小秦嶺地區(qū)太華群鋯石U—Pb年齡及華北克拉通南緣地殼演化

摘 要：以小秦嶺地區(qū)太華群二長片麻巖為研究對象，分析其地球化學(xué)、鋯石U-Pb年齡和Hf同位素特征。地球化學(xué)分析顯示其原巖為高鉀鈣堿性花崗質(zhì)巖石，稀土元素總含量較高（229×10=-6），輕、重稀土元素分餾明顯（w（La）N/w（Yb）N =45.39），有明顯的Eu負(fù)異常（0.43）。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示其富集Rb、Ba、Th、U等大離子親石元素和虧損Nb、Ta、Sr、P、Ti等高場強元素。鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示，其原巖的形成時代為古元古代早期（247 Ga）。鋯石Hf同位素分析結(jié)果顯示：初始N（=176Hf）/N（=177Hf）值變化范圍很小，為0.281 284～0.281 328，εHf（t）值均為正值（0.93～5.18）；二階段Hf模式年齡為2.70～2.89 Ga，新生地殼（現(xiàn)代島弧火山）Hf模式年齡為2.54～2.73 Ga，接近于鋯石結(jié)晶年齡（247 Ga），指示華北克拉通南緣在這一時期有明顯的新生地殼生長。華北克拉通南緣在新太古代早期（2.7～2.9 Ga）、新太古代晚期—古元古代早期（2.2～2.5 Ga）和古元古代中期（1.8～2.1 Ga）有3期重要的構(gòu)造熱事件。新太古代早期及晚期有明顯的新生地殼生長（εHf（t） >0），新太古代晚期—古元古代早期和古元古代中期的巖漿活動有明顯的新生地殼生長，同時還伴隨有古老地殼物質(zhì)的再循環(huán)和改造（εHf（t） >0或εHf（t） <0）。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué)；鋯石U-Pb年齡；Hf同位素；太古代；地殼演化；太華群；華北克拉通；小秦嶺地區(qū)

中圖分類號：P597 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

華北克拉通基底通常被分為東部陸塊、西部陸塊和中部造山帶[1-3]。華北克拉通南緣受到古元古代西部陸塊和東部陸塊沿中部造山帶聚合和華北邊緣增生作用的影響[1-4]，形成了太古代—古元古代變質(zhì)基底（如登封群、太華群和官道口群等）和中元古代—早古生代弱變質(zhì)的鐵鎂質(zhì)火山巖和沉積巖蓋層系列（如熊耳群、高山河群、欒川群、陶灣群等）[5-8]。

2.5～2.6 Ga時期的巖石組成了約80%的華北克拉通前寒武紀(jì)基底，包括2.5～2.6 Ga時期的TTG質(zhì)（英云閃長巖、奧長花崗巖和花崗閃長巖）片麻巖、超基性—基性火山巖、2.5 Ga時期的同構(gòu)造紫蘇花崗巖和花崗巖以及2.5～2.55 Ga時期的雙峰式火山巖和沉積巖蓋層，被劃分為高級片麻巖構(gòu)造組合以及中—低級花崗巖綠片巖帶[9-11]。而華北克拉通東部陸塊和西部陸塊2.5～2.6 Ga時期的巖石具有逆時針的P-T-t軌跡，代表了地幔巖漿的底侵；中部造山帶為走滑韌性剪切帶，發(fā)生了大規(guī)模的逆沖疊覆，其變質(zhì)期約為1.85 Ga，具有順時針的P-T-t軌跡，和俯沖及陸陸碰撞背景相符，華北克拉通發(fā)生克拉通化的時間約為1.85 Ga[12]。華北克拉通在1.6～1.8 Ga期間發(fā)生了陸塊裂解，形成初始裂谷、基性巖墻群、斜長巖、奧長環(huán)斑花崗巖、堿性花崗巖和超鉀質(zhì)火山巖等一系列指示陸殼減薄和破裂的地質(zhì)事件[8，13]。

研究區(qū)位于華北克拉通南緣的小秦嶺地區(qū)，樣品采自太華群。小秦嶺地區(qū)出露的地層除太華群外，還有熊耳群、官道口群和新生界地層。巖漿活動主要表現(xiàn)為華山、文峪、老牛山、娘娘山等花崗巖體的侵入。作為華北克拉通南緣重要的巖石單元，熊耳群以火山熔巖為主，還含有沉積夾層和火山碎屑巖，地層自下而上分為大古石組、許山組、雞蛋坪組和馬家河組[14]。熊耳群火山巖形成的構(gòu)造背景至今仍有較大爭議，有島弧[15]、裂谷[16]和地幔柱[17]等不同認(rèn)識。官道口群通常呈角度不整合覆蓋于熊耳群之上，變質(zhì)程度較淺。原巖主要為碳酸鹽巖、碎屑巖、硅質(zhì)巖，自下而上分為高山河、龍家園、巡檢司、杜關(guān)和馮家灣5個巖性組[18]。官道口群變質(zhì)沉積巖中有明顯的250、185 Ga鋯石年齡峰，其沉積物來自于華北克拉通，其全巖εNd（t） 值和碎屑鋯石εHf（t）值論證了古老地殼物質(zhì)（年齡大于25 Ga）和新生地殼物質(zhì)（或地殼改造再循環(huán)物質(zhì)，年齡為2.1～2.3 Ga）對官道口群砂巖的源區(qū)均有貢獻(xiàn)[19]。

目前，太華群形成時代主要有新太古代和古元古代2種認(rèn)識[5，20-24]。時毓等曾對小秦嶺地區(qū)的一個太華群變質(zhì)巖進(jìn)行過研究[25]，發(fā)現(xiàn)其形成于古元古代之前，而在1.91 Ga時代發(fā)生了一期強烈的變質(zhì)作用，使其形成時代和Hf同位素組成不同于華山北側(cè)的太華群[21]以及魯山地區(qū)太華群。因此，有必要厘清這些不同地區(qū)不同時代太華群巖石的成因聯(lián)系，重建太華群以及其形成的構(gòu)造背景。筆者運用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS鋯石 Hf同位素分析技術(shù)，對小秦嶺地區(qū)太華群的一個二長片麻巖進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其與鄰近的一個片麻巖具有完全不同的形成時代和Hf同位素組成，且具有古元古代早期（2.47 Ga）的形成時代和正的εHf（t） 值；通過與太華群及華北克拉通南緣其他構(gòu)造單元的Hf同位素對比研究，探討了華北克拉通南緣的地殼形成和演化。

1 地質(zhì)概況和樣品特征

1.1 地質(zhì)概況

太華群為一套古老的中—高級變質(zhì)巖，分布于華北克拉通南緣的陜西省華縣到河南省舞陽一帶，包括小秦嶺和河南省崤山、熊耳山、魯山、舞陽等地區(qū)（圖1）。

其總體呈NW—SE向展布，由西向東從隴山、驪山，經(jīng)小秦嶺地區(qū)華山、靈寶、崤山，到洛寧縣熊耳山地區(qū)、魯山縣背孜—馬樓地區(qū)和葉縣辛店—舞陽縣鐵山廟地區(qū)，向東可能到安徽省西部，斷續(xù)延展1 000 km。太華群分為耐莊組、蕩澤河組、鐵山嶺組、水底溝組和雪花溝組等地層單元[22，26-27]。其中，耐莊組和蕩澤河組被歸為下太華群，鐵山嶺組、水底溝組和雪花溝組歸為上太華群。下太華群以TTG質(zhì)片麻巖為主，局部夾斜長角閃巖；上太華群以變質(zhì)沉積巖為主，主要為富鋁質(zhì)副片麻巖、斜長角閃巖、大理巖、石英巖等，可與孔茲巖系對比[27-28]。本文研究樣品QL0703-2為二長片麻巖，與文獻(xiàn)[25]中黑云斜長片麻巖（樣品QL0703-1）采自同一地點。但黑云斜長片麻巖僅獲得了變質(zhì)年齡，沒有原巖鋯石殘留，因此，無法獲得原巖的形成時代。為了確定不同巖性形成時代及兩者之間的關(guān)系，并為華北克拉通南緣的地殼演化提供信息，筆者又對樣品QL0703-2進(jìn)行了詳細(xì)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年、LA-MC-ICP-MS鋯石Hf同位素分析以及地球化學(xué)研究工作。

4 討 論

4.1 太華群的形成時代

華北克拉通南緣的小秦嶺、崤山、熊耳山、魯山和舞陽等地的太華群被認(rèn)為不是一種形成時代基本一致的簡單地層單元，而是因構(gòu)造作用拼貼于華北克拉通的特殊構(gòu)造單元[27]。太華群被分為兩部分：一部分形成于新太古代早期（2.7～2.9 Ga），主要分布于魯山地區(qū)，少量分布于其他地區(qū)；另一部分形成于新太古代晚期—古元古代早期，主要分布于熊耳山和小秦嶺地區(qū)，少量分布于魯山地區(qū)[25]。最近，在小秦嶺地區(qū)太華群花崗質(zhì)片麻巖中獲得了（2 346±28）Ma的鋯石年齡，并測得侵入其中的崤河花崗巖體的時代為（2 328±14）Ma，侵入太華群的片麻狀偉晶花崗巖和花崗巖脈的鋯石U-Pb年齡為（1 881±24）、（1 866±19）Ma，進(jìn)一步論證了華北克拉通東部陸塊和西部陸塊沿中部造山帶碰撞拼合的時間為古元古代，兩陸塊之間的大洋在1.85 Ga已經(jīng)關(guān)閉并發(fā)生碰撞、造山[52]。

摘 要：以小秦嶺地區(qū)太華群二長片麻巖為研究對象，分析其地球化學(xué)、鋯石U-Pb年齡和Hf同位素特征。地球化學(xué)分析顯示其原巖為高鉀鈣堿性花崗質(zhì)巖石，稀土元素總含量較高（229×10=-6），輕、重稀土元素分餾明顯（w（La）N/w（Yb）N =45.39），有明顯的Eu負(fù)異常（0.43）。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示其富集Rb、Ba、Th、U等大離子親石元素和虧損Nb、Ta、Sr、P、Ti等高場強元素。鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示，其原巖的形成時代為古元古代早期（247 Ga）。鋯石Hf同位素分析結(jié)果顯示：初始N（=176Hf）/N（=177Hf）值變化范圍很小，為0.281 284～0.281 328，εHf（t）值均為正值（0.93～5.18）；二階段Hf模式年齡為2.70～2.89 Ga，新生地殼（現(xiàn)代島弧火山）Hf模式年齡為2.54～2.73 Ga，接近于鋯石結(jié)晶年齡（247 Ga），指示華北克拉通南緣在這一時期有明顯的新生地殼生長。華北克拉通南緣在新太古代早期（2.7～2.9 Ga）、新太古代晚期—古元古代早期（2.2～2.5 Ga）和古元古代中期（1.8～2.1 Ga）有3期重要的構(gòu)造熱事件。新太古代早期及晚期有明顯的新生地殼生長（εHf（t） >0），新太古代晚期—古元古代早期和古元古代中期的巖漿活動有明顯的新生地殼生長，同時還伴隨有古老地殼物質(zhì)的再循環(huán)和改造（εHf（t） >0或εHf（t） <0）。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué)；鋯石U-Pb年齡；Hf同位素；太古代；地殼演化；太華群；華北克拉通；小秦嶺地區(qū)

中圖分類號：P597 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

華北克拉通基底通常被分為東部陸塊、西部陸塊和中部造山帶[1-3]。華北克拉通南緣受到古元古代西部陸塊和東部陸塊沿中部造山帶聚合和華北邊緣增生作用的影響[1-4]，形成了太古代—古元古代變質(zhì)基底（如登封群、太華群和官道口群等）和中元古代—早古生代弱變質(zhì)的鐵鎂質(zhì)火山巖和沉積巖蓋層系列（如熊耳群、高山河群、欒川群、陶灣群等）[5-8]。

2.5～2.6 Ga時期的巖石組成了約80%的華北克拉通前寒武紀(jì)基底，包括2.5～2.6 Ga時期的TTG質(zhì)（英云閃長巖、奧長花崗巖和花崗閃長巖）片麻巖、超基性—基性火山巖、2.5 Ga時期的同構(gòu)造紫蘇花崗巖和花崗巖以及2.5～2.55 Ga時期的雙峰式火山巖和沉積巖蓋層，被劃分為高級片麻巖構(gòu)造組合以及中—低級花崗巖綠片巖帶[9-11]。而華北克拉通東部陸塊和西部陸塊2.5～2.6 Ga時期的巖石具有逆時針的P-T-t軌跡，代表了地幔巖漿的底侵；中部造山帶為走滑韌性剪切帶，發(fā)生了大規(guī)模的逆沖疊覆，其變質(zhì)期約為1.85 Ga，具有順時針的P-T-t軌跡，和俯沖及陸陸碰撞背景相符，華北克拉通發(fā)生克拉通化的時間約為1.85 Ga[12]。華北克拉通在1.6～1.8 Ga期間發(fā)生了陸塊裂解，形成初始裂谷、基性巖墻群、斜長巖、奧長環(huán)斑花崗巖、堿性花崗巖和超鉀質(zhì)火山巖等一系列指示陸殼減薄和破裂的地質(zhì)事件[8，13]。

研究區(qū)位于華北克拉通南緣的小秦嶺地區(qū)，樣品采自太華群。小秦嶺地區(qū)出露的地層除太華群外，還有熊耳群、官道口群和新生界地層。巖漿活動主要表現(xiàn)為華山、文峪、老牛山、娘娘山等花崗巖體的侵入。作為華北克拉通南緣重要的巖石單元，熊耳群以火山熔巖為主，還含有沉積夾層和火山碎屑巖，地層自下而上分為大古石組、許山組、雞蛋坪組和馬家河組[14]。熊耳群火山巖形成的構(gòu)造背景至今仍有較大爭議，有島弧[15]、裂谷[16]和地幔柱[17]等不同認(rèn)識。官道口群通常呈角度不整合覆蓋于熊耳群之上，變質(zhì)程度較淺。原巖主要為碳酸鹽巖、碎屑巖、硅質(zhì)巖，自下而上分為高山河、龍家園、巡檢司、杜關(guān)和馮家灣5個巖性組[18]。官道口群變質(zhì)沉積巖中有明顯的250、185 Ga鋯石年齡峰，其沉積物來自于華北克拉通，其全巖εNd（t） 值和碎屑鋯石εHf（t）值論證了古老地殼物質(zhì)（年齡大于25 Ga）和新生地殼物質(zhì)（或地殼改造再循環(huán)物質(zhì)，年齡為2.1～2.3 Ga）對官道口群砂巖的源區(qū)均有貢獻(xiàn)[19]。

目前，太華群形成時代主要有新太古代和古元古代2種認(rèn)識[5，20-24]。時毓等曾對小秦嶺地區(qū)的一個太華群變質(zhì)巖進(jìn)行過研究[25]，發(fā)現(xiàn)其形成于古元古代之前，而在1.91 Ga時代發(fā)生了一期強烈的變質(zhì)作用，使其形成時代和Hf同位素組成不同于華山北側(cè)的太華群[21]以及魯山地區(qū)太華群。因此，有必要厘清這些不同地區(qū)不同時代太華群巖石的成因聯(lián)系，重建太華群以及其形成的構(gòu)造背景。筆者運用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS鋯石 Hf同位素分析技術(shù)，對小秦嶺地區(qū)太華群的一個二長片麻巖進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其與鄰近的一個片麻巖具有完全不同的形成時代和Hf同位素組成，且具有古元古代早期（2.47 Ga）的形成時代和正的εHf（t） 值；通過與太華群及華北克拉通南緣其他構(gòu)造單元的Hf同位素對比研究，探討了華北克拉通南緣的地殼形成和演化。

1 地質(zhì)概況和樣品特征

1.1 地質(zhì)概況

太華群為一套古老的中—高級變質(zhì)巖，分布于華北克拉通南緣的陜西省華縣到河南省舞陽一帶，包括小秦嶺和河南省崤山、熊耳山、魯山、舞陽等地區(qū)（圖1）。

其總體呈NW—SE向展布，由西向東從隴山、驪山，經(jīng)小秦嶺地區(qū)華山、靈寶、崤山，到洛寧縣熊耳山地區(qū)、魯山縣背孜—馬樓地區(qū)和葉縣辛店—舞陽縣鐵山廟地區(qū)，向東可能到安徽省西部，斷續(xù)延展1 000 km。太華群分為耐莊組、蕩澤河組、鐵山嶺組、水底溝組和雪花溝組等地層單元[22，26-27]。其中，耐莊組和蕩澤河組被歸為下太華群，鐵山嶺組、水底溝組和雪花溝組歸為上太華群。下太華群以TTG質(zhì)片麻巖為主，局部夾斜長角閃巖；上太華群以變質(zhì)沉積巖為主，主要為富鋁質(zhì)副片麻巖、斜長角閃巖、大理巖、石英巖等，可與孔茲巖系對比[27-28]。本文研究樣品QL0703-2為二長片麻巖，與文獻(xiàn)[25]中黑云斜長片麻巖（樣品QL0703-1）采自同一地點。但黑云斜長片麻巖僅獲得了變質(zhì)年齡，沒有原巖鋯石殘留，因此，無法獲得原巖的形成時代。為了確定不同巖性形成時代及兩者之間的關(guān)系，并為華北克拉通南緣的地殼演化提供信息，筆者又對樣品QL0703-2進(jìn)行了詳細(xì)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年、LA-MC-ICP-MS鋯石Hf同位素分析以及地球化學(xué)研究工作。

4 討 論

4.1 太華群的形成時代

華北克拉通南緣的小秦嶺、崤山、熊耳山、魯山和舞陽等地的太華群被認(rèn)為不是一種形成時代基本一致的簡單地層單元，而是因構(gòu)造作用拼貼于華北克拉通的特殊構(gòu)造單元[27]。太華群被分為兩部分：一部分形成于新太古代早期（2.7～2.9 Ga），主要分布于魯山地區(qū)，少量分布于其他地區(qū)；另一部分形成于新太古代晚期—古元古代早期，主要分布于熊耳山和小秦嶺地區(qū)，少量分布于魯山地區(qū)[25]。最近，在小秦嶺地區(qū)太華群花崗質(zhì)片麻巖中獲得了（2 346±28）Ma的鋯石年齡，并測得侵入其中的崤河花崗巖體的時代為（2 328±14）Ma，侵入太華群的片麻狀偉晶花崗巖和花崗巖脈的鋯石U-Pb年齡為（1 881±24）、（1 866±19）Ma，進(jìn)一步論證了華北克拉通東部陸塊和西部陸塊沿中部造山帶碰撞拼合的時間為古元古代，兩陸塊之間的大洋在1.85 Ga已經(jīng)關(guān)閉并發(fā)生碰撞、造山[52]。

摘 要：以小秦嶺地區(qū)太華群二長片麻巖為研究對象，分析其地球化學(xué)、鋯石U-Pb年齡和Hf同位素特征。地球化學(xué)分析顯示其原巖為高鉀鈣堿性花崗質(zhì)巖石，稀土元素總含量較高（229×10=-6），輕、重稀土元素分餾明顯（w（La）N/w（Yb）N =45.39），有明顯的Eu負(fù)異常（0.43）。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示其富集Rb、Ba、Th、U等大離子親石元素和虧損Nb、Ta、Sr、P、Ti等高場強元素。鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示，其原巖的形成時代為古元古代早期（247 Ga）。鋯石Hf同位素分析結(jié)果顯示：初始N（=176Hf）/N（=177Hf）值變化范圍很小，為0.281 284～0.281 328，εHf（t）值均為正值（0.93～5.18）；二階段Hf模式年齡為2.70～2.89 Ga，新生地殼（現(xiàn)代島弧火山）Hf模式年齡為2.54～2.73 Ga，接近于鋯石結(jié)晶年齡（247 Ga），指示華北克拉通南緣在這一時期有明顯的新生地殼生長。華北克拉通南緣在新太古代早期（2.7～2.9 Ga）、新太古代晚期—古元古代早期（2.2～2.5 Ga）和古元古代中期（1.8～2.1 Ga）有3期重要的構(gòu)造熱事件。新太古代早期及晚期有明顯的新生地殼生長（εHf（t） >0），新太古代晚期—古元古代早期和古元古代中期的巖漿活動有明顯的新生地殼生長，同時還伴隨有古老地殼物質(zhì)的再循環(huán)和改造（εHf（t） >0或εHf（t） <0）。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué)；鋯石U-Pb年齡；Hf同位素；太古代；地殼演化；太華群；華北克拉通；小秦嶺地區(qū)

中圖分類號：P597 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

華北克拉通基底通常被分為東部陸塊、西部陸塊和中部造山帶[1-3]。華北克拉通南緣受到古元古代西部陸塊和東部陸塊沿中部造山帶聚合和華北邊緣增生作用的影響[1-4]，形成了太古代—古元古代變質(zhì)基底（如登封群、太華群和官道口群等）和中元古代—早古生代弱變質(zhì)的鐵鎂質(zhì)火山巖和沉積巖蓋層系列（如熊耳群、高山河群、欒川群、陶灣群等）[5-8]。

2.5～2.6 Ga時期的巖石組成了約80%的華北克拉通前寒武紀(jì)基底，包括2.5～2.6 Ga時期的TTG質(zhì)（英云閃長巖、奧長花崗巖和花崗閃長巖）片麻巖、超基性—基性火山巖、2.5 Ga時期的同構(gòu)造紫蘇花崗巖和花崗巖以及2.5～2.55 Ga時期的雙峰式火山巖和沉積巖蓋層，被劃分為高級片麻巖構(gòu)造組合以及中—低級花崗巖綠片巖帶[9-11]。而華北克拉通東部陸塊和西部陸塊2.5～2.6 Ga時期的巖石具有逆時針的P-T-t軌跡，代表了地幔巖漿的底侵；中部造山帶為走滑韌性剪切帶，發(fā)生了大規(guī)模的逆沖疊覆，其變質(zhì)期約為1.85 Ga，具有順時針的P-T-t軌跡，和俯沖及陸陸碰撞背景相符，華北克拉通發(fā)生克拉通化的時間約為1.85 Ga[12]。華北克拉通在1.6～1.8 Ga期間發(fā)生了陸塊裂解，形成初始裂谷、基性巖墻群、斜長巖、奧長環(huán)斑花崗巖、堿性花崗巖和超鉀質(zhì)火山巖等一系列指示陸殼減薄和破裂的地質(zhì)事件[8，13]。

研究區(qū)位于華北克拉通南緣的小秦嶺地區(qū)，樣品采自太華群。小秦嶺地區(qū)出露的地層除太華群外，還有熊耳群、官道口群和新生界地層。巖漿活動主要表現(xiàn)為華山、文峪、老牛山、娘娘山等花崗巖體的侵入。作為華北克拉通南緣重要的巖石單元，熊耳群以火山熔巖為主，還含有沉積夾層和火山碎屑巖，地層自下而上分為大古石組、許山組、雞蛋坪組和馬家河組[14]。熊耳群火山巖形成的構(gòu)造背景至今仍有較大爭議，有島弧[15]、裂谷[16]和地幔柱[17]等不同認(rèn)識。官道口群通常呈角度不整合覆蓋于熊耳群之上，變質(zhì)程度較淺。原巖主要為碳酸鹽巖、碎屑巖、硅質(zhì)巖，自下而上分為高山河、龍家園、巡檢司、杜關(guān)和馮家灣5個巖性組[18]。官道口群變質(zhì)沉積巖中有明顯的250、185 Ga鋯石年齡峰，其沉積物來自于華北克拉通，其全巖εNd（t） 值和碎屑鋯石εHf（t）值論證了古老地殼物質(zhì)（年齡大于25 Ga）和新生地殼物質(zhì)（或地殼改造再循環(huán)物質(zhì)，年齡為2.1～2.3 Ga）對官道口群砂巖的源區(qū)均有貢獻(xiàn)[19]。

目前，太華群形成時代主要有新太古代和古元古代2種認(rèn)識[5，20-24]。時毓等曾對小秦嶺地區(qū)的一個太華群變質(zhì)巖進(jìn)行過研究[25]，發(fā)現(xiàn)其形成于古元古代之前，而在1.91 Ga時代發(fā)生了一期強烈的變質(zhì)作用，使其形成時代和Hf同位素組成不同于華山北側(cè)的太華群[21]以及魯山地區(qū)太華群。因此，有必要厘清這些不同地區(qū)不同時代太華群巖石的成因聯(lián)系，重建太華群以及其形成的構(gòu)造背景。筆者運用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS鋯石 Hf同位素分析技術(shù)，對小秦嶺地區(qū)太華群的一個二長片麻巖進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其與鄰近的一個片麻巖具有完全不同的形成時代和Hf同位素組成，且具有古元古代早期（2.47 Ga）的形成時代和正的εHf（t） 值；通過與太華群及華北克拉通南緣其他構(gòu)造單元的Hf同位素對比研究，探討了華北克拉通南緣的地殼形成和演化。

1 地質(zhì)概況和樣品特征

1.1 地質(zhì)概況

太華群為一套古老的中—高級變質(zhì)巖，分布于華北克拉通南緣的陜西省華縣到河南省舞陽一帶，包括小秦嶺和河南省崤山、熊耳山、魯山、舞陽等地區(qū)（圖1）。

其總體呈NW—SE向展布，由西向東從隴山、驪山，經(jīng)小秦嶺地區(qū)華山、靈寶、崤山，到洛寧縣熊耳山地區(qū)、魯山縣背孜—馬樓地區(qū)和葉縣辛店—舞陽縣鐵山廟地區(qū)，向東可能到安徽省西部，斷續(xù)延展1 000 km。太華群分為耐莊組、蕩澤河組、鐵山嶺組、水底溝組和雪花溝組等地層單元[22，26-27]。其中，耐莊組和蕩澤河組被歸為下太華群，鐵山嶺組、水底溝組和雪花溝組歸為上太華群。下太華群以TTG質(zhì)片麻巖為主，局部夾斜長角閃巖；上太華群以變質(zhì)沉積巖為主，主要為富鋁質(zhì)副片麻巖、斜長角閃巖、大理巖、石英巖等，可與孔茲巖系對比[27-28]。本文研究樣品QL0703-2為二長片麻巖，與文獻(xiàn)[25]中黑云斜長片麻巖（樣品QL0703-1）采自同一地點。但黑云斜長片麻巖僅獲得了變質(zhì)年齡，沒有原巖鋯石殘留，因此，無法獲得原巖的形成時代。為了確定不同巖性形成時代及兩者之間的關(guān)系，并為華北克拉通南緣的地殼演化提供信息，筆者又對樣品QL0703-2進(jìn)行了詳細(xì)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年、LA-MC-ICP-MS鋯石Hf同位素分析以及地球化學(xué)研究工作。

4 討 論

4.1 太華群的形成時代

華北克拉通南緣的小秦嶺、崤山、熊耳山、魯山和舞陽等地的太華群被認(rèn)為不是一種形成時代基本一致的簡單地層單元，而是因構(gòu)造作用拼貼于華北克拉通的特殊構(gòu)造單元[27]。太華群被分為兩部分：一部分形成于新太古代早期（2.7～2.9 Ga），主要分布于魯山地區(qū)，少量分布于其他地區(qū)；另一部分形成于新太古代晚期—古元古代早期，主要分布于熊耳山和小秦嶺地區(qū)，少量分布于魯山地區(qū)[25]。最近，在小秦嶺地區(qū)太華群花崗質(zhì)片麻巖中獲得了（2 346±28）Ma的鋯石年齡，并測得侵入其中的崤河花崗巖體的時代為（2 328±14）Ma，侵入太華群的片麻狀偉晶花崗巖和花崗巖脈的鋯石U-Pb年齡為（1 881±24）、（1 866±19）Ma，進(jìn)一步論證了華北克拉通東部陸塊和西部陸塊沿中部造山帶碰撞拼合的時間為古元古代，兩陸塊之間的大洋在1.85 Ga已經(jīng)關(guān)閉并發(fā)生碰撞、造山[52]。