伊犁果子溝地區(qū)新元古代冰成沉積的碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

丁海峰,馬東升,姚春彥,藺啟忠

1)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,南京,210023； 2) 中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所 北京,100094；3)南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,南京,210026

內(nèi)容提要: 為了對(duì)新疆果子溝地區(qū)塔里薩依組冰成沉積進(jìn)行時(shí)代限定及前寒武紀(jì)地質(zhì)演化討論,開(kāi)展了碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年工作。碎屑鋯石最年輕年齡介于620～610 Ma和580～572 Ma之間,表明塔里薩依組冰成雜礫巖代表了埃迪卡拉紀(jì)時(shí)期的產(chǎn)物,而且在一次大冰期中發(fā)生了2次的小冰期旋回,同庫(kù)魯克塔格地區(qū)的漢格爾喬克組冰磧礫巖對(duì)應(yīng)。碎屑鋯石年齡譜沒(méi)有反映出1000～700 Ma的年齡分布,但這個(gè)年齡段相關(guān)的巖漿活動(dòng)在伊犁以北至溫泉地區(qū)被廣泛發(fā)現(xiàn)。而在年齡譜中大量存在的650～600 Ma年齡,本區(qū)附近卻沒(méi)有相關(guān)巖漿活動(dòng)記錄的報(bào)道,結(jié)合本區(qū)同庫(kù)魯克塔格地區(qū)新元古代冰期沉積存在的相似性,說(shuō)明塔里薩依組冰期沉積物可能接收了更遠(yuǎn)的"伊犁塊體"以南地區(qū)的物源。同時(shí)探討了650～600 Ma巖漿活動(dòng)可能與"伊犁塊體"同塔里木板塊分離,向哈薩克斯坦板塊聚合有關(guān)。

新元古代時(shí)期地球各個(gè)圈層均發(fā)生了巨大的變化,例如超大陸的聚合裂解、海洋深部水體賦存狀態(tài)變化、大氣氧含量增加、真核生物到后生生物轉(zhuǎn)變等等。如何研究各事件間的相互關(guān)系,逐漸成為科學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn) (Balgord et al.,2013；Canfield et al.,2007；Fike et al.,2006；Hoffman et al.,1998；Kirschvink et al.,2000；Nance et al.,2014；Och et al.,2012)。新元古代發(fā)生的全球性大冰期事件為此提供了良好的地質(zhì)沉積記錄—冰磧礫巖及相關(guān)沉積,進(jìn)而從地質(zhì)學(xué)的角度分析了新元古代—寒武紀(jì)的地球系統(tǒng)演化。但是,對(duì)于新元古代期間冰期發(fā)生的次數(shù)、冰川的分布規(guī)模、以及其地質(zhì)意義等都還存在著較大的爭(zhēng)議。根據(jù)現(xiàn)有的新元古代沉積巖的地層學(xué)、同位素年代學(xué)(U-Pb鋯石和全巖Re-Os地質(zhì)年代學(xué))和地球化學(xué)研究,新元古代成冰紀(jì)(相當(dāng)于我國(guó)南華紀(jì))時(shí)期發(fā)生了具有全球性規(guī)模的Sturtian冰期(約726～660Ma)和Morinoan冰期(約655～635Ma),而發(fā)生于埃迪卡拉紀(jì)(相當(dāng)于我國(guó)震旦紀(jì))的Gaskiers(post-Morinoan)冰期(約590～570 Ma)的規(guī)模則小得多,但其發(fā)生時(shí)代的特殊性,對(duì)全球氣候的變化以及生物的演化仍具有重要的影響 (Halverson et al.,2010；Hoffman et al.,2009；Ivanov et al.,2013；Rooney et al.,2014；Trindade et al.,2007；趙彥彥等,2011)。

新疆作為新元古代冰期沉積記錄最良好的地區(qū)之一 (高振家等,1993),冰成雜礫巖環(huán)繞整個(gè)新疆均有出露(圖1)：塔里木板塊東北緣庫(kù)魯克塔格地區(qū)發(fā)育貝義西、阿勒通溝、特瑞愛(ài)肯和漢格爾喬克組 (Xu Bei et al.,2009；Zhan Sheng et al.,2007；何金有等,2007；劉兵等,2007；徐備等,2002；徐備等,2008),塔里木西北緣阿克蘇地區(qū)發(fā)育巧恩布拉克和尤爾美那克組 (Wen Bin et al.,2013；高振家等,1993),塔里木西南緣葉城地區(qū)發(fā)育波龍和雨塘組 (童勤龍等,2013)。而在新疆伊犁北部,賽里木湖南岸的果子溝地區(qū)出露有一套新元古代塔里薩依組冰成雜礫巖沉積 (Ding Haifeng et al.,2009；高振家等,1993),筆者等之前通過(guò)地球化學(xué)研究,認(rèn)為其沉積于埃迪卡拉紀(jì),代表了Post-Marinoan冰期產(chǎn)物,與新疆庫(kù)魯克塔格地區(qū)漢格爾喬克組冰磧巖層相對(duì)應(yīng),并且該組中不同層位的冰成雜礫巖為同一次冰期不同沉積階段的產(chǎn)物 (Ding Haifeng et al.,2009)。后又有學(xué)者從本區(qū)發(fā)現(xiàn)的花崗斑巖中獲得的U-Pb鋯石年齡642±5Ma認(rèn)為冰期形成于成冰紀(jì),與庫(kù)魯克塔格地區(qū)的特瑞愛(ài)肯組冰磧巖層對(duì)應(yīng) (高維等,2011)。為了進(jìn)一步討論冰期形成時(shí)代,考慮到本區(qū)缺少火山巖進(jìn)行精確的巖漿鋯石定年,故在地層剖面的基礎(chǔ)上進(jìn)行碎屑鋯石取樣,通過(guò)進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb定年工作,進(jìn)一步討論冰期時(shí)代。

圖1 伊犁果子溝—科古爾琴山地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)及新疆周緣新元古代冰期沉積分布(b)Fig. 1 Simplified geological map of the Guozigou—Kuguerqin area, Ili (a) and Neoproterozoic glacial sediments distribution in Xinjiang (b)

同時(shí)“伊犁塊體”作為新疆古塊體之一,屬于巴爾喀什—伊犁塊體或巴爾喀什山的南部成員,其巖石組合、地層序列、構(gòu)造環(huán)境與演化歷史與塔里木板塊等具有相似性 (舒良樹(shù)等,2013)。但是其前寒武研究數(shù)據(jù)報(bào)道較少,因此其結(jié)晶基底特征、前寒武紀(jì)板塊演化、與塔里木板塊的關(guān)系等仍需要展開(kāi)進(jìn)一步研究。而碎屑鋯石U-Pb方法也廣泛應(yīng)用于示蹤沉積物源、恢復(fù)古地理格局以及反演構(gòu)造演化過(guò)程 (Yu Jinhai et al.,2010),本文也利用碎屑鋯石U-Pb年齡譜特征,為“伊犁塊體”前寒武紀(jì)構(gòu)造演化提供相關(guān)信息。

1 地質(zhì)背景與樣品采集

果子溝地區(qū)位于西北天山賽里木湖南緣(圖1),地層分布從其東部科古爾琴山延伸到本區(qū),北至溫泉—博樂(lè)地區(qū),同屬于“伊犁塊體”北緣的別珍套—汗吉尕晚古生代沉積構(gòu)造區(qū),但在不同地質(zhì)時(shí)期顯示出不同構(gòu)造演化特征。本區(qū)基底為古元古界溫泉群,包括了二云母石英片巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、二云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云母片巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、絹云母變粒巖等,經(jīng)歷了混合巖化作用及動(dòng)力變質(zhì)作用,變

質(zhì)巖的母巖來(lái)源于虧損地幔,主要出露在伊犁盆地南北兩側(cè),集中在賽里木湖以北的溫泉地區(qū),近E—W向展布 (Wang Bo et al.,2011)。溫泉群之上為中—新元古代到第四紀(jì)蓋層,從上古生代志留紀(jì)開(kāi)始地層發(fā)育不均,缺失整個(gè)中生代地層,新生代地層零星分布。而新元古代地層主要出露于果子溝—科古爾琴山地區(qū),自下而上可劃分為6組,即：庫(kù)魯鐵列克提組、吐拉蘇組、別西巴斯套組、喀英迪組、塔爾恰特組、塔里薩依組。其中庫(kù)魯鐵列克提組、吐拉蘇組、別西巴斯套組主要分布在科古爾琴山一帶,而喀英迪組、塔爾恰特組和塔里薩依組則主要分布在賽里木湖南緣的果子溝地區(qū),且埃迪卡拉紀(jì)底部喀英迪組與青白口系碳酸鹽建造不整合接觸。前人曾將果子溝地區(qū)的新元古代地層命名為“凱拉克提群”,包含了塔里薩依組冰成雜礫巖沉積,將科古爾琴山地區(qū)的新元古代地層沉積命名為“科古爾琴群”,包含別西巴斯套組和庫(kù)魯鐵列克提組冰成雜礫巖沉積 (高振家等,1993)。而間冰期巖性主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、硅質(zhì)灰?guī)r等。

本文主要對(duì)果子溝內(nèi)出露地層進(jìn)行研究,實(shí)測(cè)了賽里木剖面(圖1,2),剖面坐標(biāo)：E 81°08′41.9″,N 44°29′44.4″。其中塔里薩依組含有3套礫巖巖性段,其中上部2套為冰成雜礫巖,而底部1套為斷層角礫巖,與下伏塔爾恰特組粉砂巖不整合接觸,頂部冰成雜礫巖與下寒武統(tǒng)磷礦溝組碎屑白云質(zhì)灰?guī)r呈假整合接觸,而塔里薩依組非冰成沉積為泥質(zhì)粉砂巖。為了對(duì)冰期進(jìn)行初步的年齡限定,對(duì)塔里薩依組2套冰成雜礫巖下伏的泥質(zhì)粉砂巖進(jìn)行碎屑鋯石取樣(圖2 SLM1和SLM2)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 樣品預(yù)處理

樣品從野外取回后,在實(shí)驗(yàn)室用去離子水清洗表面,干燥后進(jìn)行整理。將巖石樣品初碎之后采取重力選和磁選分離礦物,將剩余礦物在雙目顯微鏡下進(jìn)行手工挑選鋯石,鋯石標(biāo)準(zhǔn)要求長(zhǎng)度大于20 μm,晶型盡量完整,不含包體；鋯石挑選好之后進(jìn)行制靶工作：將選取好的具有代表性的大量鋯石樣品和人工合成的NIST 612硅酸鹽玻璃分別用膠粘在載玻片上,放上PVC環(huán),然后將環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑進(jìn)行充分混合后注入PVC環(huán)中,待樹(shù)脂充分固化后將樣品座從載玻片上剝離,并對(duì)其進(jìn)行拋光,直到樣品露出一個(gè)光潔的平面,不鍍金 (侯可軍等,2009；宋彪等,2002)。鋯石靶制好之后在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行陰極發(fā)光照相,獲取鋯石清晰的晶型和形態(tài),陰極熒光譜儀型號(hào)為美國(guó)Gatan公司的Gatan MonoCL3+,附加在捷克FEI公司FEI Quanta 400 FEG掃描電子顯微鏡系統(tǒng)之上使用進(jìn)行陰極發(fā)光照相。

圖3 SLM1樣品碎屑鋯石CL圖像(a)、年齡諧和圖(b)和年齡頻譜圖(c)Fig. 3: (a) CL image of SLM1；(b) U-Pb concordia diagram of SLM1；(c) U-Pb histogram of SLM1

2.2 鋯石LA-ICP-MS U-Pb年代學(xué)實(shí)驗(yàn)方法

LA-ICP-MS U-Pb地質(zhì)年代學(xué)分析實(shí)驗(yàn)在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行,儀器型號(hào)為Agilent 7500s ICP-MS和New Wave 213 nm組成的激光剝蝕系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)方法按照Griffin和Jackson (Griffin et al.,2004；Jackson et al.,2004)進(jìn)行。分析過(guò)程中,激光束斑直徑采用20 μm,5 Hz的重復(fù)頻率,能量約為0.08～0.1 mJ。U-Pb同位素分餾用澳大利亞鋯石標(biāo)樣GEMOC GJ-1(207Pb/206Pb 年齡為608.5±1.5 Ma)進(jìn)行校正 (Jackson et al.,2004)；鋯石標(biāo)樣MudTank(截距年齡為732±5Ma)作為內(nèi)標(biāo) (Black et al.,1978),以保證測(cè)試分析精度。每組樣品包含10個(gè)樣品點(diǎn)分析,4個(gè)GEMOC GJ-1標(biāo)樣分析和1個(gè)Mud Tank標(biāo)樣分析。每個(gè)點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間約120 s,前40 s為背景值時(shí)間,取后80 s為數(shù)據(jù)獲取時(shí)間,樣品經(jīng)剝蝕后,由He氣作為載氣,再與Ar氣混合后進(jìn)入ICP-MS進(jìn)行分析。U-Pb年齡和U、Th的計(jì)數(shù)由GLITTER 4.4軟件(www.mq.edu.au/GEMOC)獲得。因?yàn)?04Pb的信號(hào)低,以及載氣中204Hg的干擾,該方法不能直接精確測(cè)得其含量,因此,使用嵌入EXCEL的ComPbCorr#3.15G程序來(lái)進(jìn)行普通鉛校正 (Andersen 2002)。最后用Isoplot程序制作鋯石年齡頻率直方圖與年齡諧和圖。

將206Pb/238U年齡應(yīng)用于比1000 Ma年輕的鋯石,而207Pb/206Pb應(yīng)用于年齡大于1000 Ma的鋯石,碎屑鋯石年齡取用選擇和諧度在±10%內(nèi)。

3 數(shù)據(jù)結(jié)果

圖4 SLM2樣品碎屑鋯石CL圖像 (a)、年齡諧和圖(b)和年齡頻譜圖(c)Fig. 4 (a) CL image of SLM2；(b) U-Pb concordia diagram of SLM2；(c) U-Pb histogram of SLM2

SLM1碎屑鋯石在透射光下呈現(xiàn)黃白色、淺黃色、淺白色,較小,很多鋯石小于100μm,在陰極發(fā)光下呈現(xiàn)出比較破碎的形態(tài),也有一小部分呈現(xiàn)圓形,說(shuō)明鋯石可能經(jīng)歷了較長(zhǎng)距離的搬運(yùn),離物源區(qū)較遠(yuǎn)。將近30%的鋯石在陰極發(fā)光下可以看到比較明顯的環(huán)帶與明暗相間的結(jié)構(gòu)(圖3a),Th/U比值全部大于0.4,屬于典型的巖漿源的鋯石成因(表1)；另外大部分的鋯石顯示出不完全的環(huán)帶,或者因?yàn)門h、U含量的增加,導(dǎo)致非晶質(zhì)化,透明度下降,呈不透明狀。在40顆鋯石上打點(diǎn)分析40組數(shù)據(jù),31組數(shù)據(jù)屬于<10%和諧誤差的年齡數(shù)據(jù)(表1),投影在諧和年齡圖中(圖3b),對(duì)其進(jìn)行了年齡頻譜的分析,碎屑鋯石的年齡從609±8 Ma到1562±26 Ma,其中絕大部分屬于成冰紀(jì),界于631±8 Ma和683±10 Ma之間,共有23組,其余3組數(shù)據(jù)為埃迪卡拉紀(jì)年齡,另外有5組為古元古代—中元古代的年齡。年齡的峰值年齡為655.3 Ma,1449.4 Ma 和1576.5 Ma(圖3c)。年齡數(shù)據(jù)同鋯石形態(tài)方面并沒(méi)有明顯的關(guān)系,小年齡中有的鋯石可以看到比較清楚的環(huán)帶,但也有的不見(jiàn)環(huán)帶；較老年齡的鋯石亦如此,不過(guò)老鋯石顏色一般比年輕鋯石顏色要深。

SLM2鋯石形態(tài)同SLM1類似,鋯石大小基本在100μm左右,在透射光下呈現(xiàn)黃白色、淺黃色,同時(shí)呈現(xiàn)自形環(huán)帶的鋯石數(shù)量增加,有近40%的鋯石具有比較好的柱狀晶型。其余鋯石一部分顯示出破碎的形態(tài),但依然具有不完整的環(huán)帶,同時(shí)呈現(xiàn)為圓形的鋯石也逐漸增加,說(shuō)明在冰期形成過(guò)程之后,經(jīng)歷了更為劇烈的搬運(yùn)。受Th、U含量的增加,依然有部分鋯石呈非晶質(zhì)化,透明度下降,不透明狀(圖4a)。Th/U比值全部大于0.4(表1),屬于典型的巖漿源的鋯石成因。在54顆鋯石上打點(diǎn)分析54組數(shù)據(jù),41組數(shù)據(jù)屬于<10%和諧誤差的年齡數(shù)據(jù)(表1),投影在協(xié)和年齡圖中(圖4b),對(duì)其進(jìn)行了年齡頻譜的分析,碎屑鋯石的年齡從572±7 Ma到1776±25 Ma,年齡頻譜分布同SLM1樣品基本類似,絕大部分屬于成冰紀(jì),界于634±8 Ma和684±11 Ma之間,共有19組；埃迪卡拉紀(jì)年齡數(shù)據(jù)進(jìn)一步增加,共有15組組數(shù)據(jù),從572±7 Ma到627±7 Ma；另外有4組為中元古代年齡,從1144±42 Ma到1577±31 Ma；古元古代的年齡有3組,分別為1607±24 Ma、1627±27 Ma、1776±25 Ma。年齡的峰值年齡主要為650 Ma和605.9 Ma,其余峰值很低主要包括1620.6 Ma(圖4c)。

表1 塔里薩依組碎屑鋯石樣品U-Pb同位素表Table 1 U-Pb isotopic analyses for the detrital zircons from Talisayi Formation

4 討論

4.1 冰期年齡限定

碎屑鋯石雖然不能夠準(zhǔn)確確定地層地質(zhì)時(shí)代,但是當(dāng)本地區(qū)缺少火成巖以及有效古生物指標(biāo)時(shí),碎屑鋯石中最年輕的年齡也可以作為一種有效的參考,因?yàn)榈貙拥某练e時(shí)代肯定晚于碎屑鋯石中最年輕的年齡。由于本地區(qū)塔里薩依組同下寒武統(tǒng)磷礦溝組接觸,磷礦溝組的含磷硅質(zhì)巖層為寒武紀(jì)與前寒武紀(jì)的標(biāo)志界限,而且塔里薩依組普遍含有相當(dāng)于埃迪卡拉紀(jì)的微古植物組合,直接上覆的下寒武統(tǒng)磷礦溝組產(chǎn)有早寒武世中晚期的三葉蟲(chóng)Redlichiids、海綿骨針及小殼化石Hyolithessp.,Cambroclavussp.等 (高振家等,1993),因此可以確定塔里薩依組及以下地層為為前寒武紀(jì)地層,同時(shí)在塔爾恰特組泥質(zhì)粉砂巖內(nèi)獲得的Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡(640 ±33) Ma (高振家等,1993)也同樣支持本組為前寒武紀(jì)地層。

根據(jù)以上討論,可以判斷塔里薩依組沉積時(shí)代早于寒武紀(jì),為了確定塔里薩依組沉積時(shí)代的下限,對(duì)碎屑鋯石年齡進(jìn)行討論。SLM1樣品內(nèi)最年輕年齡為609±8 Ma,其次為619±8 Ma和622±8 Ma,雖然不能得出準(zhǔn)確年齡,但塔里薩依組較早的一次冰期形成應(yīng)至少晚于約620～610 Ma。SLM2位于兩次冰期沉積之間,給出了更為年輕的年齡和更多的埃迪卡拉紀(jì)年齡(<630 Ma),最年輕年齡為572±7 Ma,其次為583±9 Ma和587±10 Ma,說(shuō)明塔里薩依組第二次冰期形成時(shí)代應(yīng)晚于約580～570 Ma。同時(shí)兩組鋯石中最年輕的年齡變化不大,年齡譜分布趨勢(shì)類似,說(shuō)明兩套冰成雜礫巖應(yīng)代表了一次較大冰期內(nèi)的兩套冰期旋回,而之間的泥質(zhì)粉砂巖段則是屬于間冰期的沉積產(chǎn)物,這一點(diǎn)同之前地球化學(xué)指數(shù)(CIA)研究的結(jié)論一致 (Ding Haifeng et al.,2009)。

受到最年輕的碎屑鋯石年齡約572 Ma和上部下寒武統(tǒng)含磷標(biāo)志層位的制約,基本可以確定果子溝地區(qū)的塔里薩依組冰成雜礫巖代表的冰期形成于埃迪卡拉紀(jì),同庫(kù)魯克塔格地區(qū)的漢格爾喬克冰期對(duì)應(yīng)。高維等 (2011)報(bào)道了侵入于果子溝塔里薩依組頂部的花崗斑巖石206Pb/238U年齡為642±5 Ma,代表巖體形成時(shí)代,因此推測(cè)塔里薩依組冰成雜礫巖應(yīng)與特瑞艾肯組冰磧巖相對(duì)應(yīng)。但是,如果該花崗斑巖巖體形成于642 Ma,則該花崗斑巖不可能侵入于塔里薩依組頂部和寒武系磷塊巖之間,巖體與寒武系應(yīng)為不整合接觸或斷層接觸。如果將塔里薩依組視為成冰紀(jì)的頂層對(duì)應(yīng),則在這些地區(qū)顯然缺失整個(gè)埃迪卡拉系,然而根據(jù)已有的研究,賽里木湖—科古爾琴山地區(qū)缺失整個(gè)埃迪卡拉系(震旦系)的可能性看來(lái)不大。同時(shí)在塔里薩依組內(nèi)獲得的碎屑鋯石峰值年齡在640～650 Ma之間,同花崗斑巖的鋯石年齡642 Ma非常接近,因此可以判斷出本地區(qū)在640～650 Ma之間發(fā)生了比較廣泛的巖漿活動(dòng)事件,而花崗斑巖與地層之間的關(guān)系及具體形成年代則仍需進(jìn)行深入研究。

4.2 沉積物源示蹤和巖漿構(gòu)造活動(dòng)

兩組碎屑鋯石顯示出極為相似的年齡頻譜分布和最年輕年齡,絕大部分年齡分布在新元古代,而且屬于晚成冰紀(jì)—埃迪卡拉紀(jì)。碎屑鋯石樣品中沒(méi)有太古宙年齡的鋯石出現(xiàn),最古老年齡集中在晚古元古代,SLM1樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn),而SLM2樣品中有3組：1607±24 Ma、1627±27 Ma、1776±25 Ma。以上年齡數(shù)據(jù)同溫泉變質(zhì)雜巖體的可能年齡一致。溫泉群的變質(zhì)雜巖體雖然缺少有效的年齡制約,但是前人一般將其歸結(jié)為古元古代巖體,角閃巖Nd模式年齡為1.7 Ga同時(shí)也支持溫泉地區(qū)存在古元古代的古老地殼物質(zhì)存在 (侯可軍等,2010)。樣品的中元古代的年齡個(gè)數(shù)增加,包括在SLM1樣品中的5組和SLM2中的4組。前人通過(guò)對(duì)溫泉群云母片巖中的碎屑鋯石進(jìn)行定年,認(rèn)為其原巖沉積時(shí)代不早于中元古代晚期(1150 Ma),同時(shí)在侵入青白口系碳酸鹽巖地層的基性巖脈中獲取了較多的中元古代的繼承鋯石(1460～1150 Ma) (舒良樹(shù)等,2013)。2.0～1.8 Ga這個(gè)年齡段認(rèn)為應(yīng)該同哥倫比亞超大陸碰撞造山時(shí)所發(fā)生的構(gòu)造巖漿活動(dòng)有關(guān),哥倫比亞超大陸碰撞形成的過(guò)程發(fā)生在世界上許多地區(qū)包括：波羅的地區(qū)、古勞亞大陸、北芬蘭、中國(guó)華北地區(qū)和印度地區(qū) (Daly et al.,2001；Kroner et al.,2010；Rogers et al.,2009；Rogers et al.,2003；Rogers et al.,2002；Santosh et al.,2009；Santosh et al.,2006；Santosh et al.,2008；Shu Liangshu et al.,2011；Shu Liangshu et al.,2010；Xiao Wenjiao et al.,2009；Xiao Wenjiao et al.,2005；Zhao Guochun et al.,2002)。而1.3～1.0 Ga時(shí)間段認(rèn)為屬于典型的同羅迪尼亞(Rodinia)超大陸形成而發(fā)生的格林威爾(Grenvillian)造山活動(dòng)有關(guān),格林威爾造山運(yùn)動(dòng)普遍發(fā)現(xiàn)在地球的各個(gè)大陸之上,包括：古勞亞大陸的南部、澳大利亞、亞馬遜大陸、波羅的西南地區(qū)和東印度地區(qū) (Boger et al.,2000；Fitzsimons et al.,2005；Jayananda et al.,2000)。由此說(shuō)明“伊犁塊體”有哥倫比亞超大陸活動(dòng)的響應(yīng),但是否相關(guān)仍需繼續(xù)研究。

樣品中新元古代年齡的分布也類似,SLM1與SLM2中均沒(méi)有1000～700 Ma的年齡出現(xiàn)。但是根據(jù)已有的年代學(xué)研究,本區(qū)發(fā)現(xiàn)有這個(gè)年齡段的巖漿活動(dòng)：溫泉地區(qū)的花崗片麻巖原巖的形成時(shí)代為920～857Ma(鋯石U-Pb SHRIMP年齡) (Wang Bo et al.,2011；胡靄琴等,2001)；角閃巖的原巖為基性火山巖,其形成時(shí)代可能是約950Ma(鋯石U-Pb LA-ICPMS年齡；王博,未發(fā)表數(shù)據(jù))；混合巖中淺色體的鋯石年齡為926～880Ma。溫泉群中混合巖的巖漿鋯石進(jìn)行SHRIMP和LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年,獲取930～850 Ma年齡值,侵入青白口系中的輝長(zhǎng)巖和花崗巖,其鋯石U-Pb年齡為840～788 Ma (舒良樹(shù)等,2013),可是本文樣品的碎屑鋯石沒(méi)有顯示出這個(gè)年齡段的分布。根據(jù)前人總結(jié)研究,結(jié)合其裂谷型地層層序,認(rèn)為900～780 Ma的年齡代表了對(duì)羅迪尼亞超大陸裂解事件的響應(yīng)。

本次樣品中最大量的鋯石年齡數(shù)據(jù)集中在成冰紀(jì)—埃迪卡拉紀(jì)之間, SLM1的峰值年齡655.3 Ma,SLM2出現(xiàn)2個(gè)峰值年齡分別為650 Ma和605.9 Ma,峰值年齡類似且要明顯比前人研究認(rèn)為代表裂解的年齡年輕。可是迄今,尚未見(jiàn)到伊犁北部地區(qū)出現(xiàn)相關(guān)年齡的巖漿活動(dòng)的報(bào)道出現(xiàn)。高維等(2011)在果子溝發(fā)現(xiàn)的認(rèn)為侵入塔里薩依組的花崗斑巖(642±5 Ma)是唯一本年齡段的巖石樣品。在庫(kù)魯克塔格地區(qū),發(fā)現(xiàn)侵入基性巖墻的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為629±7 Ma(n=12),652±7 Ma(n=10)和643±7 Ma(n=14) (Zhu Wenbin et al.,2008),也是不多的關(guān)于650 Ma左右?guī)r漿活動(dòng)的報(bào)道,而約650 Ma認(rèn)為代表了羅迪尼亞超大陸裂解作用結(jié)束的時(shí)間。根據(jù)本人未發(fā)表數(shù)據(jù),塔里薩依組樣品體現(xiàn)出大陸弧(活動(dòng)大陸邊緣)的地球化學(xué)特征,結(jié)合SLM2出現(xiàn)的650 Ma和600 Ma兩個(gè)峰值,說(shuō)明“伊犁塊體”的北緣在650～600 Ma可能完成了同羅迪尼亞超大陸的裂解,并進(jìn)入同哈薩克斯坦板塊的聚合過(guò)程,大陸邊緣開(kāi)始參與到岡瓦納大陸形成的過(guò)程中,開(kāi)始同哈薩克斯坦板塊聚合,成為環(huán)巴爾喀什帶的成員 (舒良樹(shù)等,2013)。

同時(shí)從碎屑鋯石年齡分布中,在伊犁以北至溫泉地區(qū)存在的1000～700 Ma巖漿活動(dòng)沒(méi)有顯示,而650 Ma左右沒(méi)有發(fā)現(xiàn)巖漿活動(dòng)的卻有大量顯示,說(shuō)明其可能接收了更遠(yuǎn)處的物源。結(jié)合新元古代地層沉積層序,果子溝—科古爾琴山地區(qū)新元古代沉積與庫(kù)魯克塔格地區(qū)新元古代沉積更類似：下寒武統(tǒng)含磷硅質(zhì)巖沉積以及至少3套冰成雜礫巖出露,尤其是發(fā)生在埃迪卡拉紀(jì)的冰期沉積出露,以及報(bào)道的650Ma左右?guī)r漿活動(dòng),說(shuō)明塔里薩依冰成雜礫巖可能接收了“伊犁塊體”以南的物質(zhì)來(lái)源。

5 結(jié)論

(1)新疆伊犁以北,賽里木湖以南果子溝地區(qū)出露的塔里薩依組冰成雜礫巖形成于埃迪卡拉紀(jì),同庫(kù)魯克塔格地區(qū)漢格爾喬克組冰磧礫巖對(duì)應(yīng)。

(2)碎屑鋯石年齡譜給出的晚古元古代年齡說(shuō)明“伊犁塊體”可能存在著屬于晚古元古代的基底。

(3)塔里薩依組碎屑鋯石年齡譜沒(méi)有反映出果子溝周邊,“伊犁塊體”以北至溫泉地區(qū)存在的1000～700 Ma巖漿活動(dòng)年齡；相反,卻反映出沒(méi)有在果子溝周邊發(fā)現(xiàn)巖漿活動(dòng)報(bào)道的650～600 Ma年齡分布。綜合碎屑鋯石年齡譜分布特征及地層沉積特征,表明果子溝塔里薩依組冰成雜礫巖可能接收了“伊犁塊體”以南的物源。