华北克拉通东部新太古代深熔作用及其地质意义

Anatexis is an important process which leads to crustal differentiation. Studies on anatexis are useful in unraveling the nature of crustal evolution. The horizontal movement of the curst controlled by plate tectonics is the major geodynamic setting of the anatexis since the Proterozoic. However, the processes and geodynamic setting of the Archean anatexis are still obscure. This project focus on the melt and relict of the migmatite exposed in the typical Archean areas of western Shandong, northern Shandong-southern Liaoning Provinces and Longgang block of the eastern North China Craton. (1) Studies on the distributions, occurrences and deformations of melt and relict and related magmatism will be carried out in order to recover the processes of anatexis; (2) To further constrain the formation of the melt and the geodynamic setting of the anatexis, the mineral and geochemical composition of the melt and the P-T conditions recorded by the relict will be also studied. Some occurrence regularities of crustal anatexis during Neoarchean can be summarized by comparisons between the anatexis happened at different places and metamorphic conditions. This project can provide more evidence to constrain the crustal differentiation during the Neoarchean.

深熔作用是导致陆壳成份分异的重要地质过程，对深熔作用的研究，是揭示地壳物质演化规律的手段。元古宙以来，板块构造体制下块体的水平运动是诱发大陆地壳发生深熔的主要动力学背景，然而太古宙深熔作用的发生过程和相关动力学机制还有待进一步研究。华北克拉通记录了新太古代多期变质-深熔作用，本项目以华北克拉通东部鲁西、胶北-辽南和龙岗地块太古宙基底为研究区，以混合岩的熔体和残留体为主要研究对象，（1）研究深熔熔体和残留体的空间分布、物质组成和变形规律，恢复深熔作用发生的过程；（2）研究深熔熔体的矿物和全岩地球化学组成以及残留体记录的变质作用温压条件，结合同时代岩浆作用的性质揭示熔体形成的过程和动力学背景。通过对比华北克拉通东部不同地区深熔作用发生机制和原岩性质的异同，为揭示新太古代陆壳物质成份分异的过程，探索新太古代陆壳深熔作用的发生规律提供制约。

对太古宙深熔作用中产生的脉体和残留体进行成因研究，可揭示早期地球地壳成分分异的动力学机制。华北克拉通东部保留了大量新太古代形成的混合岩，本项目以鲁西、冀东以及辽南地区混合岩的脉体和残留体为研究对象，以多期深熔作用的特征差异为研究内容，取得以下关键数据和研究结果：.（1）根据低Th、高U和低Th/U比值以及CL图像中锆石的特点，确定鲁西泰安-临沂等地存在新太古代中期2.67-2.60 Ga多阶段深熔作用。.（2）新太古代中期2.67-2.60 Ga形成的深熔脉体具有高SiO2（>73 wt.%）、高Na2O（>5 wt.%）和低K2O含量（<1.0 wt. %）的主量元素地球化学特征，它们的微量元素表现出明显的Sr正异常和弱Eu正异常，重稀土含量变化较大且相对亏损中稀土的配分模式指示脉体在演化过程中可能受到角闪石的影响。.（3）冀东卢龙地区保留新太古代晚期~2.5 Ga的深熔岩石组合，石榴石黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及花岗岩侵入体共同限定区域变质-深熔作用的时间为2.50-2.48 Ga。其原岩岩石组合、变质条件以及深熔混合岩的空间展布和变化规律与鲁西七星台地区记录的同时期深熔作用特征可以对比。.（4）辽南地体内与深熔浅色脉体共生的岩石包括斜长角闪岩和变闪长质岩石，浅色脉体的形成时代为2.51-2.50 Ga，一些斜长角闪岩中识别出2.48-2.46 Ga的低Th、U锆石，它们可能是斜长角闪岩受变质-深熔作用的影响后锆石发生重结晶的结果。.（5）华北克拉通东部新太古代晚期（2.51-2.50 Ga）的深熔混合岩具有带状分布的特点，相关岩石构造面理的倾向多为北东向，其中的浅色体具有高K2O（>4.5 wt. %）、低Na2O（<4.0 wt.%）向富钾花岗岩成分演化的特征。而新太古代中期2.67-2.60 Ga形成的钠质深熔脉体仅在鲁西的泰安至临沂等地出现，它们与点状分布的超镁铁质岩石共生，其形成过程很可能与高温地幔岩侵入后使围岩在低压条件下发生深熔作用有关，是新太古代早期地幔活动延续的表现。