鲁西太古宙花岗绿岩带形成和演化－地质、地球化学和SHRIMP U-Pb定年

鲁西是华北克拉通太古宙花岗绿岩带典型代表之一，~2.7 Ga和~2.5 Ga构造热事件十分强烈，并发育~2.6 Ga构造热事件。新太古代早期和晚期的表壳岩系和深成侵入岩在时代演化上的有序性和空间上的分带性十分清楚。根据已有工作提出的新的关键科学问题，以地质为基础，开展以SHRIMP年代学和地球化学为重点的综合研究，详细确定鲁西花岗绿岩带新太古代早期和晚期主要岩石类型的时空分布和组成特征；获得~2.5 Ga和~2.6 Ga变质深熔作用的准确时间，明确~2.5 Ga深熔作用与大规模壳源花岗岩的成因联系；以花岗闪长岩和正长花岗岩为重点研究岩浆混合作用及意义；完善三个岩带的构造岩浆演化模型；建立新太古代岩浆构造年代格架；确定新太古代早期和晚期构造环境，从总体上把握鲁西花岗绿岩带形成演化。这一研究不仅可进一步深化鲁西花岗绿岩带形成演化的认识，对华北克拉通乃至全球太古宙陆壳研究也具有重要的科学意义。

以地质为基础，锆石SHRIMP定年、O和Hf同位素及全岩Nd同位素地球化学为主要手段，对鲁西太古宙花岗绿岩带进行了研究。主要成果如下：1）鲁西地区出露大量的新太古代花岗质岩石和表壳岩系，从北东到南西可依次划分为新太古代晚期壳源花岗岩带(A带)、新太古代早-中期古老岩石带(B带)和新太古代晚期新生花岗岩带(C带)。在A、B和C带中均发现~2.7 Ga TTG岩石露头，表明鲁西地区新太古代早期岩石有更广泛的分布。2）B带中新太古代中期和早期岩浆岩空间上密切共生，存在2.6–2.75 Ga连续的岩浆作用。岩浆锆石εHf(t)值和tDM2(Hf)年龄分别为-1.1到11.3和2.4到3.02 Ga。新太古代中期阶段地幔添加和壳内再循环都起了重要作用。3）B带岩石广泛记录了Ca. 2.6 Ga强烈构造热事件。可把2.6 Ga作为划分新太古代中-早期和晚期（或早期和晚期）的重要年龄界线，这在整个华北克拉通可能具有普遍意义。部分锆石具有很低的δ18O值，表明在局部区域具有陆壳的伸展和水的加入。4）鲁西地区新太古代晚期构造热事件十分发育，不但在A带，而且在B带和C带也有年龄记录。遭受变质深熔作用改造的岩石不但包括新太古代早期岩石，也包括新太古代晚期但形成时代稍早一些的许多不同类型岩石。新太古代晚期岩浆作用和变质作用的时空关系十分密切。这也是华北克拉通的普遍特征。5）对C带中岩浆混合作用进行了研究。岩浆混合作用呈带状分布，长度十余公里，宽度接近1公里。岩石类型包括钾长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩和斜长角闪岩。锆石年龄都为~2.50 Ga。同一构造背景下来自不同源区的岩浆岩相互混合，形成的不同类型岩石。6）对华北克拉通2.7 Ga岩浆岩进行了总结。岩石类型以英云闪长岩为主，大都来自亏损地幔源区，部分地区存在壳内再循环作用。与全球其它典型克拉通类似，华北克拉通新太古代早期岩浆构造热事件也十分发育，不同处在于华北克拉通叠加了强烈的2.5 Ga岩浆构造热事件。7）确定胶东地区石英闪长岩、英云闪长岩和高硅奥长花岗岩三种岩石类型2.9 Ga 侵入岩存在，初步确定它们的空间分布和组成特征。2.7 Ga和2.9 Ga岩石遭受广泛的~2.5 Ga和1.8–1.9 Ga变质作用叠加改造。8）对河北中部盆地深部钻孔所获得的早前寒武纪变质基底进行了研究。获得新太古代晚期和古元古代晚期构造岩浆热