华北克拉通古元古代构造事件

本文讨论了华北克拉通的古元古代表壳岩系、高压麻粒岩和孔兹岩系的若干问题,提出了(1)华北克拉通在约2500Ma太古宙结束时已基本形成.在2300Ma之前处于相对稳定的构造环境;(2)2300～1950Ma期间,华北克拉通经历了一次基底陆块的拉伸-破裂事件,在克拉通内部发育了晋豫、胶辽裂陷盆地和丰镇陆内凹陷盆地;(3)约1900Ma期间,有地幔上涌并伴随辉长岩浆的底侵作用,引起大青山-丰镇地区的超高温变质作用.底侵的辉长岩浆作为岩体和岩墙在下地壳就位,并发生高压麻粒岩相变质作用;(4)约1850Ma期间,华北克拉通经历了一次挤压构造事件,导致了裂陷盆地的闭合和焊接,形成晋豫和胶辽两个类似于现代陆.陆碰撞型的造山带;(5)在华北克拉通的北缘,华北克拉通可能与其北部的另一古老陆块或岛弧拼合,其拼合带应位于白云鄂博以北.现在已残缺不全.孔兹岩系可能代表了平行于北缘造山带的一条构造带.与北部造山带的俯冲碰撞相关的陆内深部逆掩造成了麻粒岩相岩石的形成和抬升;(6)白云鄂博群、化德群和渣尔泰(-狼山)群是与长城系相同时期发育的被动大陆边缘裂谷盆地;(7)1850～1700Ma期间,华北克拉通进入伸展构造体制,导致基底抬升,产生裂陷槽、基性岩墙群和非造山岩浆活动.     

华北北缘承德地区高压麻粒岩的变质演化历史——锆石年代学和地球化学证据

冀北承德一带的高压麻粒岩多呈弱应变域构造透镜体, 出现于由花岗片麻岩组成的宽阔的复式剪切带内, 其代表的深部地壳热运动及相应的折返机制对华北克拉通的碰撞造山模式和克拉通构造演化模式研究有着重要的制约作用。冀北承德高压麻粒岩及其围岩的锆石U-Pb同位素定年结果显示, 围岩原岩年龄约2500 Ma, 大约在2297 Ma基性岩侵入花岗片麻岩, 在大约2381 Ma后开始俯冲, 经历高压麻粒岩相变质, 经历俯冲及长期地壳加厚过程, 于2001 Ma之后某个时间开始折返, 在此过程中1896 Ma还有另外一期基性岩墙侵入, 在1885 Ma经历了抬升过程与麻粒岩相退变质, 而在1850 Ma经历了华北大面积高角闪岩相事件, 甚至有部分熔融出现, 此事件抹杀了大部分古元古代变质演化过程。由此可见, 承德地区甚至整个华北北部古元古代地质演化历史并不是不同地点的一两期不同事件, 而是一个复杂连续的演化过程, 以往的研究只揭示了一期或两期事件, 而承德地区高压麻粒岩的证据则记录了更多信息。     

华北克拉通中元古代裂解事件:以渣尔泰-白云鄂博-化德裂谷带岩浆与沉积作用研究为例

华北克拉通存在三个主要的中元古代裂谷带,从南到北分别为熊耳裂谷带、燕辽裂谷带以及渣尔泰-白云鄂博-化德裂谷带。其中熊耳群中火山岩的峰期年龄为1780~1750Ma,其上还有形成于被动大陆边缘的五佛山群、汝阳群以及官道口群。中北部的燕辽裂谷带包括长城系、蓟县系和青白口系,其中长城系团山子组和大红峪组火山岩的年龄分别为~1640Ma和1626~1622Ma,蓟县系高于庄组、雾迷山组和铁岭组凝灰岩的年龄分别为1560Ma、1485Ma和1437Ma,而下马岭组凝灰岩年龄为1366~1380Ma。北缘渣尔泰-白云鄂博-化德裂谷带中渣尔泰群书记沟组玄武岩年龄为1743Ma,阿古鲁沟组酸性火山岩年龄为~810Ma,白云鄂博群尖山组中基性火山岩年龄为1728Ma,化德群比鲁特组火山碎屑岩年龄为1515Ma。中元古代岩浆事件除了裂谷带中的火山作用外,还包括三期基性岩墙群(~1780Ma太行-吕梁岩墙群、~1730Ma密云岩墙群和~1620Ma泰山岩墙群)以及1.76Ga到1.65Ga非造山岩浆组合(斜长岩-环斑花岗岩体-A型花岗岩)。中元古代中期,华北克拉通北缘发育了基性岩席(墙)、A型花岗岩以及碳酸岩脉,双峰式岩浆作用说明华北北缘在中元古代中期经历了裂谷作用,与哥伦比亚超大陆的最终裂解有关,并且与白云鄂博巨型REE-Nb-Fe矿床的形成具有成因上的联系。华北克拉通北部两个裂谷带中的地层具有可以对比的层序以及时代,而中元古代中期辉绿岩墙、A型花岗岩以及碳酸岩脉可以与其它克拉通同时期的非造山岩浆作用对比,证明华北克拉通经历了哥伦比亚超大陆的最终裂解。古地磁数据已经证明在哥伦比亚超大陆时期Siberia、Laurentia、Baltica、Amazion以及华北克拉通是连接在一起的,而北缘中元古代中期大陆裂谷相关岩浆岩的发现也说明它是与另一个古大陆相连的。华北克拉通南缘熊耳火山岩的构造背景到底是大陆裂谷还是大陆边缘弧则关系着其是与另一个克拉通相连还是面向大海,这需要我们进一步深入研究。     

天镇-怀安地区变质基性岩墙群:华北克拉通古元古代末期碰撞-伸展构造体制转换标志

古元古代是华北克拉通形成过程中重要的造山构造演化阶段,该阶段形成的基性岩墙群,为深入理解裂解-俯冲-碰撞-抬升的造山构造-岩浆过程提供了重要信息.本文报道了天镇-怀安地区广泛分布于新太古代-古元古代变质基底中的变质基性岩墙（二辉麻粒岩）,野外产状与区域主期构造面理协调一致,主要由单斜辉石、斜方辉石、斜长石和少量角闪石组成.LA-MC-ICPMS锆石U-Pb同位素定年获得变质基性岩墙的变质年龄为1 820~1 834 Ma,与区内麻粒岩相变质事件一致,结合区域基性岩墙年龄记录,推测其原岩形成年龄为1.95~1.91 Ga.根据岩石地球化学特征可将变质基性岩墙划分为高Mg低Ti型和低Mg高Ti型两类,两者经历了不同程度的橄榄石、单斜辉石和斜长石的分离结晶.两类基性岩墙均亏损高场强元素（如Nb、Ta、Ti、Zr和Hf）,结合锆石Hf同位素分析,研究表明基性岩墙来源于俯冲流体交代的岩石圈地幔或者受到过地壳物质的混染.华北克拉通古元古代存在2.16~2.04 Ga和1.97~1.83 Ga两期基性岩墙侵位事件:早期代表在初始克拉通基础上发生的板内裂解过程,晚期记录了由俯冲碰撞到伸展的转换过程,即碰撞造山构造体制由水平挤压转变为垂向抬升,构造转换时限大致介于1.95~1.91 Ga.      

华北陆块前寒武纪两次重大地质事件的特征和性质

分类统计了华北陆块236个精度较高的大于16亿年的年龄数据。统计分析显示,年龄数据存在2个最为明显的峰期,分别位于2550～2475MaBP和1900～1750MaBP区间,对应华北陆块25亿年和18亿年地质事件。同时,这2次地质事件所包含的变质作用峰期和成岩作用峰期均有不同步的特点。25亿年地质事件中成岩作用峰期早于变质作用峰期,而18亿年地质事件中变质作用峰期早于成岩作用峰期。由此反映这 2次地质事件性质的差异。25亿年地质事件表现为巨型麻粒岩带、岩浆构造热事件、沉积建造开始和环境变化等,可能代表华北陆块一次重要的拼合事件;而18亿年地质事件表现为非造山岩浆活动、裂谷型火山-岩浆活动和强烈的退变质作用等,可能代表华北陆块一次重要的裂解事件。     

华北克拉通古老麻粒岩纪录的三期构造-岩浆事件

华北克拉通中部造山带上广泛发育新太古代-古元古代的基性岩墙。本文选取出露于华北南缘太古代太华群花岗片麻岩中的基性麻粒岩脉体进行研究,进而探讨了克拉通南缘太古代地体所经历的构造-岩浆-变质事件以及其后期演化过程。通过对基性麻粒岩脉体的野外地质、岩石学、锆石的U-Pb年代学、锆石O及Hf同位素地球化学的研究,显示该脉体记录有3期明显的构造-岩浆-变质事件:(1)新太古代晚期岩浆侵位事件(2523±8Ma)。岩浆锆石正的εHf(t)值(2.88~7.16)显示该基性岩脉是由亏损幔源玄武质岩浆侵位于太古代基底而形成的,结合锆石略高于正常地幔的δ18O值(6.12‰~7.47‰)说明岩浆侵位后受地壳混染并不显著。该岩浆事件与华北克拉通新太古代(~2.5Ga)广泛存在的地壳再造和少量的地壳增生事件吻合;(2)古元古代变质作用(1922±6Ma)。麻粒岩中变质锆石纪录的古元古代变质作用事件与华北克拉通中部造山带普遍遭受变质作用的时期(1.85~1.97Ga)相一致。锆石正的εHf(t)值(1.61~5.52)说明变质作用过程中Hf同位素体系保持封闭,因此其Hf同位素组成继承了原岩幔源岩浆的组成。而略低于岩浆锆石的δ18O值(4.85‰~5.76‰)可能是由变质作用过程中发生的高温热液蚀变导致的;(3)渐新世岩浆活动(31.38±0.15Ma),该期岩浆作用在华北克拉通属首次发现。麻粒岩中部分岩浆锆石给出了非常好的谐和年龄,这些锆石的εHf(t)值(-3.03~1.69)集中分布于原始地幔岩浆库(CHUR)演化线之上,且具有非常接近于原始地幔的δ18O值(5.78‰~6.62‰),表明该基性岩脉所记录的渐新世岩浆活动也来源于地幔。结合已有研究成果,我们认为华北南缘太华群基性脉体形成于新太古代晚期,侵位于早先的太古代地体之中,并随同古老基底一起俯冲至下地壳深度发生了麻粒岩相的变质作用,不久又一同被抬升至发生角闪岩相退变质,后又经历了渐新世的幔源岩浆活动的扰动,抬升至地表的地质演化过程。     

胶北地体多期变质事件的P-T-t轨迹及其对胶-辽-吉带形成与演化的制约

胶北地体位于华北克拉通东部陆块胶-辽-吉带南端,主要由闪长质-TTG-花岗质片麻岩、变质表壳岩系和变质镁铁-超镁铁质岩所组成。本文通过对胶北早前寒武纪变质岩系的岩石学、矿物化学、变质反应结构和序列、变质温度和压力估算与同位素年代学资料的综合研究和总结,得出以下重要结论:(1)与华北克拉通东部陆块其它地区太古宙变质基底类似,本区也存在~2500Ma区域性新太古代变质事件,且与本区2550~2500Ma岩浆作用在时间上非常接近,其变质作用发生的时间比岩浆作用要晚10~50Myr,指示本区~2500Ma区域性变质事件可能与大规模的幔源岩浆底侵作用存在密切的成因关系。(2)胶北还存在1950~1850Ma区域性古元古代变质事件,并导致了大量高压基性和泥质麻粒岩的形成,高压基性麻粒岩主要以不规则透镜体、变形岩墙群或岩脉群的形式赋存于闪长质-TTG-花岗质片麻岩之中,并集中分布在安丘-平度-莱西-莱阳-栖霞一带,大致沿北东-南西向断续带状分布,构成了一条长约300km的古元古代高压麻粒岩相变质带。(3)本区古元古代高压麻粒岩以记录近等温减压(ITD)及随后近等压降温(IBC)的顺时针P-T-t轨迹为特征,指示本区变质杂岩在古元古代晚期曾强烈地卷入了与俯冲-拼贴-碰撞造山有关的构造过程,并可能经历了如下复杂的构造演化:(I)在古元古代晚期2000~1950Ma,随着有限大洋地壳的持续俯冲作用,本区各类变质岩的原岩开始经历一次构造增厚事件,并导致了它们的原岩经历了早期绿片岩相-角闪岩相进变质作用;(II)1950~1870Ma,大洋地壳俯冲作用结束,本区开始发生弧-陆拼贴和陆-陆碰撞作用,大陆地壳持续缩短和加厚,在加厚下地壳或岛弧根部带约50km的深度,发生了区域性高压麻粒岩相变质作用,并导致了本区变基性岩和变泥质岩分别形成了石榴石+单斜辉石+斜长石±角闪石±石英±铁-钛氧化物和石榴石+蓝晶石+钾长石+斜长石+黑云母+石英+铁-钛氧化物+熔体的高压麻粒岩相矿物组合。(III)1870~1800Ma,在同碰撞峰期变质结束之后,本区造山作用进入了后碰撞构造折返-伸展演化阶段,先后经历了早期快速构造折返和晚期缓慢冷却降温两个构造热演化阶段。其中,在早期快速构造折返阶段,高压麻粒岩经历了峰后近等温或略微增温减压退变质作用的叠加,高压基性麻粒岩表现为沿石榴石边部形成了含斜方辉石的后成合晶。与此同时,早期快速构造折返阶段还伴随着热松弛和伸展作用,出现一系列的幔源基性岩浆活动,不仅导致了本区大量未经历高压麻粒岩相变质的变基性岩群的形成,同时也诱发了区内大规模的地壳深熔作用的发生。自温度高峰期之后,本区地壳岩石还经历了一个近等压冷却降温过程,并发生了区域性角闪岩相退变质作用,高压基性麻粒岩表现为石榴石和斜方辉石边部常出现含角闪石的退变边或后成合晶。最终,在1800Ma左右,本区含电气石花岗伟晶质岩脉的大量出现,则标志着胶北地体古元古代晚期(2000~1800Ma)俯冲-拼贴-碰撞造山作用的最终结束。     

胶东莱西地区高压麻粒岩的Sm-Nd同位素年代学

在胶东地区莱西-莱阳-栖霞一带的晚太古代花岗片麻岩中,出露一条长约200多公里,NE向展布的高压基性麻粒岩-超镁铁质岩带。由于这条岩带东邻苏鲁高压-超高压变质带,西接华北克拉通基底的古老变质岩,因此其区域构造归属以及大地构造意义是一个十分重要的问题。本文分析的高压基性麻粒岩样品具有降压退变质结构,退变质矿物组合为麻粒岩相。矿物-全岩Sm-Nd等时线年龄为1752Ma,全岩T(DM)模式年龄为2788Ma,与华北克拉通北缘的高压基性麻粒岩的同位素年龄完全相似。根据高压麻粒岩-超镁铁质岩的围岩片麻岩特征和同位素年龄,可以确定这条出露于华北陆块东缘的岩带是早前寒武纪华北克拉通下地壳岩石,其抬升与华北陆块与扬子陆块的拼合有关。     

冀北中低级变质表壳岩的年代学特征及其对华北克拉通构造演化的约束

华北克拉通在新太古代末期发生克拉通化,形成了现今规模的古陆,大量的太古宙岩石均经历了~2500Ma左右的区域高级变质作用(高角闪岩相-麻粒岩相)。而华北克拉通北部冀北地区出露一套中低级变质(绿片岩相-角闪岩相)的火山-沉积岩系,主要包括胡麻营地区红旗营子表壳岩和大阴山地区单塔子表壳岩中变质程度较低的部分。胡麻营地区红旗营子表壳岩系主要岩石组合为变基性火山岩、绿帘角闪岩、斜长角闪岩、含石榴石斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、石英片岩、磁铁石英岩等,SIMS锆石U-Pb定年结果表明斜长角闪岩形成于2486±18Ma(MSWD=1.4),而黑云斜长片麻岩形成于2507±37Ma(MSWD=2.0)。大阴山地区单塔子中低级变质表壳岩系主要由浅变质火山岩、云母石英片岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩和大理岩等组成,SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示,浅变质火山岩中的变玄武岩形成于2490±19Ma(MSWD=2.0),而变英安岩形成于2502±8Ma(MSWD=0.83)。因此,冀北中低级变质的表壳岩系主要形成于新太古代末期,形成年龄为2507~2486Ma;结合冀东青龙地区新太古代末期(2511~2503Ma)的浅变质火山-沉积岩系(青龙表壳岩),我们认为新太古代末期,中低级变质表壳岩系广泛分布于华北克拉通的核部和边缘地区,此套岩系覆盖在太古宙高级变质杂岩之上,代表华北克拉通化之后的稳定盖层,是克拉通化的主要标志之一。     

华北克拉通的组成及其变质演化

华北克拉通早前寒武纪变质基底主要由五套不同类型的变质岩系组成。克拉通在形成过程中经历了多期构造活动、多期岩浆侵位、多期变质作用以及不同程度的混合岩化和深熔作用,岩石已遭受多次不同地质作用的叠加改造,因此华北克拉通具有复杂的演化历史。从太古宙到古元古代末的克拉通形成,华北克拉通主要经历了五期区域变质作用。鞍山地区的古—中太古代经历了角闪岩相变质作用改造,尚未获得变质年龄数据。但在TTG岩系中已获得3 560 Ma和3 000~3 300 Ma早期的变质年龄。河南鲁山太华杂岩的中太古代斜长角闪岩中获得2 776~2 792 Ma和2 671~2 651 Ma两期变质作用年龄信息,代表了新太古代早期的变质作用。新太古代麻粒岩-TTG岩系和新太古代花岗-绿岩系都经历了新太古代晚期—古元古代初的变质作用改造。在古元古代阶段,在华北克拉通北缘在1 965~1 900 Ma期间发生了中低压/高压麻粒岩相变质,局部发生超高温变质,这期变质作用与陆块间的俯冲碰撞及其后的地幔上涌有关。在古元古代晚期(1 890~1 800 Ma)在华北克拉通的中部及东部的胶—辽—吉带发生了高压麻粒岩相-角闪岩相的区域变质,代表了陆块间的碰撞拼合过程。不同变质岩系类型经历的变质作用反映了不同的构造背景。太古宙晚期大量的TTG岩系及呈面状分布的中/低压麻粒岩主要出露在华北克拉通的中北部,普遍具有逆时针的p-T轨迹,反映了地幔柱底板垫托的构造环境。新太古代的花岗-绿岩系在新太古代晚期—古元古代早期经历的变质作用多为顺时针的p-T演化轨迹,反映其发生可能与弧后+地幔柱联合作用的构造背景。古元古代晚期的两期变质作用多表现为高压麻粒岩相的顺时针p-T演化轨迹,反映了不同陆块(地块)之间碰撞拼合的过程,意味着类似显生宙的板块构造体制已经出现。     

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

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℃/ 7.0kbar和 750℃/ 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。     

华北中—新元古代的岩浆作用与多期裂谷事件

经历了古元古代晚期的变质事件(吕梁运动或称中条运动)之后,华北开始进入地台演化阶段,即从此时起开始了裂谷系的发育与演化。裂谷系可大致分为南、北两个在地表没有完全连接的裂陷槽和北缘、东缘各一个裂谷带。在华北南部的裂陷槽称为熊耳裂陷槽。熊耳群双峰式火山岩最古老的岩浆年龄约为1 800~1 780Ma,向上的中—新元古代地层有汝阳群、洛峪群等。华北北部的裂陷槽称为燕辽裂陷槽,主要由长城系、蓟县系和青白口系组成。中—新元古代(1.8~5.4Ga)的岩浆作用可以分为4期:(1)火山岩分布在长城系的团山子组和大红峪组,锆石U-Pb年龄在1 680~1 620 Ma,是晚于熊耳群的火山岩;(2)非造山侵入岩(斜长岩-奥长环斑花岗岩-斑状花岗岩)的同位素年龄在约1 700~1 670Ma;(3)在原青白口系下马岭组的斑脱岩以及侵入下马岭组的基性岩席中,得到1 380~1 320Ma的锆石和斜锆石U-Pb同位素年龄,在东缘裂谷的沉积岩中也有1 400Ma和1 300~1 000Ma的碎屑锆石;(4)在华北以及朝鲜的中—新元古代地层中,已经识别出约900Ma的基性岩墙。此外,对华北北缘的白云鄂博群、狼山—渣尔泰群和化德群的研究,证实在华北北缘的裂谷系与燕辽裂陷槽具有相同的层序与沉积历史。其中在渣尔泰群中识别出约820 Ma的火山岩。盆地分析表明,华北克拉通与相邻大陆分离时间对应于大红峪组—高于庄组沉积时间,结束后开始蓟县系沉积,为1 600Ma或为古—中元古代接替时间,也大致对应于Columbia超大陆裂解的时间。值得注意的是,华北克拉通自古元古代末至新元古代,经历了多期裂谷事件,但是期间没有块体拼合的构造事件的记录,这对于理解华北中—新元古代的演化历史以及对于理解该时期全球的构造具有重要意义。     

阿拉善变质基底古元古代晚期的构造热事件

阿拉善地块可分为太古宙的叠布斯格杂岩(岩群)、古元古代的巴彦乌拉山杂岩(岩组)和古-中元古代的阿拉善杂岩(岩群)、波罗斯坦庙片麻杂岩和毕级格台片麻杂岩。太古宙的叠布斯格岩群和片麻岩中的锆石记录了1926Ma和1802Ma的变质事件年龄,角闪石记录了1918Ma的变质事件年龄,斜长石记录了1722Ma的冷却年龄。同时,在波罗斯坦庙变形的片麻状杂岩中的锆石记录了1839Ma的岩浆事件年龄。该区古元古代晚期的构造热事件,可初步将划分为2000～1900Ma的早期事件和1850～1800Ma的晚期事件,并在时间和特点上与大青山-集宁-大同一带变质地体中广泛发育古元古代晚期的岩浆-变质事件非常相似,进而表明,华北克拉通西部陆块中的古元古代晚期造山带(孔兹岩带)向西可延伸到阿拉善东部地区。     

西伯利亚克拉通南缘奥里洪地块麻粒相变质作用及构造意义

早古生代西伯利亚克拉通南缘发生了大规模的增生-碰撞造山运动,本文研究的地区--奥里洪地块记录了巴尔古津微板块与西伯利亚克拉通碰撞造山的事件.对奥里洪地块出露的两种典型的高级变质岩--石榴辉石岩和石榴黑云片麻岩的矿物成分分析和变质温压计算,表明它们都经历了麻粒岩相的峰期变质作用,峰期变质温度达到770～800℃,而压力曾达到1.0GPa左右:峰后的退变质作用仍具有较高的温度,但压力明显降低(700～730℃,0.065GPa和710～766℃,0.50GPa),显示了一个近等温降压(ITD)的顺时针P-T轨迹特征.石榴黑云片麻岩中变质锆石的原位LA-ICP-MS U-Pb定年表明,麻粒岩相峰期变质年龄为479±2Ma,而峰前变质可能在500Ma就已经开始.峰后的退变质作用很可能发生在475～460Ma之后.整个造山作用持续了至少35Ma.对比蒙古-图瓦地块及中国东北佳木斯-额尔古纳地块已厘定出的变质作用及岩浆活动年龄可以发现,西伯利亚克拉通南缘不同地区增生-碰撞造山作用发生的时间是不同的,奥里洪地区造山作用相对年轻.     

冀北单塔子杂岩的地质学和锆石U-Pb年代学

冀北单塔子杂岩位于华北克拉通北缘中段隆化-赤城断裂以南,主要由高角闪岩相-麻粒岩相变质的英云闪长质、奥长花岗质、花岗闪长质片麻岩(TTG岩套)和铁镁质二辉麻粒岩、辉石斜长角闪岩、石榴石斜长变粒岩、石榴石夕线石黑云母片岩及少量的大理岩等表壳岩残留体组成。详细的SHRIMP和LA-ICPMS锆石U-Pb同位素地质年代学研究表明,冀北单塔子杂岩的形成主要经历了7个演化阶段:(1)2600～2530Ma之间形成了单塔子杂岩中英云闪长质和奥长花岗质片麻岩的围岩,其中一部分铁镁质表壳岩,即铁镁质二辉麻粒岩,可能为英云闪长质—奥长花岗质岩浆的源岩;(2)2517～2505Ma主要为英云闪长质岩浆的侵位结晶阶段;(3)2494～2473Ma,奥长花岗质片麻岩侵位结晶;(4)2427～2404Ma,发生了早期麻粒岩相变形变质作用和深溶混合岩化作用,使这一杂岩经历了强烈的改造;(5)～1859Ma,铁镁质岩浆侵位,形成一些铁镁质岩株和岩脉;(6)～1834Ma到1793Ma,单塔子杂岩经历了最强烈的变质作用改造,形成了晚期麻粒岩相变质作用;(7)～1730Ma经历了强烈的流体活动,使得一些锆石发生了流体交代和改造。但是总体上单塔子杂岩没有经历～300Ma的古生代的变质作用。     

朝阳北部早前寒武纪变质杂岩地质事件序列

朝阳北部早前寒武纪变质杂岩是华北克拉通北缘承德-阜新变质地块的一个重要组成部分,主要由一套变质火山岩、火山碎屑岩及其相伴生沉积岩等表壳岩组成,被TTG片麻岩、辉长岩和石英闪长岩等深成侵入体侵位。这些表壳岩和深成侵入体均经历了高角闪岩相变质作用。表壳岩中石榴石斜长角闪岩(CY004-3),其原岩岩浆结晶年龄为2513～2520Ma,遭受了2447Ma变质作用改造。石榴石透辉石斜长角闪岩(CY006-6),其原岩岩浆结晶年龄2481～2568Ma,记录了～2400Ma变质事件。小角度切割变质火山岩和磁铁石英岩的早期二长花岗质片麻岩脉体,岩浆结晶年龄为2496～2501Ma,表明这些变质火山岩的岩浆结晶年龄应在2500Ma以上。侵位于这些变质层状岩系内的不同规模的深成侵入体记录了古元古代早期重要的岩浆事件。石榴石辉石斜长角闪岩(CY004-4),原岩为辉长岩,岩浆就位年龄为2394Ma,记录2354Ma的变质年龄。黑云角闪斜长片麻岩(CY005-1),原岩为石英闪长岩,其岩浆就位结晶年龄为～2403Ma。变质辉长辉绿岩(CY014-1)给出了2399～2404Ma的岩浆就位结晶年龄。上述变质火山岩等表壳岩系主期变质作用发生在古元古代(2350～2460Ma),与变质深成侵入体就位同时发生。这些年代学结果表明,这一地区大规模的铁镁质火山喷发作用发生在新太古代末期,在古元古代(2350～2460Ma)发生主期变质作用和深成岩浆作用。     

华北克拉通怀安杂岩中“MORB”型高压基性麻粒岩的成因及其构造意义

古元古代是华北克拉通重要的构造演化阶段,现已识别出多条碰撞造山带,但这些造山带的构造边界、演化时限以及地球动力学过程仍存在争议。本文报道了在怀安杂岩中新发现的一套高压基性麻粒岩-大理岩-富铝片麻岩表壳岩组合,原岩为一套基性火山岩-碳酸盐岩-砂/泥岩建造。高压基性麻粒岩记录了峰期高压麻粒岩相变质和麻粒岩相-角闪岩相退变质过程;地球化学研究表明其原岩为亚碱性拉斑玄武岩,具有平坦的稀土元素配分模式((La/Yb)_N=1. 35～1. 79),轻稀土相对亏损((La/Sm)_N=0. 83～1. 13),弱的正铕异常(δEu=1. 0～1. 22),无Nb、Ta负异常,与洋中脊玄武岩(MORB)地球化学特征类似;岩石组合和产状特征与晋冀蒙交界地区广泛分布的具有岛弧拉斑玄武岩性质的岩墙型高压基性麻粒岩明显不同。高压基性麻粒岩锆石εHf(t)为正值(+2. 6～+11. 5),单阶段模式年龄(t_(DM))介于2065～2250Ma之间,可能来源于尖晶石稳定域的浅层地幔源区。综合来看,这套含高压基性麻粒岩组合可能是古洋壳残片。SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素研究表明,高压基性麻粒岩的原岩可能形成于2. 15～2. 2Ga,峰期高压麻粒岩相变质年龄为～1. 95Ga,1. 83～1. 82Ga代表麻粒岩相退变质作用和减压熔融时限。本文研究表明,该套表壳岩组合记录了古元古代俯冲-碰撞-折返等一系列造山构造演化过程,可为恢复古元古代造山带早期构造环境提供证据。     

小秦岭-熊耳山地区岩墙锆石SHRIMP年代学研究——秦岭造山带岩石圈拆沉的证据

对小秦岭-熊耳山地区岩墙锆石开展了SHRIMP Ⅱ U-Pb法年代学研究显示,岩墙岩浆源区的锆石主要表现为华北南缘陆壳基底中的继承性锆石特征.根据地质关系确定的侵位于中生代花岗岩中的岩墙,其锆石年龄定年结果主要表现为1843±10Ma和768±15Ma左右的年龄,多数锆石表现为该区域熊耳群火山活动事件1850Ma左右的年龄,只有很少的锆石颗粒记录了中生代时期128Ma左右的侵位年龄.总体看来,岩墙中锆石较全面地记录了区域构造演化的历史.锆石测年结果反映出华北陆块阜平运动(2500～2400Ma)、华北南缘熊耳群火山喷发事件(1850Ma)、震旦纪构造活动(850～700Ma)、扬子陆块俯冲拼贴于华北南缘的造山事件(约200Ma)和燕山期(约130Ma)的岩墙岩浆侵位活动.岩墙的Sr、Nd、Pb同位素示踪揭示了岩墙岩浆源区与扬子陆块的亲缘性,从而证明新元古代-晚古生代时期扬子陆块向华北陆块南缘俯冲,以及后来秦岭造山带在造山期后华北南缘下地壳基底拆沉的地球动力学过程.岩墙中锆石测年结果多显示为老的继承性锆石的原因可能是中生代时期生长的锆石颗粒较小,而继承性锆石颗粒较大,锆石单矿物分选过程中主要挑选出继承性锆石的缘故.     

“吕梁运动”新认识

吕梁运动(1.90~1.70 Ga)长久以来被认为是华北克拉通最终稳定固结的造山运动.事实上, 在古元古代末期华北克拉通以伸展-裂解构造为主, 表现为拗拉谷系发育、非造山岩浆活动(环斑花岗岩、斜长岩、辉长岩、花岗岩类及伟晶岩脉等)、大规模基性岩墙群侵位以及早期变质基底隆升或退变质构造热事件等.对已有的大量同位素年代学资料分析后证明, 这一时期的岩浆侵位与基底构造-热事件在时间上的分布具有多峰式特点, 克拉通基底隆升退变质事件滞后于岩浆侵位, 明显区别于造山带普遍记录的构造变形-变质-岩浆侵位的事件序列.古元古代末期构造格局的重新认识, 为我国克拉通在元古代超大陆中的再造模式提供了最基本的制约条件.      

华北克拉通中部阜平杂岩的演化及其构造属性:来自湾子表壳岩碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

出露于华北克拉通中部带太行山区的阜平杂岩经历了角闪岩相至麻粒岩相变质作用,传统上视为古老的太古宙地层,其形成历史和演化对正确理解华北克拉通前寒武地质有着十分重要的意义.