謝士穩(wěn) 王世進(jìn) 頡頏強(qiáng) 劉守偈 董春艷 馬銘株 任鵬 劉敦一

XIE ShiWen1，WANG ShiJin2，XIE HangQiang1，LIU ShouJie1，DONG ChunYan1，MA MingZhu1，REN Peng1 and LIU DunYi1

1. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京離子探針中心，北京 100037

2. 山東省地質(zhì)調(diào)查院，濟(jì)南 250013

1. Beijing SHRIMP Center，Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

2. Shandong Institute of Geological Survey，Ji’nan 250013，China

2015-05-01 收稿，2015-07-26 改回.

1 引言

華北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，克拉通內(nèi)保存大量早前寒武紀(jì)基底巖石。大量年代學(xué)結(jié)果表明，華北克拉通最強(qiáng)烈的巖漿-變質(zhì)事件發(fā)生在新太古代晚期(Polat et al.，2006;Yang et al.，2008;Wan et al.，2010b，2012;Diwu et al.，2011;Geng et al.，2012)。華北克拉通～2.5Ga 巖石的全巖Nd 同位素模式年齡和鋯石Hf 同位素模式年齡的峰值分布在2.7 ～2.9Ga，因此，一些研究者認(rèn)為新太古代晚期的巖石可能來自2.7 ～2.9Ga 初生地殼的重熔(Wu et al.，2005;Geng et al.，2012;Wan et al.，2012;Wang and Liu，2012)。近年來，華北克拉通多個地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)新太古代早期的巖漿巖，指示華北克拉通與其他克拉通相似，也經(jīng)歷了廣泛的～2.7Ga 的巖漿作用(Wan et al.，2014;及文中參考文獻(xiàn))。大多新太古代早期巖石具有高正的εHf(t)值，證實2.7 ～2.8Ga 是華北克拉通重要的初生地殼生長時期(Wan et al.，2014;及文中參考文獻(xiàn))。這些巖漿巖的發(fā)現(xiàn)，為華北克拉通新太古代早期地殼形成與演化提供重要的研究對象。

膠東地區(qū)位于華北克拉通東南緣，前人對該地區(qū)～2.7Ga 巖石開展了一些有益的研究工作，已識別出多處～2.7Ga 巖石露頭(Tang et al.，2007;Jahn et al.，2008;劉建輝等，2011;Liu et al.，2013a;Wu et al.，2014b)。Tang et al.(2007)應(yīng)用LA-ICP MS 測年方法，在膠東獲得3 件～2.7Ga的TTG 巖石樣品。Jahn et al. (2008)對大埠后、朱留和馬家窯地區(qū)的TTG 進(jìn)行SHRIMP 測年，也獲得了～2.7Ga 原巖侵位年齡。隨后在膠東地區(qū)又發(fā)現(xiàn)多處～2.7Ga 的巖石(劉建輝等，2011;Wu et al.，2014b)。前人對該期巖漿巖的地球化學(xué)結(jié)果也進(jìn)行了報道，Tang et al. (2007)所研究的樣品大多具有高的(La/Yb)N和低的Yb 含量，而Jahn et al. (2008)報道的～2.7Ga 巖石輕重稀土分異較弱，具有相對高的Yb 含量，這些地球化學(xué)結(jié)果的差異可能是由于不同研究人員所獲得的地球化學(xué)數(shù)據(jù)均較少造成的，由于數(shù)據(jù)量少，無法全面獲得膠東～2.7Ga 巖石的地球化學(xué)信息，也導(dǎo)致不同研究者給出不同的巖石成因解釋。

最近，通過地質(zhì)調(diào)查和SHRIMP 鋯石測年，我們在膠東地區(qū)發(fā)現(xiàn)5 處～2.7Ga 巖石露頭。我們分析了這些新發(fā)現(xiàn)巖石的地球化學(xué)組成，結(jié)合前人已發(fā)表數(shù)據(jù)，討論膠東～2.7Ga巖石的成因。通過與華北其他產(chǎn)出～2.7Ga 巖石的地區(qū)對比，以期獲得一些新的認(rèn)識。

2 地質(zhì)概況與樣品采集

膠東地體西面與魯西地區(qū)以郯廬斷裂帶為界，東面以五蓮-煙臺斷裂為界與蘇魯超高壓變質(zhì)帶相接(圖1 中插圖)。膠東地區(qū)出露巖石主要由太古宙基底巖石、古元古代粉子山群和荊山群、中-新元古代淺變質(zhì)的芝罘群和蓬萊群以及中生代侵入巖和沉積-火山蓋層組成(圖1)。太古宙基底巖石主要分布在棲霞地區(qū)，由中-新太古代花崗質(zhì)片麻巖和表殼巖組成。由于遭受后期變質(zhì)作用的影響，這些巖石普遍發(fā)育變形作用，局部發(fā)生強(qiáng)烈的深熔作用。鋯石年代學(xué)結(jié)果表明，太古宙花崗質(zhì)片麻巖及表殼巖的原巖形成于～2.9Ga，～2.7Ga 和～2.5Ga(Tang et al.，2007;Jahn et al.，2008;Zhou et al.，2008;劉建輝等，2011;頡頏強(qiáng)等，2013;Wang et al.，2014b;Wu et al.，2014b;Xie et al.，2014)。前人研究表明，約2.9Ga 巖石主要分布在棲霞以南的黃燕底和十里莊地區(qū)，巖性為片麻狀英云閃長巖(Jahn et al.，2008;劉建輝等，2011;Wang et al.，2014b)。最新的研究表明，～2.9Ga 巖石的分布范圍要比以往認(rèn)為的要大的多(Xie et al.，2014)，在棲霞以西的招遠(yuǎn)地區(qū)也有出露(圖1)，巖性方面除片麻狀英云閃長巖外，還包括片麻狀閃長巖、片麻狀高硅奧長花崗巖和片麻狀花崗閃長巖(Xie et al.，2014;Wu et al.，2014b)。約2.7Ga 巖石由片麻狀英云閃長巖和奧長花崗巖組成，已報道的巖石主要分布在棲霞東南，呈東北-南西向分布(圖1)。從已發(fā)表數(shù)據(jù)來看，約2.5Ga 的巖石分布范圍要廣的多，在棲霞南面的譚格莊、西留和北面的楊家橋等地均有分布(圖1)，最近在膠東東側(cè)的三山島的鉆孔中也有～2.5Ga 的TTG片麻巖報道(Shan et al.，2015)，巖性主要包括片麻狀閃長巖、片麻狀英云閃長巖、片麻狀奧長花崗巖和片麻狀花崗巖。膠東表殼巖呈包體零星出露在花崗質(zhì)片麻巖中，主要包括黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖、角閃變粒巖和斜長角閃巖等。其中形成時代最早的為棲霞東南部黃燕底附近的黑云變粒巖，鋯石年齡為2892 ±18Ma(Jahn et al.，2008)，黑云斜長片麻巖存在～2.7Ga 和～2.5Ga 兩期(Zhou et al.，2008;Wu et al.，2014b)，而斜長角閃巖形成于～2.5Ga(Tang et al.，2007;Wang et al.，2014b;Wu et al.，2014b)。這些太古宙基底巖石普遍經(jīng)歷了～2.5Ga 的變質(zhì)作用，一些基性巖包體和少量新太古代花崗質(zhì)巖石還記錄了古元古代晚期(1.90 ～1.80Ga)的變質(zhì)年齡(劉建輝等，2011;頡頏強(qiáng)等，2013;Wu et al.，2014b)。由于太古宙花崗質(zhì)巖石均以英云閃長巖和奧長花崗巖為主，且發(fā)生強(qiáng)烈的變質(zhì)變形，根據(jù)巖石外貌很難將三期巖漿巖區(qū)分。

圖1 膠東地區(qū)地質(zhì)簡圖圖中五角星代表本次～2.7Ga 樣品采樣位置，正方形、三角形和菱形分別代表已發(fā)表的～2.9Ga、～2.7Ga 和～2.5Ga 樣品的位置. 采樣位置引自文獻(xiàn)(王來明和鄢毅民，1992;Tang et al. ，2007;Jahn et al. ，2008;Zhou et al. ，2008;劉建輝等，2011;Liu et al. ，2013a;頡頏強(qiáng)等，2013;Wang et al. ，2014b;Wu et al. ，2014b;Xie et al. ，2014;Shan et al. ，2015)Fig.1 Geological map of JiaodongStars denote the sample locations of ～2.7Ga rocks in this study. Squares，triangles and diamonds represent the sample locations of ～2.9Ga，～2.7Ga and ～2.5Ga rocks from previous studies，respectively. Data from references (Wang and Yan，1992;Tang et al. ，2007;Jahn et al. ，2008;Zhou et al. ，2008;Liu et al. ，2011，2013a;Xie et al. ，2013;Wang et al. ，2014b;Wu et al. ，2014b;Xie et al. ，2014;Shan et al. ，2015)

本次研究的樣品采自桃村北部、棲霞南部、西部以及招遠(yuǎn)南部等地的5 個露頭(圖1)，這些露頭位于公路旁或采石場，從野外特征來看，這些樣品均經(jīng)歷了強(qiáng)烈的變形，一些露頭可見深熔現(xiàn)象(圖2c)。除采集樣品QX1276 的露頭巖石破碎較嚴(yán)重，有后期石英脈穿插外，其他露頭巖石相對均勻、新鮮(圖2)。除小楊家多采集了1 件地球化學(xué)樣品(QX1253)外，其他露頭均采集1 件鋯石測年樣品和1 件對應(yīng)的地球化學(xué)樣品。用于測年的5 件樣品包括3 件片麻狀英云閃長巖(QX1252、QX12108、QX12120)、1 件花崗閃長巖(QX1276)和1 件片麻狀高硅奧長花崗巖(QX12126)。

3 分析方法

3.1 鋯石SHRIMP 定年

鋯石U-Pb 定年在北京離子探針中心SHRIMP II 上完成。詳細(xì)分析方法見Williams(1998)。測試時一次流O2-強(qiáng)度為3 ～5 nA，束斑直徑為25 ～30μm。標(biāo)樣M257(U=840 ×10-6，Nasdala et al.，2008)和TEM(年齡為417Ma，Black et al.，2003)分別用于鋯石U 含量和年齡校正。每分析3 ～4個未知樣品數(shù)據(jù)，分析1 次標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM。每個分析點采用5 組掃描。數(shù)據(jù)處理采用SQUID 和ISOPLOT 程序(Ludwig，2001)。根據(jù)實測204Pb 含量校正普通鉛，采用207Pb/206Pb 年齡為鋯石年齡，同位素比值和單點年齡誤差均為1σ。加權(quán)平均年齡誤差為95%置信度。

3.2 全巖地球化學(xué)

全巖主量元素、微量元素在中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實驗測試中心實驗室完成。首先盡可能挑選新鮮、均勻、未見明顯深熔條帶的樣品。將挑選出的樣品細(xì)碎至200 目。主量元素分析采用XRF 玻璃熔片法完成，分析不確定度為2%～8%，F(xiàn)eO 由濕化學(xué)法獲得，換算后，用XRF 法獲得的Fe2O3T減去FeO 獲得Fe2O3。燒失量由將樣品在1000℃加熱2h，復(fù)稱確定。全巖微量元素采用ICP-MS 溶液法分析。在溶樣彈中，用HF+HNO3消解待測的粉末樣品，將加好酸的溶樣彈放入鋼套，然后放置在烘箱中，溫度設(shè)置在190℃，加熱＞48h。詳細(xì)的樣品消解過程和ICP 測試條件見Qi et al.(2000)。大多數(shù)微量元素的精確度和準(zhǔn)確度通常優(yōu)于5%和4%。

圖2 膠東～2.7Ga 巖石野外照片(a)片麻狀英云閃長巖(QX1252);(b)片麻狀英云閃長巖(QX12108)被未變形的似斑狀二長花崗巖侵入;(c)發(fā)生深熔作用的片麻狀英云閃長巖(QX12120);(d)片麻狀高硅奧長花崗巖(QX12126)Fig.2 Field photographs of Early Neoarchean magmatic rocks from Jiaodong(a)gneissic tonalite (QX1252);(b)gneissic tonalite (QX12108)was intruded by porphyraceous monzogranite;(c)anatectic tonalite(QX12120);(d)gneissic high-Si trondjemite (QX12126)

4 結(jié)果

4.1 鋯石年齡

4.1.1 片麻狀英云閃長巖(QX1252)

該樣品采自棲霞東面的小楊家村旁，該處為修路新挖掘出的露頭，出露巖石新鮮，未見明顯深熔現(xiàn)象(圖2a)。樣品主要由斜長石、石英、黑云母和角閃石組成，斜長石可見聚片雙晶，黑云母定向分布(圖3a)。分選自該樣品的鋯石晶形較好，多呈柱狀-長柱狀，長軸約為100 ～250μm。CL 圖像顯示，這些鋯石的結(jié)構(gòu)較為簡單，發(fā)育清晰的振蕩環(huán)帶，很少量的鋯石發(fā)育窄的變質(zhì)邊部(圖4a)。對樣品中9 顆鋯石進(jìn)行了10 次U-Pb 年齡測試。8 個測試點分析在振蕩環(huán)帶區(qū)域，其U 含量為117 ×10-6～331 ×10-6，Th/U 比值為0.33 ～0.46，207Pb/206Pb 年齡分布在2709 ～2744Ma 之間(表1)，加權(quán)平均年齡為2729 ±9Ma(MSWD=1.9，圖5a)。2 個分析在變質(zhì)邊部的測試點具有高的U 含量和低的Th/U 比值，207Pb/206Pb 年齡分布在2472 ～2478Ma 之間(表1)，加權(quán)平均年齡為2475 ±40Ma(MSWD=1.5，圖5a)。

圖3 膠東～2.7Ga 巖石顯微照片(a)片麻狀英云閃長巖(QX1252);(b)片麻狀花崗閃長巖(QX1276);(c)片麻狀英云閃長巖(QX12120);(d)片麻狀高硅奧長花崗巖(QX12126)Fig.3 Microphotos of Early Neoarchean magmatic rocks from Jiaodong(a)gneissic tonalite (QX1252);(b)gneissic granodiorite (QX1276);(c)gneissic tonalite (QX12120);(d)gneissic high-Si trondjemite(QX12126)

果結(jié)年SHRIMP測石鋯巖漿巖期早代古太新東膠1 表Jiaodong， North Chinacraton EarlyNeoarchean magmaticrocksfrom SHRIMPU-Pb dataforzirconsfrom Table1 ）Disc.（%207Pb 206 Pb Age（Ma）206Pb 238 U Age（Ma）err c orr 1σ）（%*206Pb 238 U 1σ）（%*207Pb 235 U 1σ）（%*207Pb*206Pb*206Pb -6）（ ×10 Th/U Th -6）（ ×10 U -6）（ ×10 206Pbc）（%SpotNo.巖長閃云英狀麻QX1252 片-3 8 2741 39 2824.964 1.7 0.5497 1.8 14.39 0.48 0.18981 90.7 0.33 62 192 0.03 QX1252-1.1MA-1 6 2735 38 2775.978 1.7 0.5381 1.7 14.04 0.36 0.18921 153 0.38 122 331 0.03 QX1252-2.1MA 0 10 2716 39 2709.940 1.7 0.5222 1.9 13.47 0.63 0.18700 52.5 0.39 44 117 0.08 QX1252-3.1MA 1 7 2727 37 2710.970 1.7 0.5225 1.7 13.57 0.42 0.18830 112 0.46 110 249 0.01 QX1252-4.1MA 1 4 2478 33 2463.991 1.6 0.4653 1.6 10.40 0.22 0.16211 557 0.04 61 1393 0.02 QX1252-5.1R 1 9 2744 38 2714.956 1.7 0.5236 1.8 13.73 0.53 0.19020 77.5 0.42 71 172 0.01 QX1252-6.1MA 0 4 2472 34 2467.992 1.7 0.4661 1.7 10.38 0.21 0.16151 614 0.06 92 1533 0.00 QX1252-7.1R 2 9 2724 37 2660.949 1.7 0.5108 1.8 13.24 0.56 0.18790 135 0.44 130 308 0.01 QX1252-8.1MA-1 8 2722 39 2752.961 1.7 0.5324 1.8 13.77 0.50 0.18764 101 0.34 72 220 0.08 QX1252-9.1MA 4 10 2709 37 2613.943 1.7 0.4999 1.8 12.83 0.61 0.18620 61.6 0.42 58 143 0.05 QX1252-10.1MA巖長閃巖崗花狀麻QX1276 片4 5 2734 36 2638.983 1.7 0.5056 1.7 13.18 0.31 0.18902 164 0.42 155 378 0.01 QX1276-1.1MA-1 5 2731 37 2745.982 1.6 0.5309 1.7 13.81 0.32 0.18866 237 0.45 229 520 0.01 QX1276-2.1MA 3 6 2665 36 2591.975 1.7 0.4948 1.7 12.37 0.38 0.18129 107 0.32 79 252 0.05 QX1276-3.1MA-4 12 2432 37 2520.933 1.8 0.4783 1.9 10.40 0.69 0.15770 42.1 0.39 39 102 0.03 QX1276-4.1R 0 7 2728 38 2725.969 1.7 0.5260 1.8 13.66 0.44 0.18834 94.2 0.37 75 208 0.10 QX1276-4.2MA-4 10 2468 37 2559.950 1.7 0.4873 1.8 10.83 0.57 0.16119 54.6 0.50 63 130 0.02 QX1276-5.1R 22 6 2601 29 2026.975 1.7 0.3694 1.7 8.88 0.38 0.17446 173 0.69 361 541 0.35 QX1276-5.2MA-2 3 2701 37 2746.993 1.6 0.5311 1.6 13.57 0.19 0.18526 406 0.62 534 890 0.00 QX1276-6.1MA巖長閃云英狀麻QX12108 片-6 21 2710 45 2867.843 2.0 0.5600 2.3 14.39 1.3 0.18630 10.0 0.56 11 21 0.22 QX12108-1.1MA 2 21 2753 36 2707.790 1.6 0.5219 2.1 13.77 1.3 0.19130 21.2 0.54 25 47 0.21 QX12108-2.1RC 1 6 2710 31 2686.970 1.4 0.5168 1.5 13.28 0.35 0.18629 271 0.23 134 609-QX12108-3.1RC 0 7 2719 32 2710.964 1.4 0.5227 1.5 13.50 0.4 0.18732 144 0.76 235 320 0.02 QX12108-4.1MA 1 7 2704 32 2683.960 1.4 0.5162 1.5 13.21 0.42 0.18566 85.0 0.51 94 192-QX12108-5.1MA 3 20 2731 34 2657.787 1.5 0.5100 2.0 13.27 1.2 0.18880 29.2 0.72 46 67-QX12108-6.1MA 0 8 2733 33 2733.950 1.5 0.5280 1.6 13.75 0.49 0.18895 65.2 0.53 74 144 0.10 QX12108-7.1MA-3 15 2714 38 2796.875 1.7 0.5429 1.9 13.98 0.92 0.18680 18.4 0.56 21 39 0.07 QX12108-8.1RC 1 22 2751 43 2711.815 1.9 0.5230 2.4 13.77 1.4 0.19100 7.75 0.69 11 17 0.36 QX12108-8.2R1 3 43 2729 160 2634.941 7.2 0.5050 7.6 13.11 2.6 0.18840 10.2 0.84 19 23 0.10 QX12108-9.1RC 1 11 2700 32 2666.906 1.5 0.5122 1.6 13.08 0.68 0.18520 91.9 0.03 6 209 0.00 QX12108-10.1RC1 6 21 2720 38 2562.814 1.8 0.4880 2.2 12.61 1.3 0.18740 9.66 0.51 11 23 0.03 QX12108-10.2RC 2 6 2720 31 2675.968 1.4 0.5142 1.5 13.29 0.38 0.18751 94.0 0.58 120 213 0.01 QX12108-11.1MA 2 9 2717 33 2670.937 1.5 0.5132 1.6 13.24 0.56 0.18710 43.3 1.02 97 98 0.00 QX12108-12.1MA

1表續(xù)C ontinued Table1）Disc.（%207Pb 206 Pb Age（Ma）206Pb 238 U Age（Ma）err c orr 1σ）（%*206Pb 238 U 1σ）（%*207Pb 235 U 1σ）（%*207Pb*206Pb*206Pb -6）（ ×10 Th/U Th -6）（ ×10 U -6）（ ×10 206Pbc）（%SpotNo.-2 26 2731 42 2782.765 1.9 0.5400 2.4 14.04 1.6 0.18870 8.68 0.64 12 19 0.59 QX12108-13.1RC 1 8 2766 35 2737.957 1.6 0.5290 1.6 14.06 0.48 0.19276 58.7 0.67 84 129 0.09 QX12108-14.1MA 1 17 2742 35 2703.830 1.6 0.5210 1.9 13.65 1.1 0.19000 21.6 0.74 35 48 0.24 QX12108-15.1MA-1 3 2476 29 2512.990 1.4 0.4766 1.4 10.64 0.2 0.16195 427 0.10 105 1042-QX12108-16.1R-6 8 2715 37 2883.952 1.6 0.5640 1.7 14.53 0.51 0.18683 73.2 0.03 5 151-QX12108-17.1R1 9 8 2681 29 2428.948 1.5 0.4575 1.5 11.54 0.49 0.18303 56.6 0.08 11 144 0.06 QX12108-18.1R1巖長閃云英狀麻QX12120 片2 5 2747 26 2698.966 1.2 0.5198 1.2 13.66 0.31 0.19057 107 0.45 103 239-QX12120-1.1MA 0 4 2746 25 2755.982 1.1 0.5332 1.1 14.00 0.21 0.19046 239 0.44 221 522-QX12120-2.1MA 1 5 2742 25 2705.972 1.1 0.5213 1.2 13.65 0.27 0.18999 135 0.33 95 301-QX12120-3.1MA 0 6 2742 26 2741.951 1.2 0.5299 1.2 13.88 0.38 0.19003 86.0 0.61 111 189-QX12120-3.2MA 0 7 2504 25 2500.941 1.2 0.4738 1.3 10.75 0.43 0.16463 65.7 0.53 83 161-QX12120-4.1R 1 7 2693 24 2679.941 1.1 0.5153 1.2 13.10 0.40 0.18444 129 0.27 77 291 0.07 QX12120-4.2MA 4 5 2658 24 2561.966 1.1 0.4878 1.2 12.14 0.30 0.18055 110 0.41 105 263-QX12120-5.1MA 0 6 2719 25 2712.960 1.1 0.5230 1.2 13.51 0.33 0.18734 84.1 0.41 74 187-QX12120-6.1MA-2 8 2766 36 2807.951 1.6 0.5457 1.6 14.50 0.51 0.19274 80.5 0.57 93 170 0.82 QX12120-7.1MA 1 6 2737 25 2706.956 1.1 0.5217 1.2 13.62 0.34 0.18938 149 0.35 112 333-QX12120-8.1MA-1 6 2681 25 2694.958 1.1 0.5189 1.2 13.10 0.34 0.18308 78.4 0.31 52 176-QX12120-9.1MA 0 5 2738 26 2737.962 1.2 0.5289 1.2 13.82 0.33 0.18953 83.3 0.47 83 183-QX12120-10.1MA-1 5 2914 27 2932.968 1.1 0.5759 1.2 16.76 0.30 0.21110 91.6 0.39 71 185-QX12120-11.1MA巖崗花長奧硅高狀麻QX12126 片2 4 2692 22 2642.974 10.0 0.5066 1.0 12.87 0.23 0.18430 250 0.38 213 574 0.02 QX12126-1.1MA 1 7 2482 20 2469.912 1.0 0.4666 1.1 10.45 0.44 0.16247 380 0.05 46 949 0.03 QX12126-2.1R 0 12 2478 20 2485.821 1.0 0.4703 1.2 10.51 0.69 0.16210 275 0.14 92 680 0.17 QX12126-3.1RC 1 10 2483 24 2461.884 1.2 0.4649 1.3 10.43 0.62 0.16270 43.0 0.57 59 108 0.03 QX12126-4.1R 0 6 2479 21 2484.953 1.0 0.4702 1.1 10.52 0.32 0.16219 155 0.17 64 383 0.02 QX12126-5.1R 2 17 2416 23 2378.770 1.2 0.4461 1.5 9.61 0.97 0.15630 51.8 0.40 52 135 0.05 QX12126-6.1R-1 11 2710 21 2748.826 1.0 0.5316 1.2 13.66 0.65 0.18630 935 0.16 323 2048 0.01 QX12126-7.1RC 0 11 2483 25 2481.890 1.2 0.4694 1.4 10.53 0.62 0.16260 43.1 0.21 22 107 0.11 QX12126-8.1R 0 6 2427 20 2422.945 1.0 0.4560 1.1 9.89 0.35 0.15733 131 0.16 52 334-QX12126-9.1R-2 7 2486 20 2534.920 1.0 0.4815 1.1 10.81 0.41 0.16288 473 0.05 57 1144-QX12126-10.1R 0 13 2692 40 2701.923 1.8 0.5205 2.0 13.22 0.76 0.18430 810 0.13 220 1812 0.02 QX12126-11.1MA-1 11 2470 24 2503.875 1.1 0.4745 1.3 10.56 0.64 0.16140 45.6 0.40 43 112 0.06 QX12126-12.1R 2 7 2452 21 2402.937 1.1 0.4515 1.1 9.94 0.40 0.15964 104 0.21 54 268 0.03 QX12126-13.1R 100.測）） ×齡206Pb 年207Pb/）/（齡238U年206Pb/） =（1 -（.Disc.（%1σ為差誤齡年點Pb，單因成射放示表，*例比206Pb 的通普206Pb 中示表206Pbc.石鋯晶結(jié)；RC-重部邊質(zhì)；R-變石鋯漿：MA-巖注點個二第的上石鋯顆一第示1.2 表，點如，例號點的上石鋯顆一同示表字?jǐn)?shù)邊右點數(shù)，小序順粒顆石鋯的析分示表字?jǐn)?shù)的邊左點數(shù)：小號點

圖4 膠東～2.7Ga 巖漿巖中鋯石陰極發(fā)光圖像(a)片麻狀英云閃長巖(QX1252);(b)片麻狀花崗閃長巖(QX1276);(c、d)片麻狀英云閃長巖(QX12108);(e)片麻狀英云閃長巖(QX12120);(f)片麻狀高硅奧長花崗巖(QX12126).MA，RC 和R 分別代表巖漿鋯石，重結(jié)晶鋯石和變質(zhì)邊部Fig. 4 Cathodoluminescence images of zircon from ca.2.7Ga magmatic rocks from Jiaodong(a) gneissic tonalite (QX1252);(b) gneissic granodiorite(QX1276);(c，d)gneissic tonalite (QX12108);(e)gneissic tonalite (QX12120 ); (f ) gneissic high-Si trondhjemite(QX12126 ). MA， RC and R represent magmatic zircon，recrystallized zircon and rim (metamorphic)domains，respectively

4.1.2 片麻狀花崗閃長巖(QX1276)

樣品QX1276 采自招遠(yuǎn)南部的下林莊村附近，該處巖石發(fā)生強(qiáng)烈變形，片麻理近直立。露頭局部受斷層影響，巖石破碎嚴(yán)重。樣品由定向分布的石英、長石和黑云母組成。石英呈他形，被拉長，長石普遍絹云母化和高嶺土化(圖3b)。與樣品QX1252 相似，該樣品中的鋯石多為半自形-自形，呈柱狀-長柱狀，發(fā)育清晰的振蕩環(huán)帶，少量鋯石具有較窄的變質(zhì)邊(圖4b)。測年結(jié)果顯示，分析在振蕩環(huán)帶區(qū)域的6 個測試點的U 含量為208 ×10-6～890 ×10-6，Th/U 比值為0.32 ～0.69，207Pb/206Pb 年齡變化于2601 ～2734Ma 之間(表1)，其中相對集中的3 個點給出的加權(quán)平均年齡為2731 ±6Ma(MSWD=0.24，圖5b)。2 個測試點分析在變質(zhì)的邊部，給出的207Pb/206Pb 年齡分別為2432 ±12Ma 和2468 ±10Ma(表1、圖5b)。

4.1.3 片麻狀英云閃長巖(QX12108)

該樣品采自棲霞東南河?xùn)|村東村口，此處露頭可見片麻狀英云閃長巖被中生代似斑狀二長花崗巖侵入(圖2b)。相對于其他樣品，該樣品礦物粒度較細(xì)，主要礦物為斜長石、石英和黑云母。樣品中鋯石呈橢球狀或柱狀，粒徑約150 ～300μm。這些鋯石大多內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，少量保留振蕩環(huán)帶，部分鋯石還可見發(fā)光較差的邊部(圖4c，d)。本次研究共對18 顆鋯石進(jìn)行了20 次分析。15 個分析在均勻或振蕩環(huán)帶區(qū)域的測試點所得的U 含量為19 ×10-6～609 ×10-6，Th/U比值為0.23 ～1.02，207Pb/206Pb 年齡介于2704 ～2766Ma 之間(表1)，11 個相對集中的測試點計算出的加權(quán)平均年齡為2718 ±7Ma(MSWD=1.5，圖5c，d)。4 個測試點分析在深灰色的邊部，它們的U 含量為17 ×10-6～209 ×10-6，Th/U 為0.03 ～0.69，207Pb/206Pb 年齡為2681 ～2751Ma(表1)，分析在該區(qū)域的鋯石均存在Pb 丟失或反向不一致的現(xiàn)象(表1、圖5c)，其年齡可能無地質(zhì)意義。一個測試點分析在黑色邊部(圖4d，點16.1R)，給出的207Pb/206Pb 年齡為2476 ±3Ma(表1、圖5c)。

4.1.4 片麻狀英云閃長巖(QX12120)

該樣品采自十八盤山頂公路埡口，此處露頭巖石強(qiáng)烈變形，片麻理發(fā)生褶皺變形，可見深熔現(xiàn)象(圖2c)。樣品主要由斜長石、石英、黑云母和很少量的角閃石組成。石英顆粒較大，他形，斜長石普遍絹云母化，黑云母和角閃石分布不均勻，并發(fā)生綠泥石化(圖3c)。樣品中鋯石多為半自形–自形晶，呈柱狀，粒徑為100 ～250μm。這些鋯石具有清晰的振蕩環(huán)帶，少量鋯石邊部發(fā)育較窄的變質(zhì)邊(圖4e)。本次對11 顆鋯石進(jìn)行了13 次年齡分析。12 個測試點分析在振蕩環(huán)帶區(qū)域，其中一顆給出了2914 ±5Ma 的207Pb/206Pb 年齡(圖4e，點11.1MA)，其余11 個測試點的U 含量和Th/U 比值分別為170 ×10-6～522 ×10-6和0.27 ～0.61，207Pb/206Pb年齡在2658 ～2766Ma 之間變化，相對集中的6 顆給出的加權(quán)平均年齡為2743 ±4Ma(MSWD =0.72，圖5e)。1 個測試點分析在結(jié)構(gòu)均勻的邊部，給出的207Pb/206Pb 年齡為2504 ±7Ma(點4.1R，圖4e、圖5e)。

4.1.5 片麻狀高硅奧長花崗巖(QX12126)

圖5 膠東～2.7Ga 巖漿巖中鋯石U-Pb 年齡諧和圖(a)片麻狀英云閃長巖(QX1252);(b)片麻狀花崗閃長巖(QX1276);(c、d)片麻狀英云閃長巖(QX12108);(e)片麻狀英云閃長巖(QX12120);(f)片麻狀高硅奧長花崗巖(QX12126).MA，RC 和R 分別代表巖漿鋯石，重結(jié)晶鋯石和變質(zhì)邊部Fig.5 Concordia diagrams for zircon from ca.2.7Ga magmatic rocks from Jiaodong by using SHRIMP(a)gneissic tonalite (QX1252);(b)gneissic granodiorite (QX1276);(c，d)gneissic tonalite (QX12108);(e)gneissic tonalite (QX12120);(f)gneissic high-Si trondhjemite (QX12126). MA，RC and R represent magmatic zircon，recrystallized zircon and rim (metamorphic)domains，respectively

該樣品采自寺口鎮(zhèn)東省道S304 公路旁，與其他樣品相比，QX12126 主要由石英、長石組成，未見暗色礦物(圖2d、圖3d)。分選自該樣品的鋯石呈橢球狀、柱狀-長柱狀，粒徑為50 ～200μm。CL 圖像顯示，這些鋯石具有核-邊結(jié)構(gòu)，核部鋯石遭受強(qiáng)烈改造，發(fā)光差，多呈大小不一、不規(guī)則狀，僅有少量保留了巖漿鋯石的環(huán)帶(圖4f)。3 個分析在核部的測試點給出了207Pb/206Pb 年齡為2692 ～2710Ma，它們U 含量和Th/U 比值分別為574 ×10-6～2048 ×10-6和0.13 ～0.38(表1)。鋯石邊部具有無分帶、面狀分帶等結(jié)構(gòu)(圖4f)，10 個測試點分析在鋯石邊部或完全重結(jié)晶區(qū)域，它們的U 含量為107 ×10-6～1144 ×10-6，Th/U 比值為0.05 ～0.57，207Pb/206Pb年齡分布在2416 ～2486Ma 之間，7 個相對集中的測試點計算所得的加權(quán)平均年齡為2481 ±6Ma(MSWD=0.29，圖5f)。

表2 膠東地區(qū)新太古代早期巖漿巖主量元素(wt%)和微量元素(×10 -6)組成Table 2 Major (wt%)and trace (×10 -6)elements data for Early Neoarchean magmatic rocks from Jiaodong，North China craton

續(xù)表2Continued Table 2

圖6 膠東地區(qū)～2.7Ga 花崗質(zhì)片麻巖An-Ab-Or 標(biāo)準(zhǔn)礦物分類圖(底圖據(jù)Barker，1979)已發(fā)表數(shù)據(jù)來自Tang et al. (2007);Jahn et al. (2008);Wu et al.(2014a)，圖7、圖8、圖9 同F(xiàn)ig.6 Modal An-Ab-Or diagram for ca.2.7Ga granotoids from Jiaodong (compositional boundary is after Barker，1979)Published data are from Tang et al. (2007);Jahn et al. (2008)and Wu et al. (2014a)，also in the Fig.7，F(xiàn)ig.8 and Fig.9

4.2 全巖地球化學(xué)

本文共對6 件樣品進(jìn)行了全巖地球化學(xué)分析，分析結(jié)果見表2。這些樣品均以高Na2O(3.01% ～5.13%)、低K2O(0.84% ～1.82%)和高Na2O/K2O 比值(1.7 ～5.3)為特征。在An-Ab-Or 圖解中，4 件樣品(QX1252、QX1253、QX12108、QX12120)落在英云閃長巖區(qū)域，QX12126 落在奧長花崗巖，QX1276 落在奧長花崗巖和花崗閃長巖邊界(圖6)。高硅奧長花崗巖樣品(QX12126)具有很高的SiO2含量(75.80%)，低的MgO 含量(0.17%)。該樣品稀土含量低(ΣREE =30 ×10-6)，虧損中稀土，具有正的Eu 異常(Eu/Eu*=1.86)(圖7a)。

其余5 件樣品的SiO2、MgO、CaO 含量分別為60.45% ～68.99%，0.96% ～2.59%和1.93% ～4.93%，Mg#為42 ～49。根據(jù)微量元素和稀土元素的特征(圖7)，這5 件樣品明顯可以分成兩組:組1 富集輕稀土(QX1253，QX12108)，輕重稀土分異強(qiáng)烈((La/Yb)N= 18.3 ～29.2)，無Eu 異?；蛘惓?Eu/Eu*=1.04 ～1.18)(圖7c，d)。該組樣品Ni(8.24 ×10-6～8.28 ×10-6)、Cr(5.76 ×10-6～13.2 ×10-6)含量低，高Sr(338 ×10-6～654 ×10-6)和Sr/Y 比值(53 ～126)(圖7d、表2)。相對于組1，組2(QX1252、QX1276 和QX12120)重稀土含量較高，輕重稀土分異較弱((La/Yb)N= 6.82 ～23.6)，負(fù)Eu 異常(Eu/Eu*=0.60 ～0.72)(圖7e)，相對高Ni(17.3 × 10-6～20.7 × 10-6)、Cr(14.6 × 10-6～22.0 ×10-6)含量，低Sr(167 ×10-6～303 ×10-6)和Sr/Y 比值(7.1～18)(圖7f、表2)。

5 討論

5.1 膠東～2.7Ga 巖漿作用

圖7 膠東～2.7Ga 巖漿巖稀土元素配分圖和微量元素蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough，1989)(a、b)片麻狀高硅奧長花崗巖(QX12126);(c、d)低HREE 組;(e、f)高HREE 組Fig.7 Chondrite-normalized rare earth element patterns and primitive mantle-normalized trace element distributions of Early Neoarchean magmatic rocks from Jiaodong (normalization values after Sun and McDonough，1989)(a，b)gneissic high-Si trondjemite (QX12126);(c，d)low HREE group;(e，f)high HREE group

本文共對5 件樣品進(jìn)行了鋯石SHRIMP U-Pb 測年。如前所述，采自寺口鎮(zhèn)附近的高硅奧長花崗巖(QX12126)中鋯石具有核-邊結(jié)構(gòu)，核部鋯石保留了弱的巖漿環(huán)帶或CL 發(fā)光弱無內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖4f)，3 個分析在核部的測試點給出了～2.7Ga 的207Pb/206Pb 年齡(表1、圖5f)，由于該樣品中鋯石遭受后期改造強(qiáng)烈，可能發(fā)生不同程度的Pb 丟失，因此我們認(rèn)為最大的巖漿鋯石年齡(點7.1RC，207Pb/206Pb 年齡為2710±11Ma)最接近該奧長花崗巖的結(jié)晶年齡。其他4 件樣品中鋯石大多保留了清晰的振蕩環(huán)帶或條帶狀結(jié)構(gòu)，且具有高的Th/U 比值(＞0.3)，指示其為巖漿成因。測年所獲得的207Pb/206Pb 加權(quán)平均年齡為2718 ～2743Ma(圖5)，指示它們均形成于新太古代早期(～2.7Ga)。除～2.7Ga 原巖侵位年齡外，這些樣品中鋯石邊部給出了～2.5Ga207Pb/206Pb 年齡，該年齡與膠東新太古代晚期區(qū)域變質(zhì)作用時代一致，表明膠東～2.7Ga 巖石與～2.9Ga 巖石一樣，遭受了新太古代晚期高級變質(zhì)作用的影響。盡管前人在華北克拉通多個地區(qū)發(fā)現(xiàn)新太古代早期的巖漿記錄，但是除魯西和膠東外，其他地區(qū)～2.7Ga 巖石發(fā)現(xiàn)的規(guī)模均有限(Wan et al.，2014;及文中參考文獻(xiàn))。盡管大量鋯石Hf 模式年齡分布在2.7 ～2.8Ga 之間(Wu et al.，2005;Geng et al.，2012;Wan et al.，2012;Wang and Liu，2012)，但無法為華北克拉通在發(fā)育強(qiáng)烈的～2.7Ga 巖漿作用提供直接證據(jù)。結(jié)合前人的研究成果，我們可以發(fā)現(xiàn)膠東～2.7Ga 的巖石在巖性上由片麻狀英云閃長巖、片麻狀奧長花崗巖、片麻狀花崗閃長巖(TTG)以及少量二長花崗巖組成(表3)，其分布范圍較大(圖1)，指示膠東地區(qū)在新太古代早期經(jīng)歷了強(qiáng)烈的巖漿作用。華北克拉通至少在東部陸塊的魯西和膠東地區(qū)發(fā)育了強(qiáng)烈的新太古代早期的巖漿作用。

5.2 巖石成因

大量的實驗巖石學(xué)和地球化學(xué)研究成果表明，TTG 巖石由含水的變玄武巖在角閃巖相、榴輝巖相條件下部分熔融而成(Foley et al.，2002;Rapp et al.，2003;Condie，2005;Martinet al.，2005;Smithies et al.，2009;Moyen，2011;Moyen and Martin，2012)。熔融溫壓條件的差異導(dǎo)致源區(qū)殘留礦物組合的不同，而熔體的地球化學(xué)特征受源區(qū)殘留礦物組合控制(Hoffmann et al.，2011;Moyen and Martin，2012)，因此，TTG巖石的地球化學(xué)組成(特別是稀土元素和某些微量元素)在一定程度上可以反映源區(qū)特征。例如，石榴子石強(qiáng)烈富集重稀土，源區(qū)石榴子石的殘留會引起熔體強(qiáng)烈的輕重稀土分異(高(La/Yb)N)。一些Ti 相礦物(金紅石、榍石等)控制著熔體中Ti、Nb 和Ta 的含量，并造成熔體Nb/Ta 比值的升高(Rapp et al.，2003;Schmidt et al.，2004;Klemme et al.，2005;Xiong et al.，2005)。

表3 膠東已報道的新太古代早期巖漿巖U-Pb 年齡簡表Table 3 Summary of zircon U-Pb ages of Early Neoarchean rocks from Jiaodong，North China craton

圖8 膠東地區(qū)～2.7Ga TTG 巖石的(La/Yb)N-YbN(a)和La/Yb-Yb(b)和關(guān)系圖(a)中TTG 和埃達(dá)克巖、經(jīng)典島弧巖石區(qū)域引自Defant and Drummond(1990)和Martin et al. (2005);殘留榴輝巖、石榴角閃巖和角閃巖的部分熔融曲線引自Martin(1986);(b)底圖引自Moyen(2011);圖中灰色區(qū)域表示鉀質(zhì)組(花崗閃長巖);虛線區(qū)域表示低壓鈉質(zhì)組;灰線區(qū)域表示中壓鈉質(zhì)組;黑線區(qū)域表示高壓鈉質(zhì)區(qū)域Fig.8 (La/Yb)N vs. YbN(a)and La/Yb vs. Yb (b)diagrams for ～2.7Ga magmatic rocks from JiaodongIn Fig.8a，fields for adakites and classical island arc magmatic rocks are from Defant and Drummond (1990)and Martin et al. (2005). Partial melting curves are from Martin (1986). Fig. 8b is after Moyen (2011). Gray area:potassic group (granodiorite);dashed line:low-pressure sodic group;gray line:medium-pressure sodic group;dark line:high-pressure sodic group

圖9 膠東～2.7Ga 巖石Nb/Ta-Nb(a)和Nb/Ta-Zr/Sm(b)關(guān)系圖(據(jù)Hoffmann et al.，2011)Fig.9 Plots of Nb/Ta vs. Nb and Nb/Ta vs. Zr/Hf for TTGs generated from sources with different compositions (after Hoffmann et al.，2011)

結(jié)合前人已發(fā)表的數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)膠東～2.7Ga 的TTG 巖石(除高硅的奧長花崗巖QX12126，該樣品地球化學(xué)特征與其他樣品明顯不同。高SiO2和低REE 含量，指示可能由中酸性地殼物質(zhì)部分熔融而成，其低的REE 含量和虧損中稀土的特征可能由源區(qū)殘留磷灰石等副礦物造成，由于數(shù)據(jù)有限(僅1 件樣品)，本文將不對其成因進(jìn)行詳細(xì)討論。)明顯可以分為低HREE(組1)和高HREE(組2)兩組(圖7)。其中，組1 以低Yb、Y 和高(La/Yb)N、Sr/Y 為特征(圖7c，d)，指示殘留礦物中含石榴子石，殘留巖石很可能為石榴角閃巖(圖8a)。該組TTG 的Nb/Ta、Zr/Sm 比值變化范圍較大，分別為3.6 ～21.3、31.3 ～118.5，在圖9 中沿殘留相為石榴角閃巖、含或不含金紅石的榴輝巖演化曲線分布(圖9)。正Eu 異常或無Eu 異常、Sr 的富集表明源區(qū)無明顯的斜長石殘留。這些結(jié)果表明，組1 TTG 源區(qū)殘留巖石可能為榴輝巖或幾乎不含斜長石的石榴角閃巖。與組1 相比，組2 不僅具有高的Yb、Y 含量，低的(La/Yb)N比值，同時還表現(xiàn)出明顯的負(fù)Eu 異常和Sr 的虧損(圖7e、f)，表明殘留相中含有斜長石，而沒有顯著的石榴子石(圖8a)。此外，該組樣品具有相對集中的Nb/Ta(9.0 ～19.9)、Zr/Sm(32.2 ～49.5)比值，在圖中沿殘留相為石榴角閃巖和角閃巖的演化線分布(圖9a，b)。因此，我們認(rèn)為該組高HREE 的TTG 巖石的源區(qū)殘留相可能為無顯著石榴子石的角閃巖。

目前，太古宙TTG 巖石的成因主要有兩種不同的觀點:一種認(rèn)為TTG 巖石由俯沖的板片發(fā)生部分熔融而成(Martin，1986;Defant and Drummond，1990;Martin and Moyen，2002);另一種觀點則認(rèn)為TTG 巖石起源于加厚下地殼的部分熔融(Smithies，2000;Whalen et al.，2002;Condie，2005)。根據(jù)太古宙TTG 巖石的地球化學(xué)組成，Moyen(2011)將太古宙TTG 巖石分為高壓、中壓和低壓三個亞組。高壓亞組具有高的La/Yb 和低的Yb 含量，被認(rèn)為起源于金紅石相榴輝巖，很可能與板片的俯沖有關(guān)，而低壓TTG(低La/Yb、高Yb)的源巖可能為含斜長石的石榴角閃巖，可能與大洋高原根部的部分熔融有關(guān)(Moyen，2011;Moyen and Martin，2012)。中壓TTG 的源巖可能為貧斜長石的石榴角閃巖，其形成環(huán)境較難判斷，可能與非常熱的俯沖或高壓變質(zhì)巖的折返熔融有關(guān)(Moyen，2011;Moyen and Martin，2012)。膠東～2.7Ga 巖石明顯可以分為低HREE(組1)和高HREE(組2)兩類，其地球化學(xué)特征分別與Moyen(2011)所劃分的高壓、低壓TTG 相似(圖8b)。盡管Moyen(2011)分別對高壓和低壓TTG 成因進(jìn)行了解釋，但是無論哪種模式均無法很好的解釋膠東兩類TTG 同時產(chǎn)出的原因。膠東～2.7Ga TTG 巖石的形成環(huán)境應(yīng)同時存在兩種不同壓力的源區(qū)。與膠東地區(qū)相似，北歐Karelian 克拉通和Kola 克拉通也同時存在低HREE 和高HREE 的新太古代早期TTG 巖石，這些TTG 巖石可能形成于熱的板塊向厚的大洋高原或原地殼(procrust)俯沖的初期，俯沖至深部的玄武質(zhì)洋殼部分熔融可能會形成低HREE 的TTG，而俯沖板塊在淺部的部分熔融并與地幔楔相互作用可能會形成高HREE 的TTG(Halla et al.，2009)。根據(jù)該模式，兩類TTG 巖石來自不同的源區(qū)，并應(yīng)具有初生的同位素特征。膠東兩組～2.7Ga 的TTG 巖石具有一致的全巖Nd 同位素和鋯石Hf 同位素特征。在鋯石εHf(t)-t 圖中，～2.7Ga 巖石位于～2.9Ga 巖石大陸地殼演化線上(圖10a)，且兩者的鋯石Hf 模式年齡一致(圖10b)。這些結(jié)果指示，膠東～2.7Ga 低HREE 和高HREE 巖石具有相同的源區(qū)，可能由略早于～2.9Ga 花崗質(zhì)巖石的玄武質(zhì)地殼物質(zhì)部分熔融而成(圖10)。此外，膠東在～2.9Ga 時就已形成具有一定規(guī)模的古老陸核(Xie et al.，2014)，～2.7Ga 巖石可能形成于板內(nèi)環(huán)境(Jahn et al.，2008)。由此可見，Halla et al. (2009)的俯沖模式不適于膠東～2.7Ga TTG 的成因解釋。膠東低HREE 組源區(qū)具有高壓的特征，但是低的MgO、Ni 含量，表明未與地幔楔發(fā)生顯著的反應(yīng)。因此，Tang et al. (2007)認(rèn)為低HREE TTG 可能形成于加厚下地殼的部分熔融。Jahn et al.(2008)報道的～2.7Ga 巖石均為高HREE 組樣品，它們形成于相對低的壓力，可能由榴輝巖相下地殼發(fā)生拆沉，軟流圈上涌，拆沉后淺部殘留的中太古代下地殼部分熔融產(chǎn)生(Jahn et al.，2008)。如前所述，前人報道的全巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)均較少，以致沒有獲得比較全面的地球化學(xué)結(jié)果。根據(jù)本次獲得以及前人已發(fā)表資料，我們認(rèn)為綜合Tang et al.(2007)和Jahn et al.(2008)的模式可能可以解釋膠東同時產(chǎn)出兩類TTG 巖石的成因，即加厚至榴輝巖相的下地殼部分熔融，產(chǎn)生低HREE 的TTG，低密度的中酸性物質(zhì)移出，進(jìn)一步加大下地殼密度，促進(jìn)拆沉作用的發(fā)生(張旗等，2006)。榴輝巖相下地殼拆沉后，軟流圈上升、加熱淺部殘留下地殼，形成高HREE 組巖石。由于軟流圈溫度較高、殘留下地殼所處位置壓力較低，導(dǎo)致更大比例的部分熔融，形成高HREE TTG 巖石更基性的地球化學(xué)特征。

圖10 膠東～2.7Ga 和～2.9Ga 巖石中鋯石年齡-εHf(t)關(guān)系圖(a)和鋯石Hf 模式年齡頻率分布直方圖(b)數(shù)據(jù)引自Liu et al. (2013a);Wang et al. (2014b);Wan et al. (2014);Wu et al. (2014b);Zhang et al. (2014)Fig.10 Plots of zircon ages vs. εHf(t)(a)and histogram of Hf model ages (b)for ～2.7Ga and ～2.9Ga magmatic rocks from JiaodongData from Liu et al. (2013a);Wang et al. (2014b);Wan et al. (2014);Wu et al. (2014b);Zhang et al. (2014)

由表3 可見，膠東～2.7Ga 巖石形成于2691 ～2752Ma，時間間隔達(dá)～60Myr，而高HREE 組形成時代似乎要早于低HREE 組(表3)。這些年代學(xué)結(jié)果與本次的巖石成因模型不符。我們仔細(xì)分析了已發(fā)表的數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)最年輕的3 件樣品(02SD25、02SD35 和03SD03)中的鋯石顆粒均較小，且發(fā)育變質(zhì)的邊，由于激光剝蝕深度較大，分析過程中可能會混入變質(zhì)的邊部。另一方面，鋯石核部環(huán)帶模糊(見Tang et al. (2007)文中圖7)，可能遭受不同程度的重結(jié)晶，該過程也可造成獲得的同位素年齡偏年輕。年齡偏大的2 件樣品，1 件(10SD22-1)未給出詳細(xì)的年齡結(jié)果和CL 圖像(Wu et al.，2014a)，1 件(10SD21-1)加權(quán)平均年齡的MSWD 高達(dá)5.5(Wu et al.，2014b)。8 件應(yīng)用SHRIMP 測年的樣品給出的侵位年齡為2707 ～2743Ma(表3)，高HREE 組SHRIMP 年齡為2718 ～2743Ma(5 件)，而低HREE 組SHRIMP 年齡為2718Ma(僅1 件)，由于低HREE 組高精度數(shù)據(jù)相對較少，目前尚無法判斷兩組TTG 巖石的形成時代上的關(guān)系。我們認(rèn)為加厚下地殼的部分熔融和拆沉可以解釋膠東～2.7Ga 巖石成因。

5.3 構(gòu)造意義

前人在華北克拉通多個地區(qū)發(fā)現(xiàn)～2.7Ga 巖石，已發(fā)表的數(shù)據(jù)顯示，這些巖石在同位素特征上存在一些差異(Wan et al.，2014)。膠東和霍邱～2.7Ga 巖石的具有相似的較低鋯石εHf(t)值，指示由更早的巖石部分熔融產(chǎn)生(Wan et al.，2014;Wang et al.，2014a)。其他地區(qū)(魯西、恒山、阜平、中條、武川)～2.7Ga 巖石均表現(xiàn)出高正的εHf(t)值，接近同時期虧損地幔演化值，代表初生地殼的生長時期(Wan et al.，2011，2014;Han et al.，2012;Zhu et al.，2013;馬銘株等，2013)。通過對比，我們可以發(fā)現(xiàn)膠東與霍邱地區(qū)具有相似的演化過程。膠東～2.9Ga 巖漿巖具有初生的同位素特征(Jahn et al.，2008;Liu et al.，2013a;Wu et al.，2014b;Xie et al.，2014)，該期巖漿作用不僅形成大量初生地殼，同時也使膠東古老陸核形成一定規(guī)模(Xie et al.，2014)。變沉積巖中含有3.34 ～3.68Ga 的碎屑鋯石(紀(jì)壯義，1993;Liu et al.，2013b;劉建輝等，2014;謝士穩(wěn)等，2014)，這些古老鋯石的Hf兩階段模式高達(dá)4.1Ga(Liu et al.，2013b;劉建輝等，2014)。霍邱地區(qū)變沉積巖中普遍存在～3.0Ga 的碎屑鋯石(Wan et al.，2010a;Wang et al.，2014a)，這些碎屑鋯石具有高正的εHf(t)值，指示～3.0Ga 是霍邱地區(qū)重要的初生地殼生長時期(Wang et al.，2014a)。位于霍邱西側(cè)的信陽地區(qū)存在較多的3.45 ～3.69Ga 的鋯石，其兩階段模式年齡也高達(dá)4.1Ga(Zheng et al.，2004，2008)。此外，霍邱東側(cè)的蚌埠地區(qū)也有3.44Ga 的繼承鋯石報道(靳克等，2003)。霍邱地區(qū)～2.7Ga巖石中鋯石的Hf 模式年齡為～3.0Ga(Wan et al.，2010a;Wang et al.，2014a)，推測可能由～3.0Ga 初生的玄武質(zhì)下地殼部分熔融形成。膠東地體～2.7Ga 巖漿巖也是由早期(略早于膠東～2.9Ga 花崗質(zhì)巖石形成時代)玄武質(zhì)下地殼部分熔融而成(本次研究;Tang et al.，2007;Jahn et al.，2008;Liu et al.，2013a;Wu et al.，2014a)。相似的早期地質(zhì)記錄和～2.7Ga 巖漿巖成因，指示膠東和霍邱可能為同一古老陸塊。此外，考慮到郯廬斷裂帶中生代大規(guī)模的左行走滑，若恢復(fù)走滑前的位置，膠東地體原可能位于華北板塊東南緣，可與霍邱-蚌埠相連。這也支持膠東與信陽-霍邱-蚌埠可能為同一中太古代陸塊。

Superior 是全球最大的太古代克拉通，由多個古老陸塊和分布在古老陸塊之間的新太古代早期的綠巖帶組成(Percival et al.，2012;及文中參考文獻(xiàn))。Superior 發(fā)育大量新太古代早期的巖漿巖、火山-沉積巖，這些巖石形成于多種環(huán)境(大洋高原、島弧、地幔柱等)(例如，Thurston，1994;Polat，2009;Parks et al.，2014)。綠巖帶內(nèi)新太古代巖石表現(xiàn)出洋殼的屬性，而產(chǎn)出在古老陸塊內(nèi)的一些新太古代巖石則表現(xiàn)出古老地殼不同程度的再循環(huán)(例如，Henry et al.，2000;Tomlinson et al.，2003，2004)。華北克拉通分布在魯西、恒山、阜平、中條和武川的～2.7Ga 巖石具有初生的同位素特征(Wan et al.，2011，2014;Han et al.，2012;Zhu et al.，2013;馬銘株等，2013)，這些地區(qū)除有少量古老的碎屑鋯石報道外，均未發(fā)現(xiàn)更古老的巖石(Wan et al.，2014，文中圖1)。這些特征與Superior 綠巖帶內(nèi)產(chǎn)出的～2.7Ga 巖石相似。在Zhai and Santosh(2011)的綠巖帶劃分模式基礎(chǔ)上，Yang et al.(2013)根據(jù)最新發(fā)現(xiàn)的～2.7Ga 巖石，將贊皇和阜平劃在2.6 ～2.7Ga 的綠巖帶內(nèi)。若可與Superior 進(jìn)行對比，膠東和霍邱～2.7Ga 巖石由古老巖石重熔而成，產(chǎn)出在古老陸塊內(nèi)，可能不能劃在綠巖帶內(nèi)。這些仍為初步推測，需要進(jìn)行更多深入的研究。

由于華北識別出～2.7Ga 巖石的地區(qū)有限，且分布在很大的范圍內(nèi)，這些巖石的成因是否受同一構(gòu)造事件控制尚無法確定。根據(jù)已有資料，我們無法確定華北～2.7Ga 巖漿作用是否像Superior 一樣，發(fā)育在多種構(gòu)造環(huán)境之下，代表多期不同的地質(zhì)事件。因此，試圖用一種構(gòu)造模式解釋華北新太古代早期巖漿事件應(yīng)十分謹(jǐn)慎。事實上，華北～2.7Ga 巖石成因也存在不同認(rèn)識，例如魯西新太古代早期科馬提巖、拉斑玄武巖的形成被認(rèn)為與地幔柱活動有關(guān)(Polat et al.，2006;Wang et al.，2013)，而贊皇、阜平地區(qū)～2.7Ga TTG 巖石被認(rèn)為與俯沖板塊的部分熔融有關(guān)(Yang et al.，2013;路增龍等，2014)。

6 結(jié)論

膠東地區(qū)出露的～2.7Ga 巖石具有一定的規(guī)模，是華北克拉通重要的新太古代早期巖漿巖出露區(qū)之一。根據(jù)地球化學(xué)組成，該期巖漿巖明顯可以分為低HREE 和高HREE 兩組，低HREE 組可能形成于高壓環(huán)境，源區(qū)殘留相可能為榴輝巖或斜長石很少的石榴角閃巖。高HREE 組可能形成于相對低壓環(huán)境，源區(qū)殘留幾乎不含石榴子石的角閃巖。低HREE 巖石可能與加厚下地殼的部分熔融有關(guān)，高HREE 組可能與榴輝巖相下地殼拆沉后，未拆沉的淺部地殼物質(zhì)受上涌的軟流圈加熱部分熔融而成。膠東與霍邱地區(qū)具有相似的早前寒武紀(jì)演化歷史，兩者可能為同一古老陸塊。發(fā)育～2.7Ga 巖石的地區(qū)在華北分布較為分散，不同地區(qū)之間的關(guān)系尚不清楚，在解釋華北克拉通新太古代早期構(gòu)造演化時應(yīng)十分謹(jǐn)慎。

致謝 感謝三位匿名審稿人提出許多寶貴修改意見，使本文認(rèn)識更加深刻;感謝北京離子探針中心楊淳、張玉海、劉建輝等在鋯石制靶、測試過程中給予的幫助;地球化學(xué)分析在國家地質(zhì)實驗測試中心完成，在此深表感謝。

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