第七届青年地学论坛

    古太平洋板块俯冲被认为对华北岩石圈地幔演化产生了重要影响。已有地球化学证据指示，古太平洋板块可能在早侏罗世就开始俯冲到东亚陆缘之下。然而，华北克拉通内部还未发现早中生代大洋俯冲的直接物质记录。目前发现的具有明确俯冲洋壳物质的幔源火山岩最早可追溯到早白垩世(Dai et al., 2016; Feng et al., 2020)。晚白垩-新生代以来，中国东部才开始大量出现洋岛型地球化学特征的幔源镁铁质岩，他们是俯冲洋壳来源熔体交代地幔的产物(Zheng et al., 2018)。因此，寻找早期古太平洋板块俯冲的幔源岩浆记录，对恢复古太平洋俯冲历史和认识华北克拉通地幔演化具有重要意义。我们对华北克拉通内部辽东地区出露的煌斑岩脉进行了详细的年代学和地球化学研究，发现了侏罗纪古太平洋板块俯冲于华北克拉通之下的直接证据。
    LA-ICPMS锆石U-Pb年龄指示，闪斜煌岩和云斜煌岩具有一致的中侏罗世侵位年龄（~155Ma）。两类煌斑岩都有富集LREE和LILE，亏损HFSE，类似岛弧岩浆岩的微量元素特征。在放射成因同位素上，闪斜煌岩具有相对华北岩石圈地幔亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成，云斜煌岩具有轻微富集的Sr-Nd-Hf同位素组成。这些地球化学特征指示，侏罗煌斑岩来自俯冲洋壳物质交代改造的地幔源区。俯冲古太平洋板块在弧下深度发生变质脱水和部分熔融，洋壳来源富水流体和沉积物来源含水熔体不同比例加入华北岩石圈地幔橄榄岩，熔流体-地幔相互作用产生富集的地幔源区，最终部分熔融产生两类弧型镁铁质煌斑岩。其中，云斜煌岩相比闪斜煌岩有更加富集不相容元素，富集放射成因同位素，富集锆石Hf同位素，以及高Ba/Th, Sr/Nd, Th/Yb, La/Sm比值的特征，指示更多沉积物来源熔体加入其地幔源区。两类煌斑岩具有不同于地幔橄榄岩的Fe/Mn, Zn/Fe比值，指示其源区为相对富沃的交代成因辉石岩。
    因此，辽东半岛中侏罗世煌斑岩提供了古太平洋板块在侏罗纪俯冲的物质记录，并且指示俯冲古太平洋板块来源熔流体对克拉通破坏发挥了重要作用。结合华北中生代镁铁质岩的时空分布规律，可见古太平洋板块在侏罗纪低角度俯冲到华北克拉通之下，俯冲洋壳来源流体交代并弱化华北岩石圈地幔，这一阶段相对缺少幔源岩浆作用。随后早白垩世俯冲古太平洋板块发生回卷，克拉通岩石圈发生减薄和破坏，这一阶段产生强烈幔源和壳源岩浆作用，伴随大规模伸展构造和成矿作用。

Dai, L.Q., Zheng, Y.F. and Zhao, Z.F. (2016) Termination time of peak decratonization in North China: Geochemical evidence from mafic igneous rocks. Lithos 240-243, 327-336.
Feng, Y.Z., Yang, J.H., Sun, J.F. and Zhang, J.H. (2020) Material records for Mesozoic destruction of the North China Craton by subduction of the Paleo-Pacific slab. Science China Earth Sciences 63, 690-700.
Zheng, Y.F., Xu, Z., Zhao, Z.F. and Dai, L.Q. (2018) Mesozoic mafic magmatism in North China: Implications for thinning and destruction of cratonic lithosphere. Science China Earth Sciences 61, 353-385.
 

古太平洋俯冲,华北克拉通,岛弧岩浆岩,侏罗纪