扬子陆核的生长和再造：锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究

对宜昌三峡附近崆岭杂岩中混合岩、片麻岩和变沉积岩以及莲沱砂岩进行了锆石U-Pb和Hf-O同位素研究,研究结果深化了我们对扬子陆核生长和再造的认识.在莲沱砂岩中发现了老达3.8 Ga的碎屑锆石,说明扬子陆块可能存在这个年龄的地壳物质;其Hf同位素组成指示初生地壳生长出现在4.0 Ga.崆岭杂岩中混合岩和片麻岩的U-Pb年龄表明,在3.2～3.3 Ga和2.9～3.0 Ga有两期重要的岩浆活动,指示扬子陆核可能于中太古代就开始形成.锆石Hf同位素研究则指示,其原岩至少从3.5 Ga就开始从亏损地幔分异出来.混合岩和变沉积岩中所记录的1.9～2.0 Ga变质事件,是扬子陆核再造并发生克拉通化的主要时期.而广泛分布于扬子陆块周边的新元古代岩浆活动不仅导致了许多太古宙和古元古宙地壳重熔,而且引起了初生地壳的快速再造.     

苏鲁造山带荣成超高压地体片麻岩锆石年龄和铪同位素组成特征

本文对苏鲁造山带内荣成超高压地体片麻岩样品进行了锆石U-Pb年龄、Hf同位素和全岩Nd同位素分析,旨于探讨片麻岩的原岩性质及成因.3个片麻岩样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄（770 Ma和710 Ma之间）表明原岩形成于晚元古代,与Rodinia超大陆裂解过程的岩浆活动时间相吻合.14个片麻岩的单阶段钕模式年龄变化在1.70 Ga至2.30 Ga（平均～1.93 Ga）,表明荣成超高压地体片麻岩平均地壳存留时间为古元古代,与扬子陆块的平均地壳形成年龄相一致,暗示具有扬子陆块属性.其锆石εHf（t）值（t=750 Ma）和模式年龄值变化范围大.2个片麻岩的锆石具有非常负的εHf（t）,平均值为-16.4,铪模式年龄为2.70 Ga.6个片麻岩的锆石εHf（t）平均值为-7.7,铪模式年龄为2.15 Ga.这些结果表明荣成超高压地体部分原岩主要由太古代-古元古代地壳物质在晚元古代时重熔形成的,进一步说明荣成地区可能有扬子陆块的太古代地壳残留.另有6个片麻岩的锆石εHf（t）变化范围为-0.56至6,6之间,其中部分锆石的两阶段Hf模式年龄为0.81 Ga至0.94 Ga,表明片麻岩原岩晚元古代形成时,有幔源岩浆活动和新生地壳形成,可能同时存在强烈壳-幔相互作用,上侵的幔源岩浆底侵导致上覆扬子陆块太古代-古元古代地壳物质重熔,形成花岗质岩浆.     

大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩中锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩进行了锆石Lu-Hf同位素分析,结果为原岩来源提供了制约,表明扬子陆块在Rodinia超大陆裂解时的裂谷岩浆活动中发生了显著的陆壳生长.对这些锆石的不同区域进行的U-Pb和Lu-Hf同位素分析和比较表明,不同成因的锆石在^206Pb/^238U年龄、初始Hf同位素组成、Th/U及Lu/Hf比值等方面具有明显的差异.与年龄较老的岩浆核部和幔部相比,年轻的变质增生边具有低的Th/U和Lu/Hf比值但高的εHf（t）值.不同成因锆石的Th/U和Lu/Hf比值存在着正相关性,表明变质作用对锆石的U-Th-Pb和Lu-Hf同位素体系有着相似的影响.高级变质作用有时能够引起岩浆锆石增生边^176Hf/^177Hf比值的显著升高,导致变质新生颗粒或增生边类似于新生地壳的高εHf（t）值假象.对榴辉岩和片麻岩锆石核部的分析发现,镁铁质和长英质原岩在大约750 Ma左右形成一个双峰式火山岩套,另外包含少量的年龄约为2.15 Ga的陆壳.初始Hf同位素组成可分成两组：第一组具有正的εHf（t）值,为5.9±0.9～12.9±0.7;第二组εHf（t）值在零左右,为-4.3±0.5～2.3±0.3.正的εHf（t）值与较年轻的模式年龄相对应,负的εHf（t）值与古元古代模式年龄相对应.前者表明,在扬子陆块北缘裂谷岩浆作用将亏损地幔物质加入到大陆地壳中,同时在新元古代中期的裂谷构造带中存在同时期的壳-幔相互作用.因此,在扬子陆块北缘新元古代中期裂谷岩浆活动中,既有新生地壳生长和即时再造,也有古老地壳再造.     

延吉地区古新世埃达克岩捕获锆石U-Pb年龄、Hf同位素和微量元素地球化学对区域中酸性岩浆演化的指示

延吉地区古新世埃达克岩石中出现了大量的捕获锆石,阴极发光图像显示这些锆石主要来源于围岩中酸性侵入岩,其U-Pb年龄变化在87～387Ma之间,εHf（t）变化在-2.1～14.7之间,TDM（Hf）为272～895 Ma.原位离子探针微量元素分析显示,大部分锆石具有相对含石榴子石变质岩高Y、低Hf,在REE配分模式为LREE亏损、HREE富集、正Ce异常和负Eu异常,说明这些锆石的生长环境为与斜长石共存而缺乏石榴子石的体系;另外两颗锆石的Eu负异常不明显,说明它们结晶于缺少共生斜长石的体系.随着锆石结晶时间的变新,其εHf（t）逐渐降低和TDM（Hf）增加,说明年青地壳组分对延吉地区的显生宙中酸性侵入岩熔融源区的贡献减少,中生代以来,尤其是区域岩浆活动峰期时间（早白垩世）地壳增生较弱;此外,锆石的U-Pb年龄与Y、Th和U显示出正相关关系,而与Eu/Eu＊和Ce/YbCN表现出负相关关系,反映区域中酸性岩浆熔融源区或岩浆分异过程中斜长石的贡献减小,而熔融源区残留石榴子石的贡献有增加趋势.     

莫河花岗岩的锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究：柴北欧龙布鲁克微陆块始古元古代岩浆作用年龄和地壳演化约束

欧龙布鲁克微陆块具典型的基底与盖层二元结构,基底自下而上由德令哈杂岩、达肯大坂岩群和万洞沟群三个岩石-构造单元组成.应用LA-ICP-MS测定了德令哈杂岩中的莫河花岗岩体的27个颗锆石的U-Pb同位素成分,其中26颗锆石发生不同程度的放射成因铅同位素丢失,其不一致线上交点年龄为2470＋19/-18 Ma.应用LA-MC-ICP-MS测定了25颗锆石的Hf同位素成分,其中岩浆结晶成因的23颗锆石的Hf（2470 Ma）=0.28129～0.28140,平均值0.28134±0.00003;εHf值的变化范围2.94～6.95,加权平均值4.58＋0.54/-0.76,长英质地壳存留年龄TCDM=2.54～2.75Ga,加权平均值2.66＋0.04/-0.02 Ga.以上数据将该花岗岩的形成年龄约束在2470 Ma,其岩浆来源于地幔物质的部分熔融,指示欧龙布鲁克微陆块在～2.5 Ga的地壳增生事件.     

冈底斯南缘变形花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成：新特提斯洋早侏罗世俯冲作用的证据

本文对产于冈底斯南缘一个变形花岗岩进行了主量元素、微量元素、原位锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和锆石Hf同位素组成研究.结果表明,变形花岗岩为高硅（SiO2=73.38%～76.06%）钙碱性岩系,K2O/N%0=0.69.1.17.铝指数（A/CNK）=1.03～1.07,为弱过铝质岩石.变形花岗岩微量元素组成显示贫大离子亲石元素（e.g.Rb=47×10^-6～71×10^-6）和高场强元素（e.g.Nb=1.31×10^-6～-3.09×10^-6,Ta=0.23×10^-6 ～0.54×10^-6）,具有岛弧型花岗岩的地球化学属性.变形花岗岩锆石U-Pb年龄为178±1Ma,该年龄代表岩浆结晶年龄.锆石Hf同位素组成显示εHf（178Ma）值变化于＋14.1～＋17.7,表明变形花岗岩岩浆来自初生地壳物质的部分熔融.变形花岗岩的岩石成因与新特提斯洋向欧亚板块南缘的俯冲消减作用存在联系,其岩浆结晶年龄反映了新特提斯洋发生俯冲消减的开始时代不晚于早侏罗纪,说明了新特提斯洋经历了较长时间的演化.     

浑善达克沙地的碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其源区意义

通过对浑善达克沙地末次冰盛期（LGM）以来沙样的碎屑锆石原位U-Pb年龄和Hf同位素组成的分析,并与周围可能源区的岩石年龄和Hf同位素组成进行对比,发现浑善达克沙样的U-Pb年龄主要可以分为3组（2.6～2.3 Ga,2.2～1.6 Ga和显生宙100～500 Ma）.其中较老的两组和具有负εHf（T）值的显生宙锆石可能来源于华北克拉通北部的燕山褶皱带,而具有正εHf（T）值的显生宙锆石可能来源于中亚造山带东部.现代沙和LGM沙具有相同的锆石U-Pb年龄谱和εHf（T）组成特征.同时,与蒙古中南部和塔里木中部沙样进行对比,发现蒙古中南部沙样主要来源于中亚造山带的显生宙高山,而塔克拉玛干沙漠在锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成上与浑善达克沙地存在较大的差异,表明西部的大沙漠对东部沙地的贡献很小.     

柴北缘花岗片麻岩的岩浆作用计时和前寒武纪地壳增长的锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

本文应用LAM-ICPMS技术测定了柴达木盆地北缘花岗片麻岩带中的锡铁山东全吉河花岗岩和都兰县北部沙柳河花岗岩的锆石U-Pb年龄,利用LAM-MC-ICPMS技术选择测定了沙柳河花岗岩锆石Hf同位素成分.全吉河花岗岩岩浆结晶锆石的谐和年龄为910＋15/-17 Ma;捕虏晶锆石的207Pb/206Pb年龄为1351 Ma;～520 Ma的变质锆石（232Th/238U=0.04）206pb/238U年龄可能是前高压超高压构造事件的产物.沙柳河花岗岩的岩浆锆石普遍含有继承碎屑锆石核.21个颗粒测得21个数据中,代表岩浆结晶锆石的10个点的Robust（Median）平均206Pb/238U年龄为920＋31/-17 Ma,碎屑锆石核207Pb/206pb年龄大于1250 Ma.在沙柳河花岗岩30颗锆石的30个Hf同位素分析点中,27个代表纯粹岩浆结晶锆石的176Hf/177Hf=0.282081～0.282222,平均0.282178＋0.000009/-0.000015,以920 Ma计算的HfI=0.28206～0.28220,平均值0.28215＋/-0.00003;εHf值的变化范围＋0.21～-4.70,Robust（Median）加权平均值为-1.53＋0.41/-0.52;锆石Hf的地壳模式年龄（TCDM）范围是1.59～1.75 Ma,Robust（Median）加权平均值为1.68＋0.03/-0.02 Ma.其余2个锆石为继承性锆石,其176Hf/177Hf比值分别为0.281892和0.281792,HfI和εHf值分别为0.28186～0.28178,和-11.83～-14.82,TCDM=2.18～2.33 Ga.结合前人的研究结果,柴北缘花岗片麻岩的岩浆作用持续时间为～950 Ma～～910 Ma.峰值年龄为～920 Ma,以沙柳河花岗岩为代表的柴北缘过铝S-型花岗片麻岩的岩浆来自现今剥露于地表的沙柳河岩群之下具高度再循环上地壳物质的基底表壳岩系;该物质的形成年龄可约束在1.4～1.7 Ga,保存了蚀源区～1.7 Ga和～2.3 Ga的地壳增生事件的年代学记录.     

燕山中段盘山花岗岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄测定及其构造意义

位于燕山陆内造山带中段南缘的蓟县盘山花岗岩体由狼家峪、官庄、东罗庄和小盘山4个侵入单元组成,并发育侵入期后含斑石英二长岩脉,发育环绕岩体分布的周缘向斜并侵蚀早期东西向蓟县断裂.对前3个侵入单元及岩体西侧围岩中的顺层侵入的含斑石英二长岩脉等4件样品的锆石U-Pb（SHRIMP）定年结果为,年龄值界于203～207Ma,表明盘山花岗岩体侵位于三叠纪末期.这个年龄结果进一步限定了燕山陆内造山带东西向褶皱、逆冲/逆掩断层系统形成时代的上限,显示其形成时代为印支期.     

藏南林周盆地林子宗火山岩的时代、成因及其地质意义：锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

本文对林子宗火山岩命名地-林周盆地内典中组最底部的英安质火山角砾岩和年波组下段的流纹质熔结凝灰岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析,结果显示前者形成于62.5±1.1 Ma,而后者形成于56.4±1.2 Ma,表明林子宗火山活动的起始时间略晚于K/T界限年龄.岩浆锆石的εHf（T）值分别为＋9.0～＋0.5和＋11.0～＋4.8,显示亏损地幔的特征,与同时期冈底斯岩体的岩浆锆石相似,应为同源产物,源自于地幔楔的部分熔融.此外,典中组样品含有石炭纪年龄的捕获锆石,它们的εHf（T）值介于-0.6～-3.2之间,具有中元古代的Hf同位素模式年龄,与附近念青唐古拉岩带花冈岩的捕获锆石相若,暗示拉萨陆块老地壳的混染在岩浆演化中亦扮演了角色.结合区域地质,我们认为在藏南拉萨陆块上的林子宗火山岩是印度与欧亚大陆碰撞之前到碰撞初期新特提斯海洋板块向北俯冲、拆离作用的结果.     

大兴安岭东北部早古生代花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

大兴安岭东北部早古生代花岗岩属于Ⅰ型花岗岩.锆石的LA-ICPMS U-Pb年代学研究表明,十八站岩体、内河岩体、白银纳岩体的形成年龄分别为499±1、500±1和460±1 Ma,而查拉班河岩体为一多次侵入的杂岩体,其形成年龄在465～481 Ma.结合本区和邻区其它早古生代花岗岩体的锆石U-Pb年龄,限定了大兴安岭东北部地区早古生代花岗岩浆活动的时限为460～500 Ma.锆石的LA-MC-ICPMS Hf同位素研究显示,本区早古生代花岗岩的锆石εHf（t）多数介于＋1.5～＋3.8之间,二阶段模式年龄介于1.1～1.4 Ga,表明其主要起源于中-新元古代增生的地壳物质.结合兴安地块其它花岗岩的锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中-新元古代时期曾发生一次重要的地壳增生事件,与兴安地块主要为显生宙地壳的特点明显不同.