2022年8月11日，国际地学权威学术期刊《Precambrian Research》在线发表了题为“Chronological Framework of Precambrian Dantazi Complex: Implications for the formation and evolution of the northern North China Craton”的研究成果，通过系统比较不同地体间的岩性组合和地质事件序列，为早期地球微板块重建提供重要依据。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室孙国正博士后、李三忠教授、北京大学地球与空间科学学院刘树文教授和西澳地调局吕勇军研究员等合作完成。

       一个完整的克拉通陆壳通常是由多个微陆块俯冲、增生和碰撞形成的。因此，微陆块的形成、发展和消亡过程对于地球早期板块构造和前板块构造研究具有重要意义。然而，后期复杂的构造热事件明显地破坏了太古宙微陆块之间的构造边界，这为确定微陆块的数量、分布、碰撞拼合的时间和方式带来了极大的挑战。针对这一问题，该研究以华北克拉通北部冀北地体的单塔子杂岩为研究对象，对其开展系统的野外地质、岩性组合、锆石U-Pb-Lu-Hf同位素和全岩地球化学研究。发现单塔子杂岩主要由新太古代的TTGs、钾质花岗岩、赞岐质花岗闪长岩-二长闪长岩、石英正长岩和古元古代的镁铁质二辉麻粒岩组成。年代学结果显示，单塔子杂岩主要形成于2517-2473 Ma，保留有2600-2533 Ma的继承/捕获锆石，并经历了2405-2402 Ma, ~1795 Ma和~1730 Ma多期构造热事件的改造(图1)。岩石成因研究表明：(1) ~2.52 Ga的TTGs来自于初生镁铁质地壳的部分熔融；(2)~2.51 Ga的赞岐质花岗闪长岩-二长闪长岩形成于不同熔/岩比的板片-地幔相互作用；(3) ~2.50- 2.47 Ga的钾质花岗岩起源于变质杂砂岩的壳内再循环；(4) ~2.50 Ga的石英正长岩来源于幔源岩浆的分离结晶。上述岩石成因过程表明与俯冲有关的壳幔相互作用是单塔子杂岩新太古代晚期花岗质岩石多样性形成的关键。

图1. 冀北单塔子杂岩锆石定年年龄分布图

        区域对比结果显示，前寒武纪冀北地体在岩性组合和地质事件序列上与华北克拉通中部造山带(Trans-North China Craton)和西部陆块(Western Block)的变质地体具有明显的差异，表明它们形成于不同的壳幔动力学体系，这意味着东部陆块和西部陆块在太古宙末期尚未拼贴到一起。与此同时，我们还收集了东部陆块冀东和辽西地体的年代学和岩石学资料，发现不同地体之间的年龄结构和岩石组合具有明显的空间分带性，从西北到东南，花岗岩岩石组合由富钠质向富钾质转变，岩浆结晶年龄逐渐变老，反映了地壳成熟度的增加(图2A)。已有研究表明，辽西地区相当于岛弧带，冀东地区相当于活动大陆边缘。因此，我们推测冀北-辽西-冀东代表了一个完整的古老俯冲带剖面，冀北地体可能形成于太古宙晚期由板片后撤(Slab roll-back)所诱发的连续后撤式俯冲环境下(图2B)。

图2. (A) 冀北-辽西-冀东新太古代晚期-古元古代早期火成岩时空分布和岩性组合图；(B) 华北克拉通北部新太古代晚期构造演化模式图

Sun, G.Z., Liu, S.W., Lü, Y.J., Li, S.Z., Gao, L., Hu, Y.L., Wang, W., Guo, R.R., 2022. Chronological Framework of Precambrian Dantazi Complex: Implications for the formation and evolution of the northern North China Craton. Precambrian Research 379, 106819.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.precamres.2022.106819