JGS：记录华北克拉通北缘古生代准克拉通化过程的石炭纪富闪深成岩
Appinite（富闪深成岩）是一种富含角闪石和黑云母等含水暗色矿物的基性-超基性深成侵入岩系列。富闪深成岩因其最早发现地（苏格兰Appin地区）而得名，此后在世界各地许多钙碱性花岗岩岩基中得到陆续厘定；其呈现独特的产出状态、标志性矿物组成、俯冲作用亲缘型地球化学性状以及特定动力学过程（如板片断裂或岩石圈地幔拆沉）亲合性等重要特征。因此，富闪深成岩的成因研究，不仅对于示踪花岗岩岩基形成过程中的地幔行为及性质具有重要意义，而且是透视汇聚大陆边缘地球动力学演变与大陆地壳生长-再造演化场景的重要窗口。
地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室的张晓晖副研究员及合作者在中国科学院知识创新工程项目和国家自然科学基金项目的支持下，对内蒙古中南部四子王旗地区发育的晚古生代富闪深成岩进行了系统的野外地质、年代学和岩石地球化学研究。锆石U-Pb同位素测年结果显示，这些富闪深成岩大约在石炭纪（320-317 Ma）侵位；其SiO2含量变化于46.8~55.4%，Mg#变化范围为46-72；富集大离子亲石元素与轻稀土元素，亏损高场强元素；并呈现中等富集的全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素组成。元素-同位素地球化学示踪表明这些富闪深成岩的形成经历了两个阶段：即1）俯冲沉积物熔体交代地幔橄榄岩形成交代型地幔源区的早期阶段；2）岩石圈级剪切带的俯冲后横推运动所诱发的晚期部分熔融阶段。
类比研究表明，此类富闪深成岩在华北克拉通显生宙不同时期发育的复合侵入岩基中并不鲜见，其一方面见证了华北克拉通古生代时期存在的经受多期俯冲作用交代形成的不均匀、富集型大陆岩石圈地幔；另一方面，富闪深成岩可能构成华北克拉通显生宙多期岩浆底侵形成的新增生中下地壳的重要组成，其重熔或分异演化可能是形成该地区显生宙多期埃达克质或高锶-钡花岗岩的重要方式，从而也是华北克拉通显生宙破坏过程中大陆地壳分异演化的重要途径。
该研究成果近期发表在国际知名的地学期刊Journal of the Geological Society (London) 伦敦地质学会杂志）上（Zhang et al. Carboniferous appinitic intrusions from the northern North China craton: geochemistry, petrogenesis and tectonic implications. Journal of the Geological Society (London). 2012, 169: 337-351）。
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Lithos：记录华北克拉通去克拉通化及造山带-克拉通边界的中晚三叠世铁质花岗岩系列
衍生自A型花岗岩但又不局限于其的铁质花岗岩，是地球上不同时期诸多大陆地体中成因各异但产出环境基本一致的侵入岩的重要组分。一方面，铁质花岗岩繁杂多样的岩石地球化学特征反映了其在潜在壳幔源区、岩浆形成条件和不同地壳层次演化过程等方面的迥异差别；另一方面，它通常形成于后碰撞/后造山伸展或非造山板内伸展环境，这种亲合性使其具有伸展构造背景指示器的作用。因此，铁质花岗岩的成因研究是示踪造山作用晚期地球动力学过程、表征大陆地壳生长机制以及探查地体构造属性的重要窗口。
地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室的张晓晖副研究员及合作者在国家自然科学基金重大研究计划（华北克拉通破坏项目）的支持下，对华北克拉通北缘辽西北地区发育的中三叠纪铁质花岗岩系列进行了系统的野外地质、年代学和岩石地球化学研究。SIMS锆石U-Pb同位素测年揭示出自北而南分布的三个铁质花岗岩系列：平安地花岗岩（238±2 Ma）、大少冷花岗闪长岩-花岗岩系列（222±2 Ma）和四家子闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩系列（222-220 Ma）。
中三叠世平安地花岗岩的SiO2 变化于75.0-76.4%，钙-碱性，过铝质；轻稀土低度富集，中等负Eu异常；全岩Sr-Nd同位素为ISr=0.7052-0.7054, εNd(t)=0.02~0.65；锆石Hf同位素组成为εHf(t)=4.2~8.2。这些特征表明其源于中亚造山带型新生底侵物质与少量古老地壳端元物质的部分熔融。
晚三叠世大少冷花岗闪长岩-花岗岩系列SiO2变化于67.1-73.4 %，碱-钙性至碱性、准铝质到过铝质；中等富集大离子亲石元素和Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素，发育中等负Eu异常；并具有中等富集的全岩Sr-Nd同位素组成（ISr=0.7049-0.7059，eNd(t) = -4.80 ~ -6.35）和变化范围较大的锆石Hf同位素组成 (εHf(t) = +10.8~-7.8)。四家子闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩系列SiO2变化于52.1-77.4 %，碱-钙性至碱性、准铝质到过铝质。代表性闪长岩样品富MgO、Fe2O3、Cr和Ni；具有中等放射成因全岩Sr (ISr =0.7049)和Nd (εNd(t) = +0.62)以及混合成因的锆石Hf同位素组成(eHf(t) = +6.9~ -10.2)。主体酸性岩石包括富集轻稀土元素并具有中等负Eu异常的花岗闪长岩和高度分异型钾长花岗岩；它们具有中等富集的全岩Sr-Nd同位素组成（ISr=0.7023-0.7077，eNd(t) = -8.94 ~-9.12）；花岗闪长岩中锆石的Hf同位素组成为eHf(t) =-20.9~-2.8，花岗岩中锆石Hf组成为εHf(t)=-3.0~-6.9。元素-同位素地球化学示踪研究表明，大少冷和四家子岩体均为古老壳源酸性熔体与亏损幔源基性岩浆混合的产物，但前者中亏损幔源基性岩浆参与的比例更高。
图1:辽宁西北地区所处大地构造位置及中晚三叠世铁质花岗岩分布图
图2:三个铁质花岗岩系列的全岩Sr-Nd同位素组成和锆石Hf同位素组成特征
这些特征迥异的中-晚三叠世铁质花岗岩系列的厘定，一方面提供了一个监测华北克拉通和中亚造山带沿岩石圈级边界断层（赤峰-开原断裂）拼合的空间标记；另一方面，三个岩石系列所记录的自北而南渐次降低的幔源新生物质组成趋势呈现了一个可能响应于后造山伸展背景下岩石圈地幔滴落（Lithospheric dripping，小尺度的地幔拆沉）的、向南推进的地壳生长断面。这表明华北克拉通北缘地区在早中三叠世就发生了以大陆地壳生长为特点的去克拉通化作用。克拉通尺度的综合对比进一步指示，华北克拉通显生宙克拉通破坏的穿时性格局可能是对地球显生宙两大造山系统板块构造演化过程的幕式响应。
该研究成果近期发表在国际知名的地学期刊Lithos上（Zhang et al. Contrasting Triassic ferroan granitoids from northwestern Liaoning, North China: magmatic monitor of Mesozoic decratonization and a craton-orogen boundary. Lithos. 2012, 144–145: 12–23）。
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