华北克拉通新太古代末期的克拉通化:冀东昌黎碱性花岗质岩石的岩石学、锆石年代学和元素地球化学

冀东地区是华北克拉通早前寒武纪地质研究的经典地区,赋存有丰富的地球早期地壳演化和太古宙板块构造信息。本文对出露于冀东昌黎地区的一套新太古代碱性花岗质岩石进行了系统的研究。其主要矿物组成为碱性长石、石英和霓辉石,以及榍石、磷灰石等副矿物,偶见紫苏辉石。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年显示其成岩年龄为2531~2518Ma。该套碱性花岗质岩石具有高SiO 2(70.2%~73.0%)、K 2O+Na 2O(10.1%~11.0%)、Sr/Y值(44.3~103.5),低CaO(0.48%~0.94%)、MgO(0.14%~0.33%)、Cr(4.96×10^(-6)~10.9×10^(-6))、Ni(2.46×10^(-6)~4.62×10^(-6))的特征,稀土元素配分模式与冀东-辽西地区闪长质及二长-正长花岗质岩石相似,同时显示Eu的正异常(Eu/Eu*=1.02~1.49)以及岩浆分异的稀土元素分布特征。根据以上元素地球化学特征以及微量元素的模拟计算,本文认为这套岩石来自增厚镁铁质下地壳的部分熔融,并经历了以磷灰石为主同时包括榍石、褐帘石等副矿物的分离结晶。结合前人对区域内同时代变质表壳岩岩石地球化学以及变质作用的研究,认为增厚下地壳的部分熔融与岩石圈地幔镁铁质岩浆的底垫和侵入有关。陆块发生碰撞后,岩石圈包括下地壳不断增厚,岩石圈地幔下部沉入软流圈,引起了软流圈的上涌以及残余岩石圈地幔的部分熔融。昌黎碱性花岗质岩石形成于新太古代末期碰撞后的拉张环境,暗示了华北克拉通新太古代末期的克拉通化。