劉俊來 倪金龍 陳小宇 Craddock JP 鄭媛媛 孫彥琪 季雷

1. 中國地質大學地質過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，北京 1000832. 山東科技大學地球科學與工程學院，青島 2665903. Geology Department, Macalester College, Saint Paul, MN 55105

1 早白堊世華北克拉通巖石減薄與克拉通破壞：由上而下(Top-down Tectonics), 由下而上(Bottom-up Tectonics)還是殼幔耦合伸展(Parallel Extension Tectonics)?

克拉通位于大陸的中部，也是大陸巖石圈板塊的主體。一般都有一個前寒武紀變質巖組成的基底，組成巖石年齡可達42億年，常為具有復雜變形-變質-巖漿活動演化的深變質巖系構成，因此也常稱為前寒武紀克拉通?，F(xiàn)今保存完好的克拉通包括北美克拉通、西伯利亞克拉通、南非克拉通、西澳克拉通等(Moores and Twiss, 1995)。典型的克拉通往往擁有近250km的巨厚巖石圈，因而也是大陸中最穩(wěn)定的部分。它們自從克拉通形成(克拉通化)后，一直保持其穩(wěn)定性而主體上不被后期熱-動力學事件的擾動(Carlsonetal., 2005)。

華北克拉通是我國最古老、規(guī)模最大的克拉通，保留了大約38億年的早前寒武紀地殼演化記錄(Liuetal., 1992; Wuetal., 2008)。它是幾個主要太古宙地塊在經(jīng)歷了大約25億年前的初始克拉通化之后，在大約18～19億年間沿著中部造山帶、膠遼吉造山帶和孔茲巖帶造山、拼貼后形成的一個早前寒武紀克拉通(Zhaoetal., 2005)。與世界上典型克拉通相似，華北克拉通在其長期地質演化歷史中保持其相對穩(wěn)定性，早前寒武紀結晶基底上覆有從寒武紀-二疊紀時期穩(wěn)定的蓋層沉積。但是，地球物理探測揭示出，現(xiàn)今華北克拉通東部局部地區(qū)巖石圈厚度小于80km。早期大地構造分析突出強調由早前寒武紀結晶基底與顯生宙沉積蓋層構成的典型二元結構，以及由此顯示出的早期活動性和晚期穩(wěn)定性(Huang，1980)，并認識到華北克拉通在早前寒武紀晚期克拉通化后經(jīng)歷了后期區(qū)域性改造(陳國達，1959；Huang, 1980)。

圖1 華北克拉通巖石圈減薄與克拉通破壞的top-down與bottom-up模型

圖2 華北克拉通晚中生代巖石圈減薄的巖石圈伸展與殼-幔拆離作用模型(據(jù)劉俊來等，2009)

20世紀90年代后，尤其是21世紀以來的研究發(fā)現(xiàn)，華北克拉通在顯生宙的活動性，不僅僅局限于地殼層次，而是伴隨著深部地球動力環(huán)境的變化(鄧晉福等，1994；吳福元等,2000)。地質學研究、地球物理探測與巖石地球化學分析揭示出，華北克拉通自早前寒武紀晚期完成克拉通化之后，經(jīng)歷了中、新元古代的裂陷、古生代和早中生代時期克拉通邊緣的再造，特別是到晚中生代時期發(fā)生了大規(guī)模的區(qū)域性地殼運動(燕山運動時期的改造，趙越等，2004)，同時發(fā)生了巖石圈減薄導致巨量巖石圈厚度改變(池際尚，1988；Griffinetal., 1992；陳國達等，1992)，甚至克拉通破壞而導致巖石圈地幔的地球化學屬性發(fā)生改變(巖石圈地幔的化學成分轉型，吳福元等，2008)。越來越多的區(qū)域構造-巖漿活動性分析結果支持華北克拉通巖石圈減薄和破壞峰期發(fā)生在早白堊世時期(125±10Ma，Wuetal., 2005；Zhuetal., 2011)。在此期間尤其是克拉通東部地區(qū)遭受了強烈改造，地殼尺度上發(fā)育大量伸展構造(Liuetal., 2006; Linetal., 2008; Wangetal., 2011a)，伴隨著以殼源為主且常常伴有幔源組分加入的大規(guī)模巖漿活動性。普遍認為這些事件的發(fā)生導致了巖石圈地幔的不均勻減薄與化學成分的轉型(Yangetal., 2004, 2010b, 2012)。

華北克拉通巖石圈減薄和克拉通破壞的機制長期以來飽受爭議，并建立了多種不同的概念模型，解釋從巖石圈減薄到克拉通破壞的物理-化學-動力學過程(Wuetal., 2008, 2019)。早期巖石圈去根模型(鄧晉福等，1994)，認為早中生代(印支期)中國東部陸塊拼合形成巨厚大陸巖石圈根(>150～200km)，晚中生代以來地幔熱柱的上升導致新生代東部地區(qū)大量幔源玄武質巖漿的噴發(fā)。同時，鄧晉福等(1994)還強調巖石圈的拆沉作用與香腸化是機械去根作用的有效機理，期間的熱-動力學過程誘發(fā)不同圈層之間的能量與物質交換，并同時驅動淺表盆地發(fā)育、構造活動、巖漿作用及成礦演化。近年來，對于華北克拉通巖石圈減薄與克拉通破壞機制的討論，主要圍繞兩類廣泛接受的模型：即自上而下top-down模型和自下而上的bottom-up模型(Xu, 2001; Zhangetal., 2002; Gaoetal., 2004; Wuetal., 2005; Zheng, 2009；Windleyetal., 2010)。前者(top-down模型)以拆沉作用為代表，強調由于前期的造山和加厚使得下部地殼轉變成榴輝巖并因重力失穩(wěn)與下伏的巖石圈地幔一并進入軟流圈地幔拆沉作用或發(fā)生在侏羅紀(Gaoetal., 2004), 或主要發(fā)生在早白堊世(Wuetal., 2005)。這樣的一種過程往往發(fā)生在較短時期內，是一次災變型事件。隨著拆沉作用的發(fā)生，巖石圈根部突然丟失致使巖石圈厚度迅速減小，伴隨著軟流圈迅速上涌及地熱增溫率快速增加(圖1a)。后者(bottom-up模型)的解釋認為巖石圈減薄與成分轉型的作用是一個漫長的均變過程，可以持續(xù)長達100Myr以上(Menziesetal., 2007), 相伴巖石圈升溫緩慢(圖1b)。對于這種機制模型，包括幾種不同的解釋：熱-機械侵蝕作用(Xu，2001)、地幔置換作用(Zheng, 2009)或者橄欖巖-熔體交代作用(Zhangetal., 2002)。

上述對于華北克拉通巖石圈減薄與破壞機制與模型的建立，主要是基于殼-幔源巖漿巖巖石地球化學分析結果實現(xiàn)的。對于淺部地殼在巖石圈減薄或克拉通破壞中的表現(xiàn)(地表的隆升、地殼拆離、沉積盆地發(fā)育、巖漿侵入與火山噴發(fā)以及成礦作用等)，常常視為深部過程在淺部的響應。盡管這些地殼尺度的構造對于上述模型提供了部分支持，但仍有很多特點難以給予合理的解釋(吳福元等，2008)。本文重點基于華北克拉通及鄰區(qū)早白堊世伸展構造組合與構造-巖漿活動關系的資料總結與分析，闡明區(qū)域性巖石圈伸展作用對于華北克拉通巖石圈減薄及破壞的關鍵性控制地位，基于被動裂谷作用建立的殼幔耦合伸展模型(Parallel Extension Tectonics, PET，圖2，劉俊來等，2009；Liuetal., 2013; Jietal., 2015; Nietal., 2016)，強調地殼層次伸展構造發(fā)育與地幔尺度上巖石圈的伸展作用同步發(fā)生，強調區(qū)域伸展作用對于巖石圈地幔與地殼減薄以及巖石圈根部破壞的意義，強調深部(巖石圈地幔)-淺部(地殼)同步演化，提出巖石圈殼/幔伸展構造發(fā)育、巖石圈減薄、軟流圈上涌、不同層次物源巖漿的活動性等為同一次事件在不同方面的表現(xiàn)。

2 華北克拉通及鄰區(qū)主要早白堊世伸展構造

華北克拉通巖石圈減薄或破壞最主要特點之一表現(xiàn)為深部(巖石圈地幔)與淺部(地殼)之間耦合性，并直接體現(xiàn)在中上地殼層次上變形構造的發(fā)育及變化。華北克拉通及鄰區(qū)早白堊世地殼尺度上的伸展構造主要有三種不同的表現(xiàn)形式，包括拆離斷層、斷陷盆地、伸展片麻巖穹隆和變質核雜巖構造(劉俊來等，2009)。它們廣泛分布于歐亞大陸東部(圖3)，從貝加爾湖畔-俄羅斯遠東(Zorin, 1999; Donskayaetal., 2008; Daoudeneetal., 2009, 2013)、中國東北(松遼變質核雜巖, 張曉東等，2000；英巴拆離斷層, Zhouetal., 2012; Yinetal., 2017; 遼西阜新盆地，張宏等，2005; 松遼盆地與外圍盆地群, 楊建國等，2006)、華北克拉通區(qū)(亞干，鄭亞東，1999; 鄭亞東和王濤，2005; 呼和浩特, Davisetal., 2002; 云蒙山, Davisetal., 1996; Liuetal., 2005，2006；醫(yī)巫閭山, 馬寅生等，1999; Darbyetal., 2004)、蘇魯造山帶(桐柏-大別伸展穹隆，Liuetal., 2018; 五蓮變質核雜巖，Nietal., 2013, 2016)和華南地區(qū)(武功山伸展穹隆, Shuetal., 1998)。這些伸展構造盡管類型、特點有所差異，但卻具有廣泛意義上的相似性(Liuetal., 2006)。

圖3 華北克拉通東部區(qū)晚中生代-新生代構造-巖漿概況(底圖據(jù)張岳橋等，2007)

在對于遼南變質核雜巖開展了深入研究的基礎上(Liuetal., 2005)，劉俊來等(2006)、Liuetal.(2006)首先系統(tǒng)總結了華北地區(qū)主要變質核雜巖構造的主要特點，發(fā)現(xiàn)：1)它們不均勻分布且不具有顯著的分帶性，但在幾何學、運動學和形成時間上普遍具有一致性；2)它們運動學規(guī)律的統(tǒng)一性，則表現(xiàn)在運動方向以NWW-SEE為主，不同變質核雜巖拉伸線理的統(tǒng)計平均方向以130°～310°為主，充分說明伸展構造是在同一應力場中形成的；3)變質核雜巖具有對稱或不對稱結構型式，反映了單剪作用對于單一變質核雜巖剝露的重要意義，但其組合規(guī)律卻為純剪力學環(huán)境的存在提供了重要依據(jù)；4)相伴發(fā)育的許多沉積盆地常常為一些箕狀盆地，邊緣斷裂表現(xiàn)出鏟狀特點；5)依據(jù)現(xiàn)有伸展拆離斷層糜棱巖、伴生侵入巖與早期變質巖的測年資料分析，主體變質核雜巖的形成時間介于130～120Ma之間?；谏鲜鲋饕攸c，可以發(fā)現(xiàn)巖石圈伸展對于變質核雜巖發(fā)育的貢獻。華北克拉通巖石圈在晚中生代時期的破壞是一個漸進過程，是由很多微小(次級)過程的發(fā)生、發(fā)展到最終積累并使得巖石圈整體上在短時間內突然性爆發(fā)的一個量變到質變的過程(Liuetal.，2006)。

對于華北克拉通及鄰區(qū)早白堊世伸展構造組合的進一步工作，前人開展了區(qū)域發(fā)育規(guī)律與特點的總結(Linetal., 2008; 朱光等，2008；Wangetal., 2011a, 2012; 林偉等, 2013，2019；楊謙等，2019)，并將其劃分為泛貝加爾-鄂霍次克帶、華北西部帶、華北東部帶、華北南緣及秦嶺-大別帶和華南內陸等晚中生代伸展構造帶, 他們同時將伸展穹隆作為一種共生的伸展構造型式。研究認為先期構造(如巖石圈薄弱帶，林偉等，2013；或先期的造山帶，Wangetal., 2011a)制約著部分地區(qū)伸展構造的發(fā)育。Linetal. (2008)、林偉等(2013)、朱光等(2008)將伸展構造歸咎于克拉通破壞時期巖石圈尺度上的拆沉作用(或逐漸拆沉作用)的結果，是深部巖石圈拆沉作用的淺部響應。Wangetal. (2011a, 2012)、楊謙等(2019)則從兩個方面闡述了不同構造域伸展構造的發(fā)育機制，強調貝加爾及鄰區(qū)伸展構造與華北東部地區(qū)伸展構造運動學極性差異，提出前者歸咎于蒙古-鄂霍茨克洋關閉后的造山帶垮塌，而后者則與太平洋板塊俯沖誘發(fā)的遠程伸展效應密切相關。Zhuetal. (2012, 2018)則提出俯沖的古太平洋(Izanagi)板塊弧后伸展作用為華北克拉通東部早白堊世伸展構造發(fā)育提供了動力學環(huán)境。

隨著區(qū)域性調查工作的不斷開展，近年來在東亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)了越來越多的伸展構造并開展了深入的個例研究。新近先后發(fā)現(xiàn)了大營子拆離斷層(Shenetal., 2011；申亮等，2011)、萬福變質核雜巖(關會梅等，2010；Liuetal., 2013)、五蓮變質核雜巖(Nietal., 2013, 2016)、鵲山變質核雜巖(Xiaetal.，2016)、喀喇沁穹隆(Hanetal., 2001; Darbyetal., 2004; 王新社和鄭亞東，2005)、英巴穹隆(Zhouetal., 2012)、洪鎮(zhèn)穹隆(朱光等，2007；Zhuetal., 2010)，以及對于北大別穹隆(Wangetal., 2011a；冀文斌等，2011)、桐柏穹隆(Ratschbacheretal., 2000；Liuetal., 2010)、小秦嶺變質核雜巖(張進江等，1998)并開展了進一步深入的研究工作。貝加爾湖畔的Ulan-Ude、Buteel、Zagan、Yablonovy、Ereendavaa、Nartyn和Altanshiree等變質核雜巖構造也得到了深入研究(Donskayaetal., 2008; Daoudeneetal., 2009, 2013)。同期對于早白堊世伸展斷陷盆地的研究也取得了長足進展，研究顯示區(qū)域性大規(guī)模伸展構造，往往為一系列次級規(guī)模伸展構造的組合。大多數(shù)盆地都以寬裂谷型式發(fā)育，由許多次級盆地組成盆地群(如內蒙銀根盆地群, 圖4a，Meng, 2003; 圖4b，遼東半島盆地群, Liuetal., 2011, 2020)。多數(shù)地區(qū)盆地(群)的發(fā)育是一個遞進過程，不同的盆地是在巖石圈(地殼)伸展過程中在不同位置上控盆斷裂成核與擴展的結果。由于應變彌散在不同的部位，而使得每一個盆地規(guī)模并不很大。但在以膠萊盆地為代表的另外一個極端情況下，窄裂谷型式發(fā)育有大型盆地構造(圖4c，張岳橋等，2008)。一個單獨的大規(guī)模盆地從初始小型盆地形成后，隨著巖石圈應變遞進過程，控盆斷裂繼續(xù)擴展并最終形成區(qū)域性的大型斷陷盆地。

圖4 寬裂谷式(a，據(jù)Meng, 2003; b，據(jù)Liu et al.，2011, 2020)與窄裂谷式(c, 據(jù)張岳橋等，2008)盆地格局

3 早白堊世伸展作用與構造-巖漿關系

早白堊世時期華北克拉通巖石圈伸展構造的發(fā)育伴隨著劇烈的區(qū)域性巖漿活動性，尤其是大規(guī)模的區(qū)域性侵入巖就位和伴隨斷陷盆地形成的(基性-酸性)火山巖噴發(fā)。整體上看，早白堊世的巖漿活動以酸性為主，基性巖漿活動性相對微弱，Wuetal. (2005)將華北-東北地區(qū)的大規(guī)?；◢徺|巖漿活動性稱為巨型巖漿作用。在華北克拉通東部，早白堊世花崗質-閃長質侵入巖廣泛分布，河北張家口(130～127Ma，李創(chuàng)舉和包志偉，2012)、崇禮馬營(144～136Ma, 劉胤等，2010)、圍場(138Ma)、千層背(140～133Ma， 123～115Ma，劉宏磊，2018)、后石湖山(121～119Ma，文霞等，2013)、石山(124Ma，李剛等，2016)，遼東飲馬灣山(129Ma, 郭春麗等，2004；Jietal., 2015)、趙屯(129Ma, Wuetal., 2005), 膠東郭家?guī)X(125Ma, 關康等，1998)、艾山(116Ma, Gossetal., 2010)、蚌埠雜巖(130～110Ma, Yangetal., 2010a)，小秦嶺地區(qū)(142～131Ma, 張進江等，1998)。同時，在冀北-遼西地區(qū)(Wangetal.，2006)、膠萊盆地-魯西地區(qū)青山群(Qiuetal., 2001; Huangetal., 2006; Tong, 2007; Fuetal., 2014; 彭楠等, 2015)和合肥盆地及遼東地區(qū)斷陷盆地群中普遍發(fā)育了不同時期(135～105Ma)的火山巖組合。

整體上來講，同伸展作用巖漿活動均來自復雜的源區(qū), 并具有不同源區(qū)隨時間演變的特點。以遼南變質核雜巖為例，Yangetal.(2004)對位于遼南變質核雜巖下盤的古道嶺巖體進行了巖石地球化學及Sr-Nd同位素研究，認為該巖體來源于三個端元，即低初始87Sr/86Sr比值(0.7058～0.7073)、負εNd(t)值(-7.2)的富集巖石圈地幔(閃長巖)；高初始87Sr/86Sr比值(0.7118～0.7120)、負εNd(t)值(-13.2 to -18.1)的伴有古老下地殼貢獻的富集巖石圈地幔源區(qū)(石英閃長巖)；以及低初始87Sr/86Sr比值(0.7052～0.7086)、負εNd(t)值(-18.5～-20.9)的新生下地殼(二長花崗巖)；并且指出古道嶺花崗巖的形成經(jīng)歷了復雜的多階段混合作用，包括幔源、殼源巖漿及一些相伴隨的巖漿過程(分離結晶、地殼混染、地殼深熔作用)(Yangetal., 2004)。對飲馬灣山巖體進行的研究結果也指示其中花崗質巖石自巖石圈地幔、下地殼巖漿經(jīng)過分離結晶、巖漿混合、地殼混染作用形成(郭春麗等，2004)。精細的構造-巖漿分析揭示出伸展作用不同階段巖漿活動的物源變化特點。根據(jù)花崗質巖石在露頭和顯微尺度的構造特點分析，揭示出巖基、巖株或巖脈狀侵入的花崗質巖石可劃分為構造前、構造期(包括剪切早期和剪切晚期)和構造后的侵入體。借助于構造-巖漿巖構造關系判別可以推斷，在露頭尺度上伸展變形事件起始時間早于巖漿活動性。地殼尺度的拆離作用誘發(fā)區(qū)域性巖體就位，并在拆離斷層帶內長期發(fā)育有不同階段就位的花崗質巖脈。拆離斷層帶中的巖漿活動性經(jīng)常持續(xù)到伸展活動末期，甚至到拆離斷層作用停止活動即使巖石圈伸展過程已經(jīng)停止，深部的巖漿活動依然在進行。Jietal.(2015)的精細構造-巖漿關系解析表明，隨著金州拆離斷層拆離作用的進行巖漿源區(qū)也發(fā)生變化。趙屯巖體是剪切早期同構造巖體的代表，其Sr-Nd同位素特征指示明顯的幔源特征(約130Ma，87Sr/86Sr：0.7072；εNd(t)：-0.3)，而且趙屯巖體中也發(fā)現(xiàn)有太古代年齡的繼承鋯石，所以判斷趙屯巖體主要來源于古老下地殼的熔融，并有大量富集地幔物質的貢獻。剪切晚期的巖體包括七星臺巖體、洼子店巖體、飲馬灣山巖體的內部以及上疊盆地中的火山巖。它們的Sr-Nd同位素特征指示在較早期(火山巖：123Ma，87Sr/86Sr：0.7086～0.7090；εNd(t)：-18.4～-18.6；二長花崗巖：120Ma,87Sr/86Sr：0.7112～0.7123；εNd(t)：-19.0～-19.6)巖漿源區(qū)以新生下地殼為主。在晚期或剪切期后巖漿源區(qū)(趙房巖體花崗斑巖脈：約113Ma，87Sr/86Sr：0.7062；εNd(t)：-19.4)以新生下地殼為主。

同時，伸展相關的盆地，無論是變質核雜巖或拆離斷層的上疊盆地還是斷陷盆地，其中的火山巖普遍認為是與巖石圈伸展作用密切相關，或者說是巖石圈伸展作用的結果。以膠萊盆地為例，盆地的發(fā)育是作為三個變質核雜巖(五蓮, Nietal., 2016; 鵲山, Xiaetal., 2016; 玲瓏, Charlesetal., 2011)共享的上疊盆地出現(xiàn)，早期伸展作用形成的盆地堆積(即萊陽群)最早從約135Ma開始，且沉積巨厚、規(guī)模巨大(厚度最大大于8000m)。盡管其內部局部發(fā)育有火山巖夾層，但巨量的火山活動性卻是發(fā)生在大約122Ma之后的青山期，此時誘發(fā)變質核雜巖剝露的地殼伸展已經(jīng)結束。在冀北-遼西地區(qū)，伸展斷陷盆地的發(fā)育時間上有所差別，可能始自晚侏羅世約156Ma。盆地仍然以接受巨厚的陸相沉積巖石組合開始，發(fā)育了厚達4400m以上(土城子組，Davisetal., 2005; 萬曉樵等，2020)的內陸湖相沉積巖為主的巖石組合，并繼之以大量殼-幔源區(qū)的火山巖?；鹕絿姲l(fā)范圍遠遠大于早期沉積盆地覆蓋范圍，并且，與之相伴的花崗巖體切過主拆離斷層，暗示區(qū)域性伸展作用結束晚期或后期大規(guī)模巖漿作用發(fā)生。當然，對于遼東地區(qū)瓦房店盆地、桂云花盆地、大營子盆地和通遠堡盆地(Liuetal., 2020)，以及遼西阜新-義縣盆地等的火山-沉積組合分析卻揭示出，盆地底部堆積均以劇烈的火山活動為起始，并隨之覆蓋陸相沉積巖石組合(Zhangetal., 2005)。

對華北克拉通不同地區(qū)早白堊世同伸展巖漿活動性分析揭示出，巖漿活動具有面狀分布但不均勻活動特點，受局部地殼層次的伸展構造(斷陷盆地和變質核雜巖)的發(fā)育控制?；鹕交顒优c斷陷盆地的發(fā)育具有密切成因聯(lián)系，在遼西-冀北(北部)、膠萊盆地及合肥盆地(南緣)，其巖漿(尤其是花崗質巖漿)活動常常發(fā)育于盆地基底內，局部地區(qū)也有報道較晚的巖體侵入到盆地沉積-火山巖中(Yangetal., 2005; Liuetal., 2020)。同時，不同地區(qū)巖漿活動的時間有顯著差異。從克拉通北部遼西-冀北地區(qū)、中部太行到南部魯西-徐淮-蚌埠以及遼東半島、小秦嶺地區(qū)，廣泛分布著144～120Ma的深成和火山活動性，并伴隨著華北克拉通主要變質核雜巖的剝露。而在膠東-蘇魯造山帶，在120～105Ma間發(fā)育大量構造-巖漿活動(Wangetal., 2015)，同期巖漿活動在遼東半島、遼西北票、義縣范家溝等地區(qū)存在。此外，同一地區(qū)巖漿源區(qū)隨著時間的變化趨勢也有顯著差異。李創(chuàng)舉和包志偉(2012)對冀西北張家口東坪地區(qū)的北柵子堿性花崗巖(130.5±1.5Ma)與張家口組粗面質火山巖(127.8±3.9Ma)的地球化學分析及鋯石Hf同位素分析提出花崗巖巖漿主要源于經(jīng)歷過強烈改造的前寒武紀下地殼部分熔融, 粗面質火山巖的源區(qū)可能含有相對較多的年輕地幔物質, 兩者可能存在源區(qū)混合作用。遼西阜新-義縣盆地下白堊統(tǒng)下部層位的義縣組(125～122Ma)粗面玄武巖和玄武質粗安巖具有中等偏低的(87Sr/86Sr)i值(～0.706)與低的εHf(t)值，結合其地球化學特點,楊蔚(2007)認為它們是地幔源區(qū)混染了拆離下地殼熔融形成的富硅熔體的結果，而同期且具有相近的Sr-Nd同位素特點的粗面安山巖巖漿源區(qū)可能是拆離的克拉通下地殼。對于同一地區(qū)年輕的張老公屯組玄武巖(～106Ma)獲得了低的(87Sr/86Sr)i值(<0.704)和高的εHf(t)值(>4)，被認為是軟流圈地幔來源巖漿結晶的結果。遼東半島地區(qū)，早期巖漿具有多源混合特點，表現(xiàn)為以古老下地殼源區(qū)為主并伴有幔源物質加入，同時發(fā)生底墊新生下地殼巖漿房的出現(xiàn)，而深部巖漿過程包括了巖漿混合、結晶分異、圍巖同化等多種作用，隨著時間演變，獨立源區(qū)的新生下地殼和幔源源區(qū)物質成分對于上侵巖漿的貢獻占據(jù)著越來越重要的位置。

圖5 華北克拉通東部膠遼地區(qū)巖石圈伸展與地殼拆離模型(據(jù)Liu et al., 2020)

此外，盡管華北克拉通不同地區(qū)總演化趨勢以從早期古老下地殼為主的源區(qū)向以新生下地殼或幔源為主的源區(qū)的演變，但不同地區(qū)的源區(qū)演化趨勢存在著差異。以膠東和遼東為例，近期的研究揭示出，遼東地區(qū)巖漿源區(qū)有著顯著的演化趨勢，但膠東地區(qū)卻表現(xiàn)出從早到晚混合源區(qū)的重要貢獻。近期Liuetal. (2020)對于膠遼地區(qū)早白堊世伸展構造活動相伴發(fā)育的巖漿活動性綜合分析顯示出遼東半島與膠東半島地區(qū)的構造-巖漿活動性具有顯著的不均勻性(匡永生等，2012; Caietal., 2013; Maetal., 2014; Daietal., 2016; Liuetal., 2020)。從時間軸上，地殼的伸展作用起始于約135Ma并持續(xù)到約120Ma。在遼東地區(qū)，自約135Ma開始面狀發(fā)育伸展構造組合為特點，主要伸展構造包括遼南-萬福變質核雜巖對(瓦房店和桂云花盆地)、大營子拆離斷層帶(大營子和黃花店盆地)、本溪盆地、通遠堡盆地和丹東盆地等。如上述，這些面狀分布的小型盆地發(fā)育之初，首先伴隨著不同規(guī)模的火山噴發(fā)，隨之發(fā)育內陸湖相沉積巖石組合。在膠東地區(qū)，同期發(fā)育了五蓮、鵲山和玲瓏變質核雜巖，它們共享巨大的膠萊盆地，而盆地中首先沉積的是巨厚的內陸湖相沉積巖系。大約在122～120Ma開始，膠遼地塊的演化進入新的階段，這一時間點恰好與京西、冀北、遼西地區(qū)燕山運動的C幕時間對應(孟慶任，2017)。在遼東地區(qū)，此后萬福變質核雜巖形成、丹東盆地繼續(xù)活動。但在膠東地區(qū)，三個主要變質核雜巖(尤其是五蓮變質核雜巖)的剝露變得緩慢甚至停止，代之以大規(guī)模的區(qū)域巖漿活動性，包括盆地火山活動性和拆離后的花崗質巖漿活動性，反映深部殼幔活動性的增強。

4 巖石圈伸展的殼/幔拆離模型(PET)

對于華北克拉通及鄰區(qū)廣泛發(fā)育的早白堊世伸展構造活動性分析揭示出，歐亞大陸早白堊世伸展作用從西向東有一定變化，比如，變質核雜巖的剝露在西部呼和浩特地區(qū)可能始自148Ma(Wangetal., 2012)，在東部遼南和膠東約135Ma，而在冀北-遼西地區(qū)卻可以追溯到晚侏羅世(156Ma，萬曉樵等，2020)。同時，在這些地區(qū)還有一些新生的伸展構造(如遼東地區(qū)的丹東斷陷盆地)。對于各個地區(qū)伸展構造(組合)開展的精細構造-巖漿關系分析結果顯示，早期地殼尺度上的伸展作用是誘發(fā)巖漿活動的主要因素。而在伸展構造活動的各階段發(fā)育的具有不同源區(qū)活動特點的巖漿巖，則暗示了相繼發(fā)生了深部構造-巖漿過程的響應。

基于伸展構造發(fā)育特點，結合構造-巖漿活動性分析，強調巖石圈伸展事件與深部巖漿事件(軟流圈上涌)之間的時、空、成因演化關系，Liuetal. (2013, 2020)、Jietal. (2015)和Nietal. (2016)綜合闡釋了巖石圈伸展體制下殼幔拆離與巖漿演化過程，提出巖石圈伸展的殼/幔拆離模型(PET)是華北克拉通早白堊世巖石圈減薄、破壞，周邊地區(qū)(東北、華南及俄羅斯遠東等)巖石圈伸展的主要機制。

PET模型強調巖石圈伸展同時作用于淺部地殼與巖石圈地幔，巖石圈伸展作用是地殼伸展、深部殼幔巖漿過程及成礦作用演化的主要控制因素?？死◣r石圈遭受區(qū)域性伸展，同時或相繼發(fā)生地殼與地幔拆離作用，伴隨深部巖漿作用發(fā)生，并誘發(fā)局部巖石圈深部拆沉作用、熱-化學侵蝕或地幔置換與交代作用。期間，流體相的廣泛存在對于促進巖石圈的應變局部化(水解弱化)、殼-幔部分熔融作用發(fā)生及地幔交代與置換作用可能有重要貢獻。

在PET模型中，巖石圈的拆離表現(xiàn)出強烈的不均勻性，地殼的拆離與巖石圈地幔的拆離或是耦合的、或是解耦的。因而，在巖石圈伸展的不同階段，拆離作用可以發(fā)生在地殼層次、巖石圈地幔層次或是同時發(fā)生。以膠遼地區(qū)為例，在巖石圈伸展早期階段(圖5a)，遼東半島地區(qū)殼幔耦合伸展和拆離，巖石圈微弱減薄，彌散狀拆離斷層構造發(fā)育。遼南變質核雜巖下盤開始緩慢剝露，斷陷盆地的火山作用(金州、大營子-黃花甸和通遠堡)，并隨之于斷陷盆地中接受內陸湖相沉積。膠東地區(qū)的拆離作用限于地殼層次，發(fā)育窄裂谷，三個變質核雜巖(五蓮、鵲山和玲瓏)開始快速剝露，接受巨厚的萊陽群沉積。在巖石圈伸展作用主期階段(圖5b)，遼東半島殼幔耦合拆離作用進一步發(fā)展，巖石圈巨量減薄，發(fā)育新的伸展構造(本溪、丹東和桂云花)的同時，遼南變質核雜巖下盤持續(xù)緩慢剝露，并伴有大規(guī)模同構造巖漿活動，并在拆離斷層下盤就位巨量花崗巖。與此同時，膠東半島在強烈地殼拆離基礎上，發(fā)生微弱(局部)巖石圈地幔拆離。三個變質核雜巖持續(xù)快速剝露，膠萊盆地繼續(xù)接受沉積。少量同構造花崗質侵入體就位于五蓮變質核雜巖下盤。在巖石圈伸展晚期階段(圖5c)，遼東半島巖石圈地幔拆離作用變得微弱，在地殼尺度上依然表現(xiàn)顯著。遼南變質核雜巖進入快速剝露階段，但主要斷陷盆地火山活動減弱或消失，持續(xù)接受內陸湖相沉積。同時，變質核雜巖下盤少量構造晚期或期后花崗巖就位。在膠東地區(qū)，地殼尺度的拆離作用已近消失，巖石圈地幔尺度上的拆離卻主導著巖漿演化，并可能導致巖石圈巨量減薄。以五蓮變質核雜巖為代表的核雜巖下盤開始慢速剝露，但巨量的巖漿活動形成大規(guī)模的火山巖(青山群)和構造后的花崗質侵入巖。

PET應用到華北克拉通不同地區(qū)巖石圈伸展與殼幔拆離耦合/解耦關系，可以識別出三種不同類型的巖石圈伸展過程：

(1)遼東地區(qū)早白堊世巖石圈伸展稱為同巖漿活動型伸展(C型：Co-magmatim mode extension)。在此環(huán)境中，地殼拆離作用與地幔拆離作用同時發(fā)生，大約自135 Ma開始，形成了廣泛發(fā)育的斷陷盆地、遼南變質核雜巖，并可能伴隨地幔核雜巖的發(fā)育。同時伴隨巖石圈地幔部分熔融，產(chǎn)生幔源巖漿，并在滑脫的Moho面底墊就位產(chǎn)生新生下地殼。與此同時，以下地殼部分熔融為主并伴有少量幔源物質加入的巖漿活動發(fā)生(剪切早期巖漿作用)，噴發(fā)到斷陷盆地(或上疊盆地)或侵入到拆離斷層下盤。地殼(巖石圈)遞進伸展作用過程中(從約120Ma開始)，新的斷陷盆地形成、萬福變質核雜巖發(fā)育，新生下地殼源區(qū)的巖漿活動性(剪切期巖漿作用)逐漸加強。

(2)膠東地區(qū)早白堊世巖石圈伸展稱為無巖漿活動型伸展(A型：Amagmatism mode extension)。在此環(huán)境中，首先誘發(fā)的是強烈的地殼尺度拆離作用，形成了大規(guī)模的斷陷盆地，伴隨少量(或無)火山活動的內陸湖相沉積組合(萊陽群)，同時或相繼發(fā)生的地殼拆離作用在一些地區(qū)使得深部地殼巖石剝露形成無(或少量)巖漿變質核雜巖構造(五蓮、玲瓏和鵲山變質核雜巖)。盡管自從約122Ma開始地殼尺度伸展作用減弱，變質核雜巖主拆離斷層停止活動，但地幔拆離活動強烈并發(fā)生巨量的殼-幔源巖漿活動性，發(fā)育巨厚沉積巖系的膠萊盆地青山群火山噴發(fā)并沿著蘇魯造山帶發(fā)育大規(guī)模的巖漿活動。

(3)冀北-遼西地區(qū)的巖石圈伸展具有多階段混合型伸展特點(M型：Multi-mode extension)。巖石圈伸展可能始于更早時期，始自晚侏羅世(156Ma, 邵濟安等，2003)開始。伸展作用早期特點與膠東地區(qū)早白堊世的巖石圈伸展具有相似性，以發(fā)育無(或少量)巖漿活動的斷陷盆地發(fā)育為特征，盆地內部堆積巨厚的內陸湖相沉積，缺少或僅僅具有較弱的火山活動性。同時，盆地基底內也缺乏同時期的巖漿侵入。但自白堊紀開始，盆地發(fā)育進入新的階段，發(fā)育有始自約145～140Ma的盆地火山活動，并且在周邊地區(qū)有大規(guī)模的花崗質巖漿就位。

5 結論

(1)對于華北克拉通及鄰區(qū)廣泛發(fā)育的早白堊世伸展構造開展的構造-巖漿分析揭示出，早白堊世巖石圈伸展過程中，巖石圈伸展作用是地殼/巖石圈地幔伸展、殼/幔拆離、深部殼幔巖漿過程及成礦作用演化的主要控制因素。巖石圈遭受區(qū)域性伸展，同時或相繼發(fā)生地殼與地幔拆離作用，伴隨巖漿作用過程發(fā)生。

(2)巖石圈伸展過程中，巖漿活動強度及巖漿源區(qū)特點有顯著變化，同一地區(qū)不同演化階段巖漿源區(qū)有很大的變化，如遼南地區(qū)從早期古老下地殼源伴有幔源物質貢獻、中期古老與新生下地殼混合源到晚期的新生下地殼源同時。不同地區(qū)巖漿源區(qū)具有顯著差異性，膠東地區(qū)以不同階段相似的混合源區(qū)為主與遼南地區(qū)形成鮮明的反差。

(3)巖石圈伸展的殼/幔拆離(PET)模型可以合理地解釋華北克拉通及鄰區(qū)早白堊世構造-巖漿活動性。在巖石圈伸展過程中，巖石圈不同層次的殼/幔耦合或解耦拆離作用誘發(fā)三種不同類型的伸展過程：同巖漿活動型伸展(C型)、無巖漿活動型伸展(A型)和多階段混合型(M型)。

謹以此文祝賀楊振升先生90華誕！