塔里木北缘Rodinia超大陆聚合事件

雷会敏 郭瑞清 刘桂萍

摘    要：对塔里木板块拼入Rodinia超大陆聚合时限进行限定，报道塔里木板块北缘库鲁克塔格隆起奥依库如克岩体花岗闪长岩的年代学、岩石学、地球化学和锆石Hf同位素特征。花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（855±29）Ma，为新元古代早期岩浆作用产物。全岩化学组成上，该岩石为准铝质-弱过铝质、钙碱性系列"I"型花岗岩，轻重稀土元素分馏显著，基本无Eu异常，富集Rb，Ba，K，Sr等大离子亲石元素，亏损 P，Ti，Nb，Ta等高场强元素。锆石Hf同位素分析结果显示：锆石εHf（t）值为-15.12～-11.52;二阶段模式年龄TDM2=2.46～2.66 Ga。研究表明，奥依库如克岩体形成于板块俯冲消减环境，指示Rodinia超大陆的汇聚。

关键词：花岗闪长岩;锆石年龄;Lu-Hf同位素;板块俯冲;塔里木北缘

Rodinia超大陆聚合和裂解为新元古代全球重要地质事件，分别发生于1100～900 Ma和830～720 Ma[1-3]。塔里木板块新元古代岩浆事件广泛发育，被认为是对Rodinia超大陆聚合和裂解的响应。

塔里木板块是中国3大大陆板块之一，其在900～830 Ma间的构造演化，仅有少量报道[4-7]。目前塔里木西南缘900～870 Ma火山岩被解释为与裂谷相关的岩浆作用，是塔里木板块新元古代早期存在Rodinia超大陆裂解的物质记录[4]。铁克里克山地区埃连卡特岩群和塞拉加兹塔格岩群，形成时代下限为新元古代早期，被认为是塔里木板块南缘前寒武纪基底存在Rodinia超大陆裂解事件的物质记录[5]。张传林等讨论了含蓝片岩阿克苏群可能的沉积时代、蓝片岩相变质时间，并对新元古代岩浆事件综合分析，提出塔里木板块在新元古代早期（900 Ma）汇聚到澳大利亚北缘，为Rodinia超大陆的一部分;新元古代中—晚期，沿塔里木北缘的俯冲可能一直持续到760 Ma[6]。He等通过对南天山地体碎屑锆石年龄分析，认为886～845 Ma的碎屑锆石记录了Rodinia超大陆聚合后与俯冲相关的岩浆作用[7]。塔里木克拉通在900～830 Ma岩浆活动仅有少量数据报道，其构造环境及同期火成岩和岩浆报道缺乏。有学者认为是对Rodinia超大陆裂解的反映，也有学者认为是对Rodinia超大陆聚合的响应[4-7]。

塔里木板块周缘出露大面积新元古代岩浆岩，对这些岩石的研究是了解Rodinia超大陆新元古代构造格局的重要途径[8-10]。塔里木北缘库鲁克塔格地块经历了复杂多样的构造演化过程，是研究塔里木板块前寒武纪地质演化、Rodinia超大陆聚合与裂解的热点区域[11-12]。本文报道了塔里木北缘新元古代早期花岗岩的全岩主、微量元素、锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素组成，探讨成因特征、地壳演化和构造背景，并对塔里木地块拼入Rodinia超大陆聚合时限进行限定。

1  区域地质背景

塔里木板块多被中生代和新生代沉积物覆盖，前寒武纪露头仅在库鲁克塔格、阿克苏、西昆仑和阿尔金塔格山带边缘发育[13-14]。库鲁克塔格隆起位于塔里木板块北缘，北部为塔里木北缘古生代活动陆缘，以南为塔里木盆地，总体为一个近EW向，西部窄、东部较宽的挤压带（图1-b）。

研究区位于庫鲁克塔格西段，出露有古元古界兴地塔格群（中、深变质程度的表壳岩系）;新元古界青白口系帕尔岗塔格群（浅变质的碎屑岩、碳酸盐岩沉积）;南华系库鲁克塔格群（碎屑岩）[16]。研究区侵入岩主要有古元古代侵入岩和新元古代侵入岩。古元古代侵入岩主要分布于研究区西北及东南部，常与新元古代侵入岩呈接触分布（图1-c）。岩体呈岩株或岩枝状产出，总体沿 SEE向展布，岩性为二长花岗岩及少量正长花岗岩。新元古代侵入岩大量分布于研究区中部及东南部（图1-c）[15]，主要岩性有花岗闪长岩、英云闪长岩、二长花岗岩，主要分布于卡乌留克岩体和奥依库如克岩[17]。

2  岩体特征及样品描述

岩体呈带状展布于塔里木北缘奥依库如克地区，部分位于兴地断裂南侧卡乌留克地区（图1-c）。该岩体向西侵入西山口南古元古高级变质岩中，向北直接掩于第四系之下，南以兴地断裂为界，向东延出研究区。奥依库如克岩体主要由花岗闪长岩及英云闪长岩组成，二者接触界限明显，花岗闪长岩侵入于英云闪长岩中（图2-a）。本文所研究的花岗闪长岩采集自奥依库如克岩体西北方（N 41°33′21.7″，E 86°25′28″）。花岗闪长岩呈浅红色，具中细粒花岗结构，块状构造，主要由斜长石（60%～65%）、钾长石（10%～15%）、石英（25%～30%）和角闪石（2%～3%）组成。斜长石呈半自形板状，为1～2 mm（图2-c）。钾长石呈它形粒状或不规则状，为1～2 mm，呈星散状、填隙状分布，可见格子双晶、钠质条纹。石英呈它形粒状，为2～5 mm，部分1～2 mm，少量0.2～1 mm，略定向分布（图2-f）。角闪石呈半自形柱状，为0.5～1 mm，部分1～2.5 mm，星散状分布，部分颗粒被绿泥石、绿帘石交代，呈假象产出。岩石轻微碎裂，可见网状裂隙，沿裂隙有方解石、绿帘石、褐铁矿等不透明矿物充填交代（图2-d，e）。

3  样品及测试方法

全岩主微量元素测试由中国科学院广州地球化学研究所完成。主量元素分析采用X荧光光谱仪（XRF）进行测定，分析精度优于5%;微量元素分析采用由美国产用PE Elan 6000型ICP-MS质谱仪进行测定，分析精度优于10%，详细实验步骤见文献[18]。锆石分选在河北廊坊市地科勘探技术服务有限公司完成，由南京宏创地质勘查技术服务有限公司制成锆石靶，并进行阴极发光（CL）照相。阴极发光（CL）采用TESCAN MIRA3场发射扫描电镜和TESCAN公司阴极发光探头进行锆石形态、内部结构特征分析研究，为锆石U-Pb定年挑选出具最佳测试位置的锆石颗粒。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年在南京聚普检测科技实验室完成，采用由安捷伦科技（Agilent Technologies）制造，型号为Agilent 7700x的四极杆型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和由 Australian Scientific Instruments 制造，型号为RESOlution LR的激光剥蚀系统进行测定。原始测试数据经ICPMSDataCal软件处理完成[19]。