華北克拉通東部地塊
華北克拉通東部陸塊是地球上最古老的大陸之一。它和西部陸塊之間間隔跨華北造山帶，位於中國東北和朝鮮。該地塊包含25億年前（截止到 新元古代）的巖石出露。它是研究過去地殼如何形成和相關地質構造環境的理想場所。
地質學家通過研究巖石和地質結構等地質記錄，能推斷出過去的環境和構造事件。東部地塊最古老的組成部分最早形成於40多億年前（冥古宙）。後來在38到18.5億年前（始太古代到古元古代）經歷了許多地質事件，包括反覆發生的火山爆發和變質作用。因此，大多數巖石被重造、于礦物和巖石紋理髮生高度變質。由於前新元古代的巖石暴露十分罕見，人們只對27至18.5億年前（新元古代和古元古代）的巖石所誕生的構造環境有所瞭解。這些環境包括大火成巖省事件、地幔柱活躍、大陸碰撞、裂張和板塊間的隱沒帶。膠遼吉帶將兩個較小的板塊（龍崗地塊和狼林地塊）連線在一起，而跨華北造山帶則將東西地塊連線在一起，形成華北克拉通。克拉通根部在距今1.3-1.2億年前（白堊紀）被破壞過，巖石圈較薄。
巖石與地質構造
冥古宙
雖然沒有任何證據表明東部地塊存在冥古宙巖石，但一些冥古宙鋯石的年代經放射性定年法可確定為超過40億年。它們分佈在鞍山、河北東部和信陽，表明這些地區存在冥古宙地殼。
始太古代
始太古代巖石在鞍山十分罕見，覆蓋面積小於20km2。基巖由38–36億年前的奧長花崗巖片麻巖。它分兩個階段沉積。第一階段發生在約38億年前，第二階段發生在約36億年前。這些階段的證據是，較早的片麻巖夾雜在較年輕的奧長花崗巖中，較年輕的奧長花崗巖巖脈橫切過較老的片麻巖巖層。
除深成巖體外，河北東部的變質沉積巖中也發現了大量始太古代鋯石碎屑，鞍山的少些。黑雲母片巖、鉻雲母石英巖和副片麻巖記錄的同位素年齡為38.8–35.5億年前。這進一步證明了冥古宙-始太古代地殼的存在，它後來變為變質沉積巖的沉積原巖。
在東部地塊西南緣的信陽，發現了36億年前長英質麻粒巖捕虜巖中的鋯石。這意味著東部地塊西部也可能存在始太古代地殼。
古太古代
罕見的古太古代巖石分佈在鞍山和河北東部，包含花崗巖類、變質沉積巖和角閃巖。35.5億年前，前古元古代沉積巖和花崗巖類發生了變質，變為奧長花崗巖片麻巖和變質沉積巖，包括石英巖、副片麻巖、鈣硅酸鹽巖等。在河北東部的變質沉積巖中發現了小型角閃巖。它表明玄武巖的噴發是在35億年前的變質事件之後發生的。在鞍山的花崗巖和偉晶巖混合巖中，觀察到奧長花崗巖片麻巖的條紋和透鏡體。它們是受34.5億年前的奧長花崗巖巖漿作用（第三階段）形成的。33.3億年前相似的替換（第四階段）創造了花崗巖類。它還導致了變質沉積巖的形成，包含角閃巖、黑雲母-斜長石片麻巖、石英巖等。
中太古代
分散的中太古代巖石一般為火成巖和變質巖，年代為距今32–28億年前。花崗巖主要分佈在鞍山和河北東部。它們在距今約30億年前安置並結晶。同時，變質沉積巖的原巖，包括角閃巖、副片麻巖和石英巖發生沉積。在山東煙臺棲霞市，29-28.5億年前的區域性巖漿活動形成了TTG巖石片麻巖的火成母巖。此外，除鞍山和河北東部地區外，棲霞市還有中太古代地殼。
新太古代
除東部地塊東北部稀疏分佈的前新太古代巖石外，新太古代巖石構成了出露的地塊基巖的90%。它們主要由TTG巖石片麻巖和少數變質沉積巖組成。有兩組巖石，具有不同的巖性、變質過程和地球化學特徵。它們分別形成於距今27.5–26.5和25.5–25億年前。較早的一組區域性存在於山東，較晚的則遍佈整個地塊。
新太古代早期
魯西複合體，或稱魯西花崗-綠巖地塊，包含片麻巖和變質的超基性鎂鐵質噴出巖的片狀體和透鏡體（綠巖）。變質的科馬提巖反映為蛇紋巖化橄欖巖和帶鬣刺屬紋理的片巖。此種紋理可能與27.4億年前的玄武巖火山活動有關。同樣，棲霞市也發現了27.5–27億年前的棲霞複合片麻巖。這兩個地區的巖石意味著在27.5-26.5億年前，花崗巖的早期侵位和火山巖的噴發。很快發生了26.5億年前的變質事件，將巖石變為片麻巖和變質沉積巖。但兩個地區的片麻巖地質記錄卻略有不同：魯西複合體的片麻巖顯示了26.5、25和19–18.5億年前的變質事件。棲霞綜合體的片麻巖則只記錄了較年輕的變質事件。這表明較早的變質事件記錄被後來的覆蓋了。
除此之外，魯西和棲霞的綠巖和片麻巖的形成被認為與27億年前的大火成巖省事件有關。巖漿噴出，形成鎂鐵質地殼。
新太古代晚期
新太古代晚期巖石遍佈整個東部地塊。高、中級片麻巖和超基性噴發巖，特別是科馬提巖出現在河北東部、山東東部、遼寧北部和吉林南部等地，而低、中級花崗巖-綠巖臺地則出現在山東西部、遼寧南部和鞍山等地。所有巖石都是在25.5-25億年前的一個短暫的地質時期形成的。這一時期，鎂鐵質和長英質巖漿噴出，花崗巖類侵入整個東部地塊，隨後在25億年前發生了區域性的變質作用。
變質事件具有逆時針的壓力-溫度-時間路徑，幾乎是等壓冷卻。逆時針路徑表明變質作用與地殼內的巖漿侵入有關。在順時針和峰變質過程中，溫度和壓力劇增，大量鎂鐵質物質增添到地殼中；在峰變質解釋后，巖漿的侵入停止，導致了等壓冷卻。
從結構上看，這些新太古代晚期的巖石大都呈穹丘狀，例如遼寧南部的錦州穹隆和吉林南部的樺甸穹隆、這些TTG巖石片麻巖穹丘呈圓形或橢圓形，寬約10–50km。核心區可見紫蘇花崗巖和花崗巖，它們的形成仍有爭議，有人認為它們是由重疊的褶皺形成的，有人則認為它們是由花崗巖巖漿的底辟形成的。
古元古代
膠遼吉帶
東部地塊由兩個子地塊組成，中間被膠遼吉帶連線。膠遼吉帶的西北邊是龍崗地塊（或稱燕遼地塊），東南邊是狼林地塊。
膠遼吉帶內，有花崗巖侵入和變質沉積巖及火山巖序列。花崗巖的侵位發生于22.2億年前，產生了A型花崗巖、堿性正長巖和環斑花崗巖。它們是一些20-19.5億年前形成的沉積巖和火成巖的原巖。在吉林南部、山東東部和朝鮮可以發現綠片巖到低階角閃巖相巖石。所有這些巖石都是在19.3–19億年前和18.7億年前變質的。
由於地層內壓力-溫度-時間路徑的不同，該帶可分為北區和南區。南區的壓力-溫度-時間路徑為逆時針，包括景山、南遼河和吉安組。北區的路徑則是順時針，包括粉子山、北遼河和老嶺組。
巖石及地質事件總結
從地質構造和紋理中，可以推斷出過去的地質事件。東部區塊經歷了多次火山噴發、侵位和變質事件。
構造演變
由於前新太古代巖石出露較少，很難斷定當時的構造環境。因此，只能推斷出新太古代以來的構造環境。
新太古代
新太古代的兩個巖石群被認為與各種構造環境有關。27億年前左右的巖石與大火成巖省事件有關。然而，學者們對25億年前左右形成的巖石有不同看法。有人提出了巖漿弧模型，還有人提出了地幔柱模型。
大火成巖省
約27億年前，發生了一次一次大火成巖省事件，具有大規模巖漿作用。它由地幔柱活動引起，使得地殼被拉伸、巖漿侵入，從而使巖石圈熔化。這樣的模型可以解釋超基性熔巖的噴發和魯西花崗綠巖地塊的科馬提巖及鎂鐵質巖石。地幔柱中軸由低黏度超基性物質組成，而地幔柱頂部帶來了較冷的玄武巖物質。因此，巖石具有不同的化學性質。
然而，關於大火成巖省仍有許多爭議。大火成巖省可能發生在大陸或海洋環境中。此外，大火成巖省事件發生時，東部地塊是否是一個完整、成熟的大陸，仍然是個未知數。
巖漿弧模型
TTG巖石片麻巖的形成與俯衝過程中巖漿弧的形成有關。TTG片麻巖的地球化學性質與現代板塊構造下的大陸弧鈣鹼性巖石相近。在大陸弧系統內，俯衝的大洋板塊和較深的大陸地殼被部分熔化。於是，TTG片麻巖的成分會略有不同，鎂含量可觀察到高低差異。
但有人否定這一模型，因為它只能解釋TTG片麻巖的形成，而不能解釋25億年前巖漿事件的其他特徵。他們提出了下面的地幔柱模型。
地幔柱模型
地幔柱模型是針對巖漿弧模型的缺陷提出的。它可以解釋25億年前的巖石的以下特徵，這些特徵不能用巖漿弧模型來解釋：
* 短時間內（約500萬年間）發生了大規模TTG巖石和花崗巖類侵位。
* 巖石沒有顯示出年齡的遞增，因此不能支援巖漿弧遷移的觀點，而是支援巖漿的突然涌入。
* 超基性科馬提巖熔巖只能產生於高溫環境下（1650º），但現代巖漿弧不可能產生這麼高的噴發溫度。
* 雙模火山活動可以由長英質和鎂鐵質巖石得到旁證，但安山巖等中性巖不能支援，這常見於顯生宙巖漿弧系統。
* TTG片麻巖的穹丘結構與底辟有關。
* TTG片麻巖含有高比例的輕稀土元素。它可以由俯衝洋殼的部分熔化或地幔柱對玄武巖高原的熔化產生。但是，從俯衝板塊產生如此大量的熔體是相當不可能的，體積應是暴露的片麻巖的三倍。
* 只有逆時針的壓力-溫度-時間路徑得到記錄。變質作用是受底侵和地幔巖漿侵入又退回之後的等壓冷卻作用下發生的。它與潛沒無關。
古元古代
19億年前膠遼吉帶的產生一直存在爭議，有人認為它是由弧-陸碰撞產生的，也有人認為它和大陸內部裂谷有關。然而，跨華北造山帶一定是在俯衝和大陸碰撞下於18.5億年前形成的。
弧-陸碰撞
弧-陸碰撞模型中，東部地塊直到古元古代才組合成一個地塊。它是在狼林地塊的火山島弧和元古宙龍崗地塊碰撞之後形成的，形成了膠遼吉帶。遼寧東部的北遼河組超基性到鎂鐵質巖石是在地殼擴張的弧后（弧后盆地）形成的。後來，狼林地塊在龍崗地塊下移動，將南遼河組帶入帶內。遺憾的是，該地區並未發現巖漿弧系統中常見的鈣鹼性巖石。
裂谷閉合模型
不同於弧-陸碰撞模型，裂谷閉合模型認為太古宙存在一個連貫的東部地塊。它在古元古代早期分裂為龍崗地塊和狼林地塊。中間形成了海洋。22-20億年前，隨著地塊開始分離，鎂鐵質和花崗巖熔巖侵入地殼，形成了20-19.5億年前的沉積-火山巖序列。例如，形成了A型花崗巖、綠片巖和低角閃巖相的鎂鐵質和長英質火成母巖。該帶兩側年齡相近的巖石支援裂谷的觀點。此外，硼酸鹽礦物礦床意味著洋盆的存在。約19億年前，海洋被封閉，兩個地塊發生碰撞。膠遼吉帶形成，併發生變質作用，這可從泥質麻粒巖中得到證明。
俯衝
除東部地塊東緣的潛沒和碰撞之外，西側邊緣也發生了俯衝。俯衝從25.5億年前持續到18.5億年前。它封閉了東西地塊之間的海洋，形成了跨華北造山帶。
俯衝發生在25.5–24.7億年前。它到孩子了下層地殼和地幔楔的部分熔解。它產生了大量巖漿，形成花崗巖類、綠巖、鎂鐵質和長英質火成巖。隨著俯衝的進行，弧旁區域擴張，形成弧后盆地，巖漿向上流動。23.5-19.2億年前，發生了花崗巖侵入和鎂鐵質巖脈侵入。鎂鐵質巖脈後來變質為鎂鐵質麻粒巖和角閃巖。最終，整個海洋都潛沒到東部地之下。東西地塊大約在18億年前碰撞在一起，並形成中間的跨華北造山帶，形成華北克拉通。地塊的碰撞可能和哥倫比亞超大陸的形成有關。
顯生宙
華北克拉通此後直到顯生宙（3.24億年前）一直都保持穩定。石炭紀到中三疊世（3.24–2.36億年前），華北克拉通的北緣發生了俯衝。於是，古亞洲洋閉合。在晚三疊世（2.4-2.1億年前）華北克拉通和揚子克拉通相撞，產生秦嶺-大別造山帶。在侏羅紀（2-1億年前），古太平洋板塊潛沒到華北克拉通東部之下。所有這些俯衝都給下層地殼帶來了像水一樣的流體，使之變得更密、更脆。最終，其下部在白堊紀（1.3–1.2億年前）崩解並沉入地幔。接著，上層地殼彈起並被拉開。因此，直到現在，東部地塊的地殼和延伸結構都比較薄，如 渤海灣盆地。
另見
* 華北克拉通西部地塊
* 華北克拉通