扬子克拉通新太古代(2.6-2.7 Ga)岩石的成因及其与其它太古代克拉通之间的关系

The dominant tectonic regime and continental crust growth mechanism could have changed significantly during the Neoarchean. The Neoarchean rocks occur in several places of the interior and the north margin of the Yangtze Craton, providing an opportunity to study the magmatism nature, tectonic settings of the Yangtze Craton. A combined petrological, geochronological and geochemical study will be carried out on the Neoarchean metavolcanics, metagranite and metasedimentary rocks in the north margin of the Yangtze craton. The results will be used to constrain the petrogenesis of the different rocks in the Yudongzi Group and the tectonic setting of the north margin of the Yangtze Craton in the Neoarchean. Then the inherent relationship between them and their coeval rocks in the interior of the Yangtze Craton will be revealed by combining the results of this study and preexisting data. The tectonic evolution of the Yangtze Craton during the Neoarchean will be reconstructed. The possible relationship between the Yangtze Craton and other Archean cratons as well as supercontinent Kenorland will be proposed based on this study. It will be an important contribution to understanding the global tectonic regime and continental crust growth mechanism in the Archean.

地球的主要构造体制和陆壳生长方式可能在新太古代时期发生了重要的转变。新太古代岩石在扬子克拉通内部和北缘都有出露，是我们认识扬子克拉通在新太古代时期岩浆活动性质和构造背景绝佳的研究对象。本项目通过对扬子克拉通北缘新太古代变火山岩、变花岗岩和变沉积岩进行系统的岩石学、年代学和地球化学研究，精确限定鱼洞子群中不同岩石的成因，查明扬子克拉通北缘在新太古代的构造背景。并结合扬子克拉通内其它的新太古代岩石，探究它们相互之间的内在联系，构建扬子克拉通在太古代晚期的构造演化体制，进而限定扬子克拉通与其它太古代克拉通以及同期可能存在的超大陆之间的关系，为理解太古代全球构造体制和陆壳生长方式提供新的制约。

新太古代是地球演化的重要转折时期。越来越多的研究表明，板块构造从新太古代开始在地球上广泛发育。由于太古代的地幔温度比显生宙地球高，新太古代的板块俯冲方式和岩浆活动规律与显生宙必然存在差别。但目前为止，太古代明确的俯冲记录还非常有限，制约了我们对太古代板块俯冲方式的认识。为了限定新太古代时期的板块俯冲体制，本项目对扬子克拉通北部鱼洞子群的TTG岩石、中基性岩石和克拉通内部的花岗岩进行了系统的年代学和地球化学研究，发现它们记录了2.65-2.70 Ga的俯冲事件，并具有与显生宙截然不同的岩浆活动和动力学特征。鱼洞子TTG片麻岩富Na，具有正Eu异常、高 (La/Yb)cn 比和 Sr/Y比，低Yb和Y含量。鱼洞子中基性岩主要是钙碱性岩石，轻重稀土分异弱很多。锆石U-Pb定年表明，鱼洞子的TTG岩石和中基性岩石的结晶年龄都在2651±30 Ma to 2703±9 Ma之间，而且都记录了2.47-2.50 Ga的变质事件。鱼洞子的TTG岩石和中基性岩石的锆石Hf同位素、全岩Nd同位素都相似，在0附近，锆石δ18O值范围为4.6-6.6‰，与地幔值一致或略高。克拉通内部的胡集A型花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素与鱼洞子相似，但锆石氧同位素明显偏低，为3.6‰到 5.4‰。它们的石英δ18O值也存在明显的差别，鱼洞子群高而胡集花岗岩低。鱼洞子的TTG和钙碱性中基性分别由俯冲板片和地幔楔部分熔融形成，胡集A型花岗岩是由于板内伸展作用而产生的高温岩浆的产物。它们共同记录了扬子克拉通北缘在2.65-2.70 Ga的板块俯冲体系。与显生宙板块俯冲不同，太古宙板块俯冲的一个显著特点是地幔楔和俯冲洋壳同时熔融，这与理论上模拟的暖俯冲带岩浆活动特点一致。扬子克拉通北部缺乏2.50-2.65 Ga的岩浆活动，但有2.47-2.50 Ga的岩浆活动变质作用，说明太古宙板块俯冲可能是不连续的。相关结果说明太古代的板块俯冲在热体制、岩浆活动规律、动力学特征等方面与现代板块构造截然不同。