研究发现华北克拉通大规模破坏的时间约束

图1：辽南变质核杂岩构造地质简图及同位素年代学的定年结果

图2：辽南变质核杂岩的核部岩石和同构造花岗岩冷却史图解华北克拉通大规模破坏究竟起于何时？这是华北克拉通研究中非常引人注目的问题，也是这个大型研究计划提出时所涉及的关键科学问题之一。不同的科研组从不同的角度探讨了这个问题。中科院地质与地球物理研究所吴福元研究员根据大规模岩浆作用的时间认为它发生在早白垩世；Griffin和Gao等人认为华北克拉通破坏起始于侏罗纪；中科院地质与地球物理研究所杨进辉研究员通过对辽南北部、吉林东部和胶东半岛的研究认为华北克拉通破坏起始于晚三叠世。中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室林伟研究员及合作者在中科院知识创新工程项目和国家自然科学基金项目的支持下，对辽南变质核杂岩核部变质岩石、白垩纪侵入岩和拆离正断层的糜棱岩的冷却史进行了系统的研究。结果表明，辽南变质核杂岩记录了不同的的冷却（核部岩石拆离折返）过程。核部杂岩北部的侏罗纪花岗闪长岩具有两期冷却历史：175-122 Ma为稳定或极其缓慢的隆升，冷却速率为3–10 °C/Ma；但是在122-110 Ma期间却记录了一个快速的冷却过程，冷却速率达40–55°C/Ma。相反核部侵入的白垩纪二长花岗岩仅仅记录了后期快速冷却的过程。这个结果揭示了以辽东半岛地区为代表的华北克拉通东部在侏罗纪和白垩纪的构造演化具有不同的构造特点：侏罗纪的弱伸展，即伸展构造仅仅表现为浅表的伸展盆地和岩浆侵位；白垩纪的强烈伸展，即构造表现不仅为地表的半地堑盆地、火山作用、岩浆作用，还伴随有大规模的变质和杂岩（MCC）及其将中下部地壳岩石快速拆离折返至地表。这两期不同的过程对应着侏罗纪和白垩纪在华北克拉通的构造演化具有不同的地球动力学背景：早白垩世之前伸展构造并不显著，似乎此时的华北克拉通岩石圈处于较为稳定的状态。120 Ma之后，大规模、深层次的伸展构造预示着华北克拉通大规模的破坏。该研究成果近期发表在国际知名的地质学期刊《亚洲地球科学期刊》（Journal of Asian Earth Sciences）上（Lin et al. Cooling paths of the NE China crust during the Mesozoic extensional tectonics: Example from the south-Liaodong peninsula metamorphic core complex. Journal of Asian Earth Sciences, 2011, 42: 1048–1065）。（来源：中科院地质与地球物理研究所）