科研动态 | 我院博士研究生卢成森在GSF上发表文章：从华北克拉通多期变质作用揭示地球早期构造体制演化

      近日，我院尹常青教授团队的博士研究生卢成森在其导师钱加慧副教授的指导下，在华北克拉通构造演化方面取得重要研究进展。该研究系统揭示了华北克拉通东北部吉南杂岩新太古代和古元古代两期变质作用的P–T–t轨迹，为理解地球早期构造体制演化提供了关键的变质岩石学证据，相关成果发表在国际著名地学期刊《Geoscience Frontiers》（中科院一区TOP，IF：8.9）上。

      新太古代至古元古代是地球构造体制转变的关键时期。该时期既发育垂向构造体制的典型记录（逆时针P–T轨迹、科马提岩、穹脊构造），也出现了水平向构造体制的特征标志（高压/超高压变质岩、双变质带、蛇绿岩）。然而，关于这两种构造体制如何演变，学术界仍存在不同认识。吉南杂岩是华北克拉通重要的太古宙基底（图1），经历了新太古代至古元古代多期变质作用。厘清这些变质事件的地球动力学过程，有利于揭示地球构造体制的演变。因此，研究团队对吉南杂岩的长英质和基性麻粒岩开展了岩相学、矿物化学、相平衡模拟和传统温压计计算以及锆石/磷灰石U-Pb定年和角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar定年，恢复岩石的变质P–T–t轨迹，探讨了华北克拉通新太古代至古元古代的地球动力学演化。

     研究结果表明，上述岩石保留了两期变质作用。第一期变质作用以两类岩石中的石榴子石+斜方辉石+斜长石+石英的麻粒岩相组合为特征（图2）。其中，长英质麻粒岩呈现出顺时针P–T轨迹（图3a），峰期温压条件为8.6–11 kbar/800–850 ℃，而基性麻粒岩记录了逆时针P–T轨迹（图3c），峰期温压条件为6.8–8 kbar/735–770 ℃。第二期变质作用记录于长英质麻粒岩，以石榴子石+角闪石+黑云母+斜长石+石英的叠加组合为代表（图2），表现出顺时针P–T轨迹（图3f），峰期温压条件为7.5–10 kbar/680–756 ℃。年代学数据指示第一期变质作用的（近）峰期变质年龄为2509–2498 Ma（图3b, d），冷却年龄为2402 Ma（图3e）；第二期变质作用的冷却年龄为1742 ± 13 Ma（图3g），峰期变质时间应该稍早。

     该研究首次在吉南杂岩新太古代表壳岩中识别出古元古代晚期的变质叠加，确立了区域多期变质作用的空间分布与演化格架，厘清了新太古代晚期垂向构造体制和古元古代晚期水平向构造体制的地球动力学背景。这些成果不仅为理解华北克拉通前寒武纪构造演化提供了重要的P–T–t约束，也为全球范围内太古宙–元古宙过渡时期的构造体制研究提供了可对比的新范例，对深入认识地球早期构造体制的演化规律具有重要意义。该研究由我院卢成森同学与钱加慧副教授、尹常青教授，联合香港大学张健教授、中国地质调查局赵辰副研究员共同完成。研究工作得到了国家自然科学基金、深地国家科技重大专项、广东省基础与应用基础研究基金等项目的联合资助。

 文章信息：

     Lu, C.S., Qian, J.H.*, Yin, C.Q., Zhang, J., Zhao, C., 2026. Neoarchean to Paleoproterozoic geodynamic transition of the North China Craton: Evidence from multi-phase metamorphism in the Southern Jilin Complex. Geoscience Frontiers, 102348.https://doi.org/10.1016/j.gsf.2026.102348.
 

供稿：卢成森 钱加慧

编辑：张耀中

初审：董晓涵  黄荣

复审：郑义  徐永怡

审核发布：孔晓慧