華北克拉通東部薊縣高壓麻粒巖：新太古代至古元古代碰撞造山作用簡述

吳偉哲 李清

摘 ?要：前寒武紀(jì)高壓麻粒巖為古大陸核的重建提供了信息。在本文我們論述華北克拉通河北東部麻粒巖。它們經(jīng)歷了三個期次的變質(zhì)事件，揭示了新太古代至早寒武的構(gòu)造演化。石榴石-輝石麻粒巖被定義為M1事件，溫壓為11-13Kbar、780～830℃，二輝麻粒巖相被定為M2變質(zhì)事件，溫度壓力為7-9Kbar和850-950℃。石榴石-輝石麻粒巖相和二輝麻粒巖相都經(jīng)歷角閃巖相退變質(zhì)作用M3，壓力為5-7Kba，溫度710-730℃。三個期次麻粒巖的地球化學(xué)組成與島弧安山巖有密切關(guān)系。鋯石U-Pb測年顯示它們的原巖是在2538Ma噴發(fā)，然后分別在2458Ma和2285Ma經(jīng)歷兩期的生長。2458Ma的年齡可能代表微小陸塊拼合的造山作用，2285Ma可能代表古元古代的巖漿活動。我們認(rèn)為，麻粒巖在新太古代的安山巖原巖經(jīng)歷了微小陸塊碰撞造山引起的高溫高壓麻粒巖相變質(zhì)作用，然后被抬升到地殼淺部。早元古代高壓麻粒巖記錄了微小陸塊的碰撞拼合至形成克拉通的階段。

關(guān)鍵詞：華北克拉通;麻粒巖;P-T軌跡;碰撞造山

麻粒巖是陸殼的重要組成部分，以麻粒巖地體或捕虜體的形式出現(xiàn)（Rudnick & Fountain 1995）。它們可被細(xì)分為高、中、低壓麻粒巖（O’Brien & R?tzler 2003）。麻粒巖可以提供地殼組成、結(jié)構(gòu)、生長、組合和演化的信息，而且是我們認(rèn)識地球長期變化的關(guān)鍵，包括熱梯度和流變學(xué)。（Bohlen 1987，1991;Harley 1989;O’Brien & R?tzler 2003;Brown 2014）.高壓麻粒巖指無斜方輝石的巖石，以石榴石+單斜輝石+斜長石+石英（在基性巖中）和藍(lán)晶石+鉀長石（變質(zhì)泥質(zhì)巖和長英質(zhì)巖中）。根據(jù)R?tzler（2003），大部分高壓麻粒巖變質(zhì)溫壓條件在10-14Kbar和700-850℃，由地殼增厚或地殼俯沖形成的構(gòu)造埋藏形成，因此也成為有效的造山事件的示蹤物。高壓麻粒巖普遍出露在新太古代巖石中，但是很少報(bào)道有出露在太古宙巖石中。

華北克拉通保存有廣泛的前寒武紀(jì)的高壓麻粒巖帶。再過去數(shù)十年間，大量的巖石學(xué)和地質(zhì)年代學(xué)的研究已經(jīng)算出他們變質(zhì)作用的P-T軌跡和變質(zhì)年齡。大部分被道的高壓麻粒巖出露在貫穿華北造山帶的孔茲巖帶和膠遼吉帶，在古老元古代末期發(fā)生變質(zhì)作用c（e.g. Zhao et al. 2001;Guo et al. 2002，2005;Zhai et al. 2010;Tam et al. 2011;Liu et al. 2012;Duan et al. 2015）.這些古元古代的高壓麻粒巖以順時針的P-T軌跡為特征，包括近等溫減壓階段，代表華北克拉通三個微陸塊的最終拼合。（e.g. Zhao et al. 2001;Li & Zhao 2007;Santosh et al. 2007;Tam et al. 2011;Zhai & Santosh 2011）. 但是，新太古代-古元古代的高壓麻粒巖已經(jīng)從三個前寒武紀(jì)的地質(zhì)體中得到了證實(shí)。遼寧西部、山東東部和河北東部的高壓麻粒巖，變質(zhì)時期從新太古代-古元古代，年齡為2.5Ga-2.4Ga。這些新太古代-古元古代的高壓麻粒巖具有不同的P-T軌跡，因此學(xué)者對華北克拉通新太古代-古元古代構(gòu)造熱的歷史具有不同的解釋。一些學(xué)者重建的順時針P-T軌跡表明巖漿底侵作用是熱源的來源（例如在地幔環(huán)境中）相反的，另一些學(xué)者用俯沖碰撞事件來解釋新太古代-古元古代麻粒巖的順時針P-T軌跡。（Chao Wang ea al，2018）結(jié)合了巖相學(xué)、礦物學(xué)、溫壓計(jì)算、全巖分析和Nd同位素地球化學(xué)以及原位鋯石和U-Pb測年對河北東部薊縣早元古代的高壓麻粒巖進(jìn)行測試以及分析。結(jié)果表明這些高壓麻粒巖原巖的新太古代的安山巖。這些數(shù)據(jù)還記錄了高壓麻粒巖經(jīng)歷了三個變質(zhì)作用階段：M1事件為石榴石+單斜輝石+斜長石+石英，鋯石測年記錄在2458Ma，壓力位11-13Kbar，溫度780-830℃;M2事件以單斜輝石、斜方輝石、斜長石和石英為特征，溫度限制在850-950℃，壓力位7-9Kbar;M3事件以角閃石+斜長石+赤鐵礦/鈦鐵礦為特征，溫度710-730℃，壓力位5-7Kbar。溫度壓力限定了順時針的P-T軌跡。因此我們可以確定，華北克拉通河北東部薊縣的高壓麻粒巖由微小陸塊碰撞造山形成，經(jīng)過剝蝕抬升到地殼淺部。

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