华北克拉通东南缘五河杂岩的岩石成因：对中-新太古代地壳生长与演化的启示

本综述通过对华北克拉通（NCC）东南缘五河杂岩中太古代花岗岩类、赞岐岩（sanukitoids）及基性火成岩的综合研究，揭示了3.0-2.9 Ga、～2.7 Ga和～2.5 Ga三期重要地壳生长与再造事件。研究结合锆石U-Pb定年、全岩地球化学和Hf同位素分析，阐明TTG质岩石源自深部基性地壳部分熔融，赞岐岩来自被板片熔体交代的地幔，而斜长角闪岩则源于亏损地幔。该成果为理解华北克拉通早前寒武纪地壳演化提供了关键年代学与地球化学约束。

　　

Section snippets

1 Introduction

太古代是地球大陆地壳形成的关键时期（Martin等，2005；Moyen，2011）。太古代地壳主要由TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）组合构成，同时存在基性火成岩、表壳变质火山-沉积岩、赞岐岩及花岗片麻岩岩体/岩基，这些岩体常代表克拉通稳定化的晚期构造阶段（Moyen，2011；Moyen和Martin）。

Regional geological setting and sample description

华北克拉通是全球最古老的克拉通之一，在辽宁鞍山地区保存有约38亿年的岩石（Liu等，1992）。该克拉通被认为是由东部地块（EB）和西部地块（WB）沿横贯华北造山带（TNCO）于约18.5亿年前拼合而成（Zhao等，2005，2012；Wu等，2005）。东部地块在其东缘经历了古元古代大陆内裂谷作用。

Whole-rock major and trace element analyses

新鲜岩石经玛瑙研磨至200目以下进行主量和微量元素分析。全岩主量和微量元素浓度在河北省地质勘查局地球物理勘探实验室（国土资源部廊坊实验室）测定。采用X射线荧光法（GB/T14506.28-2010）测定主量元素，烧失量（LOI）、FeO和Fe₂O₃含量通过重量法、体积法和比色法测定。

Whole-rock geochemistry

五河杂岩的9件花岗片麻岩、5件赞岐岩片麻岩和3件斜长角闪岩样品的全岩主量和微量元素数据列于表1，并展示于图4和图5。

Age data implications – Timing of emplacement and metamorphism

我们在五河地区识别出多种岩性，包括花岗片麻岩、赞岐岩片麻岩和斜长角闪岩。花岗片麻岩样品（1310WH1-1）显示出三个不同的年龄组：高Th/U比组获得较老的加权平均²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为2986±24 Ma（MSWD=1.4，n=7），代表华北克拉通东南缘中太古代（约3.0 Ga）岩浆事件；花岗片麻岩样品（1410WH）振荡环带锆石域的U-Pb分析...

Conclusions

本研究对华北克拉通东南缘五河杂岩中花岗片麻岩、赞岐岩片麻岩和斜长角闪岩的岩相学、元素与同位素地球化学及锆石U-Pb年代学数据综合研究得出以下结论：

（1）3.0-2.9 Ga花岗片麻岩由含水基性岩部分熔融形成，其源区残留相为角闪石和石榴石，无斜长石，形成于角闪岩相条件。该熔体具高Sr/Y和(La/Yb)_N比值、明显负Nb-Ta-Ti异常和正Eu异常特征，与源自年轻基性地壳的TTG类熔体相似。正ε_Hf(t)值（+5.4至+7.5）表明其来自亏损地幔新增生物质。

（2）赞岐岩片麻岩（约2.7 Ga）具高MgO、Cr、Ni浓度和相对低(La/Yb)_N值，ε_Hf(t)值为+0.6至+3.0，可能源自被板片派生花岗质熔体显著交代的地幔橄榄岩部分熔融。

（3）斜长角闪岩（约2.5 Ga）显示亏损地幔源地球化学特征，ε_Hf(t)值为+1.2至+3.2，表明其来自受地壳混染的亏损地幔部分熔融。

（4）华北克拉通3.0-2.9 Ga、～2.7 Ga和～2.5 Ga花岗岩类和斜长角闪岩的时空分布和地球化学特征对比表明，五河杂岩中-新太古代地壳演化与整个华北克拉通相似，记录了3.0-2.9 Ga、2.7 Ga和2.5 Ga重大地壳生长与再造事件。