華北克拉通 / North China craton
*翻譯版本使用CC-BY-SA發(fā)布。原文：https://zh.wikipedia.org/wiki/華北克拉通
華北克拉通（North China craton）是個(gè)史前大陸或克拉通，目前是歐亞板塊的一部分。華北克拉通記錄了地球上最完全、最復(fù)雜的火成、沉積和變質(zhì)過(guò)程。范圍包含今日的華北與中國(guó)東北部、朝鮮半島大部、蒙古南部，面積達(dá)170萬(wàn)平方公里?！翱死ā北硎舅且粔K穩(wěn)定、易浮、剛性的陸塊。克拉通地殼比較厚（約200km），與其他區(qū)域相比較冷，密度較低。華北克拉通的年代很久遠(yuǎn)， 經(jīng)歷了長(zhǎng)期的穩(wěn)定期，是十分典型的“克拉通”。但華北克拉通的深層后來(lái)經(jīng)歷了崩解（去克拉通化），意味著這個(gè)陸塊已不再穩(wěn)定了。
華北陸塊由數(shù)個(gè)地塊所構(gòu)成，這些地塊經(jīng)過(guò)褶皺運(yùn)動(dòng)而結(jié)合在一起。在古元古代（25-18億年前），這些陸塊彼此相撞融合，與超大陸發(fā)生互動(dòng)，在古陸塊的接合處產(chǎn)生大量變質(zhì)巖帶。華北陸塊的確切形成過(guò)程仍有很大爭(zhēng)議。克拉通形成之后，直到中奧陶世（4.8億年前）都很穩(wěn)定。克拉通東半部的根部發(fā)生破壞，進(jìn)入不穩(wěn)定的時(shí)期。太古宙和古元古代（46–16億年前）形成的巖石在這一階段明顯發(fā)生了套印。
除構(gòu)造活動(dòng)的記錄外，華北克拉通還包含重要礦產(chǎn)資源，如鐵礦和稀土，以及演化發(fā)展的化石記錄。
構(gòu)造背景
華北克拉通的面積約有150萬(wàn)km2，其邊界主要是幾條山脊（造山帶），如北方的中亞造山帶、西部的祁連造山帶、南緣的秦嶺大別造山帶和東邊的蘇魯造山帶。克拉通內(nèi)的燕山帶自東向西貫穿克拉通北部。
華北克拉通包含兩個(gè)地塊，東部地塊和西部地塊，被100–300km寬的跨華北造山帶隔開(kāi)，也稱中央造山帶（Central Orogenic Belt）或晉豫帶。中央造山帶自遼寧省西部經(jīng)北京市到河南省西部，主要由古元古代的火成巖構(gòu)成。東部地塊包含鞍山-本溪以南、河北東部、吉林南部、遼寧北部、密云-成都及山東西部。地震等構(gòu)造活動(dòng)在顯生宙的克拉通根部破壞之后逐漸變得活躍。東部地塊熱流值高，巖石圈較薄，多發(fā)地震。它經(jīng)歷了許多次?里氏震級(jí)超過(guò)8級(jí)的地震，帶走了數(shù)以百萬(wàn)級(jí)的生命。巖石圈最下部的薄地幔根是其不穩(wěn)定的原因。地幔根的崩解使得克拉通整體變得不穩(wěn)定，削弱了地殼中發(fā)生地震的成震層。東部地塊可能曾擁有過(guò)較厚的地幔根，捕虜巖證據(jù)支持這一點(diǎn)。最遲到中生代，地幔根就變薄了。西部地塊位于賀蘭山-千里山、大慶-烏拉山、固陽(yáng)-武川、舍爾滕和濟(jì)寧。其地幔根較厚，因而有較為穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境。自前寒武紀(jì)以來(lái)，西部地塊曾發(fā)生過(guò)小規(guī)模的內(nèi)部變形。
地質(zhì)
華北克拉通的巖石包含前寒武紀(jì)（46億年前到5.39億年前）的基巖，最古老的鋯石年代在41億年前，最古老的巖石年代約在38億年前。前寒武紀(jì)后來(lái)被顯生宙（5.39億年前至今）的沉積巖和火成巖覆蓋。顯生宙巖石基本沒(méi)發(fā)生過(guò)變質(zhì)。東部地塊由早至晚太古代（38-30億年前）的TTG巖石片麻巖、花崗片麻巖、超基性-長(zhǎng)英質(zhì)火成巖和變質(zhì)沉積巖，及一些花崗巖類形成于約25億年前的一系列構(gòu)造活動(dòng)中。其上覆蓋著形成于張裂盆地的古元古代巖石。西部地塊含有太古宙（26–25億年前）基巖，主要由TTG巖、鎂鐵質(zhì)火成巖和變質(zhì)沉積巖構(gòu)成。太古宙基巖上面是非整合的古元古代孔茲巖帶，其中雜有多種變質(zhì)巖，如含石墨的硅線石榴片麻巖。沉積巖主要形成于顯生宙，形態(tài)多樣，如含碳酸鹽巖和煤的巖層主要形成于晚石炭世到早二疊世（3.07-2.7億年前），而含紫沙的泥巖主要形成于早三疊世至中三疊世的湖相沉積中。除沉積外，顯生宙的去克拉通化之后，巖漿活動(dòng)還經(jīng)歷過(guò)6個(gè)主要階段。侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)（1億-6500萬(wàn)年前）的沉積巖常因火山活動(dòng)雜有火成巖。
構(gòu)造演化
華北克拉通經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造事件。最重要的變形事件是微陸塊間碰撞融合、形成克拉通的過(guò)程，以及前寒武紀(jì)（30至16億年前）變質(zhì)過(guò)程的不同階段。中生代到新生代（1.46億年前至260萬(wàn)年前），前寒武紀(jì)基巖又經(jīng)歷了激烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。
前寒武紀(jì)構(gòu)造事件（46-16億年前）
華北克拉通的前寒武紀(jì)構(gòu)造事件十分復(fù)雜。不同學(xué)者為解釋這些構(gòu)造事件提出了不同模型，可分為Kusky (2003, 2007, 2010）和趙國(guó)春（2000, 2005,和2012）兩位學(xué)者為首的兩個(gè)學(xué)派。兩派模型的主要分歧，在于對(duì)25億年前和18億年前兩次顯著的前寒武紀(jì)變質(zhì)活動(dòng)的解釋。Kusky認(rèn)為，25億年前的變質(zhì)活動(dòng)對(duì)應(yīng)著克拉通的形成，而趙國(guó)春則認(rèn)為較晚的那次才對(duì)應(yīng)著克拉通的形成。
Kusky模型：25億年前的克拉通融合模型
Kusky模型架設(shè)了25億年前微板塊互相合并的一系列構(gòu)造事件。首先，太古宙（46-25億年前）時(shí)，克拉通的巖石圈開(kāi)始發(fā)展。一些古微板塊在38至27億年前之間融合為東西地塊。地塊的形成時(shí)間主要依據(jù)克拉通內(nèi)部巖石的形成年代?？死▋?nèi)的大部分巖石都是27億年前形成的，有些碎塊形成于38億年前。接著，東部地塊發(fā)生變形，27至25億年前地塊西緣發(fā)生張裂。中央造山帶可見(jiàn)27億年前張裂系統(tǒng)產(chǎn)生的證據(jù)，主要有蛇紋巖和張裂系統(tǒng)的殘余。
古元古代（25-16億年前）開(kāi)始出現(xiàn)碰撞和融合的跡象。15至23億年前，東西地塊互相碰撞融合，構(gòu)成了華北克拉通，在中間形成中央造山帶。中央造山帶自遼寧西部至河南西部，長(zhǎng)達(dá)1600km。Kusky假設(shè)融合的構(gòu)造基礎(chǔ)是一個(gè)島弧，其中形成了一個(gè)西向下傾隱沒(méi)帶。兩個(gè)陸塊接著通過(guò)東部陸塊的西向潛沒(méi)結(jié)合在一起。從區(qū)域內(nèi)火成巖的結(jié)晶年代和中央造山帶變質(zhì)作用的年代，可以推斷出撞擊事件發(fā)生的年代。Kusky還認(rèn)為，撞擊緊隨張裂發(fā)生，這可見(jiàn)于世界上其他造山帶，變形事件發(fā)生的時(shí)間往往相距很近。距今約23億年前，在華北克拉通融合后，西部地塊北部和一個(gè)島弧地塊相撞，形成內(nèi)蒙古–河北北部造山帶。島弧地塊在25億年前形成在海洋中，誕生自融合事件的后碰撞擴(kuò)張階段。
除較為微觀的變形事件之外，華北克拉通在區(qū)域尺度上也發(fā)生了互動(dòng)和變形。它在形成之后與哥倫比亞超大陸發(fā)生了互動(dòng)。在19.2至18.5億年前，哥倫比亞超大陸形成之后，克拉通北界與另一個(gè)超大陸相撞。最后，華北克拉通的構(gòu)造環(huán)境經(jīng)過(guò)整合擴(kuò)展得更廣，18億年前開(kāi)始脫離哥倫比亞超大陸。
趙國(guó)春模型：18.5億年前克拉通融合模型
趙國(guó)春提出的模型認(rèn)為東西地塊融合于約18.5億年前。太古宙時(shí)期（38-27億年前）是地殼大規(guī)模增厚的時(shí)期。
這時(shí)，全球的陸殼都發(fā)生了擴(kuò)張，華北克拉通也如此。前新太古代（46-28億年前）的巖石僅占基巖的一小部分，但早至41億年前的鋯仍可見(jiàn)于地殼。趙國(guó)春認(rèn)為，基于鋯石年代數(shù)據(jù)，可以看出華北克拉通的新太古代（28-25億年前）地殼（構(gòu)成85%的二疊紀(jì)基巖）形成于兩個(gè)不同時(shí)期。較早的是28-27億年前，較晚的在26-25億年前。趙國(guó)春還提出了一個(gè)深成巖體模型以解釋形成于25億年前的變質(zhì)巖。新太古代地幔上浮、加熱了上地幔和地殼底部，促進(jìn)變質(zhì)作用發(fā)生。
古元古代（25-16億年前）的華北克拉通的融合分為三步，最終的融合發(fā)生在距今18.5億年前。年代證據(jù)可從中央造山帶變質(zhì)巖的年代，以及中央造山帶的形成過(guò)程分析出。趙國(guó)春認(rèn)為華北克拉通來(lái)自4個(gè)地塊的拼合：陰山地塊、鄂爾多斯地塊、龍崗地塊和狼林地塊。19.5億年前，陰山地塊和鄂爾多斯地塊相撞、形成西部地塊和孔茲巖帶。21至19億年前，東部地塊的膠遼冀帶中發(fā)生了張裂，分開(kāi)了龍崗地塊和狼林地塊，并在其間形成了海洋。巖石的變質(zhì)類型和巖石的種類在帶兩側(cè)對(duì)稱分布，可以想見(jiàn)曾存在過(guò)一個(gè)張裂系統(tǒng)。約19億年前，膠遼冀帶的張裂帶轉(zhuǎn)變?yōu)榕鲎?潛沒(méi)系統(tǒng)。之后龍崗地塊和狼林地塊合并，形成東部地塊。18.5億年前，東西地塊在一個(gè)東向潛沒(méi)系統(tǒng)中合并、產(chǎn)生中央造山帶，當(dāng)時(shí)兩個(gè)地塊間很可能存在過(guò)海洋。
趙國(guó)春還提出了華北克拉通和哥倫比亞超大陸互動(dòng)的模型。他認(rèn)為，18.5億年前華北克拉通的形成是哥倫比亞超大陸成型的關(guān)鍵步驟之一。華北克拉通還記錄了哥倫比亞超大陸形成之后的外向增生事件。華北克拉通南緣的熊耳群火山巖形成了潛沒(méi)帶，標(biāo)志著超大陸的增生事件。華北克拉通在16至12億年前從超大陸分離出去，張裂系統(tǒng)也稱渣爾泰-巴彥鄂博裂谷帶，其中可見(jiàn)鎂鐵質(zhì)巖床。
Kusky與趙國(guó)春對(duì)彼此模型的批評(píng)
Kusky認(rèn)為，趙國(guó)春找到的用于證明融合事件的18億年前的變質(zhì)事件，僅僅是18.5億年前與超大陸的碰撞事件的套印。與超大陸的碰撞還使得巖石圈下的地幔環(huán)境發(fā)生更新，這也會(huì)影響測(cè)年結(jié)果。另一個(gè)證據(jù)是，18億年前的變質(zhì)巖并不僅分布在中央造山帶范圍內(nèi)。西部地塊也能發(fā)現(xiàn)這種巖石，說(shuō)明變質(zhì)事件發(fā)生在整個(gè)克拉通的尺度。趙國(guó)春認(rèn)為，基于巖石學(xué)證據(jù)，26至25億年前的東西地塊和中間部分一定形成于不同的構(gòu)造環(huán)境中。因此，那時(shí)它們可能是彼此分離的。深層巖體上浮可能可以解釋25億年前的變質(zhì)事件。趙國(guó)春還認(rèn)為，Kusky將不充分的同位素定年證據(jù)視作支持變質(zhì)事件的數(shù)據(jù)，十分欠妥。Kusky認(rèn)為變形事件應(yīng)該接連發(fā)生，不該停滯7億年之久；趙國(guó)春則認(rèn)為世界上還有很多長(zhǎng)期不經(jīng)歷變形事件的造山帶，因而此事無(wú)關(guān)緊要。
其他模型（翟明國(guó)7地塊模型、Faure & Trap 3地塊模型、Santosh雙潛沒(méi)模型）
除Kusky和趙國(guó)春提出的模型之外，也有些別的模型用于解釋華北克拉通的構(gòu)造演化過(guò)程。翟明國(guó)贊同Kusky對(duì)華北克拉通變形事件出現(xiàn)的時(shí)間框架的看法。他也認(rèn)為，約29至27億年前發(fā)生大陸增長(zhǎng)、25億年前發(fā)生融合，20至18億年前與超大陸相互作用導(dǎo)致變形。這些構(gòu)造事件背后的機(jī)制是張裂與潛沒(méi)系統(tǒng)，與Kusky和趙國(guó)春的模型相近。翟明國(guó)模型的獨(dú)特之處在于，他認(rèn)為華北克拉通是由7個(gè)古微地塊拼合起來(lái)的。翟明國(guó)發(fā)現(xiàn)，可有力證明融合事件的高級(jí)變質(zhì)巖遍布整個(gè)克拉通，并不僅見(jiàn)于中央造山帶。據(jù)此他假設(shè)，為解釋高級(jí)變質(zhì)巖帶的出現(xiàn)，融合過(guò)程中應(yīng)該還有更多地塊參與，發(fā)生過(guò)極為強(qiáng)烈的變形事件，造出了高溫高壓的環(huán)境。
Faure和Trap基于他們找到的定年和構(gòu)造證據(jù)提出了另一個(gè)模型。他們用氬-氬和鈾-鉛定年法和巖層裂縫、線理、傾斜及走向數(shù)據(jù)，分析出華北克拉通的前寒武紀(jì)演變史。他們模型中最終融合的時(shí)間與趙國(guó)春模型的相同，都在距今18至19億年前左右。但變形事件發(fā)生的時(shí)間，他們則認(rèn)為發(fā)生在約21億年前。微地塊的劃分則與趙國(guó)春模型有不小出入。Faure和Trap識(shí)別出3個(gè)古陸塊，與趙國(guó)春模型相同的東西陸塊，取代中央造山帶的則是阜平地塊。3個(gè)地塊被兩個(gè)大洋分開(kāi)，分別是太行洋和呂梁洋。他們還給出了碰撞事件發(fā)生的時(shí)間：21億年前，太行洋閉合，東部地塊和阜平地塊融合，形成太行縫合帶。19–18億年前，呂梁洋閉合，東西地塊最終融合，形成跨華北縫合帶。
Santosh提出的模型用于解釋陸塊融合之迅速，為華北克拉通的克拉通化機(jī)制描繪了更完備的圖景。關(guān)于變形事件的時(shí)間框架，他認(rèn)為變質(zhì)巖數(shù)據(jù)大體支持趙國(guó)春模型。他提出了一個(gè)用以解釋融合時(shí)板塊潛沒(méi)方向的新觀點(diǎn)：25億年前融合模型認(rèn)為是西向潛沒(méi)，而18.5億年前模型認(rèn)為是東向潛沒(méi)。他對(duì)克拉通進(jìn)行了廣泛的地震波測(cè)繪。他發(fā)現(xiàn)了地幔中已潛沒(méi)板塊的蹤跡，這可以推斷出古板塊可能的潛沒(méi)方向。他發(fā)現(xiàn)，陰山地塊（西部地塊的一部分）和燕遼地塊（東部地塊的一部分）向著鄂爾多斯地塊（西部地塊的一部分）潛沒(méi)。陰山地塊則向東向燕遼地塊潛沒(méi)。陰山地塊進(jìn)一步潛沒(méi)到鄂爾多斯地塊以南。于是鄂爾多斯地塊經(jīng)歷了雙向潛沒(méi)，促進(jìn)了不同地塊的融合及與哥倫比亞超大陸的互動(dòng)。
顯生宙（5.39億年前至今）
華北克拉通在形成之后維持了長(zhǎng)期的穩(wěn)定，有自新元古代（10-5.39億年前）以來(lái)的巨厚沉積物。水平的古生代沉積巖記錄了生物的絕滅和演化。由金伯利巖巖脈較老巖層中的捕虜巖可知，克拉通中部的穩(wěn)定延續(xù)到中奧陶世（4.67-4.58億年前）。華北克拉通自那時(shí)起開(kāi)始了去克拉通化階段，克拉通變得不再穩(wěn)定。大多數(shù)學(xué)者將克拉通的破壞定義為巖石圈的減薄、硬度和穩(wěn)定性的削弱?？死▋?nèi)發(fā)生了大尺度的巖石圈減薄事件，東部地塊尤為嚴(yán)重，導(dǎo)致整個(gè)地區(qū)發(fā)生大規(guī)模變形和地震。引力梯度表明，東部地塊直到今天都偏薄?？死ㄆ茐牡臋C(jī)制和發(fā)生時(shí)間仍有爭(zhēng)議。學(xué)者們找到了4個(gè)可能與克拉通破壞有關(guān)的關(guān)鍵變形事件，分別是石炭紀(jì)到侏羅紀(jì)（3.24-2.36億年前）的古亞洲洋潛沒(méi)與閉合、晚三疊世（2.4-2.1億年前）的揚(yáng)子克拉通-華北克拉通碰撞、侏羅紀(jì)（2-1億年前）的古太平洋板塊潛沒(méi)和白堊紀(jì)（1.3-1.2億年前）的造山帶崩解。至于去穩(wěn)的機(jī)制，可以總結(jié)出4個(gè)模型：潛沒(méi)模型、擴(kuò)展模型、巖漿底侵模型、和巖石圈折疊模型。
顯生宙發(fā)生了幾個(gè)主要的構(gòu)造事件，特別是在東部地塊的邊緣。其中一些造成了克拉通的破壞。
石炭紀(jì)至中侏羅世（3.24-2.36億年前）——古亞洲洋的潛沒(méi)與閉合。
潛沒(méi)帶位于北緣，持續(xù)發(fā)生增生。產(chǎn)生索倫縫合帶，古亞洲洋閉合。
巖漿上涌分2個(gè)階段，另一階段發(fā)生于2.62-2.36億年前。同碰撞花崗巖、變質(zhì)核復(fù)合巖、花崗巖類等巖石來(lái)自被巖漿半熔化的前寒武紀(jì)巖石。
海相沉積見(jiàn)于克拉通除北部以外的大部，說(shuō)明此次變形事件后克拉通總體仍穩(wěn)定。
晚三疊世（2.4-2.1億年前）——華北克拉通和揚(yáng)子克拉通合并。
華北克拉通和揚(yáng)子克拉通間的縫合帶產(chǎn)生自深層潛沒(méi)和碰撞環(huán)境，產(chǎn)生了秦嶺-大別造山帶。這可見(jiàn)于鉆石、榴輝巖和長(zhǎng)英質(zhì)花崗巖等礦物證據(jù)。
巖漿活動(dòng)頻發(fā)于東部，此時(shí)期形成的巖漿相對(duì)年輕。巖漿活動(dòng)大都由兩克拉通的合并引發(fā)。
這一區(qū)域內(nèi)的地塊增生、陸陸碰撞和擠壓造成了變質(zhì)作用的不同階段。
來(lái)自不同同位素定年的證據(jù)（如鋯鈾鉛定年法）和成分分析表明，在東部地塊的某些區(qū)域，揚(yáng)子克拉通的巖層位于華北克拉通之下，巖漿樣本與它們形成的時(shí)期相比較為年輕。這說(shuō)明，較老的、靠下的巖層發(fā)生過(guò)激烈的更替，因而變薄了。因此一般認(rèn)為，這一階段是克拉通破壞的開(kāi)始。
侏羅紀(jì)（2-1億年前）——古太平洋板塊的潛沒(méi)
太平洋板塊向西潛沒(méi)，而克拉通北部的洋盆閉合。當(dāng)時(shí)這里可能是活躍的陸緣環(huán)境。
郯廬斷裂帶位于克拉通東側(cè)。其形成年代有爭(zhēng)議，有三疊紀(jì)和白堊紀(jì)兩說(shuō)。斷裂帶長(zhǎng)約1000km，延伸進(jìn)入俄羅斯境內(nèi)。它可能是因與揚(yáng)子克拉通相撞而形成，或是形成于太平洋板塊和亞洲板塊的斜向匯聚。
學(xué)者們研究了巖石沉積物的化學(xué)成分，以確定其起源和形成過(guò)程，并研究地幔結(jié)構(gòu)。研究表明，這一時(shí)期的低層巖層是新增上去的。新物質(zhì)基本遵循北-東北向分布，一般認(rèn)為是太平洋板塊的潛沒(méi)造成了舊巖層的磨滅和克拉通的減薄。
白堊紀(jì)（1.3-1.2億年前）——造山帶崩解
構(gòu)造活動(dòng)的模式從收縮轉(zhuǎn)向擴(kuò)張。于是，侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)形成的造山帶發(fā)生了崩解。造山帶和高原（湖北高原和燕山帶）開(kāi)始崩解，形成變質(zhì)核復(fù)合巖體和正斷層。
在擴(kuò)張張力場(chǎng)的影響下，形成了渤海灣等構(gòu)造盆地。
巖漿活動(dòng)盛行，同位素研究表明地幔成分大幅降低，說(shuō)明有新物質(zhì)取代了地幔根。證據(jù)主要來(lái)自鉿同位素分析，捕虜鋯石研究和對(duì)變質(zhì)巖的分析。
克拉通破壞的原因
克拉通破壞事件的成因和東部地塊的減薄十分復(fù)雜。由不同的機(jī)制可以提出4個(gè)不同模型：
潛沒(méi)模型
該模型將潛沒(méi)視作主因，比較流行。
洋殼的潛沒(méi)會(huì)連帶上巖層中存儲(chǔ)的水。當(dāng)流體在潛沒(méi)中遇到高溫高壓環(huán)境時(shí)，便會(huì)尋機(jī)蒸發(fā)脫出，削弱地殼和地幔，并使巖層的熔點(diǎn)降低。
潛沒(méi)還會(huì)導(dǎo)致上覆板塊地殼的增厚。一旦過(guò)厚的地殼崩解，巖層總體來(lái)看就變薄了。
潛沒(méi)會(huì)產(chǎn)生榴輝巖，這種巖石產(chǎn)自高溫高壓環(huán)境。已潛沒(méi)的板塊可能會(huì)位于極深的地下，便可提供這種環(huán)境。由此可能發(fā)生潛板脫落和海溝后撤，減薄巖層。
顯生宙的華北克拉通常發(fā)潛沒(méi)，如石炭紀(jì)到中侏羅世的古亞洲洋潛沒(méi)與閉合、晚三疊世揚(yáng)子克拉通的俯沖、侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)古太平洋板塊的潛沒(méi)。潛沒(méi)模型因此可用于解釋不同時(shí)期的克拉通破壞。
2. 擴(kuò)張模型
有兩種巖層擴(kuò)張，后撤潛沒(méi)和造山帶崩解。兩者都曾用于解釋華北克拉通的巖層減薄。
后撤潛沒(méi)系統(tǒng)意味著潛沒(méi)的板塊向后移動(dòng)得比上覆的板塊向前移動(dòng)的快。上覆的板塊只得延伸自己的巖層以填上空隙。巖層體積沒(méi)有變，但要覆蓋更大的面積，上覆板塊就被削薄了。這可以應(yīng)用于顯生宙的不同潛沒(méi)事件。例如，Zhu認(rèn)為古太平洋板塊的潛沒(méi)就是個(gè)后撤潛沒(méi)系統(tǒng)，造成白堊紀(jì)克拉通巖層減薄。
造山帶的崩解會(huì)產(chǎn)生一系列正斷層，使巖層變薄。造山帶的崩解在白堊紀(jì)非常常見(jiàn)。
3. 巖漿底侵模型
該模型認(rèn)為年輕熱巖漿十分接近地殼。稍后熔化、削薄巖層的熱量使得年輕的軟流層上泛。
因變形事件頻發(fā)，巖漿活動(dòng)在整個(gè)顯生宙都比較常見(jiàn)。這一模型可用于解釋不同時(shí)期的巖層減薄。
4. 軟流圈折疊模型
該模型專用于解釋揚(yáng)子克拉通和華北克拉通碰撞如何導(dǎo)致巖層減薄。
兩個(gè)克拉通的碰撞首先通過(guò)折疊削弱了地殼。榴輝巖等巖石形成于地殼底部，令其密度變大。地殼底部還產(chǎn)生新的剪切帶。
軟流層的熱對(duì)流侵入地殼底層的剪切帶。較重的底層地殼很快破碎下沉。華北克拉通的巖層于是被削薄。
生物地層學(xué)
華北克拉通在生物地層學(xué)上意義重大。在寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)，石灰?guī)r和碳酸鹽巖單元很好地保留了生物化石，為演化和大規(guī)模集群滅絕的研究提供了重要的材料。華北臺(tái)地早在早古生代就形成了。寒武紀(jì)時(shí)期它相對(duì)穩(wěn)定，是淺海環(huán)境，石灰石單元沉積得很平穩(wěn)。后來(lái)，郯廬斷裂帶為首的斷層和造山帶使其變得褶皺。寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)的碳酸鹽沉積單元可分為6組：禮觀組、朱砂洞組、饅頭組、張夏組、孤山組、炒米店組。不同地層可見(jiàn)不同的三葉蟲(chóng)化石，構(gòu)成生物帶。例如，孤山組是lackwelderia tenuilimbata（三葉蟲(chóng)的一種）帶。三葉蟲(chóng)生物帶在校正和辨別不同地區(qū)發(fā)生的不同事件時(shí)起很大作用，如不整合地層序列常常反映為生物帶的缺失，或相鄰地塊中發(fā)生的相關(guān)事件。
碳酸鹽地層序列也可為生物地層學(xué)提供寒武紀(jì)生物段那樣的滅絕事件資料。生物段是由生活在深海的油櫛蟲(chóng)科三葉蟲(chóng)遷徙所標(biāo)記的小型滅絕事件。油櫛蟲(chóng)科三葉蟲(chóng)會(huì)在其他三葉蟲(chóng)物種大量滅絕時(shí)前來(lái)較為空曠的淺海繁衍。這類事件一般標(biāo)志著海洋環(huán)境的巨變，往往是溫度或氧氣含量的驟減。這會(huì)強(qiáng)烈影響海洋物種的生活環(huán)境。淺海環(huán)境有可能發(fā)生巨變，可能變得和深海相似。這時(shí)，深海物種便可以趁其他物種之虛而入。三葉蟲(chóng)化石實(shí)際上記錄了關(guān)鍵的自然選擇過(guò)程。碳酸鹽沉積序列包含了三葉蟲(chóng)化石，保存了些許古環(huán)境和演化的寶貴信息。
華北克拉通的礦產(chǎn)資源
華北克拉通有著豐富的礦產(chǎn)資源，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。復(fù)雜的構(gòu)造活動(dòng)造就了豐富的礦石沉積。大氣層和水圈也會(huì)和礦石發(fā)生互動(dòng)。成礦過(guò)程則與超大陸的分合密切相關(guān)。例如，沉積巖中的銅、鉛表明張裂，暗示了大陸的分裂；銅、塊狀硫化物和有機(jī)金沉積則表示潛沒(méi)和匯聚的構(gòu)造活動(dòng)，意味著大陸的融合。因此，特定類型的礦石的形成常?？捎糜谥甘疽粋€(gè)特定時(shí)期，礦物也形成于相關(guān)聯(lián)的構(gòu)造活動(dòng)。
礦藏
晚新太古代（28–25億年前）
這一時(shí)期所有沉積都來(lái)自變質(zhì)巖綠巖帶。這說(shuō)明新太古代發(fā)生過(guò)劇烈的構(gòu)造活動(dòng)。
條狀鐵層屬于麻粒巖相，廣泛分布在變質(zhì)巖單元中。礦石年代通過(guò)鉿同位素定年得知。它們與火成-沉積巖交錯(cuò)分布。它們也可以以其他形式出現(xiàn)：獨(dú)立的層、透鏡狀、或巖香腸。所有鐵都以氧化物礦物形式出現(xiàn)，偶見(jiàn)硅酸鹽礦物或碳酸鹽礦物形式。通過(guò)分析氧同位素的組成，可以推知鐵是在缺氧淺海環(huán)境中沉積下來(lái)的。有4處發(fā)現(xiàn)了大型鐵礦：遼寧鞍山、河北東部、五臺(tái)和許昌-霍邱一帶。華北克拉通條狀鐵層包含了中國(guó)最重要的鐵礦來(lái)源地，為全國(guó)提供了60–80%的用鐵。
銅-鋅礦主要見(jiàn)于華北克拉通東北部的紅頭山綠巖帶。它們是典型塊狀硫化物礦床，在張裂環(huán)境中形成。銅-鋅礦的形成絕無(wú)可能是在晚近的構(gòu)造活動(dòng)中產(chǎn)生的，因而其形成環(huán)境可能與現(xiàn)代的張裂系統(tǒng)存在差異。
新元古代綠巖帶金礦主要位于遼寧三道溝。綠巖帶型金礦并不常見(jiàn)于克拉通，這是因?yàn)榭死ㄔ谥猩只钴S過(guò)一次，因此它們可能變成了其他形式。然而，就世界上其他克拉通例子來(lái)看，綠巖帶金礦應(yīng)該是較為豐富的。
古元古代（25–16億年前）
古元古代極高溫變質(zhì)巖表明了現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)的開(kāi)端。大氧化事件也發(fā)生在這一時(shí)期，標(biāo)志著環(huán)境從貧氧轉(zhuǎn)變到富氧。這一時(shí)期形成了兩種常見(jiàn)礦物，銅-鉛鋅礦和硼菱鎂礦。
銅鉛鋅礦沉積在活躍的碰撞帶。銅礦分布在山西中條山地區(qū)。高溫變質(zhì)巖孔茲巖地層序列，以及石墨常與其他礦物共生。有幾種礦物可以分別對(duì)應(yīng)不同的成礦環(huán)境。銅鉛鋅礦形成于變質(zhì)VMS礦，銅鉬礦則形成于增生弧復(fù)合體，銅鈷礦則形成于侵入環(huán)境。
硼菱鎂礦形成于張裂背景的淺海潟湖沉積環(huán)境中。它的同位素比例受氧化事件影響較大。大氧化事件改變了膠遼帶中13C和18O的比例，巖石經(jīng)歷了重結(jié)晶和質(zhì)量變化。礦石展示了當(dāng)時(shí)大氣的確切化學(xué)成分變化。
中生代（2.51-1.45億年前）
中生代金礦十分豐富。金礦的成礦方式有陸間成礦、克拉通破壞和地幔置換。金主要來(lái)自膠東復(fù)合體的前寒武紀(jì)基巖和下面的地幔，它在中生代侵入巖層，使得巖石高度變質(zhì)，并留下花崗巖類巖石。中國(guó)最大規(guī)模的金礦就位于膠東半島。膠東半島的面積只占全國(guó)的0.2%，但產(chǎn)出了全國(guó)四分之一的金礦。
成鉆過(guò)程
華北克拉通范圍內(nèi)的鉆石生產(chǎn)已經(jīng)持續(xù)了40余年。起初，鉆石產(chǎn)自沉積礦床，隨著后來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在鉆石主要產(chǎn)自金伯利巖。中國(guó)有兩大主要鉆石礦，其一是山東的中國(guó)鉆石集團(tuán)股份有限公司 701 Changma礦，其二是遼寧瓦房店礦。前者已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)了34年，平均每年產(chǎn)鉆9萬(wàn)克拉。后者平均每年產(chǎn)鉆6萬(wàn)克拉，2002年停止采礦。
外套金伯利巖筒的鉆石是在4.5至4.8億年前的奧陶紀(jì)落入太古宙巖層中的，第三紀(jì)再次發(fā)生了這樣的過(guò)程。抬升事件使得金伯利巖裸露出來(lái)。郯廬斷裂帶沿線出露有一些狹窄不連續(xù)裂谷，上述兩處礦坑是較大的兩處。斑狀金伯利巖常雜有另外的巖石，如蛇紋巖化橄欖石和金云母或黑云母，以及角礫巖碎屑。與鉆石伴生的礦物與鉆石的品級(jí)、尺寸分布和質(zhì)量密切相關(guān)。例如，701 Changma礦所產(chǎn)鉆石價(jià)值每克拉40美元，瓦房店所產(chǎn)鉆石價(jià)值每克拉125美元。
