【摘 要】
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冀南邯邢地区位于华北克拉通中部,中生代太行山板内造山带南段,因其独特的构造位置对于讨论华北克拉通破坏的时限以及破坏机制等问题有着得天独厚的优势。目前的研究普遍认为中生代古太平洋板块的西向俯冲是导致华北克拉通破坏的主要驱动力,但是克拉通破坏的机制、时限、过程仍然存在较大的争议。这些争议聚焦于晚古生代-早中生代华北克拉通的稳定性及其深部地质作用。由于锆石具有封闭温度高,分布广泛,性质稳定等特点,其能在
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冀南邯邢地区位于华北克拉通中部,中生代太行山板内造山带南段,因其独特的构造位置对于讨论华北克拉通破坏的时限以及破坏机制等问题有着得天独厚的优势。目前的研究普遍认为中生代古太平洋板块的西向俯冲是导致华北克拉通破坏的主要驱动力,但是克拉通破坏的机制、时限、过程仍然存在较大的争议。这些争议聚焦于晚古生代-早中生代华北克拉通的稳定性及其深部地质作用。由于锆石具有封闭温度高,分布广泛,性质稳定等特点,其能在各种地质过程中“幸存”,记录了复杂的岩浆演化和年龄信息。本次研究在邯邢地区早白垩世侵入岩中发现了大量2.5 Ga的老变质基底的继承锆石和一些200-400 Ma的继承锆石。通过恢复这些继承锆石的原岩性质和形成的大地构造背景,为我们研究华北克拉通早白垩纪之前的稳定性和深部过程开辟了新的途径。本文对这些继承锆石的成因进行详细研究,以成因矿物学为主要研究方法,通过对继承锆石的形态、成分标型特征和年代学、Lu-Hf同位素的详细分析,反演原岩信息,探讨华北克拉通中部晚古生代-早中生代的构造-岩浆活动的特征及其与华北克拉通破坏的关系,进一步检验并探讨华北克拉通破坏的机制与过程。文中报道了邯邢地区早白垩世侵入岩中的锆石的结晶年龄,其中96个测点的锆石是继承锆石。对这些继承锆石的形态、成分标型研究显示:形态为短柱状、椭圆状、长柱状,长宽比为1-2.5,具有明显的振荡环带结构,且Th/U比值均远大于0.1,均具有明显的岩浆成因特征。通过分类回归树判别继承锆石的原岩类型主要为闪长岩和花岗岩(Si O2<65%和70-75%Si O2),个别点为正长岩和正长伟晶岩与碳酸岩。原岩Si O2含量计算结果显示:200-550 Ma的锆石平衡熔体(原岩)的Si O2含量范围为53.60~88.91 wt.%,平均为63.41 wt.%;700-2700 Ma的锆石平衡熔体(原岩)的Si O2含量范围为49.74~95.52 wt.%,平均为64.15 wt.%。物理化学条件计算结果表明:其温度范围主要为700-800℃,氧逸度的主要范围在-5~-25之间,其中U-Pb年龄为200-400 Ma的继承锆石相较1800-2500 Ma的老锆石温度更高,氧逸度更低。所测继承锆石年龄峰值集中在~230 Ma、~1.85 Ga、~2.5Ga,此外还有~255Ma、~285 Ma、~320 Ma、~426 Ma和520 Ma年龄组,个别新元古代和中元古代的继承锆石也可以观察到。我们认为~230 Ma年龄组的继承锆石可能形成于华南-华北板块碰撞后的岩浆作用。~255 Ma、~285Ma和~320 Ma年龄组的继承锆石的形成可能于华北克拉通北缘晚古生代安第斯型大陆边缘的岩浆作用有关。~426Ma和520 Ma两组继承锆石可能在古大陆拼合的全球事件引发的邻近陆块岩石圈深部的热扰动中结晶。~2.5 Ga年龄组的继承锆石表明邯邢地区深部存在2.5Ga前寒武纪基底——TTG花岗片麻岩。~1.85 Ga年龄组的继承锆石,记录了华北克拉通东部陆块与西部陆块碰撞拼合形成主体事件。这些继承锆石的年龄表明:华北克拉通岩石圈至少在古生代就经历了幕式的改造。因此,其演化很可能是长期的、幕式的和渐进的。从锆石微量元素构造背景判别图来看所测继承锆石均属于大陆锆石,产于大陆弧背景。地壳厚度计算结果显示邯邢地区在早古生代时期地壳厚度约为80km,晚古生代二叠系岩石圈开始减薄,直至早中生代三叠系岩石圈厚度约为40km,这个过程中岩石圈减薄了约20 km,暗示在晚古生代-早中生代时期华北克拉通已经开始失去克拉通的稳定构造性质。
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