西北地质杂志投稿格式参考范文：北山造山带尖山子新元古代早期似斑状花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义

　　引言

　　中亚造山带位于东欧克拉通、西伯利亚克拉通和塔里木–华北克拉通之间，是世界上目前已知的发展历史最长、构造–岩浆作用最复杂的一条显生宙巨型增生造山带，带内分布着大小不等的前寒武纪微地块。北山造山带位于中亚造山带中段南部，是理解中亚造山带造山过程的关键地段。早期研究认为该造山带不同构造单元分布着大量的前寒武纪基底，即 “北山杂岩”。近年来，一些前人认为的前寒武纪基底被锆石 U-Pb 年代学研究所否定，但北山地区确实存在前寒武纪岩石，主要分布在红柳河–牛圈子–洗肠井缝合带以南，即北山造山带南部。然而，关于前寒武纪基底起源的认识仍然缺少很好的约束，特别是与塔里木克拉通或敦煌微陆块(塔里木克拉通东缘)是否具有构造亲缘性。笔者报道了尖山子新元古代早期似斑状花岗岩的岩相学、年代学和地球化学数据，分析了岩浆源区特征，并结合已发表的岩浆岩数据，讨论了前寒武纪基底与塔里木克拉通的亲缘性。

　　1 区域地质

　　北山造山带位于中亚造山带中段南部，南为敦煌微陆块即塔里木克拉通的东缘，北为蒙古古生代拼贴带，西临东天山造山带，东被巴丹吉林沙漠掩盖。北山造山带包括多个构造带及之间的构造单元，以 Xiao 等的划分为代表，其构造单元从北向南包括雀儿山、黑鹰山–旱山、马鬃山、双鹰山–花牛山、石板山等构造单元。

　　早期研究认为北山造山带除了雀儿山构造单元外，其他构造单元前寒武纪基底即 “北山杂岩” 广泛分布，由中高级变质岩和浅变质沉积序列组成。20 世纪末至 21 世纪初，前人研究依据变质变形、岩石组合和少量的全岩 Sm-Nd 等时线年龄、Ar-Ar 年龄和单颗粒锆石 U-Pb 上交点年龄(主要获得 2.9~1.6 Ga)，认为中高级变质岩形成时代为太古代 — 古元古代，依据区域岩石地层对比、与中高级变质岩变质差异，认为浅变质沉积序列形成于中 — 新元古代。传统上认为北山造山带南部(红柳河 - 洗肠井蛇绿混杂岩带以南)前寒武纪基底具有塔里木克拉通或敦煌微陆块(塔里木克拉通的东端)的亲缘性。

　　近年来，地质学家对这些所谓的前寒武纪岩石进行了锆石 U-Pb 定年，获得了不同的年龄数据，但缺少太古代和古元古代的岩石。目前发现具有可靠年龄数据最老的岩石为出露在石板山构造单元约 1400 Ma 的旧井花岗质片麻岩和出露在双鹰山单元上与古堡泉超高压变质岩空间上共生的 1555~1359 Ma 花岗质片麻岩，并且一些所谓的前寒武纪变质岩已经被否定掉，它们为古生代的俯冲增生杂岩或岩浆弧杂岩。因此，北山造山带是否存在太古代 — 古元古代的岩石仍然不清楚。

　　岩浆岩的地球化学特征，特别是同位素特征，可以指示源区的属性。论文报道了北山南部尖山子地区新元古代早期似斑状花岗岩，结合已经发表的同时期花岗质岩石地球化学数据，表征其源区特征，并进行了前寒武纪基底亲缘性的探讨。

　　2 似斑状花岗岩及其样品采集

　　尖山子似斑状花岗岩位于北山造山带南部双鹰山–花牛山构造单元的东缘，侵入到变质的北山杂岩中，并被古生代岩浆岩侵入，后期与石炭纪地层呈断层接触。似斑状花岗岩，出露面积约 10 km²，呈 NWW–SEE 展布。露头上，岩石呈黑灰色，发育肉红色钾长石斑晶，并且经历了韧性剪切变形。本次工作采集了 3 件样品(TW1003，TW8837，YQ2224)，所有样品呈似斑状结构，主要由斑晶和基质组成，斑晶为钾长石(10%~25%)，多自形，大小为 5~10mm，基质为黑云母(5%~10%)，石英(20%~25%)和长石(30%~40%，钾长石和斜长石近于相等)。岩石经历韧性变形，石英矿物拉长定向排列或细粒化。3 件样品进行了主量元素和微量元素分析，两件样品(TW1003，TW8837)进行了锆石 U-Pb 测年，在锆石定年基础上，对样品 TW1003 开展了锆石 Hf 同位素分析。

　　3 分析方法

　　样品主量元素和微量元素均在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。主量元素采用 X 射线荧光光谱仪，分析精度优于 5%。微量元素采用 XSerises 2 电感耦合等离子体质谱 ICP-MS 分析方法，精度优于 5%。

　　锆石分选、制靶、阴极发光在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。锆石 U-Pb 同位素定年在天津地质矿产研究所利用 LA-ICP-MS Agilent 7500a 仪器分析。本次实验室采用的激光束斑直径为 50 μm，以氦气作为剥蚀物质的载气。LA-ICP-MS 分析方法见李怀坤等相关描述。测试数据年龄值误差均为 1σ，计算处理采用 Isoplot 3.0 程序。

　　锆石 Hf 同位素分析在北京锆石领航科技有限公司激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪上完成。激光进样系统为 NWR 213nm 固体激光器，分析系统为多接收等离子体质谱仪(NEPTUNE plus)。实验中采用 179Hf/177Hf=0.7325 对 Hf 同位素比值进行指数归一化质量歧视校正，采用 173Yb/172Yb=1.35274 对 Yb 同位素比值进行指数归一化质量歧视校正。测试过程中采用 GJ-1 作为标样，测量 176Hf/177Hf 平均值为 0.282011。

　　4 分析结果

　　4.1 锆石 U-Pb 年龄

　　样品 TW1003 锆石 U-Pb 年龄数据见表 1 和图 4。锆石多呈自形，长为 80~120 μm，宽度为 50~80 μm，长宽比接近 2∶1。阴极发光图像显示锆石具有明显的振荡环带，显示岩浆成因的结构特征，此外部分锆石具有核幔结构。锆石一共分析了 32 个点，9 个分析点位于锆石核部，其中两个分析点谐和性差，7 个分析点落在谐和线附近，206Pb/238U 年龄介于 1415~951 Ma，代表了捕获或残留锆石年龄。23 个分析点无核部结构或位于幔部，其中 19 个分析点集中分布落在谐和线上，206Pb/238U 年龄平均年龄为(901±5)Ma，代表了样品 TW1003 的结晶年龄;另外 3 个分析点谐和性差和 1 个分析点落在谐和曲线上，但 206Pb/238U 年龄为 836 Ma 且与结晶年龄相比明显偏年轻，这些分析点可能与锆石重结晶或 Pb 同位素丢失有关。

　　样品 TW8837 锆石 U-Pb 年龄数据见表 2 和图 4。锆石多呈自形，长度为 80~150 μm，宽度为 50~90 μm，长宽比接近 1.5∶1。阴极发光图像显示锆石颜色比较深，多呈灰黑色，但振荡环带清楚，显示岩浆成因的结构特征，此外部分锆石具有核幔结构。锆石一共分析了 30 个点，谐和图见图 4d。3 个分析点位于锆石核部，数据落在谐和线附近，206Pb/238U 年龄介于 1077~986 Ma，代表了捕获或残留锆石年龄。27 个分析点无核部结构或位于幔部，1 个分析点偏离谐和曲线，其余 26 个分析点落在谐和曲线上，年龄集中分布，206Pb/238U 年龄平均年龄为(935±3)Ma，代表了样品 TW8837 的结晶年龄。

　　4.2 锆石 Hf 同位素

　　样品 TW1003 选择谐和年龄的结晶锆石进行 Hf 同位素分析，并用 206Pb/238U 年龄平均值(901±5)Ma 计算 εHf (t) 值和两阶段 Hf 模式年龄 TDM2(DM 代表亏损地幔)。Hf 同位素的组成见表 3，结果与北山造山带南部报道的花岗质岩石 Hf 同位素组成类似。

　　TW1003 样品 8 个分析点锆石 176Hf/177Hf 值为 0.282068~0.282170，εHf (t) 值为−5.0~−1.4，TDM2 年龄值为 2.08~1.86 Ga。

　　4.3 主量和微量元素

　　尖山子 3 件似斑状花岗岩样品的主量和微量元素见表 4，结果与李沅柏等报道的该岩体数据，以及北山造山带南部已经发表的花岗质岩石地球化学特征类似。样品 SiO₂(70.41%~76.05%)，K₂O(5.13%~5.33%)的含量较高，Al₂O₃(12.66%~14.25%)，Na₂O(2.36%~2.53%)和 CaO(1.25%~1.39%)含量中等，MgO 含量偏低。样品 Rb 含量为 130.66×10⁻⁶~294.88×10⁻⁶，Rb/Sr 值(1.12~2.48)相对较高。在 TAS 图上，样品落在亚碱性花岗岩或接近亚碱性花岗闪长岩区，属于钙碱性或接近高钾钙碱性系列。这些样品显示过铝质特征，A/CNK 值 [Al₂O₃/(CaO+Na₂O+K₂O) 摩尔数比值] 为 1.01~1.21。

　　样品稀土总量为 138.47×10⁻⁶~362.78×10⁻⁶，并显示相似的球粒陨石稀土元素配分曲线。配分曲线向右倾斜，显示轻稀土与重稀土的分离特征(La/Yb)N 值为 7.17~10.79，以及明显的 Eu 负异常(δEu=0.30~0.46)。在原始地幔微量元素配分图解上，这些样品显示 Rb、Th、U 和 K 正异常，以及 Ba、Nb、Ta、Sr、P 和 Ti 负异常。

　　5 讨论

　　5.1 新元古代早期地壳再造事件

　　尖山子似斑状花岗岩位于北山造山带南部东缘，本次获得两件样品锆石 U-Pb 年龄分别为(901±5)Ma、(935±3)Ma，另外李沅柏等报道一件锆石 U-Pb 年龄为(892±5)Ma，表明该岩体形成时间为新元古代早期。同时期的岩浆事件在北山造山带南部发育，包括双鹰山–花牛山构造单元古堡泉片麻状花岗岩和变质基性岩(900~865 Ma)、东黑尖山花岗质片麻岩(895±4 Ma)、石峡糜棱岩化花岗岩和二长岩(894~884 Ma)、大湾城玄武岩(901±10 Ma)，以及石板山构造单元雅丹片麻状花岗岩(933±2 Ma)、白墩子片麻状花岗岩和石板敦斜长角闪岩(~880 Ma)。这表明北山造山带南部广泛发育新元古代早期构造–岩浆事件。

　　上述新元古代花岗质岩石属于高钾钙碱性系列至钾玄岩系列，显示偏铝质至过铝质的特征，具有相似的稀土元素配分曲线并显示轻稀土富集、Eu 负异常的特征，以及在微量元素地球化学配分图解上显示 Rb、Th、U 和 K 正异常以及 Ba、Nb、Ta、Sr、P 和 Ti 负异常，与壳源岩浆岩的地球化学特征一致。尖山子似斑状花岗岩 εHf (t) 值为−5.19~−1.59，与已报道的同时期花岗质岩石相似，这些新元古代早期花岗质岩石共同显示演化的 Hf 同位素组成，且这些岩石结晶锆石以及捕获或残留锆石 εHf (t) 值主要落在 2.2~1.3 Ga 地壳物质 Hf 同位素演化区内。上述全岩主量微量元素和锆石 Hf 同位素特征反应北山造山带南部新元古代早期花岗质岩石主要起源于地壳，指示了早期地壳的再造事件。这与同时期一些过铝质花岗岩属于 S - 型花岗岩相一致，这些 S - 型花岗岩常常含有过铝质矿物，如白云母、石榴子石。此外，Zong 等在古堡泉和旧井地区报道了～900 Ma 角闪岩相变质事件，这也与北山南部新元古代早期地壳再造事件相一致。

　　5.2 北山造山带南部前寒武纪基底的构造亲缘性

　　北山造山带经历了古生代构造、变质和岩浆事件的强烈叠加和改造，能够标志微陆块性质的前寒武纪基底大多呈碎片分布于古生代的岩浆弧地体中。长期以来，将分布在北山不同构造单元上的中高级变质岩即 “北山杂岩” 看作前寒武纪基底，并依据岩石地层对比和少量的全岩 Sm-Nd 等时线年龄、Ar-Ar 年龄和单颗粒锆石 U-Pb 上交点年龄(主要获得 2.9~1.6 Ga)，认为北山造山带南部前寒武纪基底具有塔里木克拉通或敦煌微陆块的亲缘性。

　　然而，近年来识别出具有确切年龄的前寒武纪岩石为新元古代岩浆岩和～1400 Ma 花岗质片麻岩。~1400 Ma 花岗质片麻岩显示了地壳的新生事件，而出露的多处新元古代花岗质岩石显示了地壳的再造事件。然而，这些岩石锆石 εHf (t) 值主体落在 2.2~1.3 Ga 地壳物质 Hf 同位素演化区内，暗示北山造山带南部前寒武纪基底可能不存在太古代的基底。因此，它们可能不具有塔里木克拉通的构造亲缘性，因为塔里木克拉通广泛发育太古代的结晶基底。

　　6 结论

　　(1)北山造山带南部广泛发育新元古代早期岩浆事件。尖山子似斑状花岗岩锆石 U-Pb 年龄分别为(901±5)Ma 和(935±3)Ma。尖山子似斑状花岗岩地球化学特征与北山南部花岗质岩石地球化学特征相似，反应了新元古代早期地壳再造事件。

　　(2)北山造山带南部经历了中元古代地壳新生和新元古代早期地壳再造事件，锆石 εHf (t) 值主要落在 2.2~1.3 Ga 地壳物质 Hf 同位素演化区内，可能暗示不存在太古代的基底，即前寒武纪基底与具有太古代结晶基底的塔里木克拉通可能不同。

王必任;滕超;白相东;关成尧;袁四化;张晓飞;杨欣杰,防灾科技学院地球科学学院;河北省地震动力学重点实验室;中国地质调查局自然资源实物地质资料中心;中国地质调查局发展研究中心,202406