河北阜平杂岩中阜平岩群浅粒岩锆石U-Pb-Hf同位素特征及其地质意义
发布时间：2022-01-04 05:55
华北克拉通中部阜平地区的阜平岩群是该区分布较广的太古宙地层,经历了角闪岩相-麻粒岩相变质,其时代限定对研究阜平杂岩的早期演化过程具有重要意义。本文利用LA-MC-ICP-MS（多接收激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪）对阜平岩群元坊岩组中的浅粒岩进行了锆石U-Pb-Hf同位素原位分析,获得两期变质锆石年龄分别为2 531±15 Ma和1 943±16 Ma,并根据碎屑锆石内部结构特征和年龄结果,认为核部年龄在2 549～2 500 Ma的碎屑锆石中最大207Pb/206Pb年龄2 549±4 Ma可以代表原岩的最大沉积年龄,初步限定元坊岩组浅粒岩原岩沉积时代为2 550～2 530 Ma。锆石Lu-Hf同位素结果中,176Lu/177Hf值为0. 000 289～0. 004 262,176Hf/177Hf值为0. 281 255～0. 281 791。176Hf/177Hfi值为0. 281 230～0. 281 623,εHf（t）值为-5. 86～13. 62,变化范围较大。单阶段和两阶段模式年龄分别为2 748～2 242 Ma和2 810～2 272 Ma。根据锆石U-Pb年龄和...
【文章来源】：岩石矿物学杂志. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
元坊岩组浅粒岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a，据Sun and McDonough,1989)及大洋中脊玄武岩标准化微量元素配分图(b，据Pearce,1983)
阜平杂岩内的变质表壳岩主要包括新太古代阜平岩群、古元古代湾子群以及分布于龙泉关构造杂岩带内的新太古代麻河清岩组(图1b;程裕淇等，2004;杨崇辉等，2015,2018)。阜平岩群根据岩石组合的不同，被划分为索家庄岩组与元坊岩组，索家庄岩组中下部主要为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、石榴角闪二辉麻粒岩、二辉斜长麻粒岩、斜长角闪岩、浅粒岩等;其上部是标志层组合，为斜长角闪岩夹透辉石岩、透辉斜长变粒岩和杂色大理岩。该岩组经历了麻粒岩相变质，混合岩化强烈，形成条带状、条纹状混合岩化岩石(程裕淇等，2004)。程裕淇等(2004)和杨崇辉等(2015)通过SHRIMP锆石测年将索家庄岩组的时代限定为2.7～2.54Ga，并发现其经历了新太古代末期和元古代晚期两期变质改造。元坊岩组底部为薄层浅粒岩，并以其作为与索家庄岩组的分界，在空间上可相变为黑云斜长片麻岩。岩组下部以黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩为主，夹薄层斜长变粒岩、二长变粒岩等，浅粒岩与片麻岩之间可见相变关系(程裕淇等，2004)。岩组上部为中细粒黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩夹浅粒岩、斜长角闪岩(程裕淇等，2004)。该套岩石中仅获得斜长角闪岩Sm-Nd等时线年龄为2 791 Ma和2 560 Ma。程裕淇等(2004)认为元坊岩组与索家庄岩组形成时代基本相同，并经历了两期变质作用叠加。然而元坊岩组的形成时代尚缺乏准确的年代学资料约束。湾子群是一套沉积特征明显的表壳岩，区域变质特征明显不同于阜平岩群，为角闪岩相变质，部分地段韧性变形叠加后退变为低角闪岩相(程裕淇等，2004)。湾子群下段主要为厚层钾长浅粒岩及磁铁矿浅粒岩、中薄层二长浅粒岩、条带状钾长浅粒岩等，上段以大理岩、钙硅酸盐岩为主(程裕淇等，2004)。近年来，对湾子群的形成时代研究较多，基本认为其形成于古元古代(吴昌华等，2000;Guan et al.,2002;Zhao et al.,2002;李基宏等，2005;Ren et al.,2013;Tang et al.,2016)。但具体时代还存在不同的认识:Guan等(2002)从湾子群获得细粒片麻岩的锆石U-Pb年龄结果为2 097±46 Ma，认为代表变质酸性火山岩的年龄，提出湾子群时代为～2.1 Ga。Tang等(2016)在湾子群的钙硅酸盐岩中获得最年轻碎屑锆石年龄为1 950±20 Ma，同时结合其中变质锆石年龄～1.9 Ga，认为湾子群代表1.95～1.9 Ga的弧前盆地沉积组合;而李基宏等(2005)及Ren等(2013)获得湾子群中主体碎屑锆石为2.5 Ga，部分锆石边部增生部分的年龄结果为2.1 Ga，限定湾子群的时代为2.5～2.1 Ga;其后杨崇辉等(2018)根据湾子群石英岩碎屑锆石年龄及区域地质关系研究进一步限定湾子群底界年龄在2.2 Ga。麻河清岩组属于龙泉关构造杂岩带内一套经历了多期变质变形的变质杂岩，主要由一些浅粒岩及变粒岩组成，分布于龙泉关-两界峰-闫家庄一带，其时代认为属新太古代(图1b;程裕淇等，2004)。2 野外地质与岩石学特征
对已完成锆石U-Pb同位素分析的42个点进行了原位Lu-Hf同位素测试，结果见表2。176Lu/177Hf值为0.000 289～0.004 262,176Hf/177Hf值为0.281 255～0.281 791。观察到～2.5 Ga和～1.95Ga锆石的207Pb/206Pb年龄铅丢失下交点在原点附近，具有自然Pb丢失特征(Amelin et al.,2000)，因此利用每个锆石测点原位年龄进行计算。计算后获得176Hf/177Hfi值为0.281 230～0.281 623，εHf(t)值为-5.86～13.62。2.5 Ga变质锆石176Hf/177Hfi加权平均值为0.281 398±0.000 027(N=10,MSWD=8.3),1.9 Ga变质锆石176Hf/177Hfi加权平均值为0.281 416±0.000 062(N=3,MSWD=3.2);单阶段和两阶段模式年龄分别为2 242～2 748 Ma和2 272～2 810 Ma(表2)。不同类型锆石区域的计算结果有一些差异(图5)，其中～2.5 Ga的锆石核部计算的εHf(t)值为2.58～8.90,～2.5 Ga的边部变质锆石区域计算的εHf(t)值为5.37～10.67,～1.95 Ga的变质锆石区域计算的εHf(t)值为-5.86～-4.12(表2)。图5 元坊岩组浅粒岩锆石εHf(t)与207Pb/206Pb年龄关系图
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北中部造山带左权变质杂岩ca. 2.5Ga和ca. 1.9Ga变质年龄记录及其地质意义[J]. 肖玲玲,刘福来,张健. 岩石学报. 2019(04)
[2]冀东地区新太古代晚期的岩浆事件与地壳增生:来自岩石地球化学和锆石年龄及Hf同位素的制约[J]. 耿元生,杨崇辉,杜利林,任留东,宋会侠. 岩石学报. 2018(04)
[3]华北克拉通古元古代地层划分与对比[J]. 杨崇辉,杜利林,宋会侠,任留东,苗培森,路增龙. 岩石学报. 2018(04)
[4]华北克拉通阜平杂岩中～2.7Ga TTG片麻岩的厘定及其地质意义[J]. 路增龙,宋会侠,杜利林,任留东,耿元生,杨崇辉. 岩石学报. 2014(10)
[5]华北前寒武纪成矿系统与重大地质事件的联系[J]. 翟明国. 岩石学报. 2013(05)
[6]克拉通化与华北陆块的形成[J]. 翟明国. 中国科学:地球科学. 2011(08)
[7]Cratonization and the Ancient North China Continent:A summary and review[J]. ZHAI MingGuo Key Laboratory of Mineral Resources,Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China. Science China（Earth Sciences）. 2011(08)
[8]U-Th-Pb behavior of zircons under high-grade metamorphic conditions:A case study of zircon dating of meta-diorite near Qixia,eastern Shandong[J]. Yusheng Wan~(a,*),Dunyi Liu~a,Chunyan Dong~a,Shoujie Liu~a,Shijin Wang~b, Enxiu Yang~b a Beijing SHRIMP Center,Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China b Shandong Geological Survey,Jinan 250013,China. Geoscience Frontiers. 2011(02)
[9]五台地区滹沱群时代与地层划分新认识:地质学与锆石年代学证据[J]. 杜利林,杨崇辉,王伟,任留东,万渝生,宋会侠,耿元生,侯可军. 岩石学报. 2011(04)
[10]阜平杂岩中低品位磁铁矿的形成与深熔作用的关系[J]. 任留东,杨崇辉,杜利林. 矿床地质. 2009(05)
本文编号：3567795
【文章来源】：岩石矿物学杂志. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
元坊岩组浅粒岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a，据Sun and McDonough,1989)及大洋中脊玄武岩标准化微量元素配分图(b，据Pearce,1983)
阜平杂岩内的变质表壳岩主要包括新太古代阜平岩群、古元古代湾子群以及分布于龙泉关构造杂岩带内的新太古代麻河清岩组(图1b;程裕淇等，2004;杨崇辉等，2015,2018)。阜平岩群根据岩石组合的不同，被划分为索家庄岩组与元坊岩组，索家庄岩组中下部主要为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、石榴角闪二辉麻粒岩、二辉斜长麻粒岩、斜长角闪岩、浅粒岩等;其上部是标志层组合，为斜长角闪岩夹透辉石岩、透辉斜长变粒岩和杂色大理岩。该岩组经历了麻粒岩相变质，混合岩化强烈，形成条带状、条纹状混合岩化岩石(程裕淇等，2004)。程裕淇等(2004)和杨崇辉等(2015)通过SHRIMP锆石测年将索家庄岩组的时代限定为2.7～2.54Ga，并发现其经历了新太古代末期和元古代晚期两期变质改造。元坊岩组底部为薄层浅粒岩，并以其作为与索家庄岩组的分界，在空间上可相变为黑云斜长片麻岩。岩组下部以黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩为主，夹薄层斜长变粒岩、二长变粒岩等，浅粒岩与片麻岩之间可见相变关系(程裕淇等，2004)。岩组上部为中细粒黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩夹浅粒岩、斜长角闪岩(程裕淇等，2004)。该套岩石中仅获得斜长角闪岩Sm-Nd等时线年龄为2 791 Ma和2 560 Ma。程裕淇等(2004)认为元坊岩组与索家庄岩组形成时代基本相同，并经历了两期变质作用叠加。然而元坊岩组的形成时代尚缺乏准确的年代学资料约束。湾子群是一套沉积特征明显的表壳岩，区域变质特征明显不同于阜平岩群，为角闪岩相变质，部分地段韧性变形叠加后退变为低角闪岩相(程裕淇等，2004)。湾子群下段主要为厚层钾长浅粒岩及磁铁矿浅粒岩、中薄层二长浅粒岩、条带状钾长浅粒岩等，上段以大理岩、钙硅酸盐岩为主(程裕淇等，2004)。近年来，对湾子群的形成时代研究较多，基本认为其形成于古元古代(吴昌华等，2000;Guan et al.,2002;Zhao et al.,2002;李基宏等，2005;Ren et al.,2013;Tang et al.,2016)。但具体时代还存在不同的认识:Guan等(2002)从湾子群获得细粒片麻岩的锆石U-Pb年龄结果为2 097±46 Ma，认为代表变质酸性火山岩的年龄，提出湾子群时代为～2.1 Ga。Tang等(2016)在湾子群的钙硅酸盐岩中获得最年轻碎屑锆石年龄为1 950±20 Ma，同时结合其中变质锆石年龄～1.9 Ga，认为湾子群代表1.95～1.9 Ga的弧前盆地沉积组合;而李基宏等(2005)及Ren等(2013)获得湾子群中主体碎屑锆石为2.5 Ga，部分锆石边部增生部分的年龄结果为2.1 Ga，限定湾子群的时代为2.5～2.1 Ga;其后杨崇辉等(2018)根据湾子群石英岩碎屑锆石年龄及区域地质关系研究进一步限定湾子群底界年龄在2.2 Ga。麻河清岩组属于龙泉关构造杂岩带内一套经历了多期变质变形的变质杂岩，主要由一些浅粒岩及变粒岩组成，分布于龙泉关-两界峰-闫家庄一带，其时代认为属新太古代(图1b;程裕淇等，2004)。2 野外地质与岩石学特征
对已完成锆石U-Pb同位素分析的42个点进行了原位Lu-Hf同位素测试，结果见表2。176Lu/177Hf值为0.000 289～0.004 262,176Hf/177Hf值为0.281 255～0.281 791。观察到～2.5 Ga和～1.95Ga锆石的207Pb/206Pb年龄铅丢失下交点在原点附近，具有自然Pb丢失特征(Amelin et al.,2000)，因此利用每个锆石测点原位年龄进行计算。计算后获得176Hf/177Hfi值为0.281 230～0.281 623，εHf(t)值为-5.86～13.62。2.5 Ga变质锆石176Hf/177Hfi加权平均值为0.281 398±0.000 027(N=10,MSWD=8.3),1.9 Ga变质锆石176Hf/177Hfi加权平均值为0.281 416±0.000 062(N=3,MSWD=3.2);单阶段和两阶段模式年龄分别为2 242～2 748 Ma和2 272～2 810 Ma(表2)。不同类型锆石区域的计算结果有一些差异(图5)，其中～2.5 Ga的锆石核部计算的εHf(t)值为2.58～8.90,～2.5 Ga的边部变质锆石区域计算的εHf(t)值为5.37～10.67,～1.95 Ga的变质锆石区域计算的εHf(t)值为-5.86～-4.12(表2)。图5 元坊岩组浅粒岩锆石εHf(t)与207Pb/206Pb年龄关系图
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北中部造山带左权变质杂岩ca. 2.5Ga和ca. 1.9Ga变质年龄记录及其地质意义[J]. 肖玲玲,刘福来,张健. 岩石学报. 2019(04)
[2]冀东地区新太古代晚期的岩浆事件与地壳增生:来自岩石地球化学和锆石年龄及Hf同位素的制约[J]. 耿元生,杨崇辉,杜利林,任留东,宋会侠. 岩石学报. 2018(04)
[3]华北克拉通古元古代地层划分与对比[J]. 杨崇辉,杜利林,宋会侠,任留东,苗培森,路增龙. 岩石学报. 2018(04)
[4]华北克拉通阜平杂岩中～2.7Ga TTG片麻岩的厘定及其地质意义[J]. 路增龙,宋会侠,杜利林,任留东,耿元生,杨崇辉. 岩石学报. 2014(10)
[5]华北前寒武纪成矿系统与重大地质事件的联系[J]. 翟明国. 岩石学报. 2013(05)
[6]克拉通化与华北陆块的形成[J]. 翟明国. 中国科学:地球科学. 2011(08)
[7]Cratonization and the Ancient North China Continent:A summary and review[J]. ZHAI MingGuo Key Laboratory of Mineral Resources,Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China. Science China（Earth Sciences）. 2011(08)
[8]U-Th-Pb behavior of zircons under high-grade metamorphic conditions:A case study of zircon dating of meta-diorite near Qixia,eastern Shandong[J]. Yusheng Wan~(a,*),Dunyi Liu~a,Chunyan Dong~a,Shoujie Liu~a,Shijin Wang~b, Enxiu Yang~b a Beijing SHRIMP Center,Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China b Shandong Geological Survey,Jinan 250013,China. Geoscience Frontiers. 2011(02)
[9]五台地区滹沱群时代与地层划分新认识:地质学与锆石年代学证据[J]. 杜利林,杨崇辉,王伟,任留东,万渝生,宋会侠,耿元生,侯可军. 岩石学报. 2011(04)
[10]阜平杂岩中低品位磁铁矿的形成与深熔作用的关系[J]. 任留东,杨崇辉,杜利林. 矿床地质. 2009(05)
本文编号：3567795
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