有關克拉通破壞及其成因的綜述

王琳萱 李亞琦

摘 ?要：通過研究得到華北克拉通最初是在～1.9Ga處沿造山帶東、西部地塊合并而成的。在克拉通作用之后，華北克拉通基本上是穩定的，直到中生代，強烈的長英質巖漿活動及與之相關的成礦、變形和地殼深部的作用都廣泛存在，標志著地殼的破壞或剝落。伴隨這一破壞而來的是克拉通和巖石圈的轉變，太古代的巖石圈從200公里減薄到80公里，而晚中生代華北克拉通的減阻作用是由平板俯沖作用驅動的，隨后是古太平洋板塊的回滾。本文最終得到結論，克拉通主要被海洋俯沖破壞，長英質巖漿作用和大規模韌性變形可作為克拉通破壞的巖石學和構造標志。

1 克拉通的形成

根據板塊構造理論最初概述的原則，板塊可以包括海洋和大陸部分。由于海洋巖石圈的負浮力，板塊的海洋部分可以俯沖到板塊的大陸部分之下。相反，板塊的大陸部分由于密度較低和正浮力而不能俯沖[1]。當兩個大陸會合并碰撞時，假定碰撞發生時沒有明顯的俯沖作用，這將表明大陸材料被最小限度地回收到地幔而不是堆積在地球表面。然而，由于高壓的發現，地殼巖石中的柯石英等礦物表明陸殼也可以俯沖到地幔深度。類似地，最初人們認為板塊的內部不會變形，然而，人們很快意識到板塊并不像最初想象的那樣堅硬。板塊是可以變形的，大陸上印度和亞洲之間碰撞的高度變形巖石證明了這一點。

在過去的十年里，我們對板塊構造認識的進步導致了隕石坑可以被摧毀的說法。一般來說，克拉通被認為是地球上最穩定的塊體。地球的大陸巖石圈厚度大（～200 km），密度低，

水含量多，因此是剛性的，應防止任何熱干擾從。在地球深處這將表現為有限的或沒有地殼變形和巖漿作用，除了非造山和深地幔碳酸鹽巖、金伯利巖和深源碳酸鹽巖的輕微噴發外的

相關火成巖。華北克拉通（NCC）在1.9Ga附近發生了克拉通作用，與其他克拉通一樣，華北克拉通（NCC）也是穩定的。但是在中生代，NCC經歷了強烈的逆沖和伸展變形，深部地殼折返、火山噴發、盆地充填、花崗質侵入體及與之相關的金礦化。所有這些功能都表明NCC是不再穩定，這表明它正在經歷克拉通破壞這類現象引起的科學問題：一個穩定的克拉通是如何被破壞的。

2.克拉通破壞

克拉通通常被定義為一個古老的穩定構造域。它可以被歸類為一個平臺或盾構根據沉積蓋層的出現而形成，而克拉通則是普遍存在的。巖石圈地幔在下面，大陸地殼在上面。根據殼幔分異理論，當早期地幔發生部分熔融時，熔融上升形成地殼，形成巖石圈地幔的殘余物。在部分熔融過程中，鐵（Fe）比鎂（Mg）更容易進入熔體中，從而使殘余地幔中的鐵被耗盡。因此，殘余巖石圈地幔的密度低于周圍地幔的密度，因此，殘余巖石圈地幔的密度低于周圍地幔的密度[2]。這種難熔的地幔不太可能融化，除非它被熾熱的地幔柱加熱。但是，它可以隨后進行變形，通過添加熔體和/或流體，并重新富集易熔元素。根據捕虜體的數據，克拉通的典型厚度為200公里，熱流為～40 mW/m2。換句話說，克拉通巖石圈是冷硬的。到其他地殼構造單元，如造山帶和盆地，這就是為什么克拉通保持在地球歷史的很長一段時間里是穩定的。由于熱流較低，除非罕見的火山爆發，否則上覆的大陸地殼不會發生導管狀變形和部分熔融。碳酸鹽巖、煌斑巖和金伯利巖來自深部巖石圈下地幔。盡管隕石坑有可能在數十億年內保持穩定，但一些隕石坑，如NCC沒有保持穩定，而是以廣泛的韌性變形為特征，地殼深部巖石和殼源長英質的豐度。巖漿作用及相關成礦作用，通常與克拉通破壞有關[3]。

巖石圈的破壞是指巖石圈，特別是巖石圈的下部，由于剝落而遭受的主要破壞，或對流和/或熱侵蝕（Lee等人。根據捕虜體的數據，古生代巖石圈厚度約為200公里（～480 Ma），但小于新生代80公里，在顯生宙至少減薄了100公里。另外，古老的次大陸NCC巖石圈地?？赡芤驯黄茐?。然而，巖石圈的破壞與克拉通破壞不同，盡管兩者都可能同時發生，因為前者可能不是伴隨著克拉通穩定性的喪失。除了破壞，巖石圈的改變也是地幔的另一個重要因素。巖石學/地球化學對每一個克拉通都進行了一定程度的修改，包括異常熱巖漿和流體的側向俯沖和垂直上涌深海（如金伯利巖、碳酸巖和其他堿性巖石）[4]。這些過程導致了不同類型/程度的地幔交代、水化和借鑒作用。巖石圈改造可以加速或作為巖石圈形成的前提條件，通過改變巖石圈的流變特性，使巖石圈變薄，甚至克拉通破壞。大陸分裂是否可以稱為克拉通破壞是另一個重要的問題。大陸分裂是指一個大陸分裂成兩個或兩個以上較小的大陸的過程，如果隕石坑在破裂過程中保持穩定，那么這個過程就不能被考慮。

3.克拉通破壞的原因

通過研究認為海洋俯沖是克拉通破壞最重要的觸發因素。大洋俯沖首先會導致大陸邊緣的擠壓變形和地殼增厚，然后俯沖板塊的脫水會釋放出流體或熔體，這將導致對上覆地幔楔進行交代作用，并觸發部分熔融作用，從而在活躍的大陸邊緣產生巖漿作用。在此過程中，板狀流體或熔體有減少的趨勢，地幔巖石圈的粘滯性和流變性不穩定，有利于地幔巖石圈的形成及巖石圈中不同類型的構造變形。上述討論表明，大洋俯沖作用下的地幔水化是第一步。在克拉通毀滅。在熱柱的熱侵蝕過程中，地幔巖石圈被交代而不是水化。盡管它有時會被巖石圈破壞，但克拉通仍然保持穩定。在海洋俯沖的情況下，殼源或幔殼混合巖漿作用（噴發和侵入）是廣泛發育與大規模伸展變形（即變質核雜巖和拉分盆地的發育）因此，殼源長英質（花崗質和流紋質）巖漿作用和變質核雜巖可以是被認為是克拉通破壞的巖石學和構造指標[5]。在破壞過程中，俯沖洋殼將起到一定的作用，熔體-橄欖巖相互作用對幔源巖漿的影響。然而，更重要的是，下克拉通物質，包括難熔巖石圈地幔和生態化地殼，將進入軟流圈地幔。這是回收大陸材料的一種有效方法。除了大陸俯沖作用外，還進入地幔。在分層過程中，塌陷的地殼也可以被部分熔化，再循環到地殼中。同時，產生的熔體可能與周圍的地幔橄欖巖發生廣泛的反應，產生輝石巖。這可能是玄武巖和堿性巖石的來源。因此，克拉通破壞是一個地殼再循環的重要過程，這將導致更大的地幔非均質性。

參考文獻

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[2] ?姚鳳良，孫豐月.礦床學教程[M].北京地質出版社，2006：1-254

[3] ?牛樹銀，陳路.太行山區地殼演化及成礦規律[M].北京：地震出版社1995：1—203.

[4] ?Mi guel Gas par，Charles Knaack，Law rence D Mein ert，et .al.REE in skarn systems：A LA-ICP-MS study of garnets from the Cro n Jewel gold deposit[ J] .Geochimica et Cosmochimica Acta.2008，72：185-205 .