華北克拉通破壞相關問題研究綜述

李亞琦 王琳萱

摘 ?要：研究表明，華北克拉通巨厚太古宙巖石圈受強烈破壞，出現巖石圈巨量減薄的現象，因此對其的研究具有特殊的意義。而其破壞的時限、范圍與機制一直是學者討論的焦點問題。為此，本文通過收集和閱讀前人文獻，對華北克拉通破壞的時限和機制問題進行梳理和綜述性探討。

關鍵詞：華北克拉通破壞;時限;機制;綜述

一、華北克拉通破壞

克拉通構造體被定義為地殼上長期穩定存在的構造單元，并且其巖石圈往往具有較低的密度較大的厚度及較低的熱流，因而能夠長期穩定存在（Carlson et at.，2005）。華北克拉通主要由三個構造單元組成，首先形成了東、西兩個太古宙陸核，在1.85 Ga 發生俯沖、碰撞和拼合，在二者之間形成了一個古元古代中部造山帶（Zhao et al.，2000，2001）。華北克拉通自2500Ma完成克拉通化，形成穩定的古陸。但是在通過對華北克拉通東部古生代金伯利巖中地幔橄欖包裹體的研究以及對于新生代玄武巖地幔橄欖巖包裹體的研究，明確表示華北克拉通的巖石圈發生了從>200km到60～80km的減薄現象。（Menzies等，1993;Griffin等，1998;Fan等，2000;Xu，2001;Gao等，2002;Zheng等，2005;Wu等，2006;Kusky，2011）。同時，通過對中生代玄武巖的研究表明，中生代華北克拉通巖石圈地幔不同于古生代冷的、難熔的巖石圈地幔（Xu，2001;Gao等，2002;Zheng等，2005;Wu等，2006;Menzies等，2007;Chen等，2009;鄭永飛和吳福元，2009;朱日祥和鄭天愉，2009;Chen，2010），這意味華北克拉通破壞不僅僅是自古生代以來巖石圈地幔發生～100km的丟失現象，巖石圈地幔的性質和熱狀態也發生了根本改變。

二、華北克拉通破壞的時限

對于華北克拉通破壞時限問題的討論，學者提出了很多不同的見解。通過中生代玄武巖和其中幔源捕虜晶的發現與研究（Zhang et aI.，2002;Yan et a1.，2003;裴福萍等，2004），主流觀點認為中生代是華北克拉通的主要時期，但是具體在哪一個時段，以及華北克拉通破壞現象是在某個時間段內迅速完成，還是一個長期緩慢的過程仍舊在討論中，眾多學者對此也提出了自己的看法：Gao等人認為華北克拉通破壞集中在中侏羅世，主要集中在155～190Ma和115～135Ma兩個時間段;吳福元等人認為破壞作用發生于早白堊世時期，在115Ma～135Ma這個相對短的時間內快速完成;姜耀輝等人通過對遼東半島煌斑巖的研究，認為晚侏羅世（155±4 Ma）開始發生華北克拉通破壞即巖石圈減薄現象;徐義剛等人則提出，由于晚石炭紀古亞洲洋的南向俯沖和晚三疊紀華北—華南的碰撞導致華北克拉通巖石圈地幔減薄，這個現象是是從邊緣開始的，在減薄作用在晚侏羅-白堊紀達到高峰，并一直持續到白堊紀末期-新生代早期. 華北巖石圈減薄作用發生的時間尺度>100Ma，因此是一個緩慢的過程;通過對研究區花崗巖中鋯石U—Pb測年，對其年齡數據進行統計表明在120～130Ma是華北克拉通巖漿作用的峰期（Wu等，2005;Zhu等，2012;Zhang等，2014），這也意味著在這個階段華北克拉通破壞作用達到峰值。

三、華北克拉通破壞的機制

華北克拉通破壞的機制問題一直是爭議的焦點問題，有些學者認為由于在重力作用下，巖石圈地幔以及下地殼中包含著密度相對較大部分會拆沉進入軟流圈地幔，正是這種拆沉作用導致了巖石圈地幔的減薄，這是一個自上而下的快速破壞過程（鄧晉福等，1994，1996，2006;Deng et al.，2007;吳福元等，1 999，2000，2003a;Gao et al.，2002，2004;Xu WL et al.，2006，2008;Wu et al.，2003，2005，2006;Huang et al.，2007;Yang and Li，2008）。有些學者認為由于軟流圈是不斷上涌的，這就導致其一直對巖石圈的底部進行不斷的加熱。在加熱的過程中使得巖石圈底部發生軟化現象，最終在軟流圈水平流動產生的剪切應力作用下成為軟流圈的一部分，并且這個過程是一個自下而上，緩慢卻不斷循環的過程。（Menzses et al.，1993;Menzies and Xu，1998;Griffin等，1998;Xu，2001;Zheng等，2005）。部分學者認為，拆沉作用以及熱化學侵蝕作用等只是華北克拉通破壞的二級機制，在這個大背景下提出了中生代古太平洋板塊低角度俯沖至華北克拉通底部，然后回卷下沉至地幔過渡帶之下，對巖石圈造成侵蝕作用才是造成華北克拉通破壞的一級機制（鄭永飛和吳福元，2009;Xu Z等，2012鄭永飛，2018）。也有一些學者認為，華北克拉通的規模小，經受了多板塊的不同方向俯沖作用，自下而上由于停滯在地幔過渡帶的西太平洋板片脫水引起上覆軟流圈不穩定流動導致華北克拉通破壞（朱日祥和鄭天愉，，2009;朱日祥等，2012）。

參考文獻

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