《Journal of Geochemical Exploration》：A synthetic geochronological and geochemical dataset of mafic rocks in the northwestern North China Craton and its tectonic and mineralization implications
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本文研究内蒙古 Helanshan 地区多阶段基性岩浆作用，结合新样本和已有数据，揭示其与华北克拉通（NCC）及阿拉善地块（Alxa Block）的构造亲缘性，并探讨 Rodinia 超大陆裂解的关联。
刘晓光|陈一迅|赵晨
山东科技大学地球科学与工程学院，中国青岛，266590
摘要
阿尔克沙地块与华北克拉通之间的亲缘关系仍存在争议。基性岩可以反映地幔-地壳相互作用以及不同地块之间的亲缘关系。本研究聚焦于华北克拉通西北部的贺兰山地区及其东侧的阿尔克沙地块。通过研究贺兰山地区分布的基性岩，探讨了该地区多阶段基性岩浆作用的地质年代学和地球化学特征。研究结果结合已发表的数据表明，贺兰山地区经历了多阶段的基性岩浆作用：古元古代的基性岩与孔达岩带形成后的碰撞后伸展作用有关；新元古代的基性岩浆作用与超级大陆罗迪尼亚的解体有关；早古生代的基性岩浆作用与华北克拉通与阿尔克沙地块之间的俯冲过程有关；中生代的基性岩则是碰撞后伸展作用的产物。这些连续的基性岩浆事件表明，在古元古代至新元古代期间，华北克拉通与阿尔克沙地块之间存在亲缘关系，且这两个地块共同参与了新元古代超级大陆罗迪尼亚的解体。
引言
由岩石圈地幔熔融形成的基性岩侵入体是研究岩浆作用及地壳与地幔相互作用的最佳指标（Ernst等，2013；Teixeira等，2016；Zhang等，2017a，2017b）。此外，这些岩石记录可用于重建超级大陆并评估不同地块之间的亲缘关系（Ernst等，2008；Peng等，2011；Peng等，2017；Stark等，2018a，2018b；Zhu等，2018）。基性岩浆作用的地球化学特征还可以用来约束地质过程或地质动力学环境，包括板块内地壳伸展、弧后伸展以及造山后塌陷（Stark等，2018a，2018b）。
阿尔克沙地块的研究对于重建华北克拉通（NCC）的地质历史至关重要，因为它同时受到中亚造山带（CAOB）和特提斯构造域的影响（图1）。华北克拉通西缘的构造演化及其与阿尔克沙地块或其他地块的亲缘关系是关于哥伦比亚/努纳超级大陆形成的长期关键问题。关于阿尔克沙地块何时以及如何并入华北克拉通，目前仍存在争议。一些学者认为阿尔克沙地块从早前寒武纪开始就并入了华北克拉通，这一观点基于两个地块前寒武纪基底及其沉积岩中记录的地质事件的相似性（Dong等，2017；Gong等，2011；Gong等，2017；Zhang等，2013a，2013b；Zhang和Gong，2018）。也有研究者指出阿尔克沙地块东部与华北克拉通的古生代地质单元存在差异，并进一步推断两者最终在早古生代合并（Dan等，2016）。从古地磁学角度，其他研究者认为这两个地块直到晚古生代甚至中生代才统一（Yang等，2014；Yuan和Yang，2015）。还有一些研究者基于对阿尔克沙地块东部古生代沉积序列的变形历史研究，提出两者最终可能在古生代合并（Huang等，2000；Li等，2012；Zhang等，2012；Zhang等，2013a，2013b）。尽管如此，关于阿尔克沙地块与华北克拉通、华南克拉通（SCC）或祁连造山带（QOB）在合并前的潜在联系，学术界尚未达成一致意见（Dong等，2017；Geng等，2010；Geng和Zhou，2010；Song等，2017；Yang等，2014）。
贺兰山造山带位于华北克拉通的最西端，其地质演化可能对重建华北克拉通与阿尔克沙地块之间的构造配置具有关键意义。Dong等（2017）对贺兰山地区托尼安期的地层来源进行了全面分析，并探讨了阿尔克沙地块与华北克拉通之间的亲缘关系。先前在贺兰山地区的研究也证实了存在不同年龄的基性岩脉，这些岩脉也被用作两者连接的指标（Li等，2018；Peng等，2018；Zhu等，2018）。然而，这些基性岩浆作用如何与特定的构造运动相适应仍需进一步阐明，且缺乏对这些多样岩浆事件性质的综合性综述。
本研究提供了贺兰山地区新发现的古元古代基性岩脉的
Pb同位素年龄及整体岩石地球化学特征。除了详细分析已发表论文中的结果外，我们还旨在阐明贺兰山地区多阶段发生的中间基性岩侵入体的性质，并探讨华北克拉通西北部的构造环境及其与阿尔克沙地块的潜在亲缘关系。
地质背景
贺兰山地区位于华北克拉通的西缘（图1a）。在早期模型中，贺兰山北部地带被认为是在古元古代时期孔达岩带的延伸部分（Zhou和Geng，2009）。向东，贺兰山地区与鄂尔多斯盆地的银川地堑相邻，东贺兰山断层构成了自然边界；向西北，西贺兰山断层则划分了巴彦浩特盆地与贺兰山地区。
基性岩脉的地质年代学特征
基性岩的岩石学特征以及地质年代学和地球化学分析所采用的方法详见补充材料（补充材料中的图S1）。以下内容将解释这些结果：基性岩熔体通常不饱和锆，因此基性岩中的锆含量较低。除HL-006样品外，其他三个样品的锆含量极少。贺兰山地区基性岩浆作用的地质年代学框架
根据本研究分析的样品及先前发表的数据，贺兰山地区经历了多阶段的中间基性和基性岩浆作用。元古代的基性岩浆作用发生在约20亿年和18.7-18.4亿年前（Liu等，2018；Zhang，2017）。早期研究表明，23亿至20亿年前的时期对应于向鄂尔多斯地块的俯冲过程（Zhang，2017）。因此，可以推测基性岩浆作用可能与此过程有关。结论
基于本研究的新样品及先前研究的综合数据，对贺兰山地区多阶段基性岩浆作用的分析得出以下主要结论：- •
贺兰山地区经历了多阶段的基性岩浆作用，每个阶段都与特定的地质事件相关。古元古代的基性岩与孔达岩带的演化有关，新元古代的基性岩浆作用与超级大陆罗迪尼亚的解体有关，早古生代的基性岩浆作用也与相关地质事件相关。
作者贡献声明
刘晓光：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法学研究，概念构思。陈一迅：撰写 – 原稿，研究。赵晨：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，监督，资金获取，概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。致谢
作者感谢主编Martiya Sadeghi、特邀编辑以及两位匿名审稿人的宝贵意见，这些意见显著帮助我们改进了原稿。本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：42372224）、中国海洋大学（项目编号：SGPT-2024OF-07）、中国地质调查局（项目编号：DD20240208201）以及其他资助方的联合支持。
