华北克拉通卢龙地区~775 Ma基性岩墙群古地磁学和年代学研究

The Rodinia supercontinent is one of the hottest topics in the study of the Precambrian geology. Lacking of rock units of ~1300-750 Ma around the world blocks the progress on the configuration of Rodinia. At present, only the positions of Laurentia, Baltica, Siberia and Kalahari are relatively well constrained in Rodinia; and for the other continents, there are still controversies. Fortunately, four periods of mafic dykes (sills) and well-preserved strata with age of ~1.1-0.9 Ga were reported from NCC, they provide a chance to study the relationship between NCC and Rodinia. Recently, ~775 Ma mafic dykes were reported from the Lulong area in the NCC. We want to conduct a combined paleomagnetic and geochronological study on the dykes to obtain a high-quality paleomagnetic pole with precise age constraint. Using this keypole and the coeval poles from Laurentia, Australia, South China, Siberia, India and Congo, aided by the late Mesoproterozoic to mid-Neoproterozoic paleomegnetic and geological data, we will have a robust paleogeograhpic reconstruction, which will better constrain the NCC’s position in Rodinia.

Rodinia超大陆的构型是前寒武纪地质学研究的热点，但由于全球~1300-750 Ma相关的岩石单元缺乏等原因，研究进展缓慢。目前Rodinia超大陆中只有劳伦、西伯利亚、波罗的和卡拉哈里大陆的位置相对确定，其他大陆的位置还存在较多争论。近年来中外学者在华北克拉通厘定出多期基性岩墙（岩床）以及一套保存较好的中元古代晚期至新元古代早期地层，为探讨华北克拉通在Rodinia超大陆中的位置提供了很好的材料。本项目期望通过对最新报道的华北克拉通卢龙地区~775 Ma基性岩墙群进行详细的古地磁学和年代学研究，从该岩墙群中获得一个有精确年龄约束的高质量的古地磁关键极。使用该关键极和劳伦、澳大利亚、华南等大陆同时期的古地磁极，结合其他中元古代晚期至新元古代中期可靠古地磁和地质数据等进行古大陆再造，使华北克拉通在Rodinia超大陆中的位置得到准确厘定。

华北克拉通在罗迪尼亚超大陆中的位置存在较大的争论。由于华北克拉通缺少格林威尔期造山事件，部分学者认为华北克拉通不是罗迪尼亚超大陆的一部分。但近年随着华北克拉通越来越多中元古代晚期至新元古代早期地层的厘定及其中碎屑锆石ca. 1100 Ma年龄峰值，认为华北克拉通可能是罗迪尼亚超大陆的一部分。古地磁是定量确定板块古位置的方法，被广泛用于古大陆再造。最近ca. 775 Ma卢龙基性岩墙群被厘定，为进行古地磁研究提供了绝佳的机会。本研究对河北东北部及辽宁西部30余条北东东岩墙进行古地磁研究。通过系统热退磁，多数样品可以分离出两个分量，低温分量为现代地磁场下获得的粘滞剩磁；15条岩墙的高温分量倾向北东或南西，具有较缓的倾角。虽然烘烤检验并不成功，但结合该地区ca. 1220 Ma岩墙记录不同的高温分量，认为这些775 Ma岩墙记录的高温分量应该是他们侵入时记录的热剩磁。这些高温分量对应的古地磁极与华北克拉通显生宙以来的古地磁极都不相同，为华北克拉通提供了一个ca. 775 Ma的关键极。根据该古地磁极，结合劳伦大陆和华北克拉通ca. 1110-780 Ma的古地磁极，他们具有相同的形状和长度。通过匹配他们的古地磁极，在Rodinia超大陆中，华北克拉通位于劳伦大陆的西北缘。华北克拉通卢龙岩墙群，劳伦大陆Gunbarrel岩墙群及塔里木克拉通阿克苏和库鲁克塔格岩墙群应该组成了一个放射状岩墙群，也支持华北克拉通和劳伦大陆西缘相连。由于华北克拉通缺少富兰克林大火成岩省以及成冰纪冰碛岩，说明华北克拉通和劳伦在ca. 780-720 Ma裂解。该研究为罗迪尼亚超大陆构型提供了关键的古地磁约束，将大大促进罗迪尼亚超大陆构型研究进展。