张文、刘超辉、许王等GSAB，TN，PR，IGR：再探华北克拉通在罗迪尼亚超大陆中的位置——东缘中-新元古代地层碎屑锆石研究

　　格林威尔造山带是Rodinia超大陆的标志性缝合带。在全球主要克拉通中元古代晚期至新元古代早期（大约10亿年前）的地层中，均出现了与格林威尔造山运动有关的中元古代晚期（大约12、16、17亿年前）的碎屑锆石年代，这是Rodinia超大陆的重要标志之一。华北克拉通曾被认为远离Rodinia超大陆或位于其边缘位置，随着越来越多的中元古代晚期碎屑锆石在中元古代晚期至新元古代早期的地层中被发现，这一认知得到了挑战。华北克拉通在Rodinia超大陆重建模型中的位置究竟如何，它与其他地区的亲缘关系是怎样的，这些问题值得进一步深入关注和研究。

　　中国地质科学院地质研究所张文、刘超辉、许王、刘福来等及其合作者近期在华北克拉通东缘的辽吉、胶莱、徐淮等地区的中元古代晚期至新元古代早期地层中发现了与格林威尔造山运动有关的碎屑锆石记录，针对上述问题，进一步系统总结了这些地层的岩石地层学、事件地层学、生物地层学、地层时代以及年代学和Lu-Hf同位素数据，主要的研究结果如下：

　　（1）由华北克拉通到格林威尔造山运动有关的物源转换：

　　以辽宁省瓦房店-桓仁地区为例，以上部的桥头组和下部的南芬组为界，南芬组及以下地层（包括钓鱼台组、永宁组）主要表现出1.85 Ga和/或2.5 Ga的锆石年龄峰值，只有少数散见的<1.7 Ga的锆石年龄；然而，桥头组则记录了大量中元古代（1.6-1.1 Ga）的碎屑年龄，尤其是1.1-1.2 Ga的年龄峰值明显，显示了沉积来源的显著差异。这一物源界限在华北克拉通的东缘的中元古代晚期至新元古代早期地层中普遍存在。

图1 华北克拉通在Rodinia超大陆中的古地理位置、与其它克拉通中元古代晚期地层中碎屑锆石年龄特征的对比及与澳大利亚Musgrave岩浆序列的对比。

　　（2）在中元古代晚期至新元古代早期，华北克拉通可能与北澳大利亚克拉通相邻。

　　通过对比华北克拉通东缘、西伯利亚克拉通、劳伦大陆西北部、北澳大利亚克拉通北部、印度、北大西洋地区等地区中元古代晚期至新元古代早期地层中的碎屑锆石年龄概率密度图（图1），并结合碎屑锆石Lu-Hf同位素分布（图1），古地磁数据以及运用反向蒙特卡罗模拟（图2）等方法，认为华北克拉通东缘中元古代晚期至新元古代早期地层中，与格林威尔造山运动有关的物质来源为北澳大利亚克拉通北部Musgrave省（图1）。华北克拉通东缘新元古代中期（0.75 Ga）地层具有亏损Hf同位素特征的中元古代碎屑锆石的减少和消失以及来自华北的2.50 Ga和1.85 Ga特征碎屑锆石峰的出现说明在这一时期华北克拉通东缘和北澳大利亚克拉通北缘可能随着Rodinia超大陆的裂解而逐渐分离。

图2 反向蒙特卡罗模拟图解

　　上述研究成果在诸多Rodinia超大陆的模型中，明确了华北克拉通东缘与北澳大利亚克拉通在中元古代晚期-新元古代早期的相邻关系。这些发现为理解Rodinia超大陆的构建和裂解过程，尤其是华北克拉通的地质历史和演化提供了重要证据，拓宽了我们对全球克拉通和超大陆理论的认识，进一步为Rodinia超大陆重建研究提供了关键依据。

　　研究成果得到了国家自然科学基金项目（42172221、92062214、41890833、41430210、41602201、41972205、41672191）、中国地质调查局地质调查项目（DD20160121、DD20190003、DD20190370、DD20221649、DD20221645）、中国地质科学院地质研究所基本科研业务费（J2003、J2009）、中国博士后科学基金（2019M660743）等项目的联合资助。本项研究成果发表于国际地学期刊Geological Society of America Bulletin、Terra Nova、Precambrian Research、International Geology Review上：

　　Liu Chaohui*, Zhao Guochun, Liu Fulai, Xu Wang, Sun Xun, 2023. New geochronological results from late Mesoproterozoic to early Neoproterozoic successions in the eastern North China Craton and implications for the reconstruction of Rodinia. Geological Society of America Bulletin. 

　　原文链接：

　　https://doi.org/10.1130/B36645.1

　　Zhang Wen*, Xu Wang*, Liu Pignhua, Liu Chaohui, Liu Fulai, 2022. Eastern North China Craton – ­ North Australia Craton connection at 1 . 0 Ga through detrital zircon mixing modelling. Terra Nova 34, 554-560. 

　　原文链接：

　　https://doi.org/10.1111/ter.12622

　　Zhang Wen*, Liu Fulai, Liu Chaohui, 2021. Provenance transition from the North China Craton to the Grenvillian orogeny-related source: Evidence from late Mesoproterozoic-early Neoproterozoic strata in the Liao-Ji area. Precambrian Research 362, 106281. 

　　原文链接：

　　https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106281

　　Zhang Wen*, Liu Fulai, Liu Chaohui, 2021. Detrital zircon U-Pb ages of the late Mesoproterozoic–Neoproterozoic Qiaotou formation in the Liao-Ji area of the North China Craton: implications for Rodinia reconstruction. International Geology Review 63, 1311-1330. 

　　原文链接：

　　https://doi.org/10.1080/00206814.2020.1762250