华北克拉通西部孔兹岩带大青山地区早前寒武纪SHRIMP年代学和地球化学研究

以地质为基础，锆石SHRIMP定年和Hf同位素及全岩Nd同位素地球化学为主要手段，针对已有研究揭示出的关键科学问题，开展西部孔兹岩带典型代表大青山地区早前寒武纪研究。（1）确定古元古代早晚两期孔兹岩系的空间分布，重点放在古元古代早期孔兹岩系的寻找上。（2）对原"乌拉山群下亚群"浅色片麻岩进行深入研究，分解出变质岩体。（3）对该区广泛分布的变质辉长岩开展锆石定年和地球化学研究，确定其时空分布和成因。（4）进一步确定古元古代晚期不同时代变质作用的空间分布特征，特别是~1.95 Ga变质年龄的地质意义。该研究可进一步深化大青山地区及整个孔兹岩带古元古代早期演化历史和古元古代晚期碰撞固结过程的认识，为建立华北克拉通古元古代构造年代格架和研究哥伦比亚超大陆形成演化提供科学依据。

本项目对大青山地区早前寒武纪关键地质问题进行了研究，取得如下认识和结论。.1）确定古元古代早期和晚期变质表壳岩的时空分布。古元古代早期变质表壳岩形成时代为2.5~2.45 Ga，古元古代晚期变质表壳岩形成时代为1.95~2.0 Ga。确定了古元古代早期和晚期变质表壳岩的空间分布、岩石组合和含矿性。古元古代早期变质表壳岩的确定具有重要的科学意义。2）确定多期基性岩浆事件及地球化学组成和成因。分辨出2.55~2.50 Ga、2.45~2.37 Ga、2. 06 Ga、1.97~1.92 Ga和1.84Ga基性岩浆事件。2.45~2.44 Ga岩浆作用为首次发现，表明华北克拉通太古宙晚期（~2.5 Ga）构造岩浆热事件与板底垫托作用有关。3）确定多期古元古代中-晚期酸性岩浆事件。分辨出多期古元古代中-晚期岩浆构造热事件，时代分别为2.30~2.00 Ga、1.96~1.94 Ga和1.85~1.82 Ga。2.30~2.00 Ga岩浆岩的发现表明，大青山地区存在一个长期的岩浆作用，这与华北克拉通其它地区相一致。根据岩石组合和地球化学特征，可以划分为三个岩石系列。4）多期变质作用的确定。获得新太古代晚期（~2.5 Ga）、古元古代早期（2.4~2.45 Ga）和古元古代晚期（1.83~1.96 Ga）三期变质锆石年龄。三期变质作用都存在角闪岩相-麻粒岩相高级变质。几乎所有岩石都遭受古元古代晚期变质作用，表明不同时代地质体都卷入了古元古代晚期构造热事件。古元古代晚期变质锆石年龄为1.96~1.83 Ga，长达100 Ma以上。5）开展了变质锆石成因研究。原所认为的变质增生边可能多为或至少部分为强烈重结晶成因；对于遭受高级变质作用的岩石，不能根据核部锆石形态来确定其成因；一些锆石尽管岩浆环带仍有保留，但U-Pb同位素体系可能已发生部分重置；一些情况下，Th/U比值不是判断锆石成因的依据。