冀东遵化-青龙早前寒武纪地壳生长与壳幔作用研究

本项目拟通过冀东遵化-青龙地区早前寒武纪变质铁镁质、中基性火山岩、长英质深成侵入体和相关的变质沉积岩系的地质学、岩石学、地球化学和全岩Sr-Nd-Pb同位素特征，结合锆石等副矿物的U-Th-Pb-Hf-O和微量元素的系统研究，确定幔源、老地壳源、初生地壳源、壳幔混合源（包括俯冲洋壳残片熔融引起的壳幔岩浆源）系列岩浆作用期次、时代和岩石成因，确定早前寒武纪地幔特征、壳幔作用，地壳生长和再循环过程；分析冀东早前寒武纪大火成岩省的规模、时代、性质和形成演化机理，探讨这些不同成因系列岩浆作用与地幔柱活动和（或）板块作用的关联；综合分析这两种动力学机制在大火成岩省形成、演化各阶段的作用与表现；通过冀东早前寒武纪变质区与华北克拉通其它变质地块地质事件序列的对比，分析冀东变质地块在华北克拉通形成演化中的地位与作用，为冀东地区进一步寻找变质铁矿和金矿资源提供可靠的地质依据，具有重要的科学意义和实用价值。

项目组经过三年大量野外工作和室内研究，获得了如下主要研究成果：（1）重新厘定了冀东遵化-青龙地区新太古宙地层系统并修编了太古宙冀东变质基底区地质图；（2）确定了遵化-青龙一带断续分布的变质表壳岩原岩岩石组合为A.N-MORB类玄武岩，形成于2525±7 Ma；B.拉斑玄武岩，C.钙碱性玄武岩-安山岩-英安岩、局部有玻安岩和D.富Nb玄武岩。其中，拉斑玄武岩和钙碱性火山岩形成于2518±18-2614±18 Ma，其岩浆先驱分别起源于被板片流体、熔体富集的亏损地幔的部分熔融。（3）确定了太古宙花岗质岩石组合为：A.闪长质-石英闪长质-英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩组合，岩浆侵位于2535±23Ma–2513±8 Ma；B.紫苏花岗闪长岩-紫苏花岗岩组合，岩浆侵位于2531±34Ma–2520±9 Ma;C.花岗闪长质-二长花岗岩组合，岩浆侵位于2518±25Ma–2506±5Ma。前二者形成于地幔楔和岛弧根部初生地壳玄武质岩石部分熔融形成岩浆的混合，经历了结晶分异和地壳混染。组合C形成于变质表壳岩和深成片麻岩的深熔作用。（4）确定了遵化-青龙地区早前寒武纪地质事件序列为：A.~2639-2509Ma, 大量的火山岩喷发；B.~2535-2506Ma, 大量的深成花岗质岩浆侵位，包括闪长质-石英闪长质-英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质岩浆作用，晚期形成深熔花岗闪长岩-二长花岗岩系列岩石；C.~2513-2490Ma, 发生第一期区域性麻粒岩相变质作用，与晚期深熔型岩浆作用基本同时；D. ~2440-2470Ma, 发生麻粒岩相-高角闪岩相退变质事件；E.~2391-2154Ma，发生了区域性中低级变质作用。（5）这些新太古宙变火山岩和深成侵入岩为一套成分连续的岛弧拉斑玄武岩-钙碱性玄武岩-安山岩（局部发育玻安岩Boninite）-英安岩岩石组合，形成于洋壳板片俯冲脱水和低度部分熔融、流体和熔体不同程度富集、改造上覆地幔楔的壳幔岩浆作用过程，形成于汇聚板块边缘构造背景下侧向增生的动力学过程，说明~2.53-2.60Ga板块侧向增生已经演变为主要的地壳生长模式。（6）在国际刊物《Gondwana Research》、《Precambrian Research》和《Lithos》等国际学术刊物发表学术论文7篇，国内刊物发表论文3篇。（8）培养博士研究生4名。