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山西中条山地区位于华北克拉通南部,是我国早前寒武纪基底的重要发育地区之一。该地区前寒武纪基底岩石地层发育齐全,主要由太古代涑水杂岩、古元古代绛县群、中条群、担山石群和中元古代的西阳河群、汝阳群组成。涑水杂岩出露于中条山脉的西北侧,是该区最古老的岩石地质单元,分别与上覆的早、中元古界呈不整合接触关系,主要由变质、变形的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)和钙碱性花岗质岩石组成,发育少量表壳岩系和变质基性岩墙。近年来,涉及华北克拉通基底拼合、克拉通化的时、空演化已经成为华北克拉通前寒武纪地质研究的热点之一。开展对中条山前寒武纪涑水杂岩中TTG质岩石的深入研究,可作为探讨华北克拉通新太古代构造-岩浆事件性质及早前寒武纪地壳形成和演化的重要载体,而涑水杂岩中非TTG质花岗岩的探测研究,有可能为解决上述争端提供重要信息。本论文选取华北克拉通南部中条山地区涑水杂岩中TTG质片麻岩、花岗岩类和表壳岩中斜长角闪岩作为研究对象,结合室内详细的岩相学观察和相关地球化学、锆石U-Pb年代学以及Hf同位素组成分析,确定了各类岩石形成时代、岩石成因以及构造背景等,并综合探讨了整个涑水杂岩的组成与演化;结合本文及前人的研究资料,建立了中条山地区前寒武纪地质事件的演化格架,探讨了每期构造热事件的地质意义;通过对比涑水杂岩与其南部太华杂岩、登封杂岩的岩石组合、形成时代和构造展布等,查明了华北克拉通南缘的前寒武纪构造格局。本论文取得了如下成果和认识:1.确定了涑水杂岩中发育两期TTG质岩石,时代较老的主要出露于中条山西南部、解州关帝庙附近,锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为2716±42Ma,是中条山地区最古老的岩石单元;岩石学及地球化学特征表明,该岩石是一套高铝TTG质片麻岩,是由新生玄武质岩石发生部分熔融所形成,其源区是来自于亏损地幔分异形成的2.7-2.85Ga新生地壳,这期岩浆事件代表了中条山地区一期重要的地壳生长事件。而时代较新的TTG质岩石主要分布于中条山中部和东北部的垣曲县-绛县一带,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,其形成于新太古代晚期2543~2561Ma;岩石学、地球化学以及锆石Hf同位素特征表明其主要是由2.7-2.8Ga左右形成于下地壳镁铁质岩石、在新太古代末期发生分熔所形成,代表着中条山地区-2.55Ga左右的一期地壳再造事件。2.查明了横岭关花岗片麻岩和解州花岗岩的形成时代、岩石成因、源区性质及构造背景等。二者的形成时代分别为2609±31Ma和2620±14Ma,属于同一期岩浆活动的产物,其源区物质是由~2.7Ga TTG质岩石和下地壳镁铁质岩石部分熔融混合而成;此外,锆石边部年龄信息反映该地区在-2200Ma发生过构造一热事件。3.厘定了中条山地区存在一期古元古代构造热事件,即形成于古元古代早期的23514±37 Ma烟庄花岗岩;岩石学与地球化学研究结果表明,该岩石类似低Sr、Yb的喜马拉雅型花岗岩,其成因与地壳加厚引起的陆壳熔融有关。4.基本查明了冷口岩组斜长角闪岩的形成时代为~2561Ma,岩石学、地球化学和同位素组成表明,冷口岩组斜长角闪岩具有钙碱性玄武岩特征,源区主要来自于亏损地幔,也有少量地壳物质的混染,是在板内环境下、由于流体在上升过程中引发亏损地幔部分熔融所形成的玄武质熔浆,混合TTG质岩浆后形成的产物;而TTG质片麻岩中斜长角闪岩是由于亏损地幔部分熔融形成玄武质岩浆,随后被TTG岩浆包裹或者作为捕虏体带出而形成。5.综合本文研究结果得出,涑水杂岩是由~2.7Ga TTG质片麻岩、2.6~2.55Ga TTG质片麻岩和钙碱性花岗质岩石、-2.56Ga斜长角闪岩以及古元古代~2.35Ga左右的烟庄钾质花岗岩组成。~2.7Ga TTG质片麻岩是由新生玄武质岩石发生部分熔融所形成;2.6-2.55Ga的TTG质片麻岩和花岗质岩石是地幔柱底侵导致的,该期广泛的岩浆事件造就了涑水杂岩的基本形态,也指示华北克拉通在新太古代末期已基本形成,或者说基本实现了克拉通化;烟庄钾质花岗岩的发育,指示中条山地区古元古代的构造演化在-2.35Ga已经开始。总体上,涑水杂岩中新太古代一古元古代早期的主要产物为TTG质片麻岩、花岗质侵入体以及少量镁铁质火山岩,其中花岗岩侵入事件一直延续到古元古代早期,而且表现出从TTG→钙碱性→偏碱性岩石演化的特点。6.中条山地区早前寒武纪地质事件可划分为5期,根据每一期构造热事件所代表的地质意义,认为华北克拉通中部地区在2.8~1.8Ga这一长达10亿年的地壳演化历史中,并不存在显著的地壳生长“幕式”特点,而显示出小频率持续脉冲生长的特点。7.通过对比中条山地区涑水杂岩与小秦岭—鲁山太华杂岩的岩石组合、形成时代以及构造展布等事实,提出二者具有明显的相似性,应属同一地质体,共同构成了华北克拉通南缘前寒武纪基底。中条山涑水杂岩、小秦岭—鲁山太华杂岩以及登封杂岩共同构成了一个向南东倾伏的巨型向斜,涑水杂岩和太华杂岩分别构成该向斜的南北两翼,登封杂岩则居于向斜的核部。在空间上,上述地质体的构造线方向呈北东-南西向展布,不支持所谓的华北克拉通东、西部沿中部碰撞拼合的说法。