华北克拉通左权-赞皇变质杂岩新太古代-古元古代岩浆-变质事件及其构造意义

华北克拉通(NCC)早期地壳生长机制长期存在争议，针对2.7 Ga与2.5 Ga构造热事件的空间分布差异问题，研究人员通过左权-赞皇变质杂岩的锆石U-Pb-Lu-Hf同位素和稀土元素(REE)分析，首次揭示该区存在2774-2700 Ma和2519-2496 Ma两期岩浆事件，并识别出2519 Ma和1854 Ma两期变质事件，为NCC新太古代地壳演化提供了关键年代学约束，证实2.7 Ga事件在克拉通中部广泛存在。

　　

地球早期大陆地壳的形成演化是理解行星演化的关键科学问题。华北克拉通作为全球最古老的陆块之一，其新太古代（约27-25亿年前）的构造热事件长期存在"时间错位之谜"——全球多数克拉通在27亿年前后出现地壳生长高峰，而华北克拉通则以25亿年事件为主导。这种差异使华北克拉通成为研究早期地壳形成机制的天然实验室。近年来，越来越多的证据表明27亿年事件可能在华北克拉通广泛存在，但其空间分布范围和强度仍不明确。

针对这一科学问题，中国地质科学院地质研究所的研究团队选择华北克拉通中部的左权-赞皇变质杂岩开展系统研究。这两个相邻的变质杂岩区记录了多期岩浆-变质事件，是揭示华北克拉通早期演化历史的理想研究对象。通过高精度锆石年代学和地球化学分析，研究团队取得突破性进展，相关成果发表在《Precambrian Research》上。

研究采用LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）进行锆石U-Pb定年，结合Lu-Hf同位素分析和稀土元素(REE)测试。样品来自左权杂岩的磁铁角闪黑云斜长片麻岩和赞皇杂岩的各类变质岩。通过阴极发光(CL)成像识别锆石内部结构，选择具有振荡环带的岩浆锆石域和变质增生边分别测试，确保数据可靠性。

地质背景
华北克拉通基底主要由新太古代-古元古代TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）片麻岩和高级变质岩组成。左权-赞皇杂岩位于克拉通中部带，毗邻东部与西部陆块碰撞拼合带，是研究克拉通形成演化的关键区域。

岩石学特征
左权杂岩样品CZ25显示典型的片麻状构造，含磁铁矿（10%）、角闪石（5%）等特征矿物；赞皇样品ZZ30-1则以石榴石-矽线石组合为特征，指示高温变质条件。这些岩石学特征为解释年代学数据提供了重要依据。

锆石年龄解释
研究获得三组重要年龄：
1）2774-2700 Ma岩浆年龄：主要存在于左权杂岩，锆石具典型振荡环带，Th/U比>0.4，重稀土(HREE)强烈分异，代表新太古代早期岩浆事件；
2）2519-2496 Ma岩浆年龄：集中在赞皇地区，与华北克拉通晚期地壳生长高峰一致；
3）两期变质年龄：2519 Ma（伴随晚期岩浆活动）和1854 Ma（东西陆块碰撞）。

讨论与结论
1）空间分布规律：2774-2700 Ma事件在左权杂岩占主导，而2519-2496 Ma事件集中于赞皇地区，首次揭示NCC中部存在新太古代早期（2.7 Ga）与晚期（2.5 Ga）岩浆活动的空间分异。
2）构造意义：早期事件（2.77-2.70 Ga）可能源于地幔柱或超级地幔柱机制，而2.52-2.50 Ga事件与幔源岩浆底侵作用相关。1854 Ma变质事件则明确记录东西陆块碰撞过程。
3）地壳演化模型：证实华北克拉通2.7 Ga构造热事件比既往认知更广泛，但强度仍弱于全球多数克拉通，这种"双峰式"演化特征为理解早期陆壳生长多样性提供了新证据。

该研究通过高精度年代学框架的建立，不仅厘清了华北克拉通中部关键地质体的演化序列，更对全球早期大陆生长模式的对比研究具有重要启示。特别是2.7 Ga事件的确认，为重新评估华北克拉通在超大陆循环中的位置提供了关键年代学约束。