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华北克拉通新太古代板块俯冲作用:来自山西云中山地区变质高镁火成岩组合的证据

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岩石学报 2018年第4期34卷 1099-1118页

作者：王惠初康健丽肖志斌相振群李建荣孙义伟施建荣张家辉中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 山西省地质调查院太原030006

在华北克拉通中部的山西云中山地区,新太古代花岗闪长质片麻岩中存在一些超镁铁质岩-镁铁质岩块及由斜长角闪岩、角闪变粒岩、石英岩和石榴夕线黑云片岩等岩石类型构成的变质表壳岩残片,其中的超镁铁质-镁铁质岩、斜长角闪岩和角闪变粒... 详细信息

在华北克拉通中部的山西云中山地区,新太古代花岗闪长质片麻岩中存在一些超镁铁质岩-镁铁质岩块及由斜长角闪岩、角闪变粒岩、石英岩和石榴夕线黑云片岩等岩石类型构成的变质表壳岩残片,其中的超镁铁质-镁铁质岩、斜长角闪岩和角闪变粒岩构成一套高镁火成岩组合。超镁铁质岩已变质为橄榄绿泥阳起片岩等岩石类型,呈变余斑状结构,橄榄石斑晶仍有保存;岩石SiO_2含量为39.22%～44.99%,Al_2O_3为8.82%～13.47%,Mg O为19.24%～22.13%,Na_2O+K_2O=0.71%～1.11%,CaO为5.75%～8.42%;Al_2O_3/TiO_2=14.8～17.4,CaO/Al_2O_3=0.60～0.84;化学成分上与科马提岩有一定的相似性。与之紧密伴生的斜长角闪岩也具有高镁特征,Mg O含量为11.28%～15.09%,铝、硅和碱质均偏低,具正铕异常,显示堆晶辉长岩的特征。非高镁斜长角闪岩有相对高的铝、硅和碱质,其原岩应为钙碱性玄武岩。角闪变粒岩样品的SiO_2含量为54.21%～55.71%,Al_2O_3为14.24%～15.49%,Mg O为6.26%～8.28%,Fe OT/Mg O=1.11～1.58,高钠低钾,Na_2O+K_2O=3.7%～4.78%,Na_2O/K_2O=5.15%～13.13,Mg#=53.0～61.5,属于高镁安山岩。由超镁铁质质岩-斜长角闪岩-角闪变粒岩构成的变质高镁火山岩组合具有钙碱性系列趋势。超镁铁质岩稀土元素含量总量较低,具有轻稀土富集和重稀土亏损的稀土型式;斜长角闪岩与超镁铁质岩比较,除富集大离子亲石元素和Cr、Ni明显较低外,具有相似的微量元素图谱形态。三种岩石类型在微量元素蛛网图上均显示出Ta、Nb、Ti负异常和Pb正异常。野外产状和岩石地球化学特征表明超镁铁质岩和高镁斜长角闪岩属于阿拉斯加型杂岩体,角闪变粒岩属于赞岐岩质高镁安山岩。在Zr/Nb-Nb/Th和Nb/Y-Zr/Y构造环境判别图解上显示出与俯冲相关的演化趋势,在Hf-Th-Ta、Nb/La-(La/Sm)N和Th/Yb-Nb/Yb图解上也落在岛弧钙碱性岩石区域。以上特征表明高镁火成岩组合形成于与板块俯冲相关的岛弧构造背景。野外地质关系和锆石U-Pb年龄限定高镁火成岩组合形成时代在～2.5Ga。云中山地区阿拉斯加型镁铁质-超镁铁质杂岩与赞岐岩质高镁安山岩共生,表明该地区存在新太古代的板块俯冲作用,为太古宙存在板块构造机制提供了新证据。

关键词：云中山高镁火成岩组合新太古代岛弧构造环境华北克拉通

鲁西沂山地区新太古代晚期高级深熔混合岩的源区特征

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岩石学报 2022年第3期38卷 598-618页

作者：李源颉颃强董春艳王世进万渝生中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心北京100037 合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009 山东省地质调查院济南250013

鲁西沂山地区高级深熔混合岩中存在丰富的不同时代、不同类型的岩石包体。在详细野外地质工作基础上,本文对高级深熔混合岩中的包体进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素分析及全岩地球化学研究,以期探讨沂山地区高级深熔混合岩的源区... 详细信息

鲁西沂山地区高级深熔混合岩中存在丰富的不同时代、不同类型的岩石包体。在详细野外地质工作基础上,本文对高级深熔混合岩中的包体进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素分析及全岩地球化学研究,以期探讨沂山地区高级深熔混合岩的源区性质。英云闪长质片麻岩形成时代为~2.7Ga,存在2.69Ga和2.53~2.51Ga两期基性岩浆作用,并记录了2.52~2.50Ga变质作用。角闪斜长片麻岩与黑云角闪变粒岩互层产出,它们可能为变质火山岩,其岩浆锆石年龄为2.51Ga。变质基性岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为0~+8.1,一阶段Hf模式年龄为2.83~2.54Ga;变质火山岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为-1.2~+5.8,一阶段Hf模式年龄为2.89~2.71Ga。结合前人研究,这套高级深熔混合岩的源区组成包括了新太古代早期的英云闪长质片麻岩和变质辉长岩,新太古代晚期的石英闪长质片麻岩、变质火山岩及斜长角闪岩等岩石类型。~2.5Ga基性岩浆作用在鲁西地区发育广泛,为新太古代晚期深熔作用及高级深熔混合岩和壳源花岗岩的形成提供了热源。

关键词：包体高级深熔混合岩源区组成新太古代鲁西

龙江-乌兰浩特地区新太古代-古元古代岩浆事件:对松嫩地块西缘前寒武纪地质体属性的制约

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岩石学报 2022年第9期38卷 2811-2828页

作者：吴新伟张超邵军郭威李林川张广宇刘宝山宋万兵中国地质调查局沈阳地质调查中心沈阳110034 东北地质科技创新中心沈阳110034 辽宁省自然资源厅深部矿产资源探测与评价重点实验室沈阳110034 山东理工大学资源与环境工程学院淄博255049

识别前寒武纪地质单元对了解松嫩地块物质组成和前寒武纪构造演化过程具有重要的科学意义。本文对出露于松嫩地块西缘龙江地区的花岗质岩石和乌兰浩特地区的斜长角闪岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素和Hf同位素分析。石英二长岩和二长... 详细信息

识别前寒武纪地质单元对了解松嫩地块物质组成和前寒武纪构造演化过程具有重要的科学意义。本文对出露于松嫩地块西缘龙江地区的花岗质岩石和乌兰浩特地区的斜长角闪岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素和Hf同位素分析。石英二长岩和二长花岗岩形成年龄分别为2480±12Ma和2544±23Ma,样品中存在~2.6Ga的继承锆石以及~2.0Ga的变质锆石,形成时代为新太古代;多数锆石ε_(Hf)(t)>0,二阶段模式年龄为2793~3019Ma,少量锆石ε_(Hf)(t)新-中太古代的地壳生长事件,且在岩浆演化过程中受到中太古代古老地壳的混染。乌兰浩特斜长角闪岩存在2544±15Ma的继承锆石,形成年龄为2042±29Ma,形成时代为古元古代;多数锆石的ε_(Hf)(t)>0,二阶段模式年龄为2301~3015Ma,少量锆石ε_(Hf)(t)古代中期-中太古代的地壳生长事件,且在岩浆演化过程中受到新太古代古老地壳的混染。综合区域研究成果,松嫩地块西缘龙江-乌兰浩特地区存在~1.8Ga、~2.0Ga、~2.5Ga和~2.7Ga四期岩浆事件以及古元古代中期-新太古代晚期和新-中太古代的地壳生长事件,其构造岩浆热事件与华北克拉通及全球古老大陆地壳增生时限一致。

关键词：松嫩地块前寒武纪基底新太古代古元古代龙江-乌兰浩特地区

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华北克拉通东北部新太古代晚期岩浆作用和地壳增生:锆石U-Pb-Hf同位素、微量元素和地球化学制约

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岩石学报 2020年第4期36卷 1076-1090页

作者：郝乐燃杨德彬许文良母茂松全昳糠杨浩田王安琪吉林大学地球科学学院长春130061 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室长春130061 东北亚生物演化与环境教育部重点实验室长春130026

辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和微量元素及全岩地球化学和锆石Hf同位素研究为探讨华北克拉通东北部前寒武纪地壳生长和演化提供了制约。结果表明,辽西地区钓鱼台二长花岗岩和辽南地区城子坦片麻状石英闪... 详细信息

辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和微量元素及全岩地球化学和锆石Hf同位素研究为探讨华北克拉通东北部前寒武纪地壳生长和演化提供了制约。结果表明,辽西地区钓鱼台二长花岗岩和辽南地区城子坦片麻状石英闪长岩、安波花岗质片麻岩中锆石均发育岩浆生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.24~1.75)和锆石稀土元素特征,暗示它们均为岩浆锆石。定年结果显示,钓鱼台二长花岗岩、城子坦片麻状石英闪长岩和安波花岗质片麻岩的原岩分别形成于2519±9Ma、2505±10Ma和2519±11Ma,即它们均形成于新太古代晚期。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石均具有高SiO2(61.85%~73.38%)、低MgO(0.36%~2.83%)、富Na2O+K2O(7.64%~10.86%)的特征,为准铝质-弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,发育弱的Eu负异常和Sr、P、Ti的亏损。岩浆锆石均具有正的εHf(t)值,介于0.4~5.9之间,tDM1变化于2595~2798Ma之间,峰值年龄为2740Ma,与华北克拉通最重要的一次地壳增生事件相一致。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石形成于板块俯冲的弧构造环境下新增生下地壳物质的部分熔融。

关键词：花岗质岩石新太古代地壳生长辽西-辽南地区华北克拉通

冀东新太古代晚期界岭口闪长岩成因:U-Pb-Nd-Hf-O同位素研究

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岩石学报 2018年第9期34卷 2793-2810页

作者：董春艳王晨颉颃强白文倩万渝生中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心北京100037

本文报道了华北克拉通东部冀东地区界岭口闪长岩及其中基性岩包体的锆石定年结果和地球化学组成。界岭口闪长岩是华北克拉通规模最大的太古宙闪长质侵入体,总面积约650km2。界岭口闪长岩由闪长岩和石英闪长岩组成,两者渐变过渡。在界岭... 详细信息

本文报道了华北克拉通东部冀东地区界岭口闪长岩及其中基性岩包体的锆石定年结果和地球化学组成。界岭口闪长岩是华北克拉通规模最大的太古宙闪长质侵入体,总面积约650km2。界岭口闪长岩由闪长岩和石英闪长岩组成,两者渐变过渡。在界岭口闪长岩中存在基性岩包体,包括辉绿岩、细粒辉长岩和辉长岩,一些基性岩包体边部存在冷凝边。石英闪长岩和细粒辉长岩包体的岩浆锆石年龄分别为2533±5Ma和2534±8Ma。闪长岩和石英闪长岩元素组成类似(13个样品),主要区别是后者SiO_2相对较高一些。它们稀土总量较高(TREE=93. 0×10^(-6)~234. 2×10^(-6)),轻重稀土分异程度不强((La/Yb)N=10. 4～23. 9),无明显铕异常(Eu/Eu*=0. 80～1. 05)。在MORB标准化的微量元素图解上,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损。全岩εNd(t)和tDM1(Nd)分别为-1. 20～2. 13和2. 73～2. 95Ga(7个样品),岩浆锆石εHf(t)和tDM1(Hf)分别为1. 66～4. 37和2. 60～2. 78Ga(13个数据点),δ^(18)O值为5. 00‰～6. 83‰(13个数据点)。相对于闪长岩-石英闪长岩,基性岩包体(3个样品)的MgO和CaO含量明显增高。岩石稀土总量偏低(TREE=82. 4×10^(-6)～155. 7×10^(-6)),轻重稀土分离不强((La/Yb)N=3. 3～6. 0),出现较弱的负铕异常(Eu/Eu*=0. 71～0. 88),在MORB标准化的微量元素图解上,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损。全岩εNd(t)和tDM1(Nd)分别为-0. 70和2. 97Ga(1个样品),岩浆锆石εHf(t)和tDM1(Hf)分别为0. 52～4. 72和2. 66～2. 82Ga(16个数据点),δ^(18)O值为4. 88‰～6. 72‰(13个数据点)。结合前人研究,可得出如下结论:1)界岭口闪长岩是基性岩浆结晶分异和陆壳物质影响双重作用的产物,而陆壳物质参与可能起了更重要的作用; 2)界岭口闪长岩形成于新太古代晚期总体上仍处于挤压的岛弧构造环境; 3)在华北克拉通,至少一部分具有中太古代晚期-新太古代早期Nd-Hf模式年龄的新太古代晚期TTG岩石形成与新太古代晚期富集地幔添加有关或是新太古代晚期亏损地幔添加与陆壳物质影响共同作用的结果。

关键词：闪长岩 U-Pb-Nd-Hf-O同位素新太古代冀东华北克拉通

鲁西七星台地区新太古代基性岩浆作用:变质辉长岩的时代和组成

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地球科学 2020年第7期45卷 2610-2628页

作者：马铭株万渝生颉颃强刘守偈谢士稳董春艳白文倩李源王宇晴中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心北京100037

通过研究鲁西七星台地区新太古代变质辉长岩及相关岩石的锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学组成.它们侵入新太古代表壳岩和TTG岩体.根据12个样品SHRIMP U-Pb锆石定年,可把形成时代划分为3期:2662~>2711 Ma、2608~2618 Ma和2508~2526 Ma.其... 详细信息

通过研究鲁西七星台地区新太古代变质辉长岩及相关岩石的锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学组成.它们侵入新太古代表壳岩和TTG岩体.根据12个样品SHRIMP U-Pb锆石定年,可把形成时代划分为3期:2662~>2711 Ma、2608~2618 Ma和2508~2526 Ma.其他样品(进行地球化学分析)的形成时代是根据岩石空间分布、野外特征及与定年样品所代表岩石的关系来确定的.>2.65 Ga变质辉长岩既有来自于富集地幔源区也有来自亏损地幔源区.~2.6 Ga变质辉长岩具平坦型稀土模式,大离子亲石元素富集,Nb、Ta、P亏损,来自亏损地幔源区,可能遭受陆壳物质影响,~2.6 Ga变质辉石岩显示中稀土富集,与单斜辉石堆晶作用有关.~2.5 Ga变质辉长岩存在平坦型-轻微亏损轻稀土和轻稀土富集型两种类型稀土模式.与~2.5 Ga变质辉长岩相比,~2.5 Ga变质辉长闪长岩稀土含量更高,轻重稀土分异程度更高,大离子亲石元素更为富集,Nb、Ta亏损更为明显,是~2.5 Ga辉长质岩浆进一步结晶分异产物.结合前人研究,可得出如下结论.(1)七星台地区存在>2.65 Ga、~2.6 Ga和~2.5 Ga 3期变质辉长岩,其中~2.6 Ga变质辉长岩规模最大;(2)不同时代变质辉长岩地球化学组成特征不同,反映了源区组成和形成过程的复杂性;(3)鲁西地区在新太古代早期(>2.7~2.6 Ga)存在长期连续的基性岩浆作用,可能与地幔岩浆板底垫托有关;(4)在七星台地区首次发现~2.5 Ga辉长岩-辉长闪长岩,为鲁西地区A带广泛存在的~2.5 Ga深熔作用提供了热源来自地幔的直接证据.

关键词：变质辉长岩 SHRIMP U-Pb锆石定年地球化学鲁西新太古代

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带BIF与VMS共生矿床的构造背景及成因联系

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地球科学 2020年第1期45卷 1-16页

作者：张连昌彭自栋翟明国佟小雪朱明田王长乐中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带,以产出中国最古老的红透山火山岩型块状硫化物(VMS)铜锌矿床而闻名.但近年同位素年代学研究表明,该绿岩带还发育同期的条带状(BIF)铁矿.对该绿岩带开展BIF铁矿、VMS铜锌矿时空和成因关系及其形成构造... 详细信息

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带,以产出中国最古老的红透山火山岩型块状硫化物(VMS)铜锌矿床而闻名.但近年同位素年代学研究表明,该绿岩带还发育同期的条带状(BIF)铁矿.对该绿岩带开展BIF铁矿、VMS铜锌矿时空和成因关系及其形成构造背景和海洋环境的研究非常必要.在综述近年笔者及前人获得的清原绿岩带地质剖面观察、典型VMS铜锌矿床和BIF铁矿床地质、锆石U-Pb年代学、主微量元素和Nd-Fe-S同位素地球化学等资料的基础上,总结了清原绿岩带VMS-BIF矿床组合形成的构造背景、成矿物质来源及形成规律.最后建立了新太古代清原绿岩带VMS-BIF弧后盆地系统成矿模式.这对于指导区域找矿预测、了解新太古代陆壳演化和古海洋环境均有重要的科学意义.

关键词：清原绿岩带新太古代火山岩型块状硫化物条带状铁建造矿床组合华北克拉通岩石学

内蒙古大青山地区新太古代晚期岩浆作用:来自锆石SHRIMP U-Pb定年的证据

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岩石学报 2015年第6期31卷 1509-1517页

作者：徐仲元万渝生董春艳马铭株刘敦一吉林大学地球科学学院长春130061 中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心北京100037

本文报道了华北克拉通西部大青山地区新太古代晚期变质深成侵入岩的锆石SHRIMP年龄。本文涉及的3个样品取自大青山的石拐南部,岩性为黑云母二长花岗质片麻岩、紫苏石英闪长质片麻岩和闪长质片麻岩。根据矿物组合,黑云母二长花岗质片麻... 详细信息

本文报道了华北克拉通西部大青山地区新太古代晚期变质深成侵入岩的锆石SHRIMP年龄。本文涉及的3个样品取自大青山的石拐南部,岩性为黑云母二长花岗质片麻岩、紫苏石英闪长质片麻岩和闪长质片麻岩。根据矿物组合,黑云母二长花岗质片麻岩和紫苏石英闪长质片麻岩遭受高角闪岩相-麻粒岩相变质,闪长质片麻岩遭受角闪岩相变质。锆石具核-幔-边或核-边结构。岩浆锆石年龄为2484±7Ma、2494±12Ma和2495±10Ma,考虑到岩石遭受后期构造热事件强烈改造,岩浆锆石发生不同程度变质重结晶,振荡环带变得模糊,年龄很可能偏年轻,岩浆锆石真实的形成年龄应更大一些,形成于新太古代晚期。2个样品记录早期变质锆石年龄为2441±7Ma和2481±10Ma;2个样品记录晚期变质锆石年龄为1847±35Ma和为1919±73Ma。结合前人工作,可得出如下结论:1)石拐地区存在新太古代晚期二长花岗岩、石英闪长岩和闪长岩等不同类型变质深成侵入岩。新太古代晚期岩浆作用在整个大青山地区很可能广泛发育,古元古代晚期孔兹岩带是在太古宙基底之上或其邻区发展起来的。2)与大青山地区其它古元古代早期以前的地质体类似,新太古代晚期变质深成侵入岩普遍遭受古元古代早期和晚期构造热事件叠加改造。

关键词：新太古代岩浆作用变质作用锆石SHRIMP定年大青山

尚义葛令夭高铬花岗岩(Closepet-like)——新太古代古缝合带的新证据

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岩石学报 2012年第4期28卷 1037-1043页

作者：王仁民李孟江程素华北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广州510640 中国科学院研究生院北京100049 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

在华北克拉通北部,太古代麻粒岩古陆核与陆外沉积盆地(红旗营子群)之间已经厘定出一个晚太古代的古洋壳残片(Wang et al.,2009)。此残片南北两侧又发现了低Al2O3型TTG岩体(2512±19Ma)、富钾高铬的深熔花岗岩(Closepet-like),含Cr97×1... 详细信息

在华北克拉通北部,太古代麻粒岩古陆核与陆外沉积盆地(红旗营子群)之间已经厘定出一个晚太古代的古洋壳残片(Wang et al.,2009)。此残片南北两侧又发现了低Al2O3型TTG岩体(2512±19Ma)、富钾高铬的深熔花岗岩(Closepet-like),含Cr97×10-6～308×10-6,以及含大量密集的煌斑岩脉的含石英的二长岩(Sanukitoid-like)等三类在成因上与俯冲带密切相关的岩体。低Al2O3型TTG是在角闪麻粒岩亚相条件下由俯冲中的滑片部分熔融所生成。深熔花岗岩是TTG再熔融的产物,而它们的基性化演化和Cr的增高是幔源岩浆与富钾深熔花岗岩经复杂的岩浆混合和交代改造的结果。

关键词：新太古代低Al2O3 TTG 高Cr花岗岩(Closepet-like) 古缝合带华北克拉通