库鲁克塔格地区最古老岩石（库尔勒2659Ma）龙晓平2011.pdf

中国科学 地球科学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 291 298 英文引用格式 Long X P, Yuan C, Sun M, et al. The discovery of the oldest rocks in the Kuluketage area and its geological implications. Sci China Earth Sci, 2011, 54 342–348, doi 10.1007/s11430-010-4156-z 中国科学杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 库鲁克塔格地区最古老岩石的发现及其地质意义 龙晓平 ①*, 袁超①, 孙敏②, 肖文交③, 赵国春②, 周可法④, 王毓婧①, 胡霭琴① ① 中国科学院同位素年代学和地球化学重点实验室, 中国科学院广州地球化学研究所, 广州 510640; ② 香港大学地球科学系, 香港薄扶林道; ③ 岩石圈演化国家重点实验室, 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; ④ 新疆自然资源与生态环境研究中心, 乌鲁木齐 830011 * E-mail longxp 收稿日期 2010-02-03; 接受日期 2010-08-12 国家重点基础研究发展计划项目编号 2007CB411308、 国家自然科学基金批准号 40803009, 40772130和中国科学院、 国家外国专家局 创新团队国际合作伙伴计划项目资助 摘要 TTG 岩系是塔北库鲁克塔格地区基底岩系的主要组成部分, 主要分布在辛格尔和库 尔勒附近. 对库尔勒附近 TTG 质片麻岩锆石 U-Pb 原位微区定年结果显示, 该 TTG 岩石为区 内发现的最古老岩石, 形成于 2.65 Ga, 显示库鲁克塔格地区的太古代地体形成于晚太古代末 期. 该结果明显晚于塔东阿尔金山北坡的 TTG 岩石, 说明塔里木克拉通最古老的地体可能最 早形成于阿尔金山北坡, 到新太古代晚期古陆的规模才延伸至塔北库鲁克塔格地区, 最终形 成具有一定规模的太古代克拉通基底. 该 TTG 质片麻岩中锆石εHft值介于−51, 两阶段模式 年龄 TDM2主要集中在古-中太古代3.03.3 Ga, 这表明该区新太古代基底岩系主要来自古-中 太古代的新生地壳物质的部分熔融, 进而说明库鲁克塔格地区可能不存在3.3 Ga 的陆壳. 关键词 塔里木克拉通 太古代 地壳生长 锆石定年 Hf 同位素 早前寒武纪是全球克拉通形成的重要时期, 对 理解大陆形成和地壳生长极为重要[13]. 然而地层记 录的不完整以及后期构造活动和变质作用的强烈改 造, 往往使得此类研究难度较大[2,4,5]. 中国大陆发育 三个古老的克拉通, 分别是华北、扬子和塔里木克拉 通. 20 世纪 80 年代开始, 我国地质学家对塔里木地 区的太古宙岩石时代和地质演化问题开展了一些重 要研究[610], 但是与华北和杨子克拉通相比, 其研究 工作还处于起步阶段, 相对缺乏精确的年代学资料, 研究程度比较薄弱. 近年来, 华北和扬子克拉通的太 古代研究取得了长足的进展, 极大地促进了对地壳 物质生长和克拉通形成演化规律的认识[1119]. 目前 华北克拉通已确认的最古老岩石形成于始太古代3.8 Ga, 为变形的奥长花岗岩及变质的石英闪长岩, 此 外还有大量 2.93.0 Ga 的 TTG 岩系及2.5 Ga 的表壳 岩等[1114]. 最近在扬子克拉通的崆岭杂岩中, 也发 现了 3.2 Ga 的 TTG 片麻岩和 2.93.0 Ga 的 TTG 岩系 及混合岩[1517]. 两个克拉通相似的锆石 U-Pb 年龄, 以及类似的古太古代两阶段 Hf 模式年龄 TDM2 3.43.7 Ga和εHft值0−10, 反映了华北和扬子克 拉通在早前寒武纪可能具有相似的演化历史[1316]. 而对于塔里木克拉通, 目前对其早期基底岩系的分 布及形成时代的研究还不够深入系统, 认识尚不够 清楚, 特别是其中的 TTG 岩系. 这些基础研究资料 的严重缺乏, 阻碍了塔里木克拉通早前寒武纪演化 历史的恢复, 使得塔里木克拉通与华北克拉通、扬子 龙晓平等 库鲁克塔格地区最古老岩石的发现及其地质意义 292 克拉通以及全球其他典型古老克拉通的对比研究进 展缓慢. 本文通过锆石U-Pb定年和Hf同位素组成研 究, 揭示了库鲁克塔格地区最古老的 TTG 岩石, 结 合锆石 Hf 同位素组成及区域最新进展, 探讨了塔里 木北缘库鲁克塔格地区早前寒武纪地质演化历史. 1 研究概况 塔里木盆地北缘的库鲁克塔格地区是塔里木克 拉通基底的典型出露地区, 近年来的年代学研究工 作显示该地区可能发育太古代的地质体[610]. 库鲁克 塔格地区最古老的前寒武纪结晶基底主要由 TTG 岩 系组成, 出露于托格杂岩, 部分混杂出露于原兴地塔 格群之中. 托格杂岩分布在辛格尔以南地区, 最初被 命名为早太古界达格拉格布拉克群, 此后新疆维吾 尔自治区区域地质志 将托格杂岩及不整合其上的兴 地塔格群均划入古元古代[6,20]. 这一时期的研究工作 主要集中在岩石的结构构造及矿物组成等方面, 缺 少必要的地质年代学研究工作. 20 世纪 90 年代以后, 对托格杂岩形成时代的研 究取得了较大进展, 获得了一些太古代同位素年龄, 诸如辛格尔南托格杂岩中斜长角闪岩的33 亿年 Sm-Nd 等时线年龄[21], 在具 TTG 成分的含蓝石英片 麻状花岗岩中得到2.5 Ga 的颗粒锆石蒸发年龄[22,23], Rb-Sr 等时线年龄、Nd 模式年龄及锆石表面年龄 2.83.4 Ga等[7,2428]. 基于这些同位素年龄结果, 多 数学者倾向认为托格杂岩形成于新太古代[7,22,23,27,28]. 然而, 托格杂岩变质变形强烈, 其 Rb-Sr 和 Sm-Nd 体 系易受后期变质作用影响, 难以准确记录岩石形成 的年龄. 托格杂岩中锆石内部结构非常复杂, 制约了 U-Pb 年龄地质意义的解释, 尤其是颗粒锆石 U-Pb 定 年结果. 因此, 上述年代学资料需要进一步深入细致 的工作加以验证. 最近的研究相继发现, 在尉犁蛭石矿附近及库 尔勒地区的早元古代兴地塔格群之中, 混杂分布少 量早元古代-新太古代的TTG质片麻岩[29,30]. 结合CL 图像特征和 Hf 同位素结果, 本文通过 LA-MC- ICPMS 方法对出露于库尔勒东北的兴地塔格群之中 TTG 质片麻岩进行了锆石 U-Pb 微区定年和 Hf 同位 素分析, 进一步确认了该区太古宙岩石的存在并制 约了塔北库鲁克塔格地区的地壳形成及演化历史. 2 地质背景及样品描述 库鲁克塔格地区位于塔里木盆地北缘, 北与南 天山造山带断层相接, 呈东西向展布图 1. 区内兴 地断裂横贯东西, 出露大量片麻状花岗岩. 最近的研 究发现这一地区发育一定量与 Rodinia 超大陆裂解有 关的新元古代花岗岩和火山岩[31,32]. 该区地层主要为 元古宙地层, 古生界地层分布相对比较局限[6]. 古元古- 中元古界地层为一套海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积建造, 新元古界为一套海相碎屑岩和冰碛岩沉积建造[6,10,22]. 图图 1 塔北库鲁克塔格地区地质简图塔北库鲁克塔格地区地质简图[6] 中国科学 地球科学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 293 该区 TTG 岩石主要出露在辛格尔以南的托格杂 岩中, 在库尔勒东北也有少量出露. TTG 岩石的主体 部分为一套灰色的正片麻岩, 主要岩性为灰色白云 母斜长片麻岩、 二云母斜长片麻岩和黑云母斜长片麻 岩, 多具条带状构造, 局部受强烈的变质变形作用已 经混合岩化或已转变为结晶片岩[7,27]. TTG 质片麻 岩富钠, 地球化学特征显示其原岩为一套英云闪长 岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩组合, 属 TTG 岩石组 合[8,9,22,27]. 本文的研究区位于库尔勒以北图 1b, 主体为 早元古代的兴地塔格群副片麻岩、 斜长角闪岩和大理 岩, 被新元古代和古生代花岗岩侵入. TTG 岩石零星 混杂于兴地塔格群中, 分布规律不明. 由于该地区 构造作用强烈, 兴地塔格群形成于早元古代并且 其中广泛发育斜长角闪岩和碳酸盐透镜体, 因而 推测 TTG 片麻岩体可能与兴地塔格群构造接触. 本文所采样品为灰黑色黑云斜长片麻岩4148′2.3″N, 8613′56.2″E, 采样位置见图 1b所示. 样品成分介 于花岗质-花岗闪长质图 2, 主要矿物为黑云母、石 英和斜长石, 此外还有少量角闪石、 钾长石及白云母, 局部过渡为条带状混合岩. 3 分析方法 锆石原位 U-Pb 定年在中国地质科学院矿产资源 研究所 MC-ICP-MS 实验室完成, 所用仪器为 Fin- nigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213 激光剥蚀系统. 激光剥蚀斑束直径为 25 μm, 频率为 10 Hz, 能量密度约为 2.5 J cm−2,以高纯 He 为 载气. 208Pb, 232Th 和238U 信号用法拉第杯接收, 信号 较小的 207Pb, 206Pb, 204Pb204Hg和202Hg 用离子计数 器multi-ion-counters接收. 207Pb/206Pb, 206Pb/238U 和 207Pb/235U 的测试精度2σ约为 2, 对标准锆石的精 度和准确度约 12σ. 锆石 U-Pb 定年以锆石 GJ-1 为外标, U 和 Th 含量以锆石 M127U 923 ppm, Th 439 ppm, Th/U 0.475, Nasdala 等[33]为外标进行校正. 数据处理采用 ICPMSDataCal 4.3 程序[34], 锆石年龄 谐和图采用 Isoplot 3.0 程序[35]绘制. 详细实验测试过 程见侯可军[36]. 锆石 Hf 同位素采用同一仪器分析, 剥蚀直径为 55 μm, 采用标样锆石 GJ1 作为外标, 分 析点与 U-Pb 定年分析点为同一位置. 相关仪器运行 条件及详细分析流程见侯可军等[37]. 分析过程中标 准 锆 石 GJ1 的 176Hf/177Hf 测 试 加 权 平 均 值 为 0.2820190.0000182SD, n9, 与推荐值在误差范围 内完全一致[38]. 本文计算过程中采用的 176Lu 衰变常 数推荐值为 1.86710−11 a−1[39], 球粒陨石现今推荐值 176Hf/177Hf0.282772, 176Lu/177Hf 0.0332[40]; 亏损地 幔 现 今 推 荐 值 176Hf/177Hf0.28325, 176Lu/177Hf 0.0384[41]; 两阶段 Hf 模式年龄TDM2采用上地壳 176Lu/177Hf 平均值 0.0093[42]计算. 4 分析结果 该 TTG 质片麻岩中锆石为无色棱柱状或柱状, 阴极发光图像中可见微弱的岩浆环带结构图 2. 锆 石 U-Pb 定年共分析 26 个点, 分析结果见表 1. 其中 图图 2 库尔勒库尔勒 TTG 岩石照片和锆石阴极发光岩石照片和锆石阴极发光CL图像图像 年龄单位 Ga 龙晓平等 库鲁克塔格地区最古老岩石的发现及其地质意义 294 表表 1 库尔勒库尔勒 TTG 岩石岩石L08NT67锆石锆石 U-Pb 同位素定年结果同位素定年结果 比值 年龄Ma 点号 Th ppm U ppm Th/U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 1 131 261 0.50 0.18011 0.00101 12.617 0.13819 0.50760 0.00543 2654 5 2651 10 2646 23 2 150 386 0.39 0.17841 0.00109 12.619 0.15036 0.51432 0.00673 2638 11 2652 11 2675 29 3 138 320 0.43 0.17938 0.00106 12.501 0.15773 0.50636 0.00688 2647 9 2643 12 2641 29 4 173 319 0.54 0.18496 0.00110 12.891 0.24523 0.50509 0.00962 2698 11 2672 18 2636 41 5 104 178 0.58 0.17489 0.00109 10.923 0.17923 0.45275 0.00733 2605 11 2517 15 2407 33 6 224 319 0.70 0.17607 0.00102 10.648 0.16383 0.43780 0.00636 2616 10 2493 14 2341 28 7 193 196 0.99 0.17744 0.00101 12.522 0.13046 0.51155 0.00528 2629 10 2644 10 2663 23 8 155 292 0.53 0.17948 0.00105 12.518 0.20040 0.50483 0.00772 2648 10 2644 15 2635 33 9 128 279 0.46 0.17835 0.00107 12.701 0.21253 0.51643 0.00868 2639 10 2658 16 2684 37 10 194 357 0.54 0.18073 0.00106 12.507 0.14064 0.50218 0.00588 2661 10 2643 11 2623 25 11 157 301 0.52 0.17996 0.00105 12.692 0.17851 0.51182 0.00731 2654 10 2657 13 2664 31 12 138 321 0.43 0.18027 0.00116 12.750 0.24583 0.51403 0.01007 2655 5 2661 18 2674 43 13 150 304 0.49 0.17764 0.00099 12.394 0.19461 0.50529 0.00770 2631 9 2635 15 2636 33 14 93 222 0.42 0.17776 0.00103 12.600 0.21516 0.51342 0.00854 2632 5 2650 16 2671 36 15 171 273 0.63 0.18227 0.00102 12.790 0.22403 0.50918 0.00908 2674 9 2664 16 2653 39 16 155 265 0.58 0.17954 0.00105 12.681 0.20042 0.51062 0.00760 2650 10 2656 15 2659 32 17 435 390 1.12 0.19085 0.00106 14.148 0.16734 0.53710 0.00610 2750 9 2760 11 2771 26 18 92 242 0.38 0.17595 0.00134 9.4214 0.12158 0.38863 0.00498 2617 13 2380 12 2116 23 19 47 103 0.45 0.17112 0.00110 10.672 0.16963 0.45202 0.00696 2569 11 2495 15 2404 31 20 150 255 0.59 0.18342 0.00100 12.988 0.14585 0.51300 0.00557 2684 10 2679 11 2669 24 21 85 156 0.54 0.17972 0.00097 12.626 0.13065 0.50887 0.00504 2650 8 2652 10 2652 22 22 174 329 0.53 0.18734 0.00104 12.998 0.15193 0.50347 0.00617 2720 9 2679 11 2629 26 23 97 238 0.41 0.17455 0.00131 12.513 0.29027 0.51263 0.01027 2602 12 2644 22 2668 44 24 128 198 0.65 0.18460 0.00109 13.053 0.15870 0.51226 0.00607 2695 10 2683 11 2666 26 25 89 306 0.29 0.17463 0.00107 11.178 0.18726 0.46342 0.00751 2603 10 2538 16 2455 33 26 89 416 0.21 0.17590 0.00119 11.260 0.21038 0.46710 0.00963 2615 11 2545 17 2471 42 25 个分析点给出了比较一致的新太古代 207Pb/206Pb 年龄2.65 Ga, 并构成一条较好的不一致线, 其 Th/U 比值介于 0.211.12, 且绝大多数数据点靠近不 一致线的上交点, 其上交点年龄为265915 Ma MSWD4.2图3. 这一结果与谐和度大于98的分 析 点 的 207Pb/206Pb 加 权 平 均 年 龄 265211 MaMSWD9.0, n＝20非常一致, 说明该 TTG 岩石 形成于新太古代2.65 Ga. 该年龄是塔北库鲁克塔格 地区迄今发现的最古老的太古代地质体可靠成岩年 龄. 此外, 我们还获得了一个较老的继承锆石核部年 龄, 207Pb/206Pb 年龄为27209 Ma. 我们在对上述26个分析点做原位Hf同位素分析 的基础上, 还分析了 5 个棱柱状岩浆锆石的核部 Hf 同位素组成, 分析结果列于表 2. 所有分析点具有比 较接近的初始 Hf 同位素组成图 4a, 176Hf/177Hft 0.2809640.281123, 其εHft值介于–51, 两阶段模 图图 3 锆石锆石 U-Pb 谐和图谐和图 式年龄TDM2介于 3.03.3 Ga 之间, 类似于辛格尔等 地的新太古代 TTG 岩石[30], 显示其物质可能来自早- 中太古代的新生地壳物质图 4b. 中国科学 地球科学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 295 表表 2 库尔勒库尔勒 TTG 岩石锆石岩石锆石 Hf 同位素数据同位素数据 a 样号 176Yb/177Hf 2σ 176Lu/177Hf 2σ 176Hf/177Hf 2σ 年龄Ga 176Hf/177Hft εHft TDM2 2σ fLu/Hf 1 0.0312 0.0002 0.000663 0.000002 0.281030 0.000020 2.65 0.280996 −3 3.21 0.04 −0.98 2 0.0424 0.0018 0.000993 0.000041 0.281041 0.000021 2.65 0.280991 −4 3.22 0.03 −0.97 3 0.0393 0.0025 0.001173 0.000105 0.281182 0.000018 2.65 0.281123 1 2.98 0.01 −0.96 4 0.0302 0.0003 0.000662 0.000004 0.281030 0.000019 2.65 0.280996 −3 3.21 0.04 −0.98 5 0.0757 0.0015 0.002091 0.000035 0.281162 0.000026 2.65 0.281056 −1 3.10 0.04 −0.94 6 0.0438 0.0005 0.000952 0.000014 0.281105 0.000022 2.65 0.281056 −1 3.10 0.04 −0.97 7 0.0408 0.0004 0.000878 0.000008 0.281011 0.000024 2.65 0.280967 −4 3.27 0.04 −0.97 8 0.0234 0.0005 0.000555 0.000010 0.281054 0.000020 2.65 0.281026 −2 3.16 0.04 −0.98 9 0.0551 0.0011 0.001324 0.000042 0.281030 0.000020 2.65 0.280963 −5 3.27 0.03 −0.96 10 0.0336 0.0005 0.000784 0.000026 0.281053 0.000016 2.65 0.281013 −3 3.18 0.03 −0.98 11 0.0414 0.0009 0.000945 0.000018 0.281109 0.000020 2.65 0.281061 −1 3.09 0.03 −0.97 12 0.0526 0.0007 0.001165 0.000016 0.281094 0.000020 2.65 0.281035 −2 3.14 0.03 −0.96 13 0.0257 0.0008 0.000625 0.000019 0.281067 0.000016 2.65 0.281035 −2 3.14 0.03 −0.98 14 0.0297 0.0010 0.000669 0.000023 0.281003 0.000017 2.65 0.280969 −4 3.26 0.03 −0.98 15 0.0361 0.0008 0.000843 0.000024 0.281033 0.000019 2.65 0.280991 −4 3.22 0.03 −0.97 16 0.0400 0.0002 0.000898 0.000006 0.281011 0.000019 2.65 0.280966 −4 3.27 0.03 −0.97 17 0.0157 0.0001 0.000375 0.000002 0.281067 0.000016 2.65 0.281048 −2 3.12 0.03 −0.99 18 0.0397 0.0005 0.000925 0.000013 0.281088 0.000022 2.65 0.281041 −2 3.13 0.04 −0.97 19 0.0434 0.0010 0.001090 0.000043 0.281019 0.000020 2.65 0.280964 −5 3.27 0.03 −0.97 20 0.0736 0.0002 0.001625 0.000005 0.281060 0.000020 2.75 0.280975 −2 3.21 0.04 −0.95 21 0.0345 0.0007 0.000787 0.000014 0.281074 0.000017 2.65 0.281034 −2 3.14 0.03 −0.98 22 0.0289 0.0002 0.000695 0.000005 0.281057 0.000018 2.65 0.281022 −2 3.17 0.03 −0.98 23 0.0307 0.0004 0.000717 0.000007 0.281084 0.000017 2.65 0.281048 −2 3.12 0.03 −0.98 24 0.0226 0.0002 0.000558 0.000006 0.281056 0.000020 2.65 0.281028 −2 3.16 0.04 −0.98 25 0.0265 0.0004 0.000621 0.000008 0.281023 0.000019 2.65 0.280991 −4 3.22 0.03 −0.98 26 0.0266 0.0001 0.000643 0.000003 0.281039 0.000017 2.65 0.281007 −3 3.19 0.03 −0.98 27 0.0308 0.0002 0.000690 0.000002 0.281060 0.000014 2.65 0.281025 −2 3.16 0.03 −0.98 28 0.0292 0.0010 0.000747 0.000021 0.281122 0.000020 2.65 0.281084 0 3.05 0.03 −0.98 29 0.0331 0.0015 0.000816 0.000032 0.281097 0.000021 2.65 0.281055 −1 3.11 0.03 −0.98 30 0.0218 0.0002 0.000528 0.000004 0.281054 0.000017 2.65 0.281028 −2 3.16 0.03 −0.98 31 0.0282 0.0008 0.000724 0.000030 0.281043 0.000019 2.65 0.281007 −3 3.19 0.03 −0.98 a TDM2t1/λln[1176Hf/177HfS, t−176Hf/177HfDM, t/176Lu/177HfUC −176Lu/177HfDM], 其中 UC, S 和 DM 分别代表上地壳、 样品和亏损 地幔. 岩石样品 L08NT67 图图 4 锆石锆石 176Hf/177Hft和 和ε εHft值与值与 207Pb/206Pb 年龄图解 年龄图解 图中所示区域引自文献[30] 龙晓平等 库鲁克塔格地区最古老岩石的发现及其地质意义 296 5 地质意义 5.1 库鲁克塔格地区古老地体的形成时代 塔北最古老的基底岩系为分布于辛格尔和库尔 勒等地的 TTG 岩石, 构成了该地区的太古代古老地 体. 目前, 基于大量的 Rb-Sr 和 Sm-Nd 等时线年龄, 以及 Nd 模式年龄和颗粒锆石表面年龄等, 多数学者 倾向认为这些 TTG 岩石形成于新太古代[7,2228]. 最近, 郭召杰等[9]对库尔勒铁门关的斜长角闪岩和辛格尔 附近的 TTG 岩系中的灰色片麻岩进行了颗粒锆石 TIMS定年研究, 分别获得了2.49和2.34 Ga的上交 点年龄, 未得到太古代的成岩年龄, 仅发现了两个新 太古代的 207Pb/206Pb 年龄2.66 和 2.78 Ga. 此后胡霭 琴和韦刚健[8]对辛格尔南托格杂岩中具 TTG 特征的 灰色片麻岩进行的锆石 SIMS 定年工作给出了一组 2.052.57 Ga 的 207Pb/206Pb 年龄, 其中两点给出新太 古代 207Pb/206Pb 加权平均年龄2.56 Ga. 最近, 我们的研究发现库鲁克塔格地区 TTG 岩 系中的锆石结构比较复杂, 发育核-边结构, 边部多 变质成因. 为了获得可靠的成岩年龄, 我们重点分析 了能够代表成岩年龄的岩浆锆石核部. 库尔勒 TTG 质片麻岩锆石核部给出了比较一致的 207Pb/206Pb 年龄, 其加权平均值代表了岩体的成岩年龄2.65 Ga. 对辛 格尔附近的灰色片麻岩锆石核部 U-Pb 定年, 也获得 了比较一致的新太古代成岩年龄, 分别为 2.52 和 2.58 Ga[30]. 此外, Shu等[29]对侵入TTG岩石的辉长岩 锆石 U-Pb 定年也给出类似的年龄2.50 Ga. 上述结 果说明, 塔北库鲁克塔格地区的太古代地体可能最 早形成于晚太古代末期2.65 Ga. 塔里木盆地东缘的阿尔金山北坡地区也是塔里 木克拉通早前寒武纪古老基底出露的代表性地区. 最近, Lu 等[10]对阿尔金山北坡的 TTG 质片麻岩的锆 石 U-Pb 定年研究表明, 这一地区的 TTG 质片麻岩最 早形成于中太古代2.83 Ga, 明显早于塔北库鲁克 塔格地区的 TTG 岩石. 这一显著的差别说明, 塔里 木克拉通最古老的地体可能最早形成于阿尔金山北 坡, 到新太古代晚期古陆的规模才扩展至塔北库鲁 克塔格地区, 从而最终形成具有一定规模的太古代 克拉通结晶基底. 5.2 库鲁克塔格地区地壳演化 自Hu和Rogers[21]对辛格尔南托格杂岩中的角闪 岩包体获得3263129 Ma的Sm-Nd等时线年龄并将 该年龄作为这套正变质的角闪岩包体的形成年龄后, 塔北库鲁克塔格地区是否存在古太古代或更古老的 地壳受到前寒武纪地质工作者的关注. 此后, 董富荣 等[27]将 Hu 和 Rogers[21]获得的灰色片麻岩 Sm-Nd 等 时线年龄3362691 Ma 解释为灰色片麻岩的形成年 龄. 最近, 郭召杰等[9]对库尔勒附近的角闪岩进行了 Sm-Nd同位素研究, 也获得了3个3.3 Ga的Nd同位 素模式年龄. 这些结果似乎支持该区存在古太古代 早期或是更古老的地壳物质. 尽管全岩Nd同位素模式年龄常用于早期地壳形 成演化的研究, 但该体系易受后期变质及蚀变作用 影响[43]. 相比 Nd同位素模式年龄, 锆石 Hf同位素两 阶段模式年龄在地壳生长示踪研究中具有诸多优点, 如锆石具有很高的 Hf 同位素体系封闭温度, 一般的 变质作用不会破坏其同位素体系; 锆石高的 Hf 含量 和极低的 Lu/Hf 比值可以极大地减小年代不确定性 造成的 176Hf/177Hf 比值误差[44]. 塔北地区晚太古代 TTG 岩石的锆石 U-Pb 定年和 Hf 同位素分析结果显 示, 岩浆锆石核部的初始 Hf 同位素组成介于 0.2809640.281123, 显示比较一致的古-中太古代两 阶段模式年龄3.03.3 GaTDM2≤3.3 Ga, 加权平均值 为 3.12 Ga, 未发现古太古代早期或是更老的两阶段 模式年龄表 2, 图 5. 上述结果表明库鲁克塔格地区 新太古代 TTG岩石是古-中太古代地壳物质改造的产 物, 其源区不存在更老的地壳物质. 因此, 就现有资 料分析, 塔北库鲁克塔格地区可能不存在3.3 Ga的 陆壳. 图图 5 锆石锆石 U-Pb 年龄分布年龄分布 库鲁克塔格新太古代锆石数据来自文献[30] 中国科学 地球科学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 297 6 结论 1 库尔勒附近 TTG 质片麻岩形成于 2.65 Ga, 显示库鲁克塔格地区的太古代地体形成于晚太古代 末期. 2 该 TTG 质片麻岩中锆石εHft值介于–51, 两阶段模式年龄 TDM2主要集中在古-中太古代 3.03.3 Ga, 这表明该区新太古代基底岩系主要来 自古-中太古代的新生地壳物质的部分熔融. 致谢 衷心感谢两位审稿专家的建设性意见和中国地质科学院矿产资源研究所侯可军博士等提供的实验帮助. 参考文献 1 翟明国. 新太古代全球克拉通事件与太古宙-元古宙分界的地质涵义. 大地构造与成矿学, 2006, 30 419–421 2 李江海, 牛向龙, 程素华, 等. 大陆克拉通早期构造演化历史探讨 以华北为例. 地球科学中国地质大学学报, 2006, 31 285–293 3 Hawkesworth C J, Kemp A I S. 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