华北克拉通中部古元古代高Mg低Ti-P镁铁质岩墙的富晶集地幔源区——锆石Hf同位素的制约

华北克拉通中部是古元古代岩墙群最为发育的地区.以镁铁质成分为主的岩墙群可以分为变质的和不变质的两类.不变质岩墙群是在1780～1760 Ma之间大约20 Ma时间内形成的,是华北克拉通古元古代最晚期镁铁质岩浆活动的产物.不变质岩墙又可以细分成高Mg-Ti低P、低Mg高Ti-P和高Mg低Ti-P等3组.本文报道了采自丰镇附近高Mg低Ti-P岩墙样品的锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成分析结果.新获得的SHRIMP锆石U-Pb年龄为1769±4 Ma,与其它不变质岩墙的锆石、斜锆石U-Pb年龄和^40Ar/^39Ar年龄的范围相同.高Mg低Ti-P岩墙的锆石εHf（t）值的变化范围在-6.4～＋0.4之间,平均值为-2.2,略高于时代相近的花岗质岩石.由于镁铁质岩浆在上升、侵位和结晶过程中几乎没有受到地壳物质混染,因而锆石εHf（t）值可以代表镁铁质岩浆的富集的岩石圈地幔源区的特征.文献资料显示,高Mg低Ti-P岩墙的岩石圈地幔源区的87Sr/86Sr初始比值为0.7040～0.7050,平均值为0.7046,εNd（t）值为-5.6～-2.8,平均值为-4.4.     

辽东矿洞沟正长岩成因及其构造意义：锆石原位微区U-Pb年龄和Hf同位素制约

矿洞沟岩体位于华北克拉通东部,由粗粒正长岩、细粒正长岩和闪长岩组成,其中细粒正长岩和闪长岩具有明显的岩浆混合特征,它们侵入到粗粒正长岩中.锆石的LA-ICPMS U-Pb年代学研究表明,粗粒正长岩形成于1879±17 Ma,而细粒正长岩和闪长岩分别侵位于1874±18 Ma和1870±18 Ma,三者在误差内基本相同,因此,矿洞沟岩体的侵位时代为古元古代.矿洞沟正长岩和闪长岩富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有相对均一的全岩Nd同位素.但粗粒正长岩、中粒正长岩和闪长岩中锆石Hf同位素组成却不均一,分别为εHf（t）=-2.5～＋3.0,-1.5～＋3.4和-3.5～＋2.7,明显高于辽东地区太古代片麻岩演化到古元古代时的Hf同位素组成,表明它们来源于太古代新生地壳的部分熔融并有大量地幔物质的加入.野外地质观察、主量元素组成及岩石中锆石具有相同U-Pb年龄却具有不同的Hf同位素等特征表明,矿洞沟正长岩和闪长岩是壳源岩浆和幔源岩浆混合作用的结果.矿洞沟正长岩体的侵位标志着辽东地区在古元古代时期处于南北地块碰撞后的伸展环境,与华北克拉通东部陆块的形成和演化以及全球古元古代末期Columbia超大陆的形成和裂解有关.     

华北中、新生代岩石圈地幔的交代作用：含金云母地幔岩提供的证据

本文对华北克拉通三个不同地区（河北汉诺坝、内蒙古集宁三义堂、河南鹤壁）新发现的含金云母尖晶石二辉橄榄岩和尖晶石橄榄单斜辉石岩捕虏体进行了详细的矿物组成、单斜辉石的微量元素和Sr-Nd同位素研究.通过与相同地区不含金云母尖晶石二辉橄榄岩捕虏体的系统对比发现通常含金云母的地幔橄榄岩比不含金云母的地幔橄榄岩岩富Al2O3、CaO、NaO、K2O、TiO2,但相对贫镁;其单斜辉石的LREE更为富集,但Sr、Nd同位素组成则相对亏损.这说明地幔交代作用不仅能够造成地幔橄榄岩的玄武质组分和稀土元素的富集,而且亦能够造成全岩和橄榄石Mg#的降低和同位素组成的相对亏损.捕虏体的Rb-Sr等时线年龄暗示地幔交代作用发生在中、新生代;其交代熔体来源于软流圈.同时说明华北新生代岩石圈地幔普遍存在的主、微量元素和同位素组成类似于“大洋型”岩石圈地幔的特征很可能是岩石圈地幔橄榄岩与软流圈来源的熔体的大规模反应的结果,而非真正意义上的新增生的岩石圈地幔.     

The middle Cambrian Linyi Lagerstätte from the North China Craton: a new window on Cambrian evolutionary fauna

The rapid appearance of major animal groups and complex marine communities during the Cambrian explosion is recorded in large part in Burgess Shale-type lagerstätten. However, the restricted temporal and spatial distribution of known lagerstätten continues to hinder the formation of a comprehensive perspective on Cambrian evolutionary faunas. Here we describe the Linyi Lagerstätte (ca. 504 mya), a new Cambrian Miaolingian lagerstätte from the Zhangxia Formation in Shandong Province, North China. The Linyi Lagerstätte contains a variety of well-preserved soft-bodied fossils, among which the non-trilobite arthropods, particularly the mollisoniids and radiodonts, are the most important groups. The new assemblage is remarkable for its excellent preservation of arthropod limbs, eyes and guts, as well as for its close similarity in taxonomic composition to Laurentian lagerstätten. The distinctive Linyi Lagerstätte holds great promise for providing additional insights into the morphological disparity, community structure and paleogeographic range of marine faunas during the middle Cambrian (Miaolingian).     

华北东部新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体的流体及稀有气体组成研究

应用热爆裂质谱测量和高温熔融样品释气技术分别测定了山旺、栖霞和鹤壁新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体中的橄榄石颗粒的流体和稀有气体组成.结果表明,鹤壁方辉橄榄岩具低于大气的3He/4He比值0.778Ra和大气成因的Ne、Ar、Kr、Xe组成.三个地区饱满地幔样品均以还原性流体为主,CO2/He、N2/3He、N2/Ar比值分别为（0.62～4144）×109、（2631～64482）×109、269～73467.这些还原型流体偏离典型的幔源流体组成而表现出明显的碳和氮元素过剩,具有大气-地幔-壳源组份混合的特点,反映了大气和富含有机质的壳源组份在新生岩石圈上地幔中的影响.同时,这些饱满地幔样品的Ne、Ar、Kr、Xe具有大气属性,反映了大气型稀有气体在上地幔源区的广泛混染.其中,山旺和栖霞的3He/4He比值分别为（2.91～3.07）Ra、（1.79～4.01）Ra,均高于大气低于MORB,具有交代富集地幔的特点,而鹤壁则具有类似MORB的3He/4He比值（7.03～7.05）Ra.这样的流体和稀有气体组成差别显示华北东部新生岩石圈地幔具亏损MORB型的特点并含壳源组份,且其东缘所含壳源组份比例高于中部,说明华北东部新生岩石圈地幔中有俯冲洋壳组份的记录.     

华北地块北缘晚古生代-中生代花岗岩体侵位深度及其构造意义

运用斜长石-角闪石温压计对华北地块北缘内蒙古隆起及燕山褶断带内不同时期花岗质侵入岩的结晶压力及侵位深度进行了估算.结果表明,晚古生代-早中生代期间,在内蒙古隆起及燕山褶断带之间,存在有强烈的差异性隆升及剥露过程,但这种差异性隆升及剥露在早侏罗世以来的表现则不明显.晚古生代-早中生代差异性隆升及剥露可能是导致内蒙古隆起上大量基底岩石出露、中-新元古代及古生代沉积盖层缺失及燕山褶断带中-新元古代及古生代沉积盖层大量保留的主要原因.内蒙古隆起强烈的隆升及剥露过程发生在晚石炭世-早侏罗世期间,其东部的剥露幅度比中东部明显偏小.晚古生代-早中生代期间内蒙古隆起的强烈剥露及其与燕山褶断带之间的差异性隆升可能与古亚洲洋板块向华北地块的俯冲、消减、碰撞及华北北缘区域性断裂（如平泉-古北口-赤城-尚义断裂、赤峰-围场-多伦断裂）的活动有关.燕山褶断带的强烈隆升与剥露发生则在晚侏罗世-早白垩世之后.晚侏罗世-早白垩世以来,华北地块北缘南北两侧均有一次明显的剥露过程,这一剥露可能与本区及中国东部地壳强烈伸展有关.     

桂东南大容山-十万大山S型花岗岩带的成因：地球化学及Sr-Nd-Hf同位素制约

本文报道桂东南大容山-十万大山花岗岩带浦北岩体（东北带）、旧州岩体（中部带）和台马岩体（西南带）全岩的主、微量元素、Sr-Nd同位素和锆石的LAM-MC-ICPMS原位Hf同位素分析结果.岩石学及元素地球化学结果显示：上述三个岩体为典型S型花岗岩;高ISr（＞0.721）和低εNd（t）（-13.0～-9.9）意味着它们可能来自古老地壳的重熔.岩浆结晶（～230Ma）锆石的εHf（t）值主要集中在-11～-9,相应的TDM2模式年龄为1.9～1.8 Ga;少数结晶锆石的εHf（t）值逐渐升高到-4.5,TDM2降低为～1.5 Ga.捕获锆石（1681～384 Ma）的的εHf（t）值分布在-17.1～＋3.4,TDM2主要集中在2.4 Ga、1.9 Ga和1.5 Ga.大部分岩浆结晶锆石εHf（t）值与根据＂全岩εNd（t）值和‘地壳Hf-Nd相关＇预测值＂基本一致,表明平均地壳存留年龄为1.9 Ga的地壳是最重要的物源区.部分岩浆锆石与捕获锆石具有相同的TDM2～1.5 Ga,表明平均地壳存留年龄为1.5 Ga的物源区参与了该花岗岩带的形成;由于缺少TDM2＞2.0 Ga的岩浆锆石,少量平均地壳存留年龄为2.4 Ga的再循环地壳物质参与了该花岗岩带的形成.因为缺少显著幔源特征的高εHf（t）值锆石,本文认为地幔物质基本没有参与该S型花岗岩带的形成.     

吉林蛟河地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd-Hf-Os同位素特征与岩石圈地幔时代

吉林省蛟河市境内大石河新生代玄武岩中含有丰富的地幔橄榄岩包体,详细的岩石学与矿物学研究显示,这些包体的主要岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩-方辉橄榄岩,未发现石榴石橄榄岩.岩相学及地球化学资料显示它们都是经历过熔体抽取而形成的岩石圈地幔残留.矿物平衡温度计算发现,本区的这些地幔橄榄岩包体来自地下40～60km深度,且下部以二辉橄榄岩为主,而上部以贫单斜辉石的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为主,显示明显的岩石圈地幔分层现象.Sr-Nd-Hf同位素资料反映这些地幔包体均表现为亏损性质,而Re-Os同位素资料确定上述岩石圈地幔形成于中元古代,明显老于上覆地壳的新元古宙时代,反映壳幔年龄上的解耦.因此我们推测,该区曾经历过华北克拉通类似的早期岩石圈地幔的整体丢失事件,然后形成于其它地区的中元古宙岩石圈地幔在本区增生.     

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.     

华北龙岗第四纪玄武岩：岩石成因和源区性质

华北克拉通东北缘龙岗第四纪玄武岩的地球化学研究为大陆碱性玄武岩的成因以及源区的性质提供了重要的依据.龙岗第四纪玄武岩为碱性玄武岩,具有类似OIB的REE和微量元素分配特征.岩石的Sr-Nd同位素轻度亏损（87Sr/86Sr =0.7044～0.7048,εNd=0.6～2.1）,具有Dupal异常的高放射性成因Pb同位素组成（^206 Pb/^204 Pb=17.734～18.194,^207 Pb/^204 Pb=15.553～15.594,^208 Pb/%204 Pb=38.322～38.707）.这种地球化学特征指示了原始岩浆起源于＜70km深度的地幔,并经历了一定程度的橄榄岩、单斜辉石和钛.铁氧化物的结晶分异.岩浆源区中以来类似MORB软流圈物质的熔体为主,另外有少量来自EM Ⅰ性质的富集岩石圈地幔以及俯冲流体/熔体的物质贡献,显示了深部岩石圈-软流圈一定程度的相互作用以及太平洋板块俯冲的影响.岩浆源区多种端元组分的存在表明该地区岩石圈的减薄/置换受到多种因素的影响.