華北克拉通的組成及其變質演化

沈其韓, 耿元生, 宋會俠

中國地質科學院地質研究所, 北京 100037

華北克拉通的組成及其變質演化

沈其韓, 耿元生, 宋會俠

中國地質科學院地質研究所, 北京 100037

華北克拉通早前寒武紀變質基底主要由五套不同類型的變質巖系組成。克拉通在形成過程中經歷了多期構造活動、多期巖漿侵位、多期變質作用以及不同程度的混合巖化和深熔作用, 巖石已遭受多次不同地質作用的疊加改造, 因此華北克拉通具有復雜的演化歷史。從太古宙到古元古代末的克拉通形成, 華北克拉通主要經歷了五期區域變質作用。鞍山地區的古—中太古代經歷了角閃巖相變質作用改造, 尚未獲得變質年齡數據。但在TTG巖系中已獲得3 560 Ma和3 000～3 300 Ma早期的變質年齡。河南魯山太華雜巖的中太古代斜長角閃巖中獲得2 776～2 792 Ma和2 671～2 651 Ma兩期變質作用年齡信息, 代表了新太古代早期的變質作用。新太古代麻粒巖-TTG巖系和新太古代花崗-綠巖系都經歷了新太古代晚期—古元古代初的變質作用改造。在古元古代階段, 在華北克拉通北緣在1 965～1 900 Ma期間發生了中低壓/高壓麻粒巖相變質, 局部發生超高溫變質, 這期變質作用與陸塊間的俯沖碰撞及其后的地幔上涌有關。在古元古代晚期(1 890～1 800 Ma)在華北克拉通的中部及東部的膠—遼—吉帶發生了高壓麻粒巖相-角閃巖相的區域變質,代表了陸塊間的碰撞拼合過程。不同變質巖系類型經歷的變質作用反映了不同的構造背景。太古宙晚期大量的TTG巖系及呈面狀分布的中/低壓麻粒巖主要出露在華北克拉通的中北部, 普遍具有逆時針的p-T軌跡,反映了地幔柱底板墊托的構造環境。新太古代的花崗-綠巖系在新太古代晚期—古元古代早期經歷的變質作用多為順時針的p-T演化軌跡, 反映其發生可能與弧后+地幔柱聯合作用的構造背景。古元古代晚期的兩期變質作用多表現為高壓麻粒巖相的順時針p-T演化軌跡, 反映了不同陸塊(地塊)之間碰撞拼合的過程, 意味著類似顯生宙的板塊構造體制已經出現。

華北克拉通; 中低壓/高壓/超高溫變質作用; 地幔柱底板墊托; 順時針/逆時針p-T軌跡; 碰撞拼合

華北克拉通在1:500萬變質地質圖上稱為華北變質地區, 它是我國最古老和最大的前寒武紀克拉通之一, 具有早前寒武紀變質結晶基底和中新元古代沉積蓋層的二元結構格局。

華北克拉通早前寒武紀的變質結晶基底主要由以下五大部分組成, 它們是: (1)由始太古—古—中太古代TDG巖系為主和少許古—中太古代表殼巖組成的最古老變質巖系, 它們僅在鞍山等地局部出露; (2)以新太古代TTG巖系為主伴生新太古代的變質表殼巖系的變質巖系, 它們多經歷了麻粒巖相-角閃巖相的中高級變質, 主要在華北克拉通北部分布; (3)新太古代變質表殼巖與TTG巖系組成的花崗-綠巖系, 它們一般經歷了中低級變質改造, 主要分布在陰山、吉南—遼北、五臺、魯西、登封等地; (4)已經歷高壓-中壓麻粒巖相變質的古元古代沉積或火山沉積巖系, 主要分布在華北西北部(孔玆巖帶)及膠東地區; (5)沒有麻粒巖相變質的古元古代中深-中淺變質的沉積或火山沉積變質巖系, 主要分布在滹沱、呂梁、中條、遼河及膠東等地(圖1)。

克拉通在形成過程中經歷了多期構造變動, 伴生多期巖漿活動和多期變質作用以及不同程度混合巖化和深熔作用的影響, 巖石已遭受強烈疊加改造,因此具有復雜的構造-巖漿-變質演化歷史。研究華北克拉通的變質演化涉及同位素年齡數據的應用,以往所測定的Sm-Nd、Rb-Sr和K-Ar年齡數據由于測試精度不高、誤差較大, 因此本文主要以鋯石的原位定年數據為依據。

圖1 華北克拉通變質巖系分布簡圖Fig. 1 Sketch metamorphic map of the North Chian CratonCD-承德; DF-登封; EH-冀東; FP-阜平; GY-固陽; HA-懷安; HL-賀蘭山; HS-恒山; JN-集寧; LL-呂梁; MY-密云; NH-冀北; NL-遼北; QL-千里山; SJ-吉南; TH-太華; WD-烏拉山–大青山; XH-宣化; WL-遼寧西部; WS-魯西; WT-五臺; ZH-贊皇; ZT-中條CD-Chengde; DF-Dengfeng; EH-eastern Hebei; FP-Fuping; GY-Guyang; HA-Huai’an; HL-Helanshan; HS-Hengshan; JN-Jining; LL-Lüliang; MY-Miyun; NH-northern Hebei; NL-northern Liaoning; QL-Qianlishan; SJ-southern Jiling; TH-Taihua; WD-Wulashan–Daqingshan; XH-Xuanhua; WL-western Liaoning; WS-western Shandong; WT-Wutaishan; ZH-Zanhuang; ZT-Zhongtiao

1 華北克拉通始太古代—中太古代的變質巖系

始太古—中太古的TDG巖系主要由奧長花崗質片麻巖、石英閃長質片麻巖和花崗巖等組成, 其最大年齡達3.8 Ga(Liu et al., 1992; Song et al., 1996; Wan et al., 2005; Liu et al., 2008), 變質巖系的主體出露于遼寧鞍山一帶, 其中殘留有古太古代變質表殼巖, 稱為陳臺溝表殼巖, 由斜長角閃巖、黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖、直閃石鐵英巖、直閃石石英巖等組成, 原巖主要是一套玄武質和酸性火山巖以及不純硅鐵質化學沉積巖組成, 巖層的主體變質已達角閃巖相, 部分已退變為綠片巖相, 原巖時代為3 300 Ma, 屬古太古代, 但變質時代尚無確切數據。這些巖石經歷了漫長的演化歷史, 早期變質的變質演化史已經很難確定, 但在3.77 Ga的條帶狀奧長花崗巖中獲得有3.56 Ga的變質年齡, 在一些古太古代片麻巖中獲得有3.0～3.3 Ga的變質年齡(Wan et al., 2012a; 董春艷等, 2013)。這些年齡數據說明在古太古代期間鞍山地區的TTG巖系及陳臺溝表殼巖曾經歷過不止一期的變質改造, 盡管早期變質的礦物組合、變質的溫度壓力條件、變質作用發生的構造背景已很難追溯, 但是鋯石原位定年的結果揭示了鞍本地區古太古代的巖系在古太古代期間曾發生過變質改造。一些作者根據TTG片麻巖的地球化學特征, 推斷鞍本地區3.5～3.6 Ga的TTG片麻巖形成時的地熱梯度＞30℃/km(Wan et al., 2005); 有的作者推斷鞍山地區古太古代的奧長花崗質片麻巖的巖漿源區的溫度條件為950～1 000℃, 壓力可以達到1.3～1.4 GPa(Wang et al., 2015)。這樣的地殼地熱梯度和巖漿源區的溫度壓力條件, 說明古太古代期間鞍本地區已經具有相當的地殼厚度, 具有了發生區域變質作用的條件。

2 華北克拉通中太古代的變質巖系

中太古代中深變質表殼巖和TTG變質巖系, 以中太古代鐵架山變質表殼巖、中太古代遷西曹莊巖組和河南魯山地區中太古代太華雜巖為代表。

鐵架山變質表殼巖呈包體狀產于遼寧鞍山3.0 Ga的鐵架山花崗巖中, 包體規模很小, 巖石主要是黑云石英片巖、BIF和石英巖等, 已遭受角閃巖相變質。包體的形成時代不會晚于中太古代, 但變質時代尚不清楚。

分布于河北遷西曹莊—黃白峪地區的中太古代變表殼巖稱曹莊巖組, 組成巖石包括夕線黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、石榴透輝斜長巖、石榴石英巖、鉻云母石英巖、角閃黑云片巖、條帶狀鐵英巖和鈣硅酸鹽巖等, 原巖相當于基性火山巖-沉積建造, 變質程度已達麻粒巖相至高角閃巖相。角閃片麻巖中碎屑鋯石年齡為3 684～3 354 Ma, 強烈重結晶鋯石的邊部疊加了約2.5 Ga的變質年齡(Liu et al., 2013), 它與年齡為3 284～3 129 Ma的英云閃長質片麻巖一起分布于大面積的2.5～2.6 Ga的花崗質片麻巖中(Nutman et al., 2011)。畢建成(1989)曾獲得本區主期麻粒巖相變質溫度為750～870℃, 壓力為0.45～0.66 GPa, 屬中溫中壓型變質作用, 伍家善等(1998)和閆月華等(1991)曾測得曹莊組變質作用溫壓條件為730～830℃, 0.5～1.0 GPa和溫度＞738℃,壓力＞0.5 GPa, 屬中壓麻粒巖相變質作用。在曹莊鐵礦所夾的變基性火山巖(斜長角閃巖)中獲得了(2859±22) Ma的不一致線上交點年齡(鄭夢天等, 2015), 可能代表曹莊巖組的形成時代, 之后經歷了新太古代末—古元古代初的變質改造(Nutman et al., 2011; 鄭夢天等, 2015)。

分布于河南魯山地區的太華雜巖(以往稱為下太華巖群), 主要由斜長角閃巖和TTG巖系組成, 已遭受高角閃巖相變質。利用離子探針測得斜長角閃巖中鋯石的原巖年齡為2 845～2 838 Ma, 變質鋯石年齡第一期為2 776～2 792 Ma, 第二期為2 671～2 651 Ma, TTG的形成年齡為2 832～2 829 Ma, 變質年齡為2 772 Ma(Liu et al., 2009), 第五春榮等(2010)應用LA-ICP-MS測得鋯石原巖年齡基本一致。

3 華北克拉通的新太古代變質巖系

新太古代變質巖系可進一步區分出三個系列:第一個系列為麻粒巖-TTG-變質巖系, 第二個系列為新太古代麻粒巖-角閃巖相+TTG變質巖系, 第三個系列為新太古代綠巖花崗巖組合。

3.1 麻粒巖-TTG-變質巖系

第一個變質巖系列主要分布于陰山西烏蘭不浪和大青山地區、遼西建平、遼北清原、冀東、沂水、撫順等地。麻粒巖一般呈東西向面狀分布于大片深變質的TTG巖石之中, 變質程度達中低壓高溫麻粒巖相, 有的局部退變為高角閃巖相, 峰期變質一般達800～850℃或更高, 壓力達0.5～0.9 GPa, p-T軌跡為逆時針型, 原巖形成時代為2 560～2 540 Ma,變質年齡為2 519～2 480 Ma, 但不同地區有所差異,如沂水地區麻粒巖的原巖形成于2 695～2 562 Ma,變質作用發生在2 522～2 509 Ma期間, 2 488 Ma經歷了流體改造(趙子然等, 2009)。在麻粒巖中見有變質年齡為2 719 Ma的殘余變質鋯石(趙子然等, 2009), 表明可能存在新太古代早期的變質作用。遼西建平雜巖中麻粒巖形成于2 522～2 520 Ma之間,麻粒巖相變質作用發生于2 490～2 485 Ma(Kr?ner et al., 1998); 原巖為表殼巖的角閃斜長片麻巖和黑云斜長片麻巖的結晶年齡為2 555～2 550 Ma, 閃長質片麻巖的結晶年齡為(2512±15) Ma, 紫蘇斜長質片麻巖的結晶年齡為(2510±2) Ma, 它們都經歷了新太古代末—古元古代初(2 512～2 471 Ma)的變質改造(Liu et al., 2011)。這一系列變質巖的麻粒巖相p-T軌跡均為逆時針型, 其代表性的p-T軌跡如圖2所示。這一系列大量的TTG片麻巖和逆時針的中低壓麻粒巖相變質特點表明其形成與大規模的地幔上涌有關, 標志著克拉通的形成。

圖2 華北克拉通基底太古宙麻粒巖的代表性p-T軌跡Fig. 2 The p-T paths of Archean granulite in North China Craton basementa-1-大青山—烏拉山地區, 引自Zhao et al., 1999; a-2-固陽—武川地區, 引自Zhao et al., 1999; b-冀東—遼西地區, 引自盧良兆等, 1998; c-山東沂水地區, 引自蘇尚國等, 1997; d-吉南—遼北地區, 1和2引自孫德育等, 1993, 3引自葛文春等, 1994a-1-Daqingshan–Wulashan region, after Zhao et al., 1999; a-2-Guyang–Wuchuan region, after Zhao et al., 1999; b-eastern Hebei–western Liaoning region, after LU et al., 1998; c-Yishui region, Shandong Province, after SU et al., 1997; d-southern Jilin–northern Liaoning region, 1 and 2 after SUN et al., 1993, 3 after GE et al., 1994

3.2 麻粒巖-角閃巖相+TTG變質巖系

新太古代第二個系列為角閃巖相為主夾麻粒巖相變質表殼巖和TTG巖系, 主要見于太行山阜平和贊皇等地區。阜平地區的阜平雜巖原巖為火山-沉積巖系, 變質程度達高角閃巖相至麻粒巖相, Zhao等(1999)和劉樹文(1996)分別對巖系中的基性麻粒巖做過峰前、峰期、峰期后的礦物共生組合和溫度條件的研究, 均得出一條順時針軌跡(圖3c, e)。據劉樹文(1996)研究, 其峰期階段的礦物共生組合為Grt+Cpx+Pl+Hy, 形成溫度為670～740℃, 壓力為0.55～0.7 Ga。TTG巖系的形成年齡最大的達(2708±8) Ma, 大部分在2 513～2 543 Ma之間, 變質年齡在1 875～1 717 Ma之間。新太古代贊皇群主要由(石榴子石)黑云斜長片麻巖、石榴藍晶黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖等組成, 其中斜長角閃片巖具有三階段的變質演化, 組成一條順時針軌跡(肖玲玲等, 2011; 圖3f)。

3.3 花崗-綠巖組合中的綠巖變質巖系

新太古代第三個系列變質巖系為花崗巖-綠巖組合, 又可分為兩個亞大類。第一亞類綠巖為由綠片巖相至角閃巖相的沉積和火山沉積+BIF組成的變質巖系; 第二亞類的變質巖系由麻粒巖相至高角閃巖相的沉積和火山沉積+BIF組成的深變質巖系。

第一亞類綠巖主要分布于吉南板石溝、遼北清原、遼寧鞍本、魯西、河北灤縣—青龍、山西五臺、內蒙固陽色爾騰山、河南登封等地; 另一亞類由深變質的麻粒巖相至角閃巖相的沉積和火山沉積巖加BIF的變質巖系, 以往許多學者將其歸入中太古代,但最近的測年結果都屬新太古代, 它們主要分布于河北遷安—遷西和遵化以及北京密云等地。

圖3 新太古代五臺群(a, b)、阜平群(c, e)、色爾騰山群(d)和贊皇群(f)中基性麻粒巖、斜長角閃巖和泥質片麻巖的p-T軌跡Fig. 3 The p-T paths of amphibolite and pelitic gneiss in Wutai Group (a and b), basic granulite and pelitic gneiss in Fuping Group (c and e), amphibolite in Sertengshan Group (d) and Zanhuang Group (f)

現以山西五臺、內蒙古色爾騰山、魯西、遼寧鞍本、遼北清原、河南登封幾個地區為例介紹其變質演化特征。

山西五臺綠巖由下而上分為繁峙亞群、石嘴亞群和臺懷(高凡)亞群, 屬變質的火山沉積巖系, 總體變質程度達綠片巖相-角閃巖相, 下部繁峙群以鐵鋁榴石帶和十字石+藍晶石帶為主, 缺少綠泥石帶, 中上部主要為綠泥石帶, 五臺山北坡石榴云母片巖經歷了4個階段的變質演化, 早期階段為進變質階段, 為低壓相系, 峰期階段T=630℃, p= 0.9 GPa, 峰后階段溫度略有升高, 壓力下降T= 660℃, p=0.75 GPa。退變階段為降溫降壓, 整體構成一條順時針軌跡。原巖形成年齡為2 530～2 520 Ma,認識比較一致。變質年齡則爭論較大, Liu等(1985)認為石咀亞群黑云變粒巖(2508±2) Ma的單顆粒鋯石U-Pb年齡代表了五臺群的區域變質時代; Zhao等(2000)認為五臺地區不存在新太古代的變質事件; Liu等(2006)根據金崗庫組藍晶石石榴石片巖中獨居石的測年結果認為1 887～1 822 Ma是五臺群的變質作用時代; Qian等(2013)認為五臺群變質年齡為1.95 Ga; 楊崇輝等(2015)根據五臺群上覆的滹沱群底部礫巖中含有與五臺群片巖和BIF礫石等地質特征認為五臺群的變質應在滹沱群沉積之前, 很可能在新太古代末期。

內蒙古固陽色爾騰山花崗綠巖帶由超過1 000 km2的低級變質的TTG巖系和部分綠巖層序所組成, 綠巖巖層包括超鎂鐵質(科馬提巖質)、基性-長英質堿性火山巖, 底部基性巖中含有BIF, 巖石已變質為綠片巖相至低角閃巖相, 原巖形成于裂谷環境, 綠片巖相的溫度下限為400℃左右(李樹勛等, 1994), 綠巖帶底部石榴斜長角閃巖已變質為角閃巖相, 據李樹勛等(1987)和金巍(1989)的研究(轉引自Zhao et al., 1999)其變質過程為: M1變質階段的礦物共生組合為Chl+Ep+富鈉Pl, 多為包裹體包于石榴子石顆粒中, 是基性巖的典型綠片巖相礦物組合, 形成溫度為400℃, 壓力平均為0.25 GPa; M2階段為峰期階段, 礦物共生組合為Hbl(核)+Pl(核An30)+Qtz±Grt, 形成溫度為635℃, 壓力為0.5 GPa; M3階段為退變質階段, 礦物共生組合為Act+Ep+Pl(邊An26)+Qtz, 形成溫度為450℃, 壓力為0.5 GPa, 顯示近等壓冷卻, 總體為一條逆時針p-T軌跡(圖3d), 但有爭論。色爾騰山綠巖的原巖時代為2 560～2 570 Ma(劉利等, 2012), 奧長花崗巖的年齡為(2 520±9) Ma, 埃達克質閃長巖的年齡為(2 559±14) Ma(簡平等, 2005), 英云閃長巖的年齡為(2 516±7) Ma, 變質年齡大體在2 489～2 455 Ma之間。

魯西花崗巖-綠巖帶中的綠巖主要由新太古代的泰山巖群和濟寧巖群組成, 泰山巖群呈北北西向帶狀分布于泰山西南峪、新泰雁翎關、柳橋等地; 濟寧巖群分布于北東向滋陽山一帶, 被覆蓋于蓋層之下, 地表未見出露。泰山巖群主要由斜長角閃巖、黑云變粒巖、透閃陽起片巖、變質礫巖、石榴黑云石英巖及超鎂鐵質科馬提巖等組成, 原巖為一套超鎂鐵質和基性火山巖夾科馬提巖, 有變余枕狀構造,杏仁構造和鬣刺結構, 變質作用達角閃巖相。泰山巖群可分為晚太古代早期的孟家莊巖組、雁翎關巖組和柳杭組下部, 巖石形成年齡為2 750～2 700 Ma,變質年齡為2 690～2 640 Ma(杜利林等, 2003, 2005;陸松年等, 2008), 這期變質作用是魯西地區重要的構造熱事件(萬渝生等, 2012)。太古代晚期的山草峪組、柳杭組上部, 巖群中富含BIF, 其變質程度已達角閃巖相, 原巖形成年齡2 540～2 530 Ma, 區域變質作用和深熔年齡為2 500 Ma(Wang et al., 2014)。濟寧巖群亦含BIF, 變質程度為綠片巖相, 形成年齡為2 561～2 520 Ma, 變質年齡為2 500～2 490 Ma (王偉等, 2010; Wan et al., 2012b)。據山東省區域地質志(2013送審稿)報道, 泰山群雁翎關組斜長角閃巖的變質演化可分為3個階段: 峰期變質階段, 變質程度達高角閃巖相, 礦物共生組合為Hbl1+Pl+Qtz+Bt, 形成的溫度為532～600℃, 壓力為0.6 GPa, 峰后近等壓降溫, 礦物共生組合為Hbl2+Pl±Qtz±Bt, Act+Bt+Pl±Qtz, 變質溫度為443～550℃, 壓力為0.4～0.5 GPa, 后期韌性剪切疊加, 變質達綠片巖相, 礦物共生組合為Chl+Ab+Qtz, Act+Ab+Chl+Qtz, Ep+Chl+Ab, 溫度為450℃, 壓力為0.15 GPa。

遼寧鞍山—本溪花崗-綠巖帶的綠巖, 主要指狹義的鞍山群, 暫未包括其下部的深變質巖系, 巖石包括黑云變粒巖、斜長角閃巖、條帶狀鐵英巖、陽起鐵英巖夾少量各種片巖(例如石榴石英黑云片巖、絹云綠泥石英片巖、二云石英片巖等), 是一套以英安質火山凝灰巖、基性火山巖、泥質-粉砂質沉積巖以及硅鐵質化學沉積巖等組成的火山-沉積建造, Zhai等(1990)對綠巖帶中的斜長角閃巖、條帶狀鐵礦的地球化學、變質作用和巖石成因做過較詳細研究。巖石已變質為綠片巖相至低角閃巖相, 局部達高角閃巖相, 不同的地區變質相有些差別, 如在鞍山地區的東西鞍山、大孤山、齊大山至眼前山一帶, 巖石的變質程度達綠片巖相, 遼陽弓長嶺、本溪歪頭山、南芬等地的巖石變質程度一般達低角閃巖相, 局部達高角閃巖相, 變質溫度一般為550～650℃, 壓力為0.3～0.6 GPa, 相當于低-中壓,變質巖系的原巖形成時代為2 540～2 530 Ma, 變質時代為2 481～2 409 Ma(Cui et al., 2013; 代堰锫等, 2013)。

冀東地區的花崗巖-綠巖帶分布于灤縣、灤南、盧龍、青龍一帶, 綠巖主要以灤縣群和朱杖子群/雙山子群為代表, 以富含BIF為特征, 灤縣群的變質巖主要包括黑云變粒巖(為主), 斜長角閃巖、黑云長石石英巖、條帶狀鐵英巖、鎂鐵閃石或鐵閃石石英巖、陽起石英巖和次透閃石巖, 原巖為一套中酸性凝灰巖、凝灰質黏土半黏土巖及粉砂巖和化學沉積的鐵硅質建造, 變質相以低角閃巖相為主, 局部出現高角閃巖相或高綠片巖相, 原巖的形成年齡為(2 543±8) Ma(Nutman, 2011), 其變質年齡為2 500 Ma左右。朱杖子/雙山子群的變質巖主要為絹云母石英片巖、黑云母類片巖、石榴云母石英片巖夾角閃石英片巖、條帶狀鐵英巖, 原巖為一套陸源的黏土半黏土質和粉砂質沉積巖, 夾少量中基性火山巖和中基性凝灰巖, 變質程度為低角閃巖相-高綠片巖相,原巖的形成年齡朱杖子群為(2 511±12) Ma, 雙山子群為(2 503±13) Ma, 扎欄杖子BIF夾層黑云斜長變粒巖的形成年齡為(2 572±8) Ma。變質作用時間約為2 500 Ma, 可能與華北克拉通東部陸塊發生的巖漿底侵作用有關(陳靖等, 2015)。

遼北清原新太古代花崗-綠巖帶出露面積約8 000 km2, 70％為花崗質巖石, 綠巖僅占30％(Zhai et al., 1985)。綠巖帶由下而上可分為三個巖組: 下部石棚子巖組主要由斜長角閃巖、輝石角閃巖, 少量層狀黑云斜長片麻巖、淺色含黑云母片麻巖組成,下部原巖為超基性-基性火山巖夾數層科馬提巖, 中部原巖為一系列海相拉斑玄武巖夾薄層和透鏡狀科馬提巖, 上部原巖為雙峰式火山巖。變質程度達角閃巖相, 局部麻粒巖相。中部紅透山組主要有互層狀薄層斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖和含夕線石、藍晶石的石英片麻巖組成, 夾塊狀硫化物銅礦。其原巖為鈣堿性火山巖, 底部為拉斑玄武巖-安山巖-流紋巖, 上部夾有拉斑玄武巖、安山巖、英安巖和少量泥質巖, 含銅礦。上部南天門組主要由黑云斜長片麻巖、白云-黑云石英片巖、細粒角閃斜長片麻巖、磁鐵石英巖、大理巖和石英巖等組成。巖石變質程度近于角閃巖相。整個綠巖帶變形強烈, 構造復雜, 原巖時代相當于新太古代, 尚缺少變質年齡數據。

河南登封地區的花崗巖-綠巖帶中綠巖主要以登封群為代表, 呈不規則體分布于花崗質片麻巖中,它由斜長角閃巖、角閃變粒巖、黑云變粒巖及各種片巖, 局部有少量鐵英巖組成, 是一套泥質中酸性-基性火山-沉積建造, 變質程度高峰期達中壓角閃巖相, 部分為綠片巖相, 游振東和韓玉菁(1981)曾測定斜長角閃巖變質溫度為550～600℃, 壓力為0.45 ～–0.75 GPa, 變質巖的形成時代為2 530～2 520 Ma,變質時代可能為2 508 Ma(萬渝生等, 2009)。

第一亞類花崗-綠巖系中變質綠巖的p-T軌跡多為順時針軌跡, 個別為逆時針軌跡(圖2)。至于這類花崗-綠巖帶的形成構造環境一直存在爭議, 主要有兩種觀點: 島弧巖漿作用和地幔柱作用。

第二亞類為深變質的新太古期的變質巖系, 主要分布于河北遷安、遷西遵化和北京的密云等地區,有的學者將其歸入深變質綠巖系列, 變質巖石主要包括中-基性麻粒巖、斜長角閃巖、輝石巖、鐵英巖、黑云斜長片麻巖等, 分布于TTG 巖系和花崗質片麻巖中, 北京密云、河北遷西、遷安等地的變質巖已變質達中低壓麻粒巖相, 局部出現退變的高角閃巖相, 遵化地區的遵化群變質程度已達高角閃巖相,部分達麻粒巖相。遷安水廠與BIF呈互層的斜長角閃巖的形成年齡為(2 547±7)Ma, 變質年齡為(2 513±4) Ma(Zhang et al., 2011), 遵化石人溝的同類巖石原巖的形成年齡為(2 553±41)～(2 541±21) Ma, 變質年齡為(2 512±13)～(2 516±21) Ma (Zhang et al., 2012)。密云地區密云群的形成年齡為2 540 Ma, 變質年齡為2 449 Ma(Shi et al., 2012)。總體上, 三地變質巖石原巖形成年齡為2 540 Ma左右,變質作用年齡為2 512～2 490 Ma。

以上兩個亞類的新太古代花崗-綠巖系中變質巖系在原巖建造、形成時代和變質所用時間等方面都非常相近, 可能屬同一大地構造環境下的產物,只是所處的深度不同而已。

4 古元古代的高壓麻粒巖和TTG組合

古元古代高壓麻粒巖相變質的火山-沉積巖系和TTG組合, 高壓麻粒巖大致沿兩條構造帶出現(李江海等, 1998), 北亞帶高壓麻粒巖主要見于西部孔茲巖帶東段集寧地區東南側的TTG雜巖基底中,大致沿赤城沃麻坑、宣化二道嶺、水地莊、西葛峪、西望山、萬全柳溝, 尚義地上、大虎溝、天鎮四方墩、興和黃土窯等地分布。在赤城沃麻坑地區除見有高壓基性麻粒巖, 尚見有高壓泥質麻粒巖(馬軍等, 1995), 圍巖以TTG片麻巖為主。南亞帶高壓麻粒巖出現于恒山—五臺山綠巖帶北側的片麻巖基底中, 從懷安蔓菁溝經渾源東部到恒山長城溝、黃土坡、張崖、山岔、天京等地, 圍巖以花崗片麻巖為主, 在恒山白馬石北部還發現退變榴輝巖(翟明國等, 1995), 除高壓泥質麻粒巖呈薄層狀夾于高壓基性麻粒巖中外, 高壓基性麻粒巖成透鏡狀、布丁狀、或似層狀、巖墻狀分布于TTG巖系或花崗質片麻巖之中, 基性麻粒巖大部分為巖漿成因。許多高壓基性麻粒巖保存了Grt(高Ca核部)+Pl+Cpx+Qtz的高壓麻粒巖相礦物組合(M1), Grt+Pl+Cpx+Opx+Qtz的中壓麻粒巖相礦物組合(M2), Opx+Cpx+Pl+Qtz的低壓麻粒巖相組合(M3)和Hbl+Pl的角閃巖相礦物組合。另外, 在恒山和蔓菁溝產出的高壓麻粒巖保存了早期榴輝巖相的Grt+Qtz+Omp(假象)的礦物組合。高壓基性麻粒巖的峰期溫度一般在780～850℃,壓力達1.3～1.5 GPa。變質過程組成的p-T軌跡顯示為順時針軌跡, 峰期起顯示近等溫降壓, 之后為降溫降壓, 圖4為這些軌跡的代表。

高壓泥質麻粒巖典型的礦物組合為藍晶石+三元長石和藍晶石+石榴石+金紅石(馬軍等, 1995)。

高壓麻粒巖的形成時代過去一直認為是新太古代, 近來更多的學者趨向于它們形成于古元古代(約1 915 Ma左右), 變質時代在1 850 Ma左右。也有的學者認為高壓基性麻粒巖形成和變質的時代更老, 1 850 Ma經歷的是大面積的高角閃巖相變質事件(初航等, 2012)。多數學者認為高壓基性麻粒巖形成于俯沖碰撞的大地構造環境。

圖4 恒山—懷安壓麻粒巖帶代表性變質演化p-T軌跡(a-懷安地區, 據Guo et al., 2012; b-恒山地區, 據O’Brien et al., 2005; c-懷安地區基性麻粒巖, 轉引自Zhao, 2000; d-懷安地區富鋁片麻巖, 據劉福來, 1995)Fig. 4 The p-T paths of high-pressure granulites of basic granulite in Huai’an area (a, after Guo et al., 2012), of basic granulite in Hengshan area (b, after O’Brien et al., 2005), of basic granulite in Huai’an area (c, after Zhao, 2000); and of rich-Al gneiss in Huai’an area (d, after LIU, 1995)

第二種類型是含有中低壓/高壓麻粒巖、超高溫麻粒巖或只含高壓麻粒巖的古元古代變質孔茲巖系。前者主要分布于華北克拉通北部孔玆巖帶的賀蘭山—千里山、烏拉山—大青山和集寧及其相鄰地區, 后者主要見于膠北萊西—平度一帶的荊山巖群分布區和河南嵩山的孔茲巖系中。

華北北緣變質孔茲巖系在西段的賀蘭山—千里山地區見有中低壓麻粒巖(Zhao et al., 1999)和高壓泥質麻粒巖(周喜文和耿元生, 2009; Yin, 2010;周喜文等, 2010; Yin et al., 2011), 在中-東段的大青山和集寧及其相鄰地區見有高壓基性麻粒巖, 而在大青山東坡和集寧的土貴烏拉和和林格爾地區見有具假藍寶石+石英組合和尖晶石+石英組合, 變質溫度達到950～1 000℃的超高溫泥質麻粒巖(Santosh et al., 2006, 2007a, 2007b, 2009a, 2009b, 2012, 2013; Santosh and Kusky, 2010; Tsunogae et al., 2011; Liu et al., 2012; Guo et al., 2012)。現有的同位素年代學數據顯示, 華北北緣孔玆巖帶在1 950 Ma前后經歷了高壓/中低壓的麻粒巖相變質, 在1 920 Ma左右大青山東坡和集寧地區孔茲巖系中富鋁的泥質巖石遭受到超高溫麻粒巖相改造。1 920 Ma的年齡向西可以延伸到千里山地區, 但是該地區未發現超高溫的泥質麻粒巖。

中低壓/高壓麻粒巖的變質演化軌跡均顯示出等溫降壓的順時針軌跡, 超高溫泥質麻粒巖則顯示出逆時針的變質演化軌跡(圖5), 它們是在不同變質條件下連續發展過程中形成的。趙國春提出, 華北克拉通北緣孔玆巖帶是由陰山陸塊與鄂爾多斯陸塊在1 950 Ma左右相互碰撞、地殼加厚, 導致了高壓麻粒巖相變質作用; 在地殼回返過程中, 1 920 Ma左右地幔上涌帶來的熱源導致超高溫麻粒巖相的變質。但最近的研究資料顯示, 鄂爾多斯盆地深部出露的巖石與賀蘭山—千里山出露的古元古代孔茲巖系基本一致(Wan et al., 2013), 它們總體呈面狀分布。只是賀蘭山—千里山的巖石出露地表, 而鄂爾多斯地區的孔茲巖系被深埋地下, 其上被寒武—奧陶紀和中生代地層所覆蓋。陰山陸塊與鄂爾多斯陸塊碰撞之說成了疑問, 需要進一步深入研究。

圖5 華北克拉通西部孔玆巖帶高級變質巖的p-T軌跡Fig. 5 The p-T paths of high-grade metamorphic rocks of western khondalite belt, North China Cratona-賀蘭山—千里山地區; b-大青山烏拉山地區; c-集寧和大青山東坡超高溫麻粒巖; d-集寧—大同地區(1-集寧孔茲巖系(Zhao et al., 1999); 2-集寧基性麻粒巖(Zhao et al., 1999); 3-集寧孔茲巖系第一次變質事件的p-T軌跡(盧良兆等, 1992); 4-集寧孔茲巖系第二次變質事件的p-T軌跡(盧良兆等, 1992); 5-大同以東孔茲巖系的p-T軌跡(劉福來, 1997); 6-集寧孔茲巖中高壓泥質麻粒巖(Wang et al., 2011); 7-大同孤山高壓石榴基性麻粒巖的p-T軌跡(王洛娟等, 2011); 8-集寧孔茲巖系中石榴石巖的p-T軌跡(Jiao et al., 2013); 9-集寧三岔口孔茲巖的p-T軌跡(蔡佳等, 2014))a-Helanshan–Qianlishan region; b-Daqingshan–Wulashan region; c-eastern slope of Jining and Daqingshan: HT granulites; d-Jining–Datong region(1-Jining khondalite(Zhao et al., 1999), 2-Jining basic granulite(Zhao et al., 1999); 3-p-T path of first metamorphic epoch(LU et al., 1992); 4-p-T of second metamorphic epoch(LU et al., 1992); 5-p-T path of khondalite in eastern Datong(LIU, 1997); 6-HP pelitic granulite in Jining khondalite(Wang et al., 2011); 7-p-T of HP garnet basic granulite in Gushan, Datong(WANG et al., 2011); 8-p-T path of granulite in Jining khondalite(Jiao et al., 2013); 9-p-T path of khondalite in Sanchakou, Jining(CAI et al., 2014))

膠北萊西—平度一帶的荊山群屬古元古代變質巖系, 與其北側出露的粉子山群為同時異相沉積,但粉子山群不含高壓泥質麻粒巖, 變質作用僅達角閃巖相, 趙國春(未刊資料)曾認為其變質p-T軌跡為順時針型。荊山群變質巖系主要是一套變泥砂質沉積巖系, 變質程度為角閃巖相-麻粒巖相, 高壓基性麻粒巖和泥質麻粒巖呈透鏡狀產出。最初, 盧良兆等(1996)曾測得其變質巖具有逆時針的變質演化軌跡。周喜文等(2004)首次在荊山群中發現高壓泥質麻粒巖, 并具有順時針p-T軌跡。Tam等(2012a, b)也對荊山群的高壓泥質麻粒巖進行了研究, 認為其具有順時針的p-T演化軌跡, 但與周喜文等(2004)所確定的p-T演化軌跡形態有較大差異(圖6)。同位素年齡資料表明, 荊山群的變質作用發生在1 901～1 838 Ma期間, 屬于古元古代末期(劉平華等, 2011)。早期的研究認為荊山群的形成與變質發生在裂谷環境, 后來的研究多認為其形成與碰撞環境有關(Zhao and Zhai, 2013)。

圖6 膠北地體中高壓基性麻粒巖、高壓泥質麻粒巖的變質演化p-T軌跡Fig. 6 The metamorphic p-T paths of M-HP basic granulites and HP pepitic granulites in Jiaobei terraina-膠北地體中高壓泥質麻粒巖(Tam et al., 2012a); b-膠北地區TTG片麻巖中高壓基性麻粒巖(劉平華等, 2010); c-膠北地體中荊山群高壓泥質麻粒巖(周喜文等, 2004); d-荊山群中壓泥質麻粒巖(Tam et al., 2012b)a-M-HP pelitic granulite(Tam et al., 2012a); b-M-HP basic granulite in TTG gneiss(LIU et al., 2010); c-HP pelitic granulite of Jingshan Group(ZHOU et al., 2004); d-pelitic granulite of Jingshan Group(Tam et al., 2012b)

圖7 河南洛寧地區古元古代魯山群斜長角閃巖(a)和泥質片麻巖(b)變質演化p-T軌跡(據蔣宗勝等, 2011)Fig. 7 The p-T paths of amphibolite (a) and pelitic gneiss (b) from Paleoproterozoic Lushan Group complex, Henan Province (after JIANG et al., 2011)

河南魯山一帶的古元古代魯山巖群(原稱為上太華群)是含麻粒巖的變質巖系。巖石主要包括石墨石榴夕線片麻巖、二云母石英片巖、斜長角閃巖、大理巖、石榴斜長角閃巖等, 并夾有石榴二輝麻粒巖(孫勇, 1983)。在河南洛寧地區的同時代巖系, 不論是石榴斜長角閃巖還是泥質麻粒巖都記錄了順時針的近等溫降壓型p-T軌跡(蔣宗勝等, 2011; 詳見圖7)。斜長角閃巖峰期變質年齡在1 938～1 967 Ma間(蔣宗勝等, 2011), 石墨石榴夕線片麻巖的變質鋯石年齡為(1 844±66) Ma, 片麻狀石榴花崗巖中變質鋯石年齡為(1 871±14) Ma(Wan et al., 2006)。不同巖石測定的變質年齡結果有一些差別, 但基本可以確定其變質時代為古元古代晚期, 比中央造山帶的碰撞年齡1 850 Ma更早一些。

5 不含高壓麻粒巖的古元古代變質巖系

主要分布于阜平—贊皇、五臺滹沱、中條呂梁、吉南、遼寧遼河等地區。不同地區的變質巖系變質程度有較大差異, 總體變質較淺, 一般為綠片巖相,局部達低角閃巖相至高角閃巖相。

阜平地區從原阜平雜巖中分出的古元古代的灣子群主要由泥質片巖組成。劉樹文和梁海華(1997)通過對平山西柏坡出露的石榴十字片巖、石榴鋁直閃石片麻巖和夕線二云鉀長片麻巖的研究, 將其變質演化分為三個階段, 早期礦物組合為Grt+Tau+Pl+Mus+Bt+Rut+Qtz+Kfs, 形成的溫壓條件為T=680℃左右, p=0.82 GPa; 中期的礦物組合為Grt+鋁直閃石+Bt+Pl+鈦鐵礦+剛玉+Sil(毛發狀)+Qtz+Kfs+Mus, 形成的溫度在690～800℃區間,壓力在0.65～0.80 GPa區間; 晚期礦物組合為鐵尖晶石+Kfs+Sil(針柱狀), 形成溫度T=650～750℃, 壓力p＜0.65 GPa; 組成一條順時針的p-T軌跡。

贊皇地區的古元古代官都群和甘陶河群為一套淺變質沉積巖系, 變質程度僅為綠片巖相。

中條地區的絳縣群是一套變質的中基性火山沉積建造, 總體經歷了高綠片巖相-低角閃巖相的變質改造, 角閃巖相變質的溫壓條件為T=510℃, p= 0.38 GPa(孫大中和胡維興, 1993)。中條群原巖為泥砂質-碳酸鹽巖沉積建造, 經歷了與絳縣群相似的變質作用, 但變質程度更低, 主體為綠片巖相。梅華林(1994)曾對絳縣群橫嶺關組和中條群篦子溝組的泥質巖石進行了變質作用研究, 變質演化具有順時針p-T軌跡型式(圖8)。

圖8 中條地區古元古代絳縣群和中條群變泥質巖石的變質演化p-T軌跡(據梅華林, 1994)Fig. 8 The metamorphic p-T path of pelitic rocks in Paleoproterozoic Jiangxian Group and Zhongtiao Group, Zhongtiao region (after MEI et al., 1994)

呂梁地區的界河口群以碎屑巖-碳酸鹽巖為主,夾少量基性火山巖, 總體經歷了角閃巖相的變質改造。呂梁群為一套含條帶狀鐵硅質建造的濱海-淺海陸源碎屑-火山巖建造。據盧保奇等(2003)研究, 在山西婁煩存在由低綠片巖相到低角閃巖相的遞增變質帶, 由北向南依次為綠泥石帶、黑云母帶、鐵鋁榴石帶、十字石-藍晶石帶和紅柱石-夕線石帶, 該變質帶的北部和南部分處于不同的變質條件, 北部以中壓變質作用為主(p=0.3～0.7 GPa), 而南部以高溫低壓變質為主(T=600℃)。遞增變質帶的形成和發展受西川河韌性剪切斷裂帶控制。于津海等(1999)在該地區研究時, 也證實了藍晶石的存在, 并認為紅柱石最早形成, 而后形成了十字石、藍晶石和石榴石等礦物組合, 而夕線石形成最晚, 所以不應將紅柱石(假象)單獨劃分出一個與夕線石并列的變質帶, 紅柱石的特征屬于接觸變質成因。于津海等(1999)還指出, 呂梁群曾遭受兩期區域變質, 早期為動力變質為主,呈南北向分布, 變質程度僅為低綠片巖相。第二次區域變質形成南北向分布的遞增變質帶。現將呂梁群和阜平地區灣子群的富鋁片麻巖的變質演化p-T軌跡列于圖9。中條山前寒武紀的變質巖的變質時代為1 885～1 850 Ma(劉樹文等, 2007), 呂梁山變質巖的變質時代為1 890～1 870 Ma(Trap et al., 2009)。

呂梁地區還分布有較呂梁群更新的一些古元古代地層, 如嵐縣群、野雞山群和黑茶山群等。嵐縣群是一套陸源碎屑巖-碳酸鹽巖建造, 野雞山群為一套陸源碎屑巖-火山巖建造。這兩個群均已遭受低綠片巖相-高綠片巖相變質改造。黑茶山群為磨拉石建造, 分布局限, 僅受到低綠片巖相變質改造。河南嵩山地區的嵩山群為一套泥砂質碎屑巖組合,變質程度僅為低綠片巖相。五臺山地區的滹沱群分布于五臺群南側, 不整合于五臺群之上, 主要變質巖石類型有變質礫巖、變質砂巖、變質砂板巖、千枚巖、結晶碳酸鹽巖和變質基性火山巖。典型的變質礦物組合有: Ser+Chl+Qtz+Pl(富鈉)、Pl(富鈉)+Act+Ep±Qtz。根據Ser-Chl礦物對計算的變質溫度為270～370℃, 根據白云母b0值計算的變質壓力為0.51～0.81 GPa, 屬于高壓型綠片巖相變質(黨修鵬, 1993)。

圖9 呂梁地區古元古代斜長角閃巖(a)及阜平地區灣子群富鋁片麻巖(b)的p-T軌跡Fig. 9 The p-T paths of Paleoproterozoic amphibolite from Lüliang region (a) and rich-Al gneiss from Wanzi group, Fuping region (b)

吉南地區的老嶺群和集安群以及遼寧地區的遼河群是古元古代淺變質巖系的重要代表。

邵建波等(1995)利用石榴子石成分環帶反演構建了集安群泥質變質巖的變質演化軌跡。認為軌跡反映了兩個階段的變質演化過程, 早期是逆時針的演化軌跡, 晚期是順時針的演化軌跡, 說明兩個階段的變質作用發生于不同的構造演化階段。

賀高品和葉慧文(1998a, b)對遼寧的遼河群和吉南的老嶺群、集安群研究后提出: 北遼河群和老嶺群可合稱為遼北變質地體, 變質程度達中壓低角閃巖相, 變質演化的p-T軌跡為順時針型, 其形成與推覆構造產生的構造增壓有關; 南遼河群和集安群可合稱為遼南變質地體, 變質程度為低壓高角閃巖相, 變質演化的p-T軌跡屬逆時針型, 與巖漿增溫作用有關。

郭偉靜和郭洪芳(2006)應用p-T-t理論再認識遼河群的變質作用。他們根據紅柱石、堇青石和夕線石的空間分布特征, 將遼河群劃分為中壓相系和低壓相系兩部分, 北側為中壓相系具有遞增變質帶,南側為低壓相系。北側中壓相系分布區自北而南劃分出黑云母帶、石榴子石帶、十字石帶和藍晶石帶,呈現遞增變質帶的特點。

黑云母帶位于中壓相系的北部地區, 分布于下達河—田師傅—木盂子一帶, 主要變質礦物組合為Mus+Qta+Bt±Chl, Pl+Bt+Qtz+Mus;

石榴子石帶分布于海城市—草河掌—八里甸子一帶, 主要變質礦物組合為Bt+Mus+Alm+Qtz, Bt+Mus+Alm+Pl+Qtz, Bt+Alm+Pl+Qtz, Alm+Bt+Pl+ Mic+Qtz和Mus+Bt+ Chl+Alm+Pl+Qtz;

十字石帶分布于吉洞峪—賽馬一帶, 主要變質礦物組合為Bt+Mus+Pl+St+Alm+Qtz, Bt+Pl+ St+Alm+Qtz和Bt+St+Qtz+Alm;

藍晶石帶分布于青石嶺—青城子一帶, 主要變質礦物組合為St+Ky+Bt+Alm+Qtz±Pl和St+Ky+Bt+Qtz±Alm±Mus。

郭偉靜和郭洪芳(2006)認為不同級別的礦物組合均為變質作用峰期的產物, 因而不同意賀高品等(1998a, b)在劃分變質階段的基礎上計算出的每個變質階段礦物組合形成的溫度壓力數據。并且認為變質作用是一個連續演化的過程, 不宜劃分階段,礦物組合反映的變質級別差異可能代表變質時不同部位的埋深不同。總之, 他們認為遼河群北部中壓相系的礦物組合是大陸碰撞造山帶變質作用常見的情況, 南部出現低壓相系的礦物組合則與大陸碰撞造山帶中產生的熔融體的加熱作用有關。據Li等(2006)的研究, 遼吉花崗巖和南北遼河群具有相同的εNd值, 嚴格限于0到2, 說明它們具有相似的物源, 并且遼吉花崗巖與伴生的南北遼河群具有相似的Nd模式年齡(TDm從2.4 Ga到2.6 Ga), 說明二者基本同時形成, 它們形成于同一個大陸塊體在古元古代形成的裂谷環境。趙國春(2009)根據粉子山群(Zhao未刊資料)、北遼河群(賀高品等, 1998b; 李三忠等, 2001)、老嶺群(賀高品等, 1998b)所測得的順時針p-T軌跡以及荊山群(盧良兆等, 1996)、南遼河群和集安群(賀高品等, 1998b; 李三忠等, 2001)所測得的逆時針變質演化軌跡(詳見圖10), 認為兩種形式的p-T軌跡構成了雙變質帶。從上可知, 該區變質演化p-T軌跡和形成的大地構造環境尚存在不同認識, 需進一步加以研究。

這些古元古代巖群的沉積時代大致在2 100 Ma左右, 變質時代大體發生在1.85 Ga左右。

圖10 膠—遼—吉古元古代變質巖帶中變質作用演化的p-T軌跡(據Zhao et al., 2012)Fig. 10 The p-T paths of metamorphic evolution of Paleoproterozoic Jiao–Liao–Ji metamorphic belt (after Zhao et al., 2012)

6 華北克拉通變質作用演化

總的看來, 華北克拉通的變質作用演化可以從時間尺度和空間分布尺度理出以下脈絡。

就時間尺度而言, 分布于鞍山—本溪地區的古—中太古代表殼巖已遭受角閃巖相變質改造, 由于分布局限, 加之研究程度不夠, 尚缺乏變質年齡數據。但在鞍山地區3.77 Ga條帶狀奧長花崗巖中獲得了3 560 Ma的變質年齡, 在中太古代片麻巖中獲得了3.0～3.3 Ga的變質年齡。這些數據表明華北克拉通曾在古—中太古代期間發生過區域變質作用,這對于認識華北克拉通的早期演化具有重要的意義。

在河南魯山的太華雜巖中形成于2 845～2 838 Ma的斜長角閃巖中獲得第一期為2 776 ～2 792 Ma、第二期為2 671～2 651 Ma的變質年齡, 在形成于2 832～2 829 Ma的TTG巖系中獲得了2 772 Ma的變質年齡(Liu et al., 2009)。在山東沂水地區新太古代麻粒巖-TTG組合的麻粒巖中碎屑變質鋯石獲得了2 715 Ma的變質年齡(趙子然等, 2009)。這些數據表明至少在河南魯山、魯西等地的中太古代末期—新太古代早期形成的巖系經歷了新太古代早期的變質改造。

新太古代中晚期及末期, 各微陸塊都共同經歷了2.5 Ga左右的變質-構造-熱事件(翟明國和卞愛國, 2000; Zhai and Liu, 2003)。此期間, 華北克拉通普遍經歷了大規模的TTG巖系侵入, 在2 530～2 450 Ma期間, 以中低壓麻粒巖相變質為代表的基底區域變質作用發生, 呈面狀分布和逆時針的p-T軌跡特征與克拉通基底的板底墊托或地幔柱上隆有關, 標志克拉通的形成。

華北克拉通形成之后在內部和邊緣形成了三個古元古代活動帶(翟明國, 2010), 火山-沉積巖大致發育在2.3～1.95 Ga, 隨著活動帶的閉合在1.95～1.90 Ga發生了區域變質改造, 之后又發生了強烈的疊加變質, 表現為1.85～1.80 Ga的麻粒巖相-高角閃巖相的等溫降壓或降溫降壓的疊加變質, 并在1.80 Ga發生角閃巖相退變質。至少在1.85～1.82 Ga和1.80 Ga的疊加變質廣泛發生于華北克拉通內(翟明國, 2010)。

在古元古代的晚期至少發生兩次區域變質作用, 第一次在1 965～1 900 Ma期間, 由于陸塊之間開始發生俯沖碰撞或逆沖增壓, 形成中低壓/高壓麻粒巖相變質和局部高角閃巖相變質, 變質高峰約在1 950 Ma左右。在1 926～1 900 Ma期間局部發生超高溫麻粒巖相變質, 其高峰期在1 923～1 920 Ma間, 與地殼回返、地幔上涌導致的熱流增加有關。這一階段的變質與1 965～1 950 Ma期高峰期變質屬同一大變質旋回的不同發展階段。

第二次區域變質作用發生于1 890～1 800 Ma期間, 代表另一次的大陸俯沖碰撞, 其高峰期在1 860～1 850 Ma之間, 再次發生中高壓麻粒巖相和角閃巖相變質, 同時伴隨有深熔作用和不同程度的重結晶作用。

我們對古元古代晚期變質事件劃分的認識與Peng等(2014)總結的華北克拉通1 950～1 850 Ma變質事件的時間分布基本一致, Peng等(2014)進一步將該時間段的變質事件劃分為四期: ～1 955 Ma(M1),～1 920 Ma(M2), ～1 885 Ma(M3)和～1 850 Ma(M4),并與西部陸塊的形成、東部陸塊的形成以及東西兩陸塊的碰撞連接相聯系。

演化到中元古代, 變質作用已很微弱, 僅見于華北克拉通北緣的裂谷盆地, 變質作用很低, 僅為低綠片巖相。

從空間尺度看, 面狀分布的中低壓麻粒巖相變質作用主要分布于華北克拉通北中部太古宙晚期的基底巖系中, 與大面積的TTG巖系伴生, 由于大量巖漿的侵位, 區域熱流值高呈面狀分布。只古元古代中晚期在不同的造山帶, 變質巖系呈帶狀分布,在靠近島弧外側可以出現中高壓的變質巖系, 變質程度可以達到麻粒巖相-高角閃巖相, 在靠近大陸一側變質程度較淺, 多為綠片巖相-角閃巖相, 如果有大量花崗質巖石伴生, 可以出現遞增變質帶, 變質級別可以達到高角閃巖相。在靠近俯沖帶由于板片拆沉導致地幔上涌, 局部可以出現超高溫變質作用。由于高壓麻粒巖和超高溫麻粒巖一般位于俯沖帶附近, 因此它們一般呈帶狀分布。

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (No. 1212010811048).

畢建成. 1989. 冀東遷安水廠-杏山地區早前寒武紀變質作用及實驗地質研究[J]. 吉林地質, (3): 55-67.

蔡佳, 劉平華, 劉福來, 劉建輝, 王舫, 施建榮. 2013. 大青山-烏拉山變質雜巖帶石拐地區富鋁片麻巖成因礦物學與變質演化[J]. 巖石學報, 29(2): 437-461.

蔡佳, 劉福來, 劉平華, 施建榮. 2014. 內蒙古集寧三岔口地區夕線堇青石榴二長片麻巖變質作用及年代學研究[J]. 巖石學報, 30(2): 472-490.

陳靖, 李厚民, 羅迪柯, 李立興, 楊秀清, 劉明軍, 姚通, 胡彬. 2015. 冀東柞欄杖子BIF地球化學特征、形成時代及其地質意義[J]. 地質通報, 34(5): 919-929.

初航, 王惠初, 魏春景, 劉歡, 張闊. 2012. 華北北緣承德地區高壓麻粒巖的變質演化歷史—鋯石年代學和地球化學證據[J]. 地球學報, 33(6): 977-987.

代堰锫, 張連昌, 朱明田, 王長樂, 劉利. 2013. 鞍山陳臺溝BIF鐵礦與太古代地殼增生: 鋯石U-Pb年齡與Hf同位素約束[J]. 巖石學報, 29(7): 2537-2550.

黨修鵬. 1993. 五臺山變質地體的區域變質相帶和變質期次[J].巖石學報, 9(1): 55-69.

第五春榮, 孫勇, 林慈鑾, 王洪亮. 2010. 河南魯山地區太華雜巖LA-(MC)-ICPMS鋯石U-Pb年代學及Hf同位素組成[J].科學通報, 55(21): 2112-2123.

董春艷, 萬渝生, 張玉海, 楊之青, 劉敦一. 2013. 鞍山地區東山雜巖3.3～3.1 Ga巖漿作用: 地球化學和鋯石SHRIMP定年[J]. 巖石學報, 29(2): 414-420.

杜利林, 莊育勛, 楊崇輝, 萬渝生, 王新社, 王世進, 張連峰. 2003. 山東新泰孟家屯巖組鋯石特征及其年代學意義[J].地質學報, 77(3): 359-366.

杜利林, 莊育勛, 楊崇輝, 萬渝生, 王新社. 2005. 魯西孟家屯一種細粒斜長角閃巖的鋯石SHRIMP年代學[J]. 地球學報, 26(5): 429-434.

葛文春, 孫德有, 吳福元, 林強. 1994. 吉林樺甸地區太古宙麻粒巖變質作用的pTt軌跡[J]. 巖石礦物學雜志, 13(4): 309-318.

郭偉靜, 郭洪芳. 2006. 應用P-T-t理論再認識遼河群變質作用[J]. 地質與資源, 15(3): 230-237.

賀高品, 葉惠文. 1998a. 遼東-吉南地區早元古代變質地體的組成及主要特征[J]. 長春科技大學學報, 28(2): 121-126.

賀高品, 葉慧文. 1998b. 遼東-吉南地區早元古代兩種類型變質作用及其構造意義[J]. 巖石學報, 14(2): 152-162.

簡平, 張旗, 劉敦一, 金維浚, 賈秀勤, 錢青. 2005. 內蒙古固陽晚太古代贊岐巖(sanukite)——角閃花崗巖的SHRIMP定年及其意義[J]. 巖石學報, 21(1): 151-157.

蔣宗勝, 王國棟, 肖玲玲, 第五春榮, 盧俊生, 吳春明. 2011. 河南洛寧太華變質雜巖區早元古代變質作用P-T-t軌跡及其大地構造意義[J]. 巖石學報, 27(12): 3701-3717.

金巍. 1989. 華北陸臺北緣(中段)早前寒武紀地質演化及變質動力學研究[D]. 長春: 長春地質學院.

金巍, 李樹勛, 劉喜山. 1991. 內蒙大青山地區早前寒武紀高級變質巖系特征和變質動力學[J]. 巖石學報, (4): 27-35.

李江海, 翟明國, 李永剛, 張毅剛. 1998. 冀北灤平-承德一帶晚太古代高壓麻粒巖的發現及其構造地質意義[J]. 巖石學報, 14(1): 34-41.

李三忠, 韓宗珠, 劉永江, 楊振升, 馬瑞. 2001. 遼河群區域變質特征及其大陸動力學意義[J]. 地質論評, 47(1): 9-18.

李樹勛, 劉喜山, 張履橋. 1987. 內蒙古色爾騰山地區花崗巖-綠巖的地質特征[J]. 長春地質學院學報(變質地質學專輯): 81-102.

李樹勛, 徐學純. 劉喜山, 孫德育. 1994. 內蒙古烏拉山區早前寒武紀地質[M]. 北京: 地質出版社: 1-122.

劉福來. 1995. 懷安-大同一帶麻粒巖相高級區變質礦物-流體演化動力學及其構造環境研究[D]. 長春: 長春科技大學.

劉福來. 1997. 懷安-大同一帶基性麻粒巖變質反應序列與水活度[J]. 巖石學報, 13(1): 27-43.

劉利, 張連昌, 戴堰锫, 王長樂, 李智泉. 2012. 內蒙古固陽綠巖帶三合明BIF 型鐵礦的形成時代、地球化學特征及地質意義[J]. 巖石學報, 28(11): 3623-3637.

劉平華, 劉福來, 王舫, 劉建輝. 2010. 山東半島基性高壓麻粒巖的成因礦物學及變質演化[J]. 巖石學報, 26(7): 2039-2056.

劉平華, 劉福來, 王舫, 劉建輝. 2011. 山東半島荊山群富鋁片麻巖鋯石U-Pb定年及其地質意義[J]. 巖石礦物學雜志, 30(5): 829-843.

劉樹文, 張臣, 劉超輝, 李秋根, 呂勇軍, 余盛強, 田偉, 鳳永剛. 2007. 中條山-呂梁山前寒武紀變質雜巖的獨居石電子探針定年研究[J]. 地學前緣, 14(1): 64-74.

劉樹文, 梁海華. 1997. 太行山太古宙變質雜巖中富鋁片麻巖的變質作用[J]. 巖石學報, 13(3): 303-312.

劉樹文. 1996. 阜平地區麻粒巖的P-T路徑研究[J]. 高校地質學報, 2(1): 75-84.

盧保奇, 王賜銀. 2003. 晉北婁煩呂梁群變質相帶的劃分及其成因研究[J]. 地球學報, 24(4): 325-329.

盧良兆, 靳是琴, 徐學純, 劉福來. 1992. 內蒙古東南部早前寒武紀孔茲巖系成因及其含礦性[M]. 長春: 吉林科學技術出版社: 1-121.

盧良兆, 徐學純, 劉福來. 1996. 中國北方早前寒武紀孔茲巖系[M]. 長春: 長春出版社: 1-227.

盧良兆, 徐學純, 董永勝. 1998. 中朝克拉通北部早前寒武紀變質作用演化的三種主要樣式及其地質動力學[J]. 高校地質學報, 4(1): 1-10.

陸松年, 陳志宏, 相振群. 2008. 泰山世界地質公園古老侵入巖系年代格架[M]. 北京: 地質出版社: 1-90.

馬軍, 王仁民. 1995. 宣化-赤城高壓麻粒巖帶中藍晶石-正條紋長石組合的發現及地質意義[J]. 巖石學報, 11(3): 273-278.

梅華林. 1994. 中條山早元古代變質巖石的PTt軌跡和構造演化[J]. 地質論評, 40(1): 36-47.

邵建波, 畢守業, 關靈芝. 1995. 吉南古元古代集安群泥質變質巖P-T-t 軌跡及其地質意義[J]. 吉林地質, 14(1): 50-56.

蘇尚國, 顧德林, 朱更新. 1997. 山東省沂水地區麻粒巖相變質作用演化及大地構造意義[J] 巖石學報, 13(3): 331-345.

孫大中, 胡維興. 1993. 中條山前寒武紀年代構造格架和年代地殼結構[M]. 北京: 地質出版社: 1-180.

孫德育, 劉正宏, 凌賢長, 鄭常青. 1993. 遼寧撫順東部地區前寒武紀地質及構造演化[M]. 北京: 地震出版社: 1-142.

孫勇. 1983. 河南魯山太華群的麻粒巖相變質巖[J]. 西北大學學報, (1): 92-98.

萬渝生, 劉敦一, 王世炎, 趙遜, 董春艷, 周紅英, 殷小艷, 楊長秀, 高林志. 2009. 登封地區早前寒武紀地殼演化—地球化學和鋯石SHRIMP U-Pb年代學制約[J]. 地質學報, 83(7): 982-999.

萬渝生, 劉敦一, 王世進, 焦秀美, 王偉, 董春艷, 頡頏強, 馬銘株. 2012. 華北克拉通魯西地區早前寒武紀表殼巖系重新劃分和BIF形成時代[J]. 巖石學報, 28(11): 3457-3475.

王洛娟, 郭敬輝, 彭澎, 劉富. 2011. 華北克拉通孔茲巖帶東端孤山剖面石榴石基性麻粒巖的變質作用及年代學研究[J].巖石學報, 27(12): 3689-3700.

王偉, 王世進, 劉敦一, 李培遠, 董春艷, 頡頏強, 馬銘株, 萬渝生. 2010. 魯西新太古代濟寧群含鐵巖系形成時代—SHRIMP U-Pb鋯石定年[J]．巖石學報, 26(4): 1175-1181.

伍家善, 耿元生, 沈其韓, 劉敦一, 厲子龍, 趙敦敏. 1998. 中朝古大陸太古宙地質特征及構造演化[M]. 北京: 地質出版社: 1-212.

肖玲玲, 蔣宗勝, 王國棟, 萬渝生, 王濤, 吳春明. 2011. 贊皇前寒武紀變質雜巖區變質反應結構與變質作用P-T-t軌跡[J].巖石學報, 27(4): 980-1002.

徐學純. 1991. 內蒙古烏拉山地區變質作用演化及其動力學研究[J]. 長春地質學院學報, 21(1): 25-32.

閆月華, 李萬兵, SILLS J D. 1991. 曹莊群中幾種少見巖石及其地質意義[J]. 巖石學報, (2): 19-27.

楊崇輝, 杜利林, 任留東, 宋會俠, 萬渝生. 2015. 華北克拉通早前寒武紀地層劃分對比及巖漿演化[M]. 北京: 科學出版社: 1-277.

游振東, 韓玉菁. 1981. 河南嵩山區登封群區域變質作用[J]. 地球科學, (2): 99-110.

于津海, 王賜銀, 賴鳴遠, 陳樹祥, 盧保奇. 1999. 山西古元古代呂梁群變質帶的重新劃分及地質意義[J]. 高校地質學報, 5(1): 66-75.

翟明國, 郭敬輝, 李永剛, 閻月華, 張雯華, 李江海. 1995. 太古代退變榴輝巖的發現及其地質意義[J]. 科學通報, (17): 1590-1594.

翟明國, 卞愛國. 2000. 華北克拉通新太古代末超大陸拼合及古元古代末一中元古代裂解[J]. 中國科學(D), 30(增刊): 129-137.

翟明國. 2010. 華北克拉通的形成演化與成礦作用[J]. 礦床地質, 29(1): 24-36.

趙國春. 2009. 華北克拉通基底主要構造單元變質作用演化及其若干問題討論[J]. 巖石學報, 25(8): 1772-1792.

趙子然, 宋會俠, 沈其韓, 宋彪. 2009. 山東沂水雜巖中變基性巖的巖石地球化學特征及鋯石SHRIMPU-Pb定年[J]. 地質論評, 55(2): 286-299.

鄭夢天, 張連昌, 王長樂, 朱明田, 李智泉, 王亞婷. 2015. 冀東杏山BIF鐵礦形成時代及成因探討[J]. 巖石學報, 31(6): 1636-1652.

周喜文, 耿元生. 2009. 賀蘭山孔茲巖系的變質時代及其對華北克拉通西部陸塊演化的制約[J]. 巖石學報, 25(8): 1843-1852.

周喜文, 魏春景, 耿元生, 張立飛. 2004. 膠北棲霞地區泥質高壓麻粒巖的發現及其地質意義[J]. 科學通報, 49(14): 1424-1430.

周喜文, 趙國春, 耿元生. 2010. 賀蘭山高壓泥質麻粒巖—華北克拉通西部陸塊拼合的巖石學證據[J]. 巖石學報, 26(7): 2113-2121.

References:

BI Jian-cheng. 1989. The study of the Early Precambrian metamorphism and experimental geology in the Shuichang –Xingshan area, Qian’an, eastern Hebei[J]. Jilin Geology, (3): 55-67(in Chinese with English abstract).

CAI Jia, LIU Ping-hua, LIU Fu-lai, LIU Jian-hui, WANG Fang, SHI Jian-rong. 2013. Genetic mineralogy and metamorphic evolution of Al-rich gneisses in the Shiguai area，Daqingshan-Wulashan metamorphic complex belt[J]. Acta Petrologica Sinica, 29(2): 437-461.

CAI Jia, LIU Fu-lai, LIU Ping-hua, SHI Jian-rong. 2014. Metamorphic P-T conditions and U-Pb dating of the sillimanite-cordierite-garnet paragneisses in Sanchakou, Jining area, Inner Mongolia[J]. Acta Petrologica Sinica, 30(2): 472-490(in Chinese with English abstract).

CHEN Jing, LI Hou-min, LUO Di-ke, LI Li-xing, YANG Xiu-qing,LIU Ming-jun, YAO Tong, HU Bin. 2015. Formation age, geochemical characteristics and geological significance of the Zhalanzhangzi BIF in eastern Hebei Province[J]. Geological Bulletin of China, 34(5): 919-929(in Chinese with English abstract).

CHU Hang, WANG Hui-chu, WEI Chun-jing, LIU Huan, ZHANG Kuo. 2012. The Metamorphic Evolution History of High-pressure Granulites in Chengde Area, Northern Margin of North China: Zircon Chronology and Geochemical Evidence[J]. Acta Geoscientica Sinica, 33(6): 977-987(in Chinese with English abstract).

CUI Pei-long, SUN Jing-gui, SHA De-ming, WANG Xi-jing, ZHANG Peng, GU A-lei, WANG Zhong-yu. 2013. Oldest zircon xenocryst (4.17 Ga) from the North China Craton[J]. International Geology Review, 55: 1902-1908.

DAI Yan-pei, ZHANG Lian-chang, ZHU Ming-tian, WANG Chang-le, LIU Li. 2013. Chentaigou BIF-type iron deposit, Anshan area associated with Archean crustal growth: Constraints from zircon U-Pb dating and Hf isotope[J]. Acta Petrologica Sinica, 29(7): 2537-2550 (in Chinese with English abstract).

DANG Xiu-peng. 1993. Regional metamorphic zone and stages of the metamorphic terrane at Wutai Mountains[J]. Acta Petrologica Sinica, 9(1): 55-69(in Chinese with English abstract).

DIWU Chun-rong, SUN Yong, LIN Ci-luan, WANG Hong-liang. 2010. LA-(MC)-ICPMS U-Pb zircon geochronology and Lu-Hf isotope compositions of the Taihua Complex on the southern margin of the North China Craton[J]. Chinese Science Bulletin, 55,doi:10.1007/s11431-010-3273-6.

DONG Chun-yan, WAN Yu-sheng, ZHANG Yu-hai, YANG Zhi-qing, LIU Dun-yi. 2013. 3.3～3.1 Ga magmatism recorded in an outcrop of the Dongshan complex in the Anhan area, North China Craton: Evidence from geochemistry and SHRIMP zircon dating[J]. Acta Petrologica Sinica, 29(2): 414-420(in Chinese with English abstract).

DU Li-lin, ZHUANG Yu-xun, YANG Chong-hui, WAN Yu-sheng, WANG Xin-she, WANG Shi-jin, ZHANG Lian-feng. 2003. Characters of zircons in the Mengjiatun Formation in Xintai of Shandong and their chronological significance[J]. Acta Geologica Sinica, 77(3): 359-366(in Chinese with English abstract).

DU Li-lin, ZHUANG Yu-xun, YANG Chong-hui, WAN Yu-sheng, WANG Xin-she. 2005. SHRIMP U-Pb Zircon Chronology of Fine-grained Amphibolite in the Mengjiatun Area, Western Shandong[J]. Acta Geoscientica Sinica, 26(5): 429-434(in Chinese with English abstract).

GE Wen-chun, SUN De-you, WU Fu-yuan, LIN Qiang. 1994. The metamorphic pTt path of Archean granulites in Huadian area, Jilin Province[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 13(4): 309-318(in Chinese with English abstract).

GUO Jing-hui, PENG Peng, CHEN Yi, JIAO Shu-juan, WINDLEY B F. 2012. UHT sapphirine granulite metamorphism at 1.93～1.92 Ga caused by gabbronorite intrusions: Implications for tectonic evolution of the northern margin of the North China Craton[J]. Precambrian Research, 222-223: 124-142.

GUO Wei-jing, GUO Hong-fang. 2006. A new understanding of the metamorphism of Liaohe Group with the theory of P-T-t trace[J]. Geology and Resources, 15(3): 230-237(in Chinese with English abstract).

HE Gao-pin, YE Hui-wen. 1998a. Composition and main characteristics of Early Proterozoic metamorphic terranes in eastern Liaoning and southern Jilin areas[J]. Journal of Changchun University of Science and Technology, 28(2): 121-126(in Chinese with English abstract).

HE Gao-pin, YE Hui-wen. 1998b. Two types of early Proterozoic metamorphism and its tectonic significance in Eastern Liaoning and Southern Jilin areas[J]. Acta Petrologica Sinica, 14(2): 152-162(in Chinese with English abstract).

JIAN Ping, ZHANG Qi, LIU Dun-yi, JIN Wei-jun, JIA Xiu-qun, QIAN Qing. 2005. SHRIMP dating and geological significance of Late Achaean high-Mg diorite (sanukite) and hornblende-granite at Guyang of Inner Mongolia[J]. Acta Petrologica Sinica, 21(1): 151-157(in Chinese with English abstract).

JIANG Zong-sheng, WANG Guo-dong, XIAO Ling-ling, DIWU Chun-rong, LU Jun-sheng, WU Chun-ming. 2011. Paleoproterozoic metamorphic P-T-t path and tectonic significance of the Luoning metamorphic complex at the southern terminal of the Trans-North China Orogen, Henan Province[J]. Acta Petrologica Sinica, 27(12): 3701-3717(in Chinese with English abstract).

JIAO Shu-juan, GUO Jing-hui, HARLEY S L, WINDLEY B F. 2013. New constraints from garnetite on the P-T path of the Khondalite Belt: implications for the tectonic evolution of the North China Craton[J]. Journal of Petrology, 54: 1725-1758.

JIN Wei, LI Shu-Xun, LIU Xi-shan. 1991. A study on characteristics of early Precambrian high-grade metamorphic rock series and their metamorphic dynamics[J]. Acta Petrologica Sinica, (4): 27-35(in Chinese with English abstract).

KR?NER A, CUI Wen-yuan, WANG Shi-qi, WANG Chang-qiu, NEMCHIN A A. 1998. Single zircon ages from high - grade rocks of the Jianping Complex, Liaoning Province, NE China[J]. Journal Asian Earth Science, 16: 519-53.

LI Jiang-hai, ZHAI Ming-guo, LI Yong-gang, ZHANG Yi-gang. 1998. The discovery of Neoarchean high-pressure granulites in Luanping-Chengde area, northern Hebei, and their tectono-geological implication[J]. Acta Petrologica Sinica, 14(1): 34-41(in Chinese with English abstract).

LI San-zhong, HAN Zong-zhu, LIU Yong-jiang, YANG Zhen-sheng, MA Rui. 2001. Continental dynamics and regional metamorphism of the Liaohe Group[J]. Geological Review, 47(1): 9-18(in Chinese with English abstract).

LI San-zhong, ZHAO Guo-chun, SUN Min, HAN Zong-zhu, ZHAO Guang-tao, HAO De-feng. 2006. Are the South and North Liaohe groups of North China craton different exoticterranes? Nd isotope constraints[J]. Gondwana Research, 9(1-2): 198-208.

LI Shu-Xun, XU Xue-chun, LIU Xi-shan, SUN De-yu. 1994. Early Precambrian Geology in Wulashan region of the Inner Mongolia[M]. Beijing: Geogolical Publishing House(in Chinese).

LIU Dun-yi, NUTMAN A P, COMPSTON W, WU Jia-shan, SHEN Qi-han. 1992. Remnants of ≥3800 Ma crust in the Chinese part of the Sino–Korean craton[J]. Geology, 20: 339-342.

LIU Dun-yi, PAGE R W, COMPSTON W, WU Jia-shan. 1985. U-Pb zircon geochronology of late Archaean metamorphic rocks in the Taihangshan–Wutaishan area, North China[J]. Precambrian Reseach, 27: 85-109.

LIU Dun-yi, WILDE S A, WAN Yu-sheng, WANG Shi-yuan, VALLEY J W, KITA N, DONG Chun-yan, XIE Hang-qiang, ZHANG Yi-xin, GAO Lin-zhi. 2009. Combined U-Pb, hafnium and oxygen isotope analysis of zircons from meta-igneous rocks in the southern North China Craton: reveal multiple events in the Late Mesoarchean-Early Neoarchean[J]. Chemical Geology, 261: 140-154.

LIU Dun-yi, WILDE S A, WAN Yu-sheng, WU Jia-shan, ZHOU Hong-ying, DONG Chun-yan, YIN Xiao-yan. 2008. New U-Pb and Hf isotopic data confirm Anshan as the oldest preserved segment of the North China Craton[J]. American Journal of Science, 308: 200-231.

LIU Fu-lai. 1995. Metamorphic mineral-fluid evolution and tectonic environments of the granulite-facies terrane in the Huai’an - Datong area[D]. Changchun: Changchun University of Science and Technology(in Chinese with English abstract).

LIU Fu-lai. 1997. The Metamorphic Reaction and Water Act ivity of Basic Granul ite in the Datong-Huaian Region[J]. Acta Petrologica Sinica, 13(1): 27-43(in Chinese with English abstract).

LIU Li, ZHANG Lian-chang, DAI Yan-pei, WANG Chang-le, LI Zhi-quan. 2012. Formation age, geochemical signatures and geological significance of the Sanheming BIF-type iron deposit in the Guyang greenstone belt, Inner Mongolia[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(11): 3623-3637(in Chinese with English abstract).

LIU Ping-hua, LIU Fu-lai, WANG Fang, LIU Jian-hui. 2010. Genetic mineralogy and metamorphic evolution of mafic high-pressure (HP) granulites from the Shandong Peninsula, China[J]. Acta Petrologica Sinica, 26(7): 2039-2056(in Chinese with English abstract).

LIU Ping-hua, LIU Fu-lai, WANG Fang, LIU Jian-hui. 2011. U-Pb dating of zircons from Al rich paragneisses of Jingshan Group in Shandong peninsula and its geological significance[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 30(5): 829-843(in Chinese with English abstract).

LIU Shou-jie, TSUNOGAE T, LI Wen-shan, SHIMIZU H, SANTOSH M, WAN Yu-sheng, LI Jiang-hai. 2012. Paleoproterozoic granulites from Heling′er: Implications for regional ultrahigh-temperature metamorphism in the North China Craton[J]. Lithos, 48: 54-70.

LIU Shou-jie, WAN Yu-sheng, SUN Hui-yi, NUTMAN A P, XIE Hang-qiang, DONG Chun-yan, MA Ming-zhu, LIU Dun-yi, JAHN B M. 2013. Paleo-to Eoarchean crustal evolution in eastern Hebei, North China Craton: New evidence from SHRIMP U-Pb dating and in-situ Hf isotopic study of detrital zircons from paragneisses[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 78: 4-17.

LIU Shu-wen, LIANG Hai-hua. 1997. Metamorphism of Al-rich gneisses in Taihang Mountain Archean metamorphic complex[J]. Acta Petrologica Sinica, 13(3): 303-312(in Chinese with English abstract).

LIU Shu-wen, SANTOSH M, WANG Wei, BAI Xiang, YANG Peng-tao. 2011. Zircon U-Pb chronology of the Jianping Complex: implications for the Precambrian crustal evolution history of the northern margin of North China Craton[J]. Gondwana Research, 20: 48-63.

LIU Shu-wen, ZHANG Chen, LIU Chao-hui, LI Qiu-gen, Lü Yong-jun, YU Sheng-qiang, TIAN Wei, FENG Yong-gang. 2007. EPMA Th-U-Pb dating of monazite for Zhongtiao and Lüliang Precambrian metamorphic complexes[J]. Earth Science Frontiers, 14(1): 64-74(in Chinese with English abstract).

LIU Shu-wen, ZHAO Guo-chun, WILDE S A, SHU Gui-ming, SUN Min, LI iu-gen, TIAN Wei, ZHANG Jian. 2006. Th-U-Pb monazite geochronology of the Lüliang and Wutai Complexes: constraints on the tectonothermal evolution of the Trans-North China Orogen[J]. Precambrian Research, 148: 205-225.

LIU Shu-wen. 1996. Study on the P-T path of granulites in Fuping area, Hebei Province[J]. Geological Journal of Universities, 2(1): 75-84(in Chinese with English abstract).

LIU Xi-shan, JIN Wei, LI Shu-xun, XU Xue-chun. 1993. Two types of Precambrian high-grade metamorphism, Inner Mongolia. China[J]. Journal of Metamorphic Geology, 11: 499-510.

LU Bao-qi, WANG Ci-yin. 2003. The study on the designation of the metamorphic belts and their genesis in Lüliang Groups in Loufan districts, Shanxi Province[J]. Acta Geoscientia Sinica, 24(4): 325-329(in Chinese with English abstract).

LU Liang-zhao, JIN Shi-qin, XU Xue-chun, LIU Fu-lai. 1992. The Petrogenesis and Orebearing Potential of Precambrian Khongalite Series in Southeast Inner Mongolia[M]. Changchun: Jilin Science Technology Press: 1-121(in Chinese).

LU Liang-zhao, XU Xue-chun, LIU Fu-lai. 1996. The Early Precambrian Khondalite Series in the North China[M]. Changchun: Changchun Publishing House: 1-227(in Chinese).

LU Liang-zhao, XU Xue-chun, DONG Yong-sheng. 1998. Three main styles of early Precambrian metamorphic evolution in northern sino-korea craton and their geodynamics[J]. Geological Journal of China Universities, 4(1): 1-10(in Chinese with English abstract).

LU Song-nian, CHEN Zhi-hong, XIANG Zhen-qun. 2008. The World Geopark of Taishan: Geochronological Framework of Ancient Intrusives[M]. Beijng: Geological Publishing House: 1-90(in Chinese).

MA Jun, WANG Ren-min. 1995. The discovery of coexistingKyanite +Perthite assemblage in Xuanhua –Chicheng high-pressure granulite belt and its geological significance[J]. Acta Petrologica Sinica, 11(3): 273-278(in Chinese with English abstract).

MEI Hua-lin. 1994. Metamorphic PTt paths and tectonic evolution of early Proterozoic rocks from the Zhongtiao mountains, southern Shanxi[J]. Geological Review, 40(1): 36-47(in Chinese with English abstract).

NUTMAN A P, WAN Yu-sheng, DU Li-lin, FRIEND C R L, DONG Chun-yan, XIE Hang-qiang, WANG Wei, SUN Hui-yi, LIU Dun-yi. 2011. Multistage late Neoarchaean crustal evolution of the North China Craton, Eastern Hebei[J]. Precambrian Research, 189: 43-65.

O’BRIEN P J, WALTEB N, LI Jiang-hai. 2005. The petrology of two distinct granulite types in the Hengshan Mts., China, and tectonic implication[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 24: 615-627.

PENG Peng, WANG Xin-ping, WINDLEY B F, GUO Jing-hui, ZHAI Ming-guo, LI Yun. 2014. Spatial distribution of ～1950 -1800 Ma metamorphic events in the North China Craton: Implications for tectonic subdivision of the craton[J]. Lithos, 202-203: 250-266.

QIAN Jia-hui, WEI Chun-jing, ZHOU Xi-wen, ZHANG Ying-hui. 2013. Metamorphic P-T paths and new ziecon U-Pb age data for garnet-mica schist from the Wutai group, North China Craton[J]. Precambrian Research, 233: 282-296.

SANTOSH M, SAJEEV K, LI Jiang-hai. 2006. Extreme crustal metamorphism during Columbia supercontinent assembly: Evidence from North China Craton[J]. Gondwana Research, 10(3-4): 256-266.

SANTOSH M, TSUNOGAEB T, LI Jiang-hai, LIU Shou-jie. 2007a. Discovery of sapphirine-bearing Mg-Al granulites in the North China Craton: Implications for Paleoproterozoic ultrahigh temperature metamorphism[J]. Gondwana Research, 11: 263-285.

SANTOSH M, WILDE S A, LI Jiang-hai. 2007b. Timing of Paleoproterozoic ultrahightemperature metamorphism in the North China Craton: evidence from SHRIMP U-Pb zircon geochronology[J]. Precambrian Research, 159: 178-196.

SANTOSH M, SAJEEV K, LI Jiang-hai, LIU Shou-jie, ITAYA T. 2009a. Counterclockwise exhumation of a hot orogen: The Paleoproterozoic ultrahigh-temperature granulites in the North China Craton[J]. Lithos, 110: 140-152.

SANTOSH M, WAN Yu-sheng, LIU Dun-yi, DONG Chun-yan, LI Jiang-hai. 2009b. Anatomy of zircons from an ultrahot orogen: The amalgamation of the North China craton within the supercontinent Columbia[J]. Journal of Geology, 117: 429-443.

SANTOSH M, KUSKY T. 2010. Origin of paired high pressure-ultrahigh-temperature orogens: a ridge subduction and slab window model[J]. Terra Nova, 22: 35-42.

SANTOSH M, LIU Shou-jie, TSUNOGAE T, LI Jiang-hai. 2012. Paleoproterozoic ultrahigh-temperature granulites in the North China Craton: implications for tectonic models on extreme crustal metamorphism[J]. Precambrian Research, 222-223: 77-106.

SANTOSH M, LIU Dun-yi, SHI Yu-ruo, LIU Shou-jie. 2013. Paleoproterozoic accretionary orogenesis in the North China Craton: A SHRIMP zircon study[J]. Precambrian Research, 227: 29-54.

SHAO Jian-bo, BI Shou-ye, GUAN Ling-zhi. 1995. On the P-T-t path pelitic metamorphic rocks of Pleaoproterozoic, Ji’an Group in the southern part of Jilin Province and its geological significance[J]. Jilin Geology, 14(1): 50-56(in Chinese with English abstract).

SHI Yu-ruo, WILDE S A, ZHAO Xi-tao, MA Yin-sheng, DU Li-lin, LIU Dun-yi. 2012. Late Neoarchean magmatic and subsequent metamorphic events in the northern North China Craton: SHRIMP zircon dating and Hf isotopes of Archean rocks from Yunmengshan Geopark, Miyun, Beijing[J]. Gondwana Research, 21: 785-800.

SONG Biao, NUTMAN A P, LIU Dun-yi, WU Jia-shan. 1996. 3800 to 2500 Ma crustal evolution in the Anshan area of Liaoning province, northeastern China[J]. Precambrian Research, 78: 79-94.

SU Shang-guo, GU De-lin, ZHU Geng-xin. 1997. The P-T trajectory and its tectonic significance of granulite facies metamorphism in the Yishui Area, Shandong Province[J]. Acta Petrologica Sinica, 13(3): 331-345(in Chinese with English abstract).

SUN Da-zhong, HU Wei-xing. 1993. Precambrian Chronotectonic Framework and Model of Chronocrustal Structure of the Zhongtiao Mountains[M]. Beijing: Geological Publishing House: 1-180(in Chinese).

SUN De-yu, LIU Zheng-hong, LING Xian-chang, ZHENG Chang-qing. 1993. Precambrian and Tectonic Evolution in Eastern Part of Fushun, Liaoning Province[M]. Beijing: Seismological Press: 1-142(in Chinese).

SUN Yong. 1983. Rocks in the granulite facies of the Taihua Group at Lushan, Henan[J]. Journal of Northwest University, (1): 92-98(in Chinese with English abstract).

TAM P Y, ZHAO Guo-chun, SUN Min, LI San-zhong, IIZUKA Y Y, MA G S K, YIN Chang-qing, HE Yan-hong, WU Mei-ling. 2012a. Metamorphic PT path and tectonic implications of mediumpressure pelitic granulites from the Jiaobei massif in the Jiao-Liao-Ji Belt, North China Craton[J]. Precambrian Research, 220-221: 177-191.

TAM P Y, ZHAO Guo-chun, ZHOU Xi-wen, SUN Min, GUO Jing-hui, LI San-zhong, YIN Chang-qing, WU Mei-ling, HE Yan-hong. 2012b. Metamorphic P-T path and implications of high-pressure pelitic granulites from the Jiaobei massif in the Jiao-Liao-Ji Belt, North China Craton[J]. Gondwana Research, 22(1): 104-117.

TRAP P, FAUREA M, LINB W, MONIéC P, MEFFRED S, MELLETON J. 2009. The Zanhuang Massif, the second and eastern suture zone of the Paleoproterozoic Trans-North China Orogen[J]. Precambrian Research, 172: 80-98.

TSUNOGAE T, LIU Shou-jie, SANTOSH M, SHIMIZU H, LI Jiang-hai. 2011. Ultrahigh-temperature metamorphism in Daqingshan, Inner+ Mongolia Suture Zone North China Craton[J]. Gondwana Research, 20: 36-47.

WAN Yu-sheng, LIU Dun-yi, SONG Biao, WU Jia-shan, YANG Chong-hui, ZHANG Zong-qing, GENG Yuan-sheng. 2005. Geochenical and Nd isotopic compositionsof 3.8 Ga meta-quartz dioritic and trondhjemitic rocks from the Anshan area and their geological significance[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 24: 563-575.

WAN Yu-sheng, WILDE S A, LIU Dun-yi, YANG Chong-hui, SONG Biao, YIN Xiao-yan. 2006. Further evidence for～1.85Ga metamorphism in the Central Zone of the North China Craton: SHRIMP U-Pb dating of zircon from metamorphic rocks in the Lushan area, Henan Province[J]. Gondwana Research, 9: 189-197.

WAN Yu-sheng, LIU Dun-yi, WANG Shi-yan, ZHAO Xun, DONG Chun-yan, ZHOU Hong-ying, YIN Xiao-yan, YANG Chang-xiu, GAO Lin-zhi. 2009. Early Precambrian Crustal Evolution in the Dengfeng Area, Henan Province (eastern China): Constraints from Geochemistry and SHRIMP U-Pb Zircon Dating[J]. Acta Geologica Sinica, 83(7): 982-999(in Chinese with English abstract).

WAN Yu-sheng, LIU Dun-yi, NUTMAN A, ZHOU Hong-ying, DONG Chun-yan, YIN Xiao-yan, MA Ming-zhu. 2012a. Multiple 3.8～3.1 Ga tectono-magmatic events in a newly discovered area of ancient rocks (the Shengousi Complex), Anshan, North China Craton[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 54-55: 18-30

WAN Yu-sheng, LIU Dun-yi, WANG Shi-jin, JIAO Xiu-mei, WANG Wei, DONG Chun-yan, XIE Hang-qiang, MA Ming-zhu. 2012. Redeginition of Early Precambrian supracrustal rocks and formation age of BIF in western Shandong, North China Craton[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(11): 3457-3475(in Chinese with English abstract).

WAN Yu-sheng, WANG Shi-jin, LIU Dun-yi, WANG Wei, KR?NER A, DONG Chun-yan, YANG En-xiu, ZHOU Hong-ying, XIE Hang-qiang, MA Ming-zhu. 2012b． Redefinition of depositional ages of neoarchean supracrustal rocks in western Shandong Province, China: SHRIMP U-Pb zircon dating[J]. Gondwana Research, 21(4): 768-784.

WAN Yu-sheng, XIE Hang-qiang, YANG Hua, WANG Ze-jiu, LIU Dun-yi, KR?NER A, WILDE S A, GENG Yuan-sheng, SUN Liu-yi, MA Ming-zhu, LIU Shou-jie, DONG Chun-yan, DU Li-lin. 2013. Is the Ordos Block Archean or Paleoproterozoic in age? Implications for the Precambrian evolution of the North China Craton[J]. American Journal of Science, 313: 683-711.

WANG Fang, LI Xu-ping, CHU Hang, ZHAO Guo-chun. 2011. Petrology and metamorphism of khondalites from the Jining complex, North China Craton[J]. International Geology Review, 53: 212-229.

WANG Kai-Yi, HAO Jie, CAWOOD P, WILDE S A. 1997. Highpressure metamorphism in kyanite-bearing schists from the original Jingangku, Formation of the Wutaishan. Proceedings of the 30th IGC. Precambrian Geology[J]. Metamorphic Petrology, 17: 213-220.

WANG Luo-juan, GUO Jing-hui, PENG Peng, LIU Fu. 2011. Metamorphic and geochronological study of garnet-bearing basic granulites from Gushan, the eastern end of the Khondalite Belt in the North China Craton[J]. Acta Petrologica Sinica, 27(12): 3689-3700(in Chinese with English abstract).

WANG Wei, WANG Shi-jin, LIU Dun-yi, LI Pei-yuan, DONG Chun-yan, XIE Hang-qiang, MA Ming-zhu, WAN Yu-sheng. 2010. Formation age of the Neoarchaean Jining Group (banded iron formation) in the western Shandong Province: Constraints from SHRIMP zircon U-Pb dating[J]. Acta Petrologica Sinica, 26(4): 1175-1181(in Chinese with English abstract).

WANG Wei, ZHAI Ming-guo, TAO You-bing, SANTOSH M, Lü Bin, ZHAO Lei, WANG Shi-jin．2014． Late Neoarchean crustal evolution of the eastern North China Craton: A study on the provenance and metamorphism of paragneiss from the western Shandong Province[J]. Precambrian Research, 255(Part 2): 583-602.

WANG Ya-fei, LI Xian-hua, JIN Wei, ZHANG Jia-hui. 2015. Eoarchean ultra-depleted mantle domains inferred from ca. 3.81 Ga Anshan trondhjemitic gneisses, North China Craton[J]. Precambrian Research, 263: 88-10.

WU Jia-shan, GENG Yuan-sheng, SHEN Qi-han, LIU Dun-yi, LI Zi-long, ZHAO Dun-min. 1998. Arcean Geological Characteristies and Tectonic Evolution of Chian –Korea Paleo- Continent[M]. Beijing: Geological Publishing House: 1-212(in Chinese).

XIAO Ling-ling, JIANG Zong-sheng, WANG Guo-dong, WAN Yu-sheng, WANG Tao, WU Chun-ming. 2011. Metamorphic reaction textures and metamorphic P-T-t loops of the Precambrian Zanhuang metamorphic complex, Hebei, North China[J]. Acta Petrologica Sinica, 27(4): 980-1002(in Chinese with English abstract).

XU Xue-chun. 1991. Evolution of metamorphism and its dynamics in Wulashan region, Inner Mongolia[J]. Journal of Changchun University of Earth Science, 21(1): 25-32(in Chinese with English abstract).

YAN Yue-hua, LI Wan-bing, SILLS J D. 1991. Some rare rocks in Archaean Caozhuang Group and their geological significance[J]. Acta Petrologica Sinica, (2): 19-27(in Chinese with English abstract).

YANG Chong-hui, DU Li-lin, REN Liu-dong, SONG Hui-xia, WAN Yu-sheng. 2015. The Stratigraphic Division and Magmatic Evolution of the Early Precambrian in the North China Craton[M]. Beijing: Science Press: 1-277(in Chinese).

YIN Chang-qing, ZHAO Guo-chun, GUO Jing-hui, SUN Min, XIA Xiao-ping, ZHOU Xi-wen, LIU Chao-hui. 2011. U-Pb and Hf isotopic study of zircons of the Helanshan Complex: Constrains on the evolution of the Khondalite Belt in the Western Block of the North China Craton[J]. Lithos, 122(1-2): 25-38.

YIN Chang-qing. 2010. Metamorphism of the Helanshan-Qianlishan Complex and its implications for tectonic evolution of the khondalite belt in the western block, North China Craton[D]. Hong Kong: The University of Hong Kong.

YIN Chang-qing, ZHAO Guo-chun, WEI Chun-jing, SUN Min, GUO Jing-hui, ZHOU Xi-wen. 2014. Metamorphism and partial melting of high-pressure pelitic granulites from the Qianlishan Complex: Constraints on the tectonic evolution of the Khondalite Belt in the North China Craton[J]. Precambrian Research, 242: 172-186.

YOU Zhen-dong, HAN Yu-qing. 1981. Regional metamorphism of the Dengfeng Group in Songshan area, Henan Province[J]. Earth Science, (2): 99-110(in Chinese with English abstract).

YU Jin-hai, WANG Ci-yin, LAI Ming-yuan, CHEN Shu-xiang, LU Bao-qi. 1999. Re-division of the metamorphic facies zonation of Lüliang Group in Shaanxi province and its significance[J]. Geological Journal of China Universities, 5(1): 66-75(in Chinese with English abstract).

ZHAI Ming-guo, YANG Rui-ying, LU Wen-Jiang, ZHOU Jiu-ei. 1985. Geochemistry and evolution of the Qingyuan Archaean granite-greenstone terrain, NE China[J]. Precambrian Research, 27: 37-62.

ZHAI Ming-guo, WINDLEY B F, SILLS J D. 1990. Archaean Gneisses, Amphibolites and Banded Iron-Formations from the Anshan Area[J]. Precambrian Research, 46: 195-216.

ZHAI Ming-guo, GUO Jing-hui, LI Yong-gang, YAN Yue-hua, ZHANG Wen-hua, LI Jiang-hai. 1995. The discoveries of retrograde eclogites in North China craton in Archaean[J]. Chinese Science Bulletin, 40: 1590-1594(in Chinese).

ZHAI Ming-guo, BIAN Ai-guo. 2000. The amalgamation of the supercontinent of North China craton at the end of the Neoarchaean, and its break-up during the late Palaeoproterozoic and Mesoproterozoic[J]. Science in China (D), 43(Supplement): 129-137(in Chinese).

ZHAI Ming-guo, LIU Wen-jun. 2003. Palaeoproterozoic tectonic history of the North China craton: a review[J]. Precambrian Research, 122: 183-199.

ZHAI Ming-guo. 2010. Tectonic evolution and metallogenesis of North China Craton[J]. Mineral Deposits, 29(1): 24-36(in Chinese with English abstract).

ZHANG Xiao-jing, ZHANG Lian-chang, XIANG Peng, WAN Bo, PIRAJNO F. 2011. Zircon U-Pb age, Hf isotopes and geochemistry of Shuichang Algoma-type banded iron-formation, North China Craton: constraints on the ore-forming age and tectonic setting[J]. Gondwana Research, 20: 137-148.

ZHANG Lian-chang, ZHAI Ming-guo, ZHANG Xiao-jing, XIANG Peng, DAI Yan-pei, WANG Chang-le, PIRAJNO F. 2012 Formation age and tectonic setting of the Shirengou Neoarchean banded iron deposit in eastern Hebei Province: Constraints from geochemistry and SIMS zircon U-Pb dating[J]. Precambrian Research, 222-223: 325-338.

ZHAO Guo-chun, CAWOOD P A, WILDE S A, SUN Min, LU Liang-zhao. 1999. Thermal evolution of two textural types of mafic granulites in the North China craton: evidence for both mantle plume and collisional tectonics[J]. Geological Magazine, 136: 223-240.

ZHAO Guo-chun, CAWOOD P A, WILDE S A, SUN Min, LU Liang-zhao. 2000. Metamorphism of basement rocks in the Central Zone of the North China Craton: implications for Paleoproterozoic tectonic evolution[J]. Precambrian Research, 103: 55-88.

ZHAO Guo-chun, WILDE S A, CAWOOD P A, SUN Min. 2001. Achean blocks and their boundaries in the North China Craton: lithological, geochemical, structural and P-T path constraints and tectonic evolution[J]. Precambrian Rsearch, 107: 45-73.

ZHAO Guo-chun. 2009. Metamorphic evolution of major tectonic units in the basement of the North China Craton: Key issues and discussion[J]. Acta Petrologica Sinica, 25(8): 1772-1792(in Chinese with English abstract).

ZHAO Guo-chun, CAWOOD P A, LI San-zhong, WILDE S A, SUN Min, ZHANG Jian, HE Yan-hong, YIN Chang-qing. 2012. Amalgamation of the North China Craton: Key issues and discussion[J]. Precambrian Research, 222-223: 55-76.

ZHAO Guo-chun, ZHAI Ming-guo. 2013. Lithotectonic elements of Precambrian basement in the North China Craton: Review and tectonic implications[J]. Gondwana Research, 23: 1207-1240.

ZHAO Zi-ran, SONG Hui-xia, SHEN Qi-han, SONG Biao. 2009. The petro-geochemical characters and SHRIMP U-Pb zircon ages of meta-mafic rocks from the Yishui Complex, in Yishui Countu, Shandong Province[J]. Geological Review, 55(2): 286-299(in Chinese with English abstract).

ZHENG Meng-tian, ZHANG Lian-chang, WANG Chang-le, ZHU Ming-tian, LI Zhi-quan, WANG Ya-ting. 2015. Formation age and origin of the Xingshan BIF – type iron deposit in eastern Hebei Province[J]. Acta Petrologica Sinica, 31(6): 1636-1652(in Chinese with English abstract).

ZHOU Xi-wen, WEI Chun-jing, GENG Yuan-sheng, ZHANG Li-fei. 2004. Discovery and implications of high pressure pelitic granulite from the north Jiaodong, China[J]. Chinese Science Bulletin, 49(18): 1942-1948.

ZHOU Xi-wen, GENG Yuan-sheng. 2009. Metamorphic age of the khondalite series in the Helashan region: Constraints on the evolution of the western block in the North China Craton[J]. Acta Petrologica Sinica, 25(8): 1843-1852(in Chinese with English abstract).

ZHOU Xi-wen, ZHAO Guo-chun, GENG Yuan-sheng. 2010. Helanshan high pressure pelitic granulite: Petrologic evidence for collision event in the western block of the North China Craton[J]. Acta Petrologica Sinica, 26(7): 2113-2121(in Chinese with English abstract).

Constituents and Evolution of the Metamorphic Basement of the North China Craton

SHEN Qi-han, GENG Yuan-sheng, SONG Hui-xia
Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037

Precambrian metamorphic basement of North China Craton (NCC) is composed of five sets of different types of metamorphic rocks. In the formation process, the NCC experienced multiple tectonic activities, multiple magma emplacement, multiple metamorphism, different degrees of migmatization and anatexis. The rocks suffered multiple superposition of different geological processes and, therefore, the NCC has a complicated evolution history. From Archean to Late Paleoproterozoic, the NCC mainly underwent five stages of regional metamorphism. Anshan area experienced amphibolite facies metamorphism in Paleo/Meso-Archean. However, no metamorphic ages have been obtained except 3 560 Ma and 3 000～3 300 Ma metamorphic ages obtained from TTG series. In Lushan Taihua complex of Henan, 2 776～2 792 Ma and 2 671～2 651 Ma metamorphic ages are obtained from Mesoarchean amphibolites, which represent metamorphism in early Neoarchean. Granulites-TTGseries and granite-greenstone belt of Neoarchean both experienced metamorphic transformation in late Neoarchean and early Paleoproterozoic. In Paleoproterozoic, on the northern margin of the NCC, L-MP/HP granulite facies metamorphism occurred between 1 965～1 900 Ma and UHT metamorphism appeared locally. This metamorphism is considered to be related to the continental collision and subsequent mantle upwelling. In Late Paleoproterozoic (1 890～1 800 Ma), in the central and eastern NCC, high-pressure granulite facies to amphibolite facies metamorphism occurred in Jiao–Liao–Ji belt, which indicates the collision and collage of continental blocks. Different types of metamorphic rock series experienced different kinds of metamorphism, which reflect different tectonic settings. A large number of late Archean TTG rock series and planar distribution M-LP granulites are mainly located in the central-northern part of NCC. They generally have counterclockwise p-T paths, which reflect mantle plume underplating tectonic setting. Granite-greenstone series of Neoarchean experienced a metamorphism in late Neoarhcean and early Paleoproterozoic with clockwise p-T paths, reflecting a compound tectonic setting of back-arc and mantle plume. Two metamorphic events that occurred in the Late Paleoproterozoic formed high-pressure granulite facies with clockwise p-T paths, reflecting the collision and collage of continental blocks, which means that plate tectonics system similar to Phanerozoic had appeared.

North China Craton; M-LP/HP/UHT metamorphism; mantle plume underplating; p-T paths; collision and collage

P544.1; P542.4

A

10.3975/cagsb.2016.04.02

本文由中國地質調查局工作項目(編號: 1212010811048)資助。

2016-03-04; 改回日期: 2016-05-12。責任編輯: 閆立娟。

沈其韓, 男, 1922年生。研究員, 中國科學院院士。主要從事變質巖和前寒武紀地質研究。電話: 010-68999660。E-mail: huixiasong@cags.ac.cn。