庫(kù)魯克塔格興地塔格群變質(zhì)石英巖復(fù)雜鋯石特征及指示意義

宋志豪　劉桂萍　郭瑞清　瑪依拉·艾山　崔濤

摘? 要：造山帶內(nèi)造山作用時(shí)限的劃分是識(shí)別超大陸的重要依據(jù)。為找尋庫(kù)魯克塔格古元古代晚期造山作用與鋯石微區(qū)特征間的聯(lián)系，運(yùn)用LA-ICP-MS技術(shù)分析了石英巖中64個(gè)鋯石U-Pb同位素點(diǎn)。結(jié)果顯示：∑REE=47×10-6～490×10-6（40個(gè)點(diǎn)，下同），570×10-6～1384×10-6（24）;Th/U<0.4（33），Th/U >0.4（31）;Ti=16×10-6～50×10-6（37），50×10-6～251×10-6（27）;Gd/Yb=0.03～0.8（45），Gd/Yb=1.3～4.7（19），元素含量變化范圍大，表明各微區(qū)鋯石成因的不同。綜合分析鋯石各微區(qū)成因，分別為微區(qū)Ⅰ：巖漿成因（～2.5 Ga）;微區(qū)Ⅱ：熱液改造殘留（2.3～2.0 Ga）;微區(qū)Ⅲ①：熱液成因（～1 954 Ma）;微區(qū)Ⅲ②、微區(qū)Ⅳ：變質(zhì)成因（～1 924 Ma、～1 945 Ma）。由內(nèi)而外年齡減小，整體呈升溫增壓的趨勢(shì)，代表一個(gè)進(jìn)變質(zhì)作用過(guò)程，在鋯石邊部達(dá)到變質(zhì)峰期。結(jié)合前人研究成果，認(rèn)為微區(qū)Ⅳ（～1 945 Ma）可能形成于板塊俯沖作用下，微區(qū)Ⅲ②（～1 924 Ma）可能在板塊碰撞環(huán)境下形成。

關(guān)鍵詞：鋯石成因;造山作用; 微量元素;古元古代;庫(kù)魯克塔格

板塊間造山作用、造山帶的形成往往歸因于板塊之間的拼合、碰撞，這種大事件的發(fā)生是廣泛的、全球性的，緊密聯(lián)系著超大陸的匯聚、裂解發(fā)生過(guò)程[1-3]。復(fù)原、重建超大陸是現(xiàn)今地質(zhì)學(xué)者探索前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)的突破口，是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[3-6]。Columbia超大陸是迄今為止識(shí)別的最為古老的超大陸，其形成年齡是依據(jù)印度中央造山帶、華北中部造山帶擴(kuò)展到全球范圍的板塊間造山帶的形成時(shí)限（2.1～1.8 Ga）來(lái)劃分的，目前已基本得到地學(xué)界的認(rèn)可[3-5]。庫(kù)魯克塔格地塊是塔里木克拉通東北緣出露的典型的前寒武紀(jì)基底之一，經(jīng)受了多期巖漿、變質(zhì)、構(gòu)造-熱事件的影響，尤以古元古代晚期較為強(qiáng)烈[7-10]。

近年來(lái)，眾多學(xué)者通過(guò)對(duì)庫(kù)魯克塔格地區(qū)花崗巖、混合巖、變沉積巖的研究提供了塔里木北緣存在對(duì)Columbia超大陸聚合響應(yīng)的年代學(xué)證據(jù)。董昕、Zhang、吳海林等通過(guò)鋯石U-Pb同位素的測(cè)定均獲得2.0～1.8 Ga的變質(zhì)年齡[11-13];He、趙燕、葛榮峰等人分析鋯石Hf同位素也證實(shí)塔里木北緣造山作用在該時(shí)期的存在 [8，14-15]。鋯石因其高度的穩(wěn)定性，能長(zhǎng)期保存礦物形成時(shí)的物化特征，是同位素年代學(xué)研究的首選礦物[14-16]。成因可分3大類（巖漿、變質(zhì)、熱液），3大類之間有或多或少的差異性特征。地質(zhì)學(xué)者常通過(guò)對(duì)巖漿巖、變質(zhì)沉積巖全巖及鋯石中主、微量元素、同位素等地球化學(xué)特征來(lái)推斷地質(zhì)演化進(jìn)程，雖然相較于河流碎屑鋯石減少了鋯石不確定性來(lái)源的問(wèn)題，可在此過(guò)程中卻忽略了變質(zhì)鋯石內(nèi)部微區(qū)結(jié)構(gòu)及不同微區(qū)微量元素差異性的研究，使得在對(duì)鋯石年齡解釋中略顯不足[17-20]。本文從庫(kù)魯克塔格地區(qū)變質(zhì)石英巖中副礦物鋯石著手，據(jù)CL圖像劃分微區(qū)結(jié)構(gòu)，通過(guò)LA-ICP-MS測(cè)試獲得各微區(qū)微量元素、年代學(xué)數(shù)據(jù)，結(jié)合前人研究資料，分析鋯石各微區(qū)成因及該地區(qū)古元古代晚期造山演化過(guò)程。

1? 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木克拉通北臨天山造山帶，南緣為西昆侖造山帶，東南緣為阿爾金造山帶，四周被造山活動(dòng)帶所包圍（圖1-a）。前寒武紀(jì)地層多出露在克拉通邊緣，內(nèi)部大面積被第四紀(jì)沉積物覆蓋。塔里木東北緣前寒武紀(jì)地層出露較為完整的區(qū)域?yàn)閹?kù)魯克塔格地塊，NE向延伸，被兩條呈EW向延伸的大型斷裂所夾持（辛格爾斷裂、興地?cái)嗔眩?，大地?gòu)造位置上屬塔里木東北部隆起地帶（庫(kù)魯克塔格斷?。?kù)魯克塔格地塊中前寒武紀(jì)地層在其西北部產(chǎn)出，呈帶狀、片狀，且有隆、坳相間現(xiàn)象（圖1-b，圖2-a）[10，21-22]。

古元古代地層中廣泛分布的巖石類型為：片巖-片麻巖、長(zhǎng)英質(zhì)粒狀巖類和大理巖類巖石組合，王明陽(yáng)通過(guò)主、微量元素分析，認(rèn)為其具典型孔茲巖系特征[23]。古元古代地層主要在庫(kù)魯克塔格中部及西北部出露，在新疆阿匍口地區(qū)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，將該地層詳細(xì)劃分為古元古界興地塔格群下亞巖群大理巖巖組、變（淺）粒巖巖組和斜長(zhǎng)片麻巖巖組;中亞巖群片巖巖組;上亞巖群片麻巖巖組、大理巖巖組，認(rèn)為是一系列淺海相沉積過(guò)程[24]。張傳林、董昕等在該巖群測(cè)得變質(zhì)年齡多在2.0～1.8 Ga，達(dá)到高角閃巖相-麻粒巖相，同時(shí)期也伴隨發(fā)生巖漿作用，花崗巖類侵入巖（TTG）年齡主要集中在1.94～1.93 Ga，聯(lián)系超大陸的演化進(jìn)程，認(rèn)為是對(duì)Columbia超大陸聚合的響應(yīng)[9，11，25-30]。此外，中元古代晚期（1.4～1.1 Ga）、新元古代（～0.85 Ga）皆經(jīng)歷了多期構(gòu)造熱動(dòng)力事件和混合巖化作用，對(duì)應(yīng)著Rodinia超大陸的匯聚與裂解時(shí)限[31-32]（圖1-c）。

2? 樣品描述

樣品采自興地塔格群中亞巖群片巖巖組中長(zhǎng)英質(zhì)粒狀巖石，采樣地點(diǎn)：E86°25′39.8″，N41°41′12″，地層近直立，呈NW向展布（圖2-a）。該巖群內(nèi)多處可見(jiàn)深熔作用的現(xiàn)象，該現(xiàn)象往往伴隨發(fā)生在造山變質(zhì)作用的峰期，為熱事件發(fā)生的佐證（圖2-c）。鏡下定名為含石墨石榴長(zhǎng)石石英巖，巖石主要由石英、斜長(zhǎng)石、石榴石、黑云母、白云母等組成。顯微鏡下觀察，石英呈他形粒狀，含量75%～80%，粒徑0.1～2 mm，一般0.2～0.5 mm，定向分布，集合體條痕狀、條紋狀定向分布，波狀消光，可見(jiàn)帶狀消光;斜長(zhǎng)石呈他形粒狀，含量10%～15%，粒徑0.2～0.5 mm，星散狀、定向分布，可見(jiàn)聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶，且被絹云母、白云母交代;石榴石呈半自形粒狀，含量5%，粒徑0.5～2 mm，少量0.2～0.5 mm，且被綠泥石、白云母、黑云母交代，孤島狀殘留，鐵鋁榴石種屬為主;黑云母呈片狀，含量小于5%，直徑0.2～0.5 mm，星散狀分布，多被綠泥石、白云母交代，具多色性;白云母呈片狀，含量5%，直徑0.2～0.5 mm，定向分布，集合體似條痕狀、條紋狀定向分布，石墨約2%，峰期變質(zhì)礦物共生組合：Pl+Grt+Q+Gph，變質(zhì)相達(dá)到角閃巖-麻粒巖相（圖2）。

3? 分析方法

具體操作步驟如下：樣品經(jīng)破碎后在雙目鏡下人工挑選（河北廊坊地源礦物測(cè)試分選公司）;再將具有代表性鋯石用環(huán)氧樹脂固定在樣品靶上，并進(jìn)行CL圖像的拍攝（北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司）。U-Pb原位測(cè)年在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，測(cè)試前圈點(diǎn)除了避開(kāi)裂隙、包裹體等，還根據(jù)鋯石顏色、結(jié)構(gòu)的不同均勻確定剝蝕位置。測(cè)試儀器為L(zhǎng)A-ICP-MS（Agilent 7 500a），LA指激光設(shè)備，ICP-MS指成分分子儀器。測(cè)試過(guò)程中以He氣為載氣，10 Hz激光頻率、80 mJ激光強(qiáng)度和32 μm的激光束斑直徑，單點(diǎn)剝蝕激光采樣方式，并將91 500作為標(biāo)樣，采用Anderson方法進(jìn)行普通鉛校正[33]，分析誤差±1σ，年齡采用ISOPLOT程序計(jì)算[32]。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、U-Pb年齡和元素含量計(jì)算見(jiàn)[35]。

4? 分析數(shù)據(jù)與結(jié)果

4.1? CL圖像鋯石微區(qū)

鋯石的外部形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)極易多變，這些變化特征可以反映鋯石生長(zhǎng)的地質(zhì)歷史、相應(yīng)巖漿變質(zhì)重結(jié)晶過(guò)程、外應(yīng)力、蛻晶化引起的內(nèi)部體積擴(kuò)張導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力及鋯石經(jīng)歷的化學(xué)蝕變作用[36-38]。對(duì)鋯石原位測(cè)試的同位素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行解釋更離不開(kāi)鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此，認(rèn)識(shí)鋯石的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常重要。鋯石穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)使其經(jīng)歷巖漿事件、變質(zhì)事件和剝蝕過(guò)程并不被完全消耗而部分保留并增生，常由多個(gè)不同區(qū)域組成，每個(gè)區(qū)域都代表了相應(yīng)的鋯石被消耗或增生的事件[39-40]。通過(guò)CL圖像觀察鋯石的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征是判斷鋯石成因及單顆鋯石不同微區(qū)成因最為直接、簡(jiǎn)單有效的途徑。如巖漿成因鋯石往往有良好的柱狀晶形，且有清晰的結(jié)晶環(huán)帶;變質(zhì)成因鋯石往往呈橢圓-圓狀外形，模糊或無(wú)分帶結(jié)構(gòu);熱液成因鋯石會(huì)有港灣狀的溶蝕邊等。

樣本鋯石直徑50～120 μm，多為75 μm，天然棕色，整體呈渾圓狀，邊界平滑，極個(gè)別為短柱狀，長(zhǎng)寬比大致為1∶1.5。陰極發(fā)光圖像下熒光性差，亮度極低。據(jù)單顆鋯石具不同微區(qū)特征，將其劃分為4個(gè)微區(qū)。微區(qū)Ⅰ位于鋯石最內(nèi)部，展現(xiàn)較清晰的巖漿震蕩環(huán)帶，環(huán)帶寬度極窄;微區(qū)Ⅱ?yàn)槟：?、不?guī)整的震蕩環(huán)帶，環(huán)帶變寬;微區(qū)Ⅲ位于鋯石邊界，亮度極低，黑色，無(wú)分帶結(jié)構(gòu);微區(qū)Ⅳ位于鋯石邊界，亮度略低，灰色，無(wú)分帶結(jié)構(gòu)（圖3）。

4.2? 微區(qū)微量元素分析

鋯石微量元素特征往往指示主巖的成分變化，共生分離結(jié)晶相，混合及熔融源區(qū)性質(zhì)等多種地質(zhì)信息[40-42]。鋯石微量元素特征的研究有利于判斷鋯石成因，對(duì)所得鋯石U-Pb年齡解釋更加合理。通常利用分析稀土元素分布模式圖及微量元素蛛網(wǎng)圖、計(jì)算各特殊元素的異常值等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)（圖4）。

據(jù)不同鋯石結(jié)構(gòu)微區(qū)的劃分，在此基礎(chǔ)上生成各微區(qū)U-Pb年齡諧和圖及稀土元素分布圖（圖5）。圖中所示，各微區(qū)特征如下：微區(qū)Ⅰ有5個(gè)點(diǎn)，除去1個(gè)不諧和點(diǎn)，加權(quán)平均年齡約為（2 583±32） Ma，正Ce負(fù)U，∑REE=453×10-6～979×10-6，（La/Lu）N=0～0.01;微區(qū)Ⅱ有20個(gè)點(diǎn)，除3個(gè)不諧和點(diǎn)，年齡范圍為2 493 ～2 000 Ma，U-Pb年齡諧和圖上顯示，年齡點(diǎn)在諧和線和不諧和線間波動(dòng)分布，與不諧和線上下交點(diǎn)年齡分別為（2 493±210） Ma、（1 854±150） Ma。正Ce負(fù)U，∑REE=307×10-6～1 327×10-6，平均約712×10-6，（La/Lu）N=0～0.02;微區(qū)Ⅲ整體呈左傾模式，年齡范圍集中在2 000～1 850 Ma，但其微量元素明顯存在兩種不同特征：Ⅲ①中，206Pb/207Pb加權(quán)平均年齡為（1 925±17） Ma，與不諧和線上交點(diǎn)年齡為1 952 Ma，δEu=0.03～0.25，δCe=2.84～16.97，均值6.13，（La/Sm）N=0.07～0.66，均值0.32，∑LREE=6×10-6～129×10-6，均值39.70×10-6，∑HREE=177×10-6～1 341×10-6，均值為534×10-6;Ⅲ②中，206Pb/207Pb加權(quán)平均年齡為（1 924±20） Ma，正Ce負(fù)Eu異常，∑LREE=5×10-6～23×10-6，均值13×10-6，∑HREE=37×10-6～131×10-6，均值73×10-6，（Gd/Yb）N=0.51～4.76，均值1.79;微區(qū)Ⅳ中，年齡集中分布在（1 943±30） Ma，正Ce負(fù)U，δEu=0～0.03，δCe=8.76～22，∑HREE=44×10-6～77×10-6，（Ga/Yb）N=1.27～1.76（表1，表2）。

5? 討論

5.1? 各微區(qū)鋯石成因

鋯石的各微區(qū)成因是在鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合Th/U值及稀土元素的變化來(lái)討論的[42-43]。需要注意的是，雖然是由內(nèi)而外劃分微區(qū)結(jié)構(gòu)，但這并不代表每一顆鋯石都包括這些微區(qū)，由于長(zhǎng)時(shí)間巖漿、變質(zhì)熱液等影響，一顆鋯石上僅可保留部分微區(qū)的結(jié)構(gòu)信息。本文樣品鋯石被劃分為4個(gè)微區(qū)。

微區(qū)Ⅰ 與外界幔邊有明顯清晰的環(huán)帶邊，有鋯石初始形成時(shí)棱柱狀外形，Th/U約0.50，REE呈正Ce負(fù)U左傾模式，REE總含量約為675×10-6，判斷微區(qū)Ⅰ為巖漿成因，為繼承鋯石核。共4個(gè)諧和年齡為2 615 Ma，屬新太古代。這是樣品鋯石中最老年齡，代表原巖最早形成時(shí)間。

微區(qū)Ⅱ 位于鋯石核部，Th/U無(wú)明顯變化，但微區(qū)Ⅱ巖漿環(huán)帶逐漸模糊，REE分布模式圖中出現(xiàn)微量元素分布不均勻的現(xiàn)象，明顯受到后期巖漿、變質(zhì)熱液作用改造所殘留的部分，熱事件的溫度變化導(dǎo)致LREE含量起伏變化，Ce異常與Eu異常出現(xiàn)不明顯、平緩特征;部分LREE與微區(qū)Ⅰ明顯差別，且鋯石結(jié)構(gòu)中震蕩環(huán)帶隱約可觀察（TKD-144-46），因未到達(dá)最大沉積年齡的鋯石在任何時(shí)候都可接受其它未知來(lái)源的補(bǔ)充，又結(jié)合U-Pb年齡諧和圖中波動(dòng)的年齡點(diǎn)，推測(cè)該微區(qū)可能存在不同階段的新生鋯石。

微區(qū)Ⅲ REE含量略高，LREE為39.7×10-6，高于微區(qū)Ⅰ的巖漿成因，CL圖中亮度極低，無(wú)分帶結(jié)構(gòu)，HREE存在兩種現(xiàn)象：①LREE高且平緩，HREE上揚(yáng)，REE富集，Th/U較低，高U，年齡集中在（1 924±17） Ma;②LREE呈虧損的左傾模式，HREE相對(duì)MREE虧損或平緩，年齡集中在（1 923±20） Ma（圖6）。綜合對(duì)鋯石成因種類判別的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為①為上交點(diǎn)年齡～1 950 Ma熱液成因所形成，外界高溫?zé)嵋菏沟娩喪＿吶芙狻⒅亟Y(jié)晶[44];②為1 923 Ma與石榴石共生達(dá)高壓麻粒巖相的變質(zhì)重結(jié)晶成因[38]。

微區(qū)Ⅳ 亮度稍淺，灰色往往在最外層包圍著整顆鋯石，無(wú)分帶結(jié)構(gòu)，正Ce負(fù)Eu，HREE相對(duì)虧損，應(yīng)為Ⅲ①區(qū)域熱液鋯石部分在形成之后（約1 943 Ma或近乎同時(shí)期）經(jīng)后期高溫烘烤，使其中U等REE含量析出重結(jié)晶形成[38]，即所謂的“漂白反應(yīng)”[45]，造成U/Pb值（約為1）增大。

5.2? 變質(zhì)作用時(shí)限

在庫(kù)魯克塔格地區(qū)有年代學(xué)相關(guān)的研究。Zhang等對(duì)辛格爾以南工作，以鋯石微區(qū)的稀土元素分布特征識(shí)別出1.9～1.8 Ga的變質(zhì)年齡[46];董昕等對(duì)庫(kù)爾勒鐵門關(guān)一帶的副變質(zhì)巖碎屑鋯石定年和成因分析獲取了1.89～1.85 Ga的變質(zhì)年齡[11];葛榮峰在同一地區(qū)以相同方法獲取～1.85 Ga的變質(zhì)年齡[8];吳海林等庫(kù)爾勒鐵門關(guān)一帶的副變質(zhì)巖碎屑鋯石～1.85 Ga的峰值和單一年齡，認(rèn)為是變質(zhì)年齡[13];孫敏佳在庫(kù)爾勒以東對(duì)泥質(zhì)變質(zhì)巖碎屑鋯石的工作，得出1.87 Ga的變質(zhì)年齡[47]。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度考慮，隨樣本數(shù)據(jù)的增加，統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可信越高[48]。為證實(shí)測(cè)試結(jié)果的可靠性，本文收集了近年來(lái)庫(kù)魯克塔格地區(qū)太古代—古元古代巖漿、變質(zhì)成因鋯石207Pb/206Pb表面年齡數(shù)據(jù)[7-9，11，13，28-30，46-47，49-51]，與本文58個(gè)（諧和度大于95%）測(cè)試點(diǎn)范圍內(nèi)（2.7～1.8 Ga）大致相同?？傮w來(lái)說(shuō)，與庫(kù)魯克塔格地區(qū)經(jīng)歷的變質(zhì)作用時(shí)代（2.0～1.8 Ga）認(rèn)識(shí)趨于一致，認(rèn)為是對(duì)Columbia超大陸聚合的響應(yīng)（圖6）。

5.3? 變質(zhì)作用溫壓條件

鋯石的成因受其形成時(shí)所處的環(huán)境影響，鋯石成因的不同亦反映鋯石的形成環(huán)境。通過(guò)相關(guān)指示元素變化的統(tǒng)計(jì)分析，可對(duì)樣品鋯石或區(qū)域巖石的形成環(huán)境做出判斷。對(duì)其形成的壓力、溫度作相關(guān)分析、推測(cè)。Waston等人利用鋯石中Ti對(duì)溫度敏感的特性，總結(jié)了鋯石Ti溫度計(jì)的計(jì)算公式[39]。在對(duì)采樣區(qū)野外調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在大量絲發(fā)狀礦物金紅石，且相較一般的鋯石Ti含量很高，說(shuō)明Ti元素達(dá)到飽和，滿足計(jì)算條件。通過(guò)計(jì)算得出鋯石形成溫度范圍在750℃～1 150℃，平均900℃，由老到新整體溫度略有降低的趨勢(shì)，但在微區(qū)Ⅲ①、微區(qū)Ⅳ區(qū)域內(nèi)溫度有小范圍的升高，這解釋了熱液成因的形成與“漂白反應(yīng)”發(fā)生（圖7-a）。對(duì)于壓力的計(jì)算，沒(méi)有定值，主要是根據(jù)HREE含量的高低來(lái)判斷形成壓力的增大或減小。當(dāng)石榴子石和鋯石共存時(shí)，會(huì)大量吸收HREE元素，導(dǎo)致鋯石HREE含量低，代表鋯石形成在高壓環(huán)境下[16，38]。從圖中可看出（圖7-b，圖8），微區(qū)Ⅲ②中HREE含量極低，是與石榴子石共存的變質(zhì)成因，且?guī)r相學(xué)中也有石榴子石的存在，判斷該時(shí)期是形成在高壓環(huán)境下。整體來(lái)看，鋯石由內(nèi)而外呈升溫增壓的趨勢(shì)。

在對(duì)樣品作了以上分析工作后，有必要考慮鋯石年齡的誤差及溫壓條件計(jì)算的可行性問(wèn)題。放射性同位素衰變定年的前提是保證樣品沒(méi)有與外界發(fā)生能量交換，即體系是相對(duì)封閉的。以32 μm的激光束斑以一定的深度剝蝕單顆鋯石微區(qū)，難免會(huì)出現(xiàn)CL圖像的鋯石表面與內(nèi)部剝蝕部分的結(jié)構(gòu)不一致，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的誤差。如本文鋯石微區(qū)Ⅲ②與微區(qū)Ⅳ稀土元素配分相似，微區(qū)Ⅲ①與微區(qū)Ⅳ在年齡值上又極為接近，盡管其在微區(qū)結(jié)構(gòu)上存在著明顯的不同。在表面年齡對(duì)比圖中（圖6），兩種鋯石結(jié)構(gòu)的年齡被一個(gè)峰期所掩蓋，可是古元古代晚期此次變質(zhì)作用發(fā)生是必然的。隨著今后同位素測(cè)試技術(shù)的提高，在礦物微區(qū)結(jié)構(gòu)的分析方面將會(huì)取得更大突破。

5.4? 對(duì)古元古代造山作用的約束

Zhao等總結(jié)全球2.1～1.8 Ga期間的造山作用，認(rèn)為全球各大陸塊在本期造山作用時(shí)聚合成為Columbia超大陸，以造山帶、基底地質(zhì)對(duì)比為根據(jù)，描繪出了Columbia超大陸的復(fù)原圖[4-5]。Li、Xia等在對(duì)華北克拉通孔茲巖系的變質(zhì)研究中認(rèn)為，東西板塊間發(fā)生的板塊間的俯沖、碰撞拼合發(fā)生在1.95～1.85 Ga[53-54]。Zhang在敦煌高壓麻粒巖中獲得近等溫降壓的順時(shí)針P-T-t軌跡和1.85 Ga的峰期變質(zhì)年齡[12]。葛榮峰等認(rèn)為庫(kù)魯克塔格地塊與敦煌-阿拉善-陰山等陸塊具有類似的新太古代—古元古代早期的基底與古元古代晚期穩(wěn)定沉積蓋層。庫(kù)魯克塔格地區(qū)孔茲巖系在巖石組合和地球化學(xué)特征上與華北克拉通孔茲巖系存在很大相似性，可能是華北克拉通孔茲巖系的西延，代表了～1.92 Ga 塔里木克拉通與華北克拉通西部陸塊的碰撞拼合邊界，并于～1.85 Ga 共同聚合形成Columbia 超大陸的一部分。在Columbia 超大陸復(fù)原圖內(nèi)，可將塔里木克拉通東北部放置于華北克拉通西南部[8，13，15，47，51，53]。

在庫(kù)魯克塔格地區(qū)，僅雷如雄在文中提到俯沖作用發(fā)生的相關(guān)時(shí)限～1.94 Ga，其它學(xué)者研究多在于鋯石的最大沉積年齡以及變質(zhì)作用的發(fā)生時(shí)間[54]。從本文樣品鋯石所展現(xiàn)的結(jié)構(gòu)微區(qū)、微量元素、年齡特征來(lái)看，對(duì)比Rubatto、Daniela所總結(jié)的俯沖作用下各鋯石類型，微區(qū)Ⅳ符合高溫高壓俯沖作用所形成的鋯石特征，俯沖作用產(chǎn)生的高溫使鋯石發(fā)生“漂白反應(yīng)”，形成微區(qū)Ⅳ灰色鋯石邊部[55]。且?guī)r石中石墨礦物的存在，亦為高溫條件的佐證。由此看來(lái)，緊隨其后的1.92 Ga微區(qū)Ⅲ②則應(yīng)是在俯沖之后的板塊碰撞過(guò)程中形成的高壓區(qū)域，微區(qū)Ⅲ①與微區(qū)Ⅲ②在結(jié)構(gòu)上雖無(wú)差別，但在HREE的富集程度上極為不同，微區(qū)Ⅲ①在諧和圖中上交點(diǎn)的年齡為1.95 Ga，如將上交點(diǎn)年齡看作該結(jié)構(gòu)的形成初始時(shí)間的話，那么微區(qū)Ⅳ的形成發(fā)生在微區(qū)Ⅲ①之后1 000 Ma。整體來(lái)看，鋯石微區(qū)由內(nèi)而外隨年齡的變化其形成溫度、壓力在逐漸增長(zhǎng)，1.94 Ga達(dá)到溫度的峰期，1.92 Ga達(dá)到壓力的峰期，展現(xiàn)了一個(gè)進(jìn)變質(zhì)作用的過(guò)程。

本文利用鋯石記錄地球化學(xué)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，將庫(kù)魯克塔格地區(qū)古元古代造山作用與鋯石結(jié)構(gòu)、微量元素特征聯(lián)系起來(lái)，雖不能計(jì)算出精確的溫度、壓力值，但可明顯區(qū)分出鋯石微區(qū)結(jié)構(gòu)由內(nèi)而外年齡的變化、以及各微區(qū)結(jié)構(gòu)溫度、壓力的不同，有利于進(jìn)一步構(gòu)建變質(zhì)造山作用P-T-t演化軌跡。

6? 結(jié)論

（1） 微區(qū)鋯石成因：微區(qū)Ⅰ（～2.5 Ga）為巖漿鋯石殘留部分;微區(qū)Ⅱ（2.3～2.0 Ga）為巖漿熱事件改造部分;微區(qū)Ⅲ為熱液流體參與完全改造部分（～1.95 Ga）以及高壓變質(zhì)部分（～1.92 Ga）;微區(qū)Ⅳ（～1.94 Ga）為高溫高壓作用下的變質(zhì)析出部分。

（2） 鋯石記錄的變質(zhì)作用時(shí)間為古元古代晚期（2.0～1.8 Ga），對(duì)應(yīng)全球范圍內(nèi)Columbia超大陸聚合階段。

（3） 鋯石由內(nèi)而外大致呈升溫增壓趨勢(shì)，記錄了進(jìn)變質(zhì)作用下的信息。微區(qū)Ⅳ（～1.94 Ga）達(dá)到溫度峰期，可能形成于俯沖作用下;微區(qū)Ⅲ②（～1.92 Ga）達(dá)到壓力峰期，可能在板塊碰撞作用下形成。

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Abstract： The division of orogenic time limits in orogenic belts is an important basis for identifying supercontinents.To find the relationship between late paleoproterozoic orogeny and zircon microzonal features， 64 zircon U-Pb isotopic spots in quartzite were analyzed by LA-ICP-MS.The results showed that： ∑REE=47×10-6～490×10-6（40 points， the same below），570×10-6～1 384×10-6 （24）;Th/U<0.4（33），Th/U >0.4（31）;Ti=16×10-6～50×10-6（37），50×10-6～251×10-6 （27）;Gd/Yb=0.03～0.8（45），1.3～4.7（19）， The variation range of element content is large， which indicates that the origin of zircon in each micro area is different.Analysis the genesis of zircon microregions， respectively： the micro areaⅠ： magmatic origin （～2.5Ga）;Ⅱ： hydrothermal transformation（2.3～2.0 Ga）;Ⅲ①： hydrothermal（～1 954 Ma）; Ⅲ②、Ⅳ： metamorphism （～1 924 Ma， ～1945 Ma）.From the inside out， the age decreases， and the overall trend is to increase temperature and pressure， which should represent a process of metamorphism， reachingthe metamorphic peak at the edge of the zircon.In combination with the previous research results in this region，the hydrothermal genesis of 1 945 Ma may be formed in the high-temperature environment with subduction，and the metamorphic genesis of 1 924 Ma may be formed in the high-pressure environment with collision.This study provides time constraints for the inter plate orogeny in this area.

Key words： Genesis of zircon; Orogeny; Trace element; Paleoproterozoic; Kuruktage