Archean magmatism and metamorphism in the Huangbaiyu-Yangyashan area, eastern Hebei Province: Evidence from SHRIMP zircon U-Pb dating
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摘要:
报道了冀东黄柏峪-羊崖山地区太古宙变质辉长岩、黑云斜长片麻岩、片麻状二长花岗岩、片麻状富钾花岗岩等不同类型变质岩浆岩(8个样品)的SHRIMP锆石U-Pb定年结果。首次发现3.1Ga二长花岗岩, 黑云斜长片麻岩形成时代约为3.0Ga。变质辉长岩的侵入时代很可能为新太古代晚期, 存在少量3.2~3.6Ga捕获锆石。几乎所有岩石样品都记录了约2.5Ga的变质锆石年龄。结合前人资料认为, ①冀东地区新太古代晚期构造热事件十分发育, 被认为与地幔软流圈上涌导致的岩浆板底垫托有关; ②冀东地区中太古代以前的陆壳物质广泛分布, 黄柏峪-羊崖山地区很可能存在一古老陆核。
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关键词:
- 冀东 /
- 新太古代 /
- 岩浆作用 /
- 变质作用 /
- SHRIMP锆石U-Pb定年
Abstract:This paper reports SHRIMP zircon U-Pb ages of eight samples for different types of Archean meta-magmatic rocks in the Huangbaiyu-Yangyashan area, eastern Hebei Province, which include meta-gabbro, biotite plagioclase gneiss, gneissic monzo-granite and gneissic K-rich granite. 3.1Ga monzogranite(sample J1111) was identified for the first time in the area. Biotite plagioclase gneiss(sample J1116) also probably formed at~3.0Ga. In metagabbros(samples J1109 and J1110), which are considered to form at the end of the Neoarchean although no~2.5Ga magmatic zircon age has been determined, there are a few trapped zircons of 3.2~3.6Ga. Almost all samples record~2.5Ga metamorphic zircon ages. Combined with early studies, the authors have arrived at following conclusions:(1) Tectono-thermal events of the Late Neoarchean were well developed, ~2.5Ga metamorphism, mantle magmatism and crust-derived granite formation were all caused by magma underplating resulting from upwelling of asthenosphere; (2) > 2.8Ga con-tinental materials widely occur in eastern Hebei Province, and there might exist an ancient continental nucleus in the Huangbaiyu-Yangyashan area.
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Keywords:
- eastern Hebei Province /
- Neoarchean /
- magmatism /
- metamorphism /
- SHRIMP zircon U-Pb dating
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冈底斯岩基位于拉萨地块南部,由不同时代和地球化学性质各异的岩浆岩组成[1-8],可与美国西部的内华达岩基相媲美[9]。这些花岗质岩石为细致刻画拉萨地体的起源和构造演化过程提供了重要的记录,为理解大陆岩石圈的分异、演化和再造的动力学机理提供了良好的野外实验室。冈底斯带经历了与印度-亚洲碰撞造山作用相关的构造与岩浆作用,发育了大量小于40Ma的岩浆岩,为解译陆陆碰撞造山带上盘岩石如何响应碰撞造山过程提供了良好的记录。在冈底斯岩基中,随着特提斯洋的北向俯冲、消减和闭合,印度-亚洲碰撞的开启,伴随大量的岩浆作用(图 1-a),主要包括:①碰撞前的大陆弧和洋内弧岩浆作用,表现为中侏罗世叶巴组火山岩及晚侏罗世—早白垩世桑日群火山岩[10]和侵入岩[6, 11-15];②同碰撞阶段(65~45Ma)岩浆作用,形成大量的侵入岩[12, 16-17]和东西走向绵延超过1000km的林子宗火山岩[18-19]。③后碰撞阶段岩浆作用,持续时间为37~8Ma,包括高Sr/Y值的花岗岩岩类[4-5, 12, 20-26]和钾质-超钾质火山岩[27-32]。
图 1 藏南新生代岩浆分布图(a)(据参考文献[4]修改)与程巴岩体地质图(b)MCT—主中央逆冲断裂;STDS—藏南拆离系;ITS—雅鲁藏布江缝合带;BNS—班公湖怒江缝合带Figure 1. Geological map showing the distribution of Cenozoic magmatic rocks in southern Tibet (a) and geological map of the Chengba Complex (b)埃达克岩自提出之后被广大学者关注,高Sr(> 400×10-6)、低Y(小于20×10-6)是埃达克岩的主要地球化学特征[33]。在世界上,众多花岗岩体中都伴生类似的花岗质岩石,其形成机制存在重大分歧。由于地球化学特征的相似性,埃达克岩或高Sr、Y岩石的形成环境存在重大争议,越来越多的研究表明,高Sr/Y值岩浆岩的形成机制较复杂,存在多种成因,主要包括:①年轻俯冲洋壳的部分熔融[33];②不同类型岩浆(主要为基性岩浆)的分离结晶与混染作用[14, 34-35];③增厚下地壳或拆沉下地壳的部分熔融[4-5, 11, 24, 26, 36-40];④经历流体或熔体交代俯冲带上盘地幔楔的部分熔融[41];⑤长英质岩浆与玄武质岩浆的混合作用[23, 42-43]。高Sr/Y值的岩浆岩可形成于不同的构造环境,如洋壳俯冲带、陆壳内部伸展环境,陆陆碰撞带、其他原因的岩浆底侵环境等。因此,要确定高Sr/Y值岩浆岩的成因,需要详细分析其地球化学特征和地质构造环境。
明则-程巴-冲木达岩体(Yajia)位于冈底斯东段南缘,紧邻雅鲁藏布江缝合带。最早由Harrison等[44]发现并报道了该岩体的形成时代(30.4±0.2Ma, 锆石U-Pb年龄)和全岩地球化学数据。Chung等[30]在重新审视该岩体的全岩地球化学数据后,认为由于该岩体具有高Sr、低Y的地球化学特征,应为埃达克岩。由于该岩体在形成时代和地球化学特征上具有特殊性,许多学者开展了跟进的研究,试图确定该岩体的形成机理及其构造动力学意义。这些研究表明:①主体岩石的形成时代为28.4~ 31.0Ma[13, 20, 44-47],岩体中的暗色包体的形成时代约为31.0Ma[46];程巴矿区辉钼矿Re-Os年龄为30.2±0.9Ma[47], 与程巴岩体的形成时代相近,角闪石K-Ar年龄和白云母40Ar/39Ar年龄分别为21.4±1.9Ma和28.9±1.4Ma[48-49],预示该岩体在结晶后,经历了快速剥露的过程(表 1);②除了具有高Sr/Y值特征外,该岩体具有较高的87Sr/86Sr值(0.07057~0.7062)和较低的εNd(t)值(-2.5~-5.9),锆石具有较高的εHf(t)值(+2.0~+8.0)同位素组成[20, 45-47],反映其源区可能是富集大陆岩石圈地幔或新生下地壳。此外,对于程巴岩体形成机理的认识存在较大的分歧, 包括以下3种模型:①增厚下地壳部分熔融作用[20, 30, 45];②熔体-地幔楔交代反应和部分熔融作用,俯冲印度大陆地壳的部分熔融作用形成的熔体交代上盘地幔楔,随后发生部分熔融作用[46];③上述2种模型的混搭[47, 50]。最近的地质调查发现,程巴岩体的组成较先前报道的复杂,除花岗闪长岩外,还包含至少2种细粒包体和浅色辉长岩,为进一步解译程巴岩体的形成机理提供了新证据。
表 1 西藏南部冈底斯岩基程巴-冲木达岩体年龄Table 1. Summary of previous dating results for the Chengba-Chongmuda Complex, southern Tibet采样区域及样品 测试对象及方法 年龄/Ma 数据来源 程巴(Yaja)岩体花岗闪长岩 锆石U-Pb 30.42±0.21 Harrison[44] 冲木达矿区花岗闪长质围岩 角闪石K-Ar 21.5±1.9 李光明等[48] 程巴岩体花岗闪长岩 锆石U-Pb 30.3±0.6, 31.0±0.5 Chung[30] 冲木达矿区花岗闪长质围岩 黑云母40Ar/39Ar 28.9±1.4 李光明等[49] 冲木达岩体花岗闪长岩与喑色包体 锆石U-Pb 30.2±0.7, 31.0±0.5 姜子琦等[46] 程巴-冲木达岩体花岗闪长岩等 锆石U-Pb 29.82±0.27 侯增谦[20] 程巴矿区辉钼矿 辉钼矿Re-Os 30.2±0.9 孙祥等[47] 程巴岩体花岗闪长岩与明则岩体二长岩 锆石U-Pb 28.4±0.4, 30.4±0.6 孙祥等[47] 在前人研究和详细的野外地质调查的基础上,通过岩相学、元素和放射性同位素地球化学及地质年代学测试,限定程巴岩体中花岗闪长岩与细粒闪长质包体的形成机制及岩浆过程。
1. 区域地质背景与样品描述
程巴岩体位于冈底斯东段南缘,山南地区泽当镇以东约15km处,紧邻雅鲁藏布江河谷,出露面积约8km2。区域构造线主要为北部的北倾冈底斯逆冲断裂带和南部的南倾仁布-泽当逆冲断裂带,冈底斯逆冲断裂带以北大面积出露古生代—中生代地层及侵入其中的白垩纪—新近纪花岗岩类岩石,仁布-泽当逆冲断裂带以南大面积出露晚三叠世砂岩和千枚岩,2条逆冲断裂带之间分布晚白垩世和古近纪—新近纪正长岩、古近纪—新近纪砾岩及基性-超基性岩[47]。程巴岩体产出于冈底斯逆冲断裂系的上盘,侵入到古—中生代沉积岩中,底部被逆冲断层截断,发育靡棱岩化剪切带[44]。在大地构造位置上,程巴岩体处于拉萨地块冈底斯岩基最南缘,紧接喜马拉雅造山带,形成时代处于印度-亚洲陆陆碰撞的后碰撞阶段(约30Ma),即印度-欧亚大陆碰撞造山作用的关键转换期。
程巴岩体主要出露花岗闪长岩、淡色辉长岩及不同性质的包体和脉体(图 2-a)。本文以花岗闪长岩(样品T0911-A和T0911-J)与细粒闪长质包体(T0911-C)为研究对象(图 1-b)。花岗闪长岩与细粒闪长质包体之间界线明显(图 2-b),花岗闪长岩呈灰白色,主要矿物为斜长石(45%~55%)、钾长石(20%~25%)、角闪石(15%~20%)、黑云母(5%)和石英(10%~15%),含有少量的磁铁矿、榍石、磷灰石等副矿物(图 2-c),长石与角闪石多为自形-半自形,出现钾长石斑晶。细粒闪长质包体呈灰黑色,主要矿物为斜长石(35%~45%)、角闪石(30%~35%)、钾长石(15%~25%)、黑云母(5%)和少量石英(5%),副矿物包括榍石、磁铁矿、针状磷灰石等,斜长石和角闪石颗粒较大,多为自形(图 2-d)。
2. 分析方法
2.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年
为了限定程巴岩体中花岗闪长岩与细粒闪长质包体的形成时代,分别从2种岩石中分选出锆石,制成样品靶,并进行阴极发光(CL)和扫描电镜背散射(BSE)成像观察。阴极发光成像在北京离子探针中心进行。在中国地质科学院地质研究所,利用扫描电子显微镜进行了BSE图像和锆石内部包裹体的成分测试。根据阴极发光和BSE图像,确定锆石U-Pb年龄测定的选点位置。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室进行,所用仪器为德国Finnigan公司生产的Neptune型激光多接收等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS),并结合美国New Wave公司生产的UP213nm激光剥蚀系统,激光剥蚀束斑直径为25μm,频率为10Hz,能量密度约为2.5J/cm2,以氦为载气。U、Th含量以锆石M127(U为923×10-6,Th为439×10-6,Th/U值为0.475)为外标进行校正。测试过程中,每测定10个样品点测量2次锆石标样GJ1和1次锆石标样Plesovice。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-ThPb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSData-Cal完成[51],锆石U-Pb谐和图用Isoplot 3.0程序获得,测试结果见表 2。
表 2 程巴花岗闪长岩与细粒闪长质包体LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb定年数据Table 2. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb isotopic analyses of granodiorite and dioritic enclaves from the Chengba Complex测点号 元素含量/10-6 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ Th/U 年龄/Ma
206Pb/238U1σ Pb(Total) 232Th 238U T0911-A花岗闪长岩 01 58.6 599 442 0.0968 0.00117 0.06757 0.00178 0.00505 0.00011 1.35 32.5 0.7 02 38.2 650 490 0.04906 0.00049 0.03054 0.00042 0.00452 0.00005 1.33 29.1 0.3 03 48.4 818 495 0.04924 0.00076 0.0312 0.00077 0.00456 0.00006 1.65 29.4 0.4 04 41.8 667 1106 0.04706 0.00029 0.02979 0.00046 0.00458 0.00006 0.60 29.5 0.4 05 99.9 1713 1499 0.04668 0.00028 0.02928 0.00041 0.00455 0.00005 1.14 29.2 0.3 06 74.9 1269 1559 0.04726 0.00028 0.02991 0.00038 0.00459 0.00005 0.81 29.5 0.3 07 35.6 625 587 0.04696 0.00036 0.02921 0.00039 0.00452 0.00005 1.07 29.1 0.3 08 14.6 256 219 0.04759 0.00055 0.02989 0.00048 0.00456 0.00005 1.17 29.3 0.3 09 39.8 658 506 0.04702 0.0004 0.02976 0.00045 0.00460 0.00006 1.30 29.6 0.4 10 74.1 1357 765 0.04694 0.00036 0.03 0.00059 0.00462 0.00007 1.77 29.7 0.5 11 41.7 696 1062 0.0467 0.00029 0.02925 0.00055 0.00454 0.00008 0.66 29.2 0.5 12 36.6 599 435 0.05075 0.00054 0.0321 0.00051 0.00459 0.00006 1.38 29.6 0.4 13 96.1 651 426 0.16179 0.0066 0.12426 0.00683 0.00538 0.00014 1.53 34.6 0.9 14 27.4 545 392 0.0486 0.00059 0.03047 0.00049 0.00453 0.00002 1.39 29.1 0.1 15 114.1 2245 1664 0.04773 0.00055 0.03108 0.00066 0.00469 0.00004 1.35 30.1 0.3 16 46.4 862 527 0.05104 0.00041 0.03195 0.00028 0.00454 0.00002 1.64 29.2 0.1 17 56.9 744 381 0.08921 0.00125 0.05831 0.00085 0.00474 0.00002 1.95 30.5 0.1 18 28.2 612 402 0.04765 0.00049 0.0301 0.00031 0.00459 0.00002 1.52 29.5 0.1 19 54.8 1018 1239 0.04691 0.00042 0.0299 0.00056 0.00459 0.00004 0.82 29.5 0.2 20 35.7 735 395 0.04814 0.00054 0.03021 0.00042 0.00454 0.00003 1.86 29.2 0.2 21 37.6 731 497 0.04817 0.00037 0.0304 0.00025 0.00458 0.00002 1.47 29.5 0.1 22 30.1 582 803 0.04671 0.00028 0.02914 0.00021 0.00453 0.00002 0.73 29.1 0.1 23 47 935 1263 0.04741 0.00024 0.03023 0.00018 0.00463 0.00002 0.74 29.8 0.1 24 29.2 551 410 0.04794 0.00062 0.03045 0.00075 0.00455 0.00004 1.35 29.3 0.2 25 38.9 691 1289 0.04727 0.0004 0.03043 0.00057 0.00466 0.00007 0.54 29.9 0.4 26 52.3 880 1526 0.04661 0.00033 0.03034 0.00048 0.00471 0.00006 0.58 30.3 0.4 27 46.5 773 1158 0.04696 0.00098 0.03031 0.00078 0.00469 0.0001 0.67 30.1 0.7 28 30.8 527 413 0.04723 0.00048 0.02991 0.00031 0.00460 0.00003 1.28 29.6 0.2 29 47.7 834 1222 0.04663 0.00025 0.03 0.00023 0.00467 0.00003 0.68 30 0.2 30 44.5 770 498 0.04702 0.00045 0.03001 0.00036 0.00463 0.00003 1.55 29.8 0.2 T0911-C细粒闪长质包体 01 180.5 4711 3457 0.04633 0.00015 0.03744 0.00036 0.00586 0.00005 1.36 37.7 0.4 02 10.4 232 234 0.05143 0.00056 0.03844 0.0007 0.00541 0.00007 0.99 34.8 0.5 03 204.6 4298 2585 0.05817 0.00402 0.09564 0.02193 0.00888 0.00153 1.66 57 9.8 04 440 9093 4047 0.04662 0.00035 0.03018 0.0009 0.00468 0.00012 2.25 30.1 0.8 05 143.4 2821 1418 0.04669 0.00024 0.02972 0.00037 0.00462 0.00006 1.99 29.7 0.4 06 206.5 4064 2122 0.04701 0.00029 0.03052 0.00058 0.00469 0.00006 1.92 30.1 0.4 07 1611.8 32032 7447 0.04868 0.00013 0.031 0.00033 0.00462 0.00005 4.30 29.7 0.3 08 75 1345 1682 0.04714 0.0002 0.03051 0.00027 0.00470 0.00004 0.80 30.2 0.2 09 81.2 1555 564 0.05203 0.0008 0.03217 0.00067 0.00450 0.00007 2.76 28.9 0.5 10 275.3 5305 1841 0.04657 0.00027 0.03024 0.00042 0.00470 0.00005 2.88 30.2 0.3 11 264.7 5217 2895 0.04778 0.00031 0.03076 0.00045 0.00466 0.00005 1.80 29.9 0.3 12 23.6 442 538 0.04822 0.00065 0.03075 0.00088 0.00457 0.00006 0.82 29.4 0.4 13 148.6 2852 962 0.05054 0.00038 0.03258 0.00043 0.00468 0.00005 2.96 30.1 0.3 14 203.5 2826 980 0.09401 0.00145 0.05959 0.00153 0.00458 0.00009 2.88 29.5 0.6 15 92.2 1800 1866 0.04678 0.0002 0.02994 0.00048 0.00464 0.00007 0.96 29.8 0.4 16 4.5 62 458 0.04877 0.00053 0.03027 0.00046 0.00451 0.00005 0.14 29.0 0.3 17 135.1 2034 863 0.06677 0.00081 0.04219 0.00166 0.00457 0.00016 2.36 29.4 1 18 19.9 430 341 0.05102 0.00075 0.03845 0.00088 0.00546 0.00009 1.26 35.1 0.6 19 142.3 2530 910 0.04931 0.00089 0.0316 0.00092 0.00459 0.00006 2.78 29.6 0.4 20 8.5 143 530 0.04749 0.00037 0.03101 0.00039 0.00473 0.00005 0.27 30.4 0.3 21 89.6 1726 610 0.04668 0.00035 0.0296 0.00036 0.00460 0.00004 2.83 29.6 0.3 22 46.2 896 415 0.07911 0.01214 0.34549 0.19212 0.00797 0.00188 2.16 51.2 12 23 7.4 170 335 0.04962 0.00111 0.02844 0.00062 0.00416 0.00004 0.51 26.8 0.2 24 65.2 1070 835 0.04665 0.00038 0.03051 0.00038 0.00474 0.00003 1.28 30.5 0.2 25 121.5 2282 713 0.04684 0.00033 0.03017 0.00024 0.00467 0.00002 3.20 30.1 0.1 26 73.8 1364 1433 0.04789 0.00056 0.03029 0.0004 0.00459 0.00002 0.95 29.5 0.1 27 104.2 2084 694 0.04666 0.00048 0.0297 0.00033 0.00462 0.00003 3.00 29.7 0.2 28 150.7 3354 1014 0.04683 0.00028 0.02984 0.00021 0.00462 0.00002 3.31 29.7 0.1 29 52.6 1085 1270 0.04688 0.00025 0.02981 0.00028 0.00461 0.00004 0.85 29.7 0.2 30 34.8 724 881 0.04804 0.00039 0.0309 0.00036 0.00467 0.00004 0.82 30.0 0.3 T0911-J花岗闪长岩 01 95.5 1263 1177 0.06400 0.00141 0.04186 0.00098 0.00475 0.00005 1.07 30.6 0.3 02 51.9 904 558 0.04665 0.00049 0.02927 0.00042 0.00455 0.00005 1.62 29.3 0.3 03 64.9 1104 591 0.04966 0.00052 0.03138 0.00043 0.00458 0.00004 1.87 29.5 0.2 04 47.1 855 499 0.04695 0.00048 0.02937 0.00034 0.00454 0.00002 1.71 29.2 0.2 05 55.3 873 523 0.04775 0.00046 0.03033 0.00030 0.00461 0.00002 1.67 29.6 0.1 06 66.0 1101 526 0.04778 0.00039 0.02997 0.00026 0.00455 0.00002 2.09 29.3 0.1 07 85.5 1383 655 0.04685 0.00034 0.02951 0.00023 0.00457 0.00002 2.11 29.4 0.1 08 175.9 2292 2079 0.05600 0.00036 0.03746 0.00031 0.00485 0.00003 1.10 31.2 0.2 09 52.9 830 498 0.05089 0.00042 0.03217 0.00030 0.00458 0.00002 1.67 29.5 0.1 10 33.2 445 344 0.04810 0.00047 0.03049 0.00030 0.00460 0.00002 1.29 29.6 0.1 11 991.1 608 391 0.59600 0.00213 1.29868 0.01251 0.01577 0.00011 1.55 100.8 0.7 12 45.4 447 334 0.07900 0.00216 0.05261 0.00164 0.00476 0.00003 1.34 30.6 0.2 13 66.2 997 566 0.04801 0.00040 0.03047 0.00027 0.00461 0.00002 1.76 29.6 0.1 14 33.3 471 346 0.04832 0.00044 0.03029 0.00029 0.00455 0.00002 1.36 29.3 0.1 15 47.2 766 437 0.04781 0.00065 0.03028 0.00042 0.00460 0.00002 1.75 29.6 0.1 16 54.7 720 418 0.05640 0.00086 0.03693 0.00058 0.00475 0.00002 1.72 30.6 0.1 17 67.0 984 520 0.04734 0.00051 0.03003 0.00033 0.00460 0.00002 1.89 29.6 0.1 18 57.8 885 513 0.04785 0.00045 0.03022 0.00028 0.00459 0.00002 1.73 29.5 0.1 19 52.0 832 484 0.04818 0.00049 0.03046 0.00034 0.00459 0.00003 1.72 29.5 0.2 20 70.4 992 554 0.04705 0.00049 0.02981 0.00036 0.00459 0.00003 1.79 29.5 0.2 21 512.4 1678 428 0.04888 0.00019 0.14765 0.00078 0.02191 0.00008 3.92 139.7 0.5 22 79.4 1168 639 0.05110 0.00040 0.03248 0.00030 0.00461 0.00002 1.83 29.6 0.1 23 43.8 655 407 0.04808 0.00053 0.03027 0.00039 0.00457 0.00003 1.61 29.4 0.2 24 54.9 742 518 0.04850 0.00047 0.03050 0.00036 0.00456 0.00004 1.43 29.4 0.2 25 57.4 715 1136 0.05209 0.00035 0.03431 0.00028 0.00478 0.00003 0.63 30.7 0.2 2.2 全岩地球化学测试
主量及微量元素测试在国土资源部国家地质实验测试中心进行。主量元素通过XRF(X荧光光谱仪3080E)方法测试,分析精度为5%。微量和稀土元素(REE)通过等离子质谱仪(ICP-MS-Excell)分析,含量大于10×10-6的元素测试精度为5%,小于10×10-6的元素测试精度为10%。样品中含量低的个别元素,测试误差大于10%,分析结果见表 3。
表 3 冈底斯程巴岩体花岗闪长岩和细粒闪长质包体元素和Rb-Sr、Sm-Nd同位素组成Table 3. Major and trace element and Sr-Nd isotopic compositions of granodiorite and dioritic enclaves from the Chengba Complex样品原号 T0911-A1 T0911-A2 T0911-A3 T0911-A4 T0911-A5 T0911-J1 T0911-J2 T0911-C1 T0911-C2 T0911-C3 T0911-C4 T0911-C5 岩性 花岗闪长岩 花岗闪长岩 细粒闪长质包体 SiO2 65.62 65.74 65.24 65.43 66.16 64.94 64.13 56.15 54.37 54.05 55.47 53.02 TiO2 0.53 0.51 0.49 0.52 0.45 0.49 0.53 0.79 0.94 0.89 0.87 1.03 Al2O3 15.30 15.09 15.25 15.29 15.68 15.47 15.46 15.99 15.58 17.30 16.93 17.62 FeO 1.53 1.67 1.45 1.38 1.49 1.42 1.92 3.43 3.93 3.86 3.29 3.97 Fe2O3 2.45 2.15 2.36 2.45 1.80 2.22 1.91 2.80 2.96 4.24 2.86 3.19 MnO 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.06 0.07 0.14 0.20 0.15 0.13 0.14 MgO 2.06 2.01 2.02 2.02 1.75 2.04 2.26 5.20 6.15 4.42 4.07 5.03 CaO 3.74 3.49 3.49 3.49 3.35 3.50 3.99 6.55 7.24 5.93 5.82 5.97 Na2O 4.17 3.94 3.94 3.94 4.11 3.98 4.24 4.39 4.67 5.32 4.44 4.73 K2O 3.32 3.72 3.77 3.89 4.03 4.28 3.38 2.18 1.53 1.77 3.55 2.44 P2O3 0.28 0.28 0.27 0.27 0.24 0.26 0.29 0.32 0.50 0.47 0.77 0.61 Mg# 49.58 49.85 50.19 50.11 50.08 51.55 52.54 60.91 62.44 50.65 55.30 56.72 Na2O/K2O 1.26 1.06 1.05 1.01 1.02 0.93 1.25 2.01 3.05 3.01 1.25 1.94 TFeO 3.74 3.61 3.57 3.59 3.11 3.42 3.64 5.95 6.59 7.68 5.86 6.84 烧失量 0.56 0.49 0.46 0.58 0.43 0.64 0.61 1.25 0.99 0.92 0.84 0.98 总量 99.63 99.16 98.81 99.32 99.55 99.30 98.79 99.19 99.06 99.32 99.04 98.73 Sc 6.94 6.50 6.97 6.16 5.89 6.75 7.86 20.50 17.80 18.80 14.50 14.30 V 81.40 79.10 81.40 79.80 69.70 75.60 83.20 141.00 150.00 200.00 137.00 164.00 Cr 34.50 30.10 71.70 30.80 24.80 31.20 31.20 112.00 191.00 28.40 49.10 33.00 Ni 20.50 19.70 40.30 19.60 15.70 19.00 20.40 38.50 67.20 26.90 39.30 50.30 Co 10.40 10.40 11.00 10.80 8.87 10.20 11.50 21.30 25.70 23.50 20.20 26.40 Cu 17.40 20.30 819.00 262.00 14.20 19.40 15.80 79.30 40.30 47.00 30.10 71.10 Zn 56.20 53.50 53.50 54.00 49.40 45.90 44.70 81.60 112.00 111.00 97.00 115.00 Ga 18.30 17.80 18.90 18.70 18.00 17.70 18.70 17.60 20.30 24.30 21.90 23.00 Rb 130.00 146.00 140.00 154.00 154.00 156.00 142.00 130.00 107.00 153.00 194.00 251.00 Sr 785.00 769.00 774.00 782.00 813.00 838.00 860.00 626.00 545.00 677.00 695.00 676.00 Y 12.00 11.20 12.20 11.60 9.89 10.10 11.50 12.70 18.60 15.00 18.10 14.70 Zr 183.00 176.00 172.00 188.00 155.00 164.00 203.00 110.00 160.00 181.00 116.00 238.00 Nb 14.70 13.20 14.50 14.30 12.20 12.20 12.60 10.10 15.30 12.00 14.70 11.60 Mo 1.54 1.40 49.70 1.96 1.14 1.41 1.42 1.82 1.05 1.08 0.86 0.66 Sn 1.30 1.21 1.37 1.43 1.05 1.21 1.35 1.75 2.43 1.86 1.31 1.67 Cs 8.13 8.13 8.03 8.60 8.28 7.83 7.97 12.70 15.80 18.60 13.70 29.20 Ba 793.00 970.00 1, 013.00 1, 120.00 1, 238.00 1, 520.00 902.00 432.00 274.00 300.00 895.00 438.00 Hf 5.08 4.78 4.66 5.05 4.27 4.35 5.39 3.84 4.50 4.91 2.78 6.26 Ta 1.47 1.30 1.50 1.34 1.16 1.04 1.12 0.59 0.89 0.52 0.87 0.46 W 5.88 6.57 3.58 7.30 3.06 3.83 2.45 9.23 0.95 2.70 0.70 0.94 Tl 0.90 1.03 1.02 1.05 1.05 0.95 0.80 0.99 0.84 1.14 1.26 1.80 Pb 30.30 32.30 30.90 32.80 34.80 29.00 25.40 27.50 19.90 23.20 32.60 19.90 Th 35.80 38.50 36.50 37.00 37.50 38.90 33.80 20.10 40.70 12.80 65.80 29.30 U 7.46 8.15 8.33 9.49 8.16 9.15 9.45 7.75 8.09 5.52 10.10 7.97 La 62.40 59.50 59.10 60.00 53.80 68.20 58.50 54.70 84.00 69.20 157.00 87.70 Ce 116.00 111.00 110.00 111.00 98.90 111.00 112.00 96.80 161.00 112.00 282.00 146.00 Pr 13.00 12.10 12.60 12.40 11.00 11.80 12.80 10.80 19.40 12.50 31.30 16.10 Nd 45.30 43.10 43.90 44.60 38.50 41.10 45.30 40.80 75.90 48.00 111.00 60.90 Sm 6.79 6.35 6.83 6.46 5.74 5.93 6.75 6.71 12.80 8.40 16.30 10.00 Eu 1.47 1.43 1.47 1.41 1.38 1.48 1.63 1.43 1.75 1.20 1.68 1.35 Gd 4.05 3.82 3.92 3.67 3.49 3.66 4.02 4.52 7.14 5.23 8.90 6.70 Tb 0.68 0.62 0.68 0.67 0.56 0.58 0.67 0.71 1.15 0.88 1.39 0.97 Dy 2.52 2.55 2.71 2.48 2.20 2.26 2.49 2.92 4.52 3.46 4.46 3.49 Ho 0.48 0.42 0.48 0.43 0.40 0.40 0.45 0.57 0.79 0.63 0.70 0.62 Er 1.45 1.38 1.49 1.40 1.19 1.33 1.47 1.63 2.33 1.88 2.31 1.84 Tm 0.17 0.16 0.17 0.17 0.12 0.14 0.16 0.20 0.26 0.21 0.21 0.19 Yb 1.15 1.11 1.13 1.15 0.97 1.02 1.02 1.28 1.81 1.29 1.45 1.26 Lu 0.17 0.16 0.17 0.16 0.14 0.15 0.18 0.20 0.26 0.19 0.20 0.17 Sr/Y 65.42 68.66 63.44 67.41 82.20 82.97 74.78 49.29 29.30 45.13 38.40 45.99 Nb/Ta 10.00 10.15 9.67 10.67 10.52 11.73 11.25 17.12 17.19 23.08 16.90 25.22 La/Sm 9.19 9.37 8.65 9.29 9.37 11.50 8.67 8.15 6.56 8.24 9.63 8.77 Rb/Sr 0.17 0.19 0.18 0.20 0.19 0.19 0.17 0.21 0.20 0.23 0.28 0.37 Sm/Nd 0.15 0.15 0.16 0.14 0.15 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.15 0.16 87Rb/86Sr 0.479 0.549 0.523 0.569 0.548 0.539 0.478 0.601 0.568 0.654 0.807 1.074 87Sr/86Sr 0.706423 0.706431 0.706447 0.706458 0.706465 0.706430 0.706392 0.706533 0.706522 0.706535 0.706671 0.706771 l47Sm/l44Nd 0.091 0.089 0.094 0.088 0.090 0.087 0.090 0.099 0.102 0.106 0.089 0.099 l43Nd/l44Nd 0.512470 0.512466 0.512460 0.512437 0.512480 0.512456 0.512395 0.512428 0.512415 0.512483 0.512327 0.512383 εNd(t) -3.10 -3.17 -3.32 -3.73 -2.90 -3.35 -4.56 -3.97 -4.24 -2.94 -5.88 -4.85 注:主量元素含量单位为%,微量和稀土元素含量为10-6;T0911-A(A1-A5)系列与T0911-J(J1-J5)系列岩性为花岗闪长岩,T0911-C系列岩性为细粒闪长质包体;Mg#=100×Mg2+/(Mg2++Fe2+);TFeO=FeO+Fe2O3×0.899;Eu/Eu*=EuN/(SmN×GdN)1/2;87Sr/86Sr(i)=87Sr/ 86Sr-87Rb/86Sr(eλt-1),其中λ=1.42×10-11a-1, t=30Ma; 143Nd/ 144Nd(i)=143Nd/ 144Nd-147Sm/ 144Nd(eλt-1), 143Nd/ 144Nd (CHUR)=143Nd/ 144Nd-147Sm/ 144Nd(eλt-1),其中143Nd/144Nd=0.512638, 147Sm/144Nd=0.1967, 其中λ=6.54×10-11a-1, t=35Ma, εNd(i)=[143Nd144Nd(i)143Nd144Nd(i)143Nd144Nd(CHUR)−1]×104 2.3 锆石Hf同位素测试
锆石Hf同位素测试在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室进行,所用仪器为Neptune多接收等离子质谱和Newwave UP213紫外激光剥蚀系统(LA-MC-ICP-MS),采用氦作为剥蚀物质载气,根据锆石大小,剥蚀直径采用55μm或40μm,测定时使用锆石标样GJ1和Plesovice作为参考物质,分析点与U-Pb年龄分析点相同或尽可能接近,分析结果见表 4。
表 4 程巴花岗闪长岩与细粒闪长质包体锆石Hf同位素数据Table 4. Zircon Hf isotopic data of granodiorite and dioritic enclaves from the Chengba Complex测点号 206Pb/238U年龄/Ma 176Yb/177Hf 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 2σ 176Hf/177Hfi εHf(0) εHf(t) tDM/Ma tDMC/Ma fs T0911-A花岗闪长岩 03 29.4 0.018918 0.000895 0.282916 0.000017 0.28292 +5.10 +5.73 475 743 -0.97 04 29.5 0.018866 0.000908 0.282832 0.000016 0.28283 +2.13 +2.76 594 933 -0.97 05 29.2 0.019544 0.000827 0.282827 0.000019 0.28283 +1.95 +2.58 599 945 -0.98 06 29.5 0.024496 0.001041 0.282895 0.000019 0.28289 +4.35 +4.97 507 791 -0.97 07 29.1 0.013533 0.000681 0.282889 0.000016 0.28289 +4.13 +4.76 510 805 -0.98 08 29.3 0.018845 0.000797 0.282881 0.000019 0.28288 +3.86 +4.49 523 822 -0.98 10 29.7 0.020933 0.000978 0.282927 0.000016 0.28293 +5.49 +6.12 460 718 -0.97 12 29.6 0.014562 0.000637 0.282871 0.000018 0.28287 +3.50 +4.14 535 845 -0.98 13 34.6 0.012880 0.000568 0.282827 0.000019 0.28283 +1.94 +2.68 596 942 -0.98 16 29.2 0.012264 0.000571 0.282911 0.000017 0.28291 +4.92 +5.55 478 754 -0.98 17 30.5 0.013923 0.000647 0.282841 0.000018 0.28284 +2.43 +3.09 578 913 -0.98 19 29.5 0.016271 0.000770 0.282828 0.000017 0.28283 +1.98 +2.62 597 942 -0.98 20 29.2 0.018459 0.000782 0.282845 0.000019 0.28284 +2.59 +3.21 573 904 -0.98 21 29.5 0.016038 0.000688 0.282839 0.000018 0.28284 +2.38 +3.02 580 917 -0.98 22 29.1 0.022745 0.001068 0.282930 0.000017 0.28293 +5.59 +6.20 457 712 -0.97 23 29.8 0.023771 0.000970 0.282870 0.000017 0.28287 +3.48 +4.11 541 847 -0.97 24 29.3 0.011723 0.000513 0.282858 0.000019 0.28286 +3.04 +3.68 551 874 -0.98 25 29.9 0.018906 0.000886 0.282886 0.000018 0.28289 +4.03 +4.66 517 811 -0.97 26 30.3 0.014694 0.000692 0.282880 0.000014 0.28288 +3.83 +4.48 522 823 -0.98 30 29.8 0.012670 0.000560 0.282837 0.000018 0.28284 +2.29 +2.93 582 923 -0.98 T0911-C细粒闪长质包体 01 37.7 0.025078 0.001108 0.282823 0.000020 0.28282 +1.79 +2.59 610 950 -0.97 02 34.8 0.008204 0.000372 0.282841 0.000018 0.28284 +2.45 +3.21 573 909 -0.99 04 30.1 0.045735 0.001747 0.282883 0.000022 0.28288 +3.93 +4.56 533 818 -0.95 06 30.1 0.013025 0.000574 0.282738 0.000024 0.28274 -1.20 -0.55 720 1145 -0.98 08 30.2 0.020508 0.000944 0.282834 0.000019 0.28283 +2.20 +2.84 591 928 -0.97 09 28.9 0.024164 0.001066 0.282787 0.000020 0.28279 +0.54 +1.15 660 1035 -0.97 12 29.4 0.007083 0.000333 0.282847 0.000019 0.28285 +2.65 +3.29 564 899 -0.99 13 30.1 0.014520 0.000645 0.282787 0.000017 0.28279 +0.52 +1.17 653 1035 -0.98 15 29.8 0.011797 0.000586 0.282904 0.000018 0.2829 +4.65 +5.30 488 771 -0.98 16 29.0 0.007162 0.000344 0.282867 0.000020 0.28287 +3.36 +3.99 537 854 -0.99 17 29.4 0.016739 0.000765 0.282909 0.000016 0.28291 +4.83 +5.46 484 760 -0.98 18 35.1 0.013234 0.000603 0.282813 0.000017 0.28281 +1.44 +2.19 616 974 -0.98 20 30.4 0.010235 0.000421 0.282873 0.000019 0.28287 +3.55 +4.21 530 841 -0.99 21 29.6 0.024794 0.001104 0.282852 0.000020 0.28285 +2.83 +3.46 568 888 -0.97 23 26.8 0.014253 0.000638 0.282831 0.000020 0.28283 +2.08 +2.65 591 938 -0.98 24 30.5 0.018135 0.000831 0.282855 0.000020 0.28285 +2.95 +3.60 560 880 -0.97 26 29.5 0.014894 0.000724 0.282859 0.000016 0.28286 +3.06 +3.69 554 873 -0.98 28 29.7 0.039738 0.001742 0.282813 0.000021 0.28281 +1.46 +2.07 634 977 -0.95 29 29.7 0.014810 0.000728 0.282866 0.000017 0.28287 +3.33 +3.96 543 856 -0.98 注:εHf(t)=10000×{[(176Hf/177Hf)s-(176Lu/177Hf)s×(eλt-1)]/[(176Hf/177Hf)CHUR, 0-(176Lu/177Hf)CHUR×(eλt-1)]-1};tDM=1/λ×ln{1+ [(176Hf/177Hf)s-(176Hf/177Hf)DM]/[(176Lu/177Hf)s-(176Lu/177Hf)DM]}.tDMC=tDM-(tDM-t)×[(fcc-fs)/(fcc-fDM)]. fLu/Hf=(176Hf/177Hf)s /(176Lu/ 177Hf)CHUR-1。λ=1.867×10-11a-1;(176Lu/177Hf)s和176Hf/177Hf)s是样品标准值;(176Lu/177Hf)CHUR=0.0332;(176Hf/177 Hf)CHUR, 0=0.282772;(176Lu/177Hf)DM=0.28325; (176Lu/177Hf)平均地壳=0.015;fcc=[(176Lu/177Hf)平均地壳/(176Lu/177Hf)CHUR]-1;fs=fLu/Hf;fDM=[(176Lu/177Hf)DM/(176Lu/177Hf)CHUR]-1;t为锆石结晶时间 2.4 全岩Sr和Nd同位素测试
Rb-Sr和Sm-Nd同位素分析在中国科技大学地球与空间科学院学院进行。使用Finnigan MAT262热离子质谱仪测得Sr同位素组成,采用同位素稀释法,用同一仪器获得Rb、Sr、Sm、Nd的浓度。利用Nu PlasamHR MC-ICP-MS多接收等离子质谱仪(Nu Instruments)进行Nd同位素分析。Nd、Sr分析结果通过标准化到146Nd/142Nd=0.7219和86Sr/88Sr=0.1194进行质量分馏校正。在分析样品期间,Sr同位素测试标准为NBS987,测试值为0.710247±12(2σ)。Nd同位素标准为JMC Nd,测试值为0.511127±12(2σ)。Sr、Nd同位素的测试精度分别为±0.000010(n=18)和±0.000011(n=18),根据本次所得的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄,程巴岩体花岗岩和包体形成于约30Ma。样品的Sr和Nd同位素初始值按t=30Ma计算。分析结果见表 3。
3. 测定结果
3.1 花岗闪长岩及其包体的形成时代
在花岗闪长岩样品(T0911-A和T0911-J)中,大部分锆石为无色透明,自形-半自形长柱状,棱角清晰,长度在100~200mm之间,个别达250mm,长宽比一般为2:1,个别达3:1。在阴极发光图像(图 3)上,锆石均呈现典型的韵律生长环带,为岩浆成因锆石。锆石的U、Th含量变化较大,分别为218×10-6~1664×10-6和255×10-6~2245×10-6,Th/U值为0.54~1.86。206Pb/238U年龄值变化较小,在29.1~30.3Ma之间。T0911-A除去谐和度较差(<95%)及离群值的5个测点外,25个测点的年龄加权平均值为29.40±0.18Ma(图 4-a、b);样品T0911-J除去谐和度较差(<95%)及离群值的8个测点外,17个测点的年龄加权平均值为29.42±0.25Ma(图 4-e、f)。2件样品给出的U-Pb年龄相似,典型的韵律生长环带和较高的Th/U值都表明,程巴复合岩体中的主体花岗闪长岩形成于约29.4Ma。
在细粒闪长质包体样品(T0911-C)中,锆石分为2类。第一类为短柱状,中心由于Th含量较高呈黑色,结构均匀,边部发育紧密韵律环带(图 3-b),颗粒较小,粒度在50~80μm之间;第二类为长板状,灰白色,长度在80~150mm之间,长宽比2.5~4。两者具有明显的韵律环带,为岩浆成因锆石,两类锆石形态虽有差异,但在元素组成上较一致,锆石的U、Th含量分别为530×10-6~7446×10-6和143×10-6~32032×10-6,Th/U值为0.27~4.3。除去谐和度较差(<95%)的U-Pb测点外,206Pb/238U年龄变化较大,在29.0~30.6Ma之间,集中在谐和线附近,除去谐和度较差(<95%)及离群值的11个U-Pb测点外,19个测点的年龄加权平均值为30.03±0.15Ma (图 4-c、d)。典型的韵律生长环带和较高的Th/U值表明,该年龄为细粒闪长质包体的结晶年龄。
上述数据表明,在程巴复合岩体中,主体花岗闪长岩形成于约29.4Ma,但其中的细粒闪长质包体形成时间明显较早,早于花岗闪长岩0.6Ma,与姜子琦等[46]、孙祥等[47]的结果相似。
3.2 锆石Hf同位素组成
利用MC-ICP-MS对花岗闪长岩与细粒闪长质包体的锆石进行原位Hf同位素测试。花岗闪长岩与闪长质包体的锆石Hf同位素特征较一致(表 4),测试结果表明:①除个别锆石具有负εHf(t)外,花岗闪长岩和细粒闪长质包体的εHf(t)均为正值,在+1.1~+6.2之间;②176Lu/177Hf值变化较大,花岗闪长岩176Lu/177Hf值为0.00056~0.00107,细粒闪长质包体176Lu/177Hf值变化范围更大,在0.00037~0.00174之间;③锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄(TDM)较年轻,为475~720Ma。
3.3 全岩元素地球化学特征
在主量元素组成特征上(表 3;图 5),程巴花岗闪长岩表现出以下特征:①较高的SiO2(65.2%~ 66.2%)、Al2O3(15.1% ~15.7%)含量,A/CNK较低(0.88~0.91), 属于准铝质系列;②TFeO(3.3% ~ 4.0%)、MgO(1.8%~2.1%)、TiO2(0.5%左右)、CaO (3.4%~3.7%)含量较低;③K2O(3.2%~4.0%)和Na2O (3.9%~4.2%)含量较高,Na2O/K2O=1.0~1.3,表明该套岩石为富钠高钾钙碱性系列岩石;④Mg#变化范围小,为49.6~50.2。与花岗闪长岩相比,闪长质细粒包体表现出以下特征:①SiO2(53.0%~58.0%)含量较低;②Al2O3(15.6%~17.6%)、TFeO(36.2%~8.1%)、MgO(4.0%~6.2%)、TiO2(0.8%~1.0%)和CaO(5.8%~ 7.2%)含量都较高;③K2O(1.53%~3.55%)含量较低,但Na2O(4.4%~5.3%)含量和Na2O/K2O值(1.3~3.0)较高,该套岩石总体属于高钾钙碱性系列,个别属于钾玄岩系列(图 5);④Mg#较高,变化范围较大,为50.7~62.4,类似于高镁安山岩-闪长岩的特征。花岗闪长岩与细粒闪长质包体的Ca、Fe、Mg、Mn、P、Ba等元素随SiO2含量变化呈线性关系(图 5)。
在微量元素组成特征上(表 3;图 6),程巴岩体花岗闪长岩与细粒闪长质包体表现出类似的特征:①轻、重稀土元素明显分馏明显,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素,均表现为较高的(La/ Yb)N值,花岗闪长岩为36.7~39.0,细粒闪长质包体为30.0~76.2;②微弱负Eu异常,花岗闪长岩的Eu/ Eu ∗=0.87~0.95,细粒闪长质包体的Eu/Eu ∗=0.43~ 0.80;③富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti,但Zr、Hf亏损不明显。在这两类岩石中,花岗闪长岩具有高Sr(774×10-6~813×10-6)、低Y(9.9×10-6~ 11.2×10-6)、低Yb(1.0×10-6~1.2×10-6),高Sr/Y值(63.4~82.2)的特征,为埃达克质岩石。但细粒闪长质包体的Sr含量明显较低,Y含量较高,Sr/Y值(29.3~49.3)也较低(图 7),细粒闪长质包体中轻稀土元素和稀土元素总量都高于花岗闪长岩(图 6-a)。随SiO2和K2O含量的升高,Ba含量也升高(图 8),说明在程巴复合岩体中,较基性岩浆的Ba含量较低(274×10-6~895×10-6),较酸性岩浆的Ba含量的升高(790×10-6~1520×10-6)可能与后期的岩浆过程相关。
图 6 程巴花岗闪长岩与细粒闪长质包体稀土及微量元素地球化学特征(标准化值据参考文献[52])Figure 6. Rare earth element and trace element distribution diagram for the Chengba granodiorite and dioritic enclaves3.4 全岩Sr和Nd同位素特征
程巴复合岩体的花岗闪长岩与细粒闪长质包体具有较一致的Sr、Nd同位素组成。细粒闪长质包体具有较高的Rb、Sm、Nd和较低的Sr。花岗闪长岩Rb/Sr值变化范围为0.1651~0.1969,Sm/Nd值变化范围为0.1448~0.1556,初始87Sr/86Sr值变化范围为0.706392~0.706465,初始143Nd/144Nd值变化范围为0.512395~0.512480,εNd(t)变化范围为-2.90~-4.56。细粒闪长质包体Rb/Sr值变化范围为0.1963~0.3713,Sm/Nd值变化范围为0.1468~0.1750,初始87Sr/86Sr值变化范围为0.706522~0.706771,初始143Nd/144Nd值变化范围为0.512327~0.512483,εNd(t)变化范围为-2.94~-5.88 (表 3;图 9)。
4. 讨论
上述数据表明:①程巴复合岩体的花岗闪长岩与细粒闪长质包体形成于29.4~30.2Ma,与前人的地质年代学结果[12, 20, 44-47]相似;②这2种岩石的锆石Hf同位素及全岩Sr、Nd同位素特征差别很小;③花岗闪长岩与细粒闪长质包体的Ca、Fe、Mg、Mn、P等元素随SiO2含量变化呈线性关系;④花岗闪长岩Sr/Y值(63.4~82.2)高(图 7-a),Mg#和Na/K值均较高,与冈底斯中带古近纪—新近纪高Sr/Y值的埃达克质岩石地球化学特征相似。
西藏渐新世—中新世冈底斯岩基高Sr/Y值的岩浆岩被认为形成于相同的大地构造背景,但对其形成机理存在不同的认识。主要模型包括:①古老增厚基性下地壳的部分熔融作用[4, 24];②新生铁镁质下地壳部分熔融形成[5, 45];③俯冲过程中,洋壳板片部分熔融释放的熔体或流体交代上地幔形成[22, 53-54]。程巴岩体位于冈底斯岩基南缘,冈底斯逆冲推覆带的上盘,紧接喜马拉雅造山带,在形成时间节点上,处于印度-欧亚大陆碰撞造山作用的关键转换期,无论在构造位置上,还是在碰撞造山作用时段上,都处于关键位置,是研究探讨大陆碰撞造山作用的深部岩石圈构造动力学过程与高Sr/Y值的岩浆岩形成机理重要的野外实验室。
4.1 程巴岩体的源区特征
在微量地球化学元素组成上,程巴花岗闪长岩与细粒闪长质包体的特征相似(图 6-b),均表现出富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U、K和Pb), 亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti),具有类似岛弧岩浆岩的特征,但Zr、Hf亏损不明显,说明锆石等矿物在岩浆中溶解度较高。这些特征说明,形成程巴花岗闪长岩和闪长质包体需要富集组分的加入。在岩浆岩中,导致Nb、Ta和Ti强烈亏损的因素主要有2种:①在洋壳俯冲过程中,俯冲板片发生脱水或部分熔融作用,残留富钛矿物相,产生的流体或熔体亏损Nb、Ta和Ti。这种熔/流体交代上覆地幔楔[55-56],导致源区亏损Nb、Ta和Ti;②在增厚下地壳或俯冲带环境下,基性物质部分熔融过程中,残留大量金红石等含钛矿物,导致派生熔体亏损Nb、Ta和Ti[5, 29]。实验岩石学数据表明,在15~25kbar和850~1050℃条件下,玄武质下地壳或榴辉岩发生部分熔融,在形成亏损Nb、Ta、Ti硅酸质岩浆的同时,形成含金红石的榴辉质残留物[57-59]。上述2种过程都可能导致冈底斯岩基高Sr/Y值的岩浆岩强烈亏损高场强元素Nb、Ta和Ti。
与亏损地幔相比,程巴岩体高Sr/Y值的花岗闪长岩与细粒闪长质包体均具有较高的Sr(87Sr/86Sr(t) > 0.7060),较低的Nd(εNd(t) <-2.0)和Hf(εHf(t) < +7.0)同位素组成,可以排除其为亏损地幔直接部分熔融的产物。上述特征也表明,形成程巴花岗闪长岩和闪长质包体需要富集组分的加入,来源可能是:①古老基性下地壳;②新生下地壳;③经过流体或熔体交代的岩石圈地幔。与喜马拉雅地块相似,拉萨地块来源于冈瓦那大陆北缘,在新特提斯洋俯冲之前,其下地壳物质应与喜马拉雅相似,基性下地壳应表现为高度富集的Nd(εNd <-10.0)和Hf(εHf <-12.0)同位素组成特征[6, 13, 39-40, 60]。如果是直接来源于古老基性下地壳的部分熔融,产生的熔体应具有类似的高度富集的Nd和Hf同位素组成,这与程巴岩浆岩的特征相悖,因此可以排除该套岩浆岩是古老下地壳部分熔融的产物。
程巴岩体高Sr/Y值的花岗闪长岩与细粒闪长质包体全岩Nd同位素组成一致,两者εNd(t)=-2.9~-5.9,都具有负的εNd(t)值,初始143Nd/144Nd值变化范围为0.512327~0.512483,低于上地幔的εNd(t)=+13~+18及143Nd/144Nd值(0.51315)。从锆石Hf同位素分析,除个别锆石具有负的εHf(t)外,花岗闪长岩和细粒闪长质包体的εHf(t)均为正值,在+1.1~+6.2之间,也低于上地幔的εHf(t)=+15~+20。相较上地幔,花岗闪长岩与闪长质包体较低的εNd(t)与εHf(t)都表明有富集组分的加入,且两者较一致的εNd(t)与εHf(t)并不随SiO2含量的增加而变化(图 9),说明富集组分并未在岩浆演化过程中加入,并不是岩浆混合或后期混染作用造成的,而是源区有富集组分的加入。如果是新生下地壳的部分熔融,可以形成同位素特征类似于程巴岩体的酸性岩浆,但不能解释玄武安山质-安山质的包体,在Ba-Si和Ba-K关系图上(图 8),随SiO2和K2O含量的升高,Ba含量随之升高,说明花岗闪长岩的包体更接近于原始岩浆,但基性下地壳的部分熔融较难于形成安山质的熔体[61-62],需要超镁铁质岩石的部分熔融。上述分析表明,程巴岩浆岩的源区应是具有富集组分的岩石圈地幔。
4.2 程巴岩体高Sr/Y值花岗闪长岩的成因机制
在程巴岩体中,主体花岗闪长岩表现出明显的高Sr、低Y和高Sr/Y值的特征,但其中包含的细粒闪长质包体并未表现出类似的特征。较高的Mg#、较低的SiO2和较早的形成时代表明,细粒闪长质包体可能是较原始的岩浆。程巴岩体花岗闪长岩形成时间为29.40±0.18Ma和29.42±0.25Ma,细粒闪长质包体形成时间为30.02±0.15Ma,两者形成时间在误差范围内一致,表明花岗闪长岩和细粒闪长质包体是近同时形成的。在全岩微量元素(图 6-b)、锆石Hf同位素及全岩Sr和Nd同位素组成上,两者的地球化学特征较一致,说明两者源区可能相同,是经历了同种岩浆的分离结晶作用形成的。与花岗闪长岩相比,细粒闪长质包体更富集LREE(图 6-a),Sr/Y值较低,且两者的主量元素特征差异较大。La/Sm-La演化关系显示,两者之间存在明显的分离结晶关系(图 7-b),同时细粒闪长质包体含有大量针状磷灰石,磷灰石含量明显高于花岗闪长岩。以上特征表明,花岗闪长岩可能经历了磷灰石分离结晶作用,Harrison等[63]通过实验指出,磷在熔体中的溶解行为表明,SiO2含量与磷的溶解度呈负相关,岩相学特征也表明细粒闪长质包体含有大量针状磷灰石,而花岗闪长岩具有少量较大颗粒的磷灰石,以上证据都符合花岗闪长岩经历了磷灰石的分离结晶作用,从而导致LREE与磷含量的降低(图 10)。但磷灰石的分离结晶作用并不能解释两者其他主、微量元素的明显差异,细粒闪长质包体具有较高的Ca、Fe、Mg和Mn(图 5、图 11),如果以细粒闪长质包体为原始岩浆,那么角闪石的分离结晶能解释上述特征,因为角闪石中具有较高的Mg#值、Cr、Ni、Y及较低的SiO2、K、Ba、Sr,角闪石的分离结晶会使花岗闪长岩具有向高Si,高K、高Sr/Y值,低Mg#,以及较低的Cr、Ni、Y等微量元素特征演化。此外,实验岩石学表明,角闪石中的DNb > DTa [58],角闪石的分离结晶或残留会导致熔体的Nb/Ta值降低,与细粒闪长质包体相比,花岗闪长岩具有较低的Nb/Ta值符合上述结论(图 11)。大量研究和实验也表明,角闪石从钙碱性及饱和水原始安山岩浆中分离结晶[64-67]。综上所述,程巴岩体花岗闪长岩与细粒闪长质包体在形成时间、锆石Hf同位素、全岩Sr、Nd同位素等方面差别甚微,但在元素地球化学特征上具有明显的差异,可能表明花岗闪长岩与细粒闪长质包体由同一岩浆分离结晶形成,花岗闪长岩经历较高程度的磷灰石和角闪石的分离结晶。
上述分析表明,程巴岩浆岩的源区应该是具有富集组分的岩石圈地幔,可能是俯冲板片脱水释放流体交代过的SCLM(陆下岩石圈地幔)。渐新世—中新世,冈底斯高Sr/Y值的岩浆岩形成于后碰撞阶段,此阶段已不存在洋壳俯冲作用,不可能是洋壳俯冲的直接结果。在印度-欧亚大陆碰撞前,位于俯冲带上盘的拉萨地块的岩石圈经历了长期俯冲的新特提斯洋板片释放的熔体或流体交代作用,形成富集岩石圈地幔。在65~45Ma期间,印度与亚洲发生陆陆碰撞[67-74]及俯冲特提斯洋壳板片断离作用[12, 45, 75],导致软流圈地幔的上涌和诱发岩石圈地幔或基性下地壳部分熔融作用,富集岩石圈部分熔融,形成类似程巴闪长质包体的高镁安山质熔体,在上侵过程中发生分离结晶作用形成程巴花岗闪长岩,而基性下地壳的部分熔融,形成富钠、高Sr/Y值的花岗质岩浆[26, 76]。
孙祥等[47]指出,位于程巴岩体东侧附近的明则岩体二长岩与程巴岩体细粒闪长质包体的地球化学特征和形成时间一致,两者为同一机制形成的。因此表明,形成程巴岩体及明则岩体的原始岩浆至少分离结晶形成花岗闪长岩与闪长质包体2种岩性,更加接近原始岩浆的细粒闪长质包体虽具有较高的(La/Yb)N值,但其较低的Sr/Y值并不符合埃达克岩特征;符合埃达克质岩石地球化学特征的花岗闪长岩虽具有高的Sr/Y值(图 7),但与闪长质包体相比,其明显经历了磷灰石、角闪石等矿物的分离结晶作用,并不代表原始熔体,不能反映源区的地球化学特征。高Sr/Y值等地球化学特征是岩浆分离结晶的结果。虽然程巴高镁闪长质包体具有接近于原始岩浆的特征,但是否还存在更原始的岩浆,还需进一步的地质调查和地球化学研究。
5. 结论
通过对程巴岩体花岗闪长岩与细粒闪长质包体的年代学、岩相学和地球化学研究,结合前人的数据获得以下认识。
(1)程巴岩体花岗闪长岩与细粒闪长岩具有较一致的年龄、微量元素特征、锆石Hf同位素(εHf(t)=+ 1.1~ + 6.2)和全岩Sr、Nd同位素特征(εNd(t)=-2.9~-5.9)。
(2)程巴岩体花岗闪长岩与细粒闪长岩源区为具有富集组分的岩石圈地幔,为同源岩浆经历分离结晶形成的,与具有接近于原始岩浆特征的细粒闪长质包体相比,花岗闪长岩经历了磷灰石、角闪石等矿物的分离结晶,高Sr/Y值是岩浆分离结晶的结果,并不代表原始岩浆的地球化学特征。
致谢: 北京离子探针中心杨淳副研究员、甘伟林女士进行样品靶制作,周丽芹和李宁助理研究员帮助进行锆石阴极发光照相,张玉海教授级高工、杨之青高级工程师和刘建辉工程师保障SHRIMP仪器正常工作,锆石标准由澳大利亚国立大学Ian Williams教授和澳大利亚地质调查局Lance Black博士提供。研究过程中得到澳大利亚Wollongong大学Allen Nut⁃man教授、中国地质科学院地质研究所杨崇辉和杜利林研究员的帮助,在此一并深表谢意。 -
图 2 黄柏峪地区地质简图[14]
Figure 2. Geological map of the Huangbaiyu area, eastern Hebei Province, showing sampling locations
表 1 冀东黄柏峪—羊崖山地区太古宙岩石SHRIMP锆石U-Th-Pb年龄
Table 1 SHRIMP U-Th-Pb data for zircons from Archean rocks in the Huangbaiyu-Yangyashan area, eastern Hebei Province
分析点 元素含量/10-6 Th/U 同位素比值 误差相关系数 年龄/Ma 不谐和度/% 206Pb* U Th 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb* 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 变质辉长岩(J1109) 1.1RC 22 53 17 0.33 0.471 2.3 0.164 0.85 10.61 2.4 0.938 2487 47 2492 14 0 2.1RC 8 19 21 1.14 0.484 2.6 0.19 6.3 12.68 6.8 0.387 2545 55 2742 100 7 3.1H 48 98 43 0.45 0.564 2.2 0.328 0.66 25.46 2.3 0.957 2882 51 3606 10 20 4.1RC 9 22 7 0.36 0.5 2.5 0.178 3.4 12.26 4.3 0.593 2612 54 2634 57 1 5.1ME 141 373 15 0.04 0.442 2.1 0.164 0.32 9.96 2.1 0.989 2357 42 2494 5 5 5.2RC 27 66 26 0.4 0.481 2.3 0.165 0.8 10.95 2.4 0.945 2531 48 2509 13 -1 6.1RC 11 25 8 0.33 0.487 2.5 0.171 2.1 11.5 3.3 0.755 2559 52 2568 36 0 7.1RC 9 22 7 0.35 0.5 2.5 0.18 2.1 12.44 3.3 0.769 2613 54 2657 35 2 8.1RC 9 22 7 0.34 0.49 2.5 0.168 1.4 11.34 2.9 0.87 2571 54 2536 24 -1 变质辉长岩(J1110) 1.1RC 211 943 155 0.17 0.261 2.1 0.129 0.33 4.648 2.1 0.988 1494 28 2087 6 28 2.1RC 177 1026 72 0.07 0.201 2.1 0.105 0.65 2.903 2.2 0.955 1181 23 1709 12 31 3.1RC 474 2727 212 0.08 0.202 2.1 0.127 0.29 3.53 2.1 0.99 1188 23 2051 5 42 3.2RC 216 1737 118 0.07 0.144 2.1 0.086 0.59 1.71 2.2 0.962 870 17 1335 11 35 4.1RC 224 753 50 0.07 0.347 2.1 0.147 0.27 7.03 2.1 0.992 1921 35 2311 5 17 5.1RC 168 653 102 0.16 0.299 2.1 0.138 0.33 5.67 2.1 0.988 1685 31 2198 6 23 6.1RC 154 571 7 0.01 0.314 2.1 0.119 0.49 5.16 2.2 0.975 1759 33 1946 9 10 7.1RC 227 781 61 0.08 0.339 2.1 0.143 0.39 6.69 2.1 0.984 1880 34 2268 7 17 8.1RC 212 916 73 0.08 0.269 2.1 0.135 0.58 4.99 2.2 0.965 1535 29 2158 10 29 9.1RC 247 1547 128 0.09 0.186 2.1 0.103 0.39 2.627 2.1 0.983 1097 21 1674 7 34 9.2RC 176 528 37 0.07 0.388 2.1 0.154 0.31 8.23 2.1 0.989 2111 38 2391 5 12 10.1RC 230 808 107 0.14 0.332 2.1 0.144 0.33 6.58 2.1 0.988 1847 34 2273 6 19 11.1RC 185 653 50 0.08 0.329 2.1 0.144 0.49 6.55 2.2 0.975 1834 34 2280 8 20 片麻状二长花岗岩(J1111) 1.1MA 500 2081 477 0.24 0.279 2.1 0.183 0.26 7.06 2.1 0.993 1587 29 2684 4 41 2.1MA 330 1058 264 0.26 0.363 2.1 0.221 0.21 11.05 2.1 0.995 1994 36 2989 3 33 3.1RC 293 998 42 0.04 0.341 2.1 0.197 0.23 9.27 2.1 0.994 1890 34 2803 4 33 4.1RC 509 2515 206 0.08 0.235 2.1 0.186 0.18 6.03 2.1 0.996 1361 26 2709 3 50 5.1MA 197 910 274 0.31 0.252 2.1 0.182 0.27 6.31 2.1 0.992 1448 27 2669 4 46 6.1MA 110 283 86 0.31 0.451 2.1 0.218 0.33 13.57 2.2 0.988 2402 43 2966 5 19 7.1MA 482 1945 581 0.31 0.288 2.1 0.147 0.44 5.85 2.1 0.978 1633 30 2312 8 29 8.1RC 315 3693 508 0.14 0.099 2.2 0.136 2.4 1.85 3.3 0.681 606 13 2178 42 72 8.2H 38 69 70 1.05 0.638 2.3 0.265 0.86 23.32 2.4 0.934 3183 57 3276 14 3 9.1MA 648 2435 1010 0.43 0.309 2.1 0.211 0.17 8.98 2.1 0.997 1736 32 2911 3 40 10.1MA 715 2255 1126 0.52 0.369 2.1 0.208 0.33 10.57 2.1 0.988 2024 37 2889 5 30 11.1MA 466 2423 851 0.36 0.223 2.1 0.177 0.26 5.45 2.1 0.993 1299 25 2627 4 51 12.1MA 261 638 137 0.22 0.476 2.1 0.229 0.21 15.06 2.1 0.995 2511 44 3048 3 18 12.2RC 257 1323 86 0.07 0.225 2.1 0.152 0.72 4.74 2.2 0.945 1310 25 2373 12 45 13.1MA 408 1748 376 0.22 0.271 2.1 0.173 0.33 6.46 2.1 0.988 1548 29 2583 6 40 14.1MA 382 2520 922 0.38 0.176 2.1 0.16 0.23 3.897 2.1 0.994 1046 20 2460 4 57 15.1RC 365 3377 1198 0.37 0.125 2.1 0.151 2.8 2.605 3.5 0.599 760 15 2357 48 68 6.2MA 361 2689 1097 0.42 0.156 2.1 0.131 0.58 2.815 2.2 0.964 934 18 2112 10 56 角闪斜长片麻岩(J1113) 1.1ME 132 336 39 0.12 0.454 2 0.163 1 10.18 2.3 0.889 2413 40 2483 17 3 1.2RC 302 1577 106 0.07 0.222 1.9 0.118 0.79 3.607 2 0.922 1293 22 1922 14 33 2.1ME 350 909 43 0.05 0.447 1.9 0.159 0.9 9.8 2.1 0.901 2383 37 2445 15 3 3.1RC 233 621 52 0.09 0.436 1.9 0.155 0.82 9.33 2.1 0.919 2331 37 2406 14 3 3.2ME 196 1109 47 0.04 0.205 1.8 0.109 0.8 3.072 2 0.915 1200 20 1781 15 33 4.1ME 203 510 69 0.14 0.462 1.9 0.163 0.56 10.38 1.9 0.957 2450 38 2485 10 1 5.1ME 114 310 37 0.12 0.427 2 0.159 0.88 9.34 2.1 0.912 2291 38 2442 15 6 5.2RC 255 1556 90 0.06 0.191 1.8 0.111 0.9 2.91 2 0.898 1125 19 1811 16 38 6.1ME 107 257 27 0.11 0.48 2 0.161 0.9 10.68 2.2 0.911 2528 42 2469 15 -2 7.1RC 203 1606 35 0.02 0.145 1.8 0.094 2.1 1.869 2.8 0.662 872 15 1500 39 42 7.2ME 182 611 49 0.08 0.346 1.9 0.146 0.74 6.96 2 0.933 1917 32 2296 13 16 8.1ME 184 580 41 0.07 0.366 2 0.156 1.3 7.86 2.4 0.848 2012 35 2410 21 17 9.1RC 210 1113 833 0.77 0.216 2 0.137 6.8 4.09 7 0.28 1261 23 2193 120 42 10.1ME 137 334 38 0.12 0.476 1.9 0.163 0.66 10.69 2 0.944 2508 40 2487 11 -1 11.1ME 118 287 27 0.12 0.476 2.1 0.164 0.8 10.76 2.3 0.937 2512 45 2496 13 -1 11.2RC 217 555 19 0.12 0.454 1.9 0.163 0.73 10.21 2 0.933 2414 38 2488 12 3 12.1ME 119 381 37 0.12 0.36 2 0.159 1.9 7.89 2.8 0.729 1983 34 2445 32 19 13.1RC 356 730 727 0.12 0.568 1.9 0.249 0.48 19.48 2 0.971 2899 45 3177 8 9 14.1RC 217 1403 57 0.12 0.177 1.9 0.104 1.8 2.551 2.6 0.718 1052 18 1702 33 38 15.1RC 236 1833 147 0.12 0.148 1.9 0.099 3.6 2.023 4.1 0.46 887 16 1613 67 45 片麻状二长花岗岩(HY1104) 1.1RC2 219 796 405 0.53 0.318 1.8 0.148 0.54 6.48 1.9 0.96 1780 28 2320 9 23 2.1RC2 516 1722 848 0.51 0.347 1.8 0.185 0.36 8.86 1.8 0.982 1918 30 2701 6 29 3.1RC2 277 1228 584 0.49 0.26 1.8 0.128 0.47 4.597 1.9 0.972 1489 25 2076 8 28 4.1RC1 73.3 179 198 1.15 0.475 1.9 0.163 0.86 10.67 2.1 0.91 2504 39 2488 14 -1 4.2RC2 196 466 156 0.35 0.487 1.8 0.206 0.36 13.85 1.9 0.981 2557 39 2878 6 11 5.1RC2 905 2502 1637 0.68 0.42 1.8 0.161 0.16 9.35 1.8 0.996 2261 35 2471 3 8 6.1RC1 234 629 423 0.69 0.432 1.8 0.166 0.26 9.85 1.9 0.99 2313 36 2513 4 8 7.1RC2 218 629 204 0.34 0.4 1.8 0.167 0.5 9.18 1.9 0.966 2168 34 2522 8 14 9.1RC1 176 442 6 0.01 0.463 1.8 0.166 0.33 10.58 1.9 0.984 2452 37 2515 6 3 8.1RC1 394 1312 5 0 0.348 1.8 0.147 0.28 7.04 1.8 0.989 1926 30 2308 5 17 8.2RC2 32 74 45 0.63 0.493 2.3 0.188 0.68 12.79 2.4 0.958 2585 49 2724 11 5 10.1RC1 69 183 92 0.52 0.438 1.9 0.167 0.54 10.07 1.9 0.96 2344 36 2523 9 7 11.1RC1 240 631 44 0.07 0.441 1.8 0.164 0.25 9.97 1.8 0.99 2357 36 2495 4 6 12.1RC2 96 223 115 0.53 0.498 1.5 0.176 0.54 12.11 1.6 0.942 2604 32 2619 9 1 13.1RC1 84 220 199 0.94 0.44 1.5 0.165 0.83 10.02 1.7 0.876 2353 30 2508 14 6 13.2RC2 226 625 407 0.67 0.42 1.4 0.163 0.33 9.44 1.5 0.975 2262 28 2486 6 9 14.1RC2 91 220 122 0.58 0.478 1.5 0.171 0.95 11.27 1.8 0.847 2518 31 2568 16 2 15.1RC2 379 1096 654 0.62 0.401 1.4 0.167 0.3 9.22 1.5 0.979 2176 26 2524 5 14 16.1RC2 144 408 167 0.42 0.409 1.5 0.156 0.49 8.8 1.6 0.952 2211 28 2412 8 8 16.2RC1 97 251 177 0.73 0.447 1.7 0.164 0.51 10.08 1.8 0.957 2381 34 2493 9 4 17.1RC2 128 495 367 0.77 0.299 1.5 0.135 0.65 5.573 1.6 0.915 1687 22 2166 11 22 18.1RC2 41 101 43 0.44 0.476 1.6 0.173 0.74 11.34 1.8 0.91 2509 34 2586 12 3 黑云斜长片麻岩(J1116) 1.1RC1 89 229 593 2.67 0.451 2.2 0.164 0.44 10.2 2.3 0.981 2398 44 2500 7 4 2.1RC1 102 266 555 2.16 0.446 2.1 0.169 0.42 10.38 2.2 0.981 2376 42 2547 7 7 3.1RC1 123 317 791 2.58 0.451 2.1 0.165 0.37 10.29 2.2 0.985 2400 43 2512 6 4 4.1RC1 189 815 74 0.09 0.27 2.1 0.128 0.69 4.77 2.2 0.949 1540 29 2075 12 26 5.1RC2 308 762 450 0.61 0.47 2.1 0.196 0.22 12.74 2.1 0.995 2484 44 2797 4 11 6.1RC1 90 230 75 0.34 0.453 2.2 0.165 0.53 10.3 2.3 0.973 2408 44 2507 9 4 7.1RC1 100 268 100 0.39 0.436 2.1 0.162 0.51 9.76 2.2 0.972 2332 42 2482 9 6 8.1RC2 94 791 272 0.36 0.138 2.2 0.166 0.4 3.154 2.3 0.984 832 17 2519 7 67 9.1RC2 210 516 441 0.88 0.472 2.1 0.217 0.26 14.13 2.1 0.993 2494 44 2957 4 16 10.1RC2 242 684 199 0.3 0.412 2.1 0.197 0.23 11.18 2.1 0.994 2226 40 2798 4 20 11.1RC1 21 52 51 1.02 0.477 2.8 0.169 2.3 11.07 3.6 0.771 2512 58 2543 38 1 12.1RC2 199 509 172 0.35 0.454 2.1 0.214 0.34 13.39 2.1 0.987 2414 42 2934 5 18 13.1RC1 91 245 642 2.71 0.435 2.1 0.166 0.42 9.92 2.2 0.981 2327 42 2513 7 7 14.1RC2 311 852 294 0.36 0.425 2.1 0.198 0.21 11.61 2.1 0.995 2282 40 2812 4 19 15.1RC2 255 722 166 0.24 0.411 2.1 0.187 0.21 10.58 2.1 0.995 2220 39 2712 3 18 片麻状富钾花岗岩(HY1103) 1.1MA 419 1483 119 0.08 0.327 1.8 0.151 0.28 6.8 1.8 0.989 1825 29 2354 5 22 2.1H 160 1029 145 0.15 0.179 1.9 0.19 0.53 4.675 2 0.968 1060 19 2739 8 61 3.1H 145 641 132 0.21 0.262 1.8 0.192 0.35 6.94 1.9 0.983 1501 25 2759 6 46 4.1H 302 731 170 0.24 0.48 2.4 0.199 0.26 13.15 2.5 0.995 2526 51 2816 4 10 5.1H 358 1057 355 0.35 0.393 1.8 0.214 0.22 11.58 1.9 0.993 2138 33 2932 4 27 6.1MA 467 1981 138 0.07 0.273 1.8 0.138 0.43 5.193 1.9 0.975 1554 25 2204 7 30 6.2H 147 737 95 0.13 0.23 1.9 0.201 0.41 6.36 1.9 0.978 1332 22 2834 6 53 7.1H 500 1870 1264 0.7 0.31 1.8 0.212 0.21 9.03 1.8 0.994 1739 28 2917 3 40 8.1H 374 1051 397 0.39 0.413 2 0.207 0.65 11.81 2.1 0.95 2228 37 2885 10 23 9.1H 127 268 355 1.37 0.549 1.9 0.212 0.33 16.09 1.9 0.985 2823 43 2924 5 3 10.1MA 475 1981 177 0.09 0.277 1.8 0.126 0.49 4.804 1.9 0.967 1576 25 2041 9 23 10.2H 372 915 161 0.18 0.473 1.8 0.182 0.25 11.83 1.8 0.99 2495 38 2667 4 6 11.1MA 351 1706 159 0.1 0.237 1.8 0.122 0.45 4.006 1.9 0.974 1373 22 1992 8 31 11.2H 256 856 273 0.33 0.346 3.3 0.191 0.65 9.11 3.3 0.981 1915 54 2751 11 30 12.1MA 145 1481 942 0.66 0.11 1.8 0.164 0.94 2.498 2 0.907 675 12 2499 14 73 13.1MA 229 1509 385 0.26 0.174 1.9 0.143 0.63 3.443 2 0.953 1036 18 2266 10 54 14.1H 231 618 148 0.25 0.435 1.8 0.194 0.52 11.64 1.9 0.962 2327 35 2777 8 16 15.1H 195 419 102 0.25 0.541 1.9 0.201 0.34 14.97 2 0.984 2789 44 2831 6 2 16.1H 756 1620 939 0.6 0.543 1.8 0.219 0.13 16.38 1.8 0.997 2795 41 2972 2 6 17.1H 213 598 300 0.52 0.413 1.8 0.199 0.49 11.34 1.9 0.965 2230 34 2819 8 21 18.1H 346 1085 553 0.53 0.369 1.5 0.194 0.32 9.86 1.6 0.979 2026 27 2774 5 27 19.1H 80 192 209 1.12 0.48 1.5 0.199 0.83 13.14 1.7 0.876 2527 32 2815 14 10 20.1H 184 524 486 0.96 0.407 1.4 0.229 0.33 12.84 1.5 0.975 2199 27 3046 5 28 21.1H 89 290 263 0.94 0.355 1.5 0.202 0.52 9.88 1.6 0.945 1957 25 2842 8 31 22.1H 218 694 237 0.35 0.365 1.4 0.213 0.35 10.72 1.5 0.972 2003 25 2931 6 32 23.1H 364 1380 288 0.22 0.306 1.4 0.209 0.43 8.83 1.5 0.958 1722 22 2899 7 41 24.1H 215 813 1616 2.05 0.306 1.5 0.179 0.37 7.55 1.5 0.972 1719 22 2645 6 35 片麻状富钾花岗岩(HY1103) 25.1MA 88 473 1170 2.56 0.214 1.5 0.172 0.7 5.078 1.7 0.912 1250 18 2578 12 51 26.1H 78 186 106 0.59 0.486 1.5 0.223 0.58 14.95 1.6 0.934 2552 32 3004 9 15 27.1H 159 560 157 0.29 0.33 1.4 0.181 0.49 8.22 1.5 0.947 1839 23 2658 8 31 28.1H 137 283 131 0.48 0.563 1.6 0.257 0.51 19.95 1.7 0.954 2877 38 3230 8 11 29.1H 524 1179 751 0.66 0.516 1.5 0.226 0.18 16.07 1.5 0.992 2682 32 3023 3 11 30.1H 336 890 564 0.65 0.439 1.4 0.216 0.24 13.05 1.4 0.986 2347 28 2948 4 20 片麻状富钾花岗岩(HY1101) 1.1RC 62 150 174 1.2 0.483 1.6 0.163 0.61 10.85 1.7 0.931 2540 33 2487 10 -2 1.2RC 64 157 184 1.21 0.472 1.6 0.164 1 10.68 1.9 0.829 2490 32 2501 18 0 2.1RC 73 180 185 1.07 0.469 1.6 0.166 0.59 10.7 1.7 0.936 2478 32 2514 10 1 3.1RC 72 176 208 1.22 0.475 1.5 0.163 0.72 10.68 1.7 0.906 2505 32 2488 12 -1 3.2RC 77 244 108 0.46 0.355 2 0.162 1.9 7.92 2.7 0.736 1959 34 2474 31 21 4.1RC 174 420 70 0.17 0.481 1.5 0.164 0.35 10.92 1.5 0.972 2533 30 2502 6 -1 5.1RC 49 122 148 1.26 0.47 1.6 0.163 0.67 10.54 1.8 0.923 2482 33 2485 11 0 5.2RC 90 219 274 1.29 0.478 1.5 0.164 0.52 10.79 1.6 0.944 2516 31 2497 9 -1 6.1RC 80 197 205 1.08 0.471 1.5 0.163 0.52 10.6 1.6 0.945 2487 31 2491 9 0 6.2RC 22 54 82 1.56 0.471 2 0.164 1.2 10.63 2.4 0.859 2490 42 2493 21 0 注:*代表放射性成因铅;MA、ME、RC和H分别代表锆石的成因为岩浆、变质、重结晶和继承 -
万渝生, 董春艳, 颉颃强, 等.华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代——SHRIMP锆石U-Pb定年[J].地质学报, 2012, 86(9):1447-1478. Allen P N, Wan Y S, Du L L, et al. Multistage late Neoarchaean crastal evolution of the North China Craton eastern Hebei[J]. Precambrian Research, 2011, 189:43-65. Allen P N, Wan Y S, Du L L, et al. Multistage late Neoarchaean crastal evolution of the North China Craton eastern Hebei[J]. Precambrian Research, 2011, 189:43-65.
Shi Y R, Sinmon A W, Zhao X T, et al. Late Neoarchean magmatic and subsequent metmorphic events in the northern North China Craton:SHRIMP zircon dating and Hf isotopes of Archean rocks from Yunmengshan Geopark, Miyun Beijing[J]. Gondwana Re-search, 2012, 21(4):785-800. Shi Y R, Sinmon A W, Zhao X T, et al. Late Neoarchean magmatic and subsequent metmorphic events in the northern North China Craton:SHRIMP zircon dating and Hf isotopes of Archean rocks from Yunmengshan Geopark, Miyun Beijing[J]. Gondwana Re-search, 2012, 21(4):785-800.
孙会一, 董春艳, 颉颃强, 等.冀东青龙地区新太古代朱杖子群和单塔子群形成时代:锆石SHRIMP U-Pb定年[J].地质论评, 2010, 56(6):888-898. Yang J H, Wu F Y, Wilde S A, et al. Petrogenesis and geodynamics of Late Archean magmatism in eastern Hebei, eastern North China Craton:Geochronological, geochemical and Nd-Hf isotopic evi-dence[J]. Precambrian Research, 2008, 167:125-149. Yang J H, Wu F Y, Wilde S A, et al. Petrogenesis and geodynamics of Late Archean magmatism in eastern Hebei, eastern North China Craton:Geochronological, geochemical and Nd-Hf isotopic evi-dence[J]. Precambrian Research, 2008, 167:125-149.
Geng Y S, Liu F L, Yang C H. Magmatic event at the end of the Archean in eastern Hebei Province and its geological implication[J]. Ac-ta Geologica Sinica, 2006, 80:819-833. Geng Y S, Liu F L, Yang C H. Magmatic event at the end of the Archean in eastern Hebei Province and its geological implication[J]. Ac-ta Geologica Sinica, 2006, 80:819-833.
Wilde S A, Valley J W, Kita N T, et al. SHRIMP U-Pb and CAM-ECA 1280 Oxygen isotope results from ancient detrital zircons in the Caozhuang Quartzite, Eastern Hebei, North China Craton:evi-dence for crustal reworking 3.8Ga ago[J]. American Journal of Science, 2008, 308:185-199. Wilde S A, Valley J W, Kita N T, et al. SHRIMP U-Pb and CAM-ECA 1280 Oxygen isotope results from ancient detrital zircons in the Caozhuang Quartzite, Eastern Hebei, North China Craton:evi-dence for crustal reworking 3.8Ga ago[J]. American Journal of Science, 2008, 308:185-199.
Wu F Y, Yang J H, Liu X M, et al. Hf isotopes of the 3.8Ga zircons in eastern Hebei Province, China:Implications for early crustal evo-lution of the North China Craton[J]. Chinese Science Bulletin, 2005, 50:2473-2480. Wu F Y, Yang J H, Liu X M, et al. Hf isotopes of the 3.8Ga zircons in eastern Hebei Province, China:Implications for early crustal evo-lution of the North China Craton[J]. Chinese Science Bulletin, 2005, 50:2473-2480.
Liu D Y, Nutman A P, Compston W, et al. Remnants of 3800Ma crust in the Chinese part of the Sino-Korean Craton[J]. Geology, 1992, 20(551):339-342. Liu D Y, Nutman A P, Compston W, et al. Remnants of 3800Ma crust in the Chinese part of the Sino-Korean Craton[J]. Geology, 1992, 20(551):339-342.
沈保丰, 杨春亮, 李俊建, 等.冀东朱杖子群定年新证据[J].地层学杂志, 2005, 29:433-436. 白瑾.中国太古宇与元古宇的界限何在[C]//第三届全国地层会议论文集.北京:地质出版社, 2000:6-9. 钱祥麟, 崔文元, 王时麒, 等.冀东前寒武纪铁矿地质[M].石家庄:河北科学技术出版社, 1985:1-18. 齐鸿烈, 郝兴华, 张晓冬, 等.冀东青龙河太古宙花岗岩-绿岩带地质特征[J].前寒武纪研究进展, 1999, 22(4):1-17. Liu S J, Wan Y S, Sun H Y, et al. Paleo-to Eoarchean crustal evolution in eastern Hebei, North China Craton:new evidence from SHRIMP U-Pb dating and in-situ Hf isotopic study of detrital zircons from paragneisses[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2014, 78(15):4-17. Liu S J, Wan Y S, Sun H Y, et al. Paleo-to Eoarchean crustal evolution in eastern Hebei, North China Craton:new evidence from SHRIMP U-Pb dating and in-situ Hf isotopic study of detrital zircons from paragneisses[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2014, 78(15):4-17.
Jahn B M, Auvray B, Cornichet J, et al. 3.5Ga old amphibolites from eastern Hebei province, China:field occurrence, petrography, Sm-Nd isochron age and REE chemistry[J]. Precambrian Re-search, 1987, 34:311-346. Jahn B M, Auvray B, Cornichet J, et al. 3.5Ga old amphibolites from eastern Hebei province, China:field occurrence, petrography, Sm-Nd isochron age and REE chemistry[J]. Precambrian Re-search, 1987, 34:311-346.
Li T S, Zhai M G, Peng P, et al. Ca. 2.5 billion year old coeval ul-tramafic-mafic and syenitic dykes in Eastern Hebei:Implications for cratonization of the North China Craton[J]. Precambrian Re-search, 2010, 180:143-155. Li T S, Zhai M G, Peng P, et al. Ca. 2.5 billion year old coeval ul-tramafic-mafic and syenitic dykes in Eastern Hebei:Implications for cratonization of the North China Craton[J]. Precambrian Re-search, 2010, 180:143-155.
Liu D Y, Shen Q H, Zhang Z Q, et al. Archean crustal evolution in China:U-Pb geochronology of the Qianxi Complex[J]. Precam-brian Research, 1990, 48:223-244. Liu D Y, Shen Q H, Zhang Z Q, et al. Archean crustal evolution in China:U-Pb geochronology of the Qianxi Complex[J]. Precam-brian Research, 1990, 48:223-244.
赵宗溥.中朝准地台前寒武纪地质演化[M].北京:科学出版社, 1993:1-83. Jahn B M. Origin of granulites:geochemical constraints from Arche-an granulite facies rocks of the Sino-Korean Craton, China[C]//Vielzeuf D, Vidal P H. Granulites and Crustal Evolution, Kluwer Academic Publishers, 1990:471-492. Jahn B M. Origin of granulites:geochemical constraints from Arche-an granulite facies rocks of the Sino-Korean Craton, China[C]//Vielzeuf D, Vidal P H. Granulites and Crustal Evolution, Kluwer Academic Publishers, 1990:471-492.
Williams I S. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe[C]//McKibben M A, Shanks W C, Ridley W I. Applications of micro-analytical Techniques to Understanding Mineralizing Processes. Re-views in Economic Geology, 1998, 7:1-35. Williams I S. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe[C]//McKibben M A, Shanks W C, Ridley W I. Applications of micro-analytical Techniques to Understanding Mineralizing Processes. Re-views in Economic Geology, 1998, 7:1-35.
Black L P, Kamo S L, Allen C M, et al. TEMORA 1:a new zircon standard for Phanerozoic U-Pb geochronology[J]. Chemical Geology, 2003, 200:155-170. Black L P, Kamo S L, Allen C M, et al. TEMORA 1:a new zircon standard for Phanerozoic U-Pb geochronology[J]. Chemical Geology, 2003, 200:155-170.
Ludwig K R. Squid 1.02:A User's Manual[M]. Berkeley Geochro-nology Centre:Special Publish, 2001:19. Ludwig K R. Squid 1.02:A User's Manual[M]. Berkeley Geochro-nology Centre:Special Publish, 2001:19.
Ludwig K R. User's Manual for Isoplot 3.00, A Geochronological Toolkit forMicrosoft Excel[M]. Berkeley Geochronology Center, 2003:70. Ludwig K R. User's Manual for Isoplot 3.00, A Geochronological Toolkit forMicrosoft Excel[M]. Berkeley Geochronology Center, 2003:70.
Stacey J S, Kramers J D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two stage model[J]. Earth and Planetary Science Letters, 1975, 26:207-221. Stacey J S, Kramers J D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two stage model[J]. Earth and Planetary Science Letters, 1975, 26:207-221.
Wan Y S, Liu D Y, Wang W, et al. Provenance of Meso-to Neo-proterozoic cover sediments at the Ming Tombs, Beijing, North China Craton:An integrated study of U-Pb dating and Hf isotopic measurement of detrital zircons and whole-rock geochemistry[J]. Gondwana Research, 2011, 20:219-242. Wan Y S, Liu D Y, Wang W, et al. Provenance of Meso-to Neo-proterozoic cover sediments at the Ming Tombs, Beijing, North China Craton:An integrated study of U-Pb dating and Hf isotopic measurement of detrital zircons and whole-rock geochemistry[J]. Gondwana Research, 2011, 20:219-242.