钕同位素模型年龄图的编制
钐和钕是地球化学性质相似的稀土元素。壳幔分异是Sm/Nd值变化的主要原因，由于地壳内的地质作用，一般难以分离Sm和Nd。因此，Sm-Nd同位素体系是反映壳幔相互作用和地壳生长的灵敏示踪剂。Nd同位素两阶段模型年龄T2DM和岩石的初始εNd(t)被选作这次制图的指标。
(1) Nd同位素模型年龄是描述地壳中Nd同位素演化特征最常用的参数，它可以将Nd同位素演化与地壳形成和生长的时间联系起来。定义为从样品现在的147Sm/144Nd和143Nd/144Nd到其143Nd/144Nd值与亏损地幔源区比值(DM)一致的时间。
TDM =(1/λ)×ln { 1+[(143 nd/144 nd)SA(0)-(143 nd/144 nd)DM(0)]/(147 sm/144 nd)SA(0)-(147 sm/148
考虑到Sm和nd在地壳中可能的分异，本研究对前人积累的所有Nd同位素数据计算了两阶段模式年龄的统一参数，即T2DM。T2DM可以大大降低147Sm/144Nd的Nd值变化对TDM计算的影响。计算公式如下:
T2DM = 1/λ* ln { 1+{(143 nd/144 nd)SA(0)-(147 sm/144 nd)SA(0)-(147 sm/144 nd)CC]*[exp(λ* t)-1]-(65438+)
其中λ为衰变常数，下标SA、CC、DM分别代表样品、大陆地壳和三角化地幔，t为部分熔融的时间，即第二阶段的开始，一般用基岩的形成时代或岩体的侵位时间代替。选定的参数有:
(143 nd/144 nd)DM = 0.51315，(147 sm/144 nd)DM = 0.2137和(1438)。
对于古老的结晶基底和基性岩，TDM和T2DM通常差别不大。T2DM对于壳源沉积岩和花岗岩更为合理。沉积岩的T2DM值反映了平均地壳年龄。花岗岩类T2DM的计算可以校正地壳中的阶段演化。区域地壳源岩的T2DM空间规律可以为区域地壳生长演化机制提供约束，并在此基础上划分不同模式年龄和生存年龄的地质块体。总的来说，用钕模型年龄填图研究大陆地壳的形成和演化，应该认为是大尺度、粗线条的，会有0.2Ga左右的不确定性。
(2)εNd(t)指数主要反映结晶基底的源区性质，数据主要来自结晶基底和幔源岩分布的花岗岩体。根据εNd(t)的大小，可以确定地质体的震源性质，进而反映地壳演化的特征。εNd(t)计算如下:
秦岭-大别-苏鲁地区岩石圈三维化学结构特征
2.2.2.2各填图单元的钕同位素组成特征
在这次Nd同位素模型年龄填图中，* * *收集了653条Nd单阶段模型年龄数据，排除少数明显不合理的样本后，填图计算出的两阶段模型年龄为603条。各构造单元的数据分布如下:华北地块南缘45个样品(包括12个幔源基性-超基性岩样品)，33个样品用于填图；北秦岭构造带219件(其中14件不全，未引用)，实际使用205件。南秦岭共有76个构造带，参与计算的有72个(不包括武当基性岩墙群中的4个变质辉绿岩样品)。扬子陆块北缘有65，438+008个，实际参与计算的有65，438+003个(不包括王江山岩体的3个辉长岩样品和65，438+0个变质玄武岩样品)。西乡群白面峡组1流纹岩样品的计算给出了明显不合理的年龄，T2DM为负。南大北陆块87块数据，包括榴辉岩、硬玉石英岩等超高压岩石39块，全部参与计算；北大别地块共有66个杂岩，包括10榴辉岩和片理化榴辉岩，全部参与计算。北淮阳构造带有37条数据，全部参与计算；桐柏地区有20个数据，包括7个榴辉岩样品，全部参与计算。
通过编制直方图可以得到造山带各构造单元的T2DM值分布，峰值一般解释为地壳的主要生长期。从T2DM频率分布直方图(图2-21 ~图2-28)可以看出各构造单元地壳岩石形成时间分布的基本规律，结合样品的地质特征，可以讨论区域内T2DM的时空演化关系。
从T2DM值频率分布直方图(图2-21 ~图2-28)可以看出，各构造单元地壳岩石形成时间分布的基本特征如下:
华北陆块南缘的T2DM值一般分布在太古宙，在新太古宙有一个非常明显的峰值，这可能是由于太华群的样品数量相对较多造成的，熊耳群的3个样品也分布在新太古代，而新元古代只有少数样品分布。T2DM值小的样品均来自洛南-栾川断裂带附近的岩体。由于放射性铅含量高，推测它们受到了北秦岭地壳物质的污染。
图2-21秦岭-大别造山带及邻区T2DM构造单元分布特征直方图
图2-22华北陆块南缘T2DM值分布特征直方图
北秦岭样品的T2DM值都分布在元古代，分别在中元古代晚期和元古代有明显的峰值。这两个峰值与地质体类型明显相关:秦岭群变质基底的T2DM值、宽坪群云母石英片岩、万涛群风麦庙群云母片岩和万涛群秋木沟群绢云母片岩主要分布在(2.0±0.1)ga之间；而654.38+亿年前侵入栾川群大虹口组的斜长角闪岩、宽坪群绿片岩(那长洋片岩)和斜长角闪岩、二郎坪群细碧岩和石英角闪石、谢玉关群变质火山岩、冯丹群变质玄武岩和变质辉长岩的682Ma值明显偏低，主要是
图2-23北秦岭构造带T2DM分布特征直方图
图2-24南秦岭地块T2DM分布特征直方图
北秦岭部分岩石的T2DM值为:蔡坳岩体(1.11Ga)、黄柏峪岩体(1.34Ga)、石门岩体(1.51Ga)、徐庄岩体(1.44Ga)。宽坪岩体(1.10 ~ 1.1.98 ga)、灰池子岩体(1.13Ga)、翠华山岩体(1.21Ga)、蔡川岩体(1Ga)。同位素年代学资料表明，除蔡坳岩体(695Ma)属新元古代外，其余均属加里东侵位花岗岩，年龄约400～500Ma。蔡坳岩体和黄白玉岩体属I型花岗岩，推测其源区为底侵物质。北秦岭另一部分岩体显示了较老的模式年龄，包括太白岩体(1.89Ga)、漂池岩体(1.95 ~ 2.03GA)、宝鸡岩体(2.43Ga)和蟒岭岩体(1.89Ga)。表明上述两类岩体的物源不同。
图2-25扬子地块北缘T2DM分布特征直方图
图2-26北大别核杂岩单元T2DM分布特征直方图
图2-27南大超高压机组T2DM分布特征直方图
图2-28桐柏地区T2DM分布特征直方图
南秦岭地块单元的T2DM值分布在新元古代、古生代和中太古代之间，时间跨度很大。南秦岭结晶基底中鱼洞群的同位素测年结果为2657Ma，而T2DM的算术平均值约为3.05Ga，εNd(t=2657Ma)大多为负值，表明有更古老的地壳再循环物质。而南秦岭基底的陡岭群(1.95Ga)和佛坪群(2.17Ga)给出了元古代的T2DM值，表明它们不太可能是由太古宙鱼洞群发展而来，反映了元古代南秦岭地块存在地壳增生事件。南秦岭新元古代窑岭河群的T2DM值明显偏低(1.31Ga)。南秦岭地块在中元古代早期有一个明显的T2DM峰，类似于北秦岭的第一个T2DM峰。除新元古代药岭河群样品外，该区分布的其他花岗岩类主要反映了南秦岭新元古代至中元古代早期的地壳增生事件。
T2DM值在扬子地块北缘的分布范围也很广。太古宙基底孔令群(15)和元古宙后河杂岩(11)的一些样品给出了太古宙的T2DM值。后河杂岩以始新世T2DM时代为主，部分样品ε nd (t) < 0，表明它可能生长在太古宙孔令群的基底上。后河杂岩的部分样品具有元古代T2DM的年龄，这可能表明扬子地块北缘存在一些太古宙地壳物质，它们参与了元古代地壳物质的再循环。中元古代T2DM的年龄数据较多，出现明显的峰值。
北大别杂岩的T2DM时代分布于太古代至新元古代，与扬子地块北缘相似，分布范围较大。北大别的T2DM年龄表明，太古界和中太古代的两个样品为麻粒岩和片麻岩，表明北大别可能存在太古代基底，但可能很少保存下来。显示下T2DM时代的样品为变质熔岩，不具有代表性。北大别主体的T2DM年龄值主要分布在1.72 ~ 2.38 Ga之间，表明地壳增生主要发生在元古代。北大别燕山期花岗岩类的T2DM年龄主要分布在2.09~2.50Ga，只有白马尖岩体的T2DM值偏大(2.77~2.79Ga)，超出了北大别基底的T2DM值范围。北京大学的基性岩主要为中元古代T2DM时代，少数为新元古代。大别山北部榴辉岩和片理榴辉岩的T2DM年龄有很大变化。随着εNd(t=230Ma)的增大，T2DM明显减小，甚至相似岩石的T2DM值也相差很大。如黄维和地区片理化榴辉岩的T2DM为1.82Ga，εNd(t=230Ma)=-10.0，乔寨岩体附近片理化榴辉岩的T2DM为0.83Ga，ε nd (t = 230 Ma) = 2.65438+。其他榴辉岩也有类似的复杂条件。本文认为北大别北部榴辉岩原岩可能属于不同的源区。
南大北UHP变质单元从新元古代到中太古代具有与北戴河单元几乎相同的T2DM分布范围，也与扬子地块北缘相似。南台太古宙样品较老，主要在2.31 ~ 2.82 Ga之间。提出南大也可能存在太古宙基底。大别南部花岗岩体的T2DM主要分布在2.1 ~ 2.7 Ga之间，平均为2.34Ga(20个花岗岩体)，与大别北部相当。南大别高压单元模式年龄较低(1.51 ~ 1.60 Ga之间)。
南大别超高压岩石榴辉岩的模式年龄大致可分为三段:介于1.50 ~ 1.70 Ga(前人称之为冷榴辉岩和超基性岩附近的榴辉岩)和1.0 ~ 1.2 Ga(碧溪岭、唐模)之间。总之，可以认为南大别可能存在少量的太古代基底。古元古代和中元古代是地壳增生的主要阶段，新元古代也是地壳增生的明显阶段。
桐柏地区数据很少。桐柏杂岩两个样品的T2DM分别为65438±0.8 ga和2.65438±0 ga。老湾花岗岩体(156Ma)和两湾花岗岩体(125Ma)也分布在这个年龄范围内。而黄冈侵入杂岩(429Ma)的T2DM (1.5 ~ 1.6 GA)明显偏低。熊店榴辉岩的T2DM值(主要在1.0～1.2 Ga范围内，少量在0.7～1.0 Ga范围内)与大别碧溪岭和桥寨超基性岩附近的榴辉岩相似。
T2DM在北淮阳构造带分布广泛，从中元古代到新太古代均有分布。北淮阳构造带T2DM值分布的特征和意义将在2.2.4中讨论。
2.2.2.3钕同位素模型年龄图的编制
在分析了各构造单元T2DM值的分布规律后，表2-3列出了各构造块体结晶基底的T2DM和εnd(t)值，并在此基础上编制了造山带的Nd同位素平面图(见下图2-29)。
表2-3各构造块结晶基底的T2DM和εNd(t)
注:1—薛(1995)；2—周(1998)；3—黄轩(1990)；4—张(1994)；5—沈洁(1997)；6—张鸿飞(1997)；7—张(2001)；8-张鸿飞(2000年)；9—谢志(1996)；10—郑(2000)；11—马昌谦(1999)；12——王强(2000年)；13—金(1998)；14—葛(2001)；15—刘亦灿(2000)；16—雅恩B M(1998)；17 ——凌(2000)；18—魏春静(2000)；19—李曙光(1994)；20—凌(1998)；21—凌李文(1996)。
Nd同位素平面图(图2-29)的编制方法如下:根据地质年代表的地质阶段，将T2DM值分为2.8 ~ 3.2 Ga，1.8 ~ 2.5~2.8Ga，1.4 ~ 1.8 Ga，1.0 ~ 1.8 Ga。主要岩石地层单位分别统计，剔除部分离群样本后计算算术平均值。该值作为岩石地层单位的模式年龄，模式年龄分布处于上述阶段，因此认为岩石地层单位形成于该阶段。对于花岗岩类，T2DM值直接标在岩体上。如果将基底岩石地层单位中幔源岩石得到的εNd(t)值也表示在图上，则反映了古岩石圈的地幔信息。
T2DM值由图中的色块表示。T2DM的范围间隔是以地质年龄划分的，即赋予地质体物质地壳的年龄。基底和盖层的形成时代不同，但它们的两期模式年龄可以相近。花岗质岩体的T2DM模式年龄以点数据的形式标注在岩体的位置上。附加的εNd(t)值索引用线条表示其分布范围，各种线条表示的εNd(t)区间见图例。
从Nd同位素平面图可以看出，华北地块南缘生长在太古宙基底上。北秦岭和南秦岭构造带均有明显的元古代、中元古代和新元古代增生期，但南秦岭含有少量太古代基底；南、北品位主要增生期大体相同:有少量太古宙基底信息，古元古代和中元古代为主要增生期，新元古代增生存在。前人通过少量样本的统计信息，得出北大的TDM比南大的TDM更老的结论。但这一次统计数据显示，总体上差别不大。关键是区分样本的代表性，而不是做一个笼统的直接比较；扬子地块北缘存在太古宙基底，规模可能较大，但中元古代和新元古代的地壳增生也很明显。北淮阳构造带鹿镇关群基底形成于中元古代，佛子岭群潘嘉玲组TDM分布于元古代，估计与北秦岭更古老的地壳物质混合。
该图对主要岩石地层单位的形成有非常明显的指示，但不同岩石地层单位之间的区别并不明显，制图给出的信息也只是粗略的。