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华北克拉通南缘中元古界熊耳群大古石组沉积环境——来自地球化学的证据 被引量：1
1
作者 王俊 江武龙 +4 位作者 余雅兰 华仕豪 孔凡浩 袁玉洁 王世炎 《沉积学报》 北大核心 2025年第2期423-438,共16页
【目的】中元古界熊耳群大古石组是华北克拉通南缘变质结晶基底上最早的沉积岩盖层,研究其沉积环境和沉积过程对反演熊耳群早期沉积环境和构造背景,以及哥伦比亚超大陆裂解过程具有重要意义。然而,目前对大古石组仍缺少系统性研究,在沉... 【目的】中元古界熊耳群大古石组是华北克拉通南缘变质结晶基底上最早的沉积岩盖层,研究其沉积环境和沉积过程对反演熊耳群早期沉积环境和构造背景,以及哥伦比亚超大陆裂解过程具有重要意义。然而,目前对大古石组仍缺少系统性研究,在沉积物源和古气候特征方面尤为薄弱。【方法】对豫西北济源小沟背地区熊耳群大古石组进行了主量、微量元素地球化学分析,并探讨了大古石组的物源特征、沉积环境和构造背景。【结果】主量元素分析结果显示,该组细粒碎屑岩离物源区较近,自下而上成分成熟度逐渐降低。其沉积物母岩主要来自长英质岩石和基性岩,自下而上逐渐由花岗岩向长英质火山岩,再到中、基性岩过渡,上段中古老沉积物成分逐渐增加。沉积期间整体为温暖湿润的气候环境,并存在多次气候波动。微量和稀土元素分析结果表明,大古石组下段形成于相对稳定的构造背景,而中、上段形成于较活跃的构造背景。【结论】沉积期间物源、气候及构造环境的变化是地壳活化及与之相关的构造—热作用所致。地幔柱导致地壳上升并逐渐活化,华北克拉通南缘逐渐转入活跃构造背景,大古石组沉积区位于地壳整体抬升的局部凹陷区。熊耳群早期火山活动在局部地区逐渐发育,并给大古石组提供了部分物源。该研究为华北克拉通南缘中元古代早期的构造—沉积演化提供了新证据。 展开更多
关键词 华北克拉通 熊耳群 主量、微量元素 古环境
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华北克拉通胶-辽-吉古元古代构造带的形成及动力学演化 被引量：1
2
作者 刘建辉 李圆硕 +1 位作者 徐玮男 丁正江 《地质学报》 北大核心 2025年第1期23-43,共21页
胶-辽-吉古元古代构造带的构造属性及动力学演化长期存在争议。本文通过总结该带构造-岩浆-变质作用及变质火山-沉积岩系的已有研究成果,发现造山前2.2~2.0 Ga花岗质岩石主要为形成于高温低压伸展构造环境的A型花岗岩,部分为源自下地壳... 胶-辽-吉古元古代构造带的构造属性及动力学演化长期存在争议。本文通过总结该带构造-岩浆-变质作用及变质火山-沉积岩系的已有研究成果,发现造山前2.2~2.0 Ga花岗质岩石主要为形成于高温低压伸展构造环境的A型花岗岩,部分为源自下地壳基性岩部分熔融形成的I型花岗岩,它们与变质基性侵入岩及变质流纹岩-英安岩和变质玄武岩构成了造山前大陆伸展背景下的双峰式岩浆作用。它们“弧岩浆”属性的地球化学性质主要继承自源区太古宙TTG岩石或基性岩浆上升过程受大陆岩石圈地幔和地壳的同化混染作用。整个胶-辽-吉古元古代构造带没有发现真正意义上类似于现代板块洋-陆俯冲作用有关的岩石-构造组合(如残留洋壳、俯冲增生杂岩(楔)、弧背构造、大型走滑断裂、双变质带及岩浆作用的时空变化等)。龙岗地块和狼林地块具有统一的太古宙克拉通基底及演化历史。“南带”和“北带”的不同变质沉积地层具有类似的物源,沉积环境为稳定的被动陆缘,沉积时代为2.20~1.95 Ga,并经历了1.95~1.80 Ga顺时针变质P-T演化轨迹的中压—高压麻粒岩相和高温—超高温变质作用。综合已有的地质及地球物理证据,构建了胶-辽-吉古元古代构造带的起源及动力学演化模式:①华北克拉通东部陆块新太古代末巨量TTG岩石形成的同时,在下地壳形成巨量高密度的麻粒岩相—榴辉岩相残留物质,新太古代末已形成的稳定克拉通岩石圈地幔使这些高密度的麻粒岩相—榴辉岩相残留物质能够稳定保留。②在2.2~2.0 Ga,热的、相对低密度的软流圈热点上涌,东部陆块沿胶-辽-吉构造带发生陆内伸展变形,破裂形成北部的龙岗地块和南部的狼林地块。③在1.95~1.85 Ga,高密度的榴辉岩化下地壳连同岩石圈地幔,受重力(负浮力)作用驱动,俯冲(下沉)进入热的、低密度的软流圈地幔,带动龙岗地块和狼林地块沿胶-辽-吉带发生汇聚造山作用。④在1.85~1.80 Ga,造山带去根,软流圈上涌,造山带垮塌及造山后伸展。 展开更多
关键词 华北克拉通 胶-辽-吉古元古代构造带 重力驱动的板块汇聚造山 大陆伸展 胶北地体
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官道口群凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及华北克拉通中-新元古界地层格架探讨
3
作者 张恒 周洪瑞 +3 位作者 丁孝忠 张传恒 高林志 宋彪 《岩石矿物学杂志》 北大核心 2025年第4期745-766,共22页
近年来,中国中-新元古界年代地层研究取得了系列进展,为建立我国中-新元古界标准地层提供了可靠数据和候选剖面。本文进一步补充华北克拉通南缘中元古界年代地层研究新进展,包括:在陕西洛南县和岐山县龙家园组凝灰岩夹层中分别获得1526&... 近年来,中国中-新元古界年代地层研究取得了系列进展,为建立我国中-新元古界标准地层提供了可靠数据和候选剖面。本文进一步补充华北克拉通南缘中元古界年代地层研究新进展,包括:在陕西洛南县和岐山县龙家园组凝灰岩夹层中分别获得1526±16 Ma(MSWD=0.43,n=8)和1535±11 Ma(MSWD=0.68,n=12)的SHRIMP锆石U-Pb年龄,进一步验证和约束了龙家园组的时代;对杜关组凝灰质粉砂岩夹层进行SHRIMP锆石U-Pb年龄研究,限定了杜关组的时代老于1385±46 Ma(MSWD=1.07,n=6)。这些年龄数据进一步将官道口群归属为蓟县系,从而为华北北缘和南缘的蓟县系进行对比研究提供了锚点。结合前人研究成果,本文尝试建立了华北克拉通中-新元古界年代地层格架,进而为填补待建系和建立青白口系标准剖面提供了备选地层实体。华北南缘洛峪口组、龙家园组、杜关组等获得精确凝灰岩锆石U-Pb年龄,完善了华北克拉通长城系、蓟县系的地层对比方案。长城系、蓟县系在华北地区可以完整连续的建立起来,成为这个时代标准地层的有力备选,但是,华北克拉通待建系和青白口系出露零散、连续性差,同时难以寻找到精确标定地层时代的测年对象,短期很难填补地层柱中的缺失地层(1.3~0.8 Ga),很难在华北地区建立待建系和青白口系标准剖面。 展开更多
关键词 华北克拉通 中-新元古界 龙家园组 杜关组 锆石U-PB年龄
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华北克拉通沉积矿产与地球环境演变的关系
4
作者 张连昌 佟小雪 +5 位作者 张新 董志国 王长乐 朱明田 高炳宇 李文君 《古地理学报》 北大核心 2025年第2期271-285,共15页
华北克拉通广泛发育铁、锰、磷、镁、硼、铝等沉积类矿产,时间范围包括新太古代、古—中元古代及古生代和中生代,其形成规律与华北克拉通的形成与演化、大气—海洋环境的演变以及生物进化等重大事件密切有关。作者从华北克拉通铁、锰、... 华北克拉通广泛发育铁、锰、磷、镁、硼、铝等沉积类矿产,时间范围包括新太古代、古—中元古代及古生代和中生代,其形成规律与华北克拉通的形成与演化、大气—海洋环境的演变以及生物进化等重大事件密切有关。作者从华北克拉通铁、锰、磷、镁、硼、石墨、铝等沉积类矿产的时空展布、矿床地质和地球化学特征的角度,结合华北克拉通形成与演化及地球表生环境演变,综合分析了华北克拉通地区有关沉积矿产的分布规律及其与表生重大地质事件之间的关系。研究表明,新太古代大范围阿尔戈玛型BIF铁矿与古海洋整体缺氧环境有关;古元古代苏必利尔型铁矿、沉积—变质磷矿、石墨矿、菱镁矿及硼矿等巨量成矿与大氧化事件相耦合,而石墨与磷矿的产出还反映了生物的大规模活动,菱镁矿与硼镁铁矿是干旱气候条件的反映;中元古代沉积锰矿、铁矿和磷矿的明显富集,可能与中元古代海洋局部升氧事件有关;石炭纪—二叠纪大规模铝土矿与晚古生代冰期在时间上相吻合。 展开更多
关键词 沉积矿产 大规模成矿 成矿规律 地球环境演变 华北克拉通
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华北克拉通南缘太华群变质基底剥露过程:(U-Th)/He热年代学的证据
5
作者 雷万杉 张瑞 +3 位作者 李三忠 周明丽 王冉 张海东 《地质学报》 北大核心 2025年第6期1964-1976,共13页
隆升剥蚀是地壳减薄的重要方式之一。查明变质基底的抬升剥露过程对了解华北克拉通南缘晚中生代以来岩石圈的伸展破坏具有重要的科学和实践价值。本文通过锆石和磷灰石(U-Th)/He测年法,研究华北克拉通南缘太华群变质基底晚白垩世以来的... 隆升剥蚀是地壳减薄的重要方式之一。查明变质基底的抬升剥露过程对了解华北克拉通南缘晚中生代以来岩石圈的伸展破坏具有重要的科学和实践价值。本文通过锆石和磷灰石(U-Th)/He测年法,研究华北克拉通南缘太华群变质基底晚白垩世以来的隆升剥露历史。太华群片麻岩中5组样品热年代学测定结果显示:磷灰石(U-Th)/He年龄分布于41.9~32.9 Ma之间,锆石(U-Th)/He年龄介于94.1~56.9 Ma之间。HeFTy模拟表明太华群变质杂岩自晚白垩世以来经历了4期冷却剥露过程:①晚白垩世至古新世(94.1~57 Ma)的快速冷却,冷却速率约5.58℃/Ma,剥露速率约159 m/Ma,剥露量为3142 m,该阶段快速冷却可能是古太平洋板块俯冲回撤导致华北克拉通破坏减薄过程的延续;②57~40 Ma的缓慢冷却,冷却速率约1.18℃/Ma,剥露速率约34 m/Ma,剥露量为571 m,这一阶段的抬升平稳期可能是太平洋板块的俯冲转向降低了中国东部的构造应力强度;③40~30 Ma的加速抬升剥露,冷却速率约4.5℃/Ma,剥露速率129 m/Ma,剥露量为1286 m,该阶段的快速抬升可能是太平洋俯冲板块变老(洋中脊俯冲消失后,进入俯冲带的洋壳年龄不断增加)和俯冲角度增加的结果;④30 Ma至今缓慢冷却剥露,冷却速率为0.167℃/Ma,剥露率大约为5 m/Ma,剥露量为143 m,这一阶段的构造宁静可能表明华北克拉通南缘已经远离了太平洋俯冲活动带。太华群变质基底的剥露过程表明华北克拉通南缘的晚中生代大规模岩石圈减薄过程持续到了新生代的早期,这一阶段的抬升剥露可能是华北克拉通南缘多金属矿床出露的关键。 展开更多
关键词 东秦岭 熊耳山 低温热年代学 (U-Th)/He 华北克拉通破坏
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华北克拉通辽东半岛晚三叠世林家沟岩体的成因及构造意义 被引量：1
6
作者 孙铭徽 李向雨 +4 位作者 刘锦 张洪祥 董亚超 张媛竹卉 刘芸秀 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第3期826-842,共17页
华北克拉通东部在中生代经历了强烈的岩石圈减薄和克拉通破坏,但起始时间还存在争议。本文以辽东半岛晚三叠世林家沟岩体为研究对象,通过岩石学、锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及岩石地球化学等研究方法,探讨其岩石成因和形成的构造环境... 华北克拉通东部在中生代经历了强烈的岩石圈减薄和克拉通破坏,但起始时间还存在争议。本文以辽东半岛晚三叠世林家沟岩体为研究对象,通过岩石学、锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及岩石地球化学等研究方法,探讨其岩石成因和形成的构造环境。研究表明:林家沟岩体以中细粒黑云母二长花岗岩为主,形成于(220.8±1.2)Ma,其具有高硅(w(SiO_(2))为69.24%~71.33%)、富碱(w(Na_(2)O+K_(2)O)为8.37%~8.64%)、低镁(w(MgO)为0.45%~0.60%)的特点,富集大离子亲石元素(Rb、K、Ba、Th),亏损高强场元素(Ta、Nb、P、Ti),呈现明显右倾的稀土配分模式((La/Yb)_(N)平均值为20.12),具有Eu负异常(δEu为0.38~0.46)。锆石ε_(Hf)(t)值为-18.1~-12.7,指示其母岩浆源自古老地壳物质的再造。林家沟二长花岗岩具有造山后板内伸展环境A1型花岗岩的地球化学特征,其形成于扬子板块与华北板块碰撞拼合后的板内伸展环境。辽东地区广泛发育的晚三叠世岩浆活动指示了华北克拉通破坏可能在这一时期已经开始发生。 展开更多
关键词 华北克拉通 辽东半岛 克拉通破坏 三叠纪 A型花岗岩 锆石U-PB定年 HF同位素 地球化学
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华北克拉通西南缘中元古代构造地层格架新认识
7
作者 周义军 李振宏 +3 位作者 白海峰 余小雷 董晓朋 寇琳琳 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第2期158-175,共18页
华北克拉通中新元古代发育南部熊耳裂谷、东北部燕辽裂谷和北部渣尔泰—白云鄂博裂谷,但由于缺乏大规模火山岩喷发的直接证据,西南缘是否有固原裂谷一直存在争议。利用最新钻探的蟠探1井岩芯岩屑资料,结合区域地震剖面,采用锆石U-Pb定... 华北克拉通中新元古代发育南部熊耳裂谷、东北部燕辽裂谷和北部渣尔泰—白云鄂博裂谷,但由于缺乏大规模火山岩喷发的直接证据,西南缘是否有固原裂谷一直存在争议。利用最新钻探的蟠探1井岩芯岩屑资料,结合区域地震剖面,采用锆石U-Pb定年及元素地球化学分析,厘定了中元古界长城系火山岩的喷发时限及构造属性,系统建立了华北克拉通西南缘中元古代的沉积-火山岩序列以及与熊耳裂谷中条山地区长城纪地层的对比关系,揭示了华北克拉通西南缘中元古代的地质结构。结果表明:蟠探1井在中元古界长城系钻遇一套厚层玄武安山岩,玄武安山岩具间隐结构、玻基斑状结构,主要为玻璃质和基性斜长石,含丰富磁铁矿,火山岩主体喷发时限分别为(1768.51±0.39)Ma和(1778.7±8.0)Ma,在喷发时限上相当于华北克拉通南缘中条山地区熊耳裂谷的马家河组火山岩序列;玄武安山岩元素地球化学特征显示轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,Eu负异常,微量元素相对富集大离子亲石元素Rb和Th,Zr和Hf明显正异常,Sr、P、Ba、Ti、Nb明显负异常,总体具有区域拉张的构造背景;在地震剖面上,玄武安山岩与上覆砂岩声波速度差异明显,可形成强波谷反射界面,有利于玄武安山岩体的精确标定与追踪,地震与钻井相互约束,有效圈定中元古代火山岩相的主体范围大致位于华北克拉通西缘的固原与银川之间。 展开更多
关键词 中元古代 长城系 熊耳群 玄武安山岩 地球化学 裂谷体系 华北克拉通
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鲁西地区中生代高镁闪长岩辉石和角闪石的成分与结构特征:华北克拉通陆内岩石圈改造作用记录
8
作者 郭军 黄小龙 +1 位作者 贺鹏丽 钟军伟 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第3期661-677,I0016-I0022,共24页
本文对鲁西地区早白垩世金岭辉长闪长岩中的辉石和角闪石进行了详细的成分与结构研究,以限定其岩浆演化过程,并探讨华北克拉通陆内岩石圈的组成、性质及中生代改造作用。反环带单斜辉石边部与无环带单斜辉石具有相似的主量元素组成,与... 本文对鲁西地区早白垩世金岭辉长闪长岩中的辉石和角闪石进行了详细的成分与结构研究,以限定其岩浆演化过程,并探讨华北克拉通陆内岩石圈的组成、性质及中生代改造作用。反环带单斜辉石边部与无环带单斜辉石具有相似的主量元素组成,与无环带斜方辉石和正环带斜方辉石边部具有相似的Mg^(#)值,它们应结晶于成分相似的镁铁质岩浆。反环带单斜辉石幔部与正环带斜方辉石核部也具有相似的Mg^(#)值,且分别具有与鲁西地区高镁闪长岩中的堆晶辉石岩捕虏体的单斜辉石和斜方辉石相似的主量元素组成,表明幔源镁铁质岩浆曾在中‒下地壳侵位和固化,导致形成新的下地壳组分。反环带单斜辉石幔部的Ti/Fe^(3+)和Al^(Ⅳ)呈负相关关系,表明其平衡熔体来源于富水高氧逸度的地幔源区,而无环带单斜辉石和反环带单斜辉石边部呈正相关,其平衡熔体可能形成于贫水低氧逸度地幔源区的部分熔融。另外,反环带单斜辉石核部与女山下地壳麻粒岩包体的单斜辉石具有相似的主量元素组成,可能为岩浆上升过程中捕获自华北古老下地壳的捕虏晶,而碎斑状斜方辉石在主量元素成分上类似于华北麻粒岩残留体斜方辉石,指示研究区中生代下地壳可能存在经历过熔体抽离的麻粒岩残留体。岩浆成因单斜辉石均具有相似的、变化的结晶温度(997~1128)℃和压力(0~5.39 kbar),应形成于中‒上地壳的岩浆通道系统。辉长闪长岩中的角闪石呈基质或为辉石的增生边,具有相似的成分特征,记录了相似的T-p-fO_(2)-H_(2)O条件,其平衡岩浆中存在地壳组分贡献。鲁西中生代高镁闪长岩具有不均一的岩浆源区,并在地壳经历了复杂的岩浆演化过程。本文研究表明,华北克拉通破坏峰期的岩石圈地幔高度不均一,下地壳也经历了岩浆注入、部分熔融和镁铁质岩浆堆晶等改造作用,不同程度地影响了陆内高镁闪长岩的成分。 展开更多
关键词 辉石 角闪石 岩石圈地幔 大陆下地壳 华北克拉通
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华北克拉通中部造山带吕梁群的形成时代与构造环境
9
作者 卢成森 钱加慧 +3 位作者 尹常青 张健 高彭 吴尚京 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期523-541,共19页
吕梁群位于华北克拉通中部造山带的中部,对其形成时代及构造背景进行研究有助于理解中部造山带新太古代至古元古代的构造演化。以吕梁群的变质沉积岩和变质火山岩为对象,开展了岩石学、地球化学和锆石U-Pb定年研究。结果显示,变质沉积... 吕梁群位于华北克拉通中部造山带的中部,对其形成时代及构造背景进行研究有助于理解中部造山带新太古代至古元古代的构造演化。以吕梁群的变质沉积岩和变质火山岩为对象,开展了岩石学、地球化学和锆石U-Pb定年研究。结果显示,变质沉积岩的最大沉积年龄分别为~2510 Ma(袁家村组)和~2443 Ma(裴家庄组),变质火山岩的结晶年龄分别为~2369 Ma(近周营组)和~2187 Ma(杜家沟组)。这些结果结合前人的数据资料表明吕梁群可以划分为上、下2个部分。下部袁家村组和裴家庄组主要由变质沉积岩组成,沉积时代为新太古代晚期至古元古代早期;上部近周营组和杜家沟组主要由变质火山岩组成,形成时代为古元古代中期。地球化学结果显示,吕梁群变质沉积岩的物源为活动大陆边缘的酸性岩浆岩,变质基性火山岩的原岩为弧火山岩,表明该岩群可能形成于活动大陆边缘。吕梁群与吕梁—云中山地区乃至整个中部造山带新太古代晚期至古元古代中期的弧岩浆岩具有年龄上的相似性,共同指示中部造山带的古位置可能是一个漫长的岩浆弧。 展开更多
关键词 新太古代—古元古代 活动大陆边缘 吕梁群 华北克拉通 锆石U-PB定年
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华北克拉通南缘蓝田地区中元古代岩浆事件:对Columbia超大陆裂解的响应
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作者 刘富乐 李阳 +7 位作者 刘园园 晏山 王朝 谭富荣 李志强 陶威 王景丽 杨建鹏 《地质科学》 北大核心 2025年第3期646-666,共21页
华北克拉通南缘发育的中元古代岩浆活动对细化Columbia超大陆裂解过程具有重要意义。本次研究对蓝田地区新发现的中元古代花岗岩和基性岩墙开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年以及岩石地球化学分析。定年结果显示,花岗岩的侵入年龄为1532±... 华北克拉通南缘发育的中元古代岩浆活动对细化Columbia超大陆裂解过程具有重要意义。本次研究对蓝田地区新发现的中元古代花岗岩和基性岩墙开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年以及岩石地球化学分析。定年结果显示,花岗岩的侵入年龄为1532±14 Ma~1487±17 Ma,基性岩墙的侵入年龄为1491±17 Ma。花岗岩具高硅(SiO_(2)=68.52%~72.21%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.24%~9.11%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.45~1.54)的特征,A/CNK值范围为0.94~1.04,较高的10000×Ga/Al比值(4.71~5.04)以及Zr+Nb+Ce+Y含量(1053.9×10^(-6)~1082.2×10^(-6))和Zr饱和温度(平均882.5℃),为典型的准铝质—弱过铝质A型花岗岩。基性岩墙Mg^(#)值为37.79~42.56,小于原始玄武岩浆的Mg^(#)(68~75),表明岩浆后期经历了较强的结晶分异作用。基性岩墙样品富集轻稀土,高的(La/Yb)_(N),无明显的Eu异常,说明岩浆源区无斜长石残留。样品富集Ba、Rb、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具IAB的特征。结合区域演化,本次研究中的中元古代A型花岗岩和基性岩墙形成于陆内伸展的构造环境,代表了Columbia超大陆裂解的第四期岩浆响应。 展开更多
关键词 华北克拉通南缘 中元古代 基性岩墙 A型花岗岩 超大陆裂解
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华北克拉通中部造山带河北良岗榴闪岩变质作用演化及其地质意义
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作者 董立帅 郝俊杰 +3 位作者 侯建军 张梓靖 郑常青 侯飞飞 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第4期1181-1212,共32页
在河北省易县良岗镇五间房村附近的阜平岩群元坊岩组副变质片麻岩中发现了石榴角闪岩(榴闪岩),疑似为退变榴辉岩或基性高压麻粒岩。为深入了解该套榴闪岩的物质组成、变质作用演化过程及其地质意义,对该榴闪岩进行了岩相学、矿物化学、... 在河北省易县良岗镇五间房村附近的阜平岩群元坊岩组副变质片麻岩中发现了石榴角闪岩(榴闪岩),疑似为退变榴辉岩或基性高压麻粒岩。为深入了解该套榴闪岩的物质组成、变质作用演化过程及其地质意义,对该榴闪岩进行了岩相学、矿物化学、地球化学、变质作用演化和锆石U-Pb年代学等详细研究。结果显示:河北省易县良岗镇榴闪岩是基性高压麻粒岩退变质产物,经历了早期进变质阶段(M_(1))、峰期高压麻粒岩相(依然是中压相系)变质阶段(M_(2))和退变质阶段(M 3)三阶段变质作用演化。早期进变质阶段矿物组合为石榴石内部的角闪石+斜长石+石英(Am+Pl+Q)包体矿物,对应变质条件约为756.0℃、6.0×10^(8)Pa;峰期高压麻粒岩相变质阶段矿物组合为石榴石+单斜辉石+斜长石+石英+熔体(Grt+Cpx+Pl+Q+Melt),对应变质条件为884.1~987.5℃、(12.2~14.2)×10^(8)Pa;退变质阶段以石榴石周围的“白眼圈”结构和部分单斜辉石被普通角闪石取代残留钛铁矿现象为特征,此阶段的矿物组合为角闪石+斜长石+石英+钛铁矿±石榴石(Am+Pl+Q+Ilm±Grt),变质条件为706.6~776.7℃、(3.7~4.2)×10^(8)Pa;该区榴闪岩变质作用演化总体呈现等温降压(isothermal decompression,ITD)型顺时针pT(p为压力,T为温度)轨迹特征,反映这套榴闪岩是基性高压麻粒岩经历了近等温减压退变质演化过程。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示榴闪岩的退变质阶段变质年龄范围为1.86~1.84 Ga。榴闪岩的地球化学特征揭示其原岩为产生于汇聚板块边缘岛弧环境的拉斑玄武岩。综上所述,良岗地区出露的榴闪岩是高压麻粒岩退变质演化的产物,和华北克拉通中部造山带出露的恒山—怀安—宣化—承德高压麻粒岩带的形成过程相似,可能同样为华北克拉通东、西陆块于约1.85 Ga发生碰撞拼合事件的产物。上述认识使华北克拉通中部造山带中北段高压麻粒岩和退变榴辉岩带向东南延伸至河北易县—涞源县一线。 展开更多
关键词 阜平杂岩 榴闪岩 高压麻粒岩 地球化学 锆石U-PB年代学 华北克拉通中部造山带 河北省易县良岗地区
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华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期岩浆作用(ca.940~890Ma)序列与成因
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作者 苏向东 彭澎 《岩石学报》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期167-182,共16页
华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造... 华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造背景对进一步开展大陆重建有重要意义。本文系统总结和对比分析了两个克拉通新元古代镁铁质岩石的岩相学、地球化学和同位素年代学数据。研究发现,这些岩石大致可分为两类多期:(1)年龄较老(ca.940~920Ma)且演化的高Ti岩石(MgO<6.5%,TiO_(2)>2%),负Eu异常明显(Eu/Eu^(*)=0.7~1.0);(2)年龄较年轻(ca.915~890Ma)且较为原始的低Ti岩石(MgO>6.5%,TiO_(2)<2%),具有正Eu异常(Eu/Eu^(*)=1~1.2)或者没有Eu异常(Eu/Eu=1)。早期高Ti岩浆源区类似于EMⅠ型地幔端元(ε_(Nd)(t)=-8~+3),Sr-Nd同位素特征表明其可能是软流圈上涌熔融产生的岩浆与岩石圈地幔相互作用的结果;而晚期低Ti岩石Nd同位素与球粒陨石值类似(ε_(Nd)(t)=-2~+3),可能来源于软流圈地幔。这两类岩石在华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通几乎同时出现,且可类比。岩浆演化趋势、微量元素和Sr-Nd同位素等特征及单斜辉石-熔体平衡深度计算表明,早期高Ti岩浆产生于大陆岩石圈破裂初期,经历了较高程度的结晶分异作用;而晚期低Ti岩浆的持续作用(~30Myr)可能与岩石圈破裂过程中不断增强的软流圈岩浆活动相关。该裂谷演化进程在Sr同位素特征变化上也有体现,即与早期高Ti岩石相比,晚期低Ti岩石的Sr同位素更为富集但Nd同位素保持不变,表明该类岩石的产生可能在大陆裂谷发育过程中受到海水蚀变的影响。以上证据表明,华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通在新元古代早期具有可类比的岩石圈应力演化状态,且经历了相似的地幔地球化学动力学过程,支持两个克拉通在该时期相邻。 展开更多
关键词 华北克拉通 圣弗朗西斯科-刚果克拉通 新元古代 大火成岩省
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华北克拉通南缘箕山地区新太古代末期地壳演化——来自叶寨花岗岩年代学和地球化学证据 被引量：2
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作者 郭晓伟 杨延伟 张宇 《现代地质》 北大核心 2025年第1期83-95,共13页
嵩箕地区位于华北克拉通南缘,广泛发育新太古代TTG片麻岩和花岗岩,是深入研究华北克拉通早前寒武纪地质演化的重要窗口。为加深对箕山地区前寒武纪地壳演化的理解,本文选择新识别的登封杂岩叶寨花岗岩体为研究对象,开展了系统的锆石U-P... 嵩箕地区位于华北克拉通南缘,广泛发育新太古代TTG片麻岩和花岗岩,是深入研究华北克拉通早前寒武纪地质演化的重要窗口。为加深对箕山地区前寒武纪地壳演化的理解,本文选择新识别的登封杂岩叶寨花岗岩体为研究对象,开展了系统的锆石U-Pb年代学和全岩元素组成分析,以确定其形成时代、成因及构造演化过程。研究结果显示,叶寨花岗岩体锆石U-Pb谐和线上交点年龄为(2506±19)Ma,标志着其形成于新太古代末期。岩石表现出相对高硅(SiO_(2)=66.88%~74.14%)和富碱(Na_(2)O=3.15%~4.09%;K_(2)O=2.06%~5.36%)特征,表明其为过铝质的钙碱性至高钾钙碱性特征(A/CNK=1.03~1.27)。稀土元素分布模式显示轻稀土元素(LREE)显著富集,而重稀土元素(HREE)相对亏损,表现出不明显或弱正铕异常(δEu=0.76~1.26)。微量元素数据表明,岩石富集大离子亲石元素(如Rb、U、Th和K),同时相对亏损高场强元素(如Nb、Ti和P)。微量元素图解分析进一步揭示,叶寨花岗岩体具有高Sr、低Yb和Y的特征,Sr/Y值为22.76~123.81,接近埃达克岩的地球化学特征。综合微量元素间的关系及稀土元素特征,本文认为叶寨花岗岩体形成于岛弧构造环境,可能是由下伏幔源岩浆引发的上覆加厚下地壳部分熔融所致。这些发现为认识华北克拉通南缘的构造演化及岩浆活动提供了基础性地质证据。 展开更多
关键词 二长花岗岩 前寒武纪 锆石U-PB定年 嵩箕地区 华北克拉通
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鲁西徂徕山地区地壳深熔−韧性变形叠加:对华北克拉通东部新太古代构造样式的约束
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作者 唐巧婷 张健 +5 位作者 张书慧 尹常青 吴启航 赵辰 何明涛 黄葳 《地质力学学报》 北大核心 2025年第4期638-656,共19页
鲁西位于华北克拉通东部,是太古宙基底典型分布区域之一,且整体呈北西—南东向带状展布。该地区不仅保留了新太古代不同阶段、不同类型的岩浆作用记录,同时保存了丰富的深熔−流变构造及韧性变形叠加记录,对深入了解华北克拉通该时期构... 鲁西位于华北克拉通东部,是太古宙基底典型分布区域之一,且整体呈北西—南东向带状展布。该地区不仅保留了新太古代不同阶段、不同类型的岩浆作用记录,同时保存了丰富的深熔−流变构造及韧性变形叠加记录,对深入了解华北克拉通该时期构造演化历史具有重要意义。徂徕山地区位于鲁西构造带中部(B带),深熔作用和韧性变形均十分发育,是深入认识鲁西地壳深熔作用及叠加变形的最佳场所。因此,选择该地区黄石崖村典型露头的混合岩作为研究对象,通过系统的野外构造解析、室内岩相学及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,进而限定新太古代晚期深熔作用和韧性变形的时空耦合关系及其构造演化。野外观察显示该地区构造线整体呈北西—南东向展布,斜长角闪岩中发育大量长英质熔体,主要沿其面理呈条带状展布,少数呈网脉状或浸染状,揉流褶皱发育。岩相学观察可见石英颗粒沿着受到侵蚀的钾长石和斜长石的不规则边界分布,含有小熔体囊、串珠状石英和熔体膜。二者综合指示该区发生强烈深熔作用,且新生的熔体降低了整体的岩石强度,令其更容易受到后期韧性变形的叠加。同时,北东—南西向水平挤压应力又进一步促进了区域北西—南东向伸展,与斜长角闪岩形成一致的近直立面理和近水平矿物拉伸线理,显示出区域水平向近压扁型应变为主导的变形特征。为限定区域变形时代,文章选取该区域典型的残留体−熔体−脉体开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试。结果显示,残留相斜长角闪岩的熔体结晶年龄为~2503 Ma,代表了区域深熔作用的时代。同构造二长花岗岩获得了~2497 Ma的结晶年龄,代表了区域同构造岩浆事件的时代,而未变形的伟晶岩脉体形成于~2465 Ma,进而限定了区域韧性变形时代为2497~2465 Ma。综上所述,鲁西在新太古代晚期经历了强烈的深熔作用,并快速叠加了北东—南西水平向挤压应力场下以近压扁型应变为主的变形,深熔作用又促进了北西—南东向伸展韧性变形的发育。二者时空上密切协同作用,最终造就了鲁西地区新太古代地壳构造变形样式。 展开更多
关键词 华北克拉通 鲁西 徂徕山 新太古代晚期 深熔作用 韧性变形
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华北克拉通中部菅等岩体的成因及构造意义:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学的约束 被引量：1
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作者 吴晓贺 张聚全 +4 位作者 段站站 张乐民 温雨菁 郭子桤 李清 《现代地质》 北大核心 2025年第3期728-751,共24页
准确约束华北克拉通基底形成和变质变形年龄,是理解华北克拉通早期构造演化的关键。菅等岩体位于华北克拉通中部造山带的东南段赞皇杂岩中,为~2.5 Ga花岗岩,并经历多期变质和变形。本文对菅等岩体及侵入岩体内部的未变形伟晶岩、粗粒变... 准确约束华北克拉通基底形成和变质变形年龄,是理解华北克拉通早期构造演化的关键。菅等岩体位于华北克拉通中部造山带的东南段赞皇杂岩中,为~2.5 Ga花岗岩,并经历多期变质和变形。本文对菅等岩体及侵入岩体内部的未变形伟晶岩、粗粒变形花岗岩脉、细粒变形花岗岩脉、花岗质岩株进行了系统的野外调查、岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学研究。结果表明:菅等岩体主体岩性为正长花岗岩,未变形伟晶岩岩性为二长花岗伟晶岩,粗粒变形花岗岩脉、细粒变形花岗岩脉、花岗质岩株均为正长花岗岩;菅等岩体及其内部的侵入体具有高Si,富K,富碱,低Ti、Fe、Mg,贫Ca,富集大离子亲石元素Rb,亏损高场强元素Ti的特征,且Rb/Sr=0.75~1.56,显示出壳源特征;岩石具有的高Al低Ti特征,以及岩浆锆石高Pb低Th,均指示菅等岩体为过铝质S型花岗岩类型;对锆石进行LA-ICP-MS测定显示存在~2.5 Ga、~2.3 Ga两期的花岗岩侵入事件,岩体内部侵入活动分为三期,分别形成于~2.5 Ga、~2.3 Ga、~2.1 Ga,其中细粒变形花岗岩脉中保留了1897±17 Ma的变质事件的记录。华北克拉通的构造演化由多期次岩浆侵入与变质事件共同驱动。~2.5 Ga的菅等岩体形成标志克拉通形成统一基底,指示早期构造稳定化过程。古元古代两期花岗岩侵入(2.3 Ga和2.1 Ga)揭示克拉通内部发生裂解-伸展事件,~1.85 Ga的变质事件代表东部与西部陆块之间的俯冲碰撞过程。 展开更多
关键词 菅等岩体 S型花岗岩 岩石地球化学 华北克拉通
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华北克拉通东南缘徐淮地区940~890 Ma基性岩:岩石成因和地球动力学 被引量：1
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作者 张健 李怀坤 +4 位作者 张传林 田辉 周红英 钟焱 于建中 《地质学报》 北大核心 2025年第1期166-191,共26页
超大陆汇聚和裂解过程直接导致岩石圈物质组成和结构的显著变化,进而深刻影响地球深时大气圈、水圈和生物圈等表层环境系统。中元古代晚期至新元古代早期属于Rodinia超大陆聚合的关键时期,也是全球规模板块构造冷俯冲和超高压变质作用... 超大陆汇聚和裂解过程直接导致岩石圈物质组成和结构的显著变化,进而深刻影响地球深时大气圈、水圈和生物圈等表层环境系统。中元古代晚期至新元古代早期属于Rodinia超大陆聚合的关键时期,也是全球规模板块构造冷俯冲和超高压变质作用的起始阶段。由于以往报道华北克拉通在该时期岩浆-构造的记录稀少,因此与Rodinia超大陆的关联以及在Rodinia超大陆重建中的位置长期存在争议。最近研究表明,华北克拉通徐淮、大连地区以及朝鲜平南盆地广泛发育顺层侵入的辉绿岩床,与Rodinia超大陆有关。本文以徐淮盆地发育的基性岩床为代表,通过岩石学、同位素年代学和地球化学等分析手段,探究其成因和构造背景。辉绿岩床形成于新元古代早期940~890 Ma,持续时间长达~50 Ma,可分为940~920 Ma(高Ti,侵位于淮北群中部倪园组)和920~890 Ma(低Ti,侵位于淮北群上部望山组)两期。两类(期)辉绿岩的地球化学成分以拉斑质玄武岩为主,部分高Ti样品为碱性玄武岩。稀土元素配分右倾模式,轻稀土富集(La/Yb)N=2.5~8.6,Nb-Ta弱亏损Nb/La=0.63~1.12(大部分小于1),大离子亲石元素(如Rb、Ba)和高场强元素(如Zr、Hf、Ti)相对富集。高Ti样品的微量元素分馏程度高,与OIB近似;低Ti样品具有与CFB相似的地球化学属性。两类辉绿岩Sr-Nd-Hf-O同位素显示不均一性,高Ti样品的Nd-Hf同位素比低Ti样品亏损,全岩Nd与锆石Hf同位素轻微解耦。锆石重O同位素(δ^(18)O值为6‰)表明,两类辉绿岩源区的岩石圈地幔经历熔/流体交代,熔/流体来自于俯冲板片的脱水熔融。结合地层碎屑锆石所揭示的物源信息,华北克拉通新元古代早期沉积体系的碎屑岩源区由克拉通内部向外部迁移,且外来物质Hf同位素亏损,属于新生地壳,暗示盆地周围发育大规模与板块俯冲相关的弧岩浆。据此,本文认为华北地区中元古代晚期—新元古代早期的基性岩床与板块俯冲后撤或与大地幔楔作用有关。 展开更多
关键词 华北克拉通 中元古代晚期—新元古代早期 基性岩床 俯冲后撤和大地幔楔
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华北克拉通大陆地壳的生长与演化:来自锆石U-Pb年代学、微量元素以及Hf-O同位素证据
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作者 王欣 王雪 +1 位作者 陈建 孟元库 《地质学报》 北大核心 2025年第7期2463-2478,共16页
大陆地壳的生长与演化始终是地球科学领域最基本的问题之一。华北克拉通作为全球最古老的克拉通块体之一,广泛经历了早前寒武纪的构造热事件,是探讨大陆地壳生长演化的关键地区。太古宙是地壳生长的主要时期已基本达成了共识,但是对其... 大陆地壳的生长与演化始终是地球科学领域最基本的问题之一。华北克拉通作为全球最古老的克拉通块体之一,广泛经历了早前寒武纪的构造热事件,是探讨大陆地壳生长演化的关键地区。太古宙是地壳生长的主要时期已基本达成了共识,但是对其生长机制还存在争议。本文收集整理了近些年来华北克拉通早前寒武纪公开发表的锆石U-Pb年代学、Th-U元素含量、Lu-Hf同位素以及O同位素数据,旨在探究华北克拉通早前寒武纪大陆地壳的生长与演化。通过分析和处理数据,得到以下结果和认识:①太古宙—古元古代,特别是新太古代的岩石在华北克拉通广泛发育。其中,中太古代之前的岩石主要分布在东部陆块,中太古代—新太古代岩石也主要集中在东部陆块和中部造山带,西部陆块多分布新太古代—古元古代岩石。②从中太古代到新太古代,锆石Hf亏损地幔模式年龄与锆石U-Pb年龄相近,说明此时以地壳生长为主;但是新太古代之后,特别是古元古代晚期,锆石的Hf亏损地幔模式年龄明显老于锆石的U-Pb年龄,说明此时地壳以再循环为主。③绘制的华北克拉通早前寒武纪大陆地壳生长曲线显示中太古代—新太古代为地壳的快速增长期,而中太古代之前和古元古代晚期地壳生长较为缓慢。④新太古代晚期和古元古代晚期锆石Th、U元素含量,Th/U比值及氧同位素的显著变化,标志着地球动力学机制的明显转变。新太古代晚期的地壳生长与板片的俯冲具有密切的关系,说明类似现代的板块构造体制已经启动。 展开更多
关键词 华北克拉通 地壳生长 早前寒武纪 锆石地球化学特征 板块构造
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基于机器学习与垂向分层建模联合驱动的华北克拉通地温梯度空间分布预测
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作者 李金明 张杨 成秋明 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期291-302,共12页
地温梯度作为表征岩石圈热状态的关键参数,其空间分布研究对于理解克拉通热结构演化机制和指导地热资源勘探具有重要意义。传统华北克拉通地温梯度研究多限于一维平面分布特征,未能充分揭示其垂向分异规律,导致预测模型精度受限。本研... 地温梯度作为表征岩石圈热状态的关键参数,其空间分布研究对于理解克拉通热结构演化机制和指导地热资源勘探具有重要意义。传统华北克拉通地温梯度研究多限于一维平面分布特征,未能充分揭示其垂向分异规律,导致预测模型精度受限。本研究创新性地构建了华北克拉通地温梯度深度分层预测模型,系统地阐明其深度依赖模式和热构造控制因素。基于全球热流数据库及前人研究成果,本研究整合了573个具有实测深度信息的地温梯度数据点,将其划分为6个深度段:<500 m,500~1000 m,1000~2000 m,2000~3000 m,3000~4000 m,>4000 m。选取居里面深度、大地热流值等13项地质-地球物理特征参数用来训练不同深度段的机器学习回归模型。研究显示:(1)模型预测性能具有显著深度依赖性,中浅部(0~3000 m)R 2>0.45,而深部因样本量减少精度下降;(2)特征重要性分析表明居里面深度与大地热流值对深部预测贡献显著(权重>40%),而磁异常和地质年代等影响较弱(<10%);(3)地温梯度三维分布呈现规律性垂向变化,即浅层高值区(>35℃/km)沿活动断裂带分布,中深层(500~3000 m)高值带自西向东迁移,与太平洋板块俯冲引起的地壳减薄区具有空间耦合性。本研究首次尝试了华北克拉通地温梯度的三维建模,其成果不仅为区域地热资源评估提供了数据支撑,更为理解克拉通破坏过程中的热-构造耦合机制提供了新的观测约束。提出的深度分层建模方法为类似构造单元的热状态研究提供了范式参考。 展开更多
关键词 华北克拉通 地热梯度 机器学习 地质与地球物理特征 分层建模
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华北克拉通龙门斑岩钼矿成矿时代及成矿岩浆性质研究
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作者 郑丽超 代永刚 +3 位作者 韩伟鹏 王洋 丁赛 叶天阳 《地质科学》 北大核心 2025年第3期849-864,共16页
克拉通破坏所诱发的斑岩成矿作用在华北克拉通广泛发育,是我国铜、钼金属资源的重要来源。华北克拉通边缘的斑岩矿床已取得大量研究成果,而产于其内部的斑岩铜、钼矿至今研究程度较低,这制约了对华北克拉通破坏背景下斑岩矿床成矿机理... 克拉通破坏所诱发的斑岩成矿作用在华北克拉通广泛发育,是我国铜、钼金属资源的重要来源。华北克拉通边缘的斑岩矿床已取得大量研究成果,而产于其内部的斑岩铜、钼矿至今研究程度较低,这制约了对华北克拉通破坏背景下斑岩矿床成矿机理的认知。涞源地区斑岩铜、钼矿产于华北克拉通内部,其成岩成矿时代与华北克拉通破坏时间相一致,是研究克拉通破坏背景下斑岩铜、钼矿成矿机理的理想场所。本文选取涞源地区龙门斑岩钼矿进行了成矿、成岩年龄和成矿岩浆地球化学性质研究。研究表明,龙门斑岩钼矿辉钼矿Re-Os成矿年龄为139.4±1.9 Ma,与花岗斑岩U-Pb成岩年龄(143.9±1.3 Ma~139.3±2.0 Ma)相一致,钼矿化受花岗斑岩体控制。对比同时空分布的木吉村斑岩铜矿发现,成钼花岗斑岩显示典型A型花岗岩地球化学亲和性,其地球化学演化趋势明显不同于木吉村成铜闪长玢岩,二者源于两套不同的岩浆系统。西太平洋板块在早白垩世回转,致使华北克拉通由挤压构造环境转换为伸展构造环境,诱发软流圈上涌并底侵岩石圈地幔,导致岩石圈地幔和下地壳部分熔融,分别形成涞源地区成铜斑岩和成钼斑岩。 展开更多
关键词 斑岩钼矿 华北克拉通破坏 A型花岗岩 辉钼矿Re-Os测年 早白垩世
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冀西北晚侏罗世辉绿岩的发现对华北克拉通破坏过程的启示
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作者 孟家葆 白春东 +1 位作者 李泽阳 许凡 《地质论评》 北大核心 2025年第2期392-404,共13页
前人对晚侏罗世时期华北克拉通的大地构造背景和岩石圈地幔性质转变时间的认识存在分歧。笔者等在华北克拉通北缘张家口市宣化区一带首次发现了晚侏罗世辉绿岩,对其开展地质学、岩石学、地球化学和同位素年代学研究,并对其构造背景进行... 前人对晚侏罗世时期华北克拉通的大地构造背景和岩石圈地幔性质转变时间的认识存在分歧。笔者等在华北克拉通北缘张家口市宣化区一带首次发现了晚侏罗世辉绿岩,对其开展地质学、岩石学、地球化学和同位素年代学研究,并对其构造背景进行了研究。本文在辉绿岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为152.3±2.3 Ma,时代为晚侏罗世早期。辉绿岩SiO_(2)含量为48.99%~50.43%,K_(2)O含量为1.52%~2.04%;TiO_(2)含量为1.77%~2.05%,里特曼指数σ=3.64~5.78,镁指数Mg^(#)=43~46,其属于大陆板内碱性玄武岩系列。稀土总量ΣREE=211.55×10^(-6)~261.36×10^(-6);LREE/HREE为11.36~12.11,(La/Yb)_(N)=13.92~18.09,(Gd/Yb)_(N)=2.44~3.12,轻重稀土分馏强烈,重稀土分馏强烈;δEu=0.91~1.0,具微弱负铕异常—无异常。晚侏罗世辉绿岩形成于大陆板内拉张环境,属于洋岛型镁铁质岩浆岩,地幔源区为古亚洲洋俯冲洋壳改造的大洋型原始地幔。冀西北晚侏罗世辉绿岩为华北板块北缘首次发现,是区域上最早的古太平洋板块回撤的地质记录。 展开更多
关键词 华北克拉通减薄 晚侏罗世辉绿岩 板内环境 大洋型地幔
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