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对大别-苏鲁造山带超高压变质岩矿物稳定同位素的系统研究发现，超高压变质过程中存在少量含水流体，但是流体的活动性很小，在不同岩相界面之间缺乏明显的流体渗透；超高压榴辉岩中的石英脉是蜂期变质后含水矿物降压分解和羟基出溶引起的流体流动结果，不是板块俯冲过程中进变质作用的产物；超高压变质岩经历了广泛的角闪岩相退变质作用，退变质流体主要来源于板块折返过程中超高压矿物中溶解经基的降压出溶。 相似文献
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大别山超高压变质岩形成深度的同位素限制 总被引：8，自引：0，他引：8
大别山超高压变质岩形成深度是各国地质学家十分关心的问题。它不仅影响对碰撞造山带形成机制和演化过程的认识,而且影响对地球深部状况及地球动力学的研究。该文对大别山超高压变质岩已有同位素资料进行了分析与讨论。大别山榴辉岩的εNd为-6.2~-17,εSr为18~42,且显示明显的Nd同位素的不平衡现象。大别山榴辉岩的氧同位素组成研究表明,这些榴辉岩的原岩在超高压变质前,不同程度地与贫18O的大气降水(或海水)发生过氧同位素交换,且在超高压变质过程中依然保留了这些痕迹。除一个样品外,大别-苏鲁地区的榴辉岩的3He/4He比值都落在0.79×10-7~9.35×10-7范围内,显示陆壳岩石来源He的重要贡献。所有Sr-Nd、O和He同位素研究均表明:超高压变质岩保存着表壳岩石原岩的同位素特征,而未显示变质时受到地幔物质的明显影响。对于超高压变质岩的上述同位素特征,有人认为是由于大别山造山带俯冲和折返的速度太快造成的。由于造山带俯冲和折返的速度太快,表壳岩石原岩变质时来不及与地幔物质发生交换,故没有留下地幔物质参与的痕迹。该研究认为这种解释有些勉强,因为大别造山带俯冲和折返时间至少需要15Ma.在如此长的时间内,在100多公里地幔深处高于700℃的高温下发生超高压变质作用,表壳岩石原岩不可能不与地幔物质发生同位素交换。相反,如果认为大别山超高压变质岩就在地壳内形成,则大别山超高压变质岩同位素的所有特征就很好解释了。 相似文献
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超高压变质岩生成问题中解决低密度大陆地壳深俯冲力学机制是一个关键问题。虽然俯冲地幔岩石可以裹携十几千米乃至几十千米尺度的陆壳块体到超高压变质深度，大规模的陆壳深俯冲需要特殊的构造条件。新西兰南岛北端研究表明，俯冲大洋板块能携带宽度达150km左右的窄条陆壳克服浮力达到超高压变质深度，而大陆板块碰撞的主体则浮在岩石圈上形成走滑断层。苏鲁-大别可能曾存在类似的构造条件：苏鲁西侧俯冲海洋板片首先拖曳苏鲁陆壳俯冲到超高压变质深度；随后大别以西俯冲大洋板片拖曳大别至超高压变质深度，而陆壳浮力导致苏鲁陆壳停止俯冲，飘浮的陆壳被北推而形成郯庐断裂；秦岭陆陆碰撞造山后大别超高压陆壳也折返；秦岭作为典型造山带，虽然不排除零星超高压变质的可能，但不具备大规模超高压变质的条件。 相似文献
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大陆板块俯冲和折返的同位素地球动力学 总被引：5，自引：1，他引：5
大别 -苏鲁造山带是扬子大陆板块与华北大陆板块之间在三叠纪时期俯冲 -碰撞所形成的超高压变质带。对该带超高压变质岩的稳定同位素研究发现 ,不仅含柯石英榴辉岩出现局部氧同位素负异常 (δ18O =- 10‰ ) ,而且区域上存在氧同位素分布的不均一性 (δ18O =- 10‰～+10‰ )。前者要求榴辉岩原岩在变质前经历过大气降水热液蚀变 ,说明俯冲板块具有大陆地壳特点 ;后者反映扬子板块具有快速俯冲变质的特征 ,否则将达到同位素均一化。榴辉岩氧同位素负异常的保存显示 ,这些超高压变质岩与地幔之间没有发生显著的化学相互作用。因此 ,载有榴辉岩原岩的板块俯冲到 2 0 0多公里深的地幔内部时 ,超高压岩石形成后在地幔中的滞留时间很短(<10Ma) ,致使它们与地幔之间的氧同位素交换没有达到再平衡。榴辉岩中不同矿物对氧同位素测温不仅给出了相互一致的结果 (6 5 0～ 75 0℃ ) ,而且这些温度与阳离子交换温度计的结果 (6 0 0～80 0℃ )相一致。因此 ,在榴辉岩相变质温度下共生矿物之间的氧同位素平衡已被“冻结” ,岩石冷却过程中的氧同位素交换再平衡没有发生 ,从而证明超高压榴辉岩在变质作用后经历了快速降压/冷却过程 ,对应于板块的快速抬升。这些结果首次从地球化学角度证明了大陆板块俯冲—超高压变质—折 相似文献
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苏鲁造山带浅变质岩的成因及其大地构造意义 总被引：2，自引：0，他引：2
苏鲁造山带超高压变质带内部及其北缘,出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系。通过对该浅变质岩的区域分布、地质特征及地球化学的综合研究,表明这些浅变质岩系与大别-苏鲁造山带大陆板块俯冲存在密切的成因关系,为扬子板块俯冲过程中被刮削下来的构造残片,构成大陆板块俯冲过程中形成的构造加积杂岩。在此基础上,厘定了苏鲁造山带的构造成因模型,并对苏鲁造山带的东延问题进行了讨论。 相似文献
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苏鲁超高压带内石桥浅变质岩的地质成因及其研究意义 总被引：1，自引：1，他引：0
苏鲁造山带超高压变质带内部出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系,地质调查显示,石桥浅变质岩与周边超高压变质岩呈构造接触(构造片岩);地球化学研究证实,该浅变质岩形成于扬子板块北缘大陆边缘厚地壳上裂陷或沉积盆地的构造背景;单矿物电子探针分析结果显示,其部分浅变质岩发育多硅白云母,形成于中-高压相变质环境,说明这些浅变质岩曾经历大陆板块俯冲的动力变质作用过程。在此基础上,进一步讨论浅变质岩的成因机制及其与超高压变质岩和扬子板块俯冲之间的关系。 相似文献
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超高压变质作用过程中的流体-岩石相互作用——中国大陆科学钻探工程主孔（0～2050m）岩心的氧同位素证据 总被引：8，自引：0，他引：8
中国大陆科学钻探工程主孔位于苏鲁超高压变质带南部的东海地区。该钻孔0～2050m井段钻遇的岩石主要是榴辉岩、正片麻岩、副片麻岩和石榴石橄榄岩。激光原位氧同位素研究表明，变质矿物的δ^18O值具有显著的不均一性，从-6．8‰变化至 7．5‰。空间上看，从近地表至1000m深度δ^18O值逐渐降低，向更深处又逐渐升高。位于钻孔1100～1600m深度之间的正片麻岩是新元古代花岗岩体，该岩体的侵入为表壳岩与低氧同位素大气降水之间的水-岩交换作用提供了热源，并导致岩体附近的围岩发生了最强烈的水-岩蚀变，因此具有极低的氧同位素值。研究还显示，在厘米尺度内，大多数超高压变质矿物之间具有平衡的氧同位素组成，所获得的超高压峰期变质温度为700～882℃，与矿物之间的主元素交换温度计获得的结果基本相同。超高压变形与变质分异、高压退变质作用及其伴生的局部流体活动可能是造成超高压变质矿物氧同位素不平衡的主要原因。研究进一步证明，超高压变质岩原岩的异常低氧同位素特征在大陆板块的俯冲与折返过程中得以较好保存，在超高压变质前期、同期和后期均没有大规模的透入性流体活动发生。与围岩呈构造接触关系的石榴石橄榄岩具有正常地幔岩的氧同位素成分，它很可能是构造侵位到俯冲带之间的地幔楔状体，并不具有与表壳岩相同的前超高压变质历史。 相似文献
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大别山-苏鲁超高压变质带的矿物学和岩石学研究进展 总被引：11，自引：0，他引：11
叶凯 《矿物岩石地球化学通报》2001,20(3):141-148
本文总结了近年来大别山 苏鲁超高压变质带的矿物学和岩石学进展。针对大别山 苏鲁超高压变质带中的区域片麻岩围岩是否经历超高压变质的问题 ,研究者在常规岩石学和矿物学手段不能奏效的情况下 ,引入显微喇曼光谱测试 ,最终在各种类片麻岩的锆石中发现柯石英、硬玉和雯石等高压和超高压矿物包裹体 ,证明大别山 苏鲁超高压变质带中的大多数岩石曾与榴辉岩一起被俯冲到地幔深度 ,后又一起回返到地表。在喇曼光谱的测试过程中 ,发现锆石中的柯石英包裹体有 0～ 2 3 0 0MPa不等的现时晶内超压 ,并证明这种晶内超压是超高压变质岩回返过程中 ,柯石英向石英转化而导致的体积膨胀造成的。研究者在产于青岛仰口榴辉岩的石榴子石中发现大量单斜辉石、金红石和磷灰石出熔 ,精细的晶体化学和岩石学研究证明出熔前的石榴子石形成于大于 70 0 0MPa的压力条件 ,说明苏鲁地区的部分陆壳岩石可能曾被俯冲到大于 2 0 0km深的地幔。岩石学研究发现产于桃行地区的榴辉岩在角闪岩相区域退变质之前 ,在 4 0～ 5 0km的浅部地幔深度发育有一期高压麻粒岩相 过渡榴辉岩相变质。进一步研究发现这期变质是由于峰期的多硅白云母在回返到 4 0～5 0km深的浅部地幔时脱水熔融导致的 相似文献
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苏鲁-大别超高压岩石中锆石SHRIMP U-Pb定年研究——综述和最新进展 总被引：6，自引：9，他引：6
如何建立苏鲁-大别超高压岩石深俯冲-超高压-快速折返过程连续而完整的P-T-t轨迹及精细的年代谱系,是目前地学界研究的热点。而变质锆石是否记录深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的年代学信息和超高压峰期变质时代的准确归属,是目前苏鲁-大别超高压变质带需要深入研究的核心问题。本文在对前人同位素年代学方面所取得的成果进行系统总结的基础上。采用锆石中矿物包体激光拉曼和电子探针测试、锆石阴极发光图像成因分析以及SHRIMP U-Pb定年等综合研究手段,确定苏鲁-大别地体榴辉岩及其强退变质围岩在深俯冲-构造折返过程中主要经历了四个阶段的变质演化:深俯冲石英榴辉岩相进变质(Ⅰ)、超高压峰期变质(Ⅱ)、构造折返初期石英榴辉岩相退变质(Ⅲ)和构造折返晚期角闪岩相退变质(Ⅳ)。研究发现,扬子板块(中)新元古代巨量的陆壳物质在早三叠纪(246～244Ma)俯冲到华北板块之下约65km的深处。发生了石英榴辉岩相进变质,相应的变质温压条件为T=542～693℃,P=1.7～2.02GPa。这些高压石英榴辉岩相岩石在中-新三叠纪继续向下俯冲,在235～225Ma期间,俯冲的深度至少达到了170km的地幔深处,并发生了峰期柯石英榴辉岩相超高压变质,相应的变质温压条件为T=722～866℃,P>5.5GPa。苏鲁-大别超高压地体自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段的俯冲速率为7.0km/Myr。这些超高压岩石在219～216Ma期间,发生了第一次构造抬升至75km的深处,并经历了石英榴辉岩相退变质作用的改造,退变质温压条件为T=730～780℃,P=1.7～2.6GPa。这些退变质岩石在212～205Ma期间,又经历了第二次抬升至25km中-下地壳深处,并叠加了角闪岩相退变质作用,该阶段变质温压条件为T=610～710℃,P=0.7～1.2GPa。苏鲁-大别超高压地体两次构造抬升的速率大致相同,为5.6km/Myr。该项成果不仅确定了苏鲁-大别榴辉岩及其强退变质岩石深俯冲过程石英榴辉岩相进变质-超高压峰期变质、构造折返过程石英榴辉岩相-角闪岩相退变质连续而完整的变质演化P-T-t轨迹及精细的年代谱系,而且对于重新建立苏鲁-大别巨量陆壳物质快速超深俯冲-快速折返的动力学模式有着重要的科学意义。 相似文献
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大别—苏鲁超高压变质带内部的浅变质岩 总被引：16，自引：3，他引：16
大别苏鲁超高压变质带内部零星出露有若干呈构造残片状产出的浅变质岩，主要以变质碎屑岩－千枚岩－大理岩组合为代表，遭受过低绿片岩相变质和脆－韧性变形作用的改造，与围岩均为构造接触（断层或韧性剪切带）。微古生物化石研究表明，其原岩为震旦纪前后扬子板块北缘的浅海相沉积。同位素年代学研究指示，它们经历过加里东期和印支期构造热事件的影响，与区域超高压岩石经受的构造热事件时间一致；氧同位素研究得到，部分浅变质岩原岩曾遭受过高温大气降水热液蚀变，与区域超高压岩石经受的构造热事件时间一致；氧同位素研究得到，部分浅变质岩原岩曾遭受过高温大气降水热液蚀变，与区域超高压岩石的同位素特征一致。这些浅变质岩的原岩为扬子板块北缘震旦系沉积岩及其中的火山碎屑岩，构造上具有板块俯冲过程中的刮削岩片－构造加积楔的产状和形成机制，因此可以是大陆板块俯冲加积楔的一部分。 相似文献
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Ding Tiping Open Research Laboratory of Isotope Geology Chinese Academy of Geological Scieoces Beijing China 《中国地质大学学报(英文版)》2004,15(2):216-219
The formation depth of metamorphic rocks in the Dabie ultrahigh pressure metamorphic (UHPM) zone influences not only our understanding of formation mechanism and evolution processes of collision orogenic belt, but also the studies on earth's interior and geodynamic processes. In this study, the isotopic data of metamorphic rocks in the Dabie UHPM zone are discussed to give constraints on the formation depth in the Dabie UHPM zone. The εSr of eclogite in the Dabie UHPM zone varies from 18 to 42, and the εNd varies from -6.1 to -17, both of them show the characters of isotopic disequilibrium. The oxygen isotope studies indicate that the protoliths of these UHPM rocks have experienced oxygen isotope exchange with meteoric water (or sea water) before metamorphism and no significant changes in the processes of metamorphism on their oxygen isotope composition have been recorded in these rocks. Except for one sample from Bixiling, all samples of eclogite from Dabie UHPM zone show the 3He/4He ratios from 0.79×10-7 to 9.35×10-7, indicating the important contribution of He from continental crust. All Sr, Nd, O and He isotopic studies indicate that the UHPM rocks retain the isotopic characteristics of their protoliths of crust origin. No significant influence of mantle materials has been found in these metamorphic rocks. Trying to explain above isotopic characteristics, some researchers assume that the speeds of dipping thrust and uplifting of rocks were both very high. In this condition, there will not be enough time for isotopic exchange between crust protolith and mantle materials. Therefore, we can not see the tracer of mantle materials in these UHPM rocks. However, this assumption can not be justified with available knowledge. Firstly, it was estimated that the whole process of UHPM took at least 15 Ma. During such a long period, and at the metamorphic temperature of ≥700 ℃, the protolith of crust origin can not escape from isotopic exchange with mantle materials if the UHPM have happened in the mantle depth of ≥100 km. In contrast, all problems will be dismissed if we assume that the UHPM have happened at the depth still in crust. 相似文献
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大别山南部的超高压变质岩在其形成及折返过程中经过5期变形。D1变形为榴辉岩相前变形,形成于扬子板块北缘陆壳基底的俯冲过程中;D2变形形成于折返初期(220-210Ma)即超高压变质岩在浮力驱动下折返至下地壳底部的过程中,变形以块状榴辉岩的糜棱岩化及层状榴辉岩和基质的紧密-同斜褶皱为特征;D3变形发生在折返中期(200-180Ma)即超高压变质岩在南北陆块持续碰撞作用下被挤出并向北逆冲折返至中地壳的过程中,变形以榴辉岩的布丁化和基质的强烈韧性剪切变形为特征;D4变形是折返晚期(130-110Ma)超高压变质岩在地壳浅部伸展体制下向南滑脱所致;在折返至近地表时,超高压变质岩受到NE向断层(D5)的切割。 相似文献
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大别山超高压变质岩折返机制与华北-华南陆块碰撞过程 总被引：18，自引：0，他引：18
古地磁研究表明华北和华南陆块的碰撞始于三叠纪初 ,止于晚侏罗世 ;同位素年代学研究及大别山北部中—上侏罗统砾岩层中榴辉岩砾石的发现表明大别山超高压变质岩形成于三叠纪初 ,并在中—晚侏罗世出露于地表。因此 ,超高压变质岩是在陆陆碰撞过程中完成它的折返出露过程。揭示超高压变质岩的折返历史与机制有助于我们认识大陆的碰撞过程。大别山超高压变质岩及其围岩θ t冷却曲线显示超高压变质岩从 80 0℃到 3 0 0℃经历了三个阶段 :( 2 2 6± 3 )～ ( 2 1 9± 7)Ma期间从80 0℃到 5 0 0℃的第一次快速冷却 ,1 80～ 1 70Ma期间从 4 5 0℃到 3 0 0℃的第二次快速冷却 )和介于两者之间的等温过程。这一具有两次快速冷却的θ t曲线已被近年来的若干年代学数据所证实。超高压变质岩的两次快速冷却事件反映了两次快速抬升过程。在东秦岭及苏鲁地体东端发育的同碰撞花岗岩U Pb年龄值为 2 2 5～ 2 0 5Ma,与超高压变质岩第一次快速冷却时代吻合。这种时代耦合关系表明俯冲板片断离可能是超高压变质岩第一次快速抬升和冷却的重要机制。大别山Pb同位素填图揭示出南大别带超高压变质岩具有高反射成因Pb特征 ,因而源于俯冲的上地壳 ;而北大别带超高压变质岩具有低放射成因Pb特征 ,源于俯冲长英质下地壳。这表明在俯 相似文献
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中国大陆科学钻探CCSD-PP3钻孔地幔岩的尖晶石相部分熔融证据 总被引：1，自引：1，他引：1
CCSD PP3超镁铁岩表现为高 Mg 和 Cr,低 Ca 和 Al 特征,是中国东部和超高压变质带上极其罕见的亏损地幔岩,通过地球化学和矿物学和 Re-Os 同位素研究发现岩石来自古元古代岩石圈地幔,并在地幔浅部尖晶石相条件下发生部分熔融,最近一次部分熔融作用发生在中-晚元古代,后经岩石圈厚度加大、拆沉或深俯冲过程,岩石转变为石榴石橄榄岩。 相似文献
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Maria M. Bogina Valeriy L. Zlobin Michael V. Mints 《International Geology Review》2015,57(11-12):1433-1445
A combined study of major and trace elements, Nd isotopes, and U-Pb systematics has been conducted for the early Palaeoproterozoic (Sumian) volcanic rocks and granites localized in different portions of the Karelian Craton. SHRIMP dating of zircons from the Sumian basalts indicates an emplacement age of 2423 ± 31 Ma, which constrains the lower age boundary of the early Palaeoproterozoic sequence at the Karelian Craton. The early Palaeoproterozoic mafic volcanic rocks of the Karelian Craton show practically no lateral geochemical and isotope-geochemical variations. The rocks bear signs of crustal contamination, in particular Nb and Ti negative anomalies, light rare earth element (LREE) enrichment, and nonradiogenic Nd isotope composition. However, some correlations between incompatible element ratios suggest that the crustal signatures were mainly inherited from mantle sources metasomatized during a previous subduction event. En route to the surface, melts presumably experienced only insignificant contamination by crustal material. Felsic rocks do not define common trends with mafic rocks and were formed independently. They exhibit higher REE contents, large-ion lithophile element (LILE) enrichment, and extremely wide variations in Nd isotope composition, which clearly demonstrates a considerable contribution of heterogeneous basement to their formation. Geochemically, the felsic rocks of the Karelian Craton correspond to A2-type granites and were formed by melting of crustal rocks in an anorogenic setting. Their possible sources are Archaean sanukitoid-type granitoids and Archaean granite gneisses. The high Yb content and pronounced Eu anomaly imply that they were generated from a garnet-free pyroxene – plagioclase source at shallow depths. By the Palaeoproterozoic, the older Vodlozero block was colder than the Central Domain, which facilitated the development of the brittle deformations and faulting and, correspondingly, rapid magma ascent to the surface without melting of crustal rocks. This resulted in the absence of felsic rocks and the formation of more primitive basalts in this area. 相似文献
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Linear, north–south trending Peddavura greenstone belt occurs in easternmost part of the Dharwar Craton. It consists of pillowed basalts, basaltic andesites, andesites (BBA) and rhyolites interlayered with ferruginous chert that were formed under submarine condition. Rhyolites were divided into type-I and II based on their REE abundances and HREE fractionation. Rb–Sr and Sm–Nd isotope studies were carried out on the rock types to understand the evolution of the Dharwar Craton. Due to source heterogeneity Sm–Nd isotope system has not yielded any precise age. Rb–Sr whole-rock isochron age of 2551 ± 19 (MSWD = 1.16) Ma for BBA group could represent time of seafloor metamorphism after the formation of basaltic rocks. Magmas representing BBA group of samples do not show evidence for crustal contamination while magmas representing type-II rhyolites had undergone variable extents of assimilation of Mesoarchean continental crust (>3.3 Ga) as evident from their initial ε Nd isotope values. Trace element and Nd isotope characteristics of type I rhyolites are consistent with model of generation of their magmas by partial melting of mixed sources consisting of basalt and oceanic sediments with continental crustal components. Thus this study shows evidence for presence of Mesoarchean continental crust in Peddavura area in eastern part of Dharwar Craton. 相似文献
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在对一些重点地区新太古代早期—中太古代晚期（2.6~3.0 Ga）岩石的空间分布、岩石类型和形成时代作简要介绍基础上,文章总结了华北克拉通这一时代花岗质岩石的年龄分布模式、地球化学和Nd-Hf-O同位素组成特征。新太古代早期—中太古代晚期变质基底具有如下特征:①新太古代早期—中太古代晚期岩浆作用在华北克拉通几乎连续分布,峰期为2.70~2.75 Ga;②新太古代早期—中太古代晚期岩石在华北克拉通广泛存在,主要分布在东部古陆块、中部古陆块和南部古陆块中;③新太古代早期—中太古代晚期侵入岩以英云闪长岩为主,存在奥长花岗岩和花岗闪长岩及其他类型岩石;④新太古代早期—中太古代晚期表壳岩规模很小,零星分布于花岗质岩石中,岩石类型主要为变玄武质岩石,一些地区存在变质科马提岩、变质安山质?英安质火山岩和变质碎屑沉积岩;⑤2.6 Ga可作为华北克拉通新太古代早期和晚期的界线;⑥TTG岩石的Sr/Y和La/Yb比值存在很大变化,在Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图中位于高压、中压和低压TTG分布区;除少量富钾花岗岩外,华北克拉通新太古代早期—中太古代晚期岩石大都具有亏损Nd-Hf同位素组成特征;岩浆锆石O同位素组成与全球太古宙岩浆锆石类似;⑦许多地区都具有类似地质特征,但一些地区显示出较大的独特性。新的研究进一步支持了这样的认识:与全球其他许多典型克拉通类似,新太古代早期—中太古代晚期是华北克拉通最重要的陆壳增生时期,主要区别是华北克拉通叠加了强烈的新太古代晚期岩浆构造热事件。 相似文献