阴山地块晚太古代岩浆作用、变质作用对地壳演化及BIF成因的启示

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ＭａＸＤ，ＦａｎＨＲａｎｄＧｕｏＪＨ２０１３Ｎｅｏａｒｃｈｅａｎｍａｇｍａｔｉｓｍ，ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎｔｈｅＹｉｎｓｈａｎＢｌｏｃｋ：ＩｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｇｅｎｅｓｉｓｏｆＢＩＦａｎｄｃｒｕｓｔａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２９（７）：２３２９－２３３９㊀㊀ＴｈｅＹｉｎｓｈａｎＢｌｏｃｋｉｓａｃｏｈｅｒｅｎｔＮｅｏａｒｃｈｅａｎｂａｓｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｃｋｉｎｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎＴｈｅＡｂｓｔｒａｃｔｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｉｓａｔＧｕｙａｎｇａｒｅａ，ｗｈｉｃｈｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｇｒａｎｉｔｅｇｒｅｅｎｓｔｏｎｅｒｏｃｋｓａｔｗｅｓｔｅｒｎａｎｄｈｉｇｈｇｒａｄｅｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｃｏｍｐｌｅｘｅｓａｔｅａｓｔｅｒｎＴｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｚｉｒｃｏｎＵＰｂａｇｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｓｈｏｗｅｉｔｈｅｒｔｈｅｇｒａｎｉｔｅｇｒｅｅｎｓｔｏｎｅｏｒｔｈｅｐｒｏｔｏｌｉｔｈｓｏｆｔｈｅｈｉｇｈｇｒａｄｅ２５６２２５１０Ｍａ），ａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄｔｗｏｓｔａｇｅｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｅｖｅｎｔａｔ２５００Ｍａ，ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｃｏｍｐｌｅｘｅｓｆｏｒｍｅｄａｔｔｈｅｌａｔｅＮｅｏａｒｃｈｅａｎ（２４８０ＭａｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙＴｈｅＰＴｐａｔｈｏｆｔｈｅ２５０Ｇａｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｓａｎａｎｔｉｃｌｏｃｋｗｉｓｅｔｙｐｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｉｄｏｃｅａｎｉｃｒｉｄｇｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｒｅａｒｅａｖａｒｉｅｔｙｏｆｓｐｅｃｉａｌｒｏｃｋｓｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｃｅｒｔａｉｎｔｅｃｔｏｎｉｃｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｉｎｔｈｉｓａｒｅａ，ｓｕｃｈａｓ：ｋｏｍａｔｉｉｔｅ，ｋｏｍａｔｉｉｔｉｃｂａｓａｌｔ，Ｎｂｒｉｃｈｂａｓａｌｔ，ｈｉｇｈＭｇａｎｄｅｓｉｔｅ，ＴＴＧｓａｎｄＳａｎｕｋｉｔｏｉｄＩｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｔｈｅＹｉｎｓｈａｎｂｌｏｃｋｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｈｅｐｌａｔｅ，ａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄｔｈｅｍｉｄｏｃｅａｎｉｃｒｉｄｇｅｓｕｂｄｕｃｔｅｄａｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎｏｒｏｇｅｎｙｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙＴｈｅＢＩＦｓｉｎｔｈｉｓａｒｅｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｃｔｏｎｉｃｓｍｉｄｏｃｅａｎｉｃｒｉｄｇｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＳｉａｎｄＦｅｏｆＢＩＦｓａｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｂａｓａｌｔａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｇｒｅｅｎｓｔｏｎｅｂｅｌｔａｎｄｔｈｅｋｏｍａｔｉｉｔｅ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙＫｅｙｗｏｒｄｓ㊀㊀Ｍａｇｍａｔｉｓｍ；Ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ；ＹｉｎｓｈａｎＢｌｏｃｋ；ＧｅｎｅｓｉｓｏｆＢＩＦ；Ｃｒｕｓｔａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ摘㊀要㊀㊀阴山地块是华北克拉通西部太古代基底出露最大最完整的地区。固阳地区是阴山地块最具代表性的地区，主要由中西部低级别变质的晚太古代花岗绿岩地体和东部的高级变质杂岩地体组成。统计结果表明，无论是绿岩带，花岗岩类侵入体，还是高级别变质杂岩的原岩都形成于晚太古代末期（２５６２２５１０Ｍａ），形成时间上相互重叠，在２５００Ｍａ，２４８０Ｍａ分别经历了两期变质事件，第一期为逆时针的ＰＴ轨迹，与洋脊俯冲有关；第二期则表现顺时针的ＰＴ轨迹，与晚期碰撞造山有关。科马提岩科马提质玄武岩、高镁安山岩富Ｎｂ火山岩、ＴＴＧ和Ｓａｎｕｋｉｔｏｉｄ多种具有特殊构造意义的岩石同时发育。综合ＩＦ与已有资料获得如下启示，阴山地块在晚太古代受板块体制控制，并先后经历了洋脊俯冲和碰撞造山过程。将区域内的ＢＩＦ的形成与洋脊俯冲有关，ＢＩＦ中的Ｓｉ来源于绿岩带底部的玄武岩，Ｆｅ来源于同层位的科马相关岩石联系起来考虑，得出Ｂ提岩。关键词㊀㊀岩浆作用；变质作用；阴山地块；ＢＩＦ成因；地壳演化中图法分类号㊀㊀Ｐ５８１；Ｐ５９１
９７３ ” 项目（２０１２ＣＢ４１６６０５）、国家自然科学基金项目（４１２０２１３８）和博士后基金（２０１２Ｍ５１０５３９）联合本文受国家重点基础研究发展计划“ 资助．第一作者简介：马旭东，男，１９８２年生，博士，主要从事华北早前寒武纪地质研究，Ｅｍａｉｌ：ｍａｘｕｄｏｎｇ２０１１＠的克拉通之一，由不同的古老微陆块拼合而成，此后又经历了多期构造和岩浆作用、Ｚｈａｏｅｔａｌ，１９９８，２００５，２０１２；李江海等，变质作用的改造（２０００；翟明国等，２０００；ＫｕｓｋｙａｎｄＬｉ，２００３；赵国春，２００９；ＺｈａｉａｎｄＳａｎｔｏｓｈ，２０１１）。赵国春等学者通过对华北克拉通基底的岩石组合、构造样式、变质演化和同位素年龄等方面综合分析，提出华北克拉通基底可沿１８５Ｇａ中部构造带（陆陆碰撞带）划分为东部陆块、西部地块（Ｚｈａｏｅｔａｌ，１９９８，２００５，２０１２；赵国春，２００９）。随后，在此基础上提出西部陆块９５Ｇａ孔兹岩带（碰撞型造山带）进一步划分为鄂可以沿１尔多斯地块和阴山地块（Ｚｈａｏｅｔａｌ，１９９９，２０１０），东部陆块９９８；李三忠可以沿胶辽吉带进一步划分（贺高品和叶慧文，１等，２００４；Ｌｉｅｔａｌ，２００４，２００５，２００６；ＬｉａｎｄＺｈａｏ，２００７）（图１）。东部陆块晚太古代岩石主要由２８２６Ｇａ绿岩带岩石６２５ＧａＴＴＧ片麻岩、镁铁质超镁铁质层状侵人组合和２岩和少量表壳组成（Ｚｈａｏｅｔａｌ，１９９８）。其中，绿岩带岩石组合中的超镁铁质岩石含有大量科马提质岩石（程裕祺和徐惠芬，１９９１；Ｐｏｌａｔｅｔａｌ，２００６ｂ）；ＴＴＧ片麻岩约占整个基底出露面积的８０％以上；表壳岩包括绿片岩相至麻粒岩相变质的
１１２ＭＡＸｕＤｏｎｇ，ＦＡＮＨｏｎｇＲｕｉａｎｄＧＵＯＪｉｎｇＨｕｉ
１中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室，北京㊀１０００２９２中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室，北京㊀１０００２９ｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ１Ｋ２ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ２０１３０３０１收稿，２０１３０５２３改回
（０７）２３２９３９１００００５６９／２０１３／０２９
ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ㊀岩石学报
阴山地块晚太古代岩浆作用、变质作用对地壳演化及ＢＩＦ成因的启示

马旭东１㊀范宏瑞１㊀郭敬辉２
区域变质作用和透入性变形作用（Ｋｒｎｅｒｅｔａｌ，１９９８；Ｇｅｎｇｅｔａｌ，２００６；Ｇｒａｎｔｅｔａｌ，２００９），同时形成大量同构造钾质花岗岩和少量紫苏花岗岩（Ｙａｎｇｅｔａｌ，２００８），其变质作用Ｔ轨迹为特征，并且多具有等压冷却演化均以逆时针Ｐ（ＩＢＣ）演化过程。一般认为，这类变质作用与岩浆弧，大陆Ｚｈａｏｅｔ裂谷或地慢柱（热点）环境中大量幔源岩浆底侵有关（ａｌ，１９９８，２００１；Ｙａｎｇｅｔａｌ，２００８；赵国春，２００９）。同时东部陆块的岩浆作用和变质作用的时间间隔很短，小于５０Ｍｙｒ。所有这些事实说明华北克拉通东部陆块晚太古宙基底变质ＴＧ和铁镁质岩石的岩浆作用是同一热构造事作用和形成Ｔ件产物，同时在东部陆块出现具有鬣刺结构的科马提质岩石（地幔高程度部分熔融的产物），因此，赵国春（２００９）提出用地幔柱模式来解释东部陆块的生长。与东部地区相比，西部陆块由于开展研究的条件相对较差，至今有关基底的组成、形成时代等还未得到明确的限定。目前的研究工作已经积累了部分资料，特别是前寒武纪岩石出露较好的阴山地块固阳地区：如陈亮（２００７）报道了科马提质岩石的存在，并对固阳绿岩带进行了详细的年代学及地球化学研究；Ｊｉａｎｅｔａｌ（２０１２）对绿岩带及周边的花岗岩类侵入ＨＩＲＭＰ定年，同时该地区的高级变质杂岩的也有体进行了Ｓ深入的研究（金巍，１９９１；金巍和李树勋；１９９６；蒙炳儒，２００７；
２３３０
ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ㊀岩石学报２０１３，２９（７）
沉积岩和双峰式火山岩（伍家善等，１９９８；Ｚｈａｏｅｔａｌ，１９９８）。这些岩石共同了经历２５Ｇａ绿片岩相至麻粒岩相