河北赞皇地区两期TTG片麻岩的成因

The North China Craton is one of the oldest cratons in the world and it has a complicated evolution history. A great deal of researchment on cratonization of it in the early Precambrian has been carried out and different viewpoints have been formed. However, scientific arguments especially for the Trans-North China Orogen are still existed. TTG (tonalite-trondhjemite-granodiorite), as the major composition of the Archean crust, is an important object to explore the continental crustal growth and evolution. Zanhuang County is sited on the mid-south section of the Trans-North China Orogen, Hebei Provice. Two periods of TTG gneisses locating here provide an opportunity for studying the continental crustal growth and evolution in the early Precambrian. In this project, systematic petrology, petrochemistry, Sr, Nd isotopic geochemistry, SHRIMP zircon U-Pb dating, LA-MC-ICPMS U-Pb dating, hafnium isotopic tracer of zircon and some other methods are planning to carry out. According to SHRIMP zircon U-Pb dating, LA-MC-ICPMS U-Pb dating and CL figure of zircons, formation and metamorphic ages of the TTG gneisses can be obtained; According to the strontium, neodymium model ages of whole rock samples and the Hf model ages of zircons, we can estimate the time that the TTGs separated from sources; According to the main elements, trace elements, REEs and strontium, neodymium and hafnium isotopes studying of the samples, petrogenesis, melting mechanism, tectonic setting and relationship of the two TTG gneisses can be confined. Combined with the information above, conclusion on the crust genesis, growth and evolution process of Zanhuang area can be formed. In addition, more evidence for cratonization of North China Craton can be provided.

前人对华北克拉通早期的克拉通化过程已进行了大量研究工作但认识不一，由于对中部造山带中、南段研究相对薄弱，加强该地区的研究可以在很大程度上提升对华北克拉通早期地壳生长和演化的认识。TTG作为太古宙地壳的主要组成部分，是探索早期大陆地壳形成和演化的重要对象。位于华北克拉通中部造山带中南段的河北赞皇地区出露的两期TTG片麻岩为解决该地区早前寒武纪地壳的生长和演化过程提供了契机。本项目拟通过系统的岩石学、岩石地球化学、Sr、Nd同位素地球化学、锆石SHRIMP 和LA-MC-ICPMS U-Pb精细年代学、锆石Hf同位素示踪等方法，综合研究赞皇地区两期TTG片麻岩的成因机制、构造背景、源区性质、二者的演化过程及演化关系，进而探讨该地区早前寒武纪地壳的成因、生长和演化过程，同时为判断华北克拉通早期的克拉通化过程提供重要依据。

近年来，对华北克拉通的形成和演化过程的研究是早前寒武纪地质学关注的热点之一。本项目重点研究的TTG片麻岩位于华北克拉通中部造山带中南段的河北赞皇地区，对该地区TTG片麻岩开展研究可以为进一步认识华北克拉通早期的形成和演化提供依据。该地区的片麻岩可以分为条带状片麻岩和无条带片麻岩，本项目首先对这两类TTG片麻岩进行了年代学研究，进一步确定了该地区的TTG片麻岩主要可分为两期，分别为2703Ma的条带状英云闪长质片麻岩、2723Ma的条带状闪长质片麻岩、2689Ma的弱条带状闪长质片麻岩和2521Ma的无条带花岗闪长质片麻岩，随后对这两期片麻岩进行了岩石化学研究，结果表明：条带状英云闪长质片麻岩和无条带花岗闪长质片麻岩具有相似的岩石化学特征，其主量元素均具有高硅、高铝、富钠、贫钾的特征，其稀土元素具有轻稀土富集、重稀土亏损，轻重稀土分馏强，Eu异常不明显，其微量元素中大离子亲石元素富集，亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Yb和Y，在原始地幔标准化的微量元素配分图中具有Nb、Ta、Ti、P和Sm负异常，二者均具有太古宙高铝TTG片麻岩的特征，同时具有高铝埃达克岩主要的地球化学特征，综合判断该地区2.7Ga的条带状片麻岩和2.5Ga的无条带花岗闪长质片麻岩可能均来自于新生地壳的部分熔融，这两类片麻岩可能形成于两次独立的岩浆事件但受到彼此的影响，经岩石化学研究和野外观察均没有发现二者的演化关系。2.7Ga TTG的原岩在形成后经历了深熔作用，形成了目前的浅色和暗色岩石交替的条带状片麻岩，并且深熔作用发生的时间紧随岩石的形成时间。结合近年来在鲁西、胶东栖霞地区、皖北霍邱、河北阜平均有2.7Ga的地质体被陆续发现，我们认为华北克拉通早在2.7Ga即开始了大规模的岩浆活动，使得太古宙陆壳大规模增生。而华北克拉通广泛存在的2.5Ga的岩浆活动可能为其微陆块的聚合，进而形成统一的华北克拉通太古宙基底提供了条件。