华北克拉通北缘早中生代岩石圈伸展作用的构造学与岩石学限定及意义

近期对兴蒙造山带蛇绿岩及华北克拉通北缘晚古生代－早中生代侵入岩的研究结果表明，古亚洲洋最终闭合及华北地块与南蒙古增生褶皱带最终拼合时间为二叠纪末－三叠纪初期。早中生代(三叠纪－早侏罗世)期间，华北克拉通北缘已进入了后碰撞/后造山伸展阶段,并可能在中－晚三叠纪期间发生了部分岩石圈拆沉及破坏。华北克拉通北缘大量发育的早中生代碱性岩浆活动及近期报道的伸展构造、崩滑流等快速沉积、底侵作用及多金属成矿作用等均支持这一推断。华北克拉通北缘早中生代期间的岩石圈伸展对华北克拉通晚中生代期间的岩石圈减薄及破坏可能有重要影响，值得深入研究。本项目拟以构造地质学、热年代学、岩浆岩岩石学、地球化学及沉积学等多学科相结合方法，研究华北克拉通北缘早中生代岩浆活动、伸展构造、岩体快速冷却及崩滑流等快速沉积的深部动力学背景及其有机联系。此研究成果对于认识华北克拉通北缘岩石圈减薄及破坏起始时间、成因机制及过程具有重要意义。

本项目通过华北克拉通北缘早中生代岩浆作用及构造变形的研究，确定了华北克拉通北缘早中生代期间构造岩浆作用的构造背景及岩石圈减薄的机制及过程，探讨了这一早中生代岩石圈减薄过程对晚中生代华北克拉通大规模破坏的作用及影响。项目研究取得的主要成果包括：.(1) 华北北克拉通北缘永富村、姚家庄及孙各庄碱性岩体锆石及斜锆石U-Pb测年结果结合前人发表的其它碱性岩年代学数据表明华北克拉通北缘近东西向碱性岩带形成于235–220 Ma，即中-晚三叠世。岩石化学及Sr-Nd-Hf同位素地球化学结果表明碱性杂岩体内正长岩、辉石正长岩及基性-超基性具有相似的源区。这些岩石主要起源于交代的富集岩石圈地幔的局部熔融，但有亏损软流圈物的加入。华北克拉通北缘中-晚三叠世碱性岩形成过程中有软流圈物质加入的事实表明在早中生代期间华北克拉通北缘已经有强烈的软流圈-岩石圈相互作用。因此在中三叠世碱性岩形成时期，华北克拉通北缘已经发生了强烈的软流圈上涌，岩石圈可能已经发生了部分拆沉及减薄，显示华北克拉通北缘岩石圈破坏及减薄在中三叠世就已经开始了，这一岩石圈减薄的时限比华北克拉通其它地区明显要早。由于晚古生代期间古亚洲洋板块向华北克拉通北缘的俯冲引起的岩石圈加厚，岩石圈拆沉可能是华北克拉通北缘早中生代期间岩石圈减薄的重要机制之一。.(2) 新的年代学、地球化学及构造分析研究结果结合前人已发表的资料表明，华北克拉通中生代岩浆作用及构造变形从板块边缘向内部有明显的时空迁移规律。早期的岩浆作用及构造变形主要存在与板块边缘，晚期分布范围则更广。这种中生代岩浆作用的时空迁移规律表明华北克拉通的减薄与破坏可能是不同时的、渐进的过程。华北克拉通岩石圈的减薄与破坏可能最先从其北缘及东缘开始，逐渐扩展到克拉通内部。中生代以来周缘块体的相互作用及多期次板块俯冲可能在晚中生代华北克拉通岩石圈大规模减薄与破坏方面发挥了重要作用。.(3) 确定辽东半岛前人所认为这些辉绿岩为晚三叠世辉绿岩墙实际为侵入到新元古代沉积地层内规模巨大的辉绿岩床。锆石U-Pb年代学结果表明这些辉绿岩床侵位时代相同，为9.2亿年左右。这些新的年代学结果一方面表明辉绿岩床形成于新元古代早期，另一方面也表明辽东半岛新元古代地层的上限在9.2亿年左右或稍早，并且发生了区域性抬升。辽东半岛新元古代早期大规模辉绿岩床的形成可能与华北克拉通从罗迪尼亚超大陆的裂解有关。