和（μＯ２／ＸＢｔＭｇ）Ｐ，Ｔ的系数主要变化于－０．２４１～－０．３８３和－１．０５２～－１．８１０，（μＨ２Ｏ／μＯ２）Ｐ，Ｔ的斜率也有一定变化。这些数值变化特征按 “碳质变质”观点不应出现，主要也不是脱水熔融作用所致，它们可能与非完全开放系统中Ｈ２Ｏ较ＣＯ２

关键词：太古宙孔兹岩变质峰期水活度氧逸度化学位

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孔兹岩系内棱柱状夕线石的成因

矿物学报 1992年第4期12卷 367-372页

作者：姜继圣长春地质学院长春130026

对我国鄂西及黑龙江省东部孔兹岩系的地质观察发现,含棱柱状夕线石的高铝夕线片岩类与含红柱石的云母片岩类岩石在区域上共生。系统的岩相学研究表明,这些夕线石系由叶蜡石直接转变所成。原岩恢复以及对变质作用过程中可能发生的变质反... 详细信息

对我国鄂西及黑龙江省东部孔兹岩系的地质观察发现,含棱柱状夕线石的高铝夕线片岩类与含红柱石的云母片岩类岩石在区域上共生。系统的岩相学研究表明,这些夕线石系由叶蜡石直接转变所成。原岩恢复以及对变质作用过程中可能发生的变质反应的理论探讨和原始沉积物理想组分计算的结果都支持上述结论。认为孔兹岩系中的棱柱状夕线石和红柱石系低角闪岩相条件下在不同的原岩中经不同的变质反应形成。它们的形成主要受原岩的成分控制。这种由叶蜡石直接分解形成的夕线石,其初始形成温度较低,不能作为划分高角闪岩相的标志。

关键词：夕线石变质反应孔兹岩

华北克拉通中部孔兹岩的锆石激光探针电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法U-Pb年龄测定

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华北克拉通中部孔兹岩的锆石激光探针电感耦合等离子体质谱(LA-IC...

同位素地质新进展：技术、方法、理论与应用学术研讨会

作者：李惠民孙敏夏小平吴昌华赵国春国土资源部天津地质矿产研究所香港大学地球科学系

对华北克拉通中部不同地区几个典型孔兹岩中大量不同成因和不同时代的锆石进行了激光探针电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法U-Pb年龄测定,结果表明,对于孔兹岩中大量不同成因和不同时代锆石的U-Pb年龄测定,LA-ICPMS法可以直接对结构复... 详细信息

对华北克拉通中部不同地区几个典型孔兹岩中大量不同成因和不同时代的锆石进行了激光探针电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法U-Pb年龄测定,结果表明,对于孔兹岩中大量不同成因和不同时代锆石的U-Pb年龄测定,LA-ICPMS法可以直接对结构复杂的锆石微区进行简便,快速,高效率的准确测定,其测定精度也可以满足对孔兹岩中各种不同成因和不同时代锆石U-Pb年龄的测定要求。灵活地将各种互相补充的

关键词：孔兹岩激光探针电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法热电离质谱(TIMS)法高灵敏度高分辩率离子探针质谱(SHRIMP)法锆石U-Pb年龄

来源： cnki会议评论

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晋蒙高级地体孔兹岩系的时代

岩石学报 1997年第3期13卷 289-302页

作者：吴昌华钟长汀陈强安地质矿产部天津地质矿产研究所

华北陆台北缘近千公里的麻粒岩带不是同为太古宙的一个带，其西的晋蒙高级地体以含有孔兹岩系而有别于其东的冀东地体。若以中下地壳出露的孔兹岩系划界，其东、西两块地体的界限大致在赤城－阜平一线。本文只讨论了孔兹岩系时代问题。... 详细信息

华北陆台北缘近千公里的麻粒岩带不是同为太古宙的一个带，其西的晋蒙高级地体以含有孔兹岩系而有别于其东的冀东地体。若以中下地壳出露的孔兹岩系划界，其东、西两块地体的界限大致在赤城－阜平一线。本文只讨论了孔兹岩系时代问题。根据孔兹岩系①富含大理岩（太古缺大理岩）；②所含石墨为生物成因；③地球化学特征与显生宙的而不与太古宙的沉积岩相似；④与下伏太古宙麻粒岩套为两大构造层；⑤与冀东太古宙麻粒岩的ＰＴ轨迹不同；⑥仅有早元古代的同位素年龄；⑦区域地质构造讨论；⑧中元古代的不变质辉绿岩墙群所限定；⑨晋蒙地体不变质盖层为寒武、奥陶系，而不同于冀东地体为中元古的长城、蓟县系等，结论认为不但孔兹岩系的变质期为早元古代，而且原岩时代也为早元古代。

关键词：地体孔兹岩时代变质岩系