华北克拉通的形成演化与成矿作用
华北克拉通绿岩带型金成矿系统初析
收稿日期：2002-05-30基金项目：国土资源部地质调查项目（NO.Kl.4-l -5）；中国地质调查局项目（NO.200ll0200069）；国土资源部科技项目（NO.200l0302）.华北克拉通绿岩带型金成矿系统初析翟裕生l ，苗来成2，向运川l ，邓军l ，王建平l（l.中国地质大学地球科学与资源学院，北京l00083；2.中国科学院地质与地球物理研究所，北京l00029）摘要：华北克拉通中绿岩带型金矿床是我国最重要的矿床类型之一，也是我国黄金产量和储量的主要来源.从构造动力体制来看，华北克拉通在漫长的演化历史中曾经历过中晚元古代的离散型陆缘、早古生代到晚古生代的汇聚型陆缘和显生宙中生代克拉通活化多个构造阶段.金矿床主要形成于克拉通活化阶段，其总的构造背景可概括为由挤压、碰撞作用晚期或期后向伸展构造的转变时期.金成矿具有明显的区域地球化学背景.虽然华北克拉通绿岩带型金矿床形成时代不尽相同，但具有相似的地质地球化学特征，并与显生宙花岗岩类侵入体具有密切的时空及成因联系.年代学资料表明，金矿床（化）与有关的花岗岩大体同时形成或稍晚于花岗岩，指示金矿化是构造-花岗岩浆演化晚期的产物.因此，这些金矿床基本上可归为一个成矿系统，即绿岩带中与花岗质岩浆作用有关的热液成矿系统.关键词：华北克拉通；绿岩带；金矿床；成矿系统.中图分类号：P6l8.5l ；P6ll 文献标识码：A 文章编号：l000-2383（2002）05-0522-l0作者简介：翟裕生（l930-），男，中国科学院院士，教授，博士生导师，主要从事矿床学、矿田构造和区域成矿学的教学和研究工作.成矿系统是矿床学向系统化、全球化方向发展的一种表现，指在一定地质时空域中，控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用动力过程，以及所形成的矿床系列、矿化异常系列构成的整体，是具有成矿功能的一个自然系统［l ］.对成矿系统的综合研究，有利于全面认识成矿的动力学机制，可以从整体上认识矿床的形成和分布规律，进而对找矿预测具有指导意义.华北克拉通中绿岩带型金矿床是我国最重要的金矿床类型，也是我国黄金产量的主要来源.前人对该类型矿床做了大量研究工作，对矿床成因认识不断深化.本文根据对若干典型矿床的研究，并参阅前人资料，对华北克拉通上绿岩带型金成矿系统进行了初步分析，并提出了成矿系统模型.l 成矿构造背景华北克拉通是我国最古老的陆块，在其漫长的地质演化过程中，经历了原始陆核发生、古元古代克拉通结晶基底形成、中元古代裂陷、新元古代到古生代地台盖层沉积和中生代的克拉通活化等多个演化阶段，并在这一复杂的过程中逐步形成多个金矿区，成为我国主要的黄金生产基地（图l ）.从古陆边缘构造动力体制分析，华北古陆总体上经历了以下阶段：（l ）离散型陆缘.主要发育于中晚元古代，在华北古陆北缘及南缘发育有裂谷盆地，并形成以SEDEX 型为主的矿床［2］；（2）汇聚型陆缘.华北古陆在新元古代末到早古生代由离散型被动陆缘逐渐转变为汇聚型主动陆缘，在一系列有关增生地体中，富含Au 、Cu 等成矿物质，有的形成了VMS 型矿床（如白银厂和白乃庙），有的在后来的地质事件中经活化富集成为热液型矿床；（3）地台活化.显生宙，华北克拉通受到3次重要的构造-热事件的影响，即晚古生代（海西期）华北板块与西伯利亚板块发生最终碰撞缝合［3］、早中生代（印支期）华北板块与扬子板块发生碰撞缝合［4~6］和中晚中生代太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲［7］，伴随着这3次重要的构造事件，华北克拉通尤其是其东部边缘地带发第27卷第5期地球科学———中国地质大学学报VOI .27NO.52002年9月Earth Science —JOurnaI Of China University Of GeOsciences!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Sep.2002图l华北克拉通主要金矿区（床）分布Fig.l DistributiOn Of main gOid Orefieids（depOsits）Of NOrth China cratOn生了广泛而强烈的岩浆作用及成矿作用.华北克拉通绿岩带金矿床主要形成于地台活化阶段，其总的构造背景可概括为由挤压、碰撞作用晚期或期后向伸展构造的转变时期.值得指出的是华北东部具大型走滑性质的郯庐断裂带穿过并错动了岩石圈，引发了古陆北缘东段及东缘与花岗岩有关的大规模金成矿作用.大兴安岭-太行山深断裂系统的显著活动也对京-张（家口）矿集区和小秦岭地区金矿的形成有重要影响（图l）.2金成矿的区域地球化学背景华北地块区域地球化学总体特征是相对富含Fe、Au、Pt族、Cu、Cr、Ni、CO等元素.根据l/20万水系沉积物化探扫面数据加工整理的结果（图2），可以看到华北地块中金的地球化学分布具有以下特征：（l）沿着克拉通边缘构造带形成若干个地球化学块体和局部异常；（2）金异常带的分布与主要的区域性构造展布方向密切相关；（3）区内金异常带主要产于前寒武纪变质基底内，如冀北、胶东和小秦岭等；（4）区内有5个规模较大的金地球化学块体，其中胶东块体Au平均值为8.l5>l0-9，冀北地体为8.57 >l0-9，与华北上地壳丰度值0.74>l0-9相比，其浓集系数为ll.经测定，胶东块体代表性地段金总量中活动（可活化）金占46.7%［8］；（5）小秦岭及夹皮沟两地区的金地球化学块体呈孤立分布，其中小秦岭块体分布在变质核杂岩中，浓集强度高，Au平均值达l3.9>l0-9；而夹皮沟块体则产在华北克拉通北缘东段花岗-绿岩带的韧性剪切带中，平均值为6.5>l0-9.上述地球化学特征表明华北克拉通具有丰富的金成矿物质基础.3花岗岩类时空演化与成矿华北克拉通金矿床多分布于克拉通边缘（图l），其赋矿围岩虽然多种多样，但以太古宙变质岩和显生宙花岗岩类为主.金矿床与花岗岩类侵入体空间关系密切，矿床或赋存于花岗岩体（包括碱性岩体）内及其接触带，或产于花岗岩体附近［9］（平面上距岩体一般为0~7km）的围岩（主要为前寒武纪变质岩）中.这种密切的空间关系可能暗示金矿床与花岗岩具有成因联系.系统的花岗岩类和脉岩类锆石SHRIMP（离子探针）U-Pb及蚀变岩类的Ar-Ar、Re-Os和Rb-Sr 等同位素年代学研究（表l，图3）表明，华北克拉通与金矿床空间关系密切的花岗岩类侵位于海西、印支、早燕山和晚燕山4个时期，与此相对应，金矿化也有海西期（？）、印支期、燕山早期和燕山晚期4个时期，其中印支期和燕山晚期矿化，尤其是燕山晚期金矿化最为广泛和强烈［l0~l4］.海西—印支期花岗325第5期翟裕生等：华北克拉通绿岩带型金成矿系统初析图2华北克拉通金地球化学Fig.2Goid geochemistry map of North China craton岩及金成矿作用主要在华北克拉通北缘地区（如哈达门沟、冀东及夹皮沟），可能与华北和西伯利亚两板块碰撞造山事件有关，并具有从西到东花岗岩侵位年龄年轻化的趋势，可能指示这一碰撞造山作用在不同地区是不等时的，即西段发生较早（海西中晚期）而东段较晚（印支期）.燕山期尤其是燕山晚期花岗岩及伴随的金成矿作用则在整个华北克拉通均有表现，如乌拉山地区哈达门沟金矿［15］（132Ma）；辽西—蒙东南地区金厂沟梁-二道沟矿田［16］（126~118 Ma）；安家营子金矿［17］（121Ma）和排山楼金矿［13］（125Ma）；辽东地区四道沟和五龙金矿（125 Ma；刘汝琦，口头交流）；胶东地区［11，14］金矿（126 ~120Ma）；小秦岭地区金矿［18］（130~110Ma）.燕山晚期（130~110Ma）的金成矿作用在华北东部地区最为普遍，而且矿化强度大，可能与太平洋板块（包括Izanagi板块）向北的走滑和北西向的俯冲作用有关.花岗岩类的地质地球化学研究表明，华北克拉通与金矿化有关花岗岩形成于正常大陆弧背景下，属I型花岗岩［11，12，19，20］.与金矿化时间关系最密切的花岗岩多以小岩株形式产出，具有强或弱的负Eu异常和Nb亏损特征，说明金矿化与具演化（较强结晶分异作用）的花岗质岩浆作用有成因联系，同时也暗示金成矿作用是发生在花岗质岩浆作用演化的晚期，是构造-岩浆演化晚期的产物.4构造临界转换与成矿在成矿作用过程中，普遍存在多种形式的成矿参数的临界转换现象，其中构造动力体制转换可能起着根本作用，因为它控制或影响着其他地质作用（岩浆活动、沉积作用、变质作用和流体作用等）的发生、演化及成矿作用［21］.构造动力体制转换具有多重性，表现为在不同环境和不同的尺度上，显示出自相似性.!."全球尺度的构造体制转换古大陆开合-散聚是构造体制转换的一种重要形式.据Bariey等［22］统计，古大陆聚合的末期到裂解的初期这个转换时期是大陆上成矿的高峰期.地史上这样的时期主要有3个：一是距今2000~425地球科学———中国地质大学学报第27卷表!华北克拉通主要金矿区花岗岩类和金矿化年龄统计Tabie1Age of granitoids and goid mineraiization of some major goid orefieids，North China craton 金矿区（床）花岗岩或金矿化年龄/Ma及测试方法资料来源乌拉山（哈达门沟）张家口-宣化冀东-辽西金厂沟梁-二道沟排山楼夹皮沟胶东小秦岭伟晶岩大桦背花岗岩矿化钾长石脉金矿化水泉沟碱性杂岩体谷咀子花岗岩上水泉花岗岩金矿化都山花岗岩青山口花岗岩峪耳崖花岗岩金矿化西台子花岗岩娄上闪长岩西对面沟花岗闪长岩同成矿期闪长岩脉金矿化大石头沟花岗岩成矿前后脉岩金矿化成矿前脉岩黄泥河花岗岩金矿化玲珑型花岗岩滦家河型花岗岩郭家岭型花岗岩成矿后脉岩金矿化碱性脉岩文峪花岗岩成矿后辉绿岩脉金矿化1846（SHRIMP）苗来成等［15］353（SHRIMP）苗来成等［15］132（SHRIMP）苗来成等［15］353（绢云母Ar-Ar）Hart等［23］139（钾长石K-Ar）李杰美等［24］393（SHRIMP）Miao等［25］236（SHRIMP）Miao等［25］140（SHRIMP）Miao等［25］170（石英Ar-Ar）中国武装警察部队黄金指挥部［26］140（绢云母Ar-Ar）Hart等［23］223（SHRIMP）苗来成［12］199（SHRIMP）苗来成［12］174（SHRIMP）苗来成［12］250（辉钼矿Re-Os）苗来成［12］170~133（K-Ar）张秋生等［27］；钟汉等［28］218（SHRIMP）苗来成［12］161（SHRIMP）苗来成［12］128（Zircon U-Pb）Lin等［29］126（SHRIMP）苗来成［12］125~110（K-Ar）王建平等［30］；Lin等［29］125（SHRIMP）罗镇宽等［13］125~124（SHRIMP）罗镇宽等［13］124（绢云母Ar-Ar）骆辉等［31］223~218（SHRIMP）苗来成［12］160（SHRIMP）苗来成［12］2470（锆石U-Pb）沈保丰等［32］231（石英包裹体Rb-Sr）李华芹等［33］203（绢云母Ar-Ar）苗来成［12］160~150（SHRIMP）Miao等［10］；Wang等［11］160~150（SHRIMP）Miao等［10］；Wang等［11］130~126（SHRIMP）Miao等［10］；Wang等［11］120（SHRIMP）Miao等［10］；Wang等［11］122~123（黄铁矿Rb-Sr）Yang等［14］126~100（Rb-Sr，Ar-Ar）张振海等［34］213~202（K-Ar）Chen等［35］130~106（U-Pb，K-Ar）Chen等［35］148（K-Ar）卢欣祥等［36］222~208（Ar-Ar）任富根等［37］145~120（K-Ar，Ar-Ar）Mao等［18］1800Ma，在广阔的中元古大陆产有基鲁那铁矿、奥林匹克坝Cu-Au-REE矿和含Ti-V-Fe矿；二是距今1000~800Ma，新元古代超大陆上发育碎屑岩中铜矿和风化壳中铀矿等；三是距今400~ 300Ma，泛大陆上以沉积岩中的金属硫化物矿床最发育，包括MTV型Pb-Zn矿和碎屑岩中的Cu及Pb-Zn矿等.".#区域尺度的构造体制转换如前所述，华北克拉通金矿床主要形成于中生代，其成矿的动力学过程必定受华北中生代构造体制制约［38~40］.近年的研究证实，中生代华北尤其是其东部地区发生过构造体制的重大转折，主要反映在以下几个方面：（1）构造体制上从古生代至中生代早期近东西向构造格局转为晚中生代的北北东向构造格局，由挤压为主到伸展为主；（2）大陆动力学过程由古生代—中生代早期不同陆块的拼合转变为中生代晚期的陆内构造过程为主；（3）岩石圈厚度由古生代的大于200km［41］到中、新生代快速减薄至不足80km［42，43］；（4）中酸性岩浆活动及成矿作用在古生代均相对较弱，而在中生代活动强烈，至晚中生代达到高峰（表1），形成了包括华北克拉通东部的大多数金矿床［44］.525第5期翟裕生等：华北克拉通绿岩带型金成矿系统初析图3华北克拉通主要金矿区代表性花岗岩类侵入体锆石SHRIMP年龄Fig.3SHRIMP age Of zircOn in granitic intrusiOns in main gOid Orefieids Of NOrth China cratOn a.乌拉山大桦背花岗岩；b.张宣水泉沟碱性岩体；c.冀东（峪耳崖花岗岩）；d.排山楼大石头花岗岩；e.金厂沟梁-二道沟地区成矿期闪长岩脉；f.胶东郭家岭型花岗岩!."矿田#矿床尺度的构造转换此种尺度上的构造转换及对成矿的控制最为普遍和直观.如褶皱构造由挤压向拉张的转换部位、背斜脊部和（走滑）断裂的走向及倾向变化部位，常是矿床或矿体的富集空间.例如对胶东金矿集中区的研究表明，构造应力场由强到弱过渡部位，即强变形域到弱变形域的转换控制矿田-矿床（矿体）的产出［45，46］；剪切带中脆-韧性构造过渡域控制矿床（体）的产出；断裂构造走向及倾向上的转弯部位或波状起伏的拐点处控制矿床（体）及富矿体的产出［46］.此外，在某一种构造总体背景下也存在局部异常转换，如总体挤压应力场中的局部引张部位、挤压或剪切构造中的局部拉张形成的减压扩容带、拉张构造场（如裂谷）中封闭或半封闭的次级盆地等.这些局部异常转换部位都是矿床形成的有利条件.不仅构造体制转换具有多重尺度，而且地球物理场、地球化学场和成矿参数（如温度、压力、深度、氧逸度）等也具有多重尺度的异常转换现象.成矿作用就是在这些参数耦合联动情况下发生，耦合得越好，即有利因素越多，就越有利于形成大型和超大型矿床.5金矿床成因及成矿系统模式华北克拉通上不同地区和不同金矿床之间虽然存在一定差异，但它们却有着更多的共性.这些共性可概括为：（l）宏观上，金矿床集中区多分布于克拉通边缘，受区域线性构造交汇带的控制；在矿田或矿床尺度上，受断裂构造控制，包括脆性断裂和韧性剪切带；（2）不论矿床的围岩岩性如何，几乎所有的金矿床均具有相似的围岩蚀变类型（如钾长石化、硅化、绢云母化、方解石化及绿泥石化等）和矿物组合（如黄铁矿+黄铜矿+方铅矿+闪锌矿等），只是围岩岩性不同时，不同蚀变类型的发育程度有所差别；（3）虽然有部分金矿床赋存于前寒武变质基底岩系中，也有少量前寒武纪形成矿床，但大多数金矿床均最终形成于显生宙（主要为燕山期）；（4）除个别地区金矿的Pb（小秦岭）或Cu-Pb（夹皮沟）含量较高外［32，47］，总体上成矿元素组合相似，均为Au-Ag-Cu-Pb-（MO）；（5）金矿床矿石铅同位素组成在不同矿集区存在一定的差异［48］，但在同一成矿区（带）625地球科学———中国地质大学学报第27卷内各矿床之间表现出一致性，且矿石铅均比太古代变质岩富含放射成因铅，而与有关花岗岩的铅同位素组成一致，表明金矿床与花岗岩的源区相似；（6）除矿床的硫同位素组成有一定差异（反映成矿物理化学条件不同）外，其H、0、C同位素组成基本一致，且指示成矿物质来源于深部，成矿流体为深源流体，后期有大气水的混入；（7）流体包裹体资料显示，金矿化主要发生在350~200C和相对低的压力条件下，成矿流体盐度较高［11，49］（!（NaCi）=6%~17%）.上述特征表明，华北克拉通绿岩带型金矿床尽管形成时代不尽相同，却有着相同或相似的成矿机制，金矿化是构造-花岗岩浆演化晚期的产物，其成因可归为与花岗岩浆作用有关的中温热液矿床.基于上述，可将华北克拉通主要金矿床基本上归为一个成矿系统，即绿岩带中与花岗质岩浆作用有关的热液成矿系统.成矿系统模式如图4，可描述为：（1）成矿背景.前寒武纪花岗岩-绿岩构造环境，古生代-早中生代陆缘内侧构造-岩浆活动带和晚中生代滨太平洋构造域构造-岩浆活动带；（2）深部构造动力学背景.中生代华北岩石圈的显著减薄，导致大规模的壳幔物质混合、下地壳重熔或壳幔同熔产生强烈岩浆作用及流体作用和成矿作用；（3）矿源场.古老变质基底岩系和深源成矿物质；（4）流体场.深部花岗质岩浆、地层水、大气水和（或）幔源流体；（5）能量场或热场.区域构造应力、花岗质岩浆活动热能及地幔热能；（6）运移场（流体通道）.区域性断裂、韧性剪切带、花岗岩类及脉岩类的侵位通道及岩石中裂隙和孔隙；（7）储矿场.次级或低序次断裂、断裂交汇部位、断裂扩容带、韧性剪切带、花岗岩类侵入体内外接触带等；（8）成矿时代.燕山期（140~110 Ma、175~160Ma）和印支期（220~200Ma）及海西期（350Ma？），前者最为广泛；（9）成矿作用过程.深部相对平衡的含矿高温流体在构造及岩浆热能驱动下，沿流体通道运移到地壳浅层次，在流体混合、浓缩（沸腾、水岩反应）等物理化学条件突变情况下，矿质在有利的储矿场中堆积成矿；（10）成矿作用产物.包括众多矿床和致矿异常（综合异常），其中的矿床类型主要有石英（钾长石）脉型（如胶东玲珑型金矿、东坪和峪耳崖等）、破碎蚀变岩型（如胶东焦家式金矿）和韧性剪切带型（如小秦岭、排山楼、金厂峪等）3种；（11）矿床形成后的变化.受断裂切割、位移产生的产状、形态的变化和受风化剥蚀等产生的质量、品位及规模的变化，总体上受改造和破坏程度较低，矿床的保存条件较好.图4华北克拉通绿岩带型金成矿系统模式Fig.4Greenstone beit-type goid metaiiogenic system modei of North China craton!赋存于韧性剪切带中金矿床，如排山楼、夹皮沟、小秦岭等；"产于花岗岩体内部或岩体附近的金矿床，峪耳崖、柏杖子、胶东等；#产于变质岩中受脆性断裂控制的金矿床，如哈达门沟、小营盘等6讨论和结论成矿系统是当今矿床学研究的一个重要课题，它从事物的联系性和整体性出发，将复杂的成矿作用以系统思路贯穿起来，以求深入认识区域成矿规律.本文通过对华北克拉通绿岩带型金矿床的综合分析，将成矿的环境、背景、要素、作用、过程、产物、异常和演变作为一个自然作用整体加以研究，初步将其归为与花岗岩浆作用有关的热液成矿系统.但这里要说明的一点是：对华北克拉通上少数绿岩带型金矿床（如夹皮沟、小营盘）的形成时代还存在争议，有研究者认为它们形成于显生宙［12，33］，也有人认为它们形成于前寒武纪［32，50］.相信随着研究工作的进一步深入和新资料的积累，华北克拉通绿岩带型金成矿系统的内涵也会不断地丰富和完善.725第5期翟裕生等：华北克拉通绿岩带型金成矿系统初析参考文献：［1］翟裕生.论成矿系统［J］.地学前缘，1999，6（1）：13-27. 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华北克拉通南缘鲁山太古宙基底的形成和演化
华北克拉通南缘鲁山太古宙基底的形成和演化华北克拉通南缘的鲁山地区是中国著名的太古宙地质单位，该地区的基底属于3.8-2.5亿年前的太古宙花岗岩和变质岩。
经过数十亿年的地质演化，鲁山地区的基底形成及演化历程具有非常复杂的地质历史，下面就从鲁山地区的基底成因、变质作用、构造演化等方面简要探讨其形成及演化历程。
首先，鲁山地区的基底是在太古宙时期形成的，那个时期地球年代很长，历时达到几十亿年。
在地壳演化的早期，受到陆壳岩石圈的构造运动和地球内部动力学机制所控制。
在新元古代末期，地球上形成了华北板块，其成因主要是由于岩石圈深部地幔的上涌和下沉导致地壳的聚积和增厚，从而形成了巨大的花岗岩台地。
这种岩石圈深部地幔的上涌活动，使华北克拉通南缘石英岩类地层能够通过表面抬升至地面，形成了鲁山太古宙基底。
其次，基底的变质作用对鲁山太古宙基底形成具有重要影响。
在中元古代，随着华北克拉通的稳定性，基底开始经历变质作用的影响。
这些变质作用包括热液活动和增生作用等机制。
基底的变质令其产生了丰富的二氧化硅（SiO2）和氯化物矿物，并形成了具有一定金属矿藏的变质岩石。
在基质之间的化学交换和热化学交换中，地质物质经历了复杂的变化和调整，最终形成了多种类型的变质岩石体。
最后，基底还经历了巨大的构造演化过程。
在华北克拉通的岩石演化历史中，构造活动是最重要的。
华北克拉通南缘处于中国东北构造带的交界处，具有极复杂的构造背景。
在早古生代，发生了一系列复杂的构造对撞。
这些对撞使得鲁山地区的基底经历子午岭运动、辉山岩-麻粒岩带等多次修饰和调整，最终形成了现代的形态。
综上所述，华北克拉通南缘鲁山太古宙基底的形成和演化是一个复杂的历史过程，经历了地球地质演化的多个阶段。
在中华大地的形成历史中，鲁山地区的基底以其复杂、优美的形态和演化历史，成为中国地质学者研究古地球进程、理解地球演变史的重要基础资料。
华北克拉通的形成演化与成矿作用
华北克拉通的形成演化与成矿作用翟明国【期刊名称】《矿床地质》【年(卷),期】2010(029)001【摘要】华北克拉通具有38亿年的漫长历史,特别是与其他克拉通相比,它有更为复杂的多阶段的构造演化史,记录了几乎所有的地壳早期发展与中生代以来的重大构造事件.在太古宙,华北克拉通经历了>3.0 Ga的陆核与微陆块的形成;2.7～2.9 Ga的陆壳增生;2.5 Ga的岩浆、变质作用与克拉通化;2.3～1.9 Ga的古元古代活动(造山)带;1.8 Ga的基底隆升与裂谷一非造山岩浆事件.在新元古代--古生代,华北克拉通处于相对稳定的地台状态,其南、北缘受到秦岭造山带和中亚造山带的影响;在中生代,华北克拉通则经历了强烈的中生代构造格局的转变和克拉通的破坏与重建;在新生代,华北克拉通的东缘属于环太平洋构造带的一部分.与上述重大构造事件相对应,华北克拉通出现大规模的成矿作用,形成了丰富多样的固体矿产资源.华北克拉通的形成与演化及其不同类型的成矿系统,为深刻理解大地构造背景对成矿作用的制约提供了范例.【总页数】13页(P24-36)【作者】翟明国【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源重点实验室,北京,100029;中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】P611【相关文献】1.华北克拉通北部内、外缘中生代流体成矿作用研究--以大井、蔡家营典型矿床为例 [J], 曲丽莉;王莉娟;王玉往2.华北克拉通太古宙TTG岩石的时空分布、组成特征及形成演化:综述 [J], 万渝生;董春艳;任鹏;白文倩;颉颃强;刘守偈;谢士稳;刘敦一3.木吉村斑岩铜矿成矿作用:华北克拉通中生代岩石圈减薄的响应 [J], 高永丰;魏瑞华;侯增谦;马国玺;赵荣升;陈志宽;吴金乱;彭玉旋;高明4.华北克拉通北缘张家口-宣化地区古生代-中生代岩浆构造活动与成矿作用 [J], 甄世民;王大钊;白海军;贾儒雅;王江;查钟健;李阳;缪建普5.华北克拉通西北缘中元古代火山岩特征与成矿作用 [J], 徐贵忠;王艺芬;佘宏全;边千韬;周瑞;罗小全因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大陆克拉通早期构造演化历史探讨_以华北为例
第31卷第3期地球科学)))中国地质大学学报Vol.31No.3 2006年5月Earth Science)Jour nal of China Universit y of Geosciences May2006大陆克拉通早期构造演化历史探讨:以华北为例李江海,牛向龙,程素华,钱祥麟教育部造山带与地壳演化重点实验室、北京大学地球与空间科学学院,北京100871摘要:大陆早期构造演化的研究一直是大陆地质学研究的焦点问题.在华北克拉通基底构造1B200万编图研究基础上,本文开展基底断裂边界、构造样式及后期叠加关系的研究,借鉴比较大地构造理论,对华北克拉通基底重新进行了构造区划.结合标志性构造单元及其时代、同位素年龄数据库的综合研究,提出华北早期构造格局演化及其重大构造热事件.华北克拉通基底主要由大面积的新太古代TT G杂岩及表壳岩系组成,新太古代涉及活动陆缘环境的大规模陆壳增生及不同微陆块的碰撞聚合过程,造成新太古代末期陆壳迅速增生和克拉通化.古元古代初期开始伸展裂解和早期盖层发育阶段,古元古代晚期发生微陆块碰撞缝合,形成超级克拉通,并在克拉通西北边缘发生强烈改造作用.1.84Ga前后,华北克拉通经历最强烈的一次伸展裂解过程,从超级克拉通裂解,开始了独立的构造演化,在伸展构造背景下,克拉通基底被强烈隆升冷却,经历风化剥蚀,发育沉积盖层.以上构造格局及其构造热事件提供了早期超级大陆再造研究的构造制约条件.关键词:板块构造;构造区划;构造热事件;活动陆缘;伸展作用;超级大陆.中图分类号:P542文章编号:1000-2383(2006)03-0285-09收稿日期:2005-06-15The Early Precambrian Tectonic Evolution of ContinentalCraton:A Case Study from North ChinaLI Jiang2hai,NIU Xiang2long,CH ENG Su2hua,QIAN Xiang2lin Key Laboratory of Orogenic Belt and Crus tal Evolution,School of Earth and Space Sciences,Peking University,Beijing100871,C hinaAbstr act:The early tectonic evolution of crat on has been the target t opic for continent al geology.Based on a pr eliminar y analysis on the tectonic map(1B2000000)of North China craton(NCC)basement,we try to investigate its tectonic bounda2 ries,structur al pattern,and late stage rewor king.Guided by the framework of modern plate tectonics,the NCC basement is divided into different tectonic units.It is suggested here that some key geological units(KGU),with distinct tectonic setting and geological origin,may well pr eserve information of its early tectonic history.With the high2precision isotopic age dating of KGU,a new time2 table of geological and geochrological events has been defined for the Ear ly Precambrian geology of NCC.In addition,several major tectonothermal episodes can be r evealed by the synthesis of available age data with TTG2gr anite gneiss and mafic volcanics.There2 fore,the Ear ly Precambrian tectonic evolution of NCC is documented by a consideration of both regional geological research and age dating.As indicated by widespread geological resear ch and high2precision geochronology,NCC p s basement was mainly consisted of Neoar chean TTG complex and supracrustal sequences,associated with rapid crustal accretion within the setting of active continental margins and collisions between differ ent blocks.As a result,it became stabilized at the end of the Archean.In the Early Paleoproterozoic,the NCC began to be dominated by an extensional tectonic regime,characterized by the development of ear ly cover. In the Late Paleoproterozoic,the NCC collided with another block in the north,with formation of a supercraton,which caused a strong tectonother mal reworking to its passive mar gin in the northwestern part of NCC.At about1.84Ga,the NCC underwent extension,recorded its dispersal fr om a supercraton.After that,it began its tectonic evolution independently,its basement was in2 tensely uplifted and eroded,with development of sedimentary cover.The Ear ly Pr ecambr ian tectonic framewor k and geological events documented will provide an important constraint for reconstruction of the NCC within the ear ly supercontinents.Key words:plate tectonics;tectonic division;tectonothermal episodes;active continental margin;extension;supercontinent.基金项目:国家自然科学基金项目(No.40472097)作者简介:李江海(1965-),男,教授,主要从事前寒武纪地质和构造地质学的研究教学工作.E2mail:jh li@地球科学)))中国地质大学学报第31卷0 引言大陆克拉通化过程涉及漫长的地质历史,由于地层记录不完整以及多期构造-岩浆-变质活动叠加改造,对大陆早期构造演化的研究主要围绕重大构造热事件开展,而构造演化过程的研究尚非常有限.华北为我国最古老和最大面积的克拉通陆块,由于基底出露不完整,后期再造强烈,华北克拉通基底构造格局重大事件及构造演化过程等方面的研究非常薄弱.图1 华北克拉通基底构造区划图F ig.1Sket ch map showing tectonic division and major units of Nor th China craton (NCC)basement近十年来,随着华北不同变质岩区地质研究及同位素地质年龄数据迅速积累,早期区域构造演化研究已成为亟待深入探讨的重要问题.为此,作者开展了华北克拉通基底1B 200万构造图的编制,并进行华北克拉通基底构造区划.结合不同地质单元同位素地质年代数据统计分析,本文探讨了华北克拉通基底构造格局、区域构造演化过程及其重大构造热事件.1 华北大陆基底构造区划华北克拉通南北缘被显生宙造山带环绕,以大断裂与周围造山带分界.克拉通西南边缘和北缘还保留中元古代初伸展裂解边界及其坳拉谷(李江海等,2000).变质基底以中小规模断块或复背形方式出露地表.由于各变质岩区横向上连续性较差,并且变质程度有差异,带来基底构造地质对比的难度.较大面积变质岩区分布于华北克拉通北部、东部及中部地区(沈保丰等,1994).前人广泛开展了克拉通基底不同变质岩区地质组成、变质作用、岩浆活动等方面的研究(田永清,1991;沈其韩等,1992;赵宗溥,1993;白瑾等,1996;伍家善等,1998;钱祥麟和李江海,1999;张家声等,1999;李江海等,2001,2004a;耿元生等,2004).在此基础上,本文重点开展了不同变质岩区构造关系、构造样式的分析.依据丰富的区域构造填图积累,将基底构造样式划分为以下类型:片麻岩-麻粒岩穹隆、强应变构造带、表壳岩系复向形、走滑改造表壳岩-花岗岩区及表壳岩系叠加褶皱区等.结合相关同位素地质年龄制约,可以分析不同地质单元构造关系及其垂向地壳层次变化等问题,并成为区域构造编图和区域构造单元划分的重要基础,所提出的华北基底构造单元见图1.依据地表地质填图及其地球物理(航磁、重力)地质解释,华北克拉通基底识别出多条大规模的区域断裂系(马杏垣等,1979;袁学诚,1995;王惠初等,286第3期李江海等:大陆克拉通早期构造演化历史探讨:以华北为例1999;朱英,2004):它们包括郯庐断裂、大同)吴旗断裂、固阳断裂、赤峰)张北断裂等,构成克拉通基底重要构造边界.大同)吴旗断裂使克拉通西北部与东南部在构造样式和组成上显示明显差别,东南部保留大量新太古代片麻岩穹隆,而西北部以北东东向古元古代剪切带(孔兹岩系为主)为特征,构造轴迹近平行克拉通北界.克拉通腹地(五台、鲁西、嵩山)主要为低级变质区,相对完整地保留新太古代地质单元,特别是近南北-北北东向展布的新太古代造山带各构造单元(造山杂岩、前陆冲断带、被动边缘等),并显示清楚的区域构造分带,涉及新太古代板块俯冲-碰撞过程(伍家善等,1998;李江海等, 2004a).另外,郯庐断裂元古代以来构造活动强烈改造克拉通东缘构造样式.华北变质基底被18亿年以后沉积盖层不整合覆盖(中元古界以上地层,<1.85Ga),变质基底被基性岩墙群和非造山花岗岩广泛侵位(环斑花岗岩) (18~17亿年)(侯贵廷等,2003;李江海等,2000).为此,克拉通垂向上可以划分为沉积盖层及基底杂岩2部分.克拉通基底还残留一套以变质沉积为主的古元古代变质的表壳岩系(2.40~ 2.00Ga),它们以复向斜保留,代表已改造的早期沉积盖层,分别以五台山区浅变质东冶群(次绿片岩相-未变质, 2.45~2.00Ga)和内蒙古南部高级变质的丰镇群(麻粒岩相-高角闪岩相的孔兹岩系,2.50~ 1.90Ga)为代表.它们的原岩以裂谷-浅海相沉积为主,不整合覆盖于基底杂岩上(西部陆块和中部造山带)(田永清,1991;刘喜山,1994;Zhang et al., 1994;白瑾等,1996;钱祥麟和李江海,1999).从区域对比看,它们曾大面积出现于克拉通中西部地区(太行山以西),来源于大陆地壳物源,主体沉积于克拉通上或被动陆缘沉积盆地.而东部的鲁西、胶东等地因后期强烈改造剥蚀,未见相关地层保留或未曾发育.华北克拉通基底在横向的构造、地质组成明显不均一,东西部显示有差异的构造样式、岩石单元组成及演化历史.大量研究揭示(伍家善等,1998;李江海等,2002,2004b;Kusky and Li,2003;Zhao et al.,2005):克拉通中部发育一条巨大规模的碰撞造山带,分隔东西部克拉通陆块.在克拉通北缘分布古元古代造山带,并出露较深地壳层次.在前期工作积累基础上(李江海等,2002),本文将克拉通基底重新划分以下构造单元(图1):由北西向东南依次为:(1)内蒙古)冀北古元古代造山带(2.20~1.90Ga);(2)集宁)吕梁孔兹岩系)S型花岗岩区(鄂尔多斯陆块);(3)中部造山带(2.70~ 2.60Ga);(4)东部陆块(辽鲁T T G杂岩带)(2.80~ 2.60Ga);(5)辽吉古元古代造山带(2.20~ 1.90Ga);(6)北朝鲜狼林陆块等.以上构造单元伴随差异性的后期岩浆侵位喷发活动(24~18亿年前),并且早期盖层的保存状态也有明显差异.中太古代以前的古陆块残留于东部陆块的胶辽、冀东等地,西部陆块北缘和东缘也有古老陆壳保存,它们被新太古代TTG杂岩所侵入和包围.鄂尔多斯陆块(西部陆块,>2.50Ga)主体呈隐伏状态.在古元古代以后的构造演化中长期保持构造稳定,具有古老克拉通的典型特征.陆块核部及周缘出露的表壳岩系以孔兹岩系(2.50~ 2.00Ga)为特征,表明孔兹岩系分布具有面状展布的沉积盖层特征(钱祥麟和李江海,1999),原岩以高铝质岩石为主陆源沉积岩系.局部地区(吕梁、中条、大同、怀安)还出露基底杂岩(2.50~ 2.80Ga).陆块北缘以构造带与内蒙古)冀北造山带分隔,并发生大面积掀斜作用,出露麻粒岩相下地壳.东缘以活动陆缘与中部造山带渐变过渡.中部造山带(2.50~ 2.60Ga)近南北纵贯克拉通中部,整体上呈向西突出宽缓弧形.中部造山带以大规模韧性剪切带、中深层次褶皱推覆构造、高压麻粒岩带、蛇绿岩混杂带、前陆冲断带、前陆盆地(~2.50Ga)为特征,主体由大规模的T TG-花岗岩-表壳岩带(岛弧杂岩)(2.50~ 2.60Ga)及重熔花岗岩(2.50Ga)组成(李江海等,2002).五台山)太行山区保留了完整的新太古代造山碰撞带及其前陆盆地构造剖面,遵化蛇绿岩混杂带保留丰富的新太古代豆荚状铬铁矿及大洋地幔构造岩.东缘的南北太行山还残留了被动大陆边缘沉积(李江海等, 2004b),发育不同层次的前陆冲断褶皱带.大量同位素年龄及构造研究表明,中部造山碰撞高峰期出现于2.50~ 2.52Ga前后(李江海等,2004b),而不是1.80Ga前后(KrÊner et a l.,2005).东部陆块总体较好出露,缺乏大面积中元古代沉积盖层,断裂边界发育,明显受到郯庐断裂多期活动的叠加改造.陆块内部残留许多古中太古代记录(3.80~2.90Ga),主体由大规模的新太古代花岗片麻岩-绿岩带(2.80~2.60Ga)组成,它们出现于东部陆块西缘,呈向西突出弧形构造,宽度为50~ 150km,长度上千km,可能为早期活动陆缘岛弧的287地球科学)))中国地质大学学报第31卷残留形态.东部陆块西缘在新太古代发生大规模的增生拼合过程.华北新太古代陆块被外围古元古代造山带环绕,克拉通北缘及东缘分别出现内蒙古)冀北造山带和胶辽造山带(2.20~ 1.90Ga),造成华北克拉通主体与邻近小陆块在古元古代拼合,并对前陆区(或后陆)产生强烈改造作用.从区域构造样式判断(图1),华北西北部受内蒙古-冀北古元古代造山活动影响,经历强烈再造活动(2.10~1.90Ga),早期沉积盖层发生强烈构造变形和高级变质重熔,形成大面积的孔兹岩系及其近东西)北东东向构造,构造样式强烈剪切平行化(刘喜山,1994;张家声等,1999),广泛出现陡立的左旋走滑剪切构造及重熔花岗岩,仅局部弱应变基底杂岩保留新太古代复杂构造样式、变质组合及绿岩带.郯庐断裂以东因后期左旋走滑剪切变形造成基底构造线向断裂带方向偏转.古元古代晚期,内蒙古)冀北造山带与胶辽造山带交汇于辽南瓶颈部位,造成新太古代以来的近南北向构造格局在北缘构造偏转为近东西)北东向,基底构造样式向北东强烈收敛.在古元古代弱应变的冀东、鲁西、五台山)太行山等地,保留新太古代原始的构造格局及其构造样式(张家声等,1999),如冀东、恒山、太行山、冀东等地保留片麻岩穹隆构造,五台山、冀东、鲁西等地保留绿岩带复向形等,它们成为探讨新太古代地质演化的重要记录.2早期演化的重大构造热事件及其同位素年龄制约克拉通基底构造历史恢复主要涉及早期重大构造热事件、区域构造背景及其运动学方式(造山、伸展、走滑)的认识.由于太古宙地层记录的复杂性和局限性,难以开展有效的区域对比和构造环境分析.事实上,构造-岩浆-变质活动不仅是早期地球演化的主线,也是早期地质历史过程最直接的地质记录,它们分布面积巨大、构造关系清楚、可以准确定年,构造环境和背景清楚.特别是重点围绕标志性构造单元及其时代的深入研究,可能带来华北早期区域构造演化的重要进展.本文提出标志性构造单元的定义为可以明确指示构造背景、成因环境及地质过程的地质单元.由于对早前寒武纪地质缺乏系统的大地构造、板块构造理论的系统概述,更多简单地依据同位素地质年代学讨论前寒武纪地质事件(KrÊner et al.,2005; Wilde et al.,2005),由此建立的构造演化模式缺乏清楚的构造地质基础和系统的大地构造理论解释.从华北基底构造研究积累和进展分析,重要的标志性构造单元包括:最早古老的陆壳记录(沈其韩和钱祥麟,1995)、绿岩带底部火山岩系(科马提岩、枕状熔岩)(沈保丰等,1994)、蛇绿岩混杂带(地幔构造岩、豆荚状铬铁矿、纯橄岩等)(王凯怡等,1997;李江海等,2002;Li et al.,2002;Kusky and Li, 2003)、大规模T T G杂岩带-表壳岩系(活动陆缘-岛弧-弧后杂岩带)(伍家善等,1998;Wang et a l.,2004)、高压麻粒岩带(Guo et al.,2005; O p Brien et al.,2005)、同构造花岗岩(Wang et al., 1996)、前陆冲断构造带与前陆盆地(李江海等, 2004b)、线性构造带及构造边界(李江海等, 2004b)、巨型麻粒岩相带(深层次构造与下地壳)、磨拉石沉积建造(李江海等,2004a)、孔兹岩系(变质沉积盖层)与S型花岗岩(钱祥麟和李江海,1999)、大规模基性岩墙群-溢流玄武岩(侯贵廷等,2003)、伸展不整合界面、非造山侵入体(环斑花岗岩、斜长岩、碱性花岗岩)(解广轰,2005)、滨浅海相沉积盖层等.由于标志性单元具有较清楚的成因及构造背景,可以提出较明确的构造热事件解释,有利于筛选和提出对区域格局形成有重要影响的构造热事件.依据上述标志性构造单元构造关系、同位素年龄分析(图2,3),初步可以提出华北克拉通基底构造格局及其构造演化事件序列.除标志性构造单元外,对同位素年龄的统计分析,也可以揭示岩石单元的形成时限,并反映构造热事件的区域影响.对华北基底近500件高精度的锆石U2Pb同位素年龄数据统计表明(图3),变质基底经历多期次构造热事件.其中,最主要的锆石U2Pb年龄峰值为2680、2600、2520、2400、2240和1840Ma,代表主要的花岗岩侵位-中酸性火山岩喷发事件时代.基性岩系的Sm2Nd全岩年龄峰值有(图2):2850、2700、2600、2250、1950Ma,主要为表壳岩系,特别是绿岩带成岩时间.因此,华北大陆生长演化过程中的重大热事件幕包括2700~2600、2520、2400、2250~ 2400、1950、1840Ma等.其中,2520、1840Ma分别对应于华北太古宙/元古宙和古元古代/中元古代年代地层界线,是最为显著的构造热事件.288第3期 李江海等:大陆克拉通早期构造演化历史探讨:以华北为例图2 华北克拉通基底Sm 2Nd 同位素年龄统计直方图Fig.2H istogr am wit h statist ics of Sm 2Nd age of mafic rock,NCC总计106个Sm 2Nd 年龄值,图中分割区间为50Ma图3 华北克拉通基底锆石U 2Pb 年龄统计直方图F ig.3Hist ogram with st atistics of U 2P b zir con age of granit ic rocks,NCC总计476个年龄值,图中分割区间为20M a其他学者对华北早前寒武纪基性火山岩Sm 2Nd 同位素年代学及地球化学研究表明(耿元生等,2002;Wu et al .,2005),新太古代华北主要有2次基性火山岩系生成时期(2.65~ 2.80Ga 和2.50Ga),记录了这一时期地壳的强烈增生.从区域构造格局分析,早期基性岩浆活动主要与东部陆块主体的辽鲁地区绿岩带形成相关,可能形成于活动陆缘环境.晚期事件对应于中部造山带绿岩带形成,主要与岛弧-弧后盆地相关.较高精度的锆石U 2Pb 年龄统计(误差小于20Ma 的数据)资料表明,华北早期T T G 岩类及花岗岩侵位时代集中于2.68~ 2.50Ga,并在2.52Ga 达到最高峰值(图3),表明这一时期为华北克拉通最重要的陆壳(活动陆缘、岛弧)增生、克拉通化峰期.在区域构造上,上述花岗片麻岩侵位分别与早期的辽鲁T TG 杂岩及华北中部造山带TT G-花岗岩形成相关,记录了东西部陆块之间汇聚增生(2.68~2.60Ga)并最终碰撞的过程(2.52Ga)(白瑾等,1996;伍家善等,1998;李江海等,2000,2001;耿元生等,2002;Kusky and Li,2003).此外,变质基底1.95~1.84Ga 期间还经历了花岗岩侵位及其热事件改造,对应于陆块边缘造山带活动事件.1.84~1.70Ga 整个克拉通基底经历大规模伸展冷却抬升.综合分析可以初步提出华北早期构造演化的重要构造热事件(图4):(1)2800~2600Ma,形成鲁西)辽吉绿岩-T TG 带,造成东部陆块西缘大面积289地球科学)))中国地质大学学报第31卷图4 华北克拉通早期构造演化重大构造热事件F ig.4Major t ectonothermal episode and evolution history of NCC增生,可能与活动陆缘俯冲相关.(2)2600~2520Ma,西北陆块西侧出现活动陆缘岛弧,发育辽西-遵化-五台-嵩山绿岩-TT G 带,随后洋盆关闭,与东部陆块最终碰撞,形成蛇绿混杂岩缝合带(Li et a l .,2002),五台山区出现同碰撞花岗岩(2520Ma),在东侧出现前陆盆地及磨拉石建造(李江海等,2004a).新太古代也是华北克拉通最快速生长时期,形成典型碰撞造山带,标志着典型板块构造体制的出现.(3)2500~2300Ma,华北中部出现若干NNE 向地堑,包括吕梁、中条及甘陶河等裂谷,发生溢流玄武岩喷发及基性-超基性岩体群侵位(2.50~2.30Ga),局部伴随非造山花岗岩侵位,如冀东等地大面积钾质花岗岩侵位,标志着克拉通成熟与稳定(赵宗溥,1993).伸展活动可能与碰撞后的区域构造松弛相关.上述地堑系很快演变为克拉通盆地演化,沉积早期盖层(以丰镇群孔兹岩系和东冶群为代表)(2.45~ 2.00Ga).(4)在古元古代末期(2.0~1.9Ga),华北克拉通西北部和东北部被动大陆边缘,开始俯冲于邻近陆块下(北部陆块、狼林陆块),最终增生碰撞,被动陆缘沉积岩系发生变形、高级变质(孔兹岩系)重熔(S 型花岗岩)(刘喜山,1994),陆块面积显著增大,由于参与碰撞的几个陆290第3期李江海等:大陆克拉通早期构造演化历史探讨:以华北为例块规模尚不够大,发生板块内部构造活动,在五台、吕梁、内蒙、冀北等形成盆山地貌,出现多个山间盆地,并沉积陆相磨拉石建造(如郭家寨群、黑茶山群、化德群、二道洼群等)(2.00~ 1.90Ga).(5)中元古代初期(1.84~1.60Ga),华北克拉通开始伸展,变质基底大幅度隆升冷却,伴随非造山岩浆活及大面积基性岩墙群侵位(1.77Ga).坳拉谷-地堑(1.84~ 1.60Ga)呈网格状遍布整个陆块,并从边部向克拉通内发展(由宽变窄),这一时期可能伴随地幔柱活动(翟明国,2004),造成克拉通地壳的大面积裂解和从超级大陆的分裂,并在西南部伸展形成被动大陆边缘和洋盆.上述地堑系发展最终演化成克拉通盆地(1.60~1.40Ga),沉积大规模浅海碳酸盐盖层.3讨论和结论大陆克拉通的形成演化普遍涉及漫长而复杂的构造历史,由于传统地层对比的制约,更多依据不整合面相关的造山活动揭示陆壳随时间演化,而缺乏清晰的构造格局、时代准确的重大构造事件及其构造背景的制约.开展华北克拉通基底构造编图、标志性构造单元及其时代、同位素年龄数据库及其解释等3方面的综合研究,可以从区域构造格局框架、重大区域构造事件方面揭示克拉通构造演化历史,并以板块构造框架探讨新太古代以来区域地质演化及其可能的超大陆拼合裂解再造等过程,为阐述克拉通亲缘关系提出新线索.华北克拉通基底主要形成于活动陆缘环境,通过南北向展布的东西两列岛弧或活动陆缘,在新太古代发生大规模俯冲、增生及陆块碰撞拼合过程,造成陆壳迅速增生并保存至今.古元代初期华北克拉通基底开始伸展裂解和早期盖层发育.古元古代末期,华北与其他陆块碰撞缝合形成更大尺度克拉通陆块,规模超过现今克拉通面积,并使克拉通西北部强烈改造.1.84Ga前后华北经历最强烈的一次伸展裂解过程,从超级克拉通裂解开始了独立构造演化,在伸展背景下强烈隆升冷却,经历风化剥蚀,开始克拉通沉积盖层发育.致谢:研究过程得到钱祥麟教授、沈其韩院士、翟明国、王凯怡、耿元生、张家声、郭敬辉研究员、刘树文教授、侯贵廷副教授等的帮助和指教.Penrose 会议(2002,北京)、华北大陆构造中美双边研讨会(2004,北京)期间,B.Windley、A.KrÊner、K.Con2die、J.Myers等教授的建议和评论,对本文成稿也很有帮助.参加部分野外工作的还有黄雄南、冯军、陈征、张志强、刘志强、彭澎等.另外限于篇幅未对年龄资料文献全部列出,敬请原谅.Refer encesBai,J.,H uang,X.G.,Wang,H.C.,et al.,1996.The Pr e2 cambr ian crustal evolution of China.Second edit ion.Ge2ological P ublishing 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华北克拉通北部内、外缘中生代流体成矿作用研究——以大井、蔡家营典型矿床为例
１ １ 内 缘 的 成 矿 作 用 ． 根 据 成 矿 元 素 组 合 的 不 同和 容 矿 岩 石 时 代 的 不
同 ， 将 成矿作用 分为两个 系列 ： 可
（ ） ｂ Ｚ Ａ Ａｕ １ Ｐ 、 ｎ、 、Ｍｏ等 元 素 组 合 系 列 ， 要 主
为 侵 入 岩 浆 热 液 型 铅 锌 银 矿 床 （ 蔡 家 营 铅 锌 银 矿 如
中图 分类号 ：６ ｌ Ｐ １
文献 标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ １ ５ ６ （ ０ ２ ０ 一 Ｏ ９ 一ｏ ｌ０ — ６３ ２０ ）４ ｌ３ ６
研 究 区 泛 指 华 北 克拉 通 北 缘 断 裂 （ 致 沿 多 伦 一 大 赤 峰 一 线 展 开 ） 南 的 内蒙 地 轴 （ 以 内缘 ） 以北 的大 兴 和
１ ９３
维普资讯
表 １ 华 北 克 拉 通 北部 内外 缘 主 要 地 质 特 征
Ｔａｂｌ ｌ Ｍ ａ ｎ ｇｅ ｌ ｃ ｌｃ ｒ ａ ｈａ ａ ｔ ｒ ｈｅ ｉ ｔ ｎａ
圈 断裂
６ 一早古 生 代板 块 缝合 线 ７ 晚 古生代 板块 缝 台线 一
①
收 稿 日期 ：０ ２ ５ ２ 作 者 简 介 ： 丽 莉 （ ９ ３ ２ ０ …０ ９ 曲 １ ６ ～ 女 ， 东 烟 台 人 ． １ 从 事 科 技 期 刊 编 辑 工 作 。 山 高 二
本 ＿ 得 到 国 家 ９ ３项 目 （ 号 ２ ０ ｃ ４ ９ ０ ） 中 科 院 刨 新 二 程 项 目 （ 号 ＫＺ 叉 ７ 编 ０ ｌｂ０ ８ ６和 Ｉ 编 ＣＸＩ ０ ） 合 资 助 。 一 ７联
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华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪构造变形与变质作用关系——以北京密云沙厂地区为例
华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪构造变形与变质作用关系——以北京密云沙厂地区为例华北克拉通是中国东北地区重要的克拉通盆地，也是中国大陆的一个重要构造单元。
华北克拉通自太古宙上壳岩时代以来经历了多次构造变形与变质作用，在早前寒武纪特别明显。
以北京密云沙厂地区为例，可以更详细地探讨华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪构造变形与变质作用之间的关系。
首先，华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪构造变形是由于板块活动引起的。
根据地震地层学的研究，华北克拉通内部存在着华北陆西缘断裂带和华北陆东缘断裂带两大重要构造带。
沙厂地区位于华北克拉通华北陆西缘断裂带附近，该断裂带代表了华北克拉通中央升降过程中的一部分。
在早前寒武纪，华北克拉通内部出现了强烈的构造挤压作用，使得岩石发生了变形，形成了弯曲和褶皱结构。
其次，华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪的构造变形导致了岩石的变质作用。
构造变形常常伴随着热液的活动，通过注入热液和流体，可以改变岩石的化学成分和矿物组成。
在沙厂地区，富含硅酸盐的变质岩非常常见，如云母片岩、石英岩和长石岩。
这些岩石通常富含绿泥石、石英、长石、角闪石等矿物，并且呈现出细粒结构和层状结构。
这些特征都表明了变形作用下的变质作用的存在。
进一步研究还发现，华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪的构造变形与变质作用之间存在着相互关系。
构造变形为变质作用提供了必要的热源和流体渗透通道，而变质作用进一步促进了构造变形的发生。
地质学家通过对沙厂地区变质矿物的研究发现，其中含有大量的绿泥石和角闪石。
这些矿物的生成需要特定的温度和压力条件，而这些条件往往在构造变形的过程中得以实现。
因此，可以认为华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪的构造变形和变质作用是相互关联的。
总之，华北克拉通太古宙上壳岩早前寒武纪的构造变形与变质作用在北京密云沙厂地区具有密切的关系。
构造变形是由于板块活动引起的，导致了岩石的变形、弯曲和褶皱结构的形成。
同时，构造变形为变质作用提供了必要的热源和流体渗透通道，而变质作用进一步促进了构造变形的发生。
华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带BIF与VMS共生矿床的构造背景及成因联系
华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带BIF与VMS共生矿床的构造背景及成因联系华北克拉通北缘是我国重要的成矿带之一，分布有多种类型和多个时代的矿床。
其中，新太古代清原绿岩带BIF（Banded Iron Formation）和VMS（Volcanogenic Massive Sulfide）共生矿床是该地区的重要类型之一。
这种矿床的形成与地质构造背景密切相关。
首先，华北克拉通北缘为一个古老的地质构造单元，经历了多次变形和构造事件。
在新太古代，这一区域发生了一系列的岩浆活动和火山喷发，形成了大量的火山碎屑岩。
随着时间的推移，这些火山碎屑岩逐渐经历了变质作用，形成了清原绿岩。
其中，含有大量的BIF和VMS共生矿床。
其次，BIF和VMS共生矿床的形成也和地质环境密切相关。
在新太古代，华北克拉通北缘处于一个海洋环境中，极其富含有机物和氧化铁物质，这为BIF和VMS共生矿床的形成提供了必要的条件。
当海洋中的大量有机物聚积并分解时，会释放出大量的硫化物，同时还有丰富的金属离子。
这些物质与环境中的铁离子结合形成了富含金属的BIF和VMS共生矿床。
最后，由于华北克拉通北缘地质背景的复杂性，这种类型的矿床的成矿机制也非常复杂。
BIF和VMS共生矿床具有相似的矿床组成、形成机制和父岩类型等特征。
BIF的形成对海水的分层现象和微生物作用有很大的关系，而VMS共生矿床的形成则与海底火山活动紧密相关。
这些因素共同作用下，形成了华北克拉通北缘清原绿岩带BIF和VMS共生矿床。
综上所述，华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带BIF和VMS 共生矿床的形成与地质构造背景、地质环境和成矿机制等多方面因素密切相关。
其研究对于深入了解该区域的成矿规律和找矿实践具有重要的意义。
华北地台
1、太古宙—古元古代：原生陆壳块体形成 2、中元古代古劳亚大陆的形成 3、新元古代—早寒武世：西伯利亚地台与古 劳亚大陆的分离 4、中寒武世（536Ma）：古劳亚与 Rodinia 构造拼接并形成 Pannotia 5、寒武纪末（510Ma）：Pannotia 超级古 陆的解体 6、奥陶纪晚期（440Ma）：古劳亚大陆分裂
1、克拉通化及其意义 2、华北的克拉通化与陆块形成 2.1、陆核与巨量陆壳形成 2.2、 新太古代末的克拉通化过程与标志 2.2.1 新太古代晚期微陆块拼合 2.2.2 新太古代末华北克拉通化 2.2.3新太古代末克拉通化的标志 3、古元古代活动带与克拉通再造 3.1、活动带、高温高压变质与板块构造的雏形 3.2、华北克拉通再造及其标志
二、华北克拉通的形成与破坏
华北克拉通具有 38 亿年的漫长历史。在太古宙, 华北克拉通经历了：> 3.0 Ga的陆核与微陆块的 形成; 2.7~ 2.9 Ga的陆壳增生; 2.5 Ga 的岩浆、 变质作用与克拉通化; 2.3~ 1.9 Ga的古元古代活 动( 造山)带; 1.8 Ga的基底隆升与裂谷 -非造山岩 浆事件。在新元古代-古生代, 华北克拉通处于相 对稳定的地台状态, 其南、北缘受到秦岭造山带和 中亚造山带的影响; 在中生代, 华北克拉通则经历 了强烈的中生代构造格局的转变和克拉通的破坏 与重建;在新生代, 华北克拉通的东缘属于环太平 洋构造带的一部分。
一、华北克拉通与全球构造 二、华北克拉通的形成与破坏 三、华北克拉通的主要西伯利亚地台、 加拿大地盾与中国的华北地台具有特殊 的渊源关系。三者由太古宙原生陆壳块体， 于古元古代 末通过造山运动碰撞聚合在一起 ，形成了古劳亚大陆 （王荃，2011）。此即中国的长城系、蓟县系，俄罗斯西 伯利亚的里菲系和北美洲的层群 A、层群 B。中寒武世之 初（536Ma）古劳亚大陆与形成于 1000~1300Ma 的 Rodinia 发生构造拼接，缔造了超级大陆———Pannotia。 寒武纪末期 510Ma，Pannotia 解体并一分为二，在古劳 亚大陆与古冈瓦纳大陆之间的地域形成了南太平洋。 直 到奥陶纪晚期即 440Ma 前后，古劳亚大陆分裂，华北地 台也才分离出来。
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华北克拉通的形成演化与成矿作用
华北克拉通是中国地壳最稳定、最古老的一个构造单元，位于中国北方地区，包括山西、河北、内蒙古、北京、天津等地。
华北克拉通形成于古元古代，经历了漫长的地质演化，形成了丰富的矿产资源。
本文将对华北克拉通的形成演化和成矿作用进行介绍。
华北克拉通形成于古元古代，在这个时期，地球表面正发生着大规模的岩浆活动，形成了大量的地幔物质并且向上迁移，这些岩浆物质在地壳中冷却，形成了众多的岩石体。
随着时间的推移，这些岩石体被压实，从而形成了一个大陆性块体，即华北克拉通。
由于华北克拉通位于地球板块之间，因此在构造运动中，克拉通地块经历了多次的构造变形和风化侵蚀，形成了典型的克拉通地貌。
华北克拉通地区也是全球爆发性火山岩最广泛分布的地区之一，火山岩的存留为研究华北克拉通古构造演化提供了重要线索。
华北克拉通是一个非常丰富的矿产资源地区，包括铜、铁、金、煤等多种矿产资源。
华北克拉通中的成矿作用主要发生在古生代和中生代，其形成与华北克拉通地区的构造演化密不可分。
早期的成矿作用主要发生在晚古生代，此时华北克拉通正在受到由华夏地块向北的构造力的挤压和剪切，产生了多个构造体系，这些构造体系的运动激活了华北克拉通内的岩浆活动，形成了大量的伟晶岩、花岗岩等岩石，为后期的矿床成矿提供了物质基础。
中生代是华北克拉通中矿床成矿密度最高的阶段，多种类型的
矿床在这个时期形成。
河北地区矿床以铁矿和铜矿为主要成矿类型，煤炭、石墨、贵金属等矿种也有一定规模的产出。
山西地区主要铁路成矿带沿列别山次生构造形成，煤、铁、金、铀等多种矿产资源丰富。
内蒙古地区矿床以煤和稀土矿为主要类型，同时还有铜、铜-铁复合矿床等。
总的来说，华北克拉通是一个非常重要的构造单元，其形成演化和成矿作用已经得到了深入的研究，更深入的了解华北克拉通的地质特征和成矿规律，对于寻找和开发矿产资源具有重要意义。
以下是近年来全球范围内一些与大气环境、气候变化等相关的数据：
1. 全球二氧化碳（CO2）浓度持续升高，自1850年以来CO2
浓度已经上升了约40%。
2. 全球表面平均气温不断上升，自1880年以来，全球平均气
温升高了约0.8℃。
3. 全球海平面持续上升，自19世纪中叶以来，全世界平均海
平面升高了240毫米。
4. 全球极端天气事件频率增多，尤其是气温极端事件（如高温、低温、暴雨等）的发生频率增加。
5. 厄尔尼诺现象的发生频率增加，导致了全球气候异常。
从以上数据可以看出，全球气候变化情况严峻。
其中，CO2
浓度的持续升高和全球表面气温的上升是主要的问题。
CO2
是温室气体之一，随着人类活动的不断增加，在大气层中的浓度也在不断上升，导致了全球表面平均气温的升高。
这种变化会对自然系统、生态系统和人类社会造成深刻的影响。
例如，全球平均气温的升高，可能导致北极冰盖和海洋冰川的融化，从而导致海平面的持续上升。
而海平面的上升又可能导致沿海地区的洪水、威胁低洼地区的饮用水、损害水稻、小麦等农作物的生长条件。
随着全球气候变化情况的加剧，各国政府、学者和科学家都认识到了其严重性，提出了许多措施和政策以减少温室气体的排放和改善环境质量。
如全球联合国气候变化框架公约（UNFCCC）和对应的《巴黎协定》，旨在促进全球温室气
体排放的减少和应对气候变化的影响，那么人们应该加快落实各项政策，尽快拥抱绿色低碳经济。
随着全球气候变化和环境污染的不断加剧，各国政府和企业纷纷采取了一些应对措施。
以下以中国电力行业为例，探讨其在应对气候变化和环境保护方面的探索和实践，并总结其对其他领域的启示。
中国电力行业是全球最大的电力体系之一，其在应对气候变化和环境保护方面面临着跨越式的发展机遇。
在过去的数十年里，随着中国经济的快速发展，电力行业迅速崛起并成为大气污染和温室气体排放的主要源头之一。
然而，随着人们环保意识的提高，中国电力行业开始着手调整其能源结构和改善环保。
以滦县核电站为例，作为中国第一个第三代压水反应堆核电项目，它装备了全球最先进的核安全防护系统，可以有效地防止核泄漏事故的发生。
除此之外，国家电网在扩大清洁能源比例
方面也做出了不少努力。
与此同时，华电集团也在开展多措并举的环保行动，采取多项技术和管理措施，大力推行绿色发展理念，通过技术创新、清洁能源利用等方式减少排放，改善生态环境。
与此相似，其他行业也可以从中获得启示。
企业应该注重绿色可持续经营，推广清洁技术、改善资源利用效率、实现节能减排，向绿色环保方向发展。
此外，跨领域合作也将成为推动环境可持续发展的关键，企业应该以多方合作的方式，共同实现对环保责任的承担。
在全球气候变化和环境保护方面，中国电力行业的实践是其他领域可以借鉴的样板之一。
企业应该积极履行社会责任，推动技术进步和管理创新，加强协作力度，逐步向着绿色可持续发展的目标迈进。