华北克拉通破坏的时限问题一直以来存在较大的争议。大量研究表明华北克拉通破坏在时空上可能具有不均一性。根据与碰撞相关的岩浆岩的分布特征，华北克拉通北缘岩石圈破坏可能从晚石炭世就已开始，而在克拉通南缘可能从晚三叠世开始。然而这些研究主要集中在华北克拉通边缘，在克拉通内部由于缺少相应的岩浆活动，岩石圈破坏的起始时间依然悬而未决。发育于华北克拉通内部的铜石杂岩体为解决这个问题提供了契机。铜石杂岩体位于华北克拉通东南的鲁西地区，其主要由高钾钙碱系列（细粒石英二长闪长岩和石英二长闪长玢岩）以及钾玄质系列（粗斑、中斑和细斑碱长正长斑岩）组成。

地质与地球物理研究所固体矿产资源研究室博士后蓝廷广与合作导师范宏瑞研究员对此开展了相关研究。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明这些岩石就位于早侏罗世（180.1～184.7 Ma.），并含大量晚太古代-早元古代继承锆石（2458～2608 Ma）。细粒石英二长闪长岩和石英二长闪长玢岩具有高硅和钠（SiO₂>62.4 wt.%，Na₂O>4.6 wt.%）以及低镁（MgO<0.98 wt.%）和铅同位素组成（(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i=15.850～16.881，(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_i= 14.932～15.261，(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_i= 35.564～36.562）的特征，结合继承锆石，这些岩石应主要来自晚太古代-早元古代TTG地壳的部分熔融。然而其比地壳高的Nd和Hf 同位素组成（ε_Nd(t)=-11.7～-7.0，ε_Hf(t)=-25.0～-10.3）以及含辉长质捕掳体表明岩石圈地幔物质的加入。粗斑、中斑和细斑正长斑岩同样含有继承锆石，并显示高场强元素Nb、Ta、P和Ti的亏损，暗示地壳物质的参与，但其远高于地壳以及岩石圈地幔的Nd、Hf和Pb同位素组成（ε_Nd(t)=-0.8～1.5，ε_Hf(t)=-4.4～4.8，(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i=18.082～19.560，(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_i=15.510～15.730，(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_i= 37.748～39.498）则表明这些岩石应主要来自软流圈地幔的部分熔融。

图1：铜石杂岩体成因模式图

铜石杂岩体显示高钾钙碱系列与钾玄质系列岩石的共存，并受大型走滑断裂—郯庐断裂的控制，同时反映了各种壳-幔端元（地壳、岩石圈地幔和软流圈地幔）的强烈相互作用，这与碰撞后岩浆活动具有一定的相似性，暗示其可能同样属于碰撞后岩浆岩（见附图）。铜石杂岩体比华北克拉通东南缘晚三叠世碰撞后岩浆岩年轻20～30 Ma，并更靠近华北克拉通内部，这可能暗示了碰撞后过程对华北克拉通内部的延迟效应。铜石杂岩体至少代表了鲁西地区中生代岩石圈破坏的开始，其表明碰撞后作用不断地改造华北克拉通岩石圈的应力状态以及物质成分，从而为华北克拉通在早白垩世的强烈破坏创造了条件。

该研究成果近期发表在国际知名的岩石学期刊Lithos上（Lan et al. Early Jurassic high-K calc-alkaline and shoshonitic rocks from the Tongshi intrusive complex, eastern North China Craton: Implication for crust–mantle interaction and post-collisional magmatism. Lithos. 2012, 140-141: 183–199）。

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