董春艳，万渝生等-Lithos：塔里木克拉通早前寒武纪多期次岩浆作用和构造作用：与华北克拉通的联系

　　太古宙-古元古代陆壳增生和再循环作用对于认识早期陆壳形成演化至关重要。TTG岩浆作用是早期陆壳形成和增生的主要方式，确定一个地区太古宙TTG岩浆作用期次是了解陆壳形成演化的重要内容。变质作用研究对于了解早前寒武纪地质过程也十分重要。塔里木克拉通是中国大陆三大克拉通之一，相对于华北克拉通，早前寒武纪变质基底研究程度薄弱，不但影响了对塔里木克拉通早前寒武纪地质的深入认识，也不利于与华北克拉通早前寒武纪变质基底的对比研究。

图1 阿克塔什塔格地区地质图（据Ge et al., 2018，2020修改）

　　中国地质科学院地质研究所董春艳研究员、万渝生研究员与南京大学朱文斌教授团队和澳大利亚科廷大学Simon A. Wilde 教授合作，对位于塔里木克拉通东南缘早前寒武纪变质基底最发育的阿克塔什塔格地区（图1）开展了野外考察，对该区TTG和其他类型岩石开展了锆石SHRIMP U-Pb年代学和LA-ICPMS Hf同位素以及全岩地球化学研究，目的是确定塔里木克拉通早前寒武纪陆壳增生过程和壳内再循环作用，探讨塔里木克拉通与华北克拉通关系。

图2 阿克塔什塔格地区太古宙-古元古代岩浆-变质事件总结

　　结合早期研究，识别出1.82-1.93 Ga、2.02-2.05 Ga、2.50-2.55 Ga、2.69-2.83 Ga、3.10 Ga、3.63 Ga、3.72 Ga等多期岩浆作用（图2）。除TTG岩浆作用外，还包括1.87 Ga、2.02-2.03 Ga、~2.5 Ga和~2.7 Ga辉长岩-闪长岩，为多期次早前寒武纪地幔添加作用提供了直接证据。阿克塔什塔格地区还记录了~1.85 Ga、1.96-2.03 Ga、2.51-2.53 Ga、 2.73-2.75 Ga和3.56 Ga 变质锆石年龄（图2），发现1.83-1.86 Ga、2.02-2.05 Ga、2.40-2.53 Ga和~2.83 Ga 壳源富钾花岗岩，表明该区经历了多期早前寒武纪变质作用和壳内再循环作用，以新太古代晚期和古元古代晚期构造热事件最为强烈。

图3 阿克塔什塔格地区早期前寒武纪岩石的地球化学图解

（a）La/Yb与Y图（根据Moyen, 2011）；（b）Sr/Y与Y图（根据Moyen, 2011）

　　TTG岩石以英云闪长质岩石为主，存在奥长花岗质岩石和花岗闪长质岩石。它们的稀土组成存在较大变化，普遍具有LILE富集和Nb-Ta亏损组成特征。在Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图上，TTG岩石在高压、中压和低压TTG区都有分布，主体分布于高压和中压TTG区。2.7 Ga TTG岩石的Sr/Y和La/Yb比值最高，具有更大的变化范围（图3）。TTG岩石地球化学组成大的变化是物源区、形成条件和后期改造共同制约的结果。3.10-3.63 Ga TTG岩石的岩浆锆石Hf同位素组成与该区3.7 Ga TTG岩石类似，εHf(t)值为-3.9至+3.1，tDM(Hf)模型年龄为3.6-3.9 Ga。2.51-2.7 Ga TTG岩石的岩浆锆石εHf(t)为-13.4至+2.1，tDM(Hf)模型年龄为3.0-3.3 Ga。2.0-2.7 Ga变辉长-闪长岩岩浆锆石的εHf(t)值为-19.7至+0.6，tDM(Hf)模型年龄为2.4-3.2 Ga。阿克塔什塔格与塔里木克拉通其他地区的太古宙岩浆作用时代和锆石Hf同位素组成相似，但也显示出一些差异（图4a）。

图4 塔里木克拉通和华北克拉通早期前寒武纪岩石的岩浆锆石εHf（t）-年龄图解

（a）塔里木克拉通（Zhu et al., 2022；本研究）；（b）华北克拉通（Wan et al., 2015）

　　塔里木克拉通与华北克拉通早前寒武纪变质基底岩浆作用既有类似性，也存在一些区别。类似的方面包括：1）存在始太古代古老陆壳，岩浆锆石具有类似的Hf同位素组成（图4a，4b）；2）~2.7 Ga TTG 岩浆作用非常发育；3）发育新太古代晚期TTG岩浆活动（2.52-2.55 Ga）和构造热事件（2.50-2.52 Ga），后者导致了壳质来源的富钾花岗岩的形成；4）存在古元古代中晚期（1.95-2.15 Ga）孔兹岩系；5）存在强烈的古元古代晚期构造热事件，导致壳源碳酸岩形成。两者的区别包括：1）华北克拉通最古老岩石为3.8 Ga奥长花岗质岩石和花岗闪长质岩石，发现3.9-4.0 Ga碎屑锆石，而塔里木克拉通迄今发现的最古老岩石为3.7 Ga英云闪长质岩石；2）华北克拉通新太古代晚期BIF十分发育，而在塔里木克拉通十分稀少；3）虽然两者都发育古元古代晚期构造热事件，但华北克拉通构造热事件年龄记录为1.80-1.95 Ga，而塔里木克拉通以1.95-2.00 Ga构造热事件最为强烈。该研究成果支持了这样的认识：塔里木克拉通和华北克拉通在早前寒武纪地质演化期间曾同属于一个克拉通。

　　本项研究得到了国家自然科学基金（42130311, 41872191 和 41922017）和中国地质调查项目（DD20221645和DD22021649）联合资助，研究成果发表在国际知名期刊Lithos上：Chunyan Dong, Rongfeng Ge, Shoujie Liu, Simon A. Wilde, Hangqiang Xie, Wenbin Zhu, Hailin Wu, Yuan Li, Yusheng Wan. 2022. Multiple episodes of early Precambrian magmatism and tectonism in the Tarim Craton: A North China connection. Lithos, 430-431, 106883.

　　全文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2022.106883