蒙阴地区金伯利岩群产出于华北克拉通冀鲁辽陆核的中部。华北克拉通在古太古代就已开始形成陆核,其后大小不等的陆块在不同时代经历过不同规模的拼接,最后经吕梁运动形成统一的华北克拉通基底。克拉通的形成和发展演化大体经历了太古宇—古元古宇的基底形成阶段,中元古代—三叠纪盖层稳定发展阶段和中–新生代活化等3个阶段(张国伟等,1996;翟明国和卞爱国,2000;阎国翰等,2007;刘敦一等,2007)。
但不同的学者对华北克拉通基底块体组成,拼贴及经历构造热事件的时间意见很不统一。虽然在华北多个区域发现具有大于3.8Ga锆石年龄的岩石(Liu,et al.,1992;Wu,et al.,2005),但目前出露的华北克拉通基底主要由大面积的新太古宙TTG杂岩及表壳岩系组成。同位素证据显示,不同区域构造热事件的峰期年龄主要是在2.5Ga左右,因此,大规模陆壳增生及不同微陆块的碰撞聚合过程可能主要发生在新太古宙末期,2.5Ga才是华北大规模陆壳基底形成的时间(Liu et al.,1992;宋彪等,1996;白瑾等,1996;万渝生等,1999;Zheng et al.,2004a;Wu et al.,2005;翟明国和卞爱国,2000;沈其韩等,2005;刘敦一等,2007)。古元古代初期,古老的华北克拉通开始了伸展裂解和早期盖层发育阶段,古元古代晚期微陆块发生碰撞缝合,形成超级克拉通,并在克拉通西北边缘发生强烈改造作用(李江海等,2006)。
表2.20 LW1斜锆石Hf同位素数据 Table 2.20 Hf isotope data of baddeleyites in LW1 kimberlite dyke
测试单位:中国科学院地质地球物理研究所
根据不同变质地体的P–T演化轨迹、岩石组成、构造样式、地球化学及同位素年龄方面的研究成果,现今统一的华北克拉通结晶基底是在中元古代(1.85Ga)形成的(Zhao et al.,1998,1999,2000)。其中东部陆块真正的太古宙基底岩石以新太古代岩石组合为主,主要由约占整个基底出露面积的70%以上的TTG片麻岩和超铁镁质(科马提质)、铁镁质火成岩、同构造花岗岩和紫苏花岗岩以及少量表壳岩组成,并以高级地体或中-低级花岗绿岩地体形式出露于吉南、辽北、鞍本、辽南、辽西、冀东、密云、鲁西和胶东等地(伍家善等,1998;赵国春等,2002)。华北克拉通盖层稳定发展的早期阶段(1.85~1.6Ga)主要以拉张–裂解构造活动为主,表现为拗拉谷系的发育,拉张性岩浆活动以及早期变质基底的隆升(李江海等,2000),双峰式火山岩及碱性岩浆岩大多数分布在中元古代的拗拉谷内及其附近,第二阶段新元古代中–晚期(0.9~0.6Ga)的岩浆活动和第一阶段具有一定的继承性,但分布范围明显局限;古生代末–新生代张性岩浆活动范围最广(250Ma–新生代),各种碱性岩浆岩和火山杂岩主要分布在中生代末—新生代形成的裂谷、断陷盆地及两侧,并且在不同地区呈现不同的演化模式。