嵩山地区新太古界登封群构造环境研究

摘要

嵩山地区位于华北克拉通南缘，是我国记录前寒武纪地质的典型区域之一。新太古代登封群主要分布于登封市君召东北部郭家窑村，岩石出露完整。本文选择登封群老羊沟组、金家门组和郭家窑组为研究对象，在野外剖面测量的基础上，通过地层层序、岩石学、地球化学及年代学特征，开展登封群形成的构造环境探讨，取得如下成果：
　　（1）郭家窑组岩石主要为角闪片岩、斜长角闪片岩、变粒岩，其次有浅粒岩和呈薄层状或透镜体产出的石英岩。（斜长）角闪片岩中可见变余杏仁构造。推断原岩主要为基性、中基性火山熔岩。金家门组的岩石主要是云英片岩类，也是其与郭家窑组的重要识别标志。根据该类岩石的变余层状构造明显及岩石中大量出现云母类矿物、铁榴石等粘土变质矿物，推断原岩为浅海相半粘土质沉积物。老羊沟组的主要岩石为含砾绢云石英片岩、含砾绢云绿泥石英片岩、绿泥石英片岩、二云石英片岩、变质砾岩等，以沉积建造为主，夹大理岩，为一套含砾半粘土质沉积物。
　　(2)登封群斜长角闪岩SiO2含量（平均值50.7％）偏低，K2O含量（平均值1.11%）偏高，富Fe2O3（平均值5.92%）、Al2O3（平均值14.68%）、MgO（平均值5.82%），低TiO2（平均值0.56%）、（K2O+Na2O）=3.97，碱度δ=2.21，显示亚碱性玄武岩特征（δ＜3.3）。
　　（3）登封群的稀土元素球粒陨石配分曲线总体呈现出负斜率向右倾的模式；显示轻稀土富集，重稀土亏损，并且轻重稀土分馏明显（(La/Yb)N=2.42~20.82)的特征。其中，老羊沟组显示轻稀土富集，重稀土亏损，并且轻重稀土分馏明显的特征明显，Eu具有负异常。郭家岩组轻重稀土分异明显，其中轻稀土分异较为明显，重稀土分异稳定，无Eu异常。综上可得，登封群稀土元素特征为稀土元素总量高，轻稀土富集，重稀土亏损，轻重稀土分馏明显。
　　（4）登封群微量元素富集Rb、Ba、La等大离子亲石元素，相对亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素。总体显示岛弧环境的特征。
　　（5）采集老羊沟组中变质砾岩中的花岗岩砾石，测得 U-Pb年龄谐和线年龄上交点年龄为2573±52Ma，表面加权年龄2580Ma；谐和线年龄和表面加权年龄结果很相近，结果是可信的。花岗岩砾石的形成时代为2573±52Ma，变质砾岩的地层年龄应晚于2573Ma。U-Pb年龄特征显示老羊沟组的形成可能会受25亿年华北克拉通构造事件（汇聚）的影响。
　　(6)登封群经历了从弧后裂陷到汇聚碰撞的过程，具体为从郭家窑组裂陷初期的弧后盆地环境到老羊沟组的汇聚碰撞，响应了华北克拉通25亿年前克拉通化的构造过程。

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1前言

1.1选题依据及意义

1.2登封群的研究历史及现状

1.3研究目的

1.4研究内容及方法

1.5完成主要实物工作量

1.6取得主要成果及创新点

2区域地质概况

2.1区域地层

2.2区域构造

2.3区域岩浆岩

2.4区域变质岩

2.5区域矿产资源

3登封群的地质特征及岩石学特征

3.1分布特征

3.2地层剖面特征

3.3砾石

3.4岩石学特征

4登封群地球化学特征

4.1样品采集及测试方法

4.2常量元素地球化学特征

4.3稀土元素地球化学特征

4.4微量元素地球化学特征

5老羊沟组的锆石U-Pb同位素定年

5.1样品采集及测试方法

5.2锆石U-Pb定年

6构造环境探讨

6.1原岩恢复

6.2构造环境探讨

7结论

参考文献

作者简历

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