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中国嵩山前寒武纪地质

发布时间:2016-04-20 23:32:00 点击:



    华北克拉通是全球最古老的克拉通之一。现25究显示,华北克拉通重要的陆壳生长期为27亿年左右,并在太古宙末期(25.525亿年)发生了强烈的构造一岩浆活动。该事件记录了陆壳的增生,也记录了古老陆壳的改造。25亿年地质事件是地球演化历史上最重要的事件之一,它是太古宙与元古宙的分界,标志着超级克拉通的形成(Arctica or Keno-land supercontinent),并且在之后约2 - 2.5亿年的地质时段内是地球演化的静止期(unconformitY),然后出现大氧化事件,表现出固体圈层与水圈、大气圈层之间的协同演化。和世界上许多古老陆块相比,华北克拉通的25亿年构造一热事件更为强烈。嵩山地区是一个理想的研究区,本书对前寒武纪地质的讨论,对于理解华北的前寒武纪地


质演化,以及进一步理解全球早期地壳演化的某些科学问题,都有重要的意义。


    嵩山地区位于华北克拉通南缘,前寒武纪地质体主要有新太古代变质杂岩(花岗一绿岩地体)、新太古代一古元古代基性(超基性)一中酸性侵入岩,以及中一新元古代火山一沉积岩。该区前寒武纪岩石类型复杂、地质现象丰富。


早在20世纪50年代,张伯声、王日伦、马杏垣等老一辈地质学家就做出了开拓性的工作,而后的研究不断深入,积累了丰富的资料。


    以往嵩山前寒武纪地质的研究主要包括地层划分和厘定、形成时代、变质岩一岩浆岩的成因和构造环境的分析等,并取得了不少进展,如识别出大面积的太古宙TTG片麻岩,厘定出太古宙变质表壳岩及其物质组成,解体出前寒武纪主要期次的岩浆岩系列等。当然,随着地质研究的深入和分析测试技术的提高,嵩山地区前寒武纪的研究还有大量的工作需要继续展开。例如太古宙TTG片麻岩、绿岩带、花岗岩的之间的成因联系、早一中一新元古代的构造背景、前寒武纪构造演化格架的建立,以及与华北其他地区以致全球早期构造演化的联系和意义等。


    在河南省地质遗迹保护项目(2006年度)、国家基础研究发展计划(973项目)“华北大陆边缘造山过程与成矿”(2006CB403502)与“华北克拉通前寒武纪重大地质事件与成矿”(2012CB416606),以及国家自然科学基金(40473018


40672058)的联合资助下,中国科学院广州地球化学研究所与河南省地质调查研究院合作开展了“嵩山前寒武纪地质”专题研究项目。该项目重点探讨了嵩山地区新太古代TTG片麻岩和斜长角闪岩、新太古代一古元古代富钾花岗岩和基性岩墙群的形成时代、成因和构造演化,以及元古宙沉积岩的物源和沉积时代。结果显示,登封岩群底部的斜长角闪岩和TTG片麻岩中的斜长角闪岩包体的原岩均为拉斑玄武岩。前者来源于亏损地幔,后者为受俯冲沉积物影响的地幔楔部分熔融形成。TTG片麻岩形成于2600Ma2500Ma,地球化学


和同位素特征显示其由含水玄武质洋壳部分熔融形成。许台I型花岗岩形成于2509±33Ma,由俯冲条件下加厚下地壳部分熔融形成。路家沟I型花岗岩形成于2424±24Ma,由嵩山TTG片麻岩部分熔融形成。石秤花岗岩和摩天寨花岗岩年龄分别为1743±14Ma1797±14Ma,具A2型花岗岩特征,由太古宙基底杂岩的部分熔融形成。基性岩墙群形成于1785±18Ma,岩石类型为板内拉斑玄武岩。获得的两个五佛山群底部砂岩碎屑锆石最年轻207Pb/206Pb年龄为1732±llMa1655±22Ma,代表五佛山群的最大沉积年龄;沉积物源主要来自上地壳的长英质和中性岩物源区。根据以上材料,作者初步建立的嵩山地区


前寒武纪构造演化模型基本合理,即在26.0亿~25.0亿年,嵩山地区存在洋壳的俯冲,俯冲洋壳、岩石圈地幔和加厚下地壳的部分熔融分别形成新太古代TTG片麻岩、斜长角闪岩原岩和I型花岗岩;约25.0亿年,微陆块碰撞拼合,发生大规模的变质作用和混合岩化;25.0亿~23.0亿年,地壳隆升,仍有间歇性的构造应力,但总体属于板内环境;约18.5亿年,经历了一次褶皱造山事件;约17.5亿年,地壳伸展裂解,形成大量花岗岩和基性岩墙群;中一新元古代为


被动大陆边缘的稳定沉积。


    《中国嵩山前寒武纪地质》一书比较全面地介绍了嵩山地区前寒武纪的主要物质组成,运用地球化学和同位素年代学等新资料,剖析了嵩山地区前寒武纪主要组成物质的地球化学特征、形成时代、成因和相互间的地质演化关系,建立了嵩山地区前寒武纪年代一构造格架和地质演化模型,为解读华北克拉通新太古代一古元古代构造一热事件的性质和前寒武纪大陆地壳的演化机制,特别是理解25亿年地质事件的内涵,提供了丰富的资料。我对《中国嵩山前寒武纪地质》专著的出版表示衷心祝贺,并推荐给有关研究人员和学生阅读。


    中国科学院院士


   


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