新聞動態(tài)廣州地化所揭示華北克拉通西南緣古元古代晚期A型流紋巖的成因與克拉通裂解
華北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，巖石記錄可以追溯至3.85Ga，其演化過程一直以來都是地球科學研究中的熱點問題。華北克拉通在1.8Ga左右發(fā)生了一次重要的“構造轉折”，即完成最終克拉通化，并開始進入陸內裂解階段。然而，由于缺少對古元古代晚期地質事件的精確定年結果的約束，華北克拉通發(fā)生“構造轉折”的精確時間尚未準確限定。鄂爾多斯陸塊是華北克拉通西部陸塊的重要組成部分，被顯生宙沉積蓋層廣泛覆蓋。目前，相關的研究成果都是基于零星的石油鉆井巖芯樣品而獲得的。由于缺少相關地質記錄，對于鄂爾多斯陸塊在克拉通化完成及隨后的“構造轉折”期的演化機制一直處于研究空白。
古元古代晚期的A型花崗質巖石對大陸地殼演化和地球動力學過程具有重要的制約作用。針對上述問題，中國科學院廣州地球化學研究所博士生龐嵐尹在導師趙太平研究員的指導下，選取華北克拉通西南緣（鄂爾多斯陸塊西南緣）古元古代晚期三個地區(qū)（白家溝、石嘴子和保家山）的A型流紋巖為研究對象（圖1），通過巖石學、主微量元素及SIMS鋯石U-Pb定年和O同位素工作，取得了以下認識：
（1）巖石學特征表明，這三個地區(qū)的巖石具有火山熔巖的典型特征，如流紋構造、氣孔和杏仁構造，斑狀結構，斑晶的自碎斑結構、熔蝕結構、纖維狀結構，以及基質的霏細結構和球粒結構。因此，這類巖石應命名為流紋巖，而不是以前認為的花崗巖；
（2）精確的SIMS鋯石U-Pb定年結果表明，三個地區(qū)的流紋巖形成于1794.7±3.6 Ma ~ 1780.3±5.6 Ma，與華北克拉通南緣熊耳群火山巖的峰期年齡一致；
（3）流紋巖來源于新太古代長英質基底巖石的部分熔融；鋯石的δ18O低（+1.5~+6.8‰，圖2），繼承于經過高溫熱液蝕變的虧損18O的新太古代基底巖石，而不是同化混染作用或后期高溫水-巖相互作用的結果；
（4）流紋巖形成于裂谷環(huán)境中，指示華北克拉通西南緣固原裂谷的初始裂解；華北克拉通古元古代最年輕的退變質作用為1.80-1.79Ga，表明從造山后到陸內裂谷環(huán)境的轉變發(fā)生在1.79~1.78 Ga。
圖1 (a) 鄂爾多斯地塊西南緣構造簡圖。BJG-白家溝流紋巖；SZZ-石嘴子流紋巖；BJS-保家山流紋巖。(b)白家溝流紋巖，(c)石嘴子流紋巖和(d)保家山流紋巖地質簡圖。
圖2 白家溝、石嘴子和保家山流紋巖鋯石δ18O組成頻率分布直方圖
研究成果近期發(fā)表于國際期刊《Lithos》上，該項研究成果獲得了國家自然科學重點基金項目 (41630211)的資助。論文信息如下：
Pang, L.Y., Zhou, Y.Y., Gao, X.Y., Deng, X.Q., Zhao, J.H., Zhao, T.P.* 2021. Petrogenesis and tectonic implications of the late Paleoproterozoic A-type rhyolites at the southwestern North China Craton. Lithos, 390-391: 106095.
相關鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.106095
（中國科學院礦物學與成礦學重點實驗室供稿）
