华北克拉通南缘早前寒武纪地壳生长过程

Geochronologic, petrologic and geochemical investigations will be carried out on the typical rocks (i.e. gneisses, amphibolite) and the related rocks (i.e. meta-diorite, granulite, granite and schist) from the Early Precambrian metamorphic complexes (The Taihua Group and Dengfeng Group) in the southern North China Craton, with aims of establishing chronology framework of the Early Precambrian magmatism and revealing the temporal and spatial evolution of the continental crust in the area. We will investigate the magmatic genesis, continental crustal components and metamorphism in the southern North China Craton during the Late Archean and Early Paleoproterozoic. By comparison with the global tectonic evolution in the early Precambrian, the studies would reveal the geodynamic and evolution of the Early Precambrian tectonic and the related magmatism in the southern North China Craton. The models of both Central Orogenic Belt and Trans-North China Orogen will also be tested in the southern North China Craton based on the new results. The data will be integrated to reveal the nature of the Early Precambrian continental lithospheric evolution of North China Craton, and to promote our understanding of its roles in the global tectonic activity.

以华北克拉通南缘早前寒武纪变质杂岩体太华群和登封群中的典型岩石 (片麻岩、角闪岩) 及其相关岩石 (变闪长岩、麻粒岩、花岗岩、片岩) 为研究对象，采用年代学、岩石学和地球化学示踪相结合的方法，系统地建立起该区早前寒武纪岩浆活动的年代学框架，厘定华北克拉通南缘早前寒武纪地壳的时空演化规律。考察晚太古代至古元古代期间华北克拉通南缘的岩浆活动机制、地壳物质组成和变质作用的变化特征，并与全球早前寒武纪构造演化体系进行对比分析，揭示出华北克拉通南缘早前寒武纪构造-岩浆体系的地球动力学背景及其随时间变化的规律，验证华北克拉通中部造山带的性质，为深入理解华北克拉通早前寒武纪大陆岩石圈演化过程及其在全球性构造活动过程中的位置提供有用信息。

本项目对华北克拉通南缘太华群和登封群变质杂岩中的代表性岩石进行了详细的锆石SIMS U-Pb定年、锆石原位Hf同位素及全岩主量、微量元素和Hf-Nd同位素分析，解析了其岩浆源区、岩石成因机制及其构造背景，揭示了华北克拉通南缘早前寒武纪岩浆活动和变质作用的时空分布特征及地壳生长机制，为探讨华北克拉通早前寒武纪地质演化过程提供信息。主要包括：.1）登封群变质杂岩为典型的花岗-绿岩带建造，早期角闪岩（2.66 Ga）为岛弧相关的新生镁铁质地壳残余，晚期角闪岩（2.49 Ga）为弧后伸展背景下交代地幔楔熔融产物，东部地区的早期TTG（2.57–2.55 Ga）为加厚地壳部分熔融产物，西部地区（2.55–2.50 Ga）的晚期TTG由平俯冲板片部分熔融形成，记录了新太古代晚期的板片俯冲、弧-陆碰撞及碰撞后伸展过程；.2）鲁山地区太华群变质杂岩主要由TTG片麻岩和斜长角闪岩组成，有四期岩浆活动（2.88–2.87 Ga、2.87–2.81 Ga、2.81–2.78 Ga和2.78–2.72 Ga）和至少两期变质事件（2.79–2.77Ga和1.94–1.92 Ga），记录了中太古代晚期-新太古代早期活动大陆边缘的俯冲、弧-陆碰撞和碰撞后伸展过程；.3）崤山地区太华群变质杂岩中的TTG岩石（~2.52 Ga）形成于物质组成较年轻的加厚下地壳部分熔融，非TTG岩石（2.51 Ga）来源于相对古老的浅部地壳部分熔融，源区变化说明新太古代时期从活动陆缘增生造山、地壳加厚到伸展垮塌的快速演化过程；.4）华北克拉通南缘的早前寒武纪岩浆活动呈现东、西两侧向中间地区逐渐年轻的趋势，中太古代晚期-新太古代晚期处于俯冲、弧-陆碰撞的挤压环境，古元古代早期由挤压环境转变为伸展环境，并在古元古代晚期经历两阶段变质作用，早阶段（1.97–1.91 Ga）变质作用明显较强，与近南北向的碰撞造山过程有关，而晚阶段（1.87–1.82 Ga）变质作用与东、西部陆块的最终碰撞拼合相关；.5）全岩Hf-Nd同位素和锆石Hf同位素揭示了华北克拉通南缘早前寒武纪地壳生长特征；中太古代-新太古代晚期是重要的地壳生长时期，为活动大陆边缘的水平增生过程，古元古代为重要的地壳再循环阶段。