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华北中部造山带左权变质杂岩ca. 2.5Ga和ca. 1.9Ga变质年龄记录及其地质意义

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岩石学报 2019年第4期35卷 969-988页

作者：肖玲玲刘福来张健北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170

华北克拉通早前寒武纪基底由多个微陆块组成,其主期拼合时代是困扰地质学家的一个重大课题。华北中部造山带作为新太古代-古元古代一条重要的碰撞型造山带已得到广泛共识。大量高精度年代学资料显示,华北中部造山带至少记录了大约1. 85G... 详细信息

华北克拉通早前寒武纪基底由多个微陆块组成,其主期拼合时代是困扰地质学家的一个重大课题。华北中部造山带作为新太古代-古元古代一条重要的碰撞型造山带已得到广泛共识。大量高精度年代学资料显示,华北中部造山带至少记录了大约1. 85Ga、1. 95Ga和2. 5Ga的三组变质年龄信息。但目前,2. 5Ga左右的变质年龄仅在华北中部造山带中部的阜平和赞皇等少数杂岩区有零星报道。左权变质杂岩位于华北中部造山带中南段东侧、阜平杂岩以南,向东紧邻赞皇杂岩,是洞悉早前寒武纪时期华北克拉通基底形成及演化过程的一个重要窗口。杂岩区出露多种早寒武纪变质岩石,其中长英质黑云斜长片麻岩分布范围最广,局部暗色矿物富集;斜长角闪岩或角闪片麻岩多以透镜状或似层状方式产出于长英质片麻岩中;杂岩区南部发育多个小型磁铁矿矿床。本文对研究区多种类型岩石样品进行了细致的岩相学、锆石U-Pb年代学和锆石稀土元素研究,发现多数样品中发育变质成因锆石,记录至少两组变质年龄信息。第一组年龄(1903Ma)仅被个别角闪片麻岩样品保存,反映了杂岩区所经历的变质峰期或近峰期阶段的时代;第二组年龄(2483～2507Ma)分布广泛,所代表的变质事件发生在区域片麻理之前,与华北克拉通约25亿年时发生的大规模构造热事件有关。

关键词： LA-ICP-MS 2.5Ga 左权华北中部造山带华北克拉通

华北克拉通新太古代早期构造热事件的响应:来自左权地区ca.2.7Ga TTG片麻岩的证据

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岩石学报 2019年第2期35卷 325-348页

作者：肖玲玲刘福来张健北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170

新太古代早期是全球地质历史上一个重要的地壳生长时期,世界众多克拉通中广泛存在2. 7Ga左右的岩浆年龄记录。华北克拉通最主要的岩浆事件发生在新太古代晚期,这与世界其他克拉通广泛存在～2. 7Ga的构造热事件明显不同。但全岩Nd和锆石H... 详细信息

新太古代早期是全球地质历史上一个重要的地壳生长时期,世界众多克拉通中广泛存在2. 7Ga左右的岩浆年龄记录。华北克拉通最主要的岩浆事件发生在新太古代晚期,这与世界其他克拉通广泛存在～2. 7Ga的构造热事件明显不同。但全岩Nd和锆石Hf同位素研究表明,华北克拉通～2. 5Ga的岩石主体来自于中太古代晚期-新太古代早期大陆物质的重熔或再造。因此,厘定～2. 7Ga地质事件在华北克拉通的空间分布对深入理解新太古代地壳形成与演化具有重要科学意义。华北克拉通已识别出的～2. 7Ga的花岗质岩石主要分布在胶东、鲁西、武川、赞皇和太华等少数杂岩区,中部带的恒山、阜平和中条杂岩中亦有零星出露。左权变质杂岩位于中部带中南段,赞皇杂岩西南,初步地球化学和锆石年代学研究表明,该地区有多种岩石类型记录了～2. 7Ga的年龄信息,包括副片麻岩、长英质浅色体、磁铁矿角闪片麻岩和TTG片麻岩。其中,TTG片麻岩的原岩为英云闪长岩,锆石发育明显的核边结构,核部具有清晰的岩浆环带,两个不同LA-ICP-MS实验室获得的不一致线上交点年龄分别为2727±14Ma和2731±12Ma,代表了TTG岩浆岩的结晶年龄。同时,左权变质岩石中较好地保存了新太古代晚期的岩浆和变质年龄记录,推测其所代表的构造热事件与华北克拉通～2. 5Ga所经历的大规模幔源岩浆的底侵作用有关。

关键词： 2. 7Ga TTG 左权中部带华北克拉通

扬子地块西南缘大红山群变质基性岩的地球化学研究及构造意义

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岩石学报 2014年第10期30卷 3021-3033页

作者：杨红刘平华孟恩王舫肖玲玲刘超辉中国地质科学院地质研究所北京100037

扬子地块西缘近年报道了大量古元古代晚期的地层和侵入岩体,这些地层和岩体的构造环境多数被认为与大陆裂谷相关,而位于扬子西缘的～1.7Ga大红山群一直缺少相关的地球化学证据。本研究对大红山群两种变质基性岩——石榴（斜长）角闪岩（... 详细信息

扬子地块西缘近年报道了大量古元古代晚期的地层和侵入岩体,这些地层和岩体的构造环境多数被认为与大陆裂谷相关,而位于扬子西缘的～1.7Ga大红山群一直缺少相关的地球化学证据。本研究对大红山群两种变质基性岩——石榴（斜长）角闪岩（A组）和绿帘斜长角闪岩（B组）的主微量元素进行了地球化学分析,并对其构造环境进行了判别。A、B两组变质基性岩基本具有相似的地球化学性质：主量元素SiO2含量集中于46%～50%,MgO含量较低（5%～6%）,但A组FeOT（平均14.28%）远高于B组FeO^T（平均3.26%）,可能与A组后期发生铁矿化作用有关;两组角闪岩的REE配分模式较一致：A组（La/Yb）N=1.52～4.67和B组（La/Yb）N=1.34～4.50,显示LREE轻微富集,Eu异常、Ce异常均不明显：Eu/Eu^＊=0.82～1.24,Ce/Ce^＊=0.93～1.05,两组样品稀土元素特征均具有类似富集型洋中脊玄武岩（E-MORB）的特征;二者的微量元素配分模式也基本一致：相容元素Cr、Co、Ni含量变化较大,不相容元素相对富集,Nb、Ta、Ti负异常不明显,Zr、Hf轻微负异常,其微量元素配分模式区别于岛弧玄武岩和OIB,而与E-MORB较一致。大红山群变质基性岩的地球化学性质可与东川群的基性侵入岩进行类比。A、B两组变质基性岩的原岩为拉斑玄武岩,通过不活动元素构造判别图解推断其构造属性为与富集地幔有关的大陆裂谷环境。变质基性岩中未受陆壳混染样品（Nb/La≈1）的微量、稀土元素地球化学特征显示其岩浆源区可能为富集地幔,结合前人已发表的相关εNd（t）推测大红山群变质基性岩的岩浆源区为不均匀的岩石圈地幔。同样,据扬子西缘相关火山岩的εNd（t）、εHf（t）值推测,扬子西缘1.8～1.5Ga变质火成岩的岩浆源区可能为不均匀的岩石圈地幔。本研究为扬子西缘1.8～1.5Ga大陆裂谷环境的构造岩浆活动提供了新的地球化学证据,大红山群与其同时代火成岩及地层的存在,共同表明了扬子西缘曾在古-中元古代发生了一系列与大陆裂解有关的构造岩浆事件,这期事件是哥伦比亚大陆裂解在扬子西缘的响应。

关键词：变质基性岩地球化学大陆裂谷大红山群扬子地块

鲁西泰山岩群变质玄武岩地球化学特征及地质意义

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岩石学报 2015年第10期31卷 2959-2973页

作者：王伟中国地质科学院地质研究所北京100037

绿岩带记录了早期地球岩浆活动和表生环境的丰富信息,是揭示地质演化历史和规律的重要研究对象。鲁西地区的泰山岩群具有典型的绿岩带组合,其中雁翎关和柳杭岩组的变质玄武岩是新太古代火山岩系的代表,广泛分布于鲁西中部地区,对还原鲁... 详细信息

绿岩带记录了早期地球岩浆活动和表生环境的丰富信息,是揭示地质演化历史和规律的重要研究对象。鲁西地区的泰山岩群具有典型的绿岩带组合,其中雁翎关和柳杭岩组的变质玄武岩是新太古代火山岩系的代表,广泛分布于鲁西中部地区,对还原鲁西新太古代的地质演化过程具有重要意义。在七星台地区雁翎关岩组变质玄武岩中存在变安山岩夹层,对其进行锆石SHRIMP U-Pb定年,11颗岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄为2744±12Ma（MSWD=1.6）,表明区域内雁翎关岩组的变质玄武岩系形成于～2.7Ga。地球化学研究显示七星台地区泰山岩群雁翎关岩组的变玄武岩主体属于亚碱性高铁拉斑玄武岩系,它们的Si O2含量为48.2%～51.6%,Mg O介于3.22%～7.66%之间,Ti O2含量为0.63%～1.78%,主量元素Si O2、Ti O2、Al2O3和Fe O与Mg O都没有明显的协变关系。球粒陨石标准化稀土配分模式有两类,多数以轻稀土弱富集为特征,稀土总量为47.5×10-6～143.8×10-6,少数样品的轻稀土弱亏损,配分模式与N-MORB接近。七星台地区雁翎关岩组变玄武岩的主、微量元素组成和演化趋势与区域内柳杭岩组中低Ti和高Ti变质玄武岩都有差别。在Nb/Th与Nb/La、（La/Sm）CN和Ti/Ti＊的协变关系图解中,雁翎关岩组一部分样品与现代和一些新太古代岛弧玄武岩的成份类似,另一部分具有接近原始地幔的Nb/Th、（La/Sm）CN和Ti/Ti＊比值。这些地球化学特征暗示泰山岩群的雁翎关岩组很可能与北美、西澳和印度等新太古代早期形成的绿岩带火山岩系类似,由科马提岩-拉斑玄武岩和拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩及安山岩两类火山岩组合复合而成,鲁西在新太古代早期的演化历史比目前的认识更加复杂。

关键词：绿岩带雁翎关岩组变质玄武岩地球化学鲁西

吉东南新太古代晚期片麻岩类的时代、成因及其对早期地壳形成演化的制约

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吉林大学学报（地球科学版） 2018年第3期48卷 587-625页

作者：王朝阳孟恩李壮李艳广靳梦琪中国地质科学院地质研究所北京100037 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国地质调查局西安地质调查中心西安710054

吉林省东南部通化地区广泛出露早前寒武纪花岗质片麻岩类,其岩石组成、形成时代和成因对深化认识华北克拉通东北缘早期地壳形成演化历史具有重要意义。本文系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Lu-Hf同位素地球化学等研究结果表明,这... 详细信息

吉林省东南部通化地区广泛出露早前寒武纪花岗质片麻岩类,其岩石组成、形成时代和成因对深化认识华北克拉通东北缘早期地壳形成演化历史具有重要意义。本文系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Lu-Hf同位素地球化学等研究结果表明,这些花岗质片麻岩类按照SiO_2质量分数总体可划分为高硅和低硅两组:前者主要由二长花岗质片麻岩、奥长花岗质片麻岩及英云闪长质片麻岩组成,其原岩形成于2 549~2 557 Ma;而后者由石英二长闪长质片麻岩及花岗闪长岩质片麻岩组成,其原岩形成于2 534~2 552 Ma;并且两组岩石都含有约2 600 Ma的捕获锆石,共同遭受了约2 500 Ma变质作用的影响。地球化学分析结果显示,低硅岩组具有较高的MgO、CaO、Na_2O质量分数,属于高钾—中钾钙碱性系列,并且富集LREE、亏损HREE和HFSE;与之相比,高硅岩组则具有较低的MgO和CaO质量分数,显示更强烈的轻、重稀土元素分馏以及Nb、Ta、P、Ti等亏损的特征;但两者均具有较弱的正或负Eu异常。结合区域最新研究成果,认为研究区低硅和高硅两组岩石应具有相同的源区,其形成可能与大洋板片俯冲、岩浆底侵引起的地壳部分熔融作用有关。此外,两组岩石具有相似的ε_(Hf)(t)值(2.72~7.95)和模式年龄(2.86~2.55Ga),暗示区域主要存在新太古代晚期地壳生长事件;结合区域内变质火山岩的研究进展,认为吉林省东南部通化地区花岗质片麻岩类可能形成于活动大陆边缘的构造背景。

关键词：吉林省东南部花岗质片麻岩新太古代晚期地球化学岩石成因

辽东半岛东南部南辽河群变质火山岩的时代、成因及其对区域构造演化的制约

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吉林大学学报（地球科学版） 2017年第6期47卷 1589-1619页

作者：孟恩王朝阳刘超辉施建荣李艳广中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局西安地质调查中心西安710054

辽东半岛东南部地区出露大面积南辽河群变质表壳岩系,其下部尤以广泛发育变质火山岩为特征。本文通过对黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩以及黑云母变粒岩等岩石系统的岩石学、全岩地球化学研究,并结合锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf的研究结果来... 详细信息

辽东半岛东南部地区出露大面积南辽河群变质表壳岩系,其下部尤以广泛发育变质火山岩为特征。本文通过对黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩以及黑云母变粒岩等岩石系统的岩石学、全岩地球化学研究,并结合锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf的研究结果来制约其物质组成、原岩形成和变质时代、岩石成因及形成环境,进而探讨胶—辽—吉活动带的大地构造属性。锆石显微结构、微区成分及LA-ICP-MS U-Pb年代学分析结果表明,研究区南辽河群变质火山岩原岩可能形成于2.19Ga左右,并记录了1.90Ga左右的变质事件。元素和同位素地球化学分析结果表明,其原岩以玄武安山岩-安山岩和英安岩及少量的流纹岩为主,主体属于亚碱性系列,具有钙碱性演化趋势。其中,基性端元以相对较低的SiO_2质量分数,富集MgO、TFe_2O_3和轻稀土元素(LREE)及Cr、Co和Ni为特征,强烈亏损重稀土元素(HREE)和高场强元素(HFSE,如Nb、Ta和Ti),岩浆应起源于受俯冲流体或熔体交代的亏损岩石圈地幔楔;而中—酸性端元则具有高的SiO_2质量分数和较低的MgO、TFe_2O_3质量分数,富碱,富集Ba、Th、U和K,以及亏损Nb、Ta、P和Ti等特征,应来自于新生地壳物质的部分熔融。结合区域地质资料表明,南辽河群变质火山岩应形成于一个典型的活动大陆边缘的构造环境,暗示胶—辽—吉活动带北段古元古代中期以前的形成演化机制应与弧-陆碰撞作用有关。

关键词：古元古代南辽河群变质火山岩岩石成因勾造环境交一辽一吉活动带

内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区古元古代孔兹岩系年代学研究

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岩石学报 2015年第10期31卷 3081-3106页

作者：蔡佳刘福来刘平华王舫施建荣中国地质科学院地质研究所北京100037

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒... 详细信息

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒状岩石,系统的岩相学观察显示多种典型的减压反应结构。阴极发光图像特征显示乌拉山-大青山孔兹岩系岩石均存在大量继承性碎屑锆石和变质增生锆石,其中继承性碎屑锆石形态复杂,多显示典型岩浆结晶环带,标志着源区物质主要来源于岩浆岩。变质锆石为新生的单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石核生长,内部结构均匀,整体的Th/U比值较低。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该区孔兹岩系岩石的继承性碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在2400～2500Ma、～2300Ma和2000～2100Ma,进而可限定其最老沉积时代应为～2000Ma,表明乌拉山-大青山孔兹岩系的原岩形成时代为古元古代中期。乌拉山-大青山孔兹岩系中典型的变质锆石记录其变质时代为1850～1950Ma,并显示～1950Ma和～1860Ma两组年龄峰。结合前人对内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区高级变质地体的变质作用、构造演化和同位素年代学的研究结果,综合判断该期变质事件与古元古代华北克拉通西部陆块内北部的阴山陆块和南部的鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞并折返抬升至地表的动力学过程有关,其中～1950Ma代表了陆-陆碰撞形成孔兹岩带的初始阶段,而～1860Ma则代表了其折返抬升的时代。

关键词：孔兹岩系古元古代 LA-ICP-MS U-Pb定年乌拉山-大青山地区孔兹岩带

华北克拉通中元古代裂解事件:以渣尔泰-白云鄂博-化德裂谷带岩浆与沉积作用研究为例

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岩石学报 2015年第10期31卷 3107-3128页

作者：刘超辉刘福来中国地质科学院地质研究所北京100037

华北克拉通存在三个主要的中元古代裂谷带,从南到北分别为熊耳裂谷带、燕辽裂谷带以及渣尔泰-白云鄂博-化德裂谷带。其中熊耳群中火山岩的峰期年龄为1780～1750Ma,其上还有形成于被动大陆边缘的五佛山群、汝阳群以及官道口群。中北部的... 详细信息

华北克拉通存在三个主要的中元古代裂谷带,从南到北分别为熊耳裂谷带、燕辽裂谷带以及渣尔泰-白云鄂博-化德裂谷带。其中熊耳群中火山岩的峰期年龄为1780～1750Ma,其上还有形成于被动大陆边缘的五佛山群、汝阳群以及官道口群。中北部的燕辽裂谷带包括长城系、蓟县系和青白口系,其中长城系团山子组和大红峪组火山岩的年龄分别为～1640Ma和1626～1622Ma,蓟县系高于庄组、雾迷山组和铁岭组凝灰岩的年龄分别为1560Ma、1485Ma和1437Ma,而下马岭组凝灰岩年龄为1366～1380Ma。北缘渣尔泰-白云鄂博-化德裂谷带中渣尔泰群书记沟组玄武岩年龄为1743Ma,阿古鲁沟组酸性火山岩年龄为～810Ma,白云鄂博群尖山组中基性火山岩年龄为1728Ma,化德群比鲁特组火山碎屑岩年龄为1515Ma。中元古代岩浆事件除了裂谷带中的火山作用外,还包括三期基性岩墙群（～1780Ma太行-吕梁岩墙群、～1730Ma密云岩墙群和～1620Ma泰山岩墙群）以及1.76Ga到1.65Ga非造山岩浆组合（斜长岩-环斑花岗岩体-A型花岗岩）。中元古代中期,华北克拉通北缘发育了基性岩席（墙）、A型花岗岩以及碳酸岩脉,双峰式岩浆作用说明华北北缘在中元古代中期经历了裂谷作用,与哥伦比亚超大陆的最终裂解有关,并且与白云鄂博巨型REE-Nb-Fe矿床的形成具有成因上的联系。华北克拉通北部两个裂谷带中的地层具有可以对比的层序以及时代,而中元古代中期辉绿岩墙、A型花岗岩以及碳酸岩脉可以与其它克拉通同时期的非造山岩浆作用对比,证明华北克拉通经历了哥伦比亚超大陆的最终裂解。古地磁数据已经证明在哥伦比亚超大陆时期Siberia、Laurentia、Baltica、Amazion以及华北克拉通是连接在一起的,而北缘中元古代中期大陆裂谷相关岩浆岩的发现也说明它是与另一个古大陆相连的。华北克拉通南缘熊耳火山岩的构造背景到底是大陆裂谷还是大陆边缘弧则关系着其是与另一个克拉通相连还是面向大海,这需要我们进一步深入研究。

关键词：华北克拉通中元古代裂谷岩浆作用沉积作用哥伦比亚超大陆

苏鲁超高压变质带中海阳所地区变基性岩的地球化学性质及变质演化特征

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岩石学报 2015年第10期31卷 2863-2888页

作者：刘利双刘福来刘平华蔡佳施建荣刘超辉中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170

苏鲁超高压变质带的海阳所地区广泛分布各类变基性岩,它们主要由＂红眼圈＂结构的变辉长岩、（石榴）斜长角闪岩组成,且以透镜状或似层状赋存于片麻岩中。根据主量元素和微量元素特征,可将海阳所地区变基性岩划分为两种类型：第一类（A... 详细信息

苏鲁超高压变质带的海阳所地区广泛分布各类变基性岩,它们主要由＂红眼圈＂结构的变辉长岩、（石榴）斜长角闪岩组成,且以透镜状或似层状赋存于片麻岩中。根据主量元素和微量元素特征,可将海阳所地区变基性岩划分为两种类型：第一类（A组）样品轻稀土相对富集,其稀土元素配分曲线具有右倾型的特征,微量元素具有Nb、Ta、Zr、Hf、Ti的明显负异常,其蛛网图配分曲线微弱右倾,类似于岛弧玄武岩IAB的特征;第二类（B组）样品稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图配分曲线均相对平坦,Nb、Ta、Zr、Hf、Ti略微亏损,与洋中脊玄武岩E-MORB具有一定的相似性。所有变基性岩样品均属于拉斑玄武岩系列,成因类型部分与岛弧环境相关,另一部分则可能与洋中脊环境关系密切。根据岩相学、矿物相转变、变质反应以及温压条件估算的综合研究结果,识别出海阳所变基性岩可能经历了两期变质作用,其中第一期中-高压麻粒岩相变质作用（M1）的标志性矿物组合以基质中保存的粗粒石榴石（Grt1）＋粗粒单斜辉石（Cpx1）＋粗粒斜长石（Pl1）±石英（Qtz）组合为特征,形成的温压条件为T=725～845℃、P=9.5～12.4kbar;第二期峰期高压麻粒岩相变质阶段（M12）以发育＂红眼圈＂结构为特征,典型的矿物组合为新生的细粒石榴石（Grt12）＋单斜辉石（Cpx12）＋斜长石（Pl12）±石英（Qtz）,形成的温压条件为T=765～845℃、P=14.8～17.5kbar,而峰后角闪岩相退变质阶段（M12）以形成低温退变质矿物组合绿色角闪石（Amp22）＋斜长石（Pl22）±石英（Qtz）±石榴石（Grt22）为特征,形成的温压条件为T=575～680℃、P=6.0～8.0kbar。第二期变质演化P-T轨迹具有近等温降压至减压冷却的顺时针型式。海阳所变基性岩记录的多期变质演化的信息及其P-T条件与苏鲁-大别超高压变质带存在明显差异。结合以往变基性岩新太古代-古元古代原岩年龄信息,可以判断海阳所地区的变基性岩可能来自于华北克拉通东南缘胶北地体的古老变质基底,并卷入苏鲁-大别地体中-晚三叠世造山事件中。这一重要成果对于揭示海阳所及其邻区变基性岩和围岩的成因、胶北地体古老基底的形成演化过程以及重塑苏鲁-大别超高压变质带的构造演化模式具有重要的科学意义。

关键词：变基性岩地球化学多期变质事件华北克拉通变质基底苏鲁超高压变质带海阳所