华北克拉通中元古代岩浆事件群

相振群 ，陆松年 ，李怀坤 ，田辉 ，刘欢 ，张阔

（1.中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170；2.中国地质调查局前寒武纪地质研究中心，天津300170；3.中国地质调查局华北科技创新中心，天津300170）

国际地层委员会提出的地质年表[1]中将中元古代底界年龄置于1 600 Ma，但中国地层委员会根据中国地质演化特点，一直将该界线年龄置于1 800 Ma[2]。本文依据中国地层委员会的地质年表，中元古代时限为1 800 Ma至1 000 Ma。

华北克拉通在经历了早前寒武纪前新太古代陆核生长阶段、新太古代大陆地壳快速增生阶段和古元古代与裂解有关的盆地发育和最终拼合阶段以后，从1.8 Ga开始，进入中新元古代盖层演化阶段[3-4]。三大裂陷槽（豫陕裂陷槽、渣尔泰-白云鄂博裂陷槽、燕辽裂陷槽）在这一时期发育，其中豫陕裂陷槽最先打开，从1 800 Ma开始接受熊耳群火山-碎屑岩沉积，以及其后的沉积地层，燕辽裂陷槽裂开的时间可能略显滞后，在1 670 Ma后才开始接受常州沟组的碎屑沉积，而渣尔泰-白云鄂博裂陷槽底部的时限目前还有争议。在沉积地层不断发育的过程中，华北克拉通之上也发生了一系列与哥伦比亚超大陆裂解相关的岩浆侵入和喷发地质事件[5-6]，构成广布于整个克拉通范围的裂解岩浆事件群。归纳起来，在中元古代时期（1 800～1 000 Ma），华北克拉通之上先后发育了5期主要岩浆事件群。

1 华北克拉通中元古代岩浆事件群序列

从老到新主要包括5个峰期（图1）。峰期Ⅰ发生在约1.80～1.77 Ga之间，以华北克拉通南缘熊耳群火山岩和五台山、恒山地区的基性岩墙群为代表[7-23]；峰期Ⅱ发生于约1.72～1.67 Ga左右，以AMCG组合（Anorthosite,Mangerite,Charnockite,rapakivi Granite）占统治地位，包括著名的大庙斜长岩、密云环斑花岗岩、赤城环斑花岗岩、蓝营正长岩、古北口碱性花岗岩、涝洼二长花岗岩、石英二长岩、建平辉长岩、闪长岩、二长岩、石英正长岩、紫苏花岗岩，包头固阳石英正长岩等[5-6，17，24-33]；峰期Ⅲ发生于约 1.63～1.62 Ga，以大红峪富钾火山岩、华北南缘龙王 碱性花岗岩和鲁西泰山基性岩墙群为代表[34-39]；峰期Ⅳ发生于约1.33～1.30 Ga期间，以侵入到下马岭组、雾迷山组的基性岩墙（床）和商都-化德花岗岩、康保二长花岗岩、白云鄂博火成碳酸岩为主[33，40-45]；峰期Ⅴ发生于约1.23 Ga，以华北克拉通东缘的通化辉绿岩墙、建平-青龙基性岩墙、滦南第四系覆盖的隐伏基性岩体以及沂水地区的辉长岩等为代表[33，46-48]。

图1 华北克拉通中元古代（1 800～1 000 Ma）岩浆事件群分布图（据参考文献[36]修改）Fig.1 Distribution of Mesoproterozoic(1 800～1 000 Ma)magmatic event groups in the North China Craton（modified after Lu et al.[36）]

1.1 1.80～1.77 Ga岩浆事件群

该期岩浆事件主要包括了豫陕裂陷槽熊耳群火山岩与晋冀蒙地区大面积出露的基性岩墙群（表1）。

表1 华北克拉通1.80～1.77 Ga岩浆事件群Tab.1 1.80～1.77 Ga magmatic events of the North China Craton

1.1.1 熊耳群火山岩

吕梁造山运动后，华北渐渐进入构造的稳定期。在华北克拉通内部发育豫陕、燕辽、渣尔泰-白云鄂博三大裂陷槽。其中位于华北克拉通南缘的豫陕裂陷槽最先裂解，自下而上发育熊耳群、汝阳群、洛峪群等中元古代早期（1 800 Ma～1 600 Ma）沉积序列。熊耳群横跨豫、晋、陕三省，出露面积近万平方公里，厚度为1 000～7 000 m不等。以火山熔岩占绝对优势，火山熔岩以玄武安山质、安山质岩石为主，次为英安-流纹质岩石，典型的玄武岩只占极少数[49-52]。针对熊耳群火山岩系形成的时代，前人做了大量的研究工作[7-8，12，23]，获得了诸多的Sm-Nd，Rb-Sr，锆石U-Pb等年龄，这其中以赵太平等[7-8]、He et al.[12]发表的SHRIMP以及LA-ICPMSU-Pb年龄数据最具代表性。赵太平等[7-8]从熊耳群地层发育完整的外方山地区和熊耳山地区进行采样，应用SHRIMPU-Pb方法对熊耳群火山岩和同期的次火山-侵入岩共5个样品的锆石进行了精确定年，获得熊耳群中部鸡蛋坪组流纹斑岩1 800±16 Ma，熊耳群顶部马家河组流纹斑岩1 776±20 Ma。He et al.[12]则利用SHRIMP、LA-ICPMS等方法获得许山组火山岩1767～1783Ma、鸡蛋坪组火山岩1445～1 778 Ma、马家河组火山岩1 778±6 Ma。这其中鸡蛋坪组火山岩1 445 Ma年龄的地质意义值得进一步商榷。侵入熊耳群的深成岩和次火山岩的锆石和斜锆石U-Pb年龄介于1 789～1 644 Ma[7-8，23]，因此熊耳群火山岩的年龄应该集中在1.77～1.80 Ga之间。

图2 华北克拉通岩浆事件群时空分布图Fig.2 Spatial and temporal distribution of the magmatic event group in the North China Craton

1.1.2 晋冀蒙等地基性岩墙群

在这一时期，华北克拉通之上也发育了大规模的基性岩墙群。主要分布在燕辽裂陷槽和中条熊耳裂陷槽附近和以西地区，如晋冀蒙交界地区、恒山五台地区、吕梁山地区、太行山地区、中条山地区。其中又以晋冀蒙交界地区、恒山五台地区发育最为广泛。这些基性岩墙大都侵位于由TTG或GMS岩石组合构成太古宙结晶基底中，如在晋冀交界、恒山、五台、吕梁等地，基性岩墙群侵入到新太古代到古元古代怀安杂岩、恒山杂岩、五台杂岩、阜平杂岩和丰镇孔兹岩系中。随着基底的隆升和剥蚀，得以出露于地表，在靠近裂陷槽边界的局部地区，可以见到基性岩墙被中上元古界地层不整合覆盖的现象[16-17，19-22]。岩墙主要呈NNW走向，少量E-W、NE走向，而且后者切割了NNW走向的岩墙[17，53-54]。岩墙主要是辉绿岩、辉长辉绿岩组成，一般宽约20 m左右，有的可达近百米。长度几公里到几十公里规模不一，大部分具有冷凝边结构，表现为斑状结构或者玻基斑状结构，岩墙中部则具有典型的辉绿辉长结构。造岩矿物组合为单斜辉石和斜长石，另外含有一些角闪石、磷灰石、钛铁矿、磁铁矿等，有的辉绿岩墙中还可以见到橄榄石斑晶。不同走向的岩墙群构成放射状的形态，中心位置在熊耳裂谷系内[22]。彭澎等[16]获得大同北北西向辉绿岩墙锆石SHRIMP U-Pb年龄为1 778±3 Ma，斜锆石ID-TIMS U-Pb年龄 1 777±3 Ma、1 789±28 Ma，Halls et al.[11]获得恒山地区辉绿岩墙锆石ID-TIMSU-Pb年龄为1 769.1±2.5 Ma，赵太平等[7]获得侵入到太华群的辉绿岩锆石SHRIMPU-Pb年龄为1 773±37 Ma，胡俊良[55-56]获得嵩山地区辉绿岩墙锆石SHRIMPU-Pb年龄为1 776±35 Ma，廖超林等[57]获得太行山南段辉长辉绿岩40Ar/39Ar坪年龄1 781～1 765 Ma，李江海[58]获得了恒山辉绿岩锆石TIMS年龄1 769±2.5 Ma。由以上这些同位素年代学资料可以看出，恒山、五台等地的基性岩墙群主要形成于1 770～1 780 Ma。

1.2 1.72～1.67 Ga岩浆事件群

华北克拉通1.72～1.67 Ga岩浆事件群，主要出露在华北克拉通北缘辽西、冀东、冀北，并延伸到内蒙包头固阳一带。以AMCG组合（Anorthosite,Mangerite,Charnockite,rapakivi Granite）占统治地位，包括著名的大庙斜长岩、密云环斑花岗岩、赤城环斑花岗岩、蓝营正长岩、古北口碱性花岗岩、涝洼岩体、固阳石英正长岩、密云花岗斑岩脉，以及建平杂岩体等，直接侵入到太古宙变质基底之中。其中密云花岗斑岩脉直接被常州沟组砂砾岩不整合覆盖，为限定长城系常州沟组地层的沉积时代提供了精准的年代约束。此外，李云等[59]在山东莱芜地区获得基性岩墙群的斜锆石SIMSU-Pb年龄为1 680.3±5.2 Ma。

1.2.1 华北克拉通北缘AMCG组合

在这一组岩浆事件群中，AMCG组合，即斜长岩（anorthosites）纹长二长岩（mangerites）紫苏花岗岩（charnockites）和奥长环斑花岗岩（rapakivigranites）深成侵入体组合是进行大陆之间对比的重要证据。这条岩浆岩带中大庙斜长岩套、密云和赤城地区环斑花岗岩、兰营石英正长岩等自上个世纪60年代一直被中外地质学家关注[7，24-28，31，60-75]，并开展了大量的岩石学、矿物学、矿床学、地球化学以及地质年代学的研究工作，其形成时代主要集中在1 720～1 680 Ma期间（表2）。

表2 华北克拉通1.72～1.67 Ga岩浆事件群Tab.2 1.72～1.67 Ga magmatic events of the North China Craton

更是被诸多地质学家[5-6，25-28，76]作为典型陆内非造山的岩石组合并将其与东欧克拉通Fennoscandian和Ukrainian地盾中的变质的斜长岩-环斑花岗岩杂岩体（ARGCs）进行对比，也进一步指出这类岩石组合具有全球性，在芬诺斯堪的亚、乌克兰、格陵兰、加拿大、阿尔丹、亚马逊，以及华北克拉通等所有的前寒武纪克拉通中均有出现[76]。随着研究的深入，这套岩石组合在华北北缘的规模也不断扩大，王惠初等[29]在包头固阳地区发现同期具有相同构造背景的石英正长岩。李怀坤等[30]在密云获得被常州沟组含砾砂岩不整合覆盖的花岗斑岩脉，LA-MC-ICPMS锆石U-Pb不一致线的上交点年龄为1671±13 Ma，SHRIMP法锆石206Pb/238U表面年龄加权平均值为1669±20Ma。

图3 华北克拉通北缘1.72～1.67 Ga岩浆事件群分布简图（据参考文献[28]修改）Fig.3 Distribution diagram of 1.72～1.67 Ga magmatic events in the northern margin of the North China Craton（modified by Yu JH et al.[28]）

1.2.2 建平杂岩体

建平地区中元古代岩浆岩组合主要出露于建平以北簸箕山、黄花山以及建平西侧的万元店镇两间房、北台子、马杖子村一带。呈近北东向断续出露，长约50 km，宽约5～10 km，出露面积近百平方千米，长轴平行于区域构造线方向。其中簸箕山地区主要出露含矿辉石岩、辉长岩、辉长苏长岩、辉长闪长岩、闪长岩，局部可能还保存一些超基性岩石团块，岩石蚀变强烈。黄花山以及建平西两间房、北台子、马杖子村一带主要以石英正长岩-二长花岗岩为主。这些岩体侵入到新太古代叶柏寿片麻岩中，呈岩株状，近北东向延伸，具有一定的分异现象，出现多种岩石类型，主要有含矿蚀变辉石岩、辉长岩、闪长岩、石英正长岩、正长花岗岩、晶洞花岗岩、紫苏花岗岩等。由于其形成构造位置的特殊性，而具有重要的地质构造意义。

Liu et al.[77]报道了建平地区紫苏花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为1 694±12 Ma，Wang etal.[78]获得单斜辉石二长岩、含磁铁矿闪长岩、石英正长岩、正长岩的MC-LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄1696～1 721 Ma。相振群[33]获得辉长岩MC-LAICPMS锆石U-Pb年龄1 715±3 Ma，获得含磁铁矿闪长岩MCLAICPMS锆石U-Pb年龄1 708±10 Ma，SHRIMP锆石U-Pb年龄1 706±7 Ma，闪长岩MC-LAICPMS锆石U-Pb年龄1 712±9 Ma，1 717±6 Ma，角闪黑云母二长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄1 692±9 Ma，石英正长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄1 696±7 Ma，MC-LAICPMS锆石U-Pb年龄1 712±4 Ma，正长花岗岩脉SHRIMP锆石U-Pb年龄1 699±4 Ma，MC-LAICPMS锆石U-Pb年龄1 707±6 Ma（表2）。

1.3 1.63～1.62岩浆事件群

华北克拉通1.62 Ga岩浆事件主要出露于燕辽裂陷槽的大红峪火山岩、华北克拉通南缘的龙王碱性岩以及鲁西泰山地区的辉绿岩墙。此外，团山子组火山岩以及侵入到串岭沟组的多个闪长玢岩脉也大致在这一时间就位（表3）。

表3 华北克拉通1.63～1.62 Ga岩浆事件群Tab.3 1.63～1.62 Ga magmatic events of the North China Craton

1.3.1 大红峪火山岩

大红峪组火山岩主要见于大红峪组的下段，空间上分布并不均匀，区域上受到东西向深大断裂控制，呈东西向展布，延伸约150 km以上，南北宽5～20 km不等。在北京平谷以北山东庄到大华山、挂甲峪一带厚度最大，最厚可达450 m，并以该地区为中心，向西在密云-古北口一带迅速剪灭，向东往陡子峪、黄崖关、大红峪延伸，一直到宽城、平泉等地，近百余公里，但火山岩地层逐渐变薄。在蓟县-平谷-兴隆一带，大红峪组火山岩主要以溢流火山岩为主，由富钾玄武质熔岩与钾质粗面-响岩质熔岩组成，并以前者为主，在各剖面中，富钾玄武质熔岩能占火山岩系的85%以上，有时甚至可达100%。Lu et al.[36]从大红峪组火山岩中选出的锆石为不规则状，CL图像显示锆石内部具有弱的不规则分带，锆石SHRIMP年龄1 622±32 Ma，高林志等[82]获得大红峪组火山岩锆石SHRIMP年龄为1 625.9±8.9 Ma，张健等[39]获得大红峪组火山岩锆石SHRIMP年龄为1 624±9 Ma，都与之前陆松年和李惠民[35]报道的ID-TIMS年龄几乎完全一致。

1.3.2 龙王 碱性花岗岩

龙王 岩体位于华北克拉通南缘栾川东庙子、合峪、大青沟之间的龙王 、上河村、东地一带，近椭球状岩株产出，面积近120 km2。侵入到太古宙片麻岩中，并被后期中生代黑云母二长花岗岩侵入，主要由中粗粒钠铁闪石正长花岗岩、中粗粒正长花岗岩，以钠铁闪石正长花岗岩占主体，与中粗粒正长花岗岩脉动接触[34]，此外，局部可见晚期脉岩，如辉长辉绿岩和碱性黑云母正长岩脉、霓石正长岩脉、花岗斑岩脉、石英二长岩脉等。陆松年等[34]、卢欣祥等[83]、包志伟等[84]、Wang XL et al.[85]对龙王 碱性花岗岩做了详细的研究。陆松年等[34]针对龙王 碱性花岗岩开展SHRIMP锆石U-Pb法测试工作，获得锆石207Pb/206Pb表面年龄平均值1 625±16 Ma，是与华北燕辽裂陷槽内大红峪火山岩同期的岩浆事件。表征了华北克拉通南缘长城纪期间发生的大规模裂解事件群中最晚期的一次碱性岩浆活动。包志伟等[84]和Wang et al.[85]以LA-ICP-MS锆石U-Pb法分别获得龙王 碱性花岗岩形成时代为1 602±6 Ma和1 616±20 Ma，与陆松年等[34]获得的SHRIMP锆石U-Pb年龄在误差范围内基本一致。

1.3.3 泰山红门辉绿岩墙

红门期辉绿岩墙出露于泰山风景名胜区红门景区内。红门景区发育两条辉绿岩墙，一条走向NE，出露长度15 km以上，另一条走向近NNW（N偏W10°左右），出露长度10 km以上，宽20～40 m，直立，走向上平直，切穿了中天门期英云闪长岩、石英闪长岩和二长花岗岩等。辉绿岩墙新鲜表面暗绿色，风化面褐黄色，在泰山红门一带宽约40 m，而且形成比较罕见的“桶状构造”，被称之为“醉心石”，并成为泰山地质旅游的著名景点之一。岩石具有辉长辉绿结构、块状构造，由蚀变斜长石（55%～60%）、辉石（40%±）和少量石英（＜5%）组成，副矿物主要为磁铁矿和磷灰石。矿物粒径0.2～4 mm。斜长石呈半自形-自形板状、长板状，具较强帘石、绢云母化。辉石呈浅褐色柱状，有的被阳起石交代，分布于斜长石格架间。石英呈它形粒状充填斜长石和辉石粒间。陆松年等[37]对从该辉绿岩中分选出的斜锆石开展了同位素稀释热电离质谱（ID-TIMS）法U-Pb同位素测年，获得了全部5个点的206Pb/238U表面年龄加权平均值为1 621.1±8.8 Ma。相振群等[38]利用二次离子探针质谱（SIMS）开展了斜锆石U-Pb同位素测年，全部28个点的207Pb/206Pb表面年龄加权平均值为1 632.4±4.2 Ma（95%置信度，MSWD=1.02，2σ），而谐和度相对较好的26个点（不包括谐和度分别为114和115的两个点）的谐和年龄为1 632.7±8.6 Ma（95%置信度，MSWD=0.061，2σ），二者在误差范围内完全一致。SIMS法结果与前述ID-TIMS法结果在误差范围内完全一致。

1.4 1.33～1.30 Ga岩浆事件群

目前在华北克拉通之上发现的1.33～1.30 Ga岩浆事件主要为燕辽裂陷槽东段侵入到下马岭组、铁岭组、雾迷山组与高于庄组的辉绿岩墙、岩床[40-42，87-88]，商都-化德花岗岩[41]，康保二长花岗岩[33]，以及白云鄂博火成碳酸岩[43-45]（表4）。

表4 华北克拉通1.33～1.30 Ga岩浆事件群Tab.4 1.33～1.30 Ga magmatic events of the North China Craton

1.4.1 燕辽裂陷槽东段侵入到中元古界地层中的辉绿岩墙

该期辉绿岩墙在冀东、辽西等地的下马岭组、铁岭组、雾迷山组与高于庄组地层里分布比较广泛[40-42，87-88]，一般顺层面侵入，辉绿岩墙出露宽度不一，小的一般1 m以下，宽的十几米到几十米。辉绿岩墙岩石球形风化特征明显，粗中粒辉绿结构，块状构造，风化面成土黄色，新鲜面灰绿色。李怀坤等[40]首先在宽城获得侵入下马岭组基性岩床斜锆石IDTIMSU-Pb同位素年龄1 320±6 Ma。随后，Zhang et al.[41-42，87]；Zhu et al.[88]先后在宽城、下板城、平泉、凌源、朝阳、义县等地获得10余组侵入到下马岭组、铁岭组、雾迷山组与高于庄组辉绿岩墙年龄数据，主要集中在1 330～1 300 Ma之间（表4）。

1.4.2 康保-商都-化德花岗岩

康保-商都-化德花岗岩主要出露在康保-商都-化德交界地区玻璃忽镜、牛家坊、芦家营、小英图、吴家地等地出露。出露规模不大，一般在低缓的山坡上突兀出现，地形上便于观察，岩石具明显的球状风化特征，略具片麻理。岩石中有微粒暗色包体出现，并被后期的中细粒花岗质脉体侵入。Zhang etal.[41]报道了化德-商都之间玻璃忽镜与牛家坊1 320～1 335 Ma花岗岩，相振群[33]获得小英图、吴家地附近二长花岗岩锆石MC-LA-ICP-MSU-Pb年龄为1 335±4 Ma。

1.4.3 白云鄂博火成碳酸岩

白云鄂博火成碳酸岩侵位于白云鄂博群各层位以及基底杂岩中，并主要围绕矿区的主、东矿分布，西矿也有零星出露，其规模普遍不大，出露最长的约200 m左右,最短的只有5.5 m,出露宽度为0.5～4.44 m不等,多数岩墙的倾角近于直立[89]。王凯怡等[90]将碳酸岩墙分为白云石型和白云石-方解石共存型和方解石型等三种类型，还认为白云石型和白云石-方解石共存型对应于早期岩浆阶段，方解石型对应于碳酸岩浆演化的晚期热液阶段，稀土含量很高的方解石型岩墙与白云鄂博主要稀土矿化期有关。针对白云鄂博火成碳酸岩侵位与矿化时代，前人开展了诸多的同位素年代学工作[89-101]，最新的同位素年代学资料表明，白云鄂博火成碳酸岩可能形成于1.30 Ga前后[43-45]。

朱祥坤等[43]结合区域地质、矿床特征，系统地分析了前人的年代学研究成果，尤其对白云鄂博矿床的Sm-Nd同位素体系进行了深入的分析和讨论，认为白云鄂博碳酸岩墙的形成时间约为1.30 Ga。Zhang et al.[44]则成功地从白云鄂博矿区东部富稀土铌的火成碳酸岩中分选出大量的同岩浆期结晶的锆石，LA-ICP-MSU-Pb定年获得的均一208Pb/232Th年龄为1 301±12 Ma，进一步说明白云鄂博火成碳酸岩形成于1.30 Ga左右。

1.5 1.23～1.20 Ga岩浆事件

近年来，诸多学者[102-105]相继在华北克拉通东缘的榆树砬子群、蓬莱群、土门群沉积地层发现约1.3～1.0 Ga的碎屑锆石。除此之外，裴福萍等[46]报道了吉林通化地区辉绿岩墙LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为1 244±28 Ma，Wang et al.[47]报道了建平-青龙等地的基性岩墙年龄为1 208～1 231 Ma，Peng et al.[48]报道山东沂水辉长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为1 209±6 Ma，我们获得了滦南杜蒿坨一带的第四系覆盖区的基性辉长辉绿岩体斜锆石SIMS法Pb-Pb同位素年龄为1 228.3±4.0 Ma[33]。证实了在华北克拉通东部地区约1 230 Ma时期的岩浆事件分布规模进一步扩大。最近，李怀坤获得沂水牛心官庄附近的辉长岩锆石SHRIMPU-Pb207Pb/206Pb年龄为1 216±5 Ma，斜锆石207Pb/206Pb表面年龄加权平均值为1 219.5±4.4 Ma①李怀坤，张健，田辉，等.中国及邻区中、新元古代地层格架和大地构造研究子项目成果报告，天津地质调查中心，2019.。进一步扩大了这一时期的岩浆事件群的分布范围。

表5 华北克拉通1.23～1.20 Ga岩浆事件群Tab.5 1.23～1.20 Ga magmatic events of the North China Craton

2 华北克拉通中元古代岩浆事件群相关问题讨论

前人针对这些中元古代岩浆事件群，开展了岩石学、矿物学、地球化学、同位素示踪、地球物理等各方面的研究工作，对这些事件群相关问题进行了讨论，目前争论较大的主要集中在以下几个问题上，对这些问题认识的不同，直接影响着对华北克拉通中元古代早期岩浆事件群性质与构造属性的判别。

2.1 哥伦比亚超大陆裂解时限

华北克拉通属于哥伦比亚超大陆的组成部分[6，17，32，36，41，106-112]，在古元古代造山及中元古代裂解事件群的性质、特点和时代等特征上，华北克拉通与北美、西伯利亚和西北欧的古老克拉通有更大的相似性。Zhao et al.[106]、Roger and Santosh[107]、Ernst et al.[108]等认为哥伦比亚超大陆的裂解可能开始于16亿年，但大规模裂解发生在14～12亿年；陆松年等[6]、翟明国等[118]为代表的学者认为1.77 Ga前后的基性岩墙群、熊耳地区火山岩为华北克拉通化以后的初始裂解的标志；侯贵廷[17]甚至认为1.85 Ga的时候，华北克拉通已经开始裂解。华北、澳大利亚、劳伦、刚果-圣弗朗西斯科等克拉通的初始裂解时间比其他块体要早[111-114]，在东欧克拉通Fennoscandian和Ukrainian地盾中的的斜长岩-环斑花岗岩杂岩体等非造山岩浆组合则比华北克拉通出现的晚[107]。因此，哥伦比亚超大陆裂解事件在不同的克拉通之上启动的时间有先后，岩浆事件群的发育具有穿时性，而关于超大陆最终裂解的时间，Zhang et al.[42]曾认为1.32～1.32 Ga的基性岩墙与花岗岩代表了哥伦比亚超大陆末次裂解的时间，后来，张拴宏和赵越[45]、Zhang et al.[87]提出燕辽裂陷槽1.33～1.30 Ga的基性岩墙构成基性大火成岩省，与其他同期的岩浆事件一起，代表了哥伦比亚超大陆裂解过程中的一次重要事件。侯贵廷等[17]认为1.30～1.20 Ga哥伦比亚超大陆最终裂解事件，Wang et al.[115]认为西澳伊尔岗地块之上的1.21 Ga基性岩墙指示了哥伦比亚超大陆末次裂解事件，随后，Pisarevsky et al.[116]发表文章认为1.30～1.05 Ga是哥伦比亚超大陆末次裂解到罗迪尼亚超大陆汇聚的过渡时间（Transitional time）。Ernst et al.[108]将1.30～0.90 Ga划归为罗迪尼亚超大陆的汇聚时限。翟明国等[30]华北克拉通自1 800 Ma至新元古代时期，一直处于“一拉到底”的构造环境。综合以上，我们认为，华北克拉通之上发育的1.33～1.30 Ga、1.23 Ga的岩浆事件群代表了哥伦比亚超大陆晚期裂解事件记录。至少在1.20 Ga以后，全球才进入下一个超大陆汇聚的时期。

2.2 熊耳群火山岩的性质及构造属性

熊耳群火山岩与同时期的基性岩墙一起，构成华北克拉通中元古代早期规模最大，分布最广的岩浆事件群。尽管有地质学家提出其产出于造山后或者同造山的构造环境[12，117-119]，但是更多的学者认为其产出于陆内非造山环境[6，18，21，32，36，120-123]。

熊耳群在华北克拉通南缘，从熊耳山、确山、渑池、一直到山西中条、陕西蓝田、霸源等地都有分布，南北宽度最大超过300 km，东西出露长度近400 km，分布规模巨大，沉积的火山岩地层厚度达几千米，火山岩系中具有河湖相沉积夹层，而且其上又被连续、整齐、厚层的汝阳群、洛峪群覆盖，几乎未遭受变质变形。尽管Zhao GCet al.[118]根据火山岩地球化学特点认为熊耳群火山岩具有钙碱性特点，形成于大陆边缘弧环境，不具板内裂解特点。但赵太平等[123]认为“熊耳群火山岩表现出的岛弧型地球化学亲缘性是继承于其陆下岩石圈富集地幔，反映的是早期俯冲带组分的改造，熊耳群火山岩是在大陆基底上的拉张背景下喷溢形成的”。同时华北克拉通中部晋冀蒙岩墙群具有放射状几何学形态，岩墙个体的特征也不同于造山带岩墙的特征，与熊耳群火山岩系构成了一个大火成岩省[16，18，20]。因此，熊耳群火山岩与同时期的基性岩墙群，是陆内非造山岩浆活动的产物[6，18，21，32，36，120-123]，为华北克拉通化以后的初始裂解的标志，华北克拉通之上三大裂陷槽在这之后逐步打开，并接受了巨厚层的中-新元古代沉积。

2.3 华北克拉通AMCG及相关岩石构造环境

中元古代AMCG岩石组合在全球广泛分布，主要呈线状在古老克拉通的边缘或内部发育。具有张性的大陆裂谷环境，是诱发玄武质岩浆产生底侵作用的最佳地质背景。Sharkov[124]认为东欧克拉通的斜长岩-环斑花岗岩杂岩体形成于造山带稳定以后，是增厚地壳板内岩浆活动的产物，提出由于地幔柱头部热源引起的上地壳的双层岩浆房，岩浆房内基性和酸性岩浆层的长期共存导致：（1）一些由于地壳混染的基性岩浆富SiO2和Al2O3，导致了斜长石和斜长岩堆晶体的形成；（2）Na扩散进入基性岩浆，K扩散进入硅质岩浆，导致了富钾花岗岩的出现；（3）均一的同位素组成；（4）花岗岩中特殊的环斑结构。解广轰[24]对大庙斜长岩-密云环斑花岗岩的岩石学和地球化学特征进行了详细总结和论述，并且认为华北克拉通之上以斜长岩-环斑花岗岩为主的AMCG岩石组合与大陆地壳在伸展-裂解构造体制下导致的底侵作用有关系。一些学者[5-6，14，25-28，32，51，73，80，124]也认为华北克拉通北缘以AMCG岩石组合为代表的1.72～1.67 Ga岩浆事件群，产出与陆内非造山环境，并与哥伦比亚超大陆聚合后的裂解相联系[36]。

Zhang et al.[75],Liu et al.[77],Wang et al.[78]认为华北北缘的AMCG岩石组合产出于后碰撞或后造山的伸展环境，主要的依据来自地球化学数据所显示的Nb-Ta等高场强元素的亏损和大离子亲石元素的富集等“岛弧地球化学特征”，并认为该期岩浆活动与古元古代末期华北克拉通西部陆块向东部陆块俯冲有关。但是，越来越多的资料表明，AMCG岩石组合在华北克拉通上不仅仅局限于密云、赤城、承德大庙几个地区，区域上，在华北北缘由东往西，从建平、经平泉、大庙、涝洼、密云、赤城等地一直到包头固阳地区，区域上存在一条长约1 000 km的1.70 Ma左右的非造山岩浆岩带，这条非造山岩浆岩带是横穿了赵国春等所划分的“东部陆块、中央造山带、西部陆块”，因此，华北北缘的AMCG岩石组合也就不可能是“古元古代末期华北克拉通西部陆块向东部陆块俯冲”的产物。除此之外，越来越多的同期辉绿岩墙等也在华北克拉通内部被发现，该期岩浆事件群的分布范围越来越大，因此，华北克拉通北缘以AMCG岩石组合为代表的1.72～1.67 Ga岩浆事件群，是陆内非造山环境下，哥伦比亚超大陆裂解作用的产物。

2.4 大红峪组火山岩的构造环境

针对1.62～1.63 Ga的岩浆事件的性质，很多地质学家进行了讨论。大红峪组火山岩发育于燕辽裂陷槽中，该裂陷槽是吕梁运动之后在华北克拉通基底拉张作用下产生的裂谷系统（王鸿祯等，1985）。根据大红峪火山岩喷发不整合覆于海相沉积物之上，说明该区裂谷从常州沟期就已开始出现了。还有在团山子组白云岩层面发育的大型冲刷面，其上常见的白云岩砾石叠瓦状的排列，并构成单向斜层理，进而表明在古风化壳上有陆相的单向水系存在，也是裂谷发育的标志之一，据此可以推断该裂谷发育早于地幔上隆和火山喷溢作用，同时表明该裂谷属被动型裂谷或属于夭折裂谷系。大红峪火山岩属夭折的、被动裂谷型弱火山作用的产物，形成于陆内裂谷构造环境。Lu et al.[5，36]、陆松年等[6，37]、郁建华等[28]也一直把大红峪组火山岩与同期发育的华北克拉通南缘龙王 碱性花岗岩、鲁西泰山红门辉绿岩墙等视为华北克拉通长城纪的第三次裂解事件群。

最近，Wang et al.[125]根据地球化学特征认为大红峪火山岩可能与后造山环境下的陆壳物质的拆沉作用有关。但是胡俊良等[126]也曾针对大红峪组火山岩开展地球化学工作，认为尽管大红峪组火山岩在地球化学特征上显示富集轻稀土（LREE）和大离子亲石元素（LILE）（如Rb、Ba、K等）、贫高场强元素（HFSE）Th、Zr、Hf、HREE等和弱的Nb、Ta亏损等微量元素特征，只是说明火山岩继承了受俯冲交代作用改造的源区特征，并不指示火山岩的形成环境为岛弧环境，源区岩浆中有部分OIB相似地幔源成分加入,其深部地球动力学过程可能与地幔柱作用有关，结合区域地质背景以及岩石组合类型，大红峪组火山岩的构造环境仍形成于板内裂谷环境。张健等[39]也通过长城系大红峪组、团山子组碱性玄武质岩和侵入串岭沟组基性岩脉岩浆起源与源区特征、动力学背景与构造含义的分析，提出岩浆事件应与哥伦比亚超大陆裂解有关。我们赞同并支持这样的认识，地球化学特征不能作为构造环境判别的唯一标准，而更应该尊重区域地质背景、地质产状、岩石类型、矿物组合特点，以及沉积盆地内沉积演化的特点。

2.5 中元古代晚期岩浆事件群构造环境

从已有的资料看，1.33～1.30 Ga岩浆事件群、1.23～1.20 Ga的岩浆事件群在华北克拉通分布范围较大、但是规模都相对较小，这些岩浆事件群具有板内构造环境特征，都是拉张背景下的产物。侯贵廷等[17]曾认为1.30～1.20 Ga是哥伦比亚超大陆最终裂解时期。华北克拉通之上发育的1.23～1.20 Ga的岩浆事件群代表了哥伦比亚超大陆末次裂解事件记录。至少在1.20 Ga以后，全球构造体制又发生变化，进入下一个超大陆汇聚的时期。

需要注意的是，不论1.33～1.30 Ga岩浆事件群，还是1.23～1.20 Ga的岩浆事件群，都具有全球对比性，Zhang et al.[87]提出燕辽裂陷槽1.33～1.30 Ga的基性岩墙构成基性大火成岩省，并且认为与北澳大利亚McArthur盆地内1.32 Ga Derim Galiwinku基性大火成岩省有明显的相似性，提出华北克拉通东北部与北澳大利亚克拉通北部曾经相邻。同样华北克拉通之上1.23～1.20 Ga的基性岩墙与西澳伊尔岗地块之上的1.21 Ga基性岩墙[115]也具有可比性。

3 中元古代岩浆事件群重大地质意义

中元古代在长达近2.0 Ga的元古宙三个“代”中是承上启下的一个时代，它的演化历史既有别于古元古代，又有别于新元古代。Cawood and Hawkesworth[127]将这一段时期称为“地球中年期”（Earth，s middle age）。从全球构造演化看，这一时期没有大规模的造山作用，没有与汇聚作用有关的大规模的热-构造活动，也没有反映“雪球事件”的大规模冰成岩的发育，但是与哥伦比亚超大陆裂解作用相关的多期岩浆事件大量存在（图4）。

中元古代时期，华北克拉通至少有五期与超大陆裂解作用有关的侵入岩浆事件群，以及多期的火山作用记录，多期侵入岩浆事件群与火山作用记录都具有全球构造对比意义。中元古代伊始，随着哥伦比亚超大陆的逐步裂解，在华北、劳伦、澳大利亚、刚果-圣弗朗西斯科、西伯利亚、东欧等全球主要的克拉通内部除了发育了大量的裂陷盆地，接受巨量沉积之外，还都发育了一系列陆内裂解火山岩、非造山花岗岩和基性岩墙群等与超大陆裂解有关的岩浆事件群，意味着这一阶段的拉张裂解事件是全球性的，并具有相当的强度。并已被越来越多的证据证实[5-6，10，87，111，113]。

图4 哥伦比亚超大陆裂解事件群在主要古老克拉通上的分布柱状图（据参考文献[113]）Fig.4 Histogram of the distribution of the Columbia supercontinent breakup events on the ancient Cratons,modified after Ernst et al.

也曾经因为少有被动大陆边缘的岩石记录[128]、冰川沉积记录[129]、铁建造记录[130]、磷酸盐沉积，以及海水中的Sr同位素[131]与碎屑锆石中的εHf(t)[132]无明显异常等原因，一些地质学家将包括中元古代（1.80～1.00 Ga）在内的1.85～0.85 Ga阶段称为大气氧的“boring”时期。但实际上，除上述岩浆事件之外，近年来，诸多研究者又分别在华北克拉通燕辽裂陷槽、豫陕裂陷槽、渣尔泰山-白云鄂博裂陷槽的中元古界地层中的多个层位发现了大量的斑脱岩或者凝灰岩的夹层，并获得多个精确的同位素年代学数据[133-142]（表6），这为重新厘定华北克拉通中元古界年代地层格架提供了进一步约束。华北克拉通在中元古代时期也是叠层石生长发育的最繁盛的古老克拉通之一。最近，燕辽裂陷槽中元古代高于庄组中的多细胞真核生物群[143]的发现、距今约15.7亿年前地球发生的氧化事件[144]以及中元古代高于庄期碳同位素多期次负漂移、雾迷山组底部碳同位素正漂移等化学地层研究报道[145]，则改变了以往的认识，华北克拉通具有全球对比意义的岩浆事件群与碳质宏观化石生物群、中元古代氧化事件进一步证明了中元古代时期不是枯燥的、无趣的。

4 结论

（1）从全球构造演化看，中元古代时期，没有大规模的造山作用，没有与汇聚作用有关的大规模的热-构造活动，也没有反映“雪球事件”的大规模冰成岩的发育，但是与哥伦比亚超大陆裂解作用相关的多期岩浆事件大量存在，华北克拉通在这一时期发育了5期岩浆事件群。

表6 华北克拉通中元古界地层中的凝灰岩夹层Tab.6 Tuff intercalations in the Mesoproterozoic strata of the North China Craton

（2）华北克拉通中元古代时期岩浆事件群具有幕式裂解的特点，约1.80～1.77 Ga岩浆事件群标志着华北克拉通的初始裂解，在这之后华北克拉通三大裂陷槽逐步打开；1.72～1.67 Ga，1.63～1.62 Ga岩浆事件群则是华北克拉通在中元古代早期持续裂解的具体体现，它们代表了哥伦比亚超大陆早期裂解的岩浆事件记录；1.33～1.30 Ga期间以及1.23～1.20 Ga的岩浆事件群则可能代表了哥伦比亚超大陆的晚期裂解事件。

（3）华北克拉通具有全球对比意义的岩浆事件群与碳质宏观化石生物群、中元古代氧化事件、碳同位素的漂移，进一步证明了中元古代时期地球演化的多样性，中元古代时期不再是枯燥的、无趣的。

致谢：本文第一作者作为陆松年先生的学生与其一起工作多年，在工作、学习过程中一直得到先生的教导，对先生的感激之情无以言表。在陆先生80寿诞之际，谨祝先生身体健康，福寿绵长。感谢张健在成文过程中的帮助！