华北克拉通新太古代早期—中太古代晚期（2.6~3.0 Ga）巨量陆壳增生:综述

在对一些重点地区新太古代早期—中太古代晚期（2.6~3.0 Ga）岩石的空间分布、岩石类型和形成时代作简要介绍基础上,文章总结了华北克拉通这一时代花岗质岩石的年龄分布模式、地球化学和Nd-Hf-O同位素组成特征。新太古代早期—中太古代晚期变质基底具有如下特征:①新太古代早期—中太古代晚期岩浆作用在华北克拉通几乎连续分布,峰期为2.70~2.75 Ga;②新太古代早期—中太古代晚期岩石在华北克拉通广泛存在,主要分布在东部古陆块、中部古陆块和南部古陆块中;③新太古代早期—中太古代晚期侵入岩以英云闪长岩为主,存在奥长花岗岩和花岗闪长岩及其他类型岩石;④新太古代早期—中太古代晚期表壳岩规模很小,零星分布于花岗质岩石中,岩石类型主要为变玄武质岩石,一些地区存在变质科马提岩、变质安山质?英安质火山岩和变质碎屑沉积岩;⑤2.6 Ga可作为华北克拉通新太古代早期和晚期的界线;⑥TTG岩石的Sr/Y和La/Yb比值存在很大变化,在Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图中位于高压、中压和低压TTG分布区;除少量富钾花岗岩外,华北克拉通新太古代早期—中太古代晚期岩石大都具有亏损Nd-Hf同位素组成特征;岩浆锆石O同位素组成与全球太古宙岩浆锆石类似;⑦许多地区都具有类似地质特征,但一些地区显示出较大的独特性。新的研究进一步支持了这样的认识:与全球其他许多典型克拉通类似,新太古代早期—中太古代晚期是华北克拉通最重要的陆壳增生时期,主要区别是华北克拉通叠加了强烈的新太古代晚期岩浆构造热事件。      

地幔橄榄岩中橄榄石的指示意义

橄榄石是地幔橄榄岩和辉石岩的主要组成矿物,但也经常以斑晶和捕虏晶的形式出现在玄武质岩石中。结合近年来在地幔橄榄岩的主要元素（如Mg和Fe）组成特征以及Li、Mg和Fe稳定同位素地球化学方面的研究成果,重点对橄榄石的地球化学特征与华北克拉通岩石圈地幔演化过程之间的联系进行了讨论,旨在加深对华北克拉通岩石圈地幔演化过程的理解。现有研究表明：地幔橄榄岩中橄榄石的矿物学特征、元素和同位素地球化学组成能够很好地指示岩石圈地幔的特征及其演化过程,因而具有重要的意义。对于克拉通地区的地幔橄榄岩来说,橄榄石的Mg#通常可以指示岩石圈地幔的属性,古老、难熔的地幔橄榄岩中的橄榄石一般具有较高的Mg#（〉92）,而新生的岩石圈地幔橄榄岩中的橄榄石则具有较低的Mg#（〈91）。因此,地幔橄榄岩中橄榄石的Mg#在一定程度上具有年龄意义。橄榄岩中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成也可以明确指示岩石圈地幔的属性及其所经历的演化过程,正常地幔的δ7Li、δ26Mg和δ57Fe组成相对均一,如果上述同位素组成偏离正常地幔值,则说明岩石圈地幔经历了熔体/流体的交代作用。华北克拉通地区地幔橄榄岩捕虏体中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成研究表明：该区的岩石圈地幔经历了多个阶段、不同来源的熔体/流体的改造过程。     

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。     

中国东部太古和元古活动带的构造和地球化学的发展

<正> 中国东部华北克拉通太古和早元古地壳以垂直增原为主,华北克拉通以外早元古地壳大范围地增生,其中、晚元古活动带则发生了地壳开会和水平增殖。它们分别具有各自的构造和地球化学的发展。 华北克拉通的太古宙地体主要由高级变质岩和花岗质岩石所构成。大部分地区仍可见到变质的上壳岩,如变质的双峰式火山岩及其火山碎屑岩、变粒岩、孔兹岩、大理岩和条带状铁建造等,形成了华北克拉通太古宙地体的自身岩石特征。已知太古宙的岩石时限为3.5—2.55Ga,其年代构造格架表现为大面积的晚太古岩石中包含了局部的3.5—2.9Ga的早     

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。     

赞皇斜长角闪片麻岩地球化学特征及其构造环境探讨

赞皇变质杂岩位于华北克拉通中部造山带的中南段,斜长角闪片麻岩是构成其前寒武纪基底的主要变质岩之一。通过野外地质调查、岩相学以及地球化学特征研究,发现赞皇斜长角闪片麻岩的原岩为拉斑-钙碱玄武质岩石,其稀土总量变化较大(41.38×10-6~232.55×10-6),轻稀土轻微富集,稀土配分模式近平坦,几乎无Eu异常。原始地幔标准化微量元素蛛网图显示其富集大离子亲石元素K、Rb、Ba,高场强元素Nb、Ta存在明显负异常,Ti弱亏损。地球化学特征和多种构造环境判别图解均表明,形成环境类似于现代大陆边缘岛弧构造环境,推测其形成与华北克拉通西部陆块与东部陆块间的俯冲碰撞有关。     

熊耳山下元古界片麻岩岩石地球化学及成因

熊耳山片麻岩中最基性的样品可近似代表其原岩,很有可能直接来源于地幔熔融的玄武质岩浆,在伸展构造环境下侵入地壳,从而促使部分地壳物质也发生部分熔融,形成中性-酸性岩浆岩,经历变质作用形成片麻岩。片麻岩的地球化学特征暗示华北克拉通南缘在早元古代仍存在一定程度的陆壳增生。     

江汉盆地早第三纪玄武质岩石^39Ar／^40Ar年代学和地球化学特征及其成因意义

江汉盆地早第三纪火山岩主、微量元素和Sr-Nd同位素以及精确的40 Ar/39 Ar年代学研究表明该火山岩形成于57.3±0.4Ma,由亚碱性的玄武岩和玄武质安山岩组成,富集LILE和HFSE,(La/Yb)cn=3.5～10.4,Eu/Eu*=0.99～1.08,具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征.微量元素比值和Sr-Nd同位素组成上表明,其地球化学特征与源于EMⅡ型富集岩石圈-软流圈相互作用而形成的华北南缘早第三纪火山岩以及东南沿海新生代玄武质岩石相似.结合长江中下游地区中生代玄武岩Pb同位素的资料,暗示扬子北缘新生代岩石圈地幔属性可能是其中生代属性的继承.江汉盆地早第三纪玄武质岩石是在陆内的岩石圈伸展拉张构造背景下,对流软流圈上涌导致EMⅡ型岩石圈地幔部分熔融的结果.     

华北克拉通中部中生代岩石圈地幔的性质:来自橄榄岩捕虏体的证据

目前对华北克拉通中生代岩石圈地幔性质的认识主要来源于中生代火成岩元素和同位素的地球化学示踪,而缺乏由地幔橄榄岩捕虏体所代表的直接证据.太行山南段中生代闪长岩中的地幔橄榄岩捕虏体为了解华北克拉通中部岩石圈地幔的性质提供了可能.     

华北克拉通及邻区孔兹岩系的时代及对太古宙基底组成的制约

根据地质、地球化学和Nd同位素研究 ,华北克拉通及邻区孔兹岩系主要形成于古元古代。笔者对孔兹岩系变泥沙质岩石进行了地球化学统计性研究。它们普遍高K2 O低Na2 O ,具有重稀土部分呈平坦型 ,轻重稀土分离较弱 ,存在较强负铕异常的稀土模式。在岩石/MORB -元素图解上 ,除Nb、P、Ti相对亏损外 ,还存在明显的负钡异常。具高成熟度的泥沙质岩石tDM和ΣNd( 2 .3Ga)变化范围分别为 2 .30～ 3.2 4Ga和 - 4 .77± 5.11。孔兹岩系形成于太古宙之后 ,与其主体由泥沙质岩石组成 ,并且需要有一个广泛出露、高成熟度陆壳基底物源区的认识相吻合。在考虑泥沙质岩石组成受源区组成和作用过程双重制约的情况下 ,给出了华北克拉通太古宙基底组成的估计值。它们与Taylor等 ( 1985)给出的太古宙上部地壳组成估计值存在较大区别     

华北克拉通岩石圈地幔的锂同位素特征与熔体改造作用

华北克拉通是显生宙以来全球古老克拉通破坏最为剧烈的地区。华北克拉通破坏及其相关的科学问题引起了国内外地质学家的广泛关注。有关华北克拉通破坏的研究已取得了许多重要进展,使我们认识到其破坏不仅表现为岩石圈厚度的剧烈减薄,更重要的是岩石圈地幔的物质组成与性质发生了巨大转变,即从古生代克拉通型转变为新生代大洋型。本文在综述华北地幔捕虏体锂同位素地球化学特征的基础上,进一步揭示了华北岩石圈地幔高度不均一的组成特征,以及不同来源的熔体对岩石圈地幔的改造作用,为深入认识华北岩石圈地幔的转变过程提供进一步的制约。     

关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄的机制与过程的讨论:是拆沉,还是热侵蚀和化学交代?

关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄作用,主要有两种模型:(1)岩石圈拆沉;(2)热侵蚀和/或化学交代。文中主要从岩浆活动与构造变形两个途径,通过(1)燕山带造山幕和结构要素组合以及造山过程的p-T-t轨迹;(2)收缩构造变形、火成岩构造组合和下地壳岩石捕虏体3个独立证据提出陆壳的构造加厚;(3)火成岩成因的壳幔相互作用模型和热模拟等,试图讨论华北地区克拉通有浮力的岩石圈如何转变为密度大的岩石圈,随之发生拆沉作用,而不是热侵蚀或化学交代机制使岩石圈地幔改造为EMI印记实现的减薄作用。大量对流的软流圈物质注入克拉通是诱发陆壳发生局部熔融所必需的条件。底侵玄武质岩浆的加热并弱化先前的冷和强的克拉通地壳,创造一个流变学条件,以使收缩构造变形和陆壳加厚成为可能。陆壳最下部和岩石圈地幔中形成的大量玄武质岩石,在构造加厚作用下,相转变为榴辉岩,致使原先有浮力的岩石圈转变为密度大的岩石圈,随之发生拆沉作用。     

冀东青龙-双山子地区新太古代高镁安山岩-镁闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及大地构造意义

冀东地区位于华北克拉通北缘,学术界对该地区新太古代岩浆作用的成因模式及构造背景一直存在争议,因此对冀东青龙-双山子地区的新太古代变质表壳岩及侵入岩进行了系统的同位素年代学及岩石地球化学研究.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学结果显示变安山岩的形成时代为2 576 Ma,辉长闪长岩-英云闪长岩-石英闪长岩的侵入时代为2 484~2 535 Ma.岩石地球化学特征显示,较早期的变安山岩部分属高镁安山岩类,源自俯冲板片脱水流体交代地幔楔的部分熔融;而稍晚的侵入岩类为具有埃达克质岩石特征的镁闪长岩类,源区具有熔体交代地幔楔部分熔融的特征;整体构成高镁安山岩-埃达克质镁闪长岩组合.结合区域上的同位素年代学及地球化学报道,冀东青龙-双山子地区新太古代应处于活动大陆边缘构造背景.      

吉林省延边卧龙地区青龙村群地球化学特征

青龙村群分布于华北板块北缘东段,岩石类型主要为片麻岩类,少量片岩类、斜长角闪岩类.变质作用由角闪岩相退变为绿片岩相.其原岩为钙碱性安山岩和流纹岩组合.岩石地球化学特征表明:青龙村群所属构造环境为岛弧区,岩浆同源,并经过岛弧区玄武质岩浆的分异作用,而玄武质岩浆产生与富集型MORB地幔经历中等程度部分熔融有关,Ti相对于Zr弱亏损可能与岛弧区俯冲深度有限有关.这表明青龙村群是华北板块北缘古亚洲洋俯冲消减的结果,并且与周围岩群没有可比性.     

左权-赞皇变质杂岩的地球化学特征及其构造意义

左权变质杂岩位于华北克拉通中部造山带的中南段,赞皇变质杂岩西南。两杂岩区出露的早元古代——晚太古代变质岩石类型主要有:长英质片麻岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、石榴角闪岩、云母片岩和长石石英岩等。通过详细地野外地质调查、岩相学以及地球化学研究发现,左权变质杂岩与赞皇变质杂岩有类似的地球化学性质,其中,长英质片麻岩、黑云斜长片麻岩和角闪岩的原岩均有正、有副,按原岩性质可分为变质沉积岩、变质花岗质岩石和变质基性岩三类。变质沉积岩的原岩为粘土岩或杂砂岩,物源以上地壳的长英质成分为主,REE配分型式与PAAS以及上地壳平均成分类似,原岩在形成过程中经历了中——低等程度的风化作用,沉积背景为有演化岛弧发育的活动大陆边缘;变质花岗质岩石的原岩为中酸性侵入岩,形成于大陆边缘弧环境,与变质沉积岩呈侵入接触关系;变质基性岩的原岩是拉斑——钙碱玄武质岩石,其稀土总量较低、轻稀土轻微富集,地壳混染作用明显,总体形成环境类似于现代大陆边缘的岛弧构造环境。基于以上地球化学特征推测左权——赞皇变质杂岩形成于典型碰撞造山环境,卷入了华北克拉通东部陆块和西部陆块之间的俯冲——碰撞过程。     

华北克拉通1.75Ga基性岩墙群特征及其研究进展

基性岩墙群是地壳伸展背景下,来自地幔的基性岩浆侵入体。华北克拉通同世界上其它克拉通一样,广泛发育前寒武纪基性岩墙群。它们在不同时代均有产生,其中1.75Ga前后的规模最大,分布范围最广,几乎遍布整个克拉通,对其进行深入研究,可以揭示华北克拉通该期构造演化过程。华北克拉通1.75Ga前后的岩墙几何形态多变,直立或近直立,走向主要为NNW向和近EW向。岩石以拉斑玄武质岩类占绝对优势(>80%),主要造岩矿物为单斜辉石和斜长石。根据岩墙走向、岩浆分异程度和岩石地球化学特征可将其分五组:低分异LT组、低分异HT组、高分异NW组、高分异EW组,以及具明显差异的高铁系列。同位素和微量元素研究显示,岩浆源区主要与富集Ⅰ型地幔(EMⅠ)、弱亏损的常规地幔(DM-PREMA)以及陆下岩石圈地幔有关。目前对华北克拉通1.75Ga基性岩墙群产出的构造环境在认识上有分歧,其中地幔柱观点和碰撞后伸展观点最为人们所关注。     

内蒙古中部巴音勿拉山岩体的地质特征及构造意义

巴音勿拉山岩体位于华北克拉通北部,白乃庙岛弧岩带南部,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果及锆石特征表明其侵位时代为(410.9±1.2)Ma。岩体岩石组合为一套正长岩杂岩,富钾富碱,铝质量分数较高,属偏铝质岩石。地球化学特征表明岩浆源区为岩石圈地幔,岩浆演化过程中下地壳的同化作用显著。其形成与白乃庙岛弧岩带与华北克拉通碰撞后的伸展作用有关。     

湘东南玄武质岩石地球化学特征及构造环境

湖南东南部是我国大规模钨，锡，锑及铅锌，稀有，稀土元素矿床集中区，其控矿构造环境倍受人们关注。幔源暗色岩系是深构造环境的产物，其地球化学特征是了解构造环境的有效途径。湘东南玄武质岩石包括碱性玄武岩和拉斑玄武岩两个系列，以碱性玄武岩系列为主。玄武质岩石稀土元素总量较高，无负铕异常，为轻稀土富集的右倾型。稀土元素反映岩浆形成主要受部分熔融作用控制。岩石形成于大陆拉张构造环境。微量元素具有明显OIB型分布特征，地壳混染程度很低，具有富集地幔特征。岩石地球化学，同位素地球化学和地球物理研究表明，软流圈地幔上涌并交代岩石圈地幔，形成以宁远－道县为中心的热地幔柱构造。该热幔柱构造控制该区的成岩，成矿作用。     

安徽庐枞盆地枞阳地区玄武质火山岩地球化学特征及其地质意义

庐枞盆地是长江中下游成矿带重要的矿集区之一,枞阳地区玄武质火山岩位于庐枞盆地中部。通过对枞阳地区玄武质火山岩进行岩石地球化学特征研究,探讨其源区性质及玄武质岩浆的演化过程。该区玄武质火山岩贫硅、富碱、低钛、低Mg^#值,属于钾玄质系列岩石; 稀土元素总量较高,具有LREE富集的右倾型稀土元素配分模式,有较弱的负Eu异常; 岩石富集Rb、K、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,Nb、Ta负异常。在岩石圈拉张作用下,枞阳地区富集岩石圈地幔发生部分熔融,形成的玄武质原始岩浆经历了地壳混染和分离结晶作用,沿区域深大断裂上侵,快速上升至地表,形成玄武质火山岩。     

论细碧岩的岩石组构、矿物组合和变质成因

本文以细碧岩的绿岩相(低温)矿物组合和玄武岩(高温)的岩石组构特征为基础,结合细碧岩中的钠长石和钠长石化作用及其与变质相的关系、斜长石钠长石化作用的实验研究、海水—玄武岩反应实验和洋底变质作用、晕长石混溶间隙以及岩石化学和地球化学等最近一些研究资料,研讨了细碧岩的变质成因。认为细碧岩是由热的循环海水与玄武岩反应所产生的低温蚀变和低级变质作用的水化玄武质岩石,其原始玄武质岩石包括在不同构造背景下,如洋中脊玄武岩、岛弧玄武岩和板内玄武岩,并不代表某种单一的岩石,而是不同玄武岩质岩石的细碧岩化作用的产物。