Early Cretaceous A-Type Granites in the Eastern North China Block with Relation to Destruction of the Craton
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摘要: A型花岗岩是非造山的、无水的碱性花岗岩, 具有独特的矿物学、岩石学和地球化学特征, 形成于造山后、板内非造山或者地幔热柱等伸展动力学背景, 蕴涵着大陆地壳生长、岩石圈演化及区域构造发展等大陆动力学的重要信息.在华北东部广泛分布着一期中生代A型花岗岩及伴生的碱性岩, 结合前人的研究成果以及笔者近年来的研究发现: 它们主要侵位于早白垩世(130~110Ma), 来源于上地壳、下地壳和地幔等多元源区, 是不同成分的岩浆经过分离结晶、岩浆混合作用形成; 综合区域地球动力学研究和A型花岗岩本身的地球化学特征, 认为华北东部早白垩世A型花岗岩形成于地壳伸展背景之下, 是岩石圈减薄和克拉通破坏的浅部地质响应, 标志着华北东部岩石圈减薄和克拉通破坏作用的峰期.Abstract: A-type granite is anorogenic, anhydrous and alkaline granite and has unique mineralogical, petrological and geochemical characteristics, which is considered to be emplaced in post-orogenic, within-plate or plume-related extensional setting.A-type granites and related alkaline rocks imply important information of geodynamics and are the key to understand the growth of continental crust, the lithospheric evolution and the development of regional tectonics.Late Mesozoic A-type granites and related alkaline rocks are widespread in the eastern North China craton.Previous studies and our recently published data show that they formed via a complex process involving mixing of magmas derived from mantle and upper and lower crust sources, crystal fractionation and infracrustal melting during Early Cretaceous (130-110Ma).On the basis of the study of regional geology, it is suggested that the A-type granites and related alkaline rocks were formed in an extensional setting and were the shallow responses to the lithospheric thinning and decratonization, which indicate the peak time of lithospheric thinning and destruction of the North China craton.
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Key words:
- A-type granite /
- Early Cretaceous /
- North China craton /
- decratonization
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0. 引言
花岗岩(及伴生的镁铁质岩石) 是构成大陆地壳的重要组成部分, 是大陆形成、演化的标志物之一, 可形成于各种不同地球动力学环境(Barbarin, 1990, 1999; Bonin et al., 1998).地球上大面积出露的花岗岩主要类型为I型和S型花岗岩, A型花岗岩所占的比例相对较小, 但A型花岗岩所具有的独特的矿物学、岩石学和地球化学特征及所代表的造山后、板内非造山或者地幔热柱伸展动力学背景(Eby, 1990, 1992), 蕴涵着大陆动力学的重要信息, 对大陆地壳生长、岩石圈演化及区域构造发展等研究具有至关重要的作用(Cloeman et al., 1992; Jahn et al., 2000; Wu et al., 2002; Hawkesworth and Kemp, 2006; Yang et al., 2008a).
在华北克拉通东部广泛发育着一期早白垩世A型花岗岩, 虽然前人对这期A型花岗岩及相伴生的碱性岩作了大量的年代学、岩石学和地球化学工作, 并取得显著的研究成果(许保良等, 1994, 1998; 阎国瀚等, 2001; Wei et al., 2002; Wu et al., 2005; Yang et al., 2006, 2008b), 但有关A型花岗岩成因以及地球动力学背景等方面还存在一定的争议.
本文在总结近年来A型花岗岩成因研究的基础上, 通过仔细阅读有关华北克拉通东部早白垩世A型花岗岩的相关研究文献, 对华北东部早白垩世A型花岗岩的源区、成岩过程进行了初步的总结, 并提出华北东部早白垩世A型花岗岩及伴生碱性岩的形成与克拉通破坏之间的成因关系.
1. A型花岗岩研究进展
1.1 A型花岗岩的定义
A型花岗岩是非造山的、无水的碱性花岗岩, 其定义是由Loiselle and Wones (1979) 最先提出的, 指侵位于大陆裂谷环境、在低氧逸度条件下结晶的偏碱性花岗岩.通常情况下, A型花岗岩具有典型的标志矿物——碱性暗色矿物, 如钠闪石-钠铁闪石、霓石-霓辉石、铁橄榄石等.与其他类型花岗岩相比, A型花岗岩高Fe/Mg、(K+Na) /Al和K/Na比值, 富含F、Zr、Nb、Ga、稀土元素(REE)、Y和Zn等元素, 相对贫缺Mg、Ca、Al、Cr和Ni等元素(Collins et al., 1982; Whalen et al., 1987), 即A型花岗岩富集不相容元素(LILE和HFSE), 但亏损镁铁质硅酸盐(Co、Sc、Cr、Ni等) 和长石(Ba、Sr、Eu) 等矿物相容的元素(Bonin, 2007).
高分异的I、S型花岗岩与过碱性A型花岗岩具有相似的地球化学特征(Chappell and White, 1992;Wu et al., 2003a,Wu et al., 2003b ), 从而导致成因类型判断困难.常用的Whalen et al. (1987)所提出的1 000× (Ga/Al) =2.6的判别标准也无能为力.一般根据A型花岗岩具有典型的碱性暗色矿物和较高的Zr (> 250×10-6)、Nb、Ce和Y (Nb+Zr+Ce+Y > 350×10-6) 的含量与强分异的I型花岗岩(Zr < 100×10-6) 相区分.另外, A型花岗岩的原始岩浆形成温度明显比I、S花岗岩高, 如Clemens et al. (1986)分析A型花岗岩岩浆形成于 > 900 ℃、含水2.4%的条件下, 而Creaser et al. (1991)报道澳大利亚南部A型火山岩的形成温度为900~1 010 ℃和含水(1~2) wt%的条件下, 远比I、S型花岗质岩浆形成的温度高.因此, 通过反演岩浆形成温度, 并结合其他地球化学特征, 可能有效区分A型花岗岩与高分异的I型花岗岩.
1.2 A型花岗岩的源区、成因与壳幔相互作用
A型花岗岩的成因是目前A型花岗岩研究中争议较大的问题之一, 这种争议主要集中在物源和成岩过程上, 归结起来主要有以下4类: (1) 幔源碱性基性岩浆分离结晶形成(Turner et al., 1992, 1996; Mushkin et al., 2003); (2) 长英质岩石在地壳浅部脱水部分熔融形成(Creaser et al., 1991; Skjerlie and Johnston, 1992; Patino Douce, 1997), 多属铝质A型花岗岩; (3) 花岗质熔体抽离后的富含F和Cl的下地壳麻粒岩残留体(residual-source) 在高压下的小程度部分熔融作用(Collins et al., 1982; Clemens et al., 1986); (4) 幔源、壳源不同来源岩浆混合、分离结晶作用的产物(Bedard, 1990; Kerr and Fryer, 1993; Mingram et al., 2000;Yang et al., 2006,2008b).
实验岩石学资料和锆石饱和温度计算已经证明(Clemens et al., 1986; King et al., 1997), A型花岗岩是高温的.这一基本的形成条件暗示该类岩石不可能是I型花岗岩分异而来.无论是高分异还是未分异的类型, 部分A型花岗岩都表现出低Sr、Eu和富集Nb、Zr等元素的特点, 反映其源区存在斜长石的残留(形成的压力较低), 因此它也不可能是幔源岩浆分异而来(在极端情况下, 幔源岩浆的强烈结晶分异可能会产生有限的低Sr、Eu的碱性岩石, 但此时应与大规模的镁铁质岩石伴生), 或来源于镁铁质源岩的部分熔融.实验岩石学资料表明, A型花岗岩源区可能是长英质地壳(Creaser et al., 1991; Skjerlie and Johnston, 1992; Patino Douce, 1997), 由地壳岩石中含水矿物的脱水熔融形成.但是, 在该条件下所形成的熔体基本上都属于铝质A型花岗岩.因此, King et al. (1997)认为铝质A型花岗岩的源岩可能是长英质的, 而过碱性A型花岗岩的源岩则可能是镁铁质的.A型花岗岩成因争论的实质就是它们是否单一地来源于地壳或者地幔?地幔岩浆在A型花岗岩成因中的作用如何?这不仅涉及到A型花岗质岩浆产生的热源等基本问题, 而且对岩石圈演化、大陆地壳生长以及区域构造演化等方面的研究具有十分重要的意义.
1.3 A型花岗岩的构造环境判别
目前, 对花岗岩构造环境的判别主要基于岩石学和地球化学方法, 不少学者认为一定的花岗岩类型对应特定的构造环境(Pitcher, 1997; Barbarin, 1999), 如I型花岗岩对应于俯冲、S型花岗岩对应于碰撞和A型花岗岩对应于伸展的认识.A型花岗岩自命名之日起至今, 近30年的研究表明, 它形成于碰撞后、板内或者地幔热柱等的伸展环境(Whalen et al., 1987;Eby, 1990,1992; Bonin, 2007).但最近几年的工作已经发现, 不仅是A型花岗岩, 还是其他类型的花岗岩都主要是在拉张环境中形成, 挤压环境下形成的花岗岩非常有限, 即使在俯冲带, 花岗岩的形成多与挤压背景下地壳的拉张和底侵作用相关(吴福元等, 2007b).
在地球化学方法中, 目前最为普及和被滥用的是地球化学投点, 如Pearce et al. (1984)和Maniar and Piccoli (1989)等提出的各式图解.但需要注意的是, 花岗岩的地球化学成分取决于其源岩的矿物组成和化学成分、熔融时的物理化学条件(包括温度、压力和挥发份) 和其后岩浆的演化(如分离结晶作用、岩浆混合作用、同化混染作用等), 这些因素没有一个是简单代表构造意义的.因此, 花岗岩的地球化学成分与构造背景并不直接挂钩, 构造背景更可能只是控制了A型花岗岩岩浆过程的某些方面.但由于这种控制性并不是一一对应的, 从而导致花岗岩构造环境的判别往往是多解的(Pearce, 1996; Förster et al., 1997).因此, 目前国际上已经抛弃了花岗岩形成构造环境的地球化学判别方法, 取而代之的是各种方法的综合运用.
2. 华北东部早白垩世A型花岗岩成因
2.1 华北东部早白垩世花岗岩时空分布
华北克拉通分布有大面积的显生宙花岗岩和伴生的镁铁质岩石(图 1).近年来, 国内外学者就年代学、岩石成因和成岩动力学背景等方面研究发表了大量的研究成果, 但多数集中在I型花岗岩的研究上, 而华北东部中生代A型花岗岩及相伴生的碱性岩研究相对较少.本文在前人年代学、岩石学和地球化学的基础上(许保良等, 1994, 1998; 阎国瀚等, 2001; Wei et al., 2002; Wu et al., 2005; Yang et al., 2006,2008b), 初步总结华北东部早白垩世A型花岗岩及伴生碱性岩的时空分布特征(图 1, 表 1).
图 1 华北克拉通东部早白垩世A型花岗岩分布Fig. 1. Sketch map showing the distribution of Early Cretaceous A-type granites in the eastern North China craton表 1 华北东部早白垩世A型花岗岩的锆石U-Pb年龄Table Supplementary Table Zircon U-Pb ages data of the Early Cretaceous A-type granites in the eastern North China craton
在辽东半岛早白垩世A型花岗岩以岗山、阎王鼻子、千山、凤凰山、四平街等岩体为代表, 其岩性主要为角闪石花岗岩、正长花岗岩、钾长花岗岩, 伴生少量的正长岩, 在千山A型花岗岩中常见细粒镁铁质包体.详细的锆石U-Pb年代学测定结果表明, 它们侵位于125~130 Ma (Wu et al., 2005a,吴福元等, 2005b).
燕山地区A型花岗岩公开报道得最早, 主要以后石湖山(山海关) 火山-侵入杂岩体、响山岩体、雾灵山侵入杂岩体、千层背岩体、甲山岩体和窟窿山岩体为代表.其中后石湖山岩体岩性较为复杂, 包括角闪石花岗岩、正长岩、碱长粗面岩、碱性流纹岩等类岩石, 锆石U-Pb年龄测定表明角闪石花岗岩、正长岩和碱性流纹岩的结晶年龄为118±1 Ma、120±1 Ma和119±1 Ma (Yang et al., 2008b).雾灵山侵入杂岩体岩性主要为碱长正长岩和石英正长岩, 侵位时代为130±1 Ma和129±1 Ma (锆石U-Pb年龄, Davis et al., 2001; Yang et al., 2008b).千层背、响山、窟窿山岩体主要由角闪石花岗岩造成, 其侵位时代分别为129±1 Ma、117±1 Ma和127±1 Ma (锆石U-Pb年龄; Davis et al., 2001; Yang et al., 2008b和未发表数据).甲山岩体主要岩性为正长岩, 侵位时代为113±2 Ma (锆石U-Pb年龄; Davis et al., 2001).
胶东-苏北地区以崂山、苏州岩体为代表, 岩性主要为晶洞花岗岩, 其侵位时代为113±1 Ma和110±1 Ma (赵广涛等, 1997).大别山地区以响洪甸正长岩、西汤池碱长花岗岩、婆婆寨碱长花岗岩、崇山咀钾长花岗岩、陈家桥石英正长岩、沙村A型花岗岩岩体为代表(周泰禧等, 1995; 王强等, 2000; 谢智等, 2004), 但只有响洪甸正长岩和沙村A型花岗岩有准确的年代学测定, 其锆石U-Pb年龄为122 Ma (周泰禧等, 1995) 和119.0±3.2 Ma (谢智等, 2004).
近几年详细的锆石U-Pb年代学研究表明, 华北东部中生代A型花岗岩主要形成于早白垩世(110~130 Ma).
2.2 华北东部早白垩世花岗岩源区及成岩过程
有关华北东部早白垩世A型花岗岩的源区争议较大, 部分学者认为华北东部的A型花岗岩及其伴生的碱性岩主要来源于地幔源区, 来源于富集岩石圈地幔的岩浆经过结晶分异直接形成(周玲棣和赵振华, 1994; 许保良等, 1998; 阎国翰等, 2001), 但野外地质观察发现华北东部早白垩世A型花岗岩及碱性岩不与大规模的镁铁质岩石伴生.通过对A型花岗岩的Nd、Sr、O等同位素研究发现, 华北东部, 乃至整个中国东部早白垩世A型花岗岩的岩浆源区可能为受到高温热液蚀变的初生地壳, 并经历了由浅部到深部的两阶段地壳过程(魏春生等, 2001; Wei et al., 2002).然而, 经过笔者近几年详细的研究发现, 华北东部早白垩世A型花岗岩及伴生的碱性岩的岩浆源区并不是单纯来源于岩石圈地幔或地壳(Yang et al., 2006;2008b).
Yang et al. (2006)对辽东半岛早白垩世千山岩体详细的野外考察发现, 该岩体主要由角闪石钾长花岗岩和黑云母钾长花岗岩组成, 并在其中普遍含有大量的细粒镁铁质包体(图 2).细粒镁铁质包体与寄主岩之间的矿物组成呈渐变关系, 在接触带附近可见两种岩浆相互作用而形成的柱状角闪石; 另外在包体中见巨大的、来源于寄主岩的钾长石斑晶, 镜下观察发现磷灰石呈针、柱状, 代表着淬冷作用.所有这些现象表明千山A型花岗岩及其包体是长英质岩浆和镁铁质岩浆混合而成.进一步对A型花岗岩和细粒镁铁质包体所进行的全岩地球化学、Sr-Nd同位素和锆石的Hf同位素分析发现: 角闪石钾长花岗岩富SiO2、FeO/MgO、K2O+Na2O、Rb、Zr和LREE, 但贫Ba、Sr、Eu, 具有较高的初始Sr同位素组成(0.721 5~0.728 3)、富集的Nd同位素组成(εNd (t) =-14.1~-16.5) 和锆石Hf同位素组成(εHf (t) =-18.9~-11.5).这些地球化学特征表明它们的源区明显不同于来源于下地壳的早白垩世I花岗岩(Yang et al., 2004;2007a ) (图 2), 高的放射性成因Sr同位素和低的放射性成因Nd同位素及其他地球化学特征表明它们来源于上地壳物质在低压下(p≤0.4 GPa) 部分熔融作用, 但经历了结晶分异和镁铁质岩浆的混合作用.而细粒镁铁质包体则具有较高的Mg指数(Mg#可达54), 表明它们来源于岩石圈地幔源区, 而包体的富集的Sr、Nd (图 2) 和锆石Hf同位素组成表明这个源区为富集的岩石圈地幔.这些特征表明, 辽东半岛早白垩世千山A型花岗岩是来源于上地壳和富集岩石圈地幔的长英质岩浆和镁铁质岩浆混合、分离结晶作用的结果.
图 2 辽东半岛千山A型花岗岩岩体地质图(a, b), 镁铁质包体与花岗岩野外照片(c) 及其Sr-Nd同位素组成(d) (据Yang et al., 2006)Fig. 2. Geological map (a, b), field picture of A-type granite and mafic enclave (c) and Sr-Nd isotopic compositions (d)最近, Yang et al. (2008b)对燕山地区早白垩世A型花岗岩及伴生碱性岩的锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd同位素、锆石Hf同位素研究表明, 燕山地区后石湖山火山-侵入杂岩体、响山岩体、千层背岩体、雾灵山侵入杂岩体的岩浆源区具有多元性, 是来源于富集岩石圈地幔、下地壳和上地壳的岩浆混合、分离结晶作用的结果.总结华北东部早白垩世A型花岗岩的Sr、Nd同位素资料(图 3) 也发现, 这些花岗岩的Sr、Nd同位素变化范围很大(周泰禧等, 1995; 许保良等, 1998; 魏春生等, 2001; 阎国翰等, 2001; Zhou and Chen, 2006; Yang et al., 2006,2008b), 也说明它们来源于多种源区.因此, 华北东部早白垩世A型花岗岩及其伴生的碱性岩的岩浆源区和成岩过程复杂, 是来源于不同源区的多种岩浆经过分离结晶、岩浆混合而成.
图 3 华北东部早白垩世A型花岗岩的Sr、Nd同位素组成Fig. 3. Sr and Nd isotopic compositions of Early Cretaceous A-type granites in the eastern North China craton3. 早白垩世A型花岗岩与克拉通破坏
3.1 华北东部早白垩世A型花岗岩形成的构造背景
在华北克拉通东部广泛发育着一期早白垩世(110~130 Ma) A型花岗岩及伴生的碱性岩, 它们来源于多种源区(上地壳、下地壳和岩石圈地幔), 是不同的岩浆经过分离结晶、岩浆混合形成.前人根据地球化学投图, 提出它们是A1型花岗岩, 但前文已经提及花岗岩的地球化学成分取决于其源岩的矿物组成和化学成分、熔融时的物理化学条件(包括温度、压力和挥发份) 和其后岩浆的演化(如分离结晶作用、岩浆混合作用、同化混染作用等), 花岗岩的地球化学成分和构造背景并不直接挂钩, 目前国际上已经抛弃了花岗岩形成构造环境的地球化学判别方法, 取而代之的是各种方法的综合运用.
根据近年来构造、盆地等方面研究发现, 华北东部早白垩世A型花岗岩的形成时代(130~110 Ma) 与I型花岗岩形成时代(135~113 Ma, 峰期125 Ma, Wu et al., 2005a) 和华北东部大规模金成矿时代(~120 Ma, Yang et al., 2003) 基本相同, 说明它们形成于同一构造背景之下.笔者最近在辽东半岛进行的花岗岩研究中, 发现古道岭、饮马湾山等众多早白垩世(130~120 Ma) 岩体就位于辽南变质核杂岩拆离断层中, 且其变形线理与变质核杂岩糜棱岩中线理的产状相同, 详细的热年代学研究表明这期岩体与变质核杂岩的变形、冷却年龄为120~110 Ma, 反映它们是同构造岩体(郭春丽等, 2004; Yang et al., 2007b; 杨进辉等, 2008c).变质核杂岩本身代表了区域伸展的地球动力学背景(Davis et al., 2001), 另外, 与此同期在华北东部广泛发育着一系列NNE向的早白垩世拉分盆地(Meng, 2003).再者, 实验岩石学研究表明, 岩石部分熔融形成花岗质岩浆与挥发份、压力和温度有关.挥发份的加入可减低岩石的熔点, 这也是为何俯冲带发育强烈的岩浆活动的原因.但近年的研究已经发现花岗质岩浆是水不饱和的(Thompson, 1999), 因此降压和升温可能是花岗质岩浆形成的更主要元素.挤压构造过程中, 岩石是升压的, 产生岩浆的可能性相对较小.因此, 华北东部早白垩世A型花岗岩以及同期的I型花岗岩和大规模金成矿作用形成于一个伸展的地球动力学背景之下.
3.2 华北克拉通破坏与A型花岗岩成因
近年的研究表明华北克拉通东部在中新生代发生强烈的岩石圈减薄作用, 岩石圈地幔的性质和厚度发生了改变, 大约有100 km厚的岩石圈地幔丢失, 并且由古老的(~2.5 Ga)、冷的、密度低的、难熔的、同位素富集的岩石圈地幔转变为年轻的、热的、密度大的、饱满的、同位素亏损的岩石圈地幔(Fan and Menzies, 1992; Menzies et al., 1993; Griffin et al., 1998; 郑建平, 1999; Xu, 2001;Wu et al., 2006b; Zhang, 2005; Zheng et al., 2007).根据克拉通的定义和性质, 它是地球上重要的构造单元, 多具有密度和热流值低、刚性大、巨厚(> 200 km) 的岩石圈根(Jordan, 1975; Carlson et al., 2005), 其上覆沉积盖层呈近水平状产出, 克拉通化之后无明显的地壳增生和构造-岩浆-成矿和地震活动.虽然地壳伸展不能简单地与岩石圈减薄和克拉通破坏作用一一对应, 但华北克拉通破坏或者岩石圈减薄必然导致岩石圈地幔性质的改变、岩石圈甚至软流圈范围内强烈的热扰动, 软流圈物质上涌、减压部分熔融或岩石圈地幔的增温部分熔融形成镁铁质岩浆.这些岩浆上升至地壳深度, 为地壳范围内地壳物质发生部分熔融提供热源, 形成长英质岩浆, 同时伴有强烈的构造运动、盆地的形成和流体的活动(Davis et al., 2001; Meng et al., 2003; Yang et al., 2003; Wu et al., 2005a).而来自地幔的岩浆底侵到地壳深部或者参与花岗岩的成岩中, 必然导致显著的地壳增生(Yang et al., 2008a).因此, 在华北东部广泛发育的中生代大规模的岩浆活动(早白垩世最为强烈)、早白垩世成矿作用和伸展作用是克拉通破坏的浅部地质响应.
前文已提及, 分布在华北东部的早白垩世A型花岗岩形成于伸展构造背景.在拉张环境下, 压力的降低非常有利于源区岩石的部分熔融, 同时岩石圈的减薄、岩石圈地幔性质的改变必然导致深部高温软流圈、岩石圈物质上涌和地幔岩浆的底侵, 从而使地壳物质加热而进一步发生熔融.就早白垩世A型花岗岩而言, 前面已经综述部分A型花岗岩来源于长英质的地壳浅部, 其源区存在斜长石的残留(A型花岗岩的贫Ba、Sr和Eu等元素), 形成深度一般不会大于30 km, 但A型花岗质岩浆形成的温度要求较高(> 900 ℃), 表明在早白垩世时期华北东部具有较高的地温梯度, 这与华北东部大规模金成矿作用所表现的高地温梯度(Yang et al., 2003) 相吻合, 而如此高的地温梯度是地幔物质上涌和地幔岩浆底侵的结果.地幔岩浆不仅为A型花岗岩的形成提供了热源, 而且野外地质观察和室内的地球化学分析表明地幔岩浆为A型花岗岩提供了大量的物源(Yang et al., 2006, 2008b), 甚至部分A型花岗岩及伴生碱性岩直接来源于地幔源区, 从而导致在早白垩世时期在华北东部存在一期显著的地壳增生.因此, 根据A型花岗岩的综合研究, 笔者认为华北东部早白垩世A型花岗岩及伴生的碱性岩与华北东部岩石圈强烈减薄、克拉通破坏作用具有密切的成因联系, 这些A型花岗岩是华北东部岩石圈强烈减薄、克拉通破坏作用的浅部响应.
虽然绝大部分学者认为华北岩石圈减薄发生在中新生代, 但具体发生的时间存在三叠纪(Yang et al., 2007a, 2007b)、侏罗纪-早白垩世(吴福元和孙德有, 1999; Yang et al., 2003; Gao et al., 2004) 和晚白垩世-新生代(Fan et al., 1992; Menzies et al., 1993; Xu, 2001) 等不同的认识.而根据中生代花岗岩的时、空分布特征研究, 发现在晚三叠世, 岩浆活动主要集中在胶东、辽东和朝鲜半岛(吴福元等, 2005b; Yang et al., 2005,2007c,2007d; Wu et al., 2007a), 其他地区则鲜有分布, 表明华北克拉通在晚三叠世由于大陆深俯冲作用的影响遭受了破坏, 但破坏的范围仅限于与大别-苏鲁相邻的地区.侏罗纪岩浆活动主要分布在胶东、辽东和辽西地区(吴福元等, 2005b, 2006a; Yang et al., 2005), 并且绝大多数侏罗纪花岗岩和火山岩主要来源于地壳物质的熔融(Wu et al., 2005a).早白垩世I型和A型花岗岩广泛分布于华北克拉通东部, 且有大量地幔物质的加入(Yang et al., 2004, 2007a, 2008b), 反映在早白垩世时期华北东部发生了广泛的岩石圈改造和克拉通破坏作用.鉴于华北东部A型花岗岩主要集中在早白垩世, 推断华北克拉通破坏的峰期可能为早白垩世.
4. 结语
通过总结近年来有关华北克拉通东部A型花岗岩及碱性岩的资料, 发现它们主要形成于早白垩世(130~110 Ma), 并且源区具有多元性, 是不同成分的岩浆经过分离结晶、岩浆混合作用形成; 结合综合区域地球动力学研究, 提出华北东部早白垩世A型花岗岩形成于地壳伸展环境, 是岩石圈减薄和克拉通破坏的浅部地质响应, 标志着华北东部岩石圈减薄和克拉通破坏作用的峰期.
A型花岗岩及其伴生的碱性岩虽然只占花岗岩的一小部分, 但它蕴含着大陆地壳生长、岩石圈演化等基础地学研究的重要信息.需要重点指出的是, A型花岗岩的研究不是一个简单的野外采样和室内地球化学分析过程, 需要进行多学科的深入研究和实质性的交叉融合综合研究.受知识背景等方面的限制, 有些问题的讨论不够深刻, 但希望能够引起国内同行的注意, 以促进国内A型花岗岩和碱性岩的研究.
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图 1 华北克拉通东部早白垩世A型花岗岩分布
Fig. 1. Sketch map showing the distribution of Early Cretaceous A-type granites in the eastern North China craton
图 2 辽东半岛千山A型花岗岩岩体地质图(a, b), 镁铁质包体与花岗岩野外照片(c) 及其Sr-Nd同位素组成(d) (据Yang et al., 2006)
Fig. 2. Geological map (a, b), field picture of A-type granite and mafic enclave (c) and Sr-Nd isotopic compositions (d)
图 3 华北东部早白垩世A型花岗岩的Sr、Nd同位素组成
Fig. 3. Sr and Nd isotopic compositions of Early Cretaceous A-type granites in the eastern North China craton
表 1 华北东部早白垩世A型花岗岩的锆石U-Pb年龄
Table 1. Zircon U-Pb ages data of the Early Cretaceous A-type granites in the eastern North China craton
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