华北克拉通中条山地区成铁纪侵入杂岩的岩石成因与地球动力学意义

The global scarcity of Siderian (2.5-2.3Ga) magmatic records has restrained our understanding for the changes in Earth’s tectonic regimes across the Archean-Proterozoic boundary. This project intends to present a case study on Siderian intrusive complexes from the Zhongtiao Mountain (ZTM) region in the southern North China Craton (NCC). The SIMS zircon U-Pb dating will be performed to establish a detailed geochronological framework for the Siderian magmatism in the ZTM region. An integration of field and petrographic observations, whole-rock element and Nd-Hf isotope analyses and zircon in-situ Hf-Li-O isotope measurements will be made to ascertain the petrogenesis of main constituent rock types, characterize the nature of related mantle and crustal sources and deduce the crust-mantle interactions inherent in these magmatic rocks. By making systematic comparisons between the ZTM intrusions and the coeval magmatic-tectonic events from other regions of the NCC and the globe, this program aims to outline the tectonic evolution of the central NCC and explore the crucial geodynamic behaviors during the transition of global tectonic style in the Early Paleoproterozoic.

古元古代成铁纪(2.5-2.3Ga)岩浆活动记录的全球性匮乏一直是阻挠深入认识太古宙-元古宙之交地球构造体制嬗变过程的重要障碍。本申请拟选取华北克拉通中南部中条山地区成铁纪侵入杂岩为研究对象，借助离子探针锆石U-Pb定年建立中条山地区岩浆活动的精细年代学格架；综合野外岩体地质与室内岩相学观察，全岩主-微量元素、Nd-Hf同位素以及锆石微区原位Hf-Li-O同位素示踪，详细解析不同期次岩浆作用主要岩石类型的成因，及其表征的地幔、地壳源区性质与壳-幔相互作用。结合区域岩浆-沉积-变质记录，探讨研究区所在的中部造山带成铁纪构造演化历史；与全球成铁纪岩浆活动对比，为揭示元古宙早期全球重要构造体制嬗变过程中的地球动力学行为提供典型区域案例。

成铁纪岩浆活动精细年代学格架及形成背景研究的长期缺失是造成华北克拉通中部造山带元古宙初期构造演化历史争议的重要原因之一。本项目对中部造山带南缘中条山地区可能的古元古代火成岩建造从时-空分布、岩石组合与成因、地球动力学背景等方面开展了系统研究。单矿物U-Pb年代学分析表明这些火成岩建造实际上可划分为3期，即2.34~2.30 Ga、1.91~1.85Ga和1.80Ga三个阶段。出露规模小但广泛分布于中条山地区的成铁纪岩浆岩建造由阿拉斯加型杂岩体、赞岐质高镁闪长岩、低压TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）、钾质花岗岩（二长花岗岩-正长花岗岩）和双峰式火山岩（钙碱性玄武岩-钾质/钠质埃达克岩）组成。这些丰富的弧岩浆岩组合表征了类现代活动大陆边缘体系下高角度板片俯冲机制的建立，以及交代岩石圈地幔与上覆地壳在结构与物质组成上的耦合。作为造山后与板内环境的特征性岩浆岩建造，造山纪中-晚期钾质花岗岩、富钾基性岩墙群与固结纪初期大规模基性岩墙群分别见证了华北古陆东、西陆块的碰撞-缝合与终极克拉通化。以中条山成铁纪岩浆岩建造为代表的华北中部造山带元古宙初期岩浆活动可能提供了肯诺兰超大陆外缘穿时性俯冲-增生造山作用的最典型范例。