華北克拉通中元古代巖漿事件群

相振群 ，陸松年 ，李懷坤 ，田輝 ，劉歡 ，張闊

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津300170；2.中國地質(zhì)調(diào)查局前寒武紀地質(zhì)研究中心，天津300170；3.中國地質(zhì)調(diào)查局華北科技創(chuàng)新中心，天津300170）

國際地層委員會提出的地質(zhì)年表[1]中將中元古代底界年齡置于1 600 Ma，但中國地層委員會根據(jù)中國地質(zhì)演化特點，一直將該界線年齡置于1 800 Ma[2]。本文依據(jù)中國地層委員會的地質(zhì)年表，中元古代時限為1 800 Ma至1 000 Ma。

華北克拉通在經(jīng)歷了早前寒武紀前新太古代陸核生長階段、新太古代大陸地殼快速增生階段和古元古代與裂解有關(guān)的盆地發(fā)育和最終拼合階段以后，從1.8 Ga開始，進入中新元古代蓋層演化階段[3-4]。三大裂陷槽（豫陜裂陷槽、渣爾泰-白云鄂博裂陷槽、燕遼裂陷槽）在這一時期發(fā)育，其中豫陜裂陷槽最先打開，從1 800 Ma開始接受熊耳群火山-碎屑巖沉積，以及其后的沉積地層，燕遼裂陷槽裂開的時間可能略顯滯后，在1 670 Ma后才開始接受常州溝組的碎屑沉積，而渣爾泰-白云鄂博裂陷槽底部的時限目前還有爭議。在沉積地層不斷發(fā)育的過程中，華北克拉通之上也發(fā)生了一系列與哥倫比亞超大陸裂解相關(guān)的巖漿侵入和噴發(fā)地質(zhì)事件[5-6]，構(gòu)成廣布于整個克拉通范圍的裂解巖漿事件群。歸納起來，在中元古代時期（1 800～1 000 Ma），華北克拉通之上先后發(fā)育了5期主要巖漿事件群。

1 華北克拉通中元古代巖漿事件群序列

從老到新主要包括5個峰期（圖1）。峰期Ⅰ發(fā)生在約1.80～1.77 Ga之間，以華北克拉通南緣熊耳群火山巖和五臺山、恒山地區(qū)的基性巖墻群為代表[7-23]；峰期Ⅱ發(fā)生于約1.72～1.67 Ga左右，以AMCG組合（Anorthosite,Mangerite,Charnockite,rapakivi Granite）占統(tǒng)治地位，包括著名的大廟斜長巖、密云環(huán)斑花崗巖、赤城環(huán)斑花崗巖、藍營正長巖、古北口堿性花崗巖、澇洼二長花崗巖、石英二長巖、建平輝長巖、閃長巖、二長巖、石英正長巖、紫蘇花崗巖，包頭固陽石英正長巖等[5-6，17，24-33]；峰期Ⅲ發(fā)生于約 1.63～1.62 Ga，以大紅峪富鉀火山巖、華北南緣龍王 堿性花崗巖和魯西泰山基性巖墻群為代表[34-39]；峰期Ⅳ發(fā)生于約1.33～1.30 Ga期間，以侵入到下馬嶺組、霧迷山組的基性巖墻（床）和商都-化德花崗巖、康保二長花崗巖、白云鄂博火成碳酸巖為主[33，40-45]；峰期Ⅴ發(fā)生于約1.23 Ga，以華北克拉通東緣的通化輝綠巖墻、建平-青龍基性巖墻、灤南第四系覆蓋的隱伏基性巖體以及沂水地區(qū)的輝長巖等為代表[33，46-48]。

圖1 華北克拉通中元古代（1 800～1 000 Ma）巖漿事件群分布圖（據(jù)參考文獻[36]修改）Fig.1 Distribution of Mesoproterozoic(1 800～1 000 Ma)magmatic event groups in the North China Craton（modified after Lu et al.[36）]

1.1 1.80～1.77 Ga巖漿事件群

該期巖漿事件主要包括了豫陜裂陷槽熊耳群火山巖與晉冀蒙地區(qū)大面積出露的基性巖墻群（表1）。

表1 華北克拉通1.80～1.77 Ga巖漿事件群Tab.1 1.80～1.77 Ga magmatic events of the North China Craton

1.1.1 熊耳群火山巖

呂梁造山運動后，華北漸漸進入構(gòu)造的穩(wěn)定期。在華北克拉通內(nèi)部發(fā)育豫陜、燕遼、渣爾泰-白云鄂博三大裂陷槽。其中位于華北克拉通南緣的豫陜裂陷槽最先裂解，自下而上發(fā)育熊耳群、汝陽群、洛峪群等中元古代早期（1 800 Ma～1 600 Ma）沉積序列。熊耳群橫跨豫、晉、陜?nèi)?，出露面積近萬平方公里，厚度為1 000～7 000 m不等。以火山熔巖占絕對優(yōu)勢，火山熔巖以玄武安山質(zhì)、安山質(zhì)巖石為主，次為英安-流紋質(zhì)巖石，典型的玄武巖只占極少數(shù)[49-52]。針對熊耳群火山巖系形成的時代，前人做了大量的研究工作[7-8，12，23]，獲得了諸多的Sm-Nd，Rb-Sr，鋯石U-Pb等年齡，這其中以趙太平等[7-8]、He et al.[12]發(fā)表的SHRIMP以及LA-ICPMSU-Pb年齡數(shù)據(jù)最具代表性。趙太平等[7-8]從熊耳群地層發(fā)育完整的外方山地區(qū)和熊耳山地區(qū)進行采樣，應(yīng)用SHRIMPU-Pb方法對熊耳群火山巖和同期的次火山-侵入巖共5個樣品的鋯石進行了精確定年，獲得熊耳群中部雞蛋坪組流紋斑巖1 800±16 Ma，熊耳群頂部馬家河組流紋斑巖1 776±20 Ma。He et al.[12]則利用SHRIMP、LA-ICPMS等方法獲得許山組火山巖1767～1783Ma、雞蛋坪組火山巖1445～1 778 Ma、馬家河組火山巖1 778±6 Ma。這其中雞蛋坪組火山巖1 445 Ma年齡的地質(zhì)意義值得進一步商榷。侵入熊耳群的深成巖和次火山巖的鋯石和斜鋯石U-Pb年齡介于1 789～1 644 Ma[7-8，23]，因此熊耳群火山巖的年齡應(yīng)該集中在1.77～1.80 Ga之間。

圖2 華北克拉通巖漿事件群時空分布圖Fig.2 Spatial and temporal distribution of the magmatic event group in the North China Craton

1.1.2 晉冀蒙等地基性巖墻群

在這一時期，華北克拉通之上也發(fā)育了大規(guī)模的基性巖墻群。主要分布在燕遼裂陷槽和中條熊耳裂陷槽附近和以西地區(qū)，如晉冀蒙交界地區(qū)、恒山五臺地區(qū)、呂梁山地區(qū)、太行山地區(qū)、中條山地區(qū)。其中又以晉冀蒙交界地區(qū)、恒山五臺地區(qū)發(fā)育最為廣泛。這些基性巖墻大都侵位于由TTG或GMS巖石組合構(gòu)成太古宙結(jié)晶基底中，如在晉冀交界、恒山、五臺、呂梁等地，基性巖墻群侵入到新太古代到古元古代懷安雜巖、恒山雜巖、五臺雜巖、阜平雜巖和豐鎮(zhèn)孔茲巖系中。隨著基底的隆升和剝蝕，得以出露于地表，在靠近裂陷槽邊界的局部地區(qū)，可以見到基性巖墻被中上元古界地層不整合覆蓋的現(xiàn)象[16-17，19-22]。巖墻主要呈NNW走向，少量E-W、NE走向，而且后者切割了NNW走向的巖墻[17，53-54]。巖墻主要是輝綠巖、輝長輝綠巖組成，一般寬約20 m左右，有的可達近百米。長度幾公里到幾十公里規(guī)模不一，大部分具有冷凝邊結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為斑狀結(jié)構(gòu)或者?；郀罱Y(jié)構(gòu)，巖墻中部則具有典型的輝綠輝長結(jié)構(gòu)。造巖礦物組合為單斜輝石和斜長石，另外含有一些角閃石、磷灰石、鈦鐵礦、磁鐵礦等，有的輝綠巖墻中還可以見到橄欖石斑晶。不同走向的巖墻群構(gòu)成放射狀的形態(tài)，中心位置在熊耳裂谷系內(nèi)[22]。彭澎等[16]獲得大同北北西向輝綠巖墻鋯石SHRIMP U-Pb年齡為1 778±3 Ma，斜鋯石ID-TIMS U-Pb年齡 1 777±3 Ma、1 789±28 Ma，Halls et al.[11]獲得恒山地區(qū)輝綠巖墻鋯石ID-TIMSU-Pb年齡為1 769.1±2.5 Ma，趙太平等[7]獲得侵入到太華群的輝綠巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為1 773±37 Ma，胡俊良[55-56]獲得嵩山地區(qū)輝綠巖墻鋯石SHRIMPU-Pb年齡為1 776±35 Ma，廖超林等[57]獲得太行山南段輝長輝綠巖40Ar/39Ar坪年齡1 781～1 765 Ma，李江海[58]獲得了恒山輝綠巖鋯石TIMS年齡1 769±2.5 Ma。由以上這些同位素年代學(xué)資料可以看出，恒山、五臺等地的基性巖墻群主要形成于1 770～1 780 Ma。

1.2 1.72～1.67 Ga巖漿事件群

華北克拉通1.72～1.67 Ga巖漿事件群，主要出露在華北克拉通北緣遼西、冀東、冀北，并延伸到內(nèi)蒙包頭固陽一帶。以AMCG組合（Anorthosite,Mangerite,Charnockite,rapakivi Granite）占統(tǒng)治地位，包括著名的大廟斜長巖、密云環(huán)斑花崗巖、赤城環(huán)斑花崗巖、藍營正長巖、古北口堿性花崗巖、澇洼巖體、固陽石英正長巖、密云花崗斑巖脈，以及建平雜巖體等，直接侵入到太古宙變質(zhì)基底之中。其中密云花崗斑巖脈直接被常州溝組砂礫巖不整合覆蓋，為限定長城系常州溝組地層的沉積時代提供了精準的年代約束。此外，李云等[59]在山東萊蕪地區(qū)獲得基性巖墻群的斜鋯石SIMSU-Pb年齡為1 680.3±5.2 Ma。

1.2.1 華北克拉通北緣AMCG組合

在這一組巖漿事件群中，AMCG組合，即斜長巖（anorthosites）紋長二長巖（mangerites）紫蘇花崗巖（charnockites）和奧長環(huán)斑花崗巖（rapakivigranites）深成侵入體組合是進行大陸之間對比的重要證據(jù)。這條巖漿巖帶中大廟斜長巖套、密云和赤城地區(qū)環(huán)斑花崗巖、蘭營石英正長巖等自上個世紀60年代一直被中外地質(zhì)學(xué)家關(guān)注[7，24-28，31，60-75]，并開展了大量的巖石學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)以及地質(zhì)年代學(xué)的研究工作，其形成時代主要集中在1 720～1 680 Ma期間（表2）。

表2 華北克拉通1.72～1.67 Ga巖漿事件群Tab.2 1.72～1.67 Ga magmatic events of the North China Craton

更是被諸多地質(zhì)學(xué)家[5-6，25-28，76]作為典型陸內(nèi)非造山的巖石組合并將其與東歐克拉通Fennoscandian和Ukrainian地盾中的變質(zhì)的斜長巖-環(huán)斑花崗巖雜巖體（ARGCs）進行對比，也進一步指出這類巖石組合具有全球性，在芬諾斯堪的亞、烏克蘭、格陵蘭、加拿大、阿爾丹、亞馬遜，以及華北克拉通等所有的前寒武紀克拉通中均有出現(xiàn)[76]。隨著研究的深入，這套巖石組合在華北北緣的規(guī)模也不斷擴大，王惠初等[29]在包頭固陽地區(qū)發(fā)現(xiàn)同期具有相同構(gòu)造背景的石英正長巖。李懷坤等[30]在密云獲得被常州溝組含礫砂巖不整合覆蓋的花崗斑巖脈，LA-MC-ICPMS鋯石U-Pb不一致線的上交點年齡為1671±13 Ma，SHRIMP法鋯石206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為1669±20Ma。

圖3 華北克拉通北緣1.72～1.67 Ga巖漿事件群分布簡圖（據(jù)參考文獻[28]修改）Fig.3 Distribution diagram of 1.72～1.67 Ga magmatic events in the northern margin of the North China Craton（modified by Yu JH et al.[28]）

1.2.2 建平雜巖體

建平地區(qū)中元古代巖漿巖組合主要出露于建平以北簸箕山、黃花山以及建平西側(cè)的萬元店鎮(zhèn)兩間房、北臺子、馬杖子村一帶。呈近北東向斷續(xù)出露，長約50 km，寬約5～10 km，出露面積近百平方千米，長軸平行于區(qū)域構(gòu)造線方向。其中簸箕山地區(qū)主要出露含礦輝石巖、輝長巖、輝長蘇長巖、輝長閃長巖、閃長巖，局部可能還保存一些超基性巖石團塊，巖石蝕變強烈。黃花山以及建平西兩間房、北臺子、馬杖子村一帶主要以石英正長巖-二長花崗巖為主。這些巖體侵入到新太古代葉柏壽片麻巖中，呈巖株狀，近北東向延伸，具有一定的分異現(xiàn)象，出現(xiàn)多種巖石類型，主要有含礦蝕變輝石巖、輝長巖、閃長巖、石英正長巖、正長花崗巖、晶洞花崗巖、紫蘇花崗巖等。由于其形成構(gòu)造位置的特殊性，而具有重要的地質(zhì)構(gòu)造意義。

Liu et al.[77]報道了建平地區(qū)紫蘇花崗巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為1 694±12 Ma，Wang etal.[78]獲得單斜輝石二長巖、含磁鐵礦閃長巖、石英正長巖、正長巖的MC-LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡1696～1 721 Ma。相振群[33]獲得輝長巖MC-LAICPMS鋯石U-Pb年齡1 715±3 Ma，獲得含磁鐵礦閃長巖MCLAICPMS鋯石U-Pb年齡1 708±10 Ma，SHRIMP鋯石U-Pb年齡1 706±7 Ma，閃長巖MC-LAICPMS鋯石U-Pb年齡1 712±9 Ma，1 717±6 Ma，角閃黑云母二長巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡1 692±9 Ma，石英正長巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡1 696±7 Ma，MC-LAICPMS鋯石U-Pb年齡1 712±4 Ma，正長花崗巖脈SHRIMP鋯石U-Pb年齡1 699±4 Ma，MC-LAICPMS鋯石U-Pb年齡1 707±6 Ma（表2）。

1.3 1.63～1.62巖漿事件群

華北克拉通1.62 Ga巖漿事件主要出露于燕遼裂陷槽的大紅峪火山巖、華北克拉通南緣的龍王堿性巖以及魯西泰山地區(qū)的輝綠巖墻。此外，團山子組火山巖以及侵入到串嶺溝組的多個閃長玢巖脈也大致在這一時間就位（表3）。

表3 華北克拉通1.63～1.62 Ga巖漿事件群Tab.3 1.63～1.62 Ga magmatic events of the North China Craton

1.3.1 大紅峪火山巖

大紅峪組火山巖主要見于大紅峪組的下段，空間上分布并不均勻，區(qū)域上受到東西向深大斷裂控制，呈東西向展布，延伸約150 km以上，南北寬5～20 km不等。在北京平谷以北山東莊到大華山、掛甲峪一帶厚度最大，最厚可達450 m，并以該地區(qū)為中心，向西在密云-古北口一帶迅速剪滅，向東往陡子峪、黃崖關(guān)、大紅峪延伸，一直到寬城、平泉等地，近百余公里，但火山巖地層逐漸變薄。在薊縣-平谷-興隆一帶，大紅峪組火山巖主要以溢流火山巖為主，由富鉀玄武質(zhì)熔巖與鉀質(zhì)粗面-響巖質(zhì)熔巖組成，并以前者為主，在各剖面中，富鉀玄武質(zhì)熔巖能占火山巖系的85%以上，有時甚至可達100%。Lu et al.[36]從大紅峪組火山巖中選出的鋯石為不規(guī)則狀，CL圖像顯示鋯石內(nèi)部具有弱的不規(guī)則分帶，鋯石SHRIMP年齡1 622±32 Ma，高林志等[82]獲得大紅峪組火山巖鋯石SHRIMP年齡為1 625.9±8.9 Ma，張健等[39]獲得大紅峪組火山巖鋯石SHRIMP年齡為1 624±9 Ma，都與之前陸松年和李惠民[35]報道的ID-TIMS年齡幾乎完全一致。

1.3.2 龍王 堿性花崗巖

龍王 巖體位于華北克拉通南緣欒川東廟子、合峪、大青溝之間的龍王 、上河村、東地一帶，近橢球狀巖株產(chǎn)出，面積近120 km2。侵入到太古宙片麻巖中，并被后期中生代黑云母二長花崗巖侵入，主要由中粗粒鈉鐵閃石正長花崗巖、中粗粒正長花崗巖，以鈉鐵閃石正長花崗巖占主體，與中粗粒正長花崗巖脈動接觸[34]，此外，局部可見晚期脈巖，如輝長輝綠巖和堿性黑云母正長巖脈、霓石正長巖脈、花崗斑巖脈、石英二長巖脈等。陸松年等[34]、盧欣祥等[83]、包志偉等[84]、Wang XL et al.[85]對龍王 堿性花崗巖做了詳細的研究。陸松年等[34]針對龍王 堿性花崗巖開展SHRIMP鋯石U-Pb法測試工作，獲得鋯石207Pb/206Pb表面年齡平均值1 625±16 Ma，是與華北燕遼裂陷槽內(nèi)大紅峪火山巖同期的巖漿事件。表征了華北克拉通南緣長城紀期間發(fā)生的大規(guī)模裂解事件群中最晚期的一次堿性巖漿活動。包志偉等[84]和Wang et al.[85]以LA-ICP-MS鋯石U-Pb法分別獲得龍王 堿性花崗巖形成時代為1 602±6 Ma和1 616±20 Ma，與陸松年等[34]獲得的SHRIMP鋯石U-Pb年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致。

1.3.3 泰山紅門輝綠巖墻

紅門期輝綠巖墻出露于泰山風(fēng)景名勝區(qū)紅門景區(qū)內(nèi)。紅門景區(qū)發(fā)育兩條輝綠巖墻，一條走向NE，出露長度15 km以上，另一條走向近NNW（N偏W10°左右），出露長度10 km以上，寬20～40 m，直立，走向上平直，切穿了中天門期英云閃長巖、石英閃長巖和二長花崗巖等。輝綠巖墻新鮮表面暗綠色，風(fēng)化面褐黃色，在泰山紅門一帶寬約40 m，而且形成比較罕見的“桶狀構(gòu)造”，被稱之為“醉心石”，并成為泰山地質(zhì)旅游的著名景點之一。巖石具有輝長輝綠結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，由蝕變斜長石（55%～60%）、輝石（40%±）和少量石英（＜5%）組成，副礦物主要為磁鐵礦和磷灰石。礦物粒徑0.2～4 mm。斜長石呈半自形-自形板狀、長板狀，具較強簾石、絹云母化。輝石呈淺褐色柱狀，有的被陽起石交代，分布于斜長石格架間。石英呈它形粒狀充填斜長石和輝石粒間。陸松年等[37]對從該輝綠巖中分選出的斜鋯石開展了同位素稀釋熱電離質(zhì)譜（ID-TIMS）法U-Pb同位素測年，獲得了全部5個點的206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為1 621.1±8.8 Ma。相振群等[38]利用二次離子探針質(zhì)譜（SIMS）開展了斜鋯石U-Pb同位素測年，全部28個點的207Pb/206Pb表面年齡加權(quán)平均值為1 632.4±4.2 Ma（95%置信度，MSWD=1.02，2σ），而諧和度相對較好的26個點（不包括諧和度分別為114和115的兩個點）的諧和年齡為1 632.7±8.6 Ma（95%置信度，MSWD=0.061，2σ），二者在誤差范圍內(nèi)完全一致。SIMS法結(jié)果與前述ID-TIMS法結(jié)果在誤差范圍內(nèi)完全一致。

1.4 1.33～1.30 Ga巖漿事件群

目前在華北克拉通之上發(fā)現(xiàn)的1.33～1.30 Ga巖漿事件主要為燕遼裂陷槽東段侵入到下馬嶺組、鐵嶺組、霧迷山組與高于莊組的輝綠巖墻、巖床[40-42，87-88]，商都-化德花崗巖[41]，康保二長花崗巖[33]，以及白云鄂博火成碳酸巖[43-45]（表4）。

表4 華北克拉通1.33～1.30 Ga巖漿事件群Tab.4 1.33～1.30 Ga magmatic events of the North China Craton

1.4.1 燕遼裂陷槽東段侵入到中元古界地層中的輝綠巖墻

該期輝綠巖墻在冀東、遼西等地的下馬嶺組、鐵嶺組、霧迷山組與高于莊組地層里分布比較廣泛[40-42，87-88]，一般順層面侵入，輝綠巖墻出露寬度不一，小的一般1 m以下，寬的十幾米到幾十米。輝綠巖墻巖石球形風(fēng)化特征明顯，粗中粒輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，風(fēng)化面成土黃色，新鮮面灰綠色。李懷坤等[40]首先在寬城獲得侵入下馬嶺組基性巖床斜鋯石IDTIMSU-Pb同位素年齡1 320±6 Ma。隨后，Zhang et al.[41-42，87]；Zhu et al.[88]先后在寬城、下板城、平泉、凌源、朝陽、義縣等地獲得10余組侵入到下馬嶺組、鐵嶺組、霧迷山組與高于莊組輝綠巖墻年齡數(shù)據(jù)，主要集中在1 330～1 300 Ma之間（表4）。

1.4.2 康保-商都-化德花崗巖

康保-商都-化德花崗巖主要出露在康保-商都-化德交界地區(qū)玻璃忽鏡、牛家坊、蘆家營、小英圖、吳家地等地出露。出露規(guī)模不大，一般在低緩的山坡上突兀出現(xiàn)，地形上便于觀察，巖石具明顯的球狀風(fēng)化特征，略具片麻理。巖石中有微粒暗色包體出現(xiàn)，并被后期的中細?；◢徺|(zhì)脈體侵入。Zhang etal.[41]報道了化德-商都之間玻璃忽鏡與牛家坊1 320～1 335 Ma花崗巖，相振群[33]獲得小英圖、吳家地附近二長花崗巖鋯石MC-LA-ICP-MSU-Pb年齡為1 335±4 Ma。

1.4.3 白云鄂博火成碳酸巖

白云鄂博火成碳酸巖侵位于白云鄂博群各層位以及基底雜巖中，并主要圍繞礦區(qū)的主、東礦分布，西礦也有零星出露，其規(guī)模普遍不大，出露最長的約200 m左右,最短的只有5.5 m,出露寬度為0.5～4.44 m不等,多數(shù)巖墻的傾角近于直立[89]。王凱怡等[90]將碳酸巖墻分為白云石型和白云石-方解石共存型和方解石型等三種類型，還認為白云石型和白云石-方解石共存型對應(yīng)于早期巖漿階段，方解石型對應(yīng)于碳酸巖漿演化的晚期熱液階段，稀土含量很高的方解石型巖墻與白云鄂博主要稀土礦化期有關(guān)。針對白云鄂博火成碳酸巖侵位與礦化時代，前人開展了諸多的同位素年代學(xué)工作[89-101]，最新的同位素年代學(xué)資料表明，白云鄂博火成碳酸巖可能形成于1.30 Ga前后[43-45]。

朱祥坤等[43]結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、礦床特征，系統(tǒng)地分析了前人的年代學(xué)研究成果，尤其對白云鄂博礦床的Sm-Nd同位素體系進行了深入的分析和討論，認為白云鄂博碳酸巖墻的形成時間約為1.30 Ga。Zhang et al.[44]則成功地從白云鄂博礦區(qū)東部富稀土鈮的火成碳酸巖中分選出大量的同巖漿期結(jié)晶的鋯石，LA-ICP-MSU-Pb定年獲得的均一208Pb/232Th年齡為1 301±12 Ma，進一步說明白云鄂博火成碳酸巖形成于1.30 Ga左右。

1.5 1.23～1.20 Ga巖漿事件

近年來，諸多學(xué)者[102-105]相繼在華北克拉通東緣的榆樹砬子群、蓬萊群、土門群沉積地層發(fā)現(xiàn)約1.3～1.0 Ga的碎屑鋯石。除此之外，裴福萍等[46]報道了吉林通化地區(qū)輝綠巖墻LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡為1 244±28 Ma，Wang et al.[47]報道了建平-青龍等地的基性巖墻年齡為1 208～1 231 Ma，Peng et al.[48]報道山東沂水輝長巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為1 209±6 Ma，我們獲得了灤南杜蒿坨一帶的第四系覆蓋區(qū)的基性輝長輝綠巖體斜鋯石SIMS法Pb-Pb同位素年齡為1 228.3±4.0 Ma[33]。證實了在華北克拉通東部地區(qū)約1 230 Ma時期的巖漿事件分布規(guī)模進一步擴大。最近，李懷坤獲得沂水牛心官莊附近的輝長巖鋯石SHRIMPU-Pb207Pb/206Pb年齡為1 216±5 Ma，斜鋯石207Pb/206Pb表面年齡加權(quán)平均值為1 219.5±4.4 Ma①李懷坤，張健，田輝，等.中國及鄰區(qū)中、新元古代地層格架和大地構(gòu)造研究子項目成果報告，天津地質(zhì)調(diào)查中心，2019.。進一步擴大了這一時期的巖漿事件群的分布范圍。

表5 華北克拉通1.23～1.20 Ga巖漿事件群Tab.5 1.23～1.20 Ga magmatic events of the North China Craton

2 華北克拉通中元古代巖漿事件群相關(guān)問題討論

前人針對這些中元古代巖漿事件群，開展了巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)、同位素示蹤、地球物理等各方面的研究工作，對這些事件群相關(guān)問題進行了討論，目前爭論較大的主要集中在以下幾個問題上，對這些問題認識的不同，直接影響著對華北克拉通中元古代早期巖漿事件群性質(zhì)與構(gòu)造屬性的判別。

2.1 哥倫比亞超大陸裂解時限

華北克拉通屬于哥倫比亞超大陸的組成部分[6，17，32，36，41，106-112]，在古元古代造山及中元古代裂解事件群的性質(zhì)、特點和時代等特征上，華北克拉通與北美、西伯利亞和西北歐的古老克拉通有更大的相似性。Zhao et al.[106]、Roger and Santosh[107]、Ernst et al.[108]等認為哥倫比亞超大陸的裂解可能開始于16億年，但大規(guī)模裂解發(fā)生在14～12億年；陸松年等[6]、翟明國等[118]為代表的學(xué)者認為1.77 Ga前后的基性巖墻群、熊耳地區(qū)火山巖為華北克拉通化以后的初始裂解的標志；侯貴廷[17]甚至認為1.85 Ga的時候，華北克拉通已經(jīng)開始裂解。華北、澳大利亞、勞倫、剛果-圣弗朗西斯科等克拉通的初始裂解時間比其他塊體要早[111-114]，在東歐克拉通Fennoscandian和Ukrainian地盾中的的斜長巖-環(huán)斑花崗巖雜巖體等非造山巖漿組合則比華北克拉通出現(xiàn)的晚[107]。因此，哥倫比亞超大陸裂解事件在不同的克拉通之上啟動的時間有先后，巖漿事件群的發(fā)育具有穿時性，而關(guān)于超大陸最終裂解的時間，Zhang et al.[42]曾認為1.32～1.32 Ga的基性巖墻與花崗巖代表了哥倫比亞超大陸末次裂解的時間，后來，張拴宏和趙越[45]、Zhang et al.[87]提出燕遼裂陷槽1.33～1.30 Ga的基性巖墻構(gòu)成基性大火成巖省，與其他同期的巖漿事件一起，代表了哥倫比亞超大陸裂解過程中的一次重要事件。侯貴廷等[17]認為1.30～1.20 Ga哥倫比亞超大陸最終裂解事件，Wang et al.[115]認為西澳伊爾崗地塊之上的1.21 Ga基性巖墻指示了哥倫比亞超大陸末次裂解事件，隨后，Pisarevsky et al.[116]發(fā)表文章認為1.30～1.05 Ga是哥倫比亞超大陸末次裂解到羅迪尼亞超大陸匯聚的過渡時間（Transitional time）。Ernst et al.[108]將1.30～0.90 Ga劃歸為羅迪尼亞超大陸的匯聚時限。翟明國等[30]華北克拉通自1 800 Ma至新元古代時期，一直處于“一拉到底”的構(gòu)造環(huán)境。綜合以上，我們認為，華北克拉通之上發(fā)育的1.33～1.30 Ga、1.23 Ga的巖漿事件群代表了哥倫比亞超大陸晚期裂解事件記錄。至少在1.20 Ga以后，全球才進入下一個超大陸匯聚的時期。

2.2 熊耳群火山巖的性質(zhì)及構(gòu)造屬性

熊耳群火山巖與同時期的基性巖墻一起，構(gòu)成華北克拉通中元古代早期規(guī)模最大，分布最廣的巖漿事件群。盡管有地質(zhì)學(xué)家提出其產(chǎn)出于造山后或者同造山的構(gòu)造環(huán)境[12，117-119]，但是更多的學(xué)者認為其產(chǎn)出于陸內(nèi)非造山環(huán)境[6，18，21，32，36，120-123]。

熊耳群在華北克拉通南緣，從熊耳山、確山、澠池、一直到山西中條、陜西藍田、霸源等地都有分布，南北寬度最大超過300 km，東西出露長度近400 km，分布規(guī)模巨大，沉積的火山巖地層厚度達幾千米，火山巖系中具有河湖相沉積夾層，而且其上又被連續(xù)、整齊、厚層的汝陽群、洛峪群覆蓋，幾乎未遭受變質(zhì)變形。盡管Zhao GCet al.[118]根據(jù)火山巖地球化學(xué)特點認為熊耳群火山巖具有鈣堿性特點，形成于大陸邊緣弧環(huán)境，不具板內(nèi)裂解特點。但趙太平等[123]認為“熊耳群火山巖表現(xiàn)出的島弧型地球化學(xué)親緣性是繼承于其陸下巖石圈富集地幔，反映的是早期俯沖帶組分的改造，熊耳群火山巖是在大陸基底上的拉張背景下噴溢形成的”。同時華北克拉通中部晉冀蒙巖墻群具有放射狀幾何學(xué)形態(tài)，巖墻個體的特征也不同于造山帶巖墻的特征，與熊耳群火山巖系構(gòu)成了一個大火成巖省[16，18，20]。因此，熊耳群火山巖與同時期的基性巖墻群，是陸內(nèi)非造山巖漿活動的產(chǎn)物[6，18，21，32，36，120-123]，為華北克拉通化以后的初始裂解的標志，華北克拉通之上三大裂陷槽在這之后逐步打開，并接受了巨厚層的中-新元古代沉積。

2.3 華北克拉通AMCG及相關(guān)巖石構(gòu)造環(huán)境

中元古代AMCG巖石組合在全球廣泛分布，主要呈線狀在古老克拉通的邊緣或內(nèi)部發(fā)育。具有張性的大陸裂谷環(huán)境，是誘發(fā)玄武質(zhì)巖漿產(chǎn)生底侵作用的最佳地質(zhì)背景。Sharkov[124]認為東歐克拉通的斜長巖-環(huán)斑花崗巖雜巖體形成于造山帶穩(wěn)定以后，是增厚地殼板內(nèi)巖漿活動的產(chǎn)物，提出由于地幔柱頭部熱源引起的上地殼的雙層巖漿房，巖漿房內(nèi)基性和酸性巖漿層的長期共存導(dǎo)致：（1）一些由于地殼混染的基性巖漿富SiO2和Al2O3，導(dǎo)致了斜長石和斜長巖堆晶體的形成；（2）Na擴散進入基性巖漿，K擴散進入硅質(zhì)巖漿，導(dǎo)致了富鉀花崗巖的出現(xiàn)；（3）均一的同位素組成；（4）花崗巖中特殊的環(huán)斑結(jié)構(gòu)。解廣轟[24]對大廟斜長巖-密云環(huán)斑花崗巖的巖石學(xué)和地球化學(xué)特征進行了詳細總結(jié)和論述，并且認為華北克拉通之上以斜長巖-環(huán)斑花崗巖為主的AMCG巖石組合與大陸地殼在伸展-裂解構(gòu)造體制下導(dǎo)致的底侵作用有關(guān)系。一些學(xué)者[5-6，14，25-28，32，51，73，80，124]也認為華北克拉通北緣以AMCG巖石組合為代表的1.72～1.67 Ga巖漿事件群，產(chǎn)出與陸內(nèi)非造山環(huán)境，并與哥倫比亞超大陸聚合后的裂解相聯(lián)系[36]。

Zhang et al.[75],Liu et al.[77],Wang et al.[78]認為華北北緣的AMCG巖石組合產(chǎn)出于后碰撞或后造山的伸展環(huán)境，主要的依據(jù)來自地球化學(xué)數(shù)據(jù)所顯示的Nb-Ta等高場強元素的虧損和大離子親石元素的富集等“島弧地球化學(xué)特征”，并認為該期巖漿活動與古元古代末期華北克拉通西部陸塊向東部陸塊俯沖有關(guān)。但是，越來越多的資料表明，AMCG巖石組合在華北克拉通上不僅僅局限于密云、赤城、承德大廟幾個地區(qū)，區(qū)域上，在華北北緣由東往西，從建平、經(jīng)平泉、大廟、澇洼、密云、赤城等地一直到包頭固陽地區(qū)，區(qū)域上存在一條長約1 000 km的1.70 Ma左右的非造山巖漿巖帶，這條非造山巖漿巖帶是橫穿了趙國春等所劃分的“東部陸塊、中央造山帶、西部陸塊”，因此，華北北緣的AMCG巖石組合也就不可能是“古元古代末期華北克拉通西部陸塊向東部陸塊俯沖”的產(chǎn)物。除此之外，越來越多的同期輝綠巖墻等也在華北克拉通內(nèi)部被發(fā)現(xiàn)，該期巖漿事件群的分布范圍越來越大，因此，華北克拉通北緣以AMCG巖石組合為代表的1.72～1.67 Ga巖漿事件群，是陸內(nèi)非造山環(huán)境下，哥倫比亞超大陸裂解作用的產(chǎn)物。

2.4 大紅峪組火山巖的構(gòu)造環(huán)境

針對1.62～1.63 Ga的巖漿事件的性質(zhì)，很多地質(zhì)學(xué)家進行了討論。大紅峪組火山巖發(fā)育于燕遼裂陷槽中，該裂陷槽是呂梁運動之后在華北克拉通基底拉張作用下產(chǎn)生的裂谷系統(tǒng)（王鴻禎等，1985）。根據(jù)大紅峪火山巖噴發(fā)不整合覆于海相沉積物之上，說明該區(qū)裂谷從常州溝期就已開始出現(xiàn)了。還有在團山子組白云巖層面發(fā)育的大型沖刷面，其上常見的白云巖礫石疊瓦狀的排列，并構(gòu)成單向斜層理，進而表明在古風(fēng)化殼上有陸相的單向水系存在，也是裂谷發(fā)育的標志之一，據(jù)此可以推斷該裂谷發(fā)育早于地幔上隆和火山噴溢作用，同時表明該裂谷屬被動型裂谷或?qū)儆谪舱哿压认怠４蠹t峪火山巖屬夭折的、被動裂谷型弱火山作用的產(chǎn)物，形成于陸內(nèi)裂谷構(gòu)造環(huán)境。Lu et al.[5，36]、陸松年等[6，37]、郁建華等[28]也一直把大紅峪組火山巖與同期發(fā)育的華北克拉通南緣龍王 堿性花崗巖、魯西泰山紅門輝綠巖墻等視為華北克拉通長城紀的第三次裂解事件群。

最近，Wang et al.[125]根據(jù)地球化學(xué)特征認為大紅峪火山巖可能與后造山環(huán)境下的陸殼物質(zhì)的拆沉作用有關(guān)。但是胡俊良等[126]也曾針對大紅峪組火山巖開展地球化學(xué)工作，認為盡管大紅峪組火山巖在地球化學(xué)特征上顯示富集輕稀土（LREE）和大離子親石元素（LILE）（如Rb、Ba、K等）、貧高場強元素（HFSE）Th、Zr、Hf、HREE等和弱的Nb、Ta虧損等微量元素特征，只是說明火山巖繼承了受俯沖交代作用改造的源區(qū)特征，并不指示火山巖的形成環(huán)境為島弧環(huán)境，源區(qū)巖漿中有部分OIB相似地幔源成分加入,其深部地球動力學(xué)過程可能與地幔柱作用有關(guān)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景以及巖石組合類型，大紅峪組火山巖的構(gòu)造環(huán)境仍形成于板內(nèi)裂谷環(huán)境。張健等[39]也通過長城系大紅峪組、團山子組堿性玄武質(zhì)巖和侵入串嶺溝組基性巖脈巖漿起源與源區(qū)特征、動力學(xué)背景與構(gòu)造含義的分析，提出巖漿事件應(yīng)與哥倫比亞超大陸裂解有關(guān)。我們贊同并支持這樣的認識，地球化學(xué)特征不能作為構(gòu)造環(huán)境判別的唯一標準，而更應(yīng)該尊重區(qū)域地質(zhì)背景、地質(zhì)產(chǎn)狀、巖石類型、礦物組合特點，以及沉積盆地內(nèi)沉積演化的特點。

2.5 中元古代晚期巖漿事件群構(gòu)造環(huán)境

從已有的資料看，1.33～1.30 Ga巖漿事件群、1.23～1.20 Ga的巖漿事件群在華北克拉通分布范圍較大、但是規(guī)模都相對較小，這些巖漿事件群具有板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境特征，都是拉張背景下的產(chǎn)物。侯貴廷等[17]曾認為1.30～1.20 Ga是哥倫比亞超大陸最終裂解時期。華北克拉通之上發(fā)育的1.23～1.20 Ga的巖漿事件群代表了哥倫比亞超大陸末次裂解事件記錄。至少在1.20 Ga以后，全球構(gòu)造體制又發(fā)生變化，進入下一個超大陸匯聚的時期。

需要注意的是，不論1.33～1.30 Ga巖漿事件群，還是1.23～1.20 Ga的巖漿事件群，都具有全球?qū)Ρ刃?，Zhang et al.[87]提出燕遼裂陷槽1.33～1.30 Ga的基性巖墻構(gòu)成基性大火成巖省，并且認為與北澳大利亞McArthur盆地內(nèi)1.32 Ga Derim Galiwinku基性大火成巖省有明顯的相似性，提出華北克拉通東北部與北澳大利亞克拉通北部曾經(jīng)相鄰。同樣華北克拉通之上1.23～1.20 Ga的基性巖墻與西澳伊爾崗地塊之上的1.21 Ga基性巖墻[115]也具有可比性。

3 中元古代巖漿事件群重大地質(zhì)意義

中元古代在長達近2.0 Ga的元古宙三個“代”中是承上啟下的一個時代，它的演化歷史既有別于古元古代，又有別于新元古代。Cawood and Hawkesworth[127]將這一段時期稱為“地球中年期”（Earth，s middle age）。從全球構(gòu)造演化看，這一時期沒有大規(guī)模的造山作用，沒有與匯聚作用有關(guān)的大規(guī)模的熱-構(gòu)造活動，也沒有反映“雪球事件”的大規(guī)模冰成巖的發(fā)育，但是與哥倫比亞超大陸裂解作用相關(guān)的多期巖漿事件大量存在（圖4）。

中元古代時期，華北克拉通至少有五期與超大陸裂解作用有關(guān)的侵入巖漿事件群，以及多期的火山作用記錄，多期侵入巖漿事件群與火山作用記錄都具有全球構(gòu)造對比意義。中元古代伊始，隨著哥倫比亞超大陸的逐步裂解，在華北、勞倫、澳大利亞、剛果-圣弗朗西斯科、西伯利亞、東歐等全球主要的克拉通內(nèi)部除了發(fā)育了大量的裂陷盆地，接受巨量沉積之外，還都發(fā)育了一系列陸內(nèi)裂解火山巖、非造山花崗巖和基性巖墻群等與超大陸裂解有關(guān)的巖漿事件群，意味著這一階段的拉張裂解事件是全球性的，并具有相當(dāng)?shù)膹姸取２⒁驯辉絹碓蕉嗟淖C據(jù)證實[5-6，10，87，111，113]。

圖4 哥倫比亞超大陸裂解事件群在主要古老克拉通上的分布柱狀圖（據(jù)參考文獻[113]）Fig.4 Histogram of the distribution of the Columbia supercontinent breakup events on the ancient Cratons,modified after Ernst et al.

也曾經(jīng)因為少有被動大陸邊緣的巖石記錄[128]、冰川沉積記錄[129]、鐵建造記錄[130]、磷酸鹽沉積，以及海水中的Sr同位素[131]與碎屑鋯石中的εHf(t)[132]無明顯異常等原因，一些地質(zhì)學(xué)家將包括中元古代（1.80～1.00 Ga）在內(nèi)的1.85～0.85 Ga階段稱為大氣氧的“boring”時期。但實際上，除上述巖漿事件之外，近年來，諸多研究者又分別在華北克拉通燕遼裂陷槽、豫陜裂陷槽、渣爾泰山-白云鄂博裂陷槽的中元古界地層中的多個層位發(fā)現(xiàn)了大量的斑脫巖或者凝灰?guī)r的夾層，并獲得多個精確的同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)[133-142]（表6），這為重新厘定華北克拉通中元古界年代地層格架提供了進一步約束。華北克拉通在中元古代時期也是疊層石生長發(fā)育的最繁盛的古老克拉通之一。最近，燕遼裂陷槽中元古代高于莊組中的多細胞真核生物群[143]的發(fā)現(xiàn)、距今約15.7億年前地球發(fā)生的氧化事件[144]以及中元古代高于莊期碳同位素多期次負漂移、霧迷山組底部碳同位素正漂移等化學(xué)地層研究報道[145]，則改變了以往的認識，華北克拉通具有全球?qū)Ρ纫饬x的巖漿事件群與碳質(zhì)宏觀化石生物群、中元古代氧化事件進一步證明了中元古代時期不是枯燥的、無趣的。

4 結(jié)論

（1）從全球構(gòu)造演化看，中元古代時期，沒有大規(guī)模的造山作用，沒有與匯聚作用有關(guān)的大規(guī)模的熱-構(gòu)造活動，也沒有反映“雪球事件”的大規(guī)模冰成巖的發(fā)育，但是與哥倫比亞超大陸裂解作用相關(guān)的多期巖漿事件大量存在，華北克拉通在這一時期發(fā)育了5期巖漿事件群。

表6 華北克拉通中元古界地層中的凝灰?guī)r夾層Tab.6 Tuff intercalations in the Mesoproterozoic strata of the North China Craton

（2）華北克拉通中元古代時期巖漿事件群具有幕式裂解的特點，約1.80～1.77 Ga巖漿事件群標志著華北克拉通的初始裂解，在這之后華北克拉通三大裂陷槽逐步打開；1.72～1.67 Ga，1.63～1.62 Ga巖漿事件群則是華北克拉通在中元古代早期持續(xù)裂解的具體體現(xiàn)，它們代表了哥倫比亞超大陸早期裂解的巖漿事件記錄；1.33～1.30 Ga期間以及1.23～1.20 Ga的巖漿事件群則可能代表了哥倫比亞超大陸的晚期裂解事件。

（3）華北克拉通具有全球?qū)Ρ纫饬x的巖漿事件群與碳質(zhì)宏觀化石生物群、中元古代氧化事件、碳同位素的漂移，進一步證明了中元古代時期地球演化的多樣性，中元古代時期不再是枯燥的、無趣的。

致謝：本文第一作者作為陸松年先生的學(xué)生與其一起工作多年，在工作、學(xué)習(xí)過程中一直得到先生的教導(dǎo)，對先生的感激之情無以言表。在陸先生80壽誕之際，謹祝先生身體健康，福壽綿長。感謝張健在成文過程中的幫助！