近日，美国地质学会（GSA）旗下地学领域TOP期刊《Geological Society of America Bulletin》（IF: 4.9）在线发表了题为“Neoarchean granitoid magmatism and geodynamic process in the northeastern North China Craton” 的研究成果。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室孙国正副教授、李三忠教授和北京大学地球与空间科学学院刘树文教授等合作完成。

  太古宙花岗质岩石由太古宙早期占绝对主导的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）转变为太古宙晚期（3.0-2.5 Ga）多样化的花岗岩岩石组合，标志着地球早期动力学过程的重大转变。然而，由于人们对不同时期花岗岩的岩石成因过程及其壳幔相互作用知之甚少，这一重大转变发生的原因仍然是一个谜。针对这一问题，研究团队选取华北克拉通东北部辽东地体新太古代（2.7-2.5 Ga）花岗岩类作为研究对象，根据其时空分布、岩性组合、化学成分、岩石成因及壳幔相互作用的演化规律，探讨地球早期动力学过程。根据最新的实验岩石学资料（712组），提出了花岗质岩石成因分类的两个关键性地化指标——CaO和MgO。据此，TTG可分为高Ca组（CaO > 1.20 wt%）和低Ca组（CaO < 1.20 wt%）两组，富K₂O花岗岩类可分为高Ca-Mg组（CaO > 1.1 wt%; MgO > 1.0 wt%），低Ca-Mg组（CaO < 0.5 wt%; MgO < 1.0 wt%）和过渡组（CaO = 0.5-1.1 wt%）三组。新太古代早期高Ca组TTG岩浆起源于俯冲初生洋壳的部分熔融，而低Ca组TTG岩浆则来自于高钙组TTG岩浆的分离结晶作用；新太古代晚期，岩浆源区成分开始对TTG和富K₂O花岗岩类岩浆作用发挥一级控制因素。

图1. （A）辽东地区新太古代花岗岩类岩石成因序列的时空演化特征；（B）不同类型花岗岩类的岩石成因机理概述示意图。

   新太古代早期（2.71-2.68 Ga）花岗质岩浆作用主要发育在洋内弧体系，其主要特征是远离古老陆核的初生地壳生长，伴随着微弱的壳幔相互作用（包括板片熔融、地幔混染和分离结晶），形成单一的TTG岩浆。相比之下，新太古代晚期（2.60-2.50 Ga）的地球动力学过程则涉及大洋板块的多阶段俯冲和相关的“弧-弧”碰撞、“弧-陆”碰撞，既有初生地壳物质的添加，又有古老大陆地壳物质的再造。在板块汇聚过程中，复杂的造山作用显著增强了壳幔相互作用，使地壳岩浆源区复杂化，最终形成新太古代晚期花岗质岩浆活动的多样性。

Sun, G.Z., Liu, S.W., Li, S.Z., Bao, H., Wang, W., Guo, R.R., Fu, J.H., Gao, L., Hu, Y.L., Wang, X., Yu, S.Y., Dai, L.M. Neoarchean granitoid magmatism and geodynamic process in the northeastern North China Craton. Geological Society of America Bulletin (2024).

  文章链接：https://doi.org/10.1130/B37584.1