鲁西绿岩带二长花岗岩成因对华北克拉通新太古代构造演化的制约

The Archean cratons are mainly composed of granite greenstone belts. Studies on the petrogenesis of the granitoids and the relationships between supercrustal rocks and granitoids will provide great significance in understanding the evolution of early crust. The tectonic evolution of the North China Craton in the Neoarchean is still a debatable issue. Based on the origin of the TTG, the studies on this issue have been carried on widely. But no much attention was paid on the coeval crustal-derived granites and the correlations between these granites and supercrustal rocks. The western Shandong Province is a well-preserved greenstone belt in the North China Craton. The continuously change processes, from supercrustal rocks to migmaite and finally biotite monzogranite, are preserved in the Qixingtai area. This project will further confirm the relationship between the supercrustal rcoks and the monzogranite firstly. And then the studies on the supercrust, migmatite and biotite monzogranite will be carried on. The age of anatexis and magmatism are going to be defined by the zricon geochronology. The petrological geochemistry will be used for recover the sourse and the partial melting processes of the biotite monzogranite. The P-T conditions of the formation of the monzogranite will be studied according to the ziron Ti thermometer and the metamorphic minerals in the Al-rich gneiss relict in the migmatite. According to these studies, the petrogenesis of the biotite monzogranite and the geologcial processes which probably induced the crustal melting event will be discussed. Our project can provide more evidences to constrain the evolutional history of the western Shandong greenstone belt and the North China Craton during the late Neoarchean.

花岗绿岩带是构成太古宙克拉通主要的地体，对其中花岗质岩石的成因及其与表壳岩关系的研究是揭示早期地壳演化的重要手段。目前对华北克拉通新太古代构造演化的认识存在争议，利用TTG成因探讨华北在该时期地壳演化的研究工作已广泛开展，但对同时期壳源花岗岩的成因及其与表壳岩的关系重视不足。鲁西是华北克拉通内保存较好的绿岩带之一，七星台地区的地质记录保留了表壳岩深熔并最终形成黑云母二长花岗岩的连续变化过程。本项目在明确表壳岩与二长花岗岩关系的基础上，以表壳岩、混合岩和二长花岗岩为研究对象，利用锆石年代学确定深熔与岩浆作用的时代，通过岩石地球化学的方法研究二长花岗岩的源岩及部分熔融过程，以锆石Ti温度计和混合岩中富铝片麻岩包体内变质矿物记录的深熔作用发生时的温压条件限定二长花岗岩形成时的物理条件，通过上述研究内容恢复鲁西二长花岗岩的形成过程，从而为制约华北克拉通新太古代晚期的地壳演化和构造背景提供依据。

对花岗绿岩带中花岗质岩石成因及其与表壳岩关系的研究可揭示早期地壳演化过程。鲁西花岗绿岩带内七星台地区保留了表壳岩深熔并最终形成黑云母花岗岩的连续变化过程，本项目以表壳岩、混合岩和花岗岩为研究对象，以新太古代花岗岩成因和区域地壳稳定化过程为主要研究内容，取得关键数据和重要结果如下：.（1）限定泰山岩群上部变质火山-沉积岩系的形成时代为2.53-2.51 Ga，变沉积岩系由共生的BIF和泥砂质碎屑岩组成；.（2）变泥砂质岩石的物源由~2.75 Ga超镁铁-镁铁质岩石和~2.55 Ga TTG质岩石混合而成；.（3）区域变质-深熔事件的时间为2512±6 Ma，石榴石-夕线石片麻岩GBPQ温压计限定变质条件为5.5-5.7 kbar和678-679℃，该条件应与深熔作用发生的固相线接近；.（4）混合岩整体SiO2和Al2O3含量分别为62.8-73.0%和14.2-15.7%，多数样品Na2O/K2O比值>1，稀土和微量元素的含量变化较大，暗示混合岩的原岩可能有多种岩石类型；.（5）鲁西大面积新太古代花岗岩的形成时代为2.52-2.49 Ga，与深熔作用发生近同时或稍晚，符合七星台地区保留的表壳岩-混合岩-花岗岩连续变化的野外地事实；.（6）花岗岩可分为三类，第一类具有相对低的SiO2（68.6-69.2%）含量和高稀土总量（345.4-475.3ppm），Zr饱和温度计限定其结晶温度为875-881℃，第二类的SiO2和高稀土总量分别为70.1-75.7%和135.8-359.1ppm，岩浆结晶温度为768-839℃，是新太古代花岗岩的主体；第三以相对高的SiO2（74.9-76.3%）和低稀土总量（18.6-71.6ppm）为特征，结晶温度最低682-749℃。.（7）结合锆石Hf同位素组成，鲁西新太古代花岗岩主体源于2.8-2.7Ga TTG质岩石在中地壳压力条件下的部分熔融并经历斜长石和钾长石的结晶分异。.鲁西太古宙基底在新太古代晚期经历了广泛的变质-深熔和地壳物质再循环过程，花岗岩形成之前，出现了指示地壳发生水平运动的钙碱性和高镁岩系，之后记录高角闪岩相变质/深熔作用。这些地质记录可以用俯冲和弧-陆或陆-陆碰撞的过程解释，随之出现的花岗岩很可能是碰撞后伸展条件下陆壳减压熔融的产物。区域大面积花岗岩的出现是陆壳克拉通化的一个标志，其形成与深熔作用有密切的关系。