冀西北怀安杂岩的年代学、地球化学、Nd-Hf-O同位素组成及其地质意义

作者：郝光明; 颉颃强^*; 刘永顺; 董春艳; 任鹏; 白文倩; 王树庆; 胡晓佳; 万渝生

来源：地球科学, 2020, 45(09): 3353-3371.

• 锆石SHRIMP U-Pb定年
• Nd-Hf-O同位素
• 怀安杂岩
• 表壳岩
• 华北克拉通
• 地球化学

冀西北地区怀安杂岩由变质表壳岩和变质深成岩组成,其中变质表壳岩的形成时代、怀安杂岩的构造背景以及其与孔兹岩带间的关系一直存在较大争议.本文对怀安杂岩的几处代表性露头进行了详细野外考察,对4件样品进行了岩石学、锆石SHRIMP U-Pb定年、同位素和元素地球化学分析.所有样品都给出了1.86～1.81 Ga的变质锆石年龄,进一步支持怀安杂岩广泛遭受到古元古代晚期变质作用改造的认识.侵入/包裹含BIF表壳岩组合的变质辉长岩(HB1425)和片麻状英云闪长岩(HB1426)分别给出了～2.5 Ga和2.55 Ga的形成年龄,限制表壳岩形成时代老于2.55 Ga,推测为新太古代表壳岩.浅粒岩(HB1431)和紫苏石榴黑云斜长片麻岩(HB1435)中最老的碎屑锆石分别为2.46 Ga和2.51 Ga,可能还存在古元古代的碎屑锆石,表明它们都为古元古代表壳岩.上述结果进一步确定了怀安杂岩中发育两期表壳岩组合.变质辉长岩和片麻状英云闪长岩的全岩εNd(t)、TDM1和TDM2分别为+2.19～+3.06、2.67～2.75 Ga和2.67～2.69 Ga,表明其物源区不存在较大规模的古老陆壳物质,新太古代是怀安地区主要陆壳生长期.变质辉长岩中～1.82 Ga变质锆石中较多具有正的εHf(t)值,最高可达11.1,最可能的解释是古元古代变质过程存在地幔添加作用.锆石的O同位素分析显示区域上可能存在低δ18O的岩石,在古元古代变质过程中,可能存在低δ18O流体对锆石的改造.怀安杂岩和西部孔兹岩带中不同类型岩石的比例明显不同,但两者都同样发育新太古代和古元古代的双层地壳结构,怀安杂岩或许代表孔兹岩带剥蚀更深而出露的深部地壳部分.

• 单位
  中国地质科学院地质研究所; 中国地质调查局天津地质调查中心; 长安大学