华北克拉通破坏：中生代花岗岩示踪

大量研究表明华北克拉通东部自~1.80 Ga以来一直具有的稳定性质在中生代不复存在，也就是说发生了克拉通破坏。华北克拉通东部的大量中生代花岗岩反映了上部的大陆地壳对华北克拉通破坏的响应，它们无疑对华北克拉通破坏有重要的示踪作用。华北北缘的中生代花岗岩无论是时代上还是类型上在华北有良好的代表性，因此本项目拟通过对华北北缘不同时期不同类型的中生代花岗岩进行详细的野外地质考察以及矿物学、岩石学、精细地球化学和高精度同位素年代学的深入研究，查明它们的形成年龄和地质地球化学特征，提取有关源区成分、源区性质、部分熔融程度、岩浆起源与演化等方面的重要信息，并与该地区代表不同时期中-下地壳样品的地体麻粒岩和麻粒岩包体以及同时期幔源岩石进行对比，结合高温高压实验研究，全方位探讨中生代花岗岩的成因，并对该地区中-下地壳的破坏进行限定，为进一步研究华北克拉通中生代破坏提供区域依据。

目前有关华北克拉通破坏的研究主要集中在岩石圈地幔上，而对其上部作为克拉通重要组成部分的大陆地壳的破坏研究较少。伴随华北克拉通东部岩石圈地幔的减薄，在华北发育了非常强烈的中生代岩浆作用，其中绝大多数是花岗岩类。而花岗岩主要是来源于中-下地壳岩石的部分熔融或壳幔岩浆的混合，因此这些中生代花岗岩无疑反映了上部的大陆地壳对深部岩石圈地幔减薄的响应。显然，通过花岗岩的研究，我们可以对中-下地壳的破坏进行认识，进而对华北克拉通破坏进行示踪。.本项目通过对华北克拉通东部不同地区中生代不同时期的各类岩浆岩进行详细研究，提出一些新的认识：（1）中生代花岗岩主要来源于古老下地壳的部分熔融；（2）中生代高镁闪长岩是古老下地壳部分熔融产生的中酸性低镁岩浆在中地壳（4-7 kbar）深度与橄榄岩发生反应形成；（3）在三叠纪岩浆岩中具有亏损幔源基性岩浆的加入，表明华北克拉通北缘地区在三叠纪就发生了以大陆地壳生长为特点的去克拉通化作用。不同时期的中生代侵入岩浆作用记录了华北克拉通破坏的过程。.为了探讨下地壳部分熔融产生中-酸性岩浆这一观点的可行性，我们还进行了高温-高压部分熔融实验，结果表明基性下地壳成分发生部分熔融形成adakite/TTG岩浆合适的温度-压力条件为10-12.5 kbar （相当于30-40公里深度）和800-950℃，残留相为（石榴石）角闪岩或石榴石麻粒岩；当压力大于13.5 kbar（约45公里），熔浆与adakite/TTG的成分特征并不相似，这说明华北中生代高镁闪长岩以及adakite岩石的大规模形成并不能指示异常加厚地壳及下地壳拆沉作用。.更进一步，由于华北中生代中-酸性岩浆主要来源于下地壳的部分熔融，通过他们可以对华北下地壳的性质进行认识。在结合麻粒岩地体和麻粒岩包体资料的基础上，我们进一步对华北克拉通东部下地壳的性质进行了限定：(1) 在时代上主要是在晚太古代时形成的; (2) 在成分上主要为SiO2<62%的中-基性岩石; (3) 提出了华北克拉通东部下地壳的Sr-Nd-Hf同位素组成，即计算到130 Ma时(87Sr/86Sr)i, εNd(t)和εHf(t)分别为0.705~0.716, −10~−28和−13~−28，明显不同于前人的同位素组成推荐值。 这一同位素组成的限定，对今后探讨华北克拉通不同成分岩浆岩的成因有重要意义。