太古宙绿岩带岩石学和地球化学：实例与探讨

绿岩带是太古宙大陆地壳重要的构造单元。 按照岩石组合特征, 绿岩带可划分为 3 个类型：1） 巴伯顿型, 主要由基性-超基性火山岩组成, 含少量酸性火山岩及沉积岩, 中性火山岩很不发育;2） 苏必利尔型, 主要由中性火山岩和中-基性火山岩组成, 含沉积岩; 3） 达尔瓦尔型, 以广泛发育的沉积岩为特征。 其中, 巴伯顿型绿岩带在世界范围内分布较广, 且组成较为复杂, 表现出一系列独特的岩石学和地球化学特征：1） 基性-超基性火山岩在绿岩带层序中占主导地位;2） 发育具有异常高的地幔潜能温度的科马提岩类;3） 存在太古宙亏损型和富集型玄武岩等。 华北克拉通清原地区的表壳岩虽然经历高级变质作用, 但仍 具有清晰的层序, 与巴伯顿型绿岩带岩石组合特征类似, 因此我们倾向于将其厘定为清原绿岩带。 清原绿岩带主体形成于 2.5 Ga, 与广泛分布的新太古代花岗质片麻岩形成时代一致, 并不存在大规模的中太古代地质体。 清原绿岩带的岩石学和地球化学研究表明新太古代晚期原始地幔柱模型可以较为合理的解释清原地区及华北克拉通东部陆块其它新太古代基底岩石的成因, 但太古宙原始地幔柱与显生宙地幔柱在某些方面有所不同。     

华北克拉通中东部新太古代晚期变质火山岩及动力学体制

热状态和壳幔岩浆作用是理解早期地壳形成演化动力学机制的关键。华北克拉通是世界范围内为数不多的保存有大量新太古代晚期(约26~25亿年)变质火山岩记录的克拉通之一,对揭示全球新太古代晚期壳-幔动力学演化过程具有重要的指示意义。在我们研究组近期关于华北克拉通中东部中新太古代热状态和地壳厚度研究基础上,本文收集并整理了726个华北克拉通中东部(包括中部带)新太古代晚期变质火山岩样品的有效地球化学资料。按照现代通用岩石地球化学标准来分类,这些样品主要包括超铁镁质岩石(其中含苦橄岩、苦橄质玄武岩和科马提岩,~7%)、稀土未分异型玄武岩(~14%)、稀土分异型玄武岩(~27%)、玻安岩(~4%)、高镁安山岩(~12%)、低镁安山岩(~26%)和英安岩-流纹岩(~10%)。然而不同区块之间火山岩岩石组合及其量比存在较大差异,其中吉林南部和赞皇等地区以大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩为主,含有少量的长英质火山岩;胶东、登封和阜新等地区以稀土未分异和稀土分异型玄武岩占有绝对优势,存在少量安山岩和长英质火山岩;冀北、冀东北部、冀东南部(迁安-滦县)、五台-云中山、辽北、辽南和鲁西等地区岩石组合比较复杂,最突出的特点是出现不同比例的玻安岩,组合有稀土未分异和大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩,出现少量超铁镁质岩石和长英质火山岩。岩石成因研究揭示稀土未分异型和分异型玄武岩、高镁安山岩和玻安岩主要形成于俯冲板片流体、熔体和沉积物熔体交代地幔的部分熔融,而低镁安山岩、英安岩和其它长英质火山岩则大都经历了上述俯冲相关初始岩浆的结晶分异或地壳物质熔融和地壳混染等过程。新太古代晚期胶东地区表现为相对较薄的地壳厚度和较高的地热梯度(18℃/km),而冀东地区表现为厚的地壳厚度和低的地热梯度(最低8.7℃/km),满足现代俯冲地热梯度需求,其它区域的地温梯度介于热俯冲和现代冷俯冲之间。综合以上资料,我们认为新太古代晚期板块构造体制已经是最主要的壳-幔动力学体制,地幔柱构造体制和板块构造-地幔柱联合作用体制可能仍然在局部地区存在,但其作用范围和强度已经明显减小。因此,随着地幔温度的下降,中太古代到新太古代晚期地幔柱和板片俯冲的转化可能是相互关联、此消彼长的动力学过程,而不是一个突变过程。     

前寒武纪地球动力学(Ⅷ):华北克拉通太古宙末期地壳生长方式

地球早期大陆地壳的生长方式和壳幔动力学机制一直是国际前寒武纪研究的热点问题。尽管太古宙是大陆地壳生长的主要时期已基本获得共识,但是对于太古宙时期地壳生长的具体方式和壳幔动力学过程仍然存在很大的争议。部分学者提出地幔柱或者与拆沉相关的垂向构造体制,而其他学者主张与俯冲相关的侧向增生模式或者地幔柱-岛弧的联合作用体制。研究表明,太古宙末期科马提岩明显减少、富钾花岗质岩石普遍发育、地壳再循环速度显著增强,反映地壳演化的壳幔动力学机制发生了明显的转变。华北克拉通以发育大规模2.5~2.6Ga构造岩浆活动为特征,是探讨太古宙末期地壳生长方式和壳幔动力学机制转变的关键地区。本文系统总结了近些年来华北克拉通东部陆块西北缘早前寒武纪研究的最新进展,特别是对辽西、冀东、辽北和五台地区的新太古代晚期(约2.5~2.6Ga)表壳岩变质火山岩系进行了系统的岩石成因和壳幔作用探讨。研究表明,上述地区的变质铁镁质岩石可以划分为3个岩石成因系列:MORB型、IAT(岛弧拉斑玄武岩)型和CAB(岛弧钙碱性玄武岩)型,它们的原岩分别起源于洋中脊软流圈地幔以及受到不同程度俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融。变质安山质-英安质火山岩分别具有类似高镁安山岩和埃达克岩的地球化学特征,它们的原岩形成过程可能与俯冲板片的部分熔融以及板片熔体与地幔楔的相互作用有关。结合整个东部陆块早前寒武纪的研究进展,我们提出华北克拉通在太古宙末期(约2.5和约2.7Ga)经历了强烈的地壳生长过程,其中新太古代早期(约2.7Ga)地壳生长以地幔柱-岛弧联合作用体制为主,而新太古代末期(约2.5~2.6Ga)以洋内俯冲和弧陆增生作用体制占主导地位。新太古代末期与俯冲增生相关的构造岩浆活动在Tarim克拉通、印度南部、南极洲Vestfold Hills地体以及南澳Gawler克拉通被广泛报道,这可能与类似显生宙板块构造体制的启动以及太古宙末期Kenorland超大陆的汇聚过程有关。     

华北克拉通南部太古宙大陆地壳的生长和演化

太古宙约占地球已有演化历史的三分之一强,这一时期涉及到大陆地壳起源、陆壳的巨量生长和稳定以及板块构造作用的启动、建立等诸多最根本的全球性重大地质事件。太古宙岩石在华北克拉通南部的涑水、登封、太华、霍邱和五河等杂岩中广泛出露,这为解析上述重大科学问题提供难得的素材。近十年来,在华北克拉通南部古生代-中生代火山岩或早前寒武纪变沉积岩中陆续发现冥古宙-古太古代的捕获/碎屑锆石,暗示南部地块依然尚存地球形成最初期的陆壳物质。根据华北克拉通南部太古宙岩石年龄统计结果显示有2850~2700Ma和2580~2480Ma两个突出年龄区间,对应的峰值年龄分别为~2.76Ga和~2.52Ga。其中~2.76Ga的岩石主要出露于南部的鲁山、霍邱、五河和中条山地区。此外,在华北克拉通诸多地区,诸如怀安、阜平、五台、中条等地区的花岗质片麻岩和变质沉积岩中也均发现年龄为~2.76Ga的碎屑锆石或者继承锆石,暗示华北克拉通2.85~2.70Ga岩石的分布似乎比现今出露范围更为广泛。与整个华北克拉通类似,2.58~2.48Ga岩石亦在克拉通南部广泛分布,尤其是嵩箕地区的登封杂岩几乎全部是由新太古代晚期的岩石组成。~2.52Ga是华北克拉通南部,乃至整个克拉通太古宙地壳演化最突出、最重要的岩浆-构造事件,明显有别于全球其它诸多典型克拉通。已有的同位素资料研究表明华北克拉通南部,乃至整个克拉通在太古宙经历了两期明显的地壳生长事件:一期发生在2.85~2.70Ga左右,以形成于此时期的涑水杂岩中花岗质岩石和鲁山太华片麻岩系中深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在2.58~2.48Ga,以登封杂岩、涑水杂岩以及小秦岭地区太华杂岩中~2.52Ga各类花岗质岩石和变基性岩为代表。华北克拉通正是经过这两期陆壳巨量生长事件之后完成初始的克拉通化。我们在登封杂岩中识别出形成于俯冲汇聚环境的TTG质片麻岩、类似于赞岐岩的变闪长岩和具有N-MORB地球化学特征的变基性火山岩,提出其构成"新太古代构造混杂岩",标志着新太古代末期具有现代体制的板块构造在华北克拉通南部已经开始启动。最近,在登封杂岩中识别出的新太古代双变质带也支持上述观点。     

华北克拉通~2.5Ga地壳再造事件：来自中条山TTG质片麻岩的证据

华北克拉通中部中条山区涑水杂岩是华北克拉通新太古代TTG质片麻岩地体之一。为了探讨华北克拉通新太古代构造-岩浆事件的性质及早前寒武纪地壳的形成和演化,选择涑水杂岩中TTG质岩石进行研究。研究表明这套TTG质岩石富Na、高Al、Sr,低Y、Cr、Ni含量。稀土元素配分曲线右倾,富Rb、Ba等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、Ta等高场强元素。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,这套TTG质片麻岩形成于2553～2561Ma,属新太古代晚期产物。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示εHf(t)为正值,两阶段模式年龄集中在2.7～2.8Ga。结合涑水杂岩中TTG质片麻岩的岩石地球化学特征,认为这套TTG片麻岩可能主要来自2.7～2.8Ga的下地壳镁铁质岩石在新太古代晚期的部分熔融,可能有少量的地幔物质加入。考虑同期发育大量花岗质岩石的事实,说明新太古代晚期在华北克拉通中部并不存在大规模的俯冲作用,华北克拉通在新太古代晚期已经基本成型。结合前人研究成果和本文锆石Lu-Hf同位素分析结果,提出中条山区～2.5Ga岩浆事件代表一期重要的陆壳再造事件。     

地质历史中板块构造启动时间

地质历史中板块构造是何时开始启动的长期存在着激烈的争论,最极端的一是认为板块构造在新元古代的800 Ma前开始,二是在冥古宙4.3 Ga就已启动,多数学者认为在太古宙末开始启动。确定板块构造启动时间主要依据以下几方面:(1)地球动力学特点,如地幔的热状态以及粘塑性地幔对流模拟表明,板块构造可能是在地球热和冷停滞状态之间演化的一个相。在太古宙较热的地球中,板片强度低,板片的频繁断离阻止了形成类似现代样式的长期俯冲体系,太古宙的板块构造是短期的、阵发性的;(2)代表俯冲的标志的蛇绿岩、蓝片岩和超高压(UHP)变质地体;(3)具有弧特征的岩石组合,如拉斑玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩及英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)岩套;(4)增生楔中混杂岩和大洋板块地层、前陆盆地、大陆裂谷、双变质带、造山带;(5)与俯冲带关系密切的造山型Au矿、斑岩Cu矿和浅成热液矿床、火山岩型块状硫化物矿床(VHMS),它们最早出现的年龄一致在3.5~3.1 Ga,指示了板块构造的开始;(6)世界不同地区大陆的Ni/Co、Cr/Zn比值随沉积年龄变年轻而降低,陆壳从3.0 Ga前的镁铁质转变为2.5 Ga时的长英质,表明全球板块构造的启动应在3.0 Ga的古中太古代;(7)冥古宙锆石、太古宙金刚石中矿物包裹体及Hf、O、C、N同位素组成研究表明,冥古宙地球表面存在类似板块汇聚边缘,太古宙含有大陆沉积物的海洋岩石圈俯冲进入地幔。     

华北克拉通阜平杂岩新太古代-古元古代多期地质事件及其构造性质

本文收集了阜平杂岩新太古代早期-古元古代晚期基底岩石的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、同位素地球化学和变质作用资料,以期对阜平杂岩早寒武纪演化历史进行初步总结.阜平新太古代早期~2.7 Ga片麻岩原岩为英云闪长岩,具有TTG质片麻岩的地球化学特征;其锆石ε_Hf（t）具有较高的正值（+5.44~+7.50）,单阶段模式年龄为2 745~2 824 Ma,表明新太古代早期为阜平杂岩强烈的地壳生长时期.新太古代晚期片麻岩的时代集中于2 543~2 484 Ma,主要岩石类型为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）,同时区域内还存在二长花岗岩.TTG质片麻岩的ε_Nd（t）值为-1.64~+0.96,单阶段模式年龄为2.76~3.04 Ga;锆石ε_Hf（t）值为-1.9~+7.91,单阶段和两阶段模式年龄分别为2 546~2 888 Ma和2 548~3 119 Ma.这些TTG岩石主要为新太古代早期岩石的部分熔融,并有少量中太古代地壳物质参与.近于同期具有岛弧性质的辉长岩和变质作用暗示阜平杂岩新太古代晚期可能经历了俯冲和弧-陆或陆-陆碰撞.古元古代中期（2.1~2.0 Ga）阜平地区花岗质岩浆活动强烈.该阶段花岗岩具有A型花岗岩特征,与同期的火山-沉积岩系形成于华北克拉通古元古代中期伸展的陆内裂谷环境中.阜平杂岩中基性麻粒岩包体记录的变质作用时代为1.89~1.85 Ga,并具有顺时针演化的P-T轨迹,其代表了古元古代晚期裂谷闭合的陆内造山过程,表明华北最终克拉通化.      

冀东-辽西太古宙火成岩岩石组合和动力学意义

冀东-辽西地区是华北克拉通北部出露面积最大的太古宙变质基底区.经过岩石组合填图和综合研究,将其太古宙变质火成岩分为2.64~2.60 Ga MORB型拉斑玄武质火山岩、2.61~2.52 Ga拉斑玄武质-钙碱性变质火山岩、2.52~2.50 Ga浅变质钙碱性火山岩组合和2.54~2.50 Ga英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga闪长质-石英闪长质-英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga紫苏花岗闪长质-紫苏花岗质岩石、2.57~2.52 Ga闪长质-石英二长闪长质-花岗闪长质-二长花岗质片麻岩和2.53~2.51 Ga弱片麻状到块状二长花岗质-正长花岗质深成侵入体岩石组合.这些岩石组合从东北部的辽西阜新到西南部的遵化马兰峪地区呈现出条带状时-空分布特征.变质作用研究揭示了青龙-上营-洒河桥-马兰峪为高压麻粒岩带,记录了ITD型PTt轨迹,与NNW-NW向SSE-SE方向逆冲推覆构造相伴生;而三屯营-太平寨高温麻粒岩带,记录了IBC型PTt轨迹,与锦州-兴城-安子岭-界岭口-太平寨-三屯营伸展-底劈构造带相伴生.综合分析表明冀东-辽西太古宙晚期的构造-岩浆活动形成于热造山带型俯冲-弧后伸展到碰撞隆升的侧向增生动力学过程.      

沉积物微量元素示踪地壳成分和环境及其演化的最新进展：Condie模式…

各时期初生上地壳平均化学成分是根据化学分析、地质图、地层剖面和同位素年龄估算的。太古宙上地壳的深成岩／表壳岩比值较高，在一定程度上反映了２．５Ｇａ前的一种不同模式的地壳形成作用。后太古宙绿岩序列的长英质火山岩和杂砂岩增加，太古宙一元古宙（Ａｒ／Ｐｔ）界线处科马提岩的含量几乎降到零，而显生宙的安山岩含量增加。与古太古代相比，新太古代及后太古宙的上地壳亏损Ｍｇ、Ｃｒ、Ｎｉ及Ｃｏ，且后太古宙上地壳富集Ｌ     

冀北太古代花岗质片麻岩的成因

冀北是华北克拉通早前寒武纪变质基底的主要出露地区之一。分布于承德-滦平和赤城-张家口地区的新太古代花岗质片麻岩主要由英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩和二长花岗岩(TTGM)组成,构成了低钾、中钾和高钾钙碱性三个岩石化学系列。二长花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb和Lu-Hf同位素特征揭示其岩浆结晶年龄为2509±10Ma。全岩岩石化学、Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素研究表明:(1)低钾钙碱性系列的岩石形成于拉班玄武质岩石的低度部分熔融;(2)中钾钙碱性系列岩石主要形成于玄武质岩石和杂砂岩的部分熔融,局部存在英云闪长质片麻岩的部分熔融;(3)高钾钙碱性系列的岩石形成于以高钾中酸性火山岩为主要成分的杂砂岩的部分熔融。结合近年来冀北早前寒武纪地质研究成果,这些太古代花岗质片麻岩全岩Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素特征揭示~2.7Ga是本区太古代地壳的主要生长期。在新太古代发生了大规模的火山喷发,火山物质形成后不久发生部分熔融形成花岗质岩浆,接着发生变质、变形作用。这些花岗质片麻岩的形成与南美洲西海岸的构造-岩浆活动特征有类似之处,可能反映了太古代末期冀北地区从活动大陆边缘地壳增生、加厚到弧后伸展转化的动力学背景。     

鞍山地区始—古太古代花岗质地壳的形成及演化——深沟寺杂岩的岩石学、年代学及地球化学证据

鞍山是华北克拉通唯一保存有完整太古宙地质记录(3.81~2.5Ga)的地区。为了进一步了解本区太古宙早期花岗质地壳的形成及演化,本文对鞍山地区典型的太古宙杂岩——深沟寺杂岩进行了详细的岩石学、年代学及地球化学研究。根据岩石学及产状分析确定了始太古代奥长花岗质片麻岩和古太古代混合岩化片麻岩杂岩两个主要岩石单元:前者SIMS锆石U-Pb定年结果为3803±9Ma,代表始太古代古老的花岗质陆壳;后者年龄为3311~3335Ma,代表古太古代强烈构造-变质热事件。始太古代奥长花岗岩以高Si、富Na、贫K为特征;轻重稀土分异不明显,(La/Yb)N值介于6.76~35.96,具有弱的负铕异常(δEu=0.57~1.43);微量元素相对富集Rb、La、Hf和Zr等,亏损Nb、Ta、Sr和Ti等,且Sr/Y比值(8~29)、Mg#(21~30)、Cr(8.81×10~(-6)~28.00×10~(-6))和Ni(0.881×10~(-6)~18.55×10~(-6))含量较低,表明源区无地幔物质参与,且未与石榴子石发生平衡,斜长石可能残留源区,形成深度相对较浅。同时结合鞍山地区~3.8Ga锆石具有正的εHf(t)值,始太古代奥长花岗岩来源于地幔岩浆底侵导致地壳底部含水玄武质岩石(角闪岩)部分熔融形成的新生地壳。古太古代混合岩化片麻岩杂岩的主要矿物组合为石英+斜长石+黑云母,无不一致相矿物(钾长石、矽线石和石榴子石等),表明熔融过程中含水矿物未发生脱水反应,主要反应为Qtz+Pl±H2O=melt。此外,混合岩化片麻岩杂岩中未见富铝矿物和碎屑岩结构,推断其为正片麻岩,原岩为奥长花岗岩或英云闪长岩;结合岩石中存在大量始太古代继承锆石,且~3.3Ga锆石εHf(t)多为负值,混合岩化片麻岩杂岩形成于始太古代奥长花岗质地壳的重熔。本文研究结果表明,鞍山地区始—古太古代花岗质地壳演化可划分为两个主要阶段:始太古代奥长花岗质地壳生长(~3.8Ga)和古太古代花岗质地壳重熔(~3.3Ga)。     

辽北开原地区新太古代变质深成岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄及地球化学特征

辽北开原地区新太古代变质深成岩位于华北板块北缘陆缘活动带东段,主要岩性为二长花岗质片麻岩、花岗闪长质片麻岩和英云闪长质片麻岩,其中英云闪长质片麻岩LA-ICP-MS锆石207Pb/206Pb年龄加权平均值为2489.6±9.1 Ma,为新太古代。新太古代变质深成岩属高钾钙碱性-钾玄岩,准铝-过铝质岩石系列,轻稀土元素较富集,重稀土元素相对亏损,具有下地壳或太古宙沉积岩部分熔融形成的特征。通过岩石学、岩石地球化学和构造环境及就位机制分析,结合邻区构造演化研究,认为辽北开原地区变质深成岩岩浆来自较浅的基性古陆壳局部熔融。大地构造位置可能处在洋壳与陆壳的接触带,说明新太古代清河断裂附近可能出现陆壳碰撞增生活动。闪长质-石英闪长质-花岗闪长质-二长花岗质片麻岩体现了陆壳经历长时间的增生、造陆活动,已由早期的基性陆壳向现今的硅铝质陆壳转变。     

中条山同善地区虎坪杂岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

中条山地区是华北克拉通中部造山带的重要组成部分,区内前寒武纪地层广泛出露,新太古代地质体主要分布在北东走向的中条山主山脉和近东西向王屋山"同善天窗"内。"同善天窗"中主要出露虎坪花岗质片麻杂岩及宋家山群。虎坪杂岩中黑云斜长片麻岩的锆石U-Pb上交点年龄为(2 530±13)Ma,εHf(2 530Ma)为3.89～7.12;英云闪长岩207 Pb/206 Pb加权平均年龄为(2 551.4±2.7)Ma,εHf(t)为5.49～9.67。结合近年来华北克拉通新太古代晚期中部造山带镁铁质火山岩Nd同位素及遵化二辉橄榄岩的Hf同位素特征,推测华北克拉通中部造山带新太古代晚期地幔εHf(t)与εNd(t)具有一定的线性关系,中条山新太古代晚期地幔εHf(2.55Ga)为8.2～9.5,显示华北克拉通地幔在2.55Ga之前即发生过大规模的分异。虎坪变英云闪长岩幔源Hf同位素的特征需要新生玄武质地壳俯冲熔融,类似特征的花岗岩往往存在于洋内俯冲带或是洋脊俯冲的特殊构造环境;因此,虎坪英云闪长岩的产出可能代表了中条山2.55Ga的洋脊俯冲或是年轻洋壳的壳内俯冲事件。     

中条山涑水杂岩中TTG片麻岩的锆石Hf同位素特征及其形成环境

中条山前寒武纪涑水杂岩主要由西姚和寨子英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质(TTG)片麻岩、横岭关和北峪钙碱性花岗质岩石组成。SHRIMP锆石U-Pb年代学研究表明,西姚石英闪长质片麻岩~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为2536±8Ma,是新太古代的产物;西姚和寨子TTG片麻岩及横岭关和北峪钙碱性花岗质岩石岩浆锆石Hf同位素组成ε_(Hf)(t)全为正值,且在t-ε_(Hf)(t)图解上,落在2.6～3.1Ga地壳演化线范围内。北峪钙碱性花岗质岩石中三个继承锆石核的~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为2633±84Ma,其锆石ε_(Hf)(t)值为-2.0～ 5.6。前寒武纪涑水杂岩中花岗质岩石的SHRIMP锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素特征揭示它们最可能形成于新太古代到古元古代,岩浆主要来源于约2650Ma初生地壳的部分熔融,并有更古老的地壳物质的加入。     

地球早期大陆地壳的形成与演化

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩（TTG）的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层（“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式）、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程： 3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%~70%,厚度约为20~40 km;3.0~2.5 Ga,地壳改造速率明显增加,陆壳生长和破坏速率达到动态平衡,表明全球性现代板块构造体制逐渐成为控制大陆形成、裂解和陆壳演化的主要因素。     

锦州-迁安太古宙赞岐岩类片麻岩成因及其动力学意义

详细的野外地质调查和综合研究表明冀东-辽西南部地区太古宙变质基底主要由富钾花岗质岩石组成,由锦州至迁安构成一条NEE向延伸200余千米的富钾花岗质岩石带。这些富钾花岗质岩石主要由似斑状/中粒石英二长闪长质-花岗闪长质-二长花岗质片麻岩和中粒二长花岗岩-正长花岗岩构成。全岩地球化学分析表明这些石英二长闪长质-花岗闪长质-二长花岗质片麻岩具有高FeO~T、MgO、K_2O和Mg~#值的地球化学特征,与全球范围内中-新太古宙赞歧岩类相似。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果表明这些岩石形成于2546~2543Ma。岩石成因研究表明这些赞歧岩类片麻岩形成于俯冲板片及其拖曳的洋壳沉积物、增生楔物质的熔体和受俯冲流体、熔体交代的地幔楔之间相互作用引发的一系列的岩浆作用。这一多样化的赞岐岩类岩浆作用形成了一条新太古代赞岐岩类带,该赞岐岩类带反映了冀东-辽西南部地区新太古代从NNW向SSE向板片热俯冲的动力学体制。     

地球早期大陆地壳的形成与演化

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩(TTG)的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层(“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式)、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程：3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%～70%,厚度约为20～4...     

地壳的活化改造稳固了地球的初始克拉通

正在冥古宙和始太古代之交(～4000 Ma),由演化的地壳组成的稳定大陆地壳开始在地球上广泛出现,较之地球早期的星云吸积作用晚了约5亿年。这一时间差被认为是地球早期地壳因冥古宙时期强烈的陨石轰击、地幔翻转或俯冲作用被破坏而未能被保存下来的结果。然而,因在世界其他几个克拉通中发现有完整的冥古宙地壳残余,这一解释一直受到质疑。一些学者认为,冥古宙保存有镁铁质-超镁铁质地壳,     

崤山太古宙花岗—绿岩地体的地质特征

崤山太古宙花岗－绿岩地体由１５％的绿岩带（变质表壳岩系）和８５％的花岗质片麻岩系（变质侵入岩）组成。呈包体产出的绿岩系分为以变火山岩为主的兰树沟岩组和以变沉积岩为主的杨寺沟岩组。花岗质片麻岩包括早期富钠的ＴＴＧ质花岗岩和稍后的富钾花岗岩。晚期则有代表大陆地壳裂解的基性岩墙群侵入。文中介绍了各岩石单元的地质、地球化学特征及花岗－绿岩带的变形和变质特征,探讨了研究区太古宙的大陆地壳演化。     

成岩过程中受时间变化控制的花岗质岩石成分的演化:以芬兰东部太古宙为例

芬兰东部发育的灰色片麻岩构成了太古宙绿岩带的基底。它们是由英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩(TTG)组成的,并且是在两个性质不同的岩浆期即2.86Ga(Kivijarvi片麻岩)和2.56Ga(Naavala)之间侵位的。根据量痕元素特征建立起来的岩石成因模式显示出,TTG岩石最终是通过地幔的包括有两个阶段的一种机制所获得的:(1)地幔的熔融形成一种拉斑玄武质地壳;(2)这些拉斑玄武质重熔并转换成石榴斜长角闪岩*再产生TTG岩石。