2017, Vol. 33
2. 山西省地质调查院, 太原 030006
2. Shanxi Institute of Geological Survey, Taiyuan 030006, China
英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩(TTG)是彼此间具有成因联系的一套岩石，为太古宙大陆地壳的主要成员，~90%的初始陆壳由TTG岩系构成(张旗和翟明国, 2012; Moyen and Martin, 2012)。因此，研究TTG的岩石成因和构造环境可以为早期地壳形成与演化过程及动力学机制提供重要信息(Condie, 2005)。
华北克拉通TTG岩石分布极广，主要发育在阜平-五台-恒山、胶东-鲁西、冀东-辽西、阴山、鞍本-和龙等地区，是华北克拉通早前寒武纪变质基底的重要组成部分。与世界其他克拉通以~2.7Ga岩浆活动为主要活动期不同，在华北克拉通则显示~2.5Ga非常活跃的岩浆作用，以TTG的广泛发育为特征(耿元生等, 2010; Yang et al., 2013)。针对华北克拉通早前寒武纪的构造格局，主要有以下两种主流观点：(1) 华北克拉通于~2.5Ga完成克拉通化，以微陆块拼合的“五台运动”为标志(卢良兆等, 1996; 李江海等, 2000)。到古元古代末期，区域上伸展运动形成的基性岩墙群、非造山岩浆活动等代表的“吕梁运动”则是对太古宙-古元古代早期形成的刚性地壳的破坏，是克拉通的活化(翟明国等, 2001; 翟明国, 2004; Zhai and Liu, 2003)；(2) 华北克拉通基底在太古宙末尚未完全固结，仍存在残留盆地(马杏垣，1989)，后期可能在古元古代出现裂谷和弧-陆碰撞，直到~1.9Ga完成克拉通化(马杏垣等, 1987; 孙大中等, 1991; 白瑾, 1993; 吴昌华, 2007)。而“吕梁运动”(~1.8Ga)使东部陆块和西部陆块沿中部造山带碰撞拼合(Zhao et al., 2001, 2002)。由此看来，华北克拉通太古宙末构造格局仍未有定论，新太古代末期是垂向的地壳增生，亦或是微陆块拼贴的水平增生板块构造模式，还没有确切的结论。山西云中山地区早前寒武纪变质基底发育，是揭示新太古代五台杂岩和古元古代吕梁杂岩构造关系的关键部位，区内TTG岩石分布较广，岩石类型完整，前人对该区TTG岩石尚未做过系统的地球化学和年代学研究。本次工作，我们以该区TTG岩石为研究重点，拟通过详细的岩石学、岩相学、地球化学和年代学的研究，来探讨TTG岩石的成因和构造环境，进而为华北克拉通新太古代地壳增生、构造格局演化以及华北克拉通的基底构造单元划分提供重要约束。
2 区域地质背景及岩石学特征云中山地区位于五台山区与吕梁山区之间，以发育古元古代末期云中山花岗岩而著称。大地构造位置属于Zhao et al. (2005)所划分的华北克拉通中部带的中段(图 1)，是研究华北克拉通早前寒武纪构造演化的关键部位，其东侧为五台杂岩，以发育太古宙花岗岩-绿岩带为特征；西侧为吕梁杂岩，以发育古元古代岩浆作用为特征。因此，云中山地区早前寒武纪变质地质体的研究对厘定五台杂岩和吕梁杂岩的构造关系具有重要的意义。本次工作主要在云中山南部展开。区内早前寒武纪地质体主要由新太古代五台群金刚库岩组和庄旺岩组、界河口群、古元古代的变质表壳岩和花岗岩类组成，地质体呈北东东向展布，韧性剪切构造发育，并发育古元古代末的花岗伟晶岩脉。金刚库岩组和庄旺岩组主要分布于娑婆乡和后河堡一带，界河口群分布于三交镇一带。1:5万三交村幅将三交镇一带的变质表壳岩都归入界河口群奥家滩岩组，将其时代置于新太古代，并根据岩石组合将其划分为变粒岩段、云母片岩段、石英岩段和角闪岩段(山西地质调查院, 2013①)。项目组自2012年开始在三交镇地区开展调查工作，并于2015年完成100km2的1:5万专题填图，将区内的变质表壳岩(原界河口岩群)划分为两部分，一部分属新太古代(Ar3Y)，呈残留体保存在新太古代眼球状花岗闪长质片麻岩中，主要岩石类型包括：斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、含石榴黑云(二云)变粒岩(片岩)、石英岩等，岩石中普遍发育一组向西南(240°左右)倾斜(20°~40°)的拉伸线理，可与五台群金刚库岩组对比。另一部分归属古元古代(Pt1qz)，与围岩呈韧性剪切构造接触或被古元古代晚期侵入体分隔，主体为一套石英岩、长石石英岩、含磁铁矿变粒岩、含磁铁浅粒岩、二云片岩、大理岩、斜长角闪岩组合，局部褶皱构造发育。岩石中可见较多的花岗质脉体，长石石英岩和变粒岩中常见石榴石呈条带状或团块状分布，大理岩也具有矽卡岩化特征，可能是后期岩浆热液作用的产物(图 1)，可大致与野鸡山群或岚河群对比，其形成时代应晚于~2.14Ga (田辉等, 2014)。
① 山西省地质调查院. 2013. 1:5万三交村幅地质图
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图 1 研究区大地构造位置(a, 据Zhao et al., 2005)和山西云中山南部地质图(b) 1-第四系沉积物；2-古元古代花岗伟晶岩；3-古元古代正长花岗岩；4-古元古代花岗岩；5-古元古代斑状花岗岩；6-新太古代黑云二长片麻岩；7-新太古代奥长花岗片麻岩；8-新太古代花岗闪长片麻岩；9-新太古代英云闪长质片麻岩；10-新太古代花岗片麻岩；11-古元古代石英岩；12-金岗库岩组；13-庄旺岩组；14-新太古代云中山变质表壳岩；15-韧性剪切带；16-采样点 Fig. 1 Tectonic location of studied area (a, after Zhao et al., 2005) and geological map of the southern of Yunzhong Mountain area, Shangxi (b) 1-Qh+Qp; 2-Paleroproterozoic granite pegmatite; 3-Paleroproterozoic syenogranite; 4-Paleroproterozoic granite; 5-Paleroproterozoic porphyritic granite; 6-Neoarchean Bi-monzonitic-gneiss; 7-Neoarchean trondhjemitic gneiss; 8-Neoarchean granodioritic gneiss; 9-Neoarchean tonalitic gneiss; 10-Neoarchean granitic gneiss; 11-Paleroproterozoic quartzite; 12-Jingangku Formation; 13-Zhuangwang Formation; 14-Neoarchean Yunzhong Mountain metamorphic supercrustal rocks; 15-ductile shear zone; 16-sample location |
研究区岩浆岩主要划分为两期，早期为新太古代TTG片麻岩和二长花岗质片麻岩，晚期为古元古代末期云中山后造山黑云母二长花岗岩和花岗伟晶岩。云中山花岗岩在研究区广泛发育，耿元生等(2004, 2006)在五寨县东南对芦芽山辉石石英二长岩进行SHRIMP锆石U-Pb测年，获得岩体成岩年龄为1794±13Ma，在宁武县堂儿上村北西对黑云母二长花岗岩进行锆石测年，得到其成岩年龄为1801±11Ma，二者都属于后造山花岗岩，代表古元古代末造山运动的结束。云中山地区新太古代TTG片麻岩和花岗质片麻岩的研究成果较少，仅在后河堡东的英云闪长片麻岩中获得了2499±9Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄(Zhao et al., 2008)，通常将其与恒山地区和阜平地区~2.5Ga的TTG片麻岩做对比，认为其为大陆边缘弧的产物。
研究区太古宙花岗质片麻岩岩石类型较齐全，见有英云闪长质片麻岩、奥长花岗质片麻岩、花岗闪长质片麻岩和二长花岗质片麻岩。因遭受古元古代晚期变形变质作用的影响，岩石普遍片麻理发育。古元古代晚期伟晶岩的侵入破坏了岩体的整体性。在片麻岩内部可见一些新太古代的云母片岩、斜长角闪岩等残留体。
奥长花岗质片麻岩：新鲜面呈现青灰色，变余中细-细粒花岗结构，块状构造。主要组成矿物有钾长石、斜长石、石英和黑云母。钾长石呈他形粒状，粒度~0.5mm，表面较为干净，少部分发生轻微高岭土化，含量5%。斜长石呈近半自形板状-他形粒状，粒度0.5~2.0mm，聚片双晶、环带发育，部分被钾长石交代具交代净边结构，部分被乳滴状石英交代，杂乱分布，含量60%。石英呈他形粒状，粒度0.2~2.0mm，具波状、带状消光，亚颗粒发育，杂乱分布，含量30%。黑云母呈鳞片-叶片状，大小0.5~2.0mm，褐色，弱定向分布，含量5%~10%(图 2a)。
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图 2 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩的岩相学特征 (a)奥长花岗质片麻岩；(b)英云闪长质片麻岩；(c)花岗闪长质片麻岩；(d)二长花岗片麻岩.正交偏光下.Pl-斜长石；Qtz-石英；Kfs-钾长石；Bi-黑云母；Hb-角闪石 Fig. 2 Petrography of the TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi (a) trondhjemitic gneisse; (b) tonalitic gneisse; (c) granodioritic gneisse; (d) monzogranitic gneisse. Under perpendicular polarized light. Pl-plagioclase; Qtz-quartz; Kfs-K-feldspar; Bi-biotite; Hb-hornblende |
英云闪长质片麻岩：新鲜面灰白色，片麻理发育，片麻状构造，细粒结构。主要组成矿物为斜长石、钾长石、石英、黑云母。斜长石呈半自形板柱状至他形粒状，粒径0.2~1.5mm，表面略显浑浊，发生轻微土化，发育聚片双晶，斜消光，含量60%；钾长石主要为微斜长石和正长石，呈他形粒状，粒径0.2~1mm，表面略显浑浊发生轻微土化，微斜长石发育格子双晶，含量10%；石英呈他形粒状，粒径0.2~1mm，波状消光，含量25%；黑云母呈长条状，大小0.2~1mm，含量5%(图 2b)。
花岗闪长质片麻岩：岩石风化强烈，风化面呈现土黄色，片麻理和线理均较为发育，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造，主要组成矿物有斜长石、石英、黑云母、钾长石和角闪石。斜长石、钾长石呈他形粒状，粒度多0.2~0.5mm，少量0.5~1.0mm，晶内多嵌布石英晶粒，长轴定向分布。其中斜长石聚片双晶、环带发育，轻绢云母化，含量45%；钾长石主为正长石，具高岭土化，含量5%；石英呈他形粒状，部分与斜长石混杂，粒度0.2~1.0mm；部分相对富集呈条带状，大小1~3mm；部分大小2.5~4mm，零散分布，含量20%；黑云母呈鳞片-叶片状，0.3~1.0mm，暗褐色，部分变为绿泥石，相对富集呈条纹状、条带状定向分布，含量25%；角闪石呈柱状，长轴多定向，粒度一般0.2~2.0mm，少量2.0~5.0mm；集合体定向排列，多色性明显，局部被黑云母穿插状交代，含量5%(图 2c)。
二长花岗片麻岩：岩石风化强烈，风化面呈现土黄色，片麻理发育，钾长石斑晶较大，呈现“似斑状”结构，块状构造，岩石主要由钾长石、斜长石、石英和黑云母组成。钾长石呈他形粒状，主为微斜长石，大小主为1~3mm，3~6mm少量，部分晶内嵌布石英、斜长石、黑云母，部分被乳滴状石英交代，杂乱分布，含量35%；斜长石呈近半自形板状、他形粒状，大小多为0.5~2.0mm，2.0~3.0mm次之，聚片双晶发育，与钾长石接触处被钾长石交代具交代蠕虫结构、交代净边结构，杂乱分布，含量40%；石英呈他形粒状，粒度多为0.5~2.0mm，2.0~5.0mm次之，多具波状、带状消光，杂乱分布，含量20%；黑云母呈鳞片-叶片状，大小0.2~1.0mm，暗褐色，零散定向分布，含量5%(图 2d)。
3 分析测试方法本文样品处理在河北省区域地质矿产调查研究所完成。对采集的14件化学分析样品首先严格去除表皮，清洗干净，将样品在颚式破碎机上进行粗碎，用蒸馏水洗净烘干后，再用玛瑙研钵研磨至200目以下。主量元素和微量元素的分析测试均在天津地质矿产研究所完成，主量元素采用X射线荧光光谱法(XRF)测试，分析精度优于3%，FeO采用湿化学法分析。微量元素和稀土元素使用ICP-MS测试，分析精度和准确度高于5%。
测年样品的锆石分选是首先用常规方法进行粉碎，并用浮选和电磁选方法进行分选，最后在双目镜下选出锆石。锆石制靶、阴极发光照相均在天津地质矿产研究所实验室完成。制靶的具体步骤参见宋彪等(2002)。通过在反射光和透射光下的观察，加以CL图像反映的锆石内部结构，选择自形程度较好，板片状的锆石，并且避开锆石中的裂隙、包裹体和杂质，从而确定锆石的测点。
本次研究的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年测试分析在天津地质矿产研究所同位素实验室完成。分析所用的LA-MC-ICP-MS由New Wave的193nm激光剥蚀系统和Thermo Fisher的Neptune多接收等离子体质谱仪组成。本次分析的激光剥蚀斑径为35μm，频率为8Hz，能量为5mJ。分析时采用GJ-1作为年龄外标，NIST610作为元素含量外标。数据处理采用中国地质大学(武汉)刘勇胜教授开发的ICPMSDataCal程序(Liu et al., 2010)，最后用Ludwig的Isoplot 3.0程序(Ludwig, 2003)对锆石年龄作图。锆石Hf同位素分析是利用西北大学大陆动力学国家重点实验室的LA-MC-ICP-MS完成的，其中LA (激光剥蚀系统为器)为澳大利亚ASI公司生产的RESOlution M-50 193nm准分子激光剥蚀系统，相关计算中锆石的U-Pb年龄选择207Pb/206Pb年龄，相关计算公式具体参考吴福元等(2007)。
4 岩石地球化学特征对所采集的14件岩石样品进行了主量元素以及稀土和微量元素的测试，详细分析结果及各类参数见表 1。
4.1 主量元素按照冯艳芳等(2011)提出的判别TTG的方法，经岩石类型(TAS，图 3)判别和CIPW标准矿物计算，样品在An-Ab-Or分类图解中(图 4)基本都落在TTG区域，是一套完整的TTG系列岩石，另有3个样品落在花岗岩区域(图 4)。落在花岗岩区域的岩石都为二长花岗岩，钾长石含量较高。有6个样品落在奥长花岗岩区域，奥长花岗质片麻岩总体表现为高SiO2(69.82%~73.54%)、富Na2O (4.19%~5.16%)、高CaO (1.45%~3.03%)的特征，Na2O/K2O为1.43~2.99，铝饱和指数(A/CNK)为1.00~1.03，属富钠弱过铝质系列岩石。英云闪长质片麻岩的特征与奥长花岗质片麻岩基本相似，但CaO含量更高(3.24%~3.96%)，且Na2O/K2O更高(2.82~3.35)。花岗闪长质片麻岩SiO2(61.23%~61.97%)含量相对偏低，Na2O/K2O为1.00~1.32，钾、钠含量基本相当，铝饱和指数(A/CNK)为0.96~1.05，为准铝质或弱过铝质系列岩石。二长花岗片麻岩则表现为高SiO2(70.90%~73.14%)、富K2O (4.62%~4.75%)、贫Al2O3(12.81%~14.27%)和贫Na2O (Na2O/K2O=0.70~0.82) 的特征。所有TTG片麻岩的K2O/Na2O为0.30~1.00，部分样品钾含量偏高，不属于典型的太古宙TTG (K2O/Na2O < 0.5)。
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表 1 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)含量 Table 1 Major (wt%) and trace (×10-6) elements compositions of the TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
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图 3 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩TAS图解 Fig. 3 TAS diagram of TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
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图 4 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩An-Ab-Or图解(据O’Connor, 1965) Fig. 4 An-Ab-Or diagram of TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi (after O'Connor, 1965) |
研究区TTG片麻岩和二长花岗质片麻岩的稀土元素总量较低(∑REE=52.71×10-6~262.0×10-6)。球粒陨石标准化的稀土元素配分图显示(图 5)，TTG片麻岩和二长花岗片麻岩的配分曲线呈现较为明显的右倾现象，反映岩石轻稀土富集，重稀土相对亏损的特点。其中奥长花岗质片麻岩分为两类，一类无明显的负Eu异常(δEu=0.81~0.95，Ⅰ型奥长花岗岩)，且重稀土呈现显著的亏损现象，(La/Yb)N较高，为45.1~130，与典型太古宙TTG类似((La/Yb)N=32.4)，表明源区保留较多的石榴子石；另一类可见明显的负Eu异常(δEu=0.31~0.55，Ⅱ型奥长花岗岩)，(La/Yb)N稍低，为17.4~49.1，表明源区保留斜长石，这一类奥长花岗岩的特征与二长花岗片麻岩(δEu=0.53~0.54) 非常相似，但稀土总量较二长花岗片麻岩低，重稀土也更为亏损，因此，源区可能较二长花岗岩要深一些。英云闪长质片麻岩和花岗闪长质片麻岩轻、重稀土分馏较奥长花岗质片麻岩要弱一些，(La/Yb)N较低，为7.0~13.8，与典型的太古宙TTG相差较大，总体的特征与无明显的负Eu异常的奥长花岗岩相似。
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图 5 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩球粒陨石标准化REE配分图(标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 5 Chondrite-normalized REE pattern of TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi (normalization value of Sun and McDonough, 1989) |
微量元素普遍具有以下特点：富集K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素，在原始地幔标准化图解上(图 6)可见Nb、Ta、P、Ti等负异常，花岗闪长质片麻岩、二长花岗片麻岩和部分奥长花岗质片麻岩可见明显的Sr负异常，奥长花岗质片麻岩和英云闪长质片麻岩Cr、Ni含量较低，分别为4.57×10-6~16.4×10-6和5.59×10-6~15.7×10-6，较典型TTG片麻岩低(Cr ~40×10-6；Ni ~18×10-6)，花岗闪长质片麻岩Cr、Ni含量与典型TTG片麻岩近似，分别为34.20×10-6~37.00×10-6和21.60×10-6~22.20×10-6。在(La/Yb)N-YbN和Sr/Y-Y图解中(图 7)中，奥长花岗岩和英云闪长岩基本都落在高铝TTG的区域内，而花岗闪长岩则落在弧岩浆岩的区域内。微量元素总体表现出弧岩浆的特征。
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图 6 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩原始地幔标准化微量元素蛛网图(标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 6 PM-normalized incompatible element spider pattern of TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi (normalization values after Sun and McDonough, 1989) |
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图 7 山西云中山地区TTG片麻岩(La/Yb)N-YbN和Sr/Y-Y图解(据Drummond and Defant, 1990) Fig. 7 Plots of (La/Yb)N vs. YbN and Sr/Y vs. Y diagrams of TTG gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi (after Drummond and Defant, 1990) |
花岗闪长质片麻岩测年样品(15XZ08-1) 采自峪口北1.5km处(地理坐标为N38°23.43′、E112°26.0′)，二长花岗质片麻岩测年样品(15XZ15-1) 采自峪口南2km处(地理坐标为N38°21.51′、E112°25.84′)。2件样品的锆石都呈长柱状，晶型为自形-半自形，粒度在0.1~0.2mm之间，长宽比约为2:1，个别可达3:1，CL图像都显示清晰的震荡环带，为岩浆成因锆石的典型特征，但是，很明显，15XZ15-1的锆石不管从环带的排列或者晶面的平直度都较15XZ08-1要整齐一些，这表明15XZ08-1的锆石可能受后期的改造或重结晶要强烈一些。锆石边缘处偶见明亮的区域，可能为后期的增生或重结晶(图 8)。从分析结果可知，两个样品的Th/U值分别为0.24~0.60和0.27~0.67，同样显示岩浆锆石的特点。
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图 8 山西云中山地区花岗闪长质片麻岩和二长花岗片麻岩的锆石CL图 Fig. 8 Zircon CL images of granodioritic gneiss and monzogranitic gneiss in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
年代学分析结果见表 2。
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表 2 山西云中山地区花岗闪长质片麻岩(15XZ08-1) 和二长花岗片麻岩(15XZ15-1) 锆石U-Pb定年结果 Table 2 Zircon dating results of the granodioritic gneiss (15XZ08-1) and monzogranitic gneisse (15XZ15-1) in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
2件样品都挑选了24颗锆石进行LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素测试。15XZ08-1样品中除15XZ08-1.9因信号太低，没有采集到数据被剔除之外，其余数据点谐和度基本上都在95%左右，构成不一致线的上交点年龄为2497±16Ma (MSWD=0.72) (图 9)，加权平均年龄为2486±9Ma (MSWD=0.81)，二者在误差范围之内是一致的，可以代表花岗闪长质片麻岩的结晶年龄。15XZ15-1样品大多数的样品谐和度较好，有16个点的协和度可达95%及以上，剩余的8个点由于铅丢失严重，其谐和度在86%~94%之间，即便如此，这些数据还是构成一条较好的不一致线，其上交点年龄为2451±17Ma (MSWD=1.8) (图 9)，加权平均年龄为2448±11Ma (MSWD=1.04)，二者在误差范围之内是一致的，代表二长花岗片麻岩的结晶时代。二长花岗岩的结晶时代较花岗闪长岩晚，这可能也是锆石环带较为清晰的原因。
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图 9 山西云中山地区花岗闪长质片麻岩(15XZ08-1) 和二长花岗片麻岩(15XZ15-1) 的锆石U-Pb年龄谐和图 Fig. 9 U-Pb concordia diagrams of zircons from the granodioritic gneiss and monzogranitic gneiss in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
在锆石U-Pb测年的基础之上，对部分已获得年龄数据的锆石进行微区原位Hf同位素测试。测试结果见表 3。从数据表中可以看出，本次测试的锆石颗粒176Lu/177Hf比值均小于0.002，这表明锆石在形成后因放射性成因累积的Hf极其有限，因此，锆石的176Lu/177Hf比值可以代表其形成时的176Lu/177Hf比值，从而为讨论其成因提供重要信息。花岗闪长质片麻岩(15XZ08-1) εHf(t)值为+3.9~+7.9，平均值为+6.1，二阶段模式年龄为2531~2776Ma，平均值为2638Ma。二长花岗片麻岩(15XZ15-1) εHf(t)值为-1.3~+9.3，平均值为+3.8，二阶段模式年龄为2473~2880Ma，平均值为2700Ma。由于锆石的Lu/Hf比值显著小于大陆地壳，因此，二阶段Hf模式年龄能更真实地反映其源区物质从亏损地幔抽取的时间。在εHf(t)-t图解上(图 10)，花岗闪长质片麻岩的测点基本都落在2.5~2.6Ga地壳演化线的范围内，且其成岩年龄与二阶段模式年龄较为接近，暗示其来源为2.5~2.6Ga的新生地壳；二长花岗片麻岩的测点大都落在2.7~2.8Ga地壳演化线的区域内，表明二长花岗片麻岩来自于2.7~2.8Ga的古老地壳。
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表 3 山西云中山地区花岗闪长质片麻岩(15XZ08-1) 和二长花岗片麻岩(15XZ15-1) 锆石Hf同位素数据 Table 3 Lu-Hf isotopic compositions of the granodioritic gneisse (15XZ08-1) and monzogranitic gneisse (15XZ15-1) in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
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图 10 山西云中山地区花岗闪长质片麻岩(15XZ08-1) 和二长花岗片麻岩(15XZ15-1) 锆石εHf(t)与年龄相关图 Fig. 10 Plots of εHf(t) vs. ages of zircons for the granodioritic gneiss and monzogranitic gneiss in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
云中山TTG片麻岩具有富硅、富钠、高钙和低钾、贫铁镁的特征，Al2O3含量为14.31%~15.74%，大部分样品高铝(Al2O3>15%)，符合太古宙TTG的特点(Martin et al., 2005; Condie, 2005; Moyen and Martin, 2012)，但与典型的太古宙TTG相比，云中山TTG片麻岩的部分样品钾含量偏高(K2O/Na2O>0.5)，Sr含量偏低(123×10-6~495×10-6，大部分样品低于300×10-6)，在原始地幔标准化蛛网图上可见明显的Sr负异常，奥长花岗质片麻岩和英云闪长质片麻岩的Cr、Ni含量较低，且在(La/Yb)N-YbN和Sr/Y-Y图解中，奥长花岗质片麻岩和英云闪长质片麻岩基本都落在高铝TTG的区域内，而花岗闪长质片麻岩则落在弧岩浆岩的区域内。
Moyen (2011)将TTG岩套分为高压(压力≥1.6GPa)、中压和低压(压力≤0.8GPa)三个系列，高压系列显示出的地球化学特征是重稀土(HREE)非常亏损，低Nb、Ta以及高Sr，指示其残留相中含有大量石榴子石、少量金红石、但不含斜长石；低压系列显示出的地球化学特征是重稀土(HREE)相对富集，Nb，Ta含量也较高，Sr含量相对低于高压系列，指示其残留相中仍然存在斜长石，石榴子石含量不高(或不存在)，且一定没有金红石；中压系列的地球化学特征介于前两者之间。只有当TTG熔体与以斜长石为主的残留矿物平衡时，熔体才会表现出低Al2O3、Eu负异常以及不明显的轻、重稀土分馏等特点(Rapp and Watson, 1995)。研究区TTG片麻岩Nb、Ta、Sr含量均较低，且稀土元素配分图解显示明显的右倾现象，体现出轻、重稀土强烈分馏的特点，除与二长花岗片麻岩同源的三个奥长花岗岩样品外，其余的TTG片麻岩均显示无明显的Eu负异常，似乎显示高压的特征，源区应该保留石榴子石，但部分奥长花岗岩和二长花岗片麻岩存在明显的Eu负异常，表明源区残留斜长石，形成压力较低，因为斜长石的存在强烈依赖压力。由此可见云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩可能的源区可能涵盖了很大的P-T范围，并不局限于一种成因机制。
Rapp et al. (1991)研究认为只有当残留体为榴辉岩时(压力≥1.6GPa)，英云闪长岩和奥长花岗岩的稀土模式特征才最有可能与太古代典型的TTG花岗岩类类似。在中等压力(~1.6GPa)下，当残留相为石榴角闪岩时，部分熔融所形成流体的稀土元素的分馏程度相对较小，但仍可与太古代的TTG岩石相对比。当实验过程中只有极少量熔体，且Al2O3 < 15%，SiO2>72%时，属于低Al型岩石，它们均产生于压力为1.6GPa或更低的近固相线条件下，部分熔融程度很低(≤10%)，残留相中以角闪石和斜长石为主。研究区奥长花岗质片麻岩可以与太古代典型的TTG花岗岩对比，英云闪长质片麻岩和花岗闪长质片麻岩稀土元素的分馏程度相对较小，但仍可与太古代TTG片麻岩对比，因此，云中山地区的TTG片麻岩应该形成于高压-中压的条件下。
综上所述，笔者推测云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩形成于压力分布不均的状态下，大部分TTG片麻岩形成于高压-中压的环境下，源区保留石榴子石，可能存在角闪石，具有明显负Eu异常的奥长花岗岩和二长花岗片麻岩则形成于低压环境下，源区保留斜长石，可能存在角闪石，一定没有石榴子石。
6.2 构造环境关于太古宙TTG的成因，目前有两种主流观点：一种认为TTG是俯冲洋壳板片部分熔融形成的，类似于埃达克岩(O型)的成因(Drummond and Defant, 1990; Drummond et al., 1996; Martin, 1999)，为地壳水平增生的产物。另一种观点认为TTG应是由加厚地壳玄武岩底侵作用导致下地壳底部变质岩部分熔融形成的，熔融残留物有石榴石存在(Arth and Hanson, 1975; Condie, 1981, 2005; Smithies, 2000)，代表地壳的垂向增生。邓晋福等(2015)对四种不同热状态的壳-幔在俯冲作用下形成的岩浆和可能的岩石构造组合进行了详细的解析，提出两种可能产生TTG的机制：① 俯冲的玄武质洋壳到达榴辉岩相时，脱水融熔产生的安山岩-英安岩-流纹岩系列的岩浆(与之对应的侵入岩为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩组合即TTG岩浆)，在上升过程中，与上覆地幔楔橄榄岩发生反应，使得MgO含量升高，形成具镁安山质(MA)岩浆性质的TTG；② 幔源岩浆(或者在洋内弧环境下，俯冲洋壳部分熔融形成的TTG岩浆)底侵作用对地壳加热诱发陆壳底部玄武质岩石熔出的TTG岩石组合，它们具正常安山质(A)岩浆的性质。从图 11中可以看出，云中山地区TTG片麻岩绝大多数的样品都落在正常安山质岩浆的一侧，且以钙性和钙碱性为主，绝大多数样品落在中钾-高钾区域内(图 12)。这表明，研究区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩可能存在两种成因机制，一种可能来自于幔源岩浆(或俯冲形成的TTG岩浆)底侵加热诱发下地壳玄武质岩石的部分熔融，另一种可能为俯冲洋壳的部分熔融，但俯冲洋壳在壳幔之间莫霍面进行，未经历与地幔楔的反应，即“平俯冲”模式(Smithies, 2000; Smithies and Champion, 2003)。
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图 11 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩SiO2-MgO图解(据邓晋福等，2010) Fig. 11 The SiO2-MgO diagram for TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi (after Deng et al., 2010) |
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图 12 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩SiO2-(Na2O+K2O-CaO) (a, 据Frost et al., 2001)和SiO2-K2O (b, 据Rollinson, 1993)图解 Fig. 12 The SiO2 vs. (Na2O+K2O-CaO) (a, after Frost et al., 2001) and SiO2 vs. K2O (b, after Rollinson, 1993) diagrams for TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi |
云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩富集K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素，且Cr、Ni含量较低，具有弧岩浆的特征。研究表明具有低于原始地幔Nb/Ta比值且显示Nb、Ta相对于LILE亏损的TTG，其形成与太古宙的板块俯冲过程有关(Condie, 2001; 程素华和汪洋, 2011)，研究区奥长花岗质片麻岩和英云闪长质片麻岩Nb/Ta值为6.25~16.5，低于原始地幔的Nb/Ta (17.4, Sun and McDonough, 1989)，花岗闪长质片麻岩Nb/Ta值为16.6~21.7，接近原始地幔的Nb/Ta值，可能产出的部位相对于奥长花岗质片麻岩和英云闪长质片麻岩压力小一些，在原始地幔标准化蛛网图中所有样品均显示明显的Nb、Ta的负异常。这表明，研究区TTG片麻岩可能是板块俯冲的产物。另外，在构造环境判别图解(图 13)中可以看到，大多数的样品都落在火山弧花岗岩的区域内。实验岩石学表明TTG岩石的矿物组合及地球化学特征要求含水的玄武质岩石在较高的压力条件下部分熔融才能形成TTG质岩浆(Rapp et al., 1991; Xiong, 2006; Xiong et al., 2009)，在板片俯冲的构造背景下，这样的压力很容易达到。
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图 13 山西云中山地区TTG片麻岩和二长花岗片麻岩Rb-Y-Ta (a)和Rb-Y-Nb (b)图解(据Harris et al., 1986) WPG-板内花岗岩；VAG-火山弧花岗岩；syn-COLG-同碰撞花岗岩；Late-COLG-后碰撞花岗岩 Fig. 13 The Rb-Y-Ta (a) and Rb-Y-Nb (b) diagram for TTG gneisses and monzogranitic gneisses in Yunzhong Mountain area, Shanxi (after Harris et al., 1986) WPG-Within-Plate Granite; VAG-Volcanic Arc Granite; syn-COLG-Syn-Collision Granite; Late-COLG-Late-Collision Granite |
本次对云中山地区花岗闪长片麻岩中锆石Hf同位素的分析结果显示，176Hf/177Hf为0.281310~0.281426，变化范围很小，表明岩浆源区为单一来源，所有测试点εHf(t)值均为正值，且其成岩年龄与二阶段模式年龄较为接近，暗示其来源为2.5~2.6Ga的新生地壳；而二长花岗片麻岩的成岩年龄与二阶段模式年龄则相差较多，其测点大都落在2.7~2.8Ga地壳演化线的区域内，表明二长花岗片麻岩来自于2.7~2.8Ga的古老地壳。
岩石成因分析表明TTG片麻岩和二长花岗片麻岩的成岩压力分布不均，显示两种不同的成因机制，那么这种并存的成因机制以及出现的岩石组合有可能形成于大陆边缘弧的构造环境。考虑到太古宙地壳的热状态，不可能出现刚性板块持续不断的俯冲直至造山，更有可能的情况是，在洋壳向陆壳俯冲的末期，俯冲仍然在进行，但是由于动力不足强度已经很小，处于“平俯冲”的状态，俯冲深度并未到达榴辉岩相，且未与地幔楔发生反应，洋壳的部分熔融在深部形成无明显负Eu异常的奥长花岗质片麻岩和英云闪长质片麻岩，这部分岩石Al2O3含量较高，属于高压条件下形成的高Al TTG岩石，在浅部形成花岗闪长质片麻岩和有明显负Eu异常的奥长花岗质片麻岩，为新生地壳部分熔融的产物，随着俯冲带的崩塌，大量幔源岩浆上涌，导致古老地壳的部分熔融，从而形成低压条件下的二长花岗片麻岩。
6.3 华北克拉通新太古代陆壳增生华北克拉通是全球最古老的克拉通之一(翟明国等, 2001; 翟明国, 2010; Rogers and Santosh, 2003)，以~2.5Ga的构造热事件为特色，而不同于地球上大多数以~2.7Ga构造热事件为标志的早前寒武纪克拉通(王惠初等, 2015)。但是近年来，越来越多的证据表明~2.7Ga的岩浆活动在华北克拉通也广泛存在(路增龙等, 2014; Tang et al., 2007; Jahn et al., 2008)，前人对老岩体Nd同位素和Hf同位素的研究表明，2.7~2.8Ga也是华北克拉通地壳生长的主要阶段(Geng et al., 2012; Wu et al., 2005)，且很多~2.5Ga的TTG是~2.7Ga岩石的重熔或者再造(Yang et al., 2013; 张瑞英等, 2013; Geng et al., 2012; 耿元生等, 2010)，但绝大多数的~2.5Ga的TTG仍然代表地壳的生长。
云中山地区~2.5Ga TTG片麻岩为大陆边缘弧的产物，为新生地壳部分熔融的产物，二长花岗片麻岩为~2.7Ga古老地壳的部分熔融产物。邓晋福等(2010)把华北太古宙-古元古代克拉通形成过程的T1T2(英云闪长岩、奥长花岗岩)组合称不成熟陆壳阶段，进化为T1T2G1G2(G1为花岗闪长岩、G2为花岗岩)组合称半成熟阶段，最后达G1G2组合的成熟陆壳阶段，克拉通化完成。云中山地区TTG片麻岩的侵入，代表半成熟陆壳的形成，加之后期大面积产出的二长花岗片麻岩，表明在~2.45Ga已发育成为成熟陆壳，因此，我们推断新太古代晚期TTG片麻岩和二长花岗片麻岩岩石组合的出现代表新太古代晚期一次重要的陆壳水平增生过程，表明云中山地区在~2.45Ga已完成克拉通化，形成统一大陆。
类似这样的洋壳俯冲、弧-陆碰撞、甚至陆-陆碰撞形成的TTG及花岗岩类岩体在华北克拉通的其他地方普遍存在。在辽北地区，万渝生等(2005)对辽宁抚顺-清原地区太古宙TTG片麻岩和表壳岩的研究认为二者形成于岛弧环境，共同构成岛弧系统的不同组成部分，洋壳的俯冲时间为2.51~2.56Ga，弧-陆碰撞时间为2.47~2.48Ga；在中条山地区，郭丽爽等(2008)对涑水杂岩中的TTG片麻岩的研究表明其起源于安地斯型活动大陆边缘环境下初生地壳和老的大陆地壳物质的部分熔融；在嵩山地区，TTG片麻岩形成于2.5~2.6Ga，是俯冲玄武质洋壳部分熔融的产物，代表陆壳当时以水平增生方式为主(周艳艳等, 2009)；在冀北地区，尚义TTG显示不同俯冲深度压力条件下洋壳玄武岩的部分熔融的特征(李孟江等, 2012)；在鲁西地区，冯艳芳等(2010)将早前寒武纪的花岗岩类划分三个不同的阶段：新太古代早中期(2612~2741Ma, T1T2G1)、新太古代晚期(2500~2563Ma, T1T2G1-G2QM)和古元古代早期(2435~2494Ma, G2QM)，认为他们分别形成于岛弧、大陆边缘弧和大陆碰撞环境，记录了鲁西地区完整的地质演化过程。且新太古代晚期~2.5Ga在鲁西出现的一系列钙碱性火山岩系和高镁赞岐岩系暗示这一阶段地壳生长以水平方向为主，一些洋壳和地幔楔熔融的产物以侧向拼贴的方式生长于大陆边缘，与板块构造机制下的现代陆壳增生方式相似(王伟等, 2016; Wang et al., 2013)。在阴山地区，张永清等(2006)发现TTG片麻岩具有埃达克质岩石的特征，结合区域上出露的高镁闪长岩(2556Ma)和角闪花岗岩(2520Ma)(简平等, 2005)，认为其为板块俯冲消减作用的产物。
综上所述，华北克拉通新太古代末由南至北、从东到西广泛发育类似现代岛弧的大陆边缘活动带，或类似现代洋中脊-不成熟岛弧的大陆边缘裂谷环境或弧后盆地(沈保丰等, 1994)，也正是因为这样的俯冲作用不断形成的岛弧、大陆边缘弧，到后期的弧-陆碰撞，乃至最后的陆-陆碰撞，最终形成完整的华北克拉通。
7 结论(1) 云中山地区TTG片麻岩具有富硅、富钠、高钙和低钾、贫铁镁的特征，为高铝TTG，形成时代为2486Ma，Hf同位素特征表明其为新生地壳俯冲熔融的产物。
(2) 二长花岗片麻岩的岩石成因与TTG片麻岩不同，为底侵古老地壳部分熔融的产物，其形成年龄为2448Ma。
(3) 根据TTG片麻岩和二长花岗片麻岩的地球化学证据，推测该套岩石组合形成于大陆边缘弧环境，这表明在新太古代末期云中山地区洋壳的俯冲已经进入最后阶段，是一次重要的陆壳水平增生事件。结合华北克拉通上普遍发育的俯冲环境下产出的新太古代末期的TTG和二长花岗片麻岩，推断华北克拉通已于~2.45Ga完成克拉通化。
致谢 本文在成文过程中得到中国地质大学(北京)邓晋福教授、中国地质调查局发展研究中心冯艳芳研究员的悉心指导，在此深表感谢；感谢耿元生研究员和王伟副研究员两位评审专家提出的宝贵意见，使我受益匪浅。| [] | Arth JG, Hanson GN. 1975. Geochemistry and origin of the Early Precambrian crust of northeastern Minnesota. Geochimica et Cosmochimica Acta, 39(3): 325–362. DOI:10.1016/0016-7037(75)90200-8 |
| [] | Bai J. 1993. Precambrian Crustal Evolution in China. Beijing: Geological Publishing House. |
| [] | Cheng SH, Wang Y. 2011. Geochemical modeling of Nb-Ta-La fractionation in TTG suite:Constraints on Archean plate subduction and continental crust growth. Geotectonica et Metallogenia, 35(1): 95–104. |
| [] | Condie KC. 1981. Archean Greenstone Belts. Amsterdam: Elsevier: 1-434. |
| [] | Condie KC. 2001. Mantle Plumes and Their Record in Earth History. Cambridge, UK: Cambridge University Press: 1-305. |
| [] | Condie KC. 2005. TTGs and adakites:Are they both slab melts?. Lithos, 80(1-4): 33–44. DOI:10.1016/j.lithos.2003.11.001 |
| [] | Deng JF, Liu C, Feng YF, Xiao QH, Su SG, Zhao GC, Kong WQ, Cao WY. 2010. High magnesian andesitic/dioritic rocks (HMA) and magnesian andesitic/dioritic rocks (MA):Two igneous rock types related to oceanic subduction. Geology in China, 37(4): 1112–1118. |
| [] | Deng JF, Feng YF, Di YJ, Liu C, Xiao QH, Su SG, Zhao GC, Meng F, Ma S, Yao T. 2015. Magmatic arc and ocean-continent transition:Discussion. Geological Review, 61(3): 473–484. |
| [] | Drummond MS, Defant MJ. 1990. A model for trondhjemite-tonalite-dacite genesis and crustal growth via slab melting:Archean to modern comparisons. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 95(B13): 21503–21521. DOI:10.1029/JB095iB13p21503 |
| [] | Drummond MS, Defant MJ, Kepezhinskas PK. 1996. Petrogenesis of slab-derived trondhjemite-tonalite-dacite/adakite magmas. Transactions of the Royal Society of Edinburgh-Earth Sciences, 87(1-2): 205–215. DOI:10.1017/S0263593300006611 |
| [] | Feng YF, Deng JF, Wang SJ, Xiao QH, Lu SN, Liu C, Cui XY, Gong FY, Zhen SM, Jia DL, Qi FY. 2010. The recognition of the magnesian andesitic series (MA) in the Precambrian granitic rocks in western Shandong Province and the continental crustal growth. Geology in China, 37(4): 1119–1129. |
| [] | Feng YF, Deng JF, Xiao QH, Xing GF, Su SG, Cui XY, Gong FY. 2011. Recognizing the TTG rock types:Discussion and suggestion. Geological Journal of China Universities, 17(3): 406–414. |
| [] | Frost BR, Barnes CG, Collins WJ, Arculus RJ, Ellts DJ, Forst CD. 2001. A geochemical classification for granitic rocks. Journal of Petrology, 42(11): 2033–2048. DOI:10.1093/petrology/42.11.2033 |
| [] | Geng YS, Yang CH, Song B, Wan YS. 2004. Post-Orogenic granites with an age of 1800Ma in Luliang area, North China Craton:Constraints from isotopic geochronology and geochemistry. Geological Journal of China Universities, 10(4): 477–487. |
| [] | Geng YS, Yang CH, Wan YS. 2006. Paleoproterozoic granitic magmatism in the Lüliang area, North China Craton:Constraint from isotopic geochronology. Acta Petrologica Sinica, 22(2): 305–314. |
| [] | Geng YS, Shen QH, Ren LD. 2010. Late Neoarchean to Early Paleoproterozoic magmatic events and tectonothermal systems in the North China Craton. Acta Petrologica Sinica, 26(7): 1945–1966. |
| [] | Geng YS, Du LL, Ren LD. 2012. Growth and reworking of the early Precambrian continental crust in the North China Craton:Constraints from zircon Hf isotopes. Gondwana Research, 21(2-3): 517–529. DOI:10.1016/j.gr.2011.07.006 |
| [] | Guo LS, Liu SW, Liu YL, Tian W, Yu SQ, Li QG, Lü YJ. 2008. Zircon Hf isotopic features of TTG gneisses and formation environment of Precambrian Sushui complex in Zhongtiao Mountains. Acta Petrologica Sinica, 24(l): 139–148. |
| [] | Harris NBW, Pearce JA, Tindle AG. 1986. Geochemical characteristics of collision-zone magmatism. In:Cowrad MP and Reis AC (eds.). Collision Tectonic. Geological Society, London, Special Publications, 19: 67–81. DOI:10.1144/GSL.SP.1986.019.01.04 |
| [] | Jahn BM, Liu DY, Wan YS, Song B, Wu JS. 2008. Archean crustal evolution of the Jiaodong Peninsula, China, as revealed by zircon SHRIMP geochronology, elemental and Nd-isotope geochemistry. American Journal of Science, 308(3): 232–269. DOI:10.2475/03.2008.03 |
| [] | Jian P, Zhang Q, Liu DY, Jin WJ, Jia XQ, Qian Q. 2005. SHRIMP dating and geological significance of Late Achaean high-Mg diorite (sanukite) and hornblende-granite at Guyang of Inner Mongolia. Acate Potrologica Sinica, 21(1): 151–157. |
| [] | Li JH, Qian XL, Hou GT, Liu SW, Chen J. 2000. Late palaeoproterozoic to early Mesoproterozoic tectonic framework and major tectono-thermal episodes of North China:New interpretation of "Lüliang Orogeny". Earth Sciences-Journal of China University of Geosciences, 25(1): 15–20. |
| [] | Li MJ, Wang RM, Zhang L. 2012. The genesis of Neoarchean TTG in the Shangyi area of the northern margin of North China Craton:Melt from basalt of oceanic crust at varying depth. Geological Bulletin of China, 31(5): 686–695. |
| [] | Liu YS, Gao S, Hu ZC, Gao CG, Zong KQ, Wang DB. 2010. Continental and oceanic crust recycling-induced melt-peridotite interactions in the Trans-North China orogen:U-Pb dating, Hf isotopes and trace elements in zircons from mantle xenoliths. Journal of Petrology, 51(1-2): 537–571. DOI:10.1093/petrology/egp082 |
| [] | Lu LZ, Xu XC, Liu FL. 1996. Early Precambrian Khondalites in the North of China. Changchun: Changchun Publishing House: 1-276. |
| [] | Lu ZL, Song HX, Du LL, Ren LD, Geng YS, Yang CH. 2014. Delineation of the ca. 2.7Ga TTG gneisses in the Fuping complex, North China Craton and its geological significance. Acta Petrologica Sinica, 30(10): 2872–2884. |
| [] | Ludwig KR. 2003. User's Manual for Isoplot 3.00:A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Special Publication No.4a. Berkeley, CA:Berkeley Geochronology Center |
| [] | Ma XY, Bai J, Suo ST, Lao QY, Zhang JS. 1987. China Precambrian Tectonic Framework and Research Methods. Beijing: Geological Publishing House. |
| [] | Ma XY. 1989. Geological observations along the northern and southern parts of the geoscience transect from Xiangshui, Jiangsu to Mandula, Inner Mongolia. Earth Science-Journal of China University Geoscience, 14(1): 1–6. |
| [] | Martin H. 1999. Adakitic magmas:Modern analogues of Archaean granitoids. Lithos, 46(3): 411–429. DOI:10.1016/S0024-4937(98)00076-0 |
| [] | Martin H, Smithies RH, Rapp R, Moyen JF, Champion D. 2005. An overview of adakite, tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG), and sanukitoid:Relationships and some implications for crustal evolution. Lithos, 79(1-2): 1–24. DOI:10.1016/j.lithos.2004.04.048 |
| [] | Moyen JF. 2011. The composite Archaean grey gneisses:Petrological significance, and evidence for a non-unique tectonic setting for Archaean crustal growth. Lithos, 123(1-4): 21–36. DOI:10.1016/j.lithos.2010.09.015 |
| [] | Moyen JF, Martin H. 2012. Forty years of TTG research. Lithos, 148: 312–336. DOI:10.1016/j.lithos.2012.06.010 |
| [] | O'Connor JT. 1965. A classification for quartz-rich igneous rocks based on feldspar ratios. US Geological Survey Professional Paper 525B, US:USGS, B79-B84 |
| [] | Rapp RP, Watson EB, Miller CF. 1991. Partial melting of amphibolite/eclogite and the origin of Archean trondhjemites and tonalites. Precambrian Research, 51(1-4): 1–25. DOI:10.1016/0301-9268(91)90092-O |
| [] | Rapp RP, Watson EB. 1995. Dehydration melting of metabasalt at 8~32kbar:Implications for continental growth and crust-mantle recycling. Journal of Petrology, 36(4): 891–931. DOI:10.1093/petrology/36.4.891 |
| [] | Rogers JJW, Santosh M. 2003. Supercontinents in earth history. Gondwana Research, 6(3): 357–368. DOI:10.1016/S1342-937X(05)70993-X |
| [] | Rollinson HR. 1993. Using Geochemical Data:Evaluation, Presentation, Interpretation. New York: Routledge Press: 1-352. |
| [] | Shen BF, Luo H, Li SB, Li JJ, Peng XL, Hu XD, Mao DB, Liang RX. 1994. Geology and Metallization of Archean Greenstone Belts in North China Platform. Beijing: Geological Publishing House: 1-201. |
| [] | Smithies RH. 2000. The Archaean tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) series is not an analogue of Cenozoic adakite. Earth and Planetary Science Letters, 182(1): 115–125. DOI:10.1016/S0012-821X(00)00236-3 |
| [] | Smithies RH and Champion DC. 2003. Adakites, TTG and Archaean crustal evolution. In:EGS-AGU-EUG Joint Assembly, Abstracts from the Meeting. Nice, France:EGU, 5:01630 |
| [] | Song B, Zhang YH, Wan YS, Jian P. 2002. Mount making and procedure of the SHRIMP dating. Geological Review, 48(Suppl.): 26–30. |
| [] | Sun DZ, Li HM, Lin YX, Zhou HF, Zhao FQ and Tang M. 1991. Precambrian geochronology, chronotectonic framework and model of chronocrustal structure of the Zhongtiao Mountains. Acta Geologica Sinica, 3: 216–231. |
| [] | Sun SS, McDonough WF. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts:Implications for mantle composition and processes. In:Saunders AD and Norry MJ (eds.). Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society, London, Special Publications, 42(1): 313–345. DOI:10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19 |
| [] | Tang J, Zheng YF, Wu YB, Gong B, Liu XM. 2007. Geochronology and geochemistry of metamorphic rocks in the Jiaobei terrane:Constraints on its tectonic affinity in the Sulu orogen. Precambrian Research, 152(1-2): 48–82. DOI:10.1016/j.precamres.2006.09.001 |
| [] | Tian H, Wang HC, Ren YW, Xiang ZQ, Liu H, Li HK. 2014. Petrographic characteristics, LA-ICP-MS zircon U-Pb dating and affinity of Jiehekou Rock Group in Yunzhong Mountain-Guandi Mountain area, Shanxi Province. Geological Bulletin of China, 33(5): 672–683. |
| [] | Wan YS, Song B, Geng YS, Liu DY. 2005. Geochemical characteristics of Archaean basement in the Fushun-Qingyuan area, northern Liaoning Province and its geological significance. Geological Review, 51(2): 128–137. |
| [] | Wang HC, Kang JL, Ren YW, Chu H, Lu SN, Xiao ZB. 2015. Identification of~2.7Ga BIF in North China Craton:Evidence from geochronology of iron-bearing formation in Laizhou-Changyi area, Jiaobei terrane. Acta Petrologica Sinica, 31(10): 2991–3011. |
| [] | Wang W, Zhai MG, Wang SJ, Santosh M, Du LL, Xie HQ, Lv B, Wan YS. 2013. Crustal reworking in the North China Craton at~2.5Ga:Evidence from zircon U-Pb age, Hf isotope and whole rock geochemistry of the felsic volcano-sedimentary rocks from the western Shandong Province. Geological Journal, 48(5): 406–428. DOI:10.1002/gj.v48.5 |
| [] | Wang W, Zhai MG, Santosh M. 2016. The genesis of Archean supracrustal rocks in the western Shandong Province of North China Craton:Constraints on regional crustal evolution. Science China (Earth Sciences), 59(8): 1583–1596. DOI:10.1007/s11430-016-5300-1 |
| [] | Wu CH. 2007. Meta-Sedimentary rocks and tectonic division of the North China Craton. Geological Journal of China Universities, 13(3): 442–457. |
| [] | Wu FY, Zhao GC, Wilde SA, Sun DY. 2005. Nd isotopic constraints on crustal formation in the North China Craton. Journal of Asian Earth Sciences, 24(5): 523–545. DOI:10.1016/j.jseaes.2003.10.011 |
| [] | Wu FY, Li XH, Zheng YF, Gao S. 2007. Lu-Hf isotopic systematics and their applications in petrology. Acta Petrologica Sinica, 23(2): 185–220. |
| [] | Xiong XL. 2006. Trace element evidence for growth of early continental crust by melting of rutile-bearing hydrous eclogite. Geology, 34(11): 945–948. DOI:10.1130/G22711A.1 |
| [] | Xiong XL, Keppler H, Audétat A, Gudfinnsson G, Sun WD, Song MS, Xiao WS, Yuan L. 2009. Experimental constraints on rutile saturation during partial melting of metabasalt at the amphibolite to eclogite transition, with applications to TTG genesis. American Mineralogist, 94(8-9): 1175–1186. DOI:10.2138/am.2009.3158 |
| [] | Yang CH, Du LL, Ren LD, Song HX, Wan YS, Xie HQ, Geng YS. 2013. Delineation of the ca. 2.7Ga TTG gneisses in the Zanhuang Complex, North China Craton and its geological implications. Journal of Asian Earth Sciences, 72: 178–189. DOI:10.1016/j.jseaes.2012.09.031 |
| [] | Zhai MG, Guo JH, Zhao TP. 2001. Study advances of Neoarchaean-Paleoproterozoic tectonic evolution in the North China Craton. Progress in Precambrian Research, 24(1): 17–27. |
| [] | Zhai MG, Liu WJ. 2003. Palaeoproterozoic tectonic history of the North China craton:A review. Precambrian Research, 122(1-4): 183–199. DOI:10.1016/S0301-9268(02)00211-5 |
| [] | Zhai MG. 2004. 2.1~1.7Ga geological event group and its geotectonic significance. Acta Petrologica Sinica, 20(6): 1343–1354. |
| [] | Zhai MG. 2010. Tectonic evolution and metallogenesis of North China Craton. Mineral Deposits, 29(1): 24–36. |
| [] | Zhang Q, Zhai MG. 2012. What is the Archean TTG?. Acta Petrologica Sinica, 28(11): 3446–3456. |
| [] | Zhang RY, Zhang CL, Sun Y. 2013. Crustal reworking in the North China Craton at~2.5Ga:Evidence from zircon U-Pb ages, Hf isotopes and whole-rock geochemistry of the TTG gneisses in the Zhongtiao Mountain. Acta Petrologica Sinica, 29(7): 2265–2280. |
| [] | Zhang YQ, Zhang YK, Zheng BJ, Xu GQ, Han JG, Mu JJ, Zhang LQ. 2006. Geological character and significance of adakite and TTG in Xiaonangou-Mingxinggou district in central of Inner Mongolia. Acta Petrologica Sinica, 22(11): 2762–2768. |
| [] | Zhao GC, Wilde SA, Cawood PA, Sun M. 2001. Archean blocks and their boundaries in the North China Craton:Lithological, geochemical, structural and P-T path constraints and tectonic evolution. Precambrian Research, 107(1-2): 45–73. DOI:10.1016/S0301-9268(00)00154-6 |
| [] | Zhao GC, Cawood PA, Wilde SA, Sun M. 2002. Review of global 2.1~1.8Ga orogens:Implications for a pre-Rodinia supercontinent. Earth-Science Reviews, 59(1-4): 125–162. DOI:10.1016/S0012-8252(02)00073-9 |
| [] | Zhao GC, Sun M, Wilde SA, Li SZ. 2005. Late Archean to Paleoproterozoic evolution of the North China Craton:Key issues revisited. Precambrian Research, 136(2): 177–202. DOI:10.1016/j.precamres.2004.10.002 |
| [] | Zhao GC, Wilde SA, Sun M, Li SZ, Li XP, Zhang J. 2008. SHRIMP U-Pb zircon ages of granitoid rocks in the Lüliang Complex:Implications for the accretion and evolution of the Trans-North China Orogen. Precambrian Research, 160(3-4): 213–226. DOI:10.1016/j.precamres.2007.07.004 |
| [] | Zhou YY, Zhao TP, Xue LW, Wang SY. 2009. Geochemistry and origin of Neoarchean amphibolites in Songshan, Hennan Province. Acta Petrologica Sinica, 25(11): 3043–3056. |
| [] | 白瑾. 1993. 中国前寒武纪地壳演化. 北京: 地质出版社. |
| [] | 程素华, 汪洋. 2011. TTG岩系Nb-Ta-La分馏特征的地球化学模拟:对太古宙板块俯冲与大陆地壳生长机制的约束. 大地构造与成矿学, 35(1): 95–104. |
| [] | 邓晋福, 刘翠, 冯艳芳, 肖庆辉, 苏尚国, 赵国春, 孔维琼, 曹文燕. 2010. 高镁安山岩/闪长岩类(HMA)和镁安山岩/闪长岩类(MA):与洋俯冲作用相关的两类典型的火成岩类. 中国地质, 37(4): 1112–1118. |
| [] | 邓晋福, 冯艳芳, 狄永军, 刘翠, 肖庆辉, 苏尚国, 赵国春, 孟斐, 马帅, 姚图. 2015. 岩浆弧火成岩构造组合与洋陆转换. 地质论评, 61(3): 473–484. |
| [] | 冯艳芳, 邓晋福, 王世进, 肖庆辉, 陆松年, 刘翠, 崔显岳, 公凡影, 甄世民, 贾德龙, 齐钒宇. 2010. 鲁西地区早前寒武纪花岗岩类中镁安山质岩石系列(MA)的识别及大陆地壳生长. 中国地质, 37(4): 1119–1129. |
| [] | 冯艳芳, 邓晋福, 肖庆辉, 邢光福, 苏尚国, 崔显岳, 公凡影. 2011. TTG岩类的识别:讨论与建议. 高校地质学报, 17(3): 406–414. |
| [] | 耿元生, 杨崇辉, 宋彪, 万渝生. 2004. 吕梁地区18亿年的后造山花岗岩:同位素年代和地球化学制约. 高校地质学报, 10(4): 477–487. |
| [] | 耿元生, 杨崇辉, 万渝生. 2006. 吕梁地区古元古代花岗岩浆作用-来自同位素年代学的证据. 岩石学报, 22(2): 305–314. |
| [] | 耿元生, 沈其韩, 任留东. 2010. 华北克拉通晚太古代末-古元古代初的岩浆事件及构造热体制. 岩石学报, 26(7): 1945–1966. |
| [] | 郭丽爽, 刘树文, 刘玉琳, 田伟, 余盛强, 李秋根, 吕勇军. 2008. 中条山涑水杂岩中TTG片麻岩的锆石Hf同位素特征及其形成环境. 岩石学报, 24(1): 139–148. |
| [] | 简平, 张旗, 刘敦一, 金维浚, 贾秀勤, 钱青. 2005. 内蒙古固阳晚太古代赞岐岩(sanukite)-角闪花岗岩的SHRIMP定年及其意义. 岩石学报, 21(1): 151–157. |
| [] | 李江海, 钱祥麟, 侯贵廷, 刘树文, 陈晶. 2000. "吕梁运动"新认识. 地球科学——中国地质大学学报, 25(1): 15–20. |
| [] | 李孟江, 王仁民, 张莉. 2012. 华北克拉通北缘尚义地区新太古代TTG成因分析:洋壳玄武岩不同深度下熔融的产物. 地质通报, 31(5): 686–695. |
| [] | 卢良兆, 徐学纯, 刘福来. 1996. 中国北方早前寒武纪孔兹岩系. 长春: 长春出版社: 1-276. |
| [] | 路增龙, 宋会侠, 杜利林, 任留东, 耿元生, 杨崇辉. 2014. 华北克拉通阜平杂岩中~2.7Ga TTG片麻岩的厘定及其地质意义. 岩石学报, 30(10): 2872–2884. |
| [] | 马杏垣, 白瑾, 索书田, 劳秋元, 张家声. 1987. 中国前寒武纪构造格架及研究方法. 北京: 地质出版社. |
| [] | 马杏垣. 1989. 江苏响水至内蒙满都拉地学断面南北两段的地质观察. 地球科学——中国地质大学学报, 14(1): 1–6. |
| [] | 沈保丰, 骆辉, 李双保, 李俊健, 彭晓亮, 胡小蝶, 毛德宝, 梁若馨. 1994. 华北陆台太古宙绿岩带地质及成矿. 北京: 地质出版社: 1-201. |
| [] | 宋彪, 张玉海, 万渝生, 简平. 2002. 锆石SHRIMP样品靶制作、年龄测定及有关现象讨论. 地质论评, 48(增刊): 26–30. |
| [] | 孙大中, 李惠民, 林源贤, 周慧芳, 赵凤清, 唐敏. 1991. 中条山前寒武纪年代学、年代构造格架和年代地壳结构模式的研究. 地质学报(3): 216–231. |
| [] | 田辉, 王惠初, 任云伟, 相振群, 刘欢, 李怀坤. 2014. 山西云中山-关帝山地区界河口岩群岩石学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其归属. 地质通报, 33(5): 672–683. |
| [] | 万渝生, 宋彪, 耿元生, 刘敦一. 2005. 辽北抚顺-清原地区太古宙基底地球化学组成特征及其地质意义. 地质论评, 51(2): 128–137. |
| [] | 王惠初, 康健丽, 任云伟, 初航, 陆松年, 肖志斌. 2015. 华北克拉通~2.7Ga的BIF:来自莱州-昌邑地区含铁建造的年代学证据. 岩石学报, 31(10): 2991–3011. |
| [] | 王伟, 翟明国, SantoshM. 2016. 鲁西太古宙表壳岩的成因及其对地壳演化的制约. 中国科学(地球科学), 46(7): 949–962. |
| [] | 吴昌华. 2007. 华北克拉通的变质沉积岩及其克拉通的构造划分. 高校地质学报, 13(3): 442–457. |
| [] | 吴福元, 李献华, 郑永飞, 高山. 2007. Lu-Hf同位素体系及其岩石学应用. 岩石学报, 23(2): 185–220. |
| [] | 翟明国, 郭敬辉, 赵太平. 2001. 新太古-古元古代华北陆块构造演化的研究进展. 前寒武纪研究进展, 24(1): 17–27. |
| [] | 翟明国. 2004. 华北克拉通2.1~1.7Ga地质事件群的分解和构造意义探讨. 岩石学报, 20(6): 1343–1354. |
| [] | 翟明国. 2010. 华北克拉通的形成演化与成矿作用. 矿床地质, 29(1): 24–36. |
| [] | 张旗, 翟明国. 2012. 太古宙TTG岩石是什么含义?. 岩石学报, 28(11): 3446–3456. |
| [] | 张瑞英, 张成立, 孙勇. 2013. 华北克拉通~2.5Ga地壳再造事件:来自中条山TTG质片麻岩的证据. 岩石学报, 29(7): 2265–2280. |
| [] | 张永清, 张有宽, 郑宝军, 徐国权, 韩建刚, 母吉君, 张履桥. 2006. 内蒙古中部小南沟-明星沟地区新太古代TTG岩系及其地质意义. 岩石学报, 22(11): 2762–2768. DOI:10.3969/j.issn.1000-0569.2006.11.014 |
| [] | 周艳艳, 赵太平, 薛良伟, 王世炎. 2009. 河南嵩山地区新太古代斜长角闪岩的地球化学特征与成因. 岩石学报, 25(11): 3043–3056. |