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翟明國(guó)院士:華北克拉通構(gòu)造演化與成礦作用

 changyz001 2023-05-09 發(fā)布于河南

-宣揚(yáng)地學(xué)成果,傳播勘查技術(shù)方法-

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華北克拉通構(gòu)造演化

翟明國(guó)

1 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球與行星學(xué)院

2 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所巖石圈國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

3 浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院

         
作者介紹:翟明國(guó),研究員,中國(guó)科學(xué)院院士,主要從事前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)與變質(zhì)地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)和武礦學(xué)研究。
         
導(dǎo)讀:
華北克拉通是我國(guó)沉積變質(zhì)型鐵礦、矽卡巖型富鐵礦、造山型金礦等重要礦產(chǎn)資源的主產(chǎn)區(qū)。這些重要礦產(chǎn)資源的形成均與華北克拉通構(gòu)造演化密切相關(guān)。研究認(rèn)為:華北克拉通的構(gòu)造演化經(jīng)歷八個(gè)大的階段,文中對(duì)各階段構(gòu)造演化特征、重大地質(zhì)事件及其相關(guān)成礦作用均有科學(xué)論述。
華北克拉通是中國(guó)大陸的主要構(gòu)造單元,從早期到中生代以來的地質(zhì)記錄較完整,受到國(guó)際關(guān)注,是大陸形成和演化研究的天然實(shí)驗(yàn)室。翟明國(guó)院士系統(tǒng)總結(jié)了華北克拉通構(gòu)造演化研究成果和新進(jìn)展,厘清了華北克拉通的構(gòu)造演化大致過程提出了區(qū)華北克拉通構(gòu)造演化動(dòng)力學(xué)模式,分析了華北克拉通地質(zhì)事件與成礦作用同步演化關(guān)系研究成果對(duì)分析成礦區(qū)域構(gòu)造環(huán)境條件,指導(dǎo)地質(zhì)找礦具有重要意義!
         
------內(nèi)容提綱------
           
摘要
0 引言
1 華北克拉通地質(zhì)背景
2 華北克拉通構(gòu)造演化
2.1 早期陸核與多階段大陸生長(zhǎng)
2.2 微陸塊拼合與克拉通化
2.3 地球的靜寂期與大氧化事件
2.4 古元古代活動(dòng)帶與高級(jí)麻粒巖相變質(zhì)作用
2.5 中新元古代多期裂谷與地球中年調(diào)整期
2.6 古生代邊緣造山
2.7 中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)折與地臺(tái)活化
3 關(guān)于礦產(chǎn)資源的時(shí)空性與不可重復(fù)性
4 結(jié)語與致謝
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摘 要:華北克拉通是中國(guó)大陸的主要構(gòu)造單元,從早期到中生代以來的地質(zhì)記錄較完整,受到國(guó)際關(guān)注,是大陸形成和演化研究的天然實(shí)驗(yàn)室。華北克拉通的構(gòu)造演化可以分為八個(gè)大的階段:陸核形成階段;陸殼巨量生長(zhǎng)階段;微陸塊拼合與克拉通化;古元古代大氧化事件與地球環(huán)境劇變;古元古代活動(dòng)帶構(gòu)造與高級(jí)麻粒巖相變質(zhì)作用;中—新元古代多期裂谷與地球中年調(diào)整期;古生代邊緣造山;中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)折與去克拉通化。華北克拉通的大陸演化顯示了地球的進(jìn)化和不可逆過程,特別是熱體制的演變早期陸核的成因仍存在爭(zhēng)議,但是陸殼由小到大、多階段生長(zhǎng)的過程是明確的。25億年前后的克拉通化是最具顯示度的地質(zhì)事件,微陸塊的拼合是大陸聚合和形成穩(wěn)定克拉通的主要過程,已經(jīng)被揭示。但是由綠巖帶-高級(jí)區(qū)構(gòu)成的穹隆-龍骨構(gòu)造并不遵從板塊構(gòu)造的基本構(gòu)造樣式。經(jīng)歷了太古宙與元古宙分界時(shí)期的“靜寂期”之后,華北克拉通記錄了與全球休倫冰期以及大氧化事件相關(guān)的地質(zhì)活動(dòng)古元古代活動(dòng)帶則記錄了裂谷—俯沖—碰撞的過程,具有顯生宙造山帶的某些特征,伴有高級(jí)麻粒巖巖相的變質(zhì)作用,暗示了早期板塊構(gòu)造的出現(xiàn)。從約18~8億年長(zhǎng)達(dá)十億年或更長(zhǎng)的時(shí)限里,華北克拉通一直處于伸展環(huán)境,發(fā)育多期裂谷,有多期陸內(nèi)巖漿活動(dòng),是巖石圈結(jié)構(gòu)和下地殼組成的關(guān)鍵調(diào)整期。從古生代起,華北的南、北緣都經(jīng)歷了現(xiàn)代板塊構(gòu)造意義的造山事件,顯示了華北克拉通古陸通過古蒙古洋和古秦嶺洋與相鄰陸塊之間的構(gòu)造活動(dòng),分別稱為興蒙造山帶和秦嶺-大別造山帶。中生代的華北克拉通出現(xiàn)構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)折和地殼活化,表現(xiàn)為巖石圈減薄和大量殼熔花崗巖的出現(xiàn)。古太平洋板塊的活動(dòng)顯然是重要因素之一但周邊其它陸塊的作用也是重要的,克拉通破壞機(jī)制及其內(nèi)涵的研究還有進(jìn)一步深化的空間。華北克拉通的構(gòu)造演化有其特點(diǎn),也具有全球意義。
關(guān)鍵詞:華北克拉通;構(gòu)造演化;地質(zhì)意義
         
0 引言
克拉通是形成于早前寒武紀(jì)并保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的古老陸塊。華北克拉通是中國(guó)大陸的主要構(gòu)造單元,相對(duì)于世界上一些克拉通,面積較小,如果不算朝鮮半島,面積大約有1.3×106km2但是華北克拉通有38億年的古老歷史,從早期到中生代以來的地質(zhì)記錄完整,受到國(guó)際關(guān)注,不少重要的科學(xué)問題例如早期大陸的形成與生長(zhǎng),元古宙發(fā)生的地球環(huán)境、構(gòu)造體制等巨大變化,古生代的造山活動(dòng)和東亞大地格局重建,中生代大陸活化與去克拉通化等都有大量的研究,并提出了新的模式和新的理論。華北克拉通是地質(zhì)科學(xué)和大陸演化的天然實(shí)驗(yàn)室。
幾代中國(guó)地質(zhì)學(xué)家為華北克拉通的研究做出了巨大貢獻(xiàn),這里不一一累述,僅提及其中的兩本論著。一本是由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所和國(guó)家地震局地質(zhì)研究所編著的《華北斷塊區(qū)的形成與發(fā)展》另一本是趙宗溥等撰寫的《中朝準(zhǔn)地臺(tái)前寒武紀(jì)地殼演化》,大致反映了20世紀(jì)90年代初之前的研究成果。21世紀(jì)以來的近20年,華北克拉通的研究積累了大量新數(shù)據(jù),進(jìn)展飛躍。《地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)》主編約我為紀(jì)念李四光先生誕辰130周年撰寫“華北克拉通構(gòu)造演化”一文,因題目很大,鑒于筆者的知識(shí)結(jié)構(gòu)和文章篇幅,在這里僅對(duì)該區(qū)構(gòu)造演化做一個(gè)簡(jiǎn)單的小結(jié),以前寒武紀(jì)的演化為主,對(duì)涉及的理論認(rèn)識(shí),僅介紹不論證;對(duì)顯生宙的構(gòu)造過程,僅提及不展開。借此表達(dá)對(duì)李四光先生為中國(guó)以至世界地質(zhì)做出的巨大貢獻(xiàn)的敬仰之情。
1 華北克拉通地質(zhì)背景
華北克拉通的大地構(gòu)造位置見圖1。北、南界分別是中亞(興蒙)造山帶和秦嶺-大別造山帶,西部被祁連造山帶切割,與敦煌—塔里木的關(guān)系存在爭(zhēng)議,東部邊界是蘇魯造山帶。朝鮮半島北部或全部屬于華北克拉通,稱為中朝克拉通。
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圖1 華北(中朝)克拉通的大地構(gòu)造位置

華北克拉通自身的構(gòu)造演化以及何時(shí)和如何與華南和塔里木古陸經(jīng)主要造山過程組建了中國(guó)大陸,都是大家關(guān)切的問題。近些年來,一些新的發(fā)現(xiàn),例如模式年齡44億年的火山巖中的冥古宙鋯石、38億年的TTG片麻巖、25億年的蛇綠巖與造山帶結(jié)構(gòu)的討論、古元古代的高壓和高溫—超高溫麻粒巖、中新元古代多期陸內(nèi)巖漿事件、前寒武紀(jì)成礦的“高富”、“低貧”等,成為研究熱點(diǎn)并引起國(guó)際關(guān)注,推動(dòng)了研究的深入。在前寒武紀(jì)時(shí)期,與其它克拉通的相比,華北克拉通在陸殼生長(zhǎng)和一些重大地質(zhì)事件上,既顯示了共性,又顯示了特性,如在25億年的陸殼生長(zhǎng)和穩(wěn)定化、古元古代的活動(dòng)帶事件、中元古代巖漿事件表現(xiàn)更強(qiáng),而在新元古代一些構(gòu)造事件偏弱的特點(diǎn)(圖2)。
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圖2 華北克拉通前寒武紀(jì)重大地質(zhì)事件示意圖

2 華北克拉通構(gòu)造演化
華北克拉通的構(gòu)造演化可以分為八個(gè)大的階段:①陸核形成階段;②陸殼巨量生長(zhǎng)階段;③微陸塊拼合與克拉通化;④古元古代大氧化事件與地球環(huán)境劇變;⑤古元古代活動(dòng)帶構(gòu)造與高級(jí)麻粒巖相變質(zhì)作用;⑥中—新元古代多期裂谷與地球中年調(diào)整期;⑦古生代邊緣造山;⑧中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)折與去克拉通化。
2.1 早期陸核與多階段大陸生長(zhǎng)
地球上先有陸還是先有洋一直是爭(zhēng)議的問題。作為與地球有成因聯(lián)系的月球,最古老的巖石是斜長(zhǎng)巖,它們形成了月球的大陸(斜長(zhǎng)巖高地),月海則是由隕石砸出的玄武巖坑,推測(cè)是隕石撞擊引起的月幔部分熔融的結(jié)果。斜長(zhǎng)巖陸殼可以由硅酸鹽巖漿洋模式解釋但地球上最古老的巖石不是斜長(zhǎng)巖,而是富鈉的花崗巖類(TTG片麻巖)。Wilde et al報(bào)道的西澳Jack Hill沉積巖中的碎屑鋯石年齡是44億年,是地球上迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老物質(zhì),氧同位素和微量元素指示它們來自TTG巖石。最古老的巖石是來自加拿大的Acasta TTG片麻巖,面積約20 km2。約38億年的TTG巖石在很多克拉通都有報(bào)道,表殼巖(沉積巖及條帶狀鐵建造BIF)發(fā)現(xiàn)于西格陵蘭,其圍巖是TTG片麻巖,說明在38億年沉積巖的形成過程已有宏觀水的參與。至今為止,并沒有發(fā)現(xiàn)古老的洋殼巖石及其殘留。然而實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)不能得出由巖漿洋分異或分離出TTG的結(jié)果。洋殼成分的巖石(MORB)可以在一定的溫壓條件下部分熔融出埃達(dá)克質(zhì)的巖石。埃達(dá)克質(zhì)的巖石雖然在Mg#值以及一些微量元素上與TTG巖石有差別,但總體仍比較類似。因此地球上先存在洋殼TTG是由洋殼熔出的模式也是目前不少研究者的選擇。
早期陸核的成因雖存在爭(zhēng)議,但是陸殼是由小到大、多階段生長(zhǎng)的過程是明確的。除了上面所講的國(guó)外的例子外,華北南緣的北秦嶺草灘溝奧陶紀(jì)火山巖中發(fā)現(xiàn)了被捕獲的冥古宙鋯石。鋯石核部年齡為40.8億年,邊部年齡38~37億年,Hf模式年齡44億年,表明44億年可能已有古老地殼形成,鋯石形成于40.8億年,之后發(fā)生了變質(zhì)作用。氧同位素和微量元素特征表明,鋯石是來自陸殼(TTG巖石),而且在40億年左右發(fā)生了水巖相互作用,這些為理解早期陸殼形成提供了重要信息。鞍山地區(qū)發(fā)現(xiàn)有38億年的片麻巖,它們還經(jīng)歷了后期的活化和改造,33~31億年的改造是值得關(guān)注的。研究還表明,華北存在大約6~7個(gè)大于33億年的古陸核(圖3)。古老的巖石可能在華北的分布比以前的推測(cè)更廣,已經(jīng)有更多的大于36億年(始太古代)和大于32億年(古太古代)的碎屑鋯石被發(fā)現(xiàn),這些樣品采自華北的東部、西部、中部以及北部和南部。Zheng et al還在信陽地區(qū)顯生宙巖漿巖中發(fā)現(xiàn)酸性麻粒巖的包體,年齡為約36億年,暗示深部存在始太古代地殼。
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圖3 華北克拉通前寒武紀(jì)巖石出露示意圖

中太古代末至新太古代(29~27億年)是華北克拉通大陸地殼的生長(zhǎng)高峰期。代表大陸生長(zhǎng)的典型巖石是TTG片麻巖。實(shí)際需要說明的是,古老大陸是由兩個(gè)基本的地質(zhì)單元構(gòu)成的,分別是麻粒巖-片麻巖地體或者叫高級(jí)區(qū)(HGR)和花崗巖-綠巖帶(GSB)。高級(jí)區(qū)的主要巖石組合是TTG片麻巖或者花崗質(zhì)片麻巖、變質(zhì)的表殼巖組合、輝長(zhǎng)巖-斜長(zhǎng)巖或者輝長(zhǎng)巖-超鎂鐵質(zhì)層狀巖體,雖然內(nèi)部有復(fù)雜的形變,總體以穹隆狀出露,以高級(jí)變質(zhì)為特征,大多經(jīng)歷了麻粒巖相、局部高級(jí)角閃巖相變質(zhì)。綠巖帶則是由一套未變質(zhì)或淺變質(zhì)的表殼巖組成,主要的綠巖帶下部可有成因不明的(非地幔巖)超鎂鐵質(zhì)巖,然后是火山沉積巖為主。火山沉積巖也可大致分為三段:即科馬提巖-玄武巖組合;玄武巖-酸性火山巖為主的雙峰式火山巖,帶有少量科馬提巖;鈣堿性火山巖組合這三段都有沉積巖和BIF互層。最上段是沉積巖組合,可有碳酸鹽沉積層。綠巖帶常呈向斜或向形狀產(chǎn)出,并被鈣堿性花崗巖侵入。綠巖帶圍繞著高級(jí)區(qū)分布,即為典型的高級(jí)區(qū)—綠巖帶構(gòu)造樣式,或稱為穹隆-龍骨構(gòu)造樣式(dome-keel style),與顯生宙的造山帶樣式有明顯不同。高級(jí)區(qū)和綠巖帶的形成機(jī)制和相互關(guān)系一直沒有定論,主要的看法有高級(jí)區(qū)更老,是綠巖帶的基底;或者二者年齡相當(dāng),代表不同的構(gòu)造背景。華北的綠巖帶通常經(jīng)歷了較強(qiáng)的變質(zhì)作用,后期的混合巖化也很強(qiáng),被描述為含有BIF的表殼巖殘片漂浮在花崗巖海上。華北的科馬提巖出露不多,而且被變質(zhì)之后難以確認(rèn)。變質(zhì)的玄武巖的成分總體是拉斑玄武質(zhì),部分為鈣堿質(zhì),稀土特征可分為輕稀土偏富集和平坦(少量的略虧損)兩類,相當(dāng)于國(guó)外綠巖帶的TH1和TH2型,總體表現(xiàn)為陸內(nèi)—弧后盆地—島弧的地化性質(zhì),很少量類似洋殼。由于變質(zhì)綠巖帶的巖石年齡不好測(cè)定,目前的研究顯示泰山-蒙陰地區(qū)綠巖帶年齡在28~27億年,也有一些年齡在26~25億年。其余的綠巖帶大都獲得26~25億年的同位素年齡,也有少量29~27億年的年齡顯示。TTG片麻巖基本出露于高級(jí)區(qū),它們的鋯石207Pb/206Pb年齡與εHf(t)值的關(guān)系見圖4,主要的形成時(shí)代在29~27億年之間,其次是26~25億年,后者有一部分可能是來自于29~27億年TTG的重熔。26~25億年的TTG形成的原因,可能與微陸塊拼合有關(guān),而29~27億年的TTG,成因有與俯沖洋殼的部分熔融以及地幔柱有關(guān)的不同看法。最近十年,華北克拉通27億年TTG報(bào)道的越來越多。Jia et al在最近的研究中發(fā)現(xiàn),在華北南緣,陸殼經(jīng)歷了約29~28億年和27億年兩個(gè)階段的生長(zhǎng),然后又經(jīng)歷了25億年和23.5~22億年兩期巖漿—混合演化事件。Liou et al報(bào)道在冀東識(shí)別出29億年的巖石,提出華北曾有中太古代的古老陸殼。這些29~27億年的片麻巖分布很廣泛,已經(jīng)確定在華北的東部、西部和中部以及北部都有出露。中太古代末至新太古代的巨量陸殼生長(zhǎng)的直接結(jié)果是形成了7個(gè)微陸塊,從東到西是膠遼、遷懷、集寧、阿拉善微陸塊,向南是鄂爾多斯、許昌和徐淮微陸塊(圖5a),大多有26~25億年的陸殼活化和變質(zhì)作用記錄。
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圖4 華北克拉通TTG巖石的εHf(t)值對(duì)207Pb/206Pb年齡圖解

2.2 微陸塊拼合與克拉通化
華北克拉通的形成已經(jīng)有不同的構(gòu)造模式。例如東部陸塊和西部陸塊以遵化-贊皇的混雜巖-造山帶雜巖帶為界在25億年拼合形成華北克拉通,或者華北克拉通由東、西陸塊沿著克拉通中部出露的含有高壓麻粒巖的古元古代造山帶在約18.5億年拼合形成。在此之前的微陸塊拼合還被白瑾等和伍家善等在20世紀(jì)90年代討論過。
微陸塊中的TTG片麻巖具有3.0~2.5 Ga Sm-Nd模式年齡的陸殼巖石約占78%,其中大于3.0 Ga的約占15%, 2.5 Ga左右的約占7%,大部分陸殼(約55%)的形成應(yīng)在2.9~2.7 Ga之間,稱為陸殼的巨量生長(zhǎng)期。Hf同位素模式年齡最主要的分布區(qū)間在3.0~2.6 Ga,并且有2.82 Ga的峰值,與Nd同位素的地質(zhì)意義相似。通過長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖和火山巖的研究,全球陸殼的巨量增生在2.8 ~2.7 Ga期間,主要的巖石類型是高鈉的長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖(TTG),其次是鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)火山巖,此次陸殼增生大多被推測(cè)與超級(jí)地幔柱事件相關(guān)。華北陸殼的增生與全球一致。太古宙的陸殼增生一般認(rèn)為是圍繞著古老陸核形成微陸塊。新太古代晚期(2.6~2.5 Ga)是華北陸塊演化最重要的時(shí)期,這個(gè)時(shí)期有較多的火山作用與沉積作用,形成新太古代綠巖帶;有大量的殼熔的花崗巖和TTG片麻巖形成;有廣泛的麻粒巖相-角閃巖相變質(zhì)作用;有鎂鐵質(zhì)巖墻和花崗巖脈群侵入。新太古代綠巖帶大多形成在約2.5 Ga,代表性的有紅透山、東五分子、登封和五臺(tái)山綠巖帶,少數(shù)約2.7~2.6 Ga的綠巖帶,如雁翎關(guān)綠巖帶(圖5b)。研究發(fā)現(xiàn)雁翎關(guān)綠巖帶有明確的約2.5 Ga的變質(zhì)以及大量約2.5 Ga的花崗巖體和巖席,表明該綠巖帶在約2.5 Ga仍有明確的構(gòu)造活動(dòng)。近期的研究提供了更多與克拉通化有關(guān)的約2.5 Ga變質(zhì)作用和殼熔花崗巖事件的證據(jù),主要包括:太古宙的巖石經(jīng)歷了約2.6 Ga和2.52~2.50 Ga的變質(zhì)作用;各微陸塊有大量的基底巖石的部分熔融和混合巖化;殼熔的花崗巖包括由中酸性巖石和沉積巖部分熔融形成的鉀長(zhǎng)花崗質(zhì)-花崗質(zhì)-二長(zhǎng)花崗質(zhì)巖石和基性巖石部分熔融形成的TTG質(zhì)-二長(zhǎng)花崗質(zhì)巖石,它們作為巖體、巖株和巖席侵入到古老的巖石中并切穿不同微陸塊以及綠巖帶和高級(jí)區(qū)地體的界限,2.5 Ga的基性巖墻以及堿性—超鎂鐵質(zhì)巖墻侵入到古老的巖石以及新太古代末的花崗巖中。
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圖5 華北微陸塊克拉通化

a—華北克拉通7個(gè)晚太古代微陸塊;b—綠巖帶—高級(jí)區(qū)構(gòu)造格局;c—微陸塊拼合過程

微陸殼的拼合暗示在新太古代末已經(jīng)開始從早期的垂向構(gòu)造為主向橫向—垂向構(gòu)造為主的轉(zhuǎn)化,表現(xiàn)出洋陸相互作用、有限的和小規(guī)模的弧-陸或陸-陸的俯沖與碰撞(圖5c)。從火成巖的組合看,此前的科馬提巖—雙峰式火山巖組合變?yōu)殁}堿性火山巖組合,深成長(zhǎng)英質(zhì)巖石從TTG為主變?yōu)榛◢弾r為主。然而微陸塊拼合構(gòu)造與板塊構(gòu)造的機(jī)制有根本的差別。微陸塊構(gòu)造又被描述為高級(jí)區(qū)-綠巖帶構(gòu)造或者穹隆-龍骨構(gòu)造。綠巖帶與碰撞造山帶有較大差別,不是以縫合帶形式發(fā)布,而是圍繞高級(jí)區(qū);不是高壓—超高壓變質(zhì),大多是沒有或很低變質(zhì)(中國(guó)的綠巖帶雖然多數(shù)都有中級(jí)變質(zhì)作用,但與微陸塊或稱為高級(jí)區(qū)而言,變質(zhì)程度低),沒有公認(rèn)的增生楔和蛇綠巖組合等。微陸塊間的橫向構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是在地殼尺度內(nèi),反之,垂向構(gòu)造的表現(xiàn)也很強(qiáng),高級(jí)區(qū)的表殼巖或輝長(zhǎng)巖類記錄了高級(jí)變質(zhì),溫度很高,有穹隆狀抬升記錄。
微陸塊導(dǎo)致的新太古代末克拉通化的標(biāo)志主要有三條,即大量殼熔花崗巖、巖墻群和蓋層沉積巖。大量的殼熔花崗巖是克拉通化過程中達(dá)到上、下地殼穩(wěn)定分層的重要過程。這個(gè)過程導(dǎo)致上地殼總體成分更趨于花崗質(zhì),而含有熔融殘留物質(zhì)的下地殼,加之有底侵的輝長(zhǎng)巖添入使其更趨于鎂鐵質(zhì)。上、下地殼的變質(zhì)程度也有很大的差別。上地殼層為綠片巖相、未變質(zhì)相。下地殼層的變質(zhì)相從下而上分別是:下地殼層的麻粒巖相、混合巖化麻粒巖相、混合巖化角閃巖相、角閃巖相。這種物質(zhì)成分與變質(zhì)相的分層使得初始陸殼的密度增大和在其它物理-化學(xué)條件的變化下變得穩(wěn)定。地幔為地殼的分層提供能量并有適量的物質(zhì)加入,軟流圈地幔經(jīng)過巖漿萃取后形成巖石圈地幔,因此穩(wěn)定的陸殼分層也導(dǎo)致殼幔達(dá)到耦合。陸殼與陸殼下地幔的耦合應(yīng)該標(biāo)志著全球大陸巖石圈的形成,并與大氣圈和水圈達(dá)到新的平衡。華北克拉通新太古代末的花崗巖大致有三期,即2.55~2.53 Ga、2.51~2.50 Ga和2.50~2.45 Ga。三期花崗巖都可以大致分為三類,高鈉質(zhì)的TTG、二長(zhǎng)花崗巖和高鉀質(zhì)的花崗巖。其源巖可能分別是:鎂鐵質(zhì)巖石、鎂鐵質(zhì)巖石與沉積巖/長(zhǎng)英質(zhì)巖石、長(zhǎng)英質(zhì)巖石。根據(jù)鎂鐵質(zhì)巖石代表洋殼、長(zhǎng)英質(zhì)巖石代表陸殼的設(shè)想引發(fā)了不同的與板塊構(gòu)造相似或相左的成因模式??傊?/span>有足夠的熱(地?;顒?dòng))就可導(dǎo)致已有的地殼部分熔融形成花崗質(zhì)巖石,地殼源巖的不同就可以分別形成高鈉或高鉀質(zhì)的花崗巖。殼幔相互作用的結(jié)束以巖墻群的侵入為特征。大約2.5~2.45 Ga的巖墻群以斜長(zhǎng)角閃巖/基性麻粒巖為代表,多經(jīng)歷了強(qiáng)烈的變形與變質(zhì)。冀東曹莊一帶的橄欖輝長(zhǎng)巖-堿性巖共生巖墻,鋯石離子探針U-Pb年齡為2.504 Ga和2.516 Ga。共生的超鎂鐵質(zhì)與堿性巖墻是罕見的,指示在太古宙末期,華北克拉通的巖石圈已經(jīng)相當(dāng)厚并且穩(wěn)定。研究證實(shí)在華北核部冀東出露的淺變質(zhì)火山-沉積巖(青龍群)和在華北北部廣泛分布的淺變質(zhì)火山—沉積巖(紅旗營(yíng)子群和單塔子群)形成年齡均為2.51~2.50 Ga,火山巖具有陸內(nèi)裂谷的雙峰式特征,形成時(shí)代應(yīng)在區(qū)域高級(jí)變質(zhì)作用之后,代表華北新太古代末克拉通化之后的蓋層沉積。華北克拉通最終完成的時(shí)代是大約2.45 Ga。
新太古代末全球克拉通化之后,地球演化歷史上出現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)0.15~0.2 Ga的靜寂期,沒有火山活動(dòng),沒有構(gòu)造活動(dòng),使得2.5 Ga作為太古宙與元古宙的分界年齡具有劃時(shí)代意義。
2.3 地球的靜寂期與大氧化事件
大氧化事件是早前寒武紀(jì)構(gòu)造演化歷史上的一個(gè)大事,對(duì)此華北克拉通的研究相對(duì)薄弱。地球早期的表層系統(tǒng)是貧氧的,大氣圈與固體圈層的耦合推測(cè)與超級(jí)克拉通的形成同步。從全球構(gòu)造來看,2.5~2.35 Ga之間是一個(gè)靜寂期,即太古宙末超級(jí)克拉通形成之后,地球圈層間曾有一個(gè)短暫的平衡,沒有明顯的地質(zhì)記錄。此后,在超級(jí)克拉通上發(fā)生有全球規(guī)模的裂谷活動(dòng)——休倫裂谷。2.2 Ga之前的某個(gè)時(shí)候,發(fā)生了氧的急劇升高,在2.2~1.9 Ga時(shí)達(dá)到與現(xiàn)代相近的富氧狀態(tài)。大氣自由氧含量從小于1% PAL增至15% PAL (PAL=Present Atmosphere Level),可見充氧量之大、速度之快是空前的。因此,Holland使用大氧化事件(Great Oxidation Event,簡(jiǎn)為GOE)的概念強(qiáng)調(diào)這次事件的重要性,即23億年左右大氣成分由缺氧變?yōu)楦谎酢?/span>水-氣系統(tǒng)充氧事件及相關(guān)變化表現(xiàn)出短時(shí)性、劇烈性和系統(tǒng)性,各大陸出現(xiàn)紅層、蒸發(fā)巖(石膏、硼酸鹽等)、磷塊巖、冰磧巖,特別是大量發(fā)育蘇必利爾湖型BIF鐵礦,以及含疊層石的厚層碳酸鹽和菱鎂礦有機(jī)碳大量堆埋并形成石墨礦床。沉積物出現(xiàn)Eu虧損,并形成REE-Nb-Fe建造,碳酸鹽碳同位素普遍正向漂移,以及S、N、Mo等同位素顯著分餾。毫無疑問,GOE是地球演化歷史上最重大的地質(zhì)事件之一,它是地球環(huán)境巨變的里程碑。關(guān)于GOE起因,超級(jí)地幔柱活動(dòng)超級(jí)大陸裂解以及隕石撞擊等認(rèn)識(shí)。大氧化事件在地球上有許多表現(xiàn)。主要有①全球性的水體和大氣的氧逸度增高②導(dǎo)致水圈中離子的價(jià)態(tài)、種類、活度的變化,也勢(shì)必引起沉積物類型與性質(zhì)的變化,如海水中二價(jià)鐵離子的價(jià)態(tài)改變,形成大量的條帶狀硅鐵建造沉積,以及沉積物中REE形式的改變等;③氧逸度的改變導(dǎo)致溫度的改變④促進(jìn)生命的形成演化和生物圈的變化等。此外,還有一些問題需要繼續(xù)研究,如:①同位素示綜方法的研究和解析,特別是C、S、N、Mo、Cr、Fe等;②各種環(huán)境變化指標(biāo)所揭示的不同現(xiàn)象出現(xiàn)的順序、條件及其內(nèi)在聯(lián)系或因果關(guān)系;③生命爆發(fā)與GOE之間的因果關(guān)系;④成礦大爆發(fā)與GOE之間的內(nèi)在聯(lián)系,特別是元素在GOE期間及其前后的地球化學(xué)行為、源運(yùn)儲(chǔ)條件的變化;⑤后期構(gòu)造熱事件中GOE現(xiàn)象的變化程度,受控于變質(zhì)地層的地質(zhì)地球化學(xué)特征對(duì)GOE的記憶能力等。這些事件都導(dǎo)致一些重要的成礦作用(圖6)。
陳衍景和湯好書總結(jié)了華北克拉通約2.3 Ga的環(huán)境突變事件,先后對(duì)華北南緣、遼吉、五臺(tái)、中條等地區(qū)進(jìn)行了沉積物稀土地球化學(xué)和元素地球化學(xué)研究,通過沉積物稀土地球化學(xué)氧化-還原模型以及軟硬酸堿理論,提出除原巖的影響外,沉積環(huán)境是影響沉積物稀土特征的重要因素。
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圖6 全球大氧化期的事件與成礦

2.3 Ga前的沉積物形成于還原環(huán)境,之后的沉積物形成于較氧化環(huán)境,因此地球環(huán)境在2.3 Ga時(shí)由還原轉(zhuǎn)化為氧化。華北地區(qū)在2.3 Ga后出現(xiàn)大量的碳酸鹽類沉積、紅層、磷塊巖、石墨、疊層石等,是大氧化事件的物質(zhì)表現(xiàn)。很多研究表明,碳酸鹽碳同位素的δ13Ccarb正異常是環(huán)境氧化的重要指標(biāo)。中國(guó)遼東關(guān)門山組、五臺(tái)滹沱群大石嶺組、膠東含菱鎂礦大石橋組、萊州含菱鎂礦粉子山群張格莊組、南墅石墨礦荊山群、安徽霍邱鐵礦以及河南嵩山群五指嶺組的碳酸鹽中,都得到碳酸鹽碳同位素正異常,與稀土的特征變化一致粉子山群中的菱鎂礦呈層狀,是一套鎂質(zhì)碳酸鹽地層(圖7)。年代學(xué)研究確定它們形成于2.24~1.9 Ga。它們的C同位素的δ13Ccarb為1.5‰~2.0‰,O同位素的δ18OSMOW變化范圍>10‰,遠(yuǎn)高于正常海相碳酸鹽平均值13Ccarb約為0.5‰),指示了碳同位素正漂移。2.3 Ga之后石墨礦以及磷塊巖在華北的發(fā)育,也需要表生環(huán)境中氧逸度增高。華北蘇必利爾型BIF相對(duì)數(shù)量較少。近幾年的研究,除山西中條地區(qū)袁家村BIF鐵礦外,對(duì)華北南緣鐵山廟、霍邱鐵礦上部層位也做了研究,提出其屬于蘇必利爾型BIF鐵礦。
翟明國(guó)在解釋“為什么華北克拉通在古元古代大氧化事件的環(huán)境下,蘇必利爾型的BIF鐵礦相對(duì)較少,而菱鎂礦等卻特別富集”時(shí)提出,華北在古元古代時(shí)期,處于相對(duì)較淺的海盆—瀉湖環(huán)境,出現(xiàn)巨大的碳酸鹽沉積(如菱鎂礦)和含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖(石墨),但是相對(duì)缺少BIFs,因?yàn)楹笳咭话阈枰恋碓?00~600 m的相對(duì)較深的洋盆中
2.4 古元古代活動(dòng)帶與高級(jí)麻粒巖相變質(zhì)作用
趙宗溥等提出滹沱(呂梁)運(yùn)動(dòng)的結(jié)束拉開了華北克拉通的地臺(tái)演化階段的序幕。翟明國(guó)以及翟明國(guó)和彭澎[強(qiáng)調(diào),對(duì)與滹沱運(yùn)動(dòng)相關(guān)的地質(zhì)事件群應(yīng)該進(jìn)行分析和分解,并歸并成早期的與裂谷-俯沖有關(guān)的事件亞群和與碰撞-碰撞后有關(guān)的事件亞群,有利于更好地理解滹沱運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。裂谷-俯沖有關(guān)的事件亞群代表的過程與Condie和Kr?ner假設(shè)的晚太古代末超級(jí)克拉通形成之后的第一次全球規(guī)模的裂解事件(休倫裂谷)相對(duì)應(yīng)在華北表現(xiàn)為形成三個(gè)主要的活動(dòng)帶,地層的分布和出露特點(diǎn)為線性褶皺帶,具有某些現(xiàn)代造山帶的特點(diǎn),它們是膠遼活動(dòng)帶、晉豫活動(dòng)帶和豐鎮(zhèn)活動(dòng)帶。主要的地層分別是遼河群—粉子山群、滹沱群—呂梁群—中條群、二道洼群—上集寧群。其中在遼河群中發(fā)育厚層的菱鎂礦-大理巖巖層,夾有含硼礦的變粒巖在上集寧群、粉子山群和呂梁群中發(fā)育石墨片麻巖,它們有大氧化事件的地質(zhì)記錄(見上文)。上述三個(gè)活動(dòng)帶的表殼巖石都是雙峰式火山—沉積建造,具有裂谷的巖石組合性質(zhì),部分巖石顯示了島弧的特點(diǎn)。此后的事件亞群,巖石在1.97~1.85 Ga期間經(jīng)歷了兩期變質(zhì)作用(局部麻粒巖相),有相應(yīng)時(shí)代的花崗巖侵入,反映了由裂谷盆地—俯沖—碰撞的構(gòu)造演化歷史。
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圖7 萊州粉子山的地層(上)與同位素()特征

值得指出的是,三個(gè)活動(dòng)帶及附近地區(qū)普遍發(fā)現(xiàn)高壓麻粒巖,石榴石在石英玄武質(zhì)的變質(zhì)巖石中形成獨(dú)立礦物,指示變質(zhì)壓力大于1.0 GPa,因此俗稱的高壓麻粒巖是含石榴石的基性麻粒巖,它們以透鏡體或強(qiáng)烈變形的巖墻狀出露于片麻巖中,或者與泥質(zhì)麻粒巖出露在一起在紫蘇輝石消失全部變?yōu)槭袷?單斜輝石-石英-斜長(zhǎng)石的組合時(shí),壓力比二輝石共存的壓力更大。但是如果巖石的成分(或局部)不均勻,即Al或Mg+Fe含量變化,都可能引起斜方輝石并不因壓力升高而分解。它們的原巖被認(rèn)為是輝長(zhǎng)質(zhì)巖墻,以含石榴子以及普遍具有白眼圈退變質(zhì)結(jié)構(gòu)為特征,達(dá)到石榴麻粒巖相、部分為榴輝巖相變質(zhì)。在麻粒巖相的泥質(zhì)巖中,還發(fā)現(xiàn)有超高溫變質(zhì)礦物,這些發(fā)現(xiàn)引起一些學(xué)者將它們作為板塊構(gòu)造的證據(jù)翟明國(guó)等曾提出高壓麻粒巖在河北—晉北—內(nèi)蒙中部—遼南成帶分布,代表了阜平古陸塊與懷安古陸塊的碰撞,還曾提出它與蘇魯—大別以及喜馬拉雅造山帶并列為中國(guó)三個(gè)高級(jí)變質(zhì)帶。Zhao等也提出高壓麻粒巖形成一個(gè)可與喜馬拉雅造山帶媲美的華北中部造山帶。此外,Kusky and Li和Santosh et al提出了內(nèi)蒙—河北古元古代造山模式華北中部造山帶與內(nèi)蒙高溫麻粒巖(孔茲巖)帶在古元古代相向俯沖碰撞的模式。Liu et al總結(jié)了泥質(zhì)高溫麻粒巖的特征,提出它們代表了活動(dòng)大陸邊緣,是構(gòu)造埋藏與加熱的結(jié)果,與其上的角閃巖—綠片巖相的表殼巖共同構(gòu)成造山帶的變質(zhì)組合。越來越多的資料獲得后,原有的認(rèn)識(shí)又有許多新的突破。主要有以下幾點(diǎn):①麻粒巖分布面積很廣,并不是線狀分布,似乎是面狀地出現(xiàn)在幾乎所有的早前寒武紀(jì)巖石出露區(qū),即使在被顯生宙沉積巖覆蓋的鄂爾多斯盆地,鉆井樣品中也發(fā)現(xiàn)了高溫泥質(zhì)麻粒巖;②詳細(xì)的野外地質(zhì)填圖和構(gòu)造分析,證實(shí)在高壓基性麻粒巖與高溫泥質(zhì)麻粒巖共生的地區(qū),無一例外,二者共同經(jīng)歷了峰期變質(zhì)之后的變質(zhì)與變形作用,說明它們?cè)诮?jīng)歷高溫高壓麻粒巖巖相變質(zhì)之前已經(jīng)共生在一起,個(gè)別地區(qū)(如內(nèi)蒙興和黃土窯)還能觀察到高壓基性麻粒巖墻侵入到高溫麻粒巖中的地質(zhì)現(xiàn)象;③在兩種麻粒巖共生的地區(qū),泥質(zhì)麻粒巖中大都發(fā)現(xiàn)了藍(lán)晶石等礦物作為夕線石的交代殘留或在石榴石中作為包裹體礦物,估算的變質(zhì)壓力與基性高壓麻粒巖相同;④在膠北地區(qū)還發(fā)現(xiàn)有超鎂鐵質(zhì)巖石與高溫高壓麻粒巖共生,它們的原巖可能是底侵的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖體,也經(jīng)歷了高溫高壓麻粒巖相變質(zhì);⑤上述所有的麻粒巖都可以識(shí)別出三期變質(zhì)事件,即高壓麻粒巖相、中壓麻粒巖相和角閃巖相,代表了峰期變質(zhì)以及兩期退變質(zhì)(圖8),在泥質(zhì)麻粒巖中,還識(shí)別了進(jìn)變質(zhì)的礦物組合,三期變質(zhì)作用的時(shí)代是≥1.97~1.95 Ga、 1.87~1.83 Ga和約1.80 Ga;⑥雖然高壓麻粒巖相的巖石已經(jīng)屬于下地殼深度的變質(zhì)壓力,但它們都有高的變質(zhì)溫度,屬于中壓高溫變質(zhì)相系(中壓型),溫壓梯度約16~26 ℃/km,平均21 ℃/km,大大低于大陸碰撞造山帶的溫壓梯度;⑦這些麻粒巖具有極低的抬升速率,低于約0.4 mm/yr,不僅大大低于顯生宙造山帶(0.3~3(5) cm/yr),而且低于沉積盆地的抬升速率(約0.3~1 mm/yr),這意味著高壓麻粒巖地體在下沉到下地殼深度之后,長(zhǎng)期滯留或很緩慢的抬升,表明高壓麻粒巖地體的密度、浮力和粘滯度等與圍巖的下地殼巖石十分相似。
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圖8 高級(jí)麻粒巖相變質(zhì)作用的P-T演化途徑

Bs—藍(lán)片巖相;Ec—榴輝巖相;Gs—綠片巖相;Am—角閃巖相;Gr—麻粒巖相;Ky—藍(lán)晶石;And—紅柱石;Sil—夕線石;EA—綠簾角閃巖相

不管如何,高溫高壓麻粒巖的出現(xiàn)已經(jīng)說明早期大陸發(fā)生了一個(gè)根本的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變,太古宙的高級(jí)區(qū)-綠巖帶體制轉(zhuǎn)變到活動(dòng)帶體制。從變質(zhì)演化上看(圖9),從太古宙到顯生宙,變質(zhì)溫壓梯度(地?zé)崽荻?不斷下降。太古宙是高溫—超高溫,顯生宙是高壓—超高壓,早元古宙的溫壓梯度處于高溫高壓階段,暗示高溫高壓麻粒巖曾經(jīng)緩慢地、帶有一定塑性地俯沖到陸塊的下地殼層次,以此完成兩個(gè)陸塊之間的拼接。早元古代活動(dòng)帶有下面幾個(gè)特點(diǎn):具線性展布特征、有復(fù)雜褶皺形態(tài);活動(dòng)帶巖石發(fā)生變質(zhì);有與其相應(yīng)的花崗巖侵入,以及類似于裂谷-島弧的成礦作用(Pb-Zn、Cu)。這些特點(diǎn)與現(xiàn)代裂谷-島弧-碰撞帶有相似,而不同于太古宙的綠巖帶—高級(jí)區(qū)的構(gòu)造—變質(zhì)格局。據(jù)此,作者等已經(jīng)假設(shè)了華北克拉通初始的板塊構(gòu)造。即在太古宙克拉通化之后,又經(jīng)過約2.5(2.45)~2.35(2.3)Ga的構(gòu)造靜寂期,華北克拉通發(fā)生了一次基底殘留洋盆與陸內(nèi)的拉伸-破裂事件,隨后在1.95~1.9 Ga期間,經(jīng)歷了一次擠壓構(gòu)造事件,導(dǎo)致了裂陷盆地的閉合,形成晉豫、膠遼和豐鎮(zhèn)三個(gè)活動(dòng)帶,它們?cè)诜植紶顟B(tài)、變形與變質(zhì)方面,類似于現(xiàn)代陸-陸碰撞型的造山帶,造成克拉通中部遷懷塊體,以及北部的集寧塊體和東部的膠遼塊體等在陸內(nèi)擠壓碰撞以及碰撞后基底掀翻,使下地殼巖石抬升,高級(jí)變質(zhì)雜巖代表了出露地表的下地殼。古元古代活動(dòng)帶顯示了板塊構(gòu)造雛形的特點(diǎn),雖然有橫向運(yùn)動(dòng),但在機(jī)理上和規(guī)模上都不相同,是早前寒武紀(jì)垂直為主的構(gòu)造機(jī)制向板塊構(gòu)造轉(zhuǎn)變之間的一個(gè)重要階段此后現(xiàn)代板塊構(gòu)造的啟動(dòng)還經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)十億年甚至更多時(shí)間,這期間發(fā)生的故事就是下一個(gè)重要的地質(zhì)事件“地球中年調(diào)整期”
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圖9 熱、變質(zhì)作用與構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變

2.5 中新元古代多期裂谷與地球中年調(diào)整期
中國(guó)地層委員會(huì)將古元古代與中元古代的界限放在18億年,即造山系與固結(jié)系之間,而不是國(guó)際地層委員會(huì)的16億年的固結(jié)系與蓋層系之間,是為了強(qiáng)調(diào)華北克拉通在造山系(滹沱運(yùn)動(dòng))之后,自長(zhǎng)城系的沉積開始,一直處于地臺(tái)演化的階段,進(jìn)入穩(wěn)定蓋層發(fā)育期。翟明國(guó)等根據(jù)地質(zhì)特征分析,提出華北中—新元古代始終處于伸展?fàn)顟B(tài)下“一拉到底”的大地構(gòu)造環(huán)境,并命名為“地球中年調(diào)整期”。這個(gè)階段從約1.8 Ga延續(xù)到約0.75 Ga,約10億年以上。地質(zhì)表現(xiàn)為多期裂谷發(fā)育,并伴隨有周期性陸內(nèi)巖漿活動(dòng),反映了地幔與下地殼之間的耦合調(diào)整,最終形成現(xiàn)代規(guī)模和狀態(tài)的巖石圈。
(1)裂谷系可大致分為南、北兩個(gè)在地表沒有完全連接的裂陷槽和北緣、東緣各一個(gè)裂谷帶(圖10)。在南部的熊耳裂陷槽中,熊耳群雙峰式火山巖最古老的巖漿年齡約為1800~1780 Ma,向上的中新元古代地層有汝陽群、洛峪群等。華北北部的燕遼裂陷槽,主要由長(zhǎng)城系、薊縣系、待建系和青白口系組成。薊縣剖面由于長(zhǎng)城系下部層位火山巖的缺失,不能構(gòu)建固結(jié)系(約1800~1600 Ma期間)的完整層序,熊耳地區(qū)的地層是必要的補(bǔ)充剖面。如果按照中國(guó)地層委員會(huì)的劃分標(biāo)準(zhǔn),從熊耳群到待建系(下馬嶺群)厘定了中元古代層序,之上的青白口系以及未明確劃分的南華系和震旦系屬新元古代。這些沉積巖系大致可劃分為四個(gè)復(fù)合裂谷系,或稱為四期裂谷事件。
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圖10 華北中—新元古代的裂谷及巖墻群分布示意圖

(2)發(fā)現(xiàn)和證明中—新元古代四期裂谷事件分別對(duì)應(yīng)的巖漿活動(dòng)是1.8~1.78 Ga的基性巖墻群—熊耳火成巖、1.7~1.67 Ga的非造山巖漿巖和1.68~1.62 Ga的裂谷火山巖、1.32 Ga的席狀巖墻群、0.92~0.89 Ga的輝綠巖墻(席)和0.86~0.82 Ga的裂谷火山巖。與此相對(duì)應(yīng)的裂谷成礦作用是華北的特色成礦,鉛鋅、鐵、銅、鉬等多種礦產(chǎn)發(fā)育,特別具有中國(guó)特色的稀土礦。研究還發(fā)現(xiàn)了中—新元古代巖漿作用在地殼深部的記錄。研究強(qiáng)調(diào)1.8~1.78 Ga的基性巖墻群—熊耳火成巖是華北克拉通中元古代演化的起始,最早發(fā)育的熊耳裂陷槽早于燕遼裂谷,并識(shí)別出一個(gè)同時(shí)期的固原裂陷槽。熊耳群火山巖是華北中元代最早的地層巖石,對(duì)該期巖漿作用性質(zhì)的研究,不僅對(duì)完善薊縣剖面和長(zhǎng)城系之下地層的建立有重要意義,而且對(duì)于理解華北結(jié)晶基底形成之后的陸殼演化也具有重要意義。新元古代多期裂谷旋回中形成的Pb-Zn-Cu成礦系統(tǒng)主要形成華北克拉通北緣西段狼山—渣爾泰銅礦集區(qū)。礦集區(qū)內(nèi)產(chǎn)出了東升廟、炭窯口、霍各乞、甲生盤等多個(gè)大型—超大型礦床。它們的賦礦圍巖為中元古代狼山群和扎爾泰群中的砂泥質(zhì)黑色頁(yè)巖和碳酸鹽巖等。其中的雙峰式火山巖得到的鋯石年齡是0.82 Ga和0.86 Ga,確定了狼山—渣爾泰裂谷中的新元古代青白口系的地層。
(3)1.32 Ga 巖漿事件的厘定與全球規(guī)模的裂谷事件的聯(lián)系引人注目。燕遼地區(qū)侵入到中元古代沉積地層內(nèi)輝綠巖床群長(zhǎng)度大于600 km、出露寬度達(dá)200 km的區(qū)域內(nèi)。斜鋯石U-Pb測(cè)年確定巖床形成于13.2億年左右。輝綠巖具有拉斑質(zhì)及板內(nèi)玄武巖地球化學(xué)特征。輝綠巖侵位的最新地層為下馬嶺組,在長(zhǎng)龍山組及景兒峪組等沒有輝綠巖床侵入,表明燕遼地區(qū)13.2億年大規(guī)模輝綠巖床 (燕遼基性大火成巖省) 的侵位發(fā)生在下馬嶺組沉積之后、長(zhǎng)龍山組及景兒峪組沉積之前。由于下馬嶺組與上覆長(zhǎng)龍山組及景兒峪組之間為平行不整合接觸,判斷巖床群的形成伴隨有前巖漿期區(qū)域性抬升。根據(jù)中元古代大火成巖省及沉積地層對(duì)比,結(jié)合古地磁資料,推測(cè)燕遼與北澳大利亞代里姆 (Derim) 基性大火成巖省可能屬于一個(gè)統(tǒng)一的大火成巖省,只是由于大陸裂解才分離開。位于華北克拉通北緣渣爾泰-白云鄂博-化德裂陷槽內(nèi)的白云鄂博Fe-REE-Nb-Th礦床是世界第一大稀土礦床,其成因及構(gòu)造背景多年來一直有很大爭(zhēng)議。最近研究確定白云鄂博礦區(qū)富REE-Nb-Th白云巖主體為侵入到尖山組 (砂巖及板巖為主,少量為灰?guī)r) 內(nèi)的火成碳酸巖巖床,少量為侵入到尖山組下部都拉哈拉組及基底變質(zhì)巖中的火成碳酸巖巖墻。這些火成碳酸巖明顯受地層層位控制,在尖山組頂部不整合面以上的地層層位中未見有火成碳酸巖及REE-Nb-Th礦化。火成碳酸巖的鋯石與斜鋯石的年齡為1.32~1.3 Ga,代表了巖漿的結(jié)晶年齡。鋯石中除了含有火成碳酸巖中典型礦物 (方解石、白云石、金云母等) 外,還含有富Nb及REE的礦物包體 (如含鈰燒綠石等)進(jìn)一步證實(shí)這些鋯石不但是與火成碳酸巖同期結(jié)晶的,也是在主成礦期結(jié)晶的。因此,白云鄂博火成碳酸巖及稀土礦化形成于13.0億年左右,白云鄂博超大REE-Nb-Th礦床的形成與火成碳酸巖侵位有關(guān)。
(4) 華北古陸在18億至8億近10億年的時(shí)間,進(jìn)入了“地球中年調(diào)整期”,處于“一拉到底”的構(gòu)造背景和地質(zhì)狀態(tài)。多期裂谷表現(xiàn)為中—新元古代的多個(gè)地層超群(系)沉積。伴隨裂谷沉積的四期巖漿活動(dòng)都是陸內(nèi)巖漿活動(dòng),表現(xiàn)出殼幔的相互作用,以及深部地殼與殼慢結(jié)構(gòu)的復(fù)雜調(diào)整。這個(gè)時(shí)期全球的狀態(tài)是相似的。Cawood and Hawkesworth 指出,“這10億年期間,全球始終處于伸展構(gòu)造環(huán)境,沒有全球性造山運(yùn)動(dòng),不發(fā)育被動(dòng)大陸邊緣,發(fā)育斜長(zhǎng)巖等非造山巖漿組合,發(fā)育裂谷型礦產(chǎn),缺乏造山型金礦和火山塊狀硫化物礦產(chǎn),發(fā)育獨(dú)特的地表環(huán)境和海水環(huán)境特征等,殼?;顒?dòng)使得殼幔結(jié)構(gòu)和下地殼組成不斷調(diào)整至更加穩(wěn)定”。其構(gòu)造意義在于:中年調(diào)整期形成了全球性的現(xiàn)代巖石圈結(jié)構(gòu),為現(xiàn)代板塊構(gòu)造啟動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。如果南華期裂谷相當(dāng)于超級(jí)大陸裂解和威爾遜旋回開始,那么此后的全球構(gòu)造將是岡瓦納大陸以及潘吉亞大陸的聚合。
2.6 古生代邊緣造山
古生代早期至中生代,華北克拉通南、北緣經(jīng)歷了多期造山作用,參與古亞洲洋和古秦嶺洋的演變與消亡,與周邊陸塊互相運(yùn)動(dòng),形成中國(guó)大陸,構(gòu)建了東亞大地構(gòu)造格局。圖11概要地顯示了邊緣造山過程,但是這個(gè)圖只是個(gè)綜合示意圖,沒有準(zhǔn)確刻畫南、北緣的時(shí)代和造山過程。簡(jiǎn)單地講,南(東)緣造山帶是碰撞型造山帶,大別山—蘇魯?shù)貐^(qū)記錄了大陸深俯沖,引發(fā)了對(duì)超高壓變質(zhì)機(jī)制的研究熱潮與爭(zhēng)論。北緣造山帶是增生型造山帶,除了古亞洲(蒙古)洋之外,在中生代的不同時(shí)段,還有鄂霍茨克海的演化以及古太平洋的作用,中亞(興蒙)造山帶也被一些學(xué)者稱為疊加造山帶。
秦嶺造山帶的構(gòu)造演化有多種認(rèn)識(shí),最主要的意見是:①秦嶺是印支造山帶;②秦嶺是一個(gè)加里東、海西、印支以至燕山的多旋回復(fù)合造山帶。最近,Dong and Santosh論述了秦嶺的多期演化過程,提出新元古代格林威爾期(1.0 Ga)的縫合帶在華北與北秦嶺之間的寬坪;古生代的俯沖與增生是通過廣泛發(fā)育的地體與火山巖代表,導(dǎo)致在華南的增生;古生代南秦嶺與北秦嶺之間的造山是沿著商丹縫合線進(jìn)行的,早泥盆紀(jì)期間商丹洋向北俯沖到北秦嶺之下,導(dǎo)致了中泥盆紀(jì)—早三疊紀(jì)的陸陸俯沖;南秦嶺塊體與華南的碰撞造山發(fā)生在三疊紀(jì),沿著勉略縫合帶;此后秦嶺進(jìn)入陸內(nèi)造山。任紀(jì)舜等提出爭(zhēng)議,依據(jù)是在秦嶺尚未發(fā)現(xiàn)三疊紀(jì)或古生代延續(xù)到三疊紀(jì)的洋盆存在的痕跡,“勉略縫合帶”是一個(gè)揚(yáng)子陸塊內(nèi)的區(qū)域斷層,其中的鎂鐵質(zhì)巖石是元古代產(chǎn)物。秦嶺的印支造山作用并不是洋盆消失后的陸陸碰撞造山作用,而是海盆消失后的中朝與揚(yáng)子兩個(gè)小陸塊間逆沖—疊覆造山作用。
興蒙造山帶是中亞造山帶的重要組成部分,其復(fù)雜的演化歷史尤其是晚古生代的構(gòu)造格局和演化,存在著由來已久的爭(zhēng)論。一種觀點(diǎn)認(rèn)為古生代時(shí)期古亞洲洋發(fā)育連續(xù)的南、北向俯沖及長(zhǎng)期的溝—弧—盆體系,形成多個(gè)加積楔,至三疊紀(jì)初俯沖結(jié)束形成索倫—西拉木倫縫合帶,導(dǎo)致了克拉通北緣成為活動(dòng)大陸邊緣,具有“安第斯型造山帶”特征;第二種觀點(diǎn)認(rèn)為古亞洲洋發(fā)育南、北兩個(gè)分支,北支為賀根山蛇綠巖,代表從早古生代到晚石炭世的向北西俯沖,之后閉合成為一條重要的縫合帶;而南支則發(fā)育雙向俯沖,自早古生代持續(xù)到晚古生代末期,最終于晚二疊世到早三疊世閉合;第三種觀點(diǎn)認(rèn)為古亞洲洋在早古生代早期經(jīng)歷了南、北雙向俯沖,在晚泥盆世發(fā)生閉合形成興蒙造山帶,之后處于伸展構(gòu)造環(huán)境,發(fā)育陸內(nèi)裂谷及小型海盆等構(gòu)造單元,并在早三疊世受到秦嶺—大別中央造山帶和蒙古—鄂霍次克造山帶的遠(yuǎn)距離的影響。簡(jiǎn)言之,前兩種觀點(diǎn)主張從大洋俯沖到碰撞造山的單階段發(fā)育模式,大多數(shù)蛇綠巖都被視為由原始洋殼演變的SSZ型;而第三種觀點(diǎn)則持早古生代閉合—晚古生代伸展、再閉合的雙階段發(fā)展模式晚古生代蛇綠巖并不代表原始大洋而是陸內(nèi)小洋盆。最近徐備等提出了“興蒙陸內(nèi)造山帶”的概念,認(rèn)為以溫都爾廟群為代表的古亞洲洋在泥盆紀(jì)中晚期閉合,形成南、北雙沖造山帶。此后早石炭世(360~330 Ma) 在北部造山帶和興安-艾力格廟地塊范圍內(nèi),發(fā)育了北北東向延伸的二連-賀根山裂谷帶,演化至三疊紀(jì)初形成陸內(nèi)造山帶構(gòu)造變形可分為兩期,一期為晚古生代地層大范圍褶皺變形,造成盆—嶺構(gòu)造帶的縮短;第二期為沿盆-嶺構(gòu)造的邊界強(qiáng)烈剪切變形,產(chǎn)生向東逃逸的擠出構(gòu)造,其構(gòu)造背景是北部蒙古-鄂霍茨克造山帶和南部大別-秦嶺中央造山帶的遠(yuǎn)距離效應(yīng)引起的被動(dòng)閉合作用。
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圖11 古生代華北克拉通南、北邊緣造山帶示意圖

2.7 中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)折與地臺(tái)活化
華北在中生代曾有大規(guī)模的地殼變動(dòng),翁文灝最先提出“燕山運(yùn)動(dòng)”。綜合后來的研究,中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)折的地質(zhì)表現(xiàn)主要有①中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折總體上表現(xiàn)為陸內(nèi)伸展和與地幔隆起相伴的巖石圈大規(guī)模減薄;②由東西向到北北東向的的盆嶺格局重組;③復(fù)雜的構(gòu)造過程在邊緣與內(nèi)部,北緣與南緣構(gòu)造過程細(xì)節(jié)不同,并有擠壓與伸展的一次或多次交替;④中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折的伸展作用與印支期末的碰撞后的伸展不屬同一構(gòu)造動(dòng)力學(xué)過程;⑤深部的殼幔作用和巖石圈減薄與上部地殼的運(yùn)動(dòng)有明顯的耦合和成因聯(lián)系;⑥巖石圈減薄不僅是巖石圈地幔減薄,而且下地殼也發(fā)生了一定程度的減薄和置換,下地殼過程主要包括巖漿底侵、置換(換底)和拆沉作用。
在大量工作的基礎(chǔ)上,朱日祥等總結(jié)出:太行山東西兩側(cè)地殼與巖石圈厚度空間變化以及地球化學(xué)屬性的異同顯示,華北克拉通破壞主要集中在東部,而西部主要表現(xiàn)為克拉通的改造。克拉通化之后的沉積建造、巖漿活動(dòng)和構(gòu)造變形等特征表明,克拉通破壞發(fā)生在中生代,其峰期為125 Ma左右。張宏福指出,華北東部中生代玄武質(zhì)巖石中具有環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)的橄欖石和輝石捕虜晶,特別是具有環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)的地幔橄欖巖捕虜體的發(fā)現(xiàn), 暗示這種橄欖巖—熔體的相互作用在華北東南部中生代巖石圈地幔中很可能普遍存在,為巖石圈地幔組成轉(zhuǎn)變和快速富集的重要方式。吳福元等提出,大多數(shù)克拉通的減薄可能主要通過地幔柱或地幔上涌的熱侵蝕而實(shí)現(xiàn),但目前還沒有地幔柱或地幔上涌使克拉通發(fā)生破壞的實(shí)例。對(duì)已發(fā)生破壞的北美和華北克拉通的研究揭示,板塊俯沖是導(dǎo)致克拉通破壞的重要原因。俯沖大洋板塊的脫水交代上覆地幔楔,不僅可使其發(fā)生部分熔融而產(chǎn)生廣泛的巖漿作用,更重要的是使大陸巖石圈地幔失去原有的剛性特征而易于發(fā)生變形。從這一過程出發(fā),大規(guī)模地殼來源的花崗巖和殼內(nèi)韌性變形可視為克拉通破壞的巖石學(xué)與構(gòu)造學(xué)標(biāo)志。由此,Zhu et al提出早白堊世西太平洋板塊俯沖是導(dǎo)致華北克拉通破壞的一級(jí)外部因素和驅(qū)動(dòng)力,俯沖板片在地幔過渡帶的滯留脫水使上覆地幔發(fā)生熔融和非穩(wěn)態(tài)流動(dòng),俯沖帶后撤導(dǎo)致巖石圈強(qiáng)烈伸展,最終造成克拉通破壞。
華北的巖石圈減薄和克拉通破壞已經(jīng)有很深入的研究,但對(duì)于這樣一個(gè)前沿問題的理解仍有很大的深入空間董樹文等提出,晚中生代燕山運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)和發(fā)展與古太平洋、新特提斯和蒙古—鄂霍茨克三大構(gòu)造域洋殼俯沖消減歷史和板塊匯聚碰撞過程密切相關(guān)。晚侏羅世東亞周鄰多板塊匯聚形成了三個(gè)巨型陸緣匯聚造山系統(tǒng)(北部蒙古—鄂霍茨克碰撞造山帶、東部陸緣Cordillera型俯沖增生造山系統(tǒng)、西部班公湖—怒江俯沖碰撞造山系統(tǒng))以及向陸內(nèi)變形擴(kuò)展系統(tǒng),包括多方向的陸內(nèi)造山帶、鄂爾多斯和四川盆地的環(huán)形褶皺山系。陸內(nèi)變形表現(xiàn)為遠(yuǎn)離匯聚板塊邊緣的大規(guī)模逆沖—褶皺構(gòu)造、古老造山帶的復(fù)活和廣泛的巖漿成礦作用。結(jié)合古大陸分離—聚合過程的周期演變規(guī)律,晚中生代東亞多板塊匯聚可能是未來亞美超大陸的起始點(diǎn)。Zhai et al根據(jù)中國(guó)東部、朝鮮半島與日本的中生代花崗巖的分布規(guī)律和地質(zhì)對(duì)比,提出太平洋俯沖是非常重要的控制因素,但是周邊其它板塊的圍限和相互作用的意義不可忽視(圖12),某種目前板塊構(gòu)造未能完滿解決的大陸動(dòng)力學(xué)問題很可能孕育其中
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圖12 華北東部中生代地幔上隆與地殼伸展模式

3  關(guān)于礦產(chǎn)資源的時(shí)空性與不可重復(fù)性
成礦演化與構(gòu)造演化關(guān)系密切,討論華北克拉通的構(gòu)造演化時(shí),成礦演化是不能不提及的。由華北克拉通的研究得出三條重要結(jié)論,即:成礦作用是構(gòu)造演化的物質(zhì)表現(xiàn),是由重大地質(zhì)事件控制的重大地質(zhì)事件與成礦事件具有同步演化的規(guī)律性;大陸演化的不可逆性導(dǎo)致成礦作用的時(shí)控性和不可重復(fù)性成礦隨地質(zhì)時(shí)代演化的規(guī)律具有全球意義,成礦差異是地質(zhì)事件強(qiáng)弱以及后期改造疊加造成的。
(1)地球(大陸)演化最重要的地質(zhì)事件有陸殼的巨量增生、前板塊/早期板塊/板塊構(gòu)造機(jī)制的轉(zhuǎn)折、由缺氧到富氧的地球環(huán)境的劇變。上述三個(gè)主導(dǎo)性構(gòu)造事件導(dǎo)致元素的分離和遷移、成礦環(huán)境和成礦構(gòu)造背景的變化這是成礦作用爆發(fā)和演化的基本控制因素。前寒武紀(jì)占地質(zhì)歷史的85%以上,形成了大陸地殼的主體,一些重要礦產(chǎn),如鐵、金、銅、鉛、鋅、鈾等的資源量遠(yuǎn)大于其它地質(zhì)時(shí)代而顯生宙的成礦作用,明顯受板塊構(gòu)造和陸內(nèi)構(gòu)造控制,在洋陸相互作用和殼幔作用的活動(dòng)區(qū)帶富集成礦,風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、分選和沉積過程也是重要的成礦過程。
(2)地球像萬物一樣是有生命的,具有有生有死的生命歷程。其核心控制因素就是熱體制。當(dāng)?shù)厍虻?/span>熱能耗盡,就成為像月球一樣的死亡星球。有科學(xué)家計(jì)算,地球的內(nèi)能消耗盡還需40多億年而水和大氣變得不適合人類生存還需要十多億年。地球演化的不可逆性,在物質(zhì)上的表現(xiàn)就是成礦具有時(shí)控性和不可重復(fù)性。隨著地質(zhì)時(shí)代的演化,金屬種類和礦量出現(xiàn)變化,礦種也從簡(jiǎn)單變得更加豐富多樣。例如條帶狀硅鐵建造(BIF),只形成在早前寒武紀(jì),它的形成與海水在貧氧條件下含氧量的快速升高以及細(xì)菌活動(dòng)有關(guān),使得溶解于海水中的Fe2+部分成為三價(jià)而形成磁鐵礦,并在海水中沉淀下來。BIF是在中—晚太古代和古元古代是據(jù)統(tǒng)治地位的礦種,僅在新元古代的雪球事件中有少量重復(fù),之后就再也沒有出現(xiàn)過。大氣和海水充分氧化之后,三價(jià)的鐵更容易在海水中以赤鐵礦結(jié)核產(chǎn)出。再如,在前寒武紀(jì)不太容易成大礦的銅,在顯生宙的板塊構(gòu)造下成為標(biāo)志性的礦種—斑巖銅礦,這是與洋殼向陸殼俯沖的地質(zhì)過程和構(gòu)造環(huán)境相關(guān)。
(3)華北克拉通是全球最古老陸塊之一,前寒武紀(jì)各階段全球性重大地質(zhì)事件幾乎都被記錄下來,并表現(xiàn)出一些特殊性。與全球其它克拉通相比,華北陸殼生長(zhǎng)—穩(wěn)定化過程具有多階段特征,太古宙末—古元古代環(huán)境劇變記錄復(fù)雜多樣,古元古代與早期板塊體制建立和超大陸演化相關(guān)的俯沖碰撞和伸展裂解等地質(zhì)記錄豐富,中—新元古代經(jīng)歷持續(xù)伸展并接受巨量裂谷沉積,古生代的造山作用和中生代的基底活化,針對(duì)這些重要構(gòu)造演化階段,華北有六個(gè)重要的成礦系統(tǒng),它們是:太古代BIF成礦系統(tǒng);古元古代活動(dòng)帶型 Cu-Pb-Zn成礦系統(tǒng);古元古代大氧化條件下Mg-B成礦系統(tǒng)中元古代REE-Fe和SEDEX型Pb-Zn系統(tǒng);古生代造山帶型Cu-Mo成礦系統(tǒng);中生代陸內(nèi)Au和Ag-Pb-Zn以及Mo成礦系統(tǒng)圖13揭示出重大地質(zhì)事件與成礦事件同步演化的規(guī)律性。從圖中可以看到重大地質(zhì)事件反映了動(dòng)力、構(gòu)造、環(huán)境和結(jié)構(gòu)諸因素。成礦系統(tǒng)包括金屬種類、礦床類型和成礦強(qiáng)度,是隨時(shí)代變化而變化的。換言之,礦產(chǎn)資源是大陸演化不同階段的物質(zhì)表現(xiàn)。
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圖13 華北克拉通地質(zhì)事件與成礦作用同步演化關(guān)系圖

(4)華北克拉通形成了豐富的礦產(chǎn)資源和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)礦種,即“高富”礦產(chǎn),例如菱鎂礦,大石橋單個(gè)礦體占世界儲(chǔ)量的三分之一;白云鄂博稀土礦的輕稀土儲(chǔ)量占世界70%。華北也存在一些“低貧”的礦產(chǎn),即在許多克拉通發(fā)育而在華北不發(fā)育的礦產(chǎn),如鉑族和鉻鐵礦,它們?cè)谀戏切纬沙笮偷V床,產(chǎn)于布什維爾德巨型層狀巖體中,是與古元古代休倫裂谷期的地幔柱構(gòu)造有關(guān),華北這個(gè)時(shí)期的地?;顒?dòng)不強(qiáng)烈華北克拉通成礦的“高富”和“低貧”是與相對(duì)應(yīng)的地質(zhì)事件的強(qiáng)弱相關(guān)的,也與后期強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)早期地質(zhì)狀態(tài)的改造有關(guān)。例如,綠巖帶型金礦和元古代的礫巖型鈾金礦等是北美和南非的優(yōu)勢(shì)礦種,而在華北卻是貧乏的。研究認(rèn)為綠巖帶型金礦在華北的古元古代的強(qiáng)烈陸殼再造事件以及華北中生代的巖石圈減薄事件中被改造的,因?yàn)殁櫋⒔鸬瘸傻V溫度都較低并且成礦元素易于遷移,被活化和遷移的金重新在中生代富集成礦,成為特殊的陸內(nèi)金礦類型。在大氧化事件期間,很多古陸形成巨大的蘇必利爾型BIF鐵礦,華北相對(duì)較少,推測(cè)華北在古元古代時(shí)期,整體處于淺海相—瀉湖相,導(dǎo)致異常的產(chǎn)出巨量的菱鎂礦和石墨礦等,蘇必利爾型BIF不發(fā)育,后者易于沉淀在半深水的海盆中。
(5)從華北克拉通研究得出的重大地質(zhì)事件與成礦事件同步演化的規(guī)律性具有全球意義。全球各個(gè)克拉通都可以畫出相似的成礦圖譜,并且也都會(huì)因?yàn)楦髯缘刭|(zhì)事件的強(qiáng)弱表現(xiàn)出成礦作用的強(qiáng)弱。例如前面已經(jīng)提到的斑巖礦床、塊狀硫化物礦床集中成礦在5~6億年之后,BIF鐵礦和綠巖帶型金礦等集中成礦在18億年之前。在地球的18~8(7)億年的中年調(diào)整期,也有令人眼花繚亂的特殊成礦,這與該期裂谷活動(dòng)和殼幔調(diào)整有關(guān)。這個(gè)時(shí)期與非造山巖漿組合有關(guān)的稀土、稀散和稀有元素成礦十分豐富,它們?cè)谄贩N上、方式上和與顯生宙造山帶或者風(fēng)化沉積有關(guān)的同類礦產(chǎn)都有很大差別。三稀元素加上鉑族和鈷等貴金屬元素,是中國(guó)繼續(xù)發(fā)展需要的關(guān)鍵礦產(chǎn)。因此不同地質(zhì)時(shí)代關(guān)鍵礦產(chǎn)的成礦背景和成礦機(jī)制研究將成為新的研究方向。
4 結(jié)語與致謝
今年是李四光先生誕辰130周年。李先生是中國(guó)地質(zhì)科學(xué)的開拓者之一,也是建國(guó)后中國(guó)地質(zhì)事業(yè)的主要領(lǐng)導(dǎo)者。在李先生擔(dān)任地質(zhì)部長(zhǎng)期間,地質(zhì)與礦產(chǎn)受到國(guó)家高度重視,是地質(zhì)界與國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人和中央政府溝通最為通暢的時(shí)期。地質(zhì)工作者在地質(zhì)普查、礦產(chǎn)、石油、地震、鈾礦(國(guó)防)等諸方面都有重大進(jìn)展,為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和國(guó)防做出了實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。李四光先生提出的“地質(zhì)力學(xué)”,把力學(xué)理論引入到地質(zhì)學(xué)的研究中,用力學(xué)觀點(diǎn)來研究地殼構(gòu)造及其變形規(guī)律。它強(qiáng)調(diào)地球的運(yùn)動(dòng),提出重視地球自轉(zhuǎn)的變化以及地球作為行星受到其它行星的影響等,至今仍有前瞻性和指導(dǎo)意義。
我年輕時(shí)耳邊時(shí)常聽到的大科學(xué)家的名字就是李四光、竺可楨、錢學(xué)森等。當(dāng)我也走上地質(zhì)道路之后,聽到了李四光先生更多的傳奇故事。我受到《地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)》主編約稿時(shí),即決定寫一篇文章,表達(dá)我對(duì)李先生的崇敬之情。這篇文章是對(duì)華北克拉通構(gòu)造演化研究的一個(gè)提綱式小結(jié),掛一漏十難免,言不達(dá)意甚多。大陸形成和演化是地質(zhì)學(xué)中的主題學(xué)科之一,任重道遠(yuǎn),許多問題還會(huì)在今后進(jìn)一步深化、修正和完善。在此我要感謝我的研究團(tuán)隊(duì)、研究所內(nèi)外的同行們以及國(guó)外合作者,也要感謝學(xué)生們,特別要感謝胡健民研究員在成文與定稿過程中的大力幫助。

原文來源:翟明國(guó). 華北克拉通構(gòu)造演化[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào),2019,25(5):722-745 DOI:10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.05.063

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