辽东湾坳陷TTG片麻岩的岩石成因及其对华北克拉通东部新太古代晚期构造演化的启示

针对渤海湾盆地离岸区域新太古代基底构造演化认识不足的问题，研究人员通过锆石U-Pb-Hf同位素和全岩地球化学分析，首次揭示了辽东湾坳陷2.57-2.46 Ga的TTG片麻岩成因机制，提出该时期存在俯冲-弧后伸展的构造转换，为理解华北克拉通东部地壳成熟过程提供了关键证据。

　　

【研究背景】
地球早期大陆地壳的形成机制一直是地质学家探索的核心问题。华北克拉通(NCC)作为中国最古老的陆块之一，其新太古代晚期(约2.5 Ga)的构造演化记录着大陆地壳生长的关键信息。然而，渤海湾盆地离岸区域(OBSB)的基底长期被古生代-新生代地层和海水覆盖，犹如一本被尘封的地质史书，使得该区域的早期演化史成为学术界的"盲区"。特别是缺乏对新太古代TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）岩石的精确年代学和成因研究，严重制约了对华北克拉通东部构造格局的整体认识。

【研究方法】
成都理工大学等机构的研究团队首次对辽东湾坳陷(LBD)钻井岩心中的TTG片麻岩展开系统研究。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年确定岩石形成时代，结合锆石Hf同位素分析(ε_Hf(t)=+1.01至+4.15)和全岩主微量元素测试，划分出高硅低镁(HSLMG)和低硅高镁(LSHMG)两类TTG。研究团队采用阴极发光(CL)成像技术筛选未受损锆石，通过微量元素协变图判别变质改造影响，最终建立了两类岩石的成因模型。

【研究结果】

1. 锆石U-Pb年龄：
   HSLMG组TTG形成于2568-2523 Ma，LSHMG组形成于2524-2495 Ma，填补了OBSB区域新太古代基底的时代空白。

2. 岩石成因：

• HSLMG组具有低MgO(0.2-1.05 wt%)、低稀土总量(31.04-84.58 ppm)特征，指示其来源于基性下地壳部分熔融，残留相含榴辉岩相矿物。
• LSHMG组显示高MgO(1.92-3.56 wt%)、高Cr(21.17-196.84 ppm)含量，揭示其成因涉及洋壳熔融与地幔物质加入，残留相含角闪石+石榴石+金云母。

1. 构造背景：
   两类TTG均显示俯冲相关地球化学特征。结合区域内2.50-2.46 Ga富钾花岗岩和基性岩墙的弧后伸展属性，提出辽东湾坳陷在2.57-2.46 Ga期间经历了从俯冲向弧后伸展的构造转换。

【结论与意义】
该研究首次证实渤海湾盆地离岸区域存在新太古代TTG基底，其形成时代与华北克拉通陆内2.5 Ga构造-热事件高度吻合。两类TTG的成因差异反映了从地壳主导到地幔参与的物质转变过程，建立的俯冲-弧后伸展模型为理解华北克拉通东部晚太古代构造体制提供了新证据。研究成果发表于《Precambrian Research》，对揭示早期大陆地壳生长机制具有重要理论价值，同时为渤海湾盆地深部油气勘探提供了基底构造背景的科学依据。