宝钢电子商务平台第95卷第5期2 0 2 1年5月
地质学报ACTA GEOLOGICA SINICA V o l. 95N o. 5
M a y 2 0 2 1冀东地区〜3.8 G a T T G岩石发现 万渝生”，颉领强1)，王惠初2)，川D，初航2)，肖志斌2)，
董春艳刘守偈D，李源”，郝光明D，刘敦-D
1)中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心，北京，100037;
2)中国地质调查局天津地质调查中心，天津，300170
内容提要：始太古代及形成时代更古老的岩石十分稀少，任何新的发现都是对最早期陆壳形成演化研究的重 要贡献。本文首次报道了华北克拉通冀东地区〜3.8 G aT T G岩石的年龄和地球化学组成。样品J2012为花岗闪 长质片麻岩J2013为侵人花岗闪长质片麻岩的花岗闪长岩脉.也遭受变质变形。两者的岩浆锆石年龄分别为 3785士8 M a和3773士6Ma。尽管岩石的常量元素组成和形成时代类似，但稀土模式明显不同。样品J2012的TREE(稀土总量）和（La/Yb)…比值分别为139. 2X1(T6和8_ 44，组成特征与北美4.03 Ga Acasta片麻岩类似，岩浆 作用发生在相对低压的条件下，岩浆作用过程中无石榴子石参与 而有斜长石存在。样品J2013的T R E E和（La/ Yb)…比值分别为163. 5X1CT6和51. 16。轻重稀土强烈分异要求花岗闪长岩形成于石榴子石稳定和斜长石不稳定 的高压条件下。研究表明，冀东地区在〜3.8 G a时T T G岩浆作用就显示出多样性，支持了古太古代早期冥古宙 陆壳基底广泛存在的认识。根据始太古代岩石类型和组成特征等综合对比，认为鞍本和冀东是华北克拉通2个不 同的古陆核形成演化中心。 关键词：始太古代；花岗闪长质岩石；SHRIMP U-P b锆石定年；冀东；华北克拉通
始太古代（3.6〜4.0 Ga)及更古老锆石存在于许多地区。最古老的锆石为西澳Jack H ills变质砾 岩中的4.4 G a碎屑错石（Wilde et al.，2001)。但 是，始太古代及更古老岩石仅在十余个地区被发现(Condie，2019，其中参考文献），最有名的是北美、格陵兰、南极和中国鞍山-本溪（鞍本）的3.8〜4.0 Ga TTG 岩石（Black et al.，1986; Kinny，1986; Liu Dunyi et al.,1992；Nutman et al. ,1996；Bowring and Williams，1999)。在中国大陆，除鞍 本地区3.8 G a岩石外，最近在华北克拉通南缘年轻 火山岩中也识别出3.8 G a麻粒岩包体（原3. 6 Ga 麻粒岩包体）（Zheng et al.，2004; Ma et al.，2020)，在塔里木克拉通东南缘阿克塔什塔格地区发 现3.71 G a片麻状和条带状英云闪长岩（Ge et al.，2018)。由于最古老陆壳物质保留非常稀少，鉴别也十分困难，有关地球最早期陆壳的组成、性质、规模、形成过程和构造背景仍存在很大争论。与古老锆石 相比，古老岩石更能提供早期陆壳形成演化的信息。本文首次报道了华北克拉通冀东地区〜3.8 Ga T T G岩石的年龄和地球化学组成，并对
有关问题进 行了讨论。
1地质背景
冀东是华北克拉通太古宙变质基底重要出露区，新太古代晚期岩浆构造热事件十分发育。2. 9〜 3.45 Ga 岩石被陆续发现（Nutman et al.，2011; Sun Huiyi et al.，2016；Liou et al.，2019; Liou and Guo，2019; Wang et al.，2019；刘守偈等，未 发表资料）。>3.0G a碎屑/继承锆石更广泛存在(Guo Rongrong et al. ,2014, 2015；Duan et al.,
注：本文为国家自然科学基金重大项目（编号41890834)、国家自然科学基金项目（编号41890834,41772200)、中国地质调査局项目（编号 DD20190009, DD20190358, DD20190370, DD20190003)资助的成果。
收稿日期=2021-04-29；改回日期：202卜05-06；网络发表日期=2021-05-07；责任编辑：周健。
作者简介：万渝生，男，1958年生。研究员，主要从事华北克拉通早前寒武纪地质和锆石成因及年代学研究。E-m ail: w anyuSheng@ bj shrimp. cn〇
引用本文：万渝生，颉颃强，王惠初，川，初航，肖志斌，董春艳，刘守偈，李源，郝光明，刘敦一.2021.冀东地区〜3.8Ga T T G岩石发 现.地质学报，95(5): 1321 〜1333, doi: 10. 19762/jki.diz
hixuebao. 2021148.
W an Y usheng, Xie H angqiang，W ang H uichu，Li Pengchuan, Chu H ang, Xiao Z hibin，Dong C hunyan, Liu Shoujie, Li Y uan, H ao G uangm ing, Liu Dunyi. 2021. Discovery of 〜3. 8 Ga T T G rocks in eastern H eb ei，N orth China Craton. A cta
G eologicaS inica，95(5): 1321 〜1333.
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2021 年
十二五末期2017)。最近.Wan Yusheng et al . (2021)在冀东确 定古太古代（3. 1〜3.4 Ga )表壳岩系的存在（图1). 岩石组合为铬云母石英岩、长石石英岩、榴云片麻 岩、黑云斜长片麻岩、副变质斜长角闪岩、大理岩、正 变质斜长角闪岩和变质超基性岩，称之为曹庄-喇叭 山岩系。其中，铬云母石英岩、榴云片麻岩、副变质 斜长角闪岩中存在大量3. 4〜3.88 G a 碎屑锆石
(Liu Dunyi et al . , 1992； Wu et al . , 2005； Wilde et al . , 2008； Nutman et al . . 2011； Liu Shoujie et al . . 2014； Chu Hang et al . , 2016； Wan et al ..
2019)。在卢龙喇叭山地区，与铬云母石英岩共存的 变质碎屑沉积岩中除存在大量3. 4〜3.8 G a 碎屑锆 石外，还发现较多3. 9〜4.0 G a 碎屑锆石（6颗.比 例为〜10% ) (Wan Yusheng et al .，2021)。这是除 西澳Jack Hills-Mount N arry er 夕卜，全球第二个含 有较高比例>3.9 G a 古老锆石的地区。
在冀东喇B 八山地区，Chu Hang et al . (2016)在 一采坑中发现铬云母石英岩（图2)，其中存在大量 3.4〜3.8 G a 碎屑锆石。在这里，除铬云母石英岩 外，还有变质（含斑）辉长岩、云母片岩和花岗闪民质 片麻岩（黑云斜长片麻岩）存在。它们作为整体呈包 体存在于2.5 G a 正长花岗岩中。花岗闪长质片麻 岩规模不大（<1. 5 m 2)，分布于铬云母石英岩西侧 (左侧），2. 5 G a 正长花岗岩透镜体把两者分离（图2、3a )。花岗闪长质片麻岩的西侧和下部为云母片 岩，两者呈相互切割关系，但几乎完全平行化。仔细 观察表明，在正长花岗岩东侧（右侧）仍有很窄的花 岗闪长质片麻岩分布，并直接与铬云母石英岩接触 (图2、3a 、3b )。花岗闪长质片麻岩中存在细小浅 长英质脉体（图3c )，还存在一条规模相对较大的片 麻状花岗闪长岩脉（宽度约10 cm )，也与花岗闪长 质片麻岩和云母片岩平行化（图3d )。风化面上，花
古太古代曹庄-喇叭山岩系
Paleoarchean Caozhuag-Labashan series 新太古代溁县
Neoarchean Luanxian Group 第四纪Quaternary
太古宙二长花岗岩 Archean monzogranite
太古宙迁西
Archean Qianxi Group
中新元古代-中生代盖层
Meso-Neoproterozoic to Mesozoic cover 太古宙英云闪长质片麻岩 Archean tonalitic gneiss 样品位置
Sample location
图1
冀东卢龙-迁安地区地质图（据Chu H ang et al. ,2016修改，古太古代曹庄-喇叭山岩系分布范围被夸大表示）
Fig. 1 Geological map of the Lulong-Qian an area, eastern Hebei (m odified after Chu Hang et al. . 2016s the distribution of the Paleoarchean Caozhuang-Labashan series is shown in enlarged
scale)
第5期万渝生等：冀东地区〜3.8 Ga T T G岩石发现1323
图2卢龙喇叭山地区始太古代花岗闪长质片麻岩及相关岩石分布（a中黑包的宽度约30 cm)
Fig. 2 Photograph showing the distribution of Eoarchean granodioritic gneiss and related rocks in the Labashan area, Lulong (th e black bag in figure a is 〜30 cm in width)2分析方法
全岩主微量元素分析在武汉上谱分析科技有限 责任公司完成。主量元素分析仪器使用日本理学(Rigaku)生产的ZSX Primus D型波长散X射线 荧光光谱仪（XRF)，使用国家标准物质岩石系列GBW07101-14进行数据校正.测试相对标准偏差(RSD)<2%。微量元素含量利用Agilent7700e ICP-M S分析完成。粉末样烘干置于Teflon溶样弹 加人HN03和H F熔样后进人ICP-M S测试，测试 相对标准偏差（R S D X5%。
锆石图像扫描在中国地质科学院地质研究所完 成，使用仪器为JSM-6701F场发射扫描电镜。SHRIMP U-P b锆石定年在北京离子探针中心SHRIMP A仪器上完成。测年原理和方法见Williams (1998)。椭圆形束斑长轴约为25 "m，一 次离子流〇2—强度为3.5 nA。标准锆石M257的U含量为840 X10_s (Nasdala et al.，2008 )，TEMORA2 的年龄为417 Ma(Black et al.，2004)，分别用于未知样品U含量标定和年龄校正。标准样TEMORA2和待测样之比为1: 3〜4。每 个数据点测定由5组扫描构成，用2°4P b作普通铅年 龄校正。数据处理采用S Q U ID和IS O P L O T程序 (Ludwig，2001，2003)。单个数据点误差为加权平均年龄误差为95%置信度。
岗闪长岩脉比花岗闪长质片麻岩颜更浅一些。虽 然2.5 G a正长花岗岩呈透镜状产出，但本身变形很 弱（图 3a、c)。
样品J2012采自无浅脉体的花岗闪长质片麻 岩（图3c)。岩石主要由斜长石（55%〜60%)、黑云 母（15%〜20%)和石英（20%〜25%)组成（图4a、b)。黑云母呈棕褐，定向分布。斜长石呈粒状，聚片双晶不发育，部分遭受蚀变。石英呈集合体定向分布，与黑云母一道构成片麻理。少量石英分散分布。未见微斜长石，不过，由于黑云母含量不能完 全解释岩石K2()含量相对较高的特征（2. 97%)，部 分长石应为钾长石。
样品J2 013取自花岗闪长岩脉（片麻状花岗闪 长岩，图3d)。岩石主要由斜长石（50%〜55%)、石 英（30%〜35%)和黑云母（13%〜17%)组成（图4c、d)。岩石遭受变质变形，矿物组成和结构与样品 J2012的类似，但石英含量更高。同样.岩石中可能 有少量钾长石存在。3错石特征和定年结果
花岗闪长质片麻岩(J2012)的锆石呈柱状.由于 后期变质作用强烈改造，表面普遍圆滑，但个别锆石 仍不同程度保留了良好的晶面和晶棱（图5a)。锆 石具封闭震荡环带.遭受不同程度重结晶.部分锆石 存在变质增生边（图6a)。共进行了 48个数据点分析（表1)，45个岩浆锆石数据点分析（包括重结晶弱 的成分域），U含量和T h/U比值分别为128X10_6〜543X10-6和0.32〜0.85。锆石普遍存在强烈铅丢失，但数据点大致沿同一不一致线分布（图7a)。最靠近谐和线的9个集中分布数据点（不谐和度<4%，
与谢野晶子2. 1MA、7_ 1MA、8. 1MA、13. 1MA、17. 1MA、21. IM A、25. IM A、26. IM A、32.1M A)的207Pb/ 2°6Pb加权平均年龄为 3786士4 Ma(MSWD=l.5)，解释为花岗闪长岩形成年龄。2个变质增生边(9. 2ME-R、10. 1ME-R)的 U 含量和 T h/U 比值分 别为 508X1CT6〜1308X10—6和 0. 13〜0. 24。锆石 存在强烈铅丢失（不谐和度为29%〜57%),
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不能准
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氧化亚铜h tt p：//w w w. geojournals, cn/dzxb/ch/index. aspx2021 年图3卢龙喇叭山地区始太古代T T G及相关岩石的野外照片
Fig. 3 Photographs showing petrographic features of Eoarchean TTG and related rocks in the Labashan area,Lulong
(a)—花岗闪长质片麻岩与铬云母石英岩相邻，两者之间为构造关系，2.5G a正长花岗岩呈透镜状产出于花岗闪长质片麻岩中；
(b)—2.5G a正长花岗岩右侧（东）的薄层花岗闪长质片麻岩，与铬云母石英岩相邻；
(c)一2. 5 G a正长花岗岩左侧（西）花岗闪长质片麻岩(J2012);(d)—侵入花岗闪长质片麻岩的花岗闪长岩脉(J2013)
(a)—Granodioritic gneiss is adjacent to fuchsite quartzite* with both showing a tectonic relation. 2. 5 Ga syenogranite occurs as
a lense in granodioritic gneiss；(b)—a thin granodioritic gneiss layer occurs in the (rig h t) of 2. 5 Ga syenogranite and is adjacent
to fuchsite quartzite；(c)—granodioritic gneiss (J2012) in the (left) of 2. 5 Ga syenogranite；
(d) — granodiorite dyke (J2013) intruding into granodioritic gneiss
确确定形成年龄（图7a)。数据点20. 1ME-R E位于 强重结晶成分域（图5a)，U含量和Th/U比值分别 为207 X 1(T S和0.32。数据点靠近谐和线分布，2〇7P b/2°sPb年龄为 3489 Ma。
花岗闪长岩脉（J2013)的锆石表面形态与样品J2012的类似，部分颗粒保留了良好的晶面和晶棱(图5b)。锆石普遍具核-边结构（图6b)，核部锆石 通常显示良好晶形，具封闭震荡环带，遭受不同程度 重结晶。边部变质增生边呈暗或灰，宽度通常 不大。共进行了 27个数据点分析（表1)，22个岩浆锆石数据点分析（包括重结晶弱的成分域），U含量 和Th/U比值分别为127X10〜468 X 10-6和 0• 23〜0. 77。与样品J2012类似，锆石普遍存在强烈铅丢失，数据点也大致沿同一不一致线分布（图7b>。最靠近谐和线的4个集中分布数据点（不谐和 度<2%，1. 1M A、4. 1M A、16. 1M A、23. 1M A)
的207P b/2°6Pb加权平均年龄为 3773±6Ma(MSWD= 1.2)，解释为花岗闪长岩脉侵人年龄。4个变质增 生边（5. 1ME-R、13. 1ME-R、15. 1ME-R、21. 2ME-R)的U含量和T h/U比值分别为732X10_S〜2823 x 10_fi和0.01〜0.57。锆石存在强烈铅丢失（不谐和 度为46%〜77%)，不能准确确定形成年龄（图7b)。数据点2. 1ME-R E位于强重结晶成分域（图6b)，U 含量和T h/U比值分别为142X1CT6和0. 71。数据 点靠近谐和线分布，2°7P b/2°sP b年龄为3«4 Ma。
4地球化学组成
2个样品（J2012, J2013)的常量元素组成类似
，
第5期万渝生等：冀东地区〜3.8G a T T G岩石发现1325
图4卢龙喇叭山地区始太古代T T G岩石的岩相学照片
Fig. 4 PhotographvS showing petrographic features of Eoarchean TTG rocks in the Labashan area* Lulong
(a)、（b)—花岗闪长质片麻岩(J2012);(c)、（d) —花岗闪长岩脉(J2013);P1—斜长石；Qz —石英，B t—黑云母
(a), (b)—G ranodioritic gneiss (J2012)；(c) , (d) — granodiorite dyke (J2013); PI —plagioclase；Qz —q u artz；Bt—biotite
图5卢龙喇叭山地区始太古代T T G岩石的锆石二次电子扫描照片
Fig. 5 Secondary electronic scanning images of zircons from Eoarchean T TG rocks in the Labashan area, Lulong
(a)—花岗闪长质片麻岩(J2〇12);(b) —花岗闪长岩脉(J2013)
(a)—G ranodioritic gneiss (J2012) ；(b)—granodiorite dyke (J2013)
Si02=62. 46%〜66. 89%，M g O=3.30%〜 3.92%，T F e O=3.19%〜5.39%，C a O=2.77%〜2.29%，N a20=1.83%〜2.64%.K20= 1.64%〜2.97%。剔除烧失量后，样品的Si02含量均大于63%，属于花岗闪长岩类型。在An-Ab-O r图中也 位于花岗闪长岩区（图8)。样品J2012的T R E E、(12/丫1>)…和 Eu/E u* 分别为 139.2X10_6、8.44 和 〇. 63，样品 J2013 的 丁1^£、（1^/丫1>)…和 Eu/E u*2009年12月四级真题
分
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