冀北赤城蛇纹石化橄榄岩是否为太古宙蛇绿岩残片?

摘要

华北克拉通中部带是一条形成于古元古代之前的构造碰撞拼合带。在中部带的北段赤城地区,出露一套特殊的角闪斜长片麻岩、退变榴辉岩以及蛇纹石化橄榄岩组合,其成因众说纷纭。这套岩石组合归属于红旗营子群,是前寒武纪结晶基底,其中蛇纹石化橄榄岩和退变榴辉岩以构造团块的形式包裹在片麻岩之中。赤城蛇纹石化橄榄岩由纯橄岩、方辉橄榄岩和超镁铁质堆晶岩组成。其中纯橄岩和方辉橄榄岩的全岩主量元素都具有高Mg低Si的特征,大部分方辉橄榄岩中的橄榄石具有很高的Fo值(91.0~92.2),尖晶石具有高的Cr#值(53.9~85.9)。这些特征表明方辉橄榄岩和纯橄岩都经历了高程度部分熔融,它们很可能代表残余的大洋岩石圈地幔,并且可与典型的蛇绿岩套橄榄岩剖面相对比。超镁铁质堆晶岩表现出饱满的岩石特征,代表残余地幔之上的岩浆早期堆晶。橄榄岩Re亏损模式年龄表示,赤城橄榄岩的部分熔融作用发生在~2.5Ga之前。赤城红旗营子群角闪斜长片麻岩和退变榴辉岩的锆石U-Pb年代学揭示其原岩形成于~2.5Ga,经历了~1.85Ga的峰期变质作用和300Ma的退变质作用叠加。角闪斜长片麻岩和退变榴辉岩的原岩分别为大陆火山岩和大洋拉斑质岩石。因此,红旗营子群的橄榄岩、退变榴辉岩和角闪斜长片麻岩这一套岩石组合属于典型的蛇绿岩剖面,它很可能代表了华北克拉通东部和西部陆块之间曾经存在的大洋岩石圈。赤城蛇纹石化橄榄岩属于新太古-古元古代蛇绿岩残片,它可能记录了古大洋的消亡和中部造山带的形成,指示早期板块构造在新太古代已经启动。