地球所通过岩浆活动记录分析华北克拉通北缘地质演化史

2010-7-26 00:00 来源: 地质与地球物理研究所
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  板块构造体制制约下的“俯冲-碰撞-伸展-跨塌”造山循环过程,控制着汇聚大陆边缘壳幔作用和大陆地壳演化的基本图景,并形成了一系列携带这些因果演变连续过程印记的岩浆记录。区域大陆构造重建的核心主题之一就是以这些带有特定过程印记的标志性岩浆事件为纽带,恢复呈支离破碎状态的大陆边缘地质演化史。在此方面,通常形成于后碰撞/后造山伸展或非造山裂谷环境的碱性岩具备成为构造背景指示器的独特优势。

  中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室的张晓晖副研究员及合作者通过对华北克拉通西部北缘内蒙古集宁三道沟地区发育的碱性岩进行的详细野外调查、系统的年代学和岩石地球化学研究表明,其形成于早泥盆世(410±2 Ma),主要岩石类型为霓辉正长岩和角闪正长岩。SiO2变化范围为58.0-64.5%,Na2O与K2O总量变化于9.5-15%,Mg#的变化范围为5.1-38.8;轻稀土元素、Sr和Ba等富集,高场强元素(Zr、Hf、Ti)相对亏损;其Sr-Nd同位素为ISr = 0.7052-0.7071,eNd(t)= -12.7~-17.9;锆石Hf组成为eHf(t)= -26.6~-30.6。这些特征指示其可能形成于交代型大陆岩石圈地幔部分熔融产生的碱性玄武质熔体的结晶分异及下地壳熔体的同化混染作用。

  区域岩浆事件对比表明,华北克拉通北缘早中泥盆世侵入岩基本上构成一条沿克拉通边缘深大断裂带展布的狭长岩浆岩带,占其主体的碱性杂岩呈现后碰撞/后造山型碱性岩类的典型岩石地球化学属性,结合本地区其他特征性的同期地质响应,如有限的山脉隆升、超基性岩和断裂带糜棱岩记录的动力变质作用和山间盆地中有限的剥蚀沉积记录,暗示华北克拉通北缘早中泥盆世处于与早古生代内蒙古南部造山带有关的后碰撞俯冲板片断离环境。

  这一研究成果近期发表在国际重要地学期刊Journal of the Geological Society (London) (《地质学会志(伦敦)》) (Zhang et al. Early Devonian alkaline intrusive complex from the northern North China Craton: a petrologic monitor of post-collisional tectonics. Journal of the Geological Society (London), 2010, 167: 717-730)。