吕梁地区古元古代花岗片麻岩成因及变质时代:锆石和独居石U-Pb年龄及锆石Hf同位素证据

摘要

吕梁地区在华北克拉通前寒武纪研究中具有重要位置,出露大量的古元古代变质表壳岩和花岗质岩石,对研究华北克拉通古元古代地质演化历史具有重要意义.本次研究选择吕梁地区白家滩花岗片麻岩进行锆石和独居石U-Pb年代学以及锆石Hf同位素研究,2个花岗片麻岩的岩浆锆石U-Pb年龄分别为2182 ±16Ma和2185 ±24Ma,代表了其侵位时代.独居石U-Pb年龄分别为1898 ±7Ma和1899 ±14Ma,明显比锆石增生边的谐和207Pb/206Pb年龄(2180～2032Ma)年轻,说明独居石对后期变质作用的响应程度比锆石强,其U-Pb年龄更能反映白家滩花岗片麻岩经历了～1900Ma的退变质作用,与华北克拉通中部造山带的变质作用时间一致.花岗片麻岩的锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄(tDM)为2473～2598Ma,两阶段亏损地幔模式年龄(tDMCM)分别为2646～2839Ma,sHf(t)值分布于-1.3～+1.8之间,未显示同期幔源物质的加入,而是新太古代地壳物质部分熔融的产物,结合已有的古元古代中期(2.2～2.1Ga)的岩浆岩锆石Hf同位素数据,华北克拉通新太古代地壳在2.2～2.1Ga期间发生了广泛的重熔作用,这期岩浆活动在华北克拉通吕梁、中条、五台以及胶-辽-吉等地区广泛发育,可能形成于陆内裂谷环境.