Question

中—新元古代陆壳演化

Answer 1

中—新元古代时期，一个全球性的超级大陆（Rodinia）逐渐形成并随之裂解^[96～98]，1000～850Ma被认为是新元古代Rodinia超大陆形成时期，而800～500Ma为超大陆的裂解期^[99]。近年来，针对这一大陆拼合-裂解机制的探讨方兴未艾，成为国内外前寒武地质研究的一个热点。作为Rodinia超大陆的重要组成部分之一，扬子陆块周边新元古代岩浆活动频繁，岩石成因类型多样。据此，前人研究并总结出俯冲—碰撞—伸展—裂解这样一套具“威尔逊旋回”特征的地球动力学过程，认为约1100～880Ma是Rodinia超大陆聚合过程中洋壳消减俯冲及陆-陆碰撞的阶段，以出现岛弧岩浆作用和同碰撞S型花岗岩为特征^[83]，到825Ma左右受地幔柱（或超级地幔柱）事件影响^[100]，超大陆发生裂解，岩浆活动愈趋频繁。

山东省的地壳演化，在中元古代表现为两次裂解事件，第一次裂解事件发生于中元古代初期（1.84～1.72Ga），主要标志是济宁裂谷和鲁西第一期基性岩墙群的形成，基性岩墙与济宁岩群中的酸性火山岩显示了双峰式岩浆岩特点。这一次裂解事件与鲁西新元古代末期构造变形事件连续发生，代表了造山作用结束后地壳伸展减薄的结果；第二次裂解事件发生于中元古代晚期（1.20～1.05Ga），主要标志是海阳所幔源岩浆杂岩和鲁西第二期基性岩墙群的形成。

新元古代的地质事件是与Rodinia超大陆聚合有关的陆-陆碰撞作用，形成了一条规模巨大的岩浆活动带、构造活动带和古地震活动带。新元古代早中期（0.9～0.72Ga）以出现同碰撞的S型和I型花岗岩（荣成和月季山片麻岩套）为特征，伴随有强烈的挤压型韧性变形作用，形成雄伟的碰撞造山带，在造山带北西侧——华北陆块南缘产生具前陆盆地性质的沂沭盆地。新元古代晚期（南华纪—震旦纪）华北陆块与扬子陆块之间的挤压碰撞结束，地壳开始伸展减薄，形成产于造山后伸展环境的A型花岗岩——岚山头片麻岩套和具后继盆地性质的蓬莱盆地及具上叠盆地性质的石桥盆地，伴随有强烈的伸展型韧性变形作用及强烈的地震活动。苏鲁造山带新元古代花岗质片麻岩构成了较完整的碰撞造山型花岗岩系列：造山前期板块俯冲引起的岩浆活动，首先形成TTG花岗岩类；陆-陆碰撞主造山期，造山带加厚地壳拆沉引起地壳的突然减薄和快速隆升，形成同碰撞双花岗岩，其中荣成岩套形成时间略早，深俯冲到地幔中遭受了超高压变质作用，而月季山岩套是在超高压岩片快速折返过程中形成的，没有受到超高压变质作用改造；碱性系列花岗岩是伸展构造环境的产物，岚山头A型花岗岩的出现标志着碰撞造山作用的结束，伸展塌陷的开始。岚山头碱性花岗质片麻岩的准确厘定，不仅为苏鲁造山带在新元古代晚期从碰撞造山转向伸展塌陷提供了可靠的岩石学证据，而且对深化认识并细化Rodinia超大陆的裂解机制也是一个有益的补充。