吕梁界河口群变质岩石的构造指示:来自地球化学和同位素年代学的证据

摘要

华北中部造山带是华北克拉通内部一条重要的前寒武纪碰撞造山带,该造山带的形成经历了一个漫长而复杂的演化过程.吕梁变质杂岩位于造山带中段,阜平杂岩西南,是透视华北克拉通早前寒武纪构造-热演化的一个重要窗口.本文针对该地区的界河口(岩)群黑云斜长片麻岩和含榴斜长角闪岩开展了系统的野外地质调查、显微岩石学、地球化学和变质年代学研究.结果 表明,界河口(岩)群黑云斜长片麻岩的原岩多为富铝富钾的变泥质岩石,其物源主要来自长英质火成岩,形成于有演化岛弧发育的活动大陆边缘构造背景;含榴斜长角闪岩的原岩多数是拉斑玄武岩,源区来自于富集地幔,形成于岛弧构造环境.显微岩相学研究显示,含榴夕线黑云斜长片麻岩和含榴斜长角闪岩中均保留了早期进变质、峰期变质和晚期退变质三个阶段的变质矿物组合,且石榴子石边部多发育明显的"白眼圈"反应结构.其中,含榴夕线黑云斜长片麻岩的峰期矿物组合包括石榴子石、黑云母、夕线石、斜长石、石英和少量钾长石等;含榴斜长角闪岩的峰期矿物组合主要由石榴子石、角闪石、斜长石、磁铁矿和石英等组成.前期研究表明,二者的变质演化均记录了类似的顺时针近等温降压型的变质作用P-T轨迹,其峰期变质条件分别为＞ 750°C/＞7.Okbar和＞750°C/＞6.3kbar.本文LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明,含榴黑云斜长片麻岩中记录了1928 ～ 1920Ma和1882～1855Ma两组变质年龄.结合中部带前人研究成果,本文推断吕梁变质杂岩的区域变质事件与华北克拉通东、西部陆块间的碰撞造山作用有关,该地区与碰撞阶段同期的峰期变质作用发生在1928 ～1920Ma,而后于1882 ～1855Ma期间进入与快速构造隆升有关的退变质作用阶段.