阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖的成因及其構(gòu)造意義*

葉現(xiàn)韜 張傳林

河海大學(xué)海洋學(xué)院，南京 210098

塔里木克拉通是中國(guó)最重要的三大克拉通之一，但是由于沙漠覆蓋和研究程度低，一直被認(rèn)為是具有統(tǒng)一前寒武紀(jì)基底的克拉通(辛后田等, 2013)。然而，隨著對(duì)塔里木克拉通前寒武紀(jì)基底研究的深入，越來越多的年代學(xué)及巖石學(xué)證據(jù)顯示塔里木克拉通早前寒武紀(jì)基底是由兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的塊體組成。有學(xué)者通過對(duì)塔中鉆孔巖芯研究認(rèn)為塔里木克拉通前寒武紀(jì)基底分為南北兩個(gè)塊體(Yangetal., 2018)，且這兩個(gè)塊體最終沿中央縫合帶于新元古代拼合在一起(Xuetal., 2013)。也有學(xué)者通過對(duì)比塔里木周緣古-中元古代變質(zhì)事件和巖漿活動(dòng)提出塔里木克拉通前寒武紀(jì)基底可能由庫(kù)魯克塔格-敦煌地體、阿克塔什塔格地體、塔里木西南地體和阿克蘇地體組成(張健等, 2014; Yeetal., 2016; Zhangetal., 2014)。顯然，這一認(rèn)識(shí)目前還存在爭(zhēng)議。

太古宙TTG巖石廣泛分布于各個(gè)古老的克拉通(張旗和翟明國(guó), 2012)，如西加拿大地盾(Sandemanetal., 2006)、蘇必利爾克拉通(Henryetal., 2000)、波羅的地盾(Samsonovetal., 2005)、西格林蘭克拉通(Polatetal., 2008)、華北克拉通(萬渝生等, 2017)、南非和津巴布韋克拉通等(Kr?neretal., 1999)。年代學(xué)研究表明，全球大多數(shù)TTG巖石形成于2.9～2.7Ga，其主要來源于基性巖石部分熔融，并有不同程度地幔橄欖巖的加入(Zhai and Santosh, 2011)。同時(shí)，這一時(shí)代也是大陸地殼增生的主要階段(Condie, 1998; Zhai and Santosh, 2011)。因此，太古宙TTG巖石作為克拉通變質(zhì)基底的重要組成部分(翟明國(guó), 2017)。它不僅為地球早期提供了陸殼物質(zhì)，還記錄了地球早期構(gòu)造環(huán)境和地殼演化的重要信息(Jahnetal., 1981; Moyen and Martin, 2012)。所以，對(duì)太古宙TTG巖石的成因研究具有非常重要的意義。另外，太古宙TTG巖石作為花崗巖類富含鋯石等副礦物，由于鋯石具有良好的穩(wěn)定性和抗風(fēng)化等特點(diǎn)，使其能夠很好地記錄和保存早期地質(zhì)體經(jīng)歷的構(gòu)造熱事件(Wu and Zheng, 2004)。所以對(duì)太古宙TTG進(jìn)行精細(xì)的年代學(xué)研究同樣可以為區(qū)域構(gòu)造演化提供非常重要的信息(Zongetal., 2013)。

本文通過對(duì)塔里木克拉通東南阿爾金北緣基底巖石(TTG片麻巖)進(jìn)行鋯石SHRIMP U-Pb定年、全巖主微量元素及同位素分析，結(jié)合前人研究資料，探討阿爾金北緣TTG片麻巖的成因，揭示塔里木克拉通周緣塊體的構(gòu)造演化和親緣性。

1 區(qū)域地質(zhì)背景與樣品采集

塔里木克拉通位于中國(guó)西北地區(qū)，是中國(guó)最重要的三個(gè)克拉通之一，也是中國(guó)最主要的前寒武紀(jì)克拉通(圖1a, Zhao and Cawood, 2012; Zhangetal., 2013a, b; Zhuetal., 2020)。其面積將近60萬平方千米，大部分被沙漠覆蓋(大于85%)(Xuetal., 2013; Zhuetal., 2013, 2014, 2017)。因此，塔里木前寒武紀(jì)基底主要出露于塔里木盆地周緣地區(qū)，主要有北緣的庫(kù)魯克塔格地區(qū)，西南的鐵克里克地區(qū)以及東南的敦煌-阿爾金北緣地區(qū)(圖1b)。

敦煌-阿爾金北緣地區(qū)位于星星峽-且末斷裂、北山造山帶和阿爾金斷裂所夾持的區(qū)域(圖1b)，即前人所說的阿北地塊(陸松年和袁桂邦, 2003; 辛后田等, 2012)或者敦煌地塊(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989; 梅華林等, 1997, 1998; 辛后田等, 2013; 許志琴等, 1999; 張建新等, 2011)。前寒武紀(jì)巖石主要分布在敦煌地區(qū)(東巴兔山、三危山、紅柳峽以及多壩溝)和阿爾金北緣地區(qū)(喀臘大灣和阿克塔什塔格)(Zhaoetal., 2015; 甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989; 李志琛, 1994)(圖1c)。該區(qū)早前寒武紀(jì)基底主要由TTG片麻巖、基性斜長(zhǎng)角閃巖、基性麻粒巖、具有“孔茲巖系”特征的敦煌群和米蘭群組成(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989; 劉永順等, 2009; 梅華林等, 1997; 于海峰等, 1998)。

敦煌地區(qū)TTG片麻巖的原巖的形成時(shí)代主要集中在2.5～2.7Ga(Wangetal., 2014; Yuetal., 2014; Zhangetal., 2012a, 2013b; Zhaoetal., 2015; Zongetal., 2013; 梅華林等, 1997, 1998; 王忠梅等, 2013; 張建新等, 2011; 趙燕等, 2013, 2015)，并且在TTG片麻巖中普遍記1.85～1.80Ga的變質(zhì)年齡(Zhangetal., 2012a, 2013b; Zhaoetal., 2015)。另外，該地區(qū)的基性麻粒巖也記錄了～1.84Ga的高壓變質(zhì)事件(Zhangetal., 2012a)。此外，原巖年齡為～1.83Ga島弧拉斑玄武巖遭受了低麻粒巖-高角閃巖相變質(zhì)形成含石榴石斜長(zhǎng)角閃巖(Wangetal., 2014; 王忠梅, 2013)?；月榱r相對(duì)較高的變質(zhì)壓力以及順時(shí)針P-T演化軌跡都指示了敦煌地區(qū)在1.84～1.83Ga時(shí)處于碰撞造山環(huán)境(Zhangetal., 2012b; Wangetal., 2014)。直到1.77Ga出現(xiàn)A型花崗巖可能發(fā)生了由碰撞擠壓向伸展拉張的構(gòu)造轉(zhuǎn)換(Yuetal., 2014)。之后，約1.61Ga時(shí)板內(nèi)巖漿活動(dòng)開始發(fā)育并形成了具有OIB特征的玄武巖(現(xiàn)為角閃巖)，此時(shí)敦煌地區(qū)已處于板內(nèi)穩(wěn)定環(huán)境(Wangetal., 2014; 王忠梅, 2013)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)中亞造山帶構(gòu)造圖；(b)塔里木克拉通前寒武紀(jì)巖石分布圖(據(jù)Lu et al., 2008修改)；(c)阿爾金北緣-敦煌地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)梅華林等, 1997修改)；(d)阿爾金北緣地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified geological maps of studied area(a) simplified tectonic map of Central Asian Orogenic Belt (CAOB) showing the location of the Tarim Craton; (b) geological map of the Tarim Craton showing the distribution of the Precambrian rocks (modified after Lu et al., 2008); (c) simplified geological map of the North Altyn Tagh-Dunhuang area (modified after Mei et al., 1997); (d) geological map of the North Altyn Tagh area

圖2 阿爾金北緣喀臘大灣地區(qū)典型的野外照片和鏡下照片(a、b)新太古代TTG片麻巖被未變形基性巖墻侵入；(c、d)新太古代TTG片麻巖的露頭特征；(e-h)新太古代TTG片麻巖的鏡下照片.Amp-角閃石；Bi-黑云母；Kfs-鉀長(zhǎng)石；Pl-斜長(zhǎng)石；Q-石英Fig.2 Representative eld photos and photomicrographs showing the Precambrian rocks in Kaladawan, North Altyn Tagh area(a, b) Neoarchean TTG gneiss intruded by undeformed mafic dykes; (c, d) Neoarchean TTG gneiss show typical gneissic structure; (e-h) representative photomicrographs of the Neoarchean tonalitic gneisses. Amp-amphibole; Bi-biotite; Kfs-K-feldspar; Pl-plagioclase; Q-quartz

圖3 典型鋯石CL圖像圓圈代表分析點(diǎn)位和離子探針束斑大小，對(duì)應(yīng)的年齡(Ma)已標(biāo)出Fig.3 CL images of representative zirconsAnalytical spots and ages in Ma are shown

圖4 阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖鋯石U-Pb諧和圖Fig.4 Concordia plots of U-Pb zircon data for zircons from the Neoarchean gneiss in the North Altyn Tagh area

阿爾金北緣地區(qū)的早前寒武紀(jì)研究相對(duì)較早，積累了一系列重要的年代學(xué)資料。研究顯示阿爾金北緣地區(qū)TTG片麻巖的形成于2.5～2.8Ga(Longetal., 2014; Luetal., 2008; Zhangetal., 2014)，并在奧長(zhǎng)花崗片麻巖中發(fā)現(xiàn)了～3.6Ga的繼承鋯石。同時(shí)TTG片麻巖的Hf同位素證據(jù)也都顯示該區(qū)存在太古代地殼可能性(Longetal., 2014; Lu, 2001; Luetal., 2008; 李惠民等, 2001)。值得一提的是，近來有學(xué)者在阿克塔克塔格地區(qū)發(fā)現(xiàn)了～3.7Ga的英云閃長(zhǎng)片麻巖(Geetal., 2018, 2020)，這是塔里木克拉通迄今發(fā)現(xiàn)的最老的巖石。阿爾金北緣地區(qū)發(fā)育一套2.03～2.01Ga具有的島弧特征的片麻狀花崗巖和片麻狀輝長(zhǎng)巖，證實(shí)該地區(qū)古元古代中晚期仍處于俯沖構(gòu)造環(huán)境(Zhangetal., 2014; 辛后田等, 2011)。此后，該地區(qū)普遍遭受了～2.0Ga變質(zhì)事件(Longetal., 2014; Zhangetal., 2014; 辛后田等, 2012)。且這一變質(zhì)事件同樣被石榴角閃巖(Zhangetal., 2019)和麻粒巖所記錄(Wuetal., 2019)。這都表明～2.0Ga左右阿爾金北緣地區(qū)已進(jìn)入碰撞造山階段(Zhangetal., 2014; 辛后田等, 2012)。隨后，～1.85Ga具有OIB地球化學(xué)特征的基性巖墻侵入到TTG片麻巖和古元古代片麻狀花崗巖中，初步研究顯示他們可能與地幔柱巖漿活動(dòng)或者板內(nèi)伸展環(huán)境有關(guān)(Zhangetal., 2014)。

2 分析方法

2.1 鋯石SHRIMP U-Pb定年

本研究用于SHRIMP U-Pb定年的鋯石顆粒來源于17ALT06樣品。首先對(duì)該巖石樣品進(jìn)行粗碎，再通過重液和磁選的方法分選出鋯石顆粒，然后在雙目鏡下將具代表性的鋯石顆粒和鋯石標(biāo)樣(TEMORA)一起黏貼在環(huán)氧樹脂表面并拋光至露出鋯石顆粒中心。通過對(duì)鋯石靶進(jìn)行透射光、反射光顯微照相和陰極發(fā)光(CL)照相檢查鋯石的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。鋯石U-Pb定年在北京離子探針中心SHRIMP Ⅱ上完成，詳細(xì)的分析測(cè)試方法參見Williams (1998)。分析過程中儀器使用的一次流(O2-)強(qiáng)度為3～5nA，束斑直徑為25μm。在鋯石樣品分析之前先對(duì)其掃描120秒，以去除表面雜質(zhì)，然后對(duì)分析點(diǎn)進(jìn)行5組掃描和數(shù)據(jù)采集。在分析過程中所用標(biāo)樣為M257(U=840×10-6, Nasdalaetal., 2008)和TEMORA(417Ma, Blacketal., 2003)，分別用于鋯石U含量和U-Pb年齡校正。每測(cè)試3～4個(gè)樣品點(diǎn)測(cè)試1次標(biāo)樣TEMORA，檢驗(yàn)U-Pb定年數(shù)據(jù)質(zhì)量。SHRIMP U-Pb年齡數(shù)據(jù)采用SQIUD和ISOPLOT程序(Ludwig, 2001, 2003)進(jìn)行處理和作圖。同位素比值和單點(diǎn)的年齡誤差均為1σ，加權(quán)平均年齡誤差的置信度為95%。

2.2 全巖主微量元素分析

全巖主量元素采用X熒光光譜分析方法在中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試儀器為Rigaku ZSK 100e型熒光光譜儀。樣品處理流程類似于Lietal. (2000)，將0.5g樣品和4g Li2B4O7混合均勻后倒入鉑金坩堝并加入適量脫模劑溴化鋰和氧化劑硝酸鋰，置于1200℃高溫熔融。待熔融完成后取出倒入鉑金磨具中冷卻成玻璃片以后進(jìn)行XRF測(cè)試。樣品的燒失量(LOI)為將干燥的樣品在1000℃下灼燒1小時(shí)所損失的重量百分率。分析精度優(yōu)于5%。全巖微量元素分析在中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)完成，分析儀器為Perkin-Elmer Sciex ELAN DRC-e ICP-MS，分析測(cè)試過程參見Qietal. (2000)。樣品前處理流程為：準(zhǔn)確稱取200目或以下的樣品粉末50mg加入特氟龍悶罐中，加入1mL HF，在電熱板上蒸干以趕去SiO2，然后加入1mL HF和0.5mL HNO3，加蓋并放入不銹鋼外套中密封置于烘箱中于200℃下消解48小時(shí)。取出待冷卻后于電熱板上蒸干，加入1mL HNO3蒸干并重復(fù)一次。加入2mL HNO3和5mL蒸餾水重新置于烘箱中130℃溶解殘?jiān)?小時(shí)。完成后取出冷卻，加入500ng Rh內(nèi)標(biāo)溶液并轉(zhuǎn)移至50mL離心管中待測(cè)。測(cè)試中采用國(guó)際標(biāo)樣GBPG-1、OU-6和國(guó)家標(biāo)樣GSR-1和GSR-3進(jìn)行分析質(zhì)量控制，分析精度優(yōu)于10%。

2.3 全巖Sr-Nd同位素分析

樣品的Sr-Nd同位素的化學(xué)分離和測(cè)試均在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)室完成。分析流程為：稱取200目或以下的樣品粉末約100mg于特氟龍悶罐中，分別加人純化的2mL HF、0.3mL HClO4和1mL HNO3于120℃熔樣一周，蒸干，加入6mL 6N HCl再蒸干，然后加入純化的1mL 2.5N HCL并轉(zhuǎn)移至離心管中靜置過夜，離心后取清液置于Rb-Sr陽離子交換柱(AG50w×12)分離出Sr和稀土元素，然后將接收的稀土溶液加入到Sm-Nd交換柱(P507)中分離Sm和Nd，蒸干后點(diǎn)樣待測(cè)。測(cè)試儀器為Thermo Fisher公司生產(chǎn)的Triton型的熱電離質(zhì)譜儀(TIMS)。Nd同位素的質(zhì)量分餾用146Nd/144Nd=0.7219進(jìn)行校正。本次測(cè)試中實(shí)測(cè)的USGS標(biāo)樣BCR-2的143Nd/144Nd平均值為0.512641±0.000004(2σ)，87Sr/86Sr平均值為0.704985±0.000006 (2σ)。

圖5 阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖的地球化學(xué)判別圖(a)硅堿圖(Middlemost, 1994)，堿性與亞堿性的分界線來源于Irvine and Baragar (1971)；(b) SiO2-K2O圖(據(jù)Le Maitre, 1989修改)；(c) SiO2-MgO圖(據(jù)Xiong et al., 2014修改)；(d)標(biāo)準(zhǔn)礦物分類圖(據(jù)O’Connor, 1956修改).阿爾金北緣TTG數(shù)據(jù)來源于Long et al. (2014)和Zhang et al. (2014);敦煌TTG數(shù)據(jù)來源于Zhang et al. (2013b)和Zong et al. (2013);庫(kù)魯克塔格TTG數(shù)據(jù)來源于Long et al. (2010)和Zhang et al. (2012a);圖6、圖8數(shù)據(jù)來源同此圖Fig.5 Geochemical discrimination diagrams for the Neoarchean TTG gneisses in the North Altyn Tagh area(a) SiO2 vs. total alkali (Na2O + K2O) content diagram (Middlemost, 1994), and alkaline and subalkaline division is after Irvine and Baragar (1971); (b) SiO2 vs. K2O diagram (after Le Maitre, 1989); (c) SiO2 vs. MgO diagram (modified after Xiong et al., 2014); (d) normative feldspar classification (after O’Connor, 1965). Data for North Altyn Tagh TTG from Long et al. (2014) and Zhang et al. (2014); data for Dunhuang TTG from Zhang et al. (2013b) and Zong et al. (2013); data for Kuluketage TTG from Long et al. (2010) and Zhang et al. (2012a); also in Fig.6 and Fig.8

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石SHRIMP U-Pb年齡

英云閃長(zhǎng)片麻巖中的鋯石顆粒多數(shù)呈自形，長(zhǎng)度達(dá)100～150μm，長(zhǎng)寬比為2:1至3:1(圖3)。多數(shù)鋯石顆粒呈粉紅色、棱柱狀，陰極發(fā)光顯示幾乎全部鋯石具有清晰的核-邊結(jié)構(gòu)。CL圖像顯示鋯石核部為灰色，且具有典型巖漿鋯石的振蕩環(huán)帶；邊部白色，為典型的變質(zhì)增生邊。對(duì)15粒鋯石的19個(gè)點(diǎn)進(jìn)行SHRIMP U-Pb同位素分析，其中核部13個(gè)點(diǎn)，邊部6個(gè)點(diǎn)(表1)。這些核部鋯石的U含量變化較大，為75×10-6～1142×10-6，Th含量為77×10-6～603×10-6，Th/U比值為0.22～1.06；其中9個(gè)點(diǎn)的206Pb/238U 和207Pb/235U 年齡在誤差范圍內(nèi)諧和度超過90%(表1)；另外4個(gè)點(diǎn)由于Pb的丟失或獲得分別落在了諧和線的下方和上方(圖4a)，這一現(xiàn)象在太古宙TTG片麻巖中很常見(Corfu, 2013)。這13個(gè)點(diǎn)構(gòu)成了一條不一致線，其交點(diǎn)年齡為2733±19Ma(MSWD=5.5)，除諧和度最差的8.1和12.1外，其余11個(gè)點(diǎn)的207Pb/206Pb年齡的加權(quán)平均值為2740±19Ma(MSWD=10.2, n=11，圖4b)。因此，～2750Ma可以作為該英云閃長(zhǎng)片麻巖的形成年齡。變質(zhì)增生邊6個(gè)點(diǎn)的U與Th的含量很低，分別為8×10-6～15×10-6和6×10-6～20×10-6，Th/U比值為0.66～1.32(表1)。這些邊部年齡可以分為兩組：年齡較大的一組共有4個(gè)點(diǎn)，它們的206Pb/238U和207Pb/235U年齡在誤差范圍內(nèi)諧和(圖4a)，其交點(diǎn)年齡為2512±110Ma(MSWD = 0.67)，207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為2494±53Ma(MSWD=0.52, n=4，圖4c)；年齡較小的一組共有2個(gè)點(diǎn)，其206Pb/238U和207Pb/235U年齡均在諧和線附近，交點(diǎn)年齡和207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡分別為1964±82Ma和1962±78Ma。

3.2 全巖主微量元素

樣品的主微量元素分析結(jié)果見表2。TTG片麻巖具有富SiO2(62.96%～66.99%)、中等K2O(1.18%～2.88%)和高Na2O(3.99%～4.40%)的特點(diǎn)(表2)。在TAS圖中，所有樣品均落在花崗閃長(zhǎng)巖靠近英云閃長(zhǎng)巖的區(qū)域內(nèi)(圖5a, LeMaitre, 1989)，屬于鈣堿性巖石系列(圖5b)。與晚太古代TTG平均成分(Condie, 2005)相比，這些樣品的Al2O3(14.82%～15.71%)、CaO(2.97%～4.03%)和MgO(1.33%～3.08%)更高(圖5c)。在標(biāo)準(zhǔn)化An-Ab-Or圖中，所有樣品都投在英云閃長(zhǎng)巖的區(qū)域內(nèi)，與前人的樣品一起構(gòu)成典型的TTG巖石組合(圖5d)。

上述TTG片麻巖具較低的REE總量(85×10-6～272×10-6)，且在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素圖解上表現(xiàn)為輕稀土強(qiáng)烈富集((La/Yb)N=25～49)的配分型式，除17ALT06為Eu正異常(Eu/Eu*=1.75)外，其余樣品均表現(xiàn)出不明顯的Eu異常(Eu/Eu*=0.77～0.99)(圖6a)。此外，這些巖石樣品具有高Sr (469×10-6～764×10-6)、 低Y (4.72×

表2 阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖主量元素(wt%)與微量元素(×10-6)地球化學(xué)數(shù)據(jù)

表3 阿爾金北緣地區(qū)新太古代TTG片麻巖Sr-Nd同位素組成

10-6～13.5×10-6)和Yb(0.369×10-6～0.989×10-6)含量，Sr/Y比值為41.03～99.36，與現(xiàn)今的埃達(dá)克巖的特點(diǎn)非常相似(Kay, 1978; Defant and Drummond, 1990; Martinetal., 2005)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖上，它們顯示出強(qiáng)烈的Nb-Ta虧損和Ti負(fù)異常的特征(圖6b)。

圖6 阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素模式圖(a,標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖(b, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns (a, normalization values after Boynton, 1984) and primitive mantle-normalized spider diagrams (b, normalization values after Sun and McDonough, 1989) for the Neoarchean TTG gneisses in the North Altyn Tagh area

3.3 全巖Sr-Nd同位素組成

上述TTG片麻巖樣品的Rb/Sr比值為0.11和0.07，87Sr/86Sr比值變化較大(0.718598和0.714104)，對(duì)應(yīng)的初始87Sr/86Sr比值為0.705583和0.705956(表3)。它們的143Nd/144Nd比值變化較小(0.510768和0.510837)，對(duì)應(yīng)的εNd(t)值分別為3.6和0.2(圖7)，兩階段虧損地幔的Nd模式年齡(tDM2)為 3.70～3.62Ga(表3)。

曾幾何時(shí)，由于現(xiàn)實(shí)中諸多因素限制，不少具有民辦非企業(yè)單位性質(zhì)的社會(huì)組織無法按照正常程序登記為“民辦非企業(yè)單位”，而只能在工商部門注冊(cè)為企業(yè)單位，對(duì)這些社會(huì)組織的活動(dòng)開展造成了非常不利的影響，甚至還經(jīng)常有 “非法活動(dòng)”的危險(xiǎn)。在《十二五規(guī)劃綱要》當(dāng)中，政府提出要“重點(diǎn)培育、優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟(jì)類、公益慈善類、民辦非企業(yè)單位和城鄉(xiāng)社區(qū)社會(huì)組織”，對(duì)這些“特殊類別”的組織的登記審批相關(guān)工作都加以簡(jiǎn)化，一定程度上降低這些組織的“準(zhǔn)入門檻”，同時(shí)對(duì)監(jiān)督管理工作仍然進(jìn)一步強(qiáng)化。新形勢(shì)下要求政府進(jìn)一步轉(zhuǎn)變職能，這使某些類別社會(huì)組織的活動(dòng)空間得到了拓展；在此機(jī)遇下，其生存狀況逐步得到好轉(zhuǎn)，有望發(fā)揮更大的作用。

圖7 巖石結(jié)晶年齡與εNd(t)圖解(底圖據(jù)Hu et al., 2000修改)敦煌地區(qū)TTG數(shù)據(jù)來源于梅華林等(1998)和Zong et al. (2013)；庫(kù)魯克塔格TTG數(shù)據(jù)來源于Zhang et al. (2012a)Fig.7 Crystallization ages vs. εNd(t) diagram (modified after Hu et al., 2000)Data for Dunhuang TTG from Mei et al. (1998) and Zong et al. (2013); data for Kuluketage TTG from Zhang et al. (2012a)

4 討論

4.1 阿爾金北緣TTG片麻巖巖石成因

TTG或TTG巖套是由英云閃長(zhǎng)巖(Tonalite)、奧長(zhǎng)花崗巖(Trondhejmite)和花崗閃長(zhǎng)巖(Granodiorite)三種巖石形成的巖石組合(Martin and Arndt, 2015)，其為了解地球早期大陸地殼演化和板塊構(gòu)造提供非常重要的信息(Condie, 2005)。前人基于Al2O3的含量，將TTG巖石分為高鋁和低鋁兩種類型(Barker and Arth, 1976; Barkeretal., 1976; Barker, 1979; Hallaetal., 2009)。根據(jù)這一分類，全球大多數(shù)太古宙TTG巖石都屬于高鋁類型(萬渝生等, 2017)。因此，也有學(xué)者根據(jù)巖漿起源的深度，將TTG巖石進(jìn)一步劃分為低壓、中壓和高壓TTG，對(duì)應(yīng)的壓力條件分別為小于10kbar、10～25kbar和大于25kbar(Moyen, 2011)。一般來說，高壓TTG巖石的化學(xué)成分具有更高的Na2O含量(>5%)和Sr/Y比值(50～500)以及更低的重稀土含量(Yb<1×10-6)，巖石類型通常為奧長(zhǎng)花崗巖；而中-低壓TTG巖石相對(duì)貧硅(65%～72%)、低鈉(4%～6%)和較高的重稀土含量(Yb<1.5×10-6)、Sr/Y比值(10～200)，巖石類型通常為英云閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖(Moyen and Martin, 2012)。高壓TTG的形成通常認(rèn)為與板片俯沖有關(guān)，而中-低壓TTG則可能與下地殼的部分熔融有關(guān)(Moyen, 2011)。根據(jù)地球化學(xué)特征和巖石類型，可將阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖劃分為中-低壓TTG類型。

圖8 阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖Sr/Y-Y圖解(a)和(La/Yb)N-YbN圖解(b)(據(jù)Moyen and Martin, 2012修改;熔融曲線來自Drummond and Defant, 1990)Fig.8 Y vs. Sr/Y diagram (a) and YbN vs. (La/Yb)N diagram (b) (modified after Moyen and Martin, 2012; melting curves from Drummond and Defant, 1990) for the Neoarchean TTG gneisses in the North Altyn Tagh area

圖9 阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖Sr/Y-La/Yb圖解(a)和Dy/Yb-La/Yb圖解(b)阿爾金北緣文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來源于Long et al. (2014)和Zhang et al. (2014)Fig.9 Plots of La/Yb vs. Sr/Y diagram (a) and La/Yb vs. Dy/Yb diagram for the Neoarchean TTG gneisses in the North Altyn Tagh areaData for North Altyn Tagh TTG from Long et al. (2014) and Zhang et al. (2014)

盡管TTG巖石是由含水的基性巖石部分熔融形成的這一觀點(diǎn)已基本達(dá)成共識(shí)(Arth and Hanson, 1972; Martin, 1987; Drummond and Defant, 1990; Atherton and Petford, 1993; Rapp and Watson, 1995; Winther, 1996; Foleyetal., 2002; Rappetal., 2003; Nair and Chacko, 2008; Moyen and Martin, 2012; Martin and Arndt, 2015)，但是其形成的構(gòu)造背景卻一直存在爭(zhēng)議(Moyen and Martin, 2012)。這主要是因?yàn)樵诟邏簵l件下含水的基性巖部分熔融都有可能產(chǎn)生具有類似TTG特征的巖漿，這樣的構(gòu)造環(huán)境甚至包含洋底高原(Willboldetal., 2009)和洋中脊(Rollinson, 2009)。鑒于太古宙發(fā)育大量的TTG巖石，俯沖帶和板內(nèi)構(gòu)造背景被認(rèn)為是最合理的解釋(Moyen and Martin, 2012)。俯沖帶模式下，TTG巖石由俯沖洋殼部分熔融形成。這些熔體與上覆地幔楔發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致TTG巖石具有高M(jìn)gO(Mg#)、Cr和Ni含量(Martin, 1999; Martinetal., 2005; Martin and Moyen, 2002; Smithiesetal., 2009; Moyen, 2009)。而在板內(nèi)模式下，由于TTG巖石是基性下地殼部分熔融形成，因此它們的MgO、Mg#、Cr和Ni含量均相對(duì)較低(Atherton and Petford, 1993; Rappetal., 1999; Rapp and Watson, 1995)。結(jié)合前人的研究數(shù)據(jù)(Longetal., 2010; Zhangetal., 2014)，阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖顯示較高的Sr/Y和(La/Yb)N比值(圖8a, b)，MgO和Mg#變化較大，分別為0.65%～3.50%(平均值1.79%)和26～60(平均值44)，大部分樣品點(diǎn)落在下地殼部分熔融區(qū)域(圖5c)。較低的Cr含量(1.19×10-6～59.4×10-6，平均值25.7×10-6)和Ni含量(1.14×10-6～37.0×10-6，平均值17.3×10-6)同樣暗示了熔體沒有與地幔楔參與反應(yīng)。此外，阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖的Nd同位素和鋯石Hf同位素兩階段模式年齡均為3.6～3.1Ga，與巖石的結(jié)晶年齡相差0.9～0.4Ga。表明阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖并非來自與俯沖熔體相關(guān)的新生地殼。所以，阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖來源于古太古代基性下地殼部分熔融。阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖屬于中-低壓TTG同樣證實(shí)了這一觀點(diǎn)。

大部分TTG巖石都具有高Sr、低Y和Yb的特點(diǎn)，在稀土元素配分圖上無明顯Eu異?；駿u正異常。這些特點(diǎn)都指示了TTG巖漿的熔融深度位于斜長(zhǎng)石的穩(wěn)定區(qū)或斜長(zhǎng)石的堆晶。阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖中部分樣品顯示微弱的負(fù)異常，顯示有少量斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶。而高(La/Yb)N比值和低YbN比值都暗示源區(qū)有石榴石或(和)角閃石的殘留(Martinetal., 2005)。由于不同元素在同一礦物中的分配系數(shù)不同，因此TTG巖石中一些特定的元素比值(如Nb/Ta、Zr/Hf、Zr/Sm等)可以示蹤巖漿源區(qū)的成分(Foleyetal., 2002; Klemmeetal., 2002; Xiongetal., 2005; 熊小林等, 2007)。比如稀土元素在角閃石中的分配系數(shù)大小關(guān)系為MREE>HREE>LREE(Bottazzietal., 1999)，因此，源區(qū)角閃石的殘留會(huì)導(dǎo)致熔體中La/Yb的比值升高，而Gd/Dy和Dy/Yb比值降低。石榴石的殘留不僅會(huì)導(dǎo)致Sr/Y、La/Yb比值的升高，還會(huì)造成Gd/Yb和Dy/Yb比值的增加(Davidsonetal., 2007)。阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖的Sr/Y比值和La/Yb比值顯示明顯的正相關(guān)關(guān)系(圖9a)，指示了源區(qū)石榴石的存在；而在Dy/Yb和La/Yb圖中，二者卻沒有明顯的線性關(guān)系，并且大多數(shù)巖石的Dy/Yb比值都介于2～3之間(圖9b)，暗示了熔體除受到石榴石控制外，還受到角閃石的作用。所以，阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖的巖漿源區(qū)有石榴石和角閃石的殘留。此外，樣品還顯示強(qiáng)烈的Nb-Ta負(fù)異常，而Zr-Hf卻顯示明顯的正異常(圖6b)，指示了源區(qū)可能還存在金紅石。

綜上所述，阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖巖漿來源于古太古代基性下地殼，并且在源區(qū)有石榴石、角閃石和金紅石的殘留。估計(jì)其熔融壓力超過1.5GPa，深度超過45km(Rappetal., 1991; 熊小林等, 2007)。

4.2 TTG巖漿活動(dòng)與變質(zhì)事件

通過對(duì)鋯石核部具有振蕩環(huán)帶的鋯石進(jìn)行精確的SHRIMP U-Pb定年獲得其207Pb/206Pb年齡的加權(quán)平均值為2740±19Ma(圖4b)，表明該TTG片麻巖的形成年齡為2.74Ga，與前人在阿爾金北緣東段阿克塔什塔格地區(qū)獲得的TTG片麻巖的年齡(2.60～2.74Ga，平均值～2.70Ga)一致(陸松年和袁桂邦, 2003; Longetal., 2014; Zhangetal., 2014)。

新太古代TTG片麻巖在塔里木克拉通廣泛分布，庫(kù)魯克塔格辛格爾地區(qū)和興地地區(qū)的TTG片麻巖年代學(xué)顯示其形成時(shí)代為2.46～2.64Ga(平均值～2.57Ga, 胡藹琴和韋剛健, 2006; Longetal., 2010; Zhangetal., 2012b)。敦煌地區(qū)的TTG片麻巖主要分布在石包城、紅柳峽、水峽口和東巴兔一帶，年齡為2.50～2.71Ga(平均值～2.59Ga, 趙燕等, 2013; 梅華林等, 1998; Zhangetal., 2013b; Zhaoetal., 2015; Zongetal., 2013)。因此，敦煌地區(qū)的TTG片麻巖的形成時(shí)代與庫(kù)魯克塔格地區(qū)的基本一致，而比阿爾金北緣地區(qū)的晚100～300Myr。

阿爾金北緣TTG片麻巖除了其結(jié)晶年齡，還記錄了兩期變質(zhì)事件的形成時(shí)代，分別為～2.5Ga和～1.96Ga(圖4c, d)。目前，對(duì)阿爾金北緣～2.5Ga變質(zhì)事件的認(rèn)識(shí)還非常有限，前人在對(duì)TTG片麻巖進(jìn)行定年時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了少量～2.5Ga的鋯石(辛后田等, 2013; Longetal., 2014; Zhangetal., 2014)，這些鋯石在形態(tài)上和CL圖像上與～2.7Ga的鋯石并沒有太大差別，以至于有學(xué)者將其解釋為TTG片麻巖的形成年齡。除此之外，前人還對(duì)侵入TTG片麻巖中的片麻狀花崗巖進(jìn)行了詳細(xì)的鋯石U-Pb定年工作，發(fā)現(xiàn)它的形成時(shí)代也是～2.5Ga，并將其解釋為～2.7Ga TTG片麻巖部分熔融形成的淺色體(新成體)(Zhangetal., 2014)。同時(shí)，～2.5Ga鋯石的εHf(～2.7Ga)與TTG片麻巖中～2.7Ga的εHf(t)相近也證實(shí)了混合巖化作用的存在。因此，阿爾金北緣～2.5Ga的變質(zhì)事件可能代表了～2.7Ga TTG片麻巖的混合巖化作用(深熔作用)。阿爾金北緣太古代巖中(包括TTG和花崗片麻巖)廣泛發(fā)育～1.96Ga的鋯石變質(zhì)增生邊(辛后田等, 2013; Longetal., 2014; Zhangetal., 2014)，且這一事件被解釋為與Columbia超大陸的聚合有關(guān)(Zhangetal., 2014)。雖然前人對(duì)片麻巖中的麻粒巖進(jìn)行了報(bào)道，但并沒有年代學(xué)數(shù)據(jù)(辛后田等, 2013)。近年來，Wuetal. (2019)在阿克塔什塔格地區(qū)首次報(bào)道了二輝石麻粒巖的形成時(shí)代為～1.97Ga，建立了順時(shí)針P-T軌跡，證實(shí)了阿克塔什塔格地區(qū)存在古元古代碰撞造山帶，并認(rèn)為該造山事件可能與Columbia超大陸聚合有關(guān)。而且對(duì)石榴角閃巖和泥質(zhì)片麻巖的研究也得出了相同的結(jié)果(Zhangetal., 2019)。因此，很顯然該地區(qū)的TTG片麻巖也同樣記錄了這一期變質(zhì)事件。

前人的研究表明敦煌地區(qū)和庫(kù)魯克塔格地區(qū)的TTG片麻巖不僅具有相似的形成時(shí)代，而且它們記錄的變質(zhì)事件也相近。敦煌地區(qū)TTG片麻巖鋯石變質(zhì)增生邊的U-Pb年齡為變化較大(1856～2003Ma)，主要集中在1.85Ga左右(Zhangetal., 2013b; Zongetal., 2013)。這一年齡與區(qū)域內(nèi)高壓麻粒巖的鋯石年齡一致，順時(shí)針P-T軌跡揭示了敦煌地區(qū)～1.85Ga的碰撞造山事件(Zhangetal., 2012a)。前人推測(cè)這一事件可能與Columbia超大陸聚合有關(guān)，且認(rèn)為敦煌地塊是華北克拉通的一部分(Zhangetal., 2012a; Zhaoetal., 2015)。庫(kù)魯克塔格地區(qū)的TTG片麻巖同樣記錄了～1.85Ga變質(zhì)事件(Zhangetal., 2012a)，但目前還沒有同時(shí)代的高壓變質(zhì)巖報(bào)道。

總之，阿爾金北緣TTG片麻巖與敦煌-庫(kù)魯克塔格TTG片麻巖的形成時(shí)代略有不同，并且它們記錄的變質(zhì)事件也有所差異。

圖10 阿爾金北緣地體、庫(kù)魯克塔格-敦煌地體以及塔里木西南地體在Columbia超大陸中的位置(據(jù)Zhao et al., 2002; Ye et al., 2016修改)Fig.10 Possible positions of the North Altyn terrane, Kuluketage-Dunhuang terrane and Southwest Tarim terrane in the Columbia supercontinent (modified after Zhao et al., 2002; Ye et al., 2016)

4.3 塔里木克拉通前寒武紀(jì)基底組成

塔里木一直被認(rèn)為是具有統(tǒng)一前寒武紀(jì)基底的克拉通(辛后田等, 2013)。然而，越來越多的年代學(xué)及巖石學(xué)證據(jù)都顯示塔里木克拉通早前寒武紀(jì)基底可能是由兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的塊體組成(Xuetal., 2013, Yangetal., 2018; Yeetal., 2016; Zhangetal., 2014)。本文通過對(duì)阿爾金北緣新太古代TTG片麻巖詳細(xì)的年代學(xué)和系統(tǒng)的巖石學(xué)研究，結(jié)合前人的研究成果顯示阿爾金北緣地區(qū)的太古代基底與敦煌-庫(kù)魯克塔格地區(qū)的基底并不相同。首先，大量的年代學(xué)資料表明阿爾金北緣地區(qū)的大量基底巖石的形成時(shí)間比敦煌-庫(kù)魯克塔格地區(qū)的早100～300Myr；其次阿北地塊的TTG片麻巖經(jīng)歷了兩期變質(zhì)事件(～2.5Ga混合巖化作用和～1.96Ga麻粒巖相變質(zhì)作用)，而敦煌-庫(kù)魯克塔格地區(qū)只識(shí)別出了一期早前寒武紀(jì)變質(zhì)事件(～1.85Ga)，并且它們的時(shí)間相差～100Myr；最后，阿爾金北緣地區(qū)TTG片麻巖的Hf兩階段模式年齡顯示其地殼生長(zhǎng)發(fā)生峰期發(fā)生在～3.3Ga，而敦煌為～2.8Ga、～2.9Ga和～3.4Ga(Zhangetal., 2013b; Zongetal., 2013)，庫(kù)魯克塔格為～2.6Ga和3.2Ga(Longetal., 2010)。與阿爾金北緣地區(qū)和敦煌-庫(kù)魯克塔格地區(qū)不同，迄今為止塔里木西南地區(qū)未發(fā)現(xiàn)可靠的太古宙TTG基底。該區(qū)最古老的巖系為赫羅斯坦雜巖，其形成時(shí)代為2.41～2.34Ga，并清楚記錄了～1.90Ga變質(zhì)事件(Zhangetal., 2014; Yeetal., 2016)。這些證據(jù)都表明阿爾金北緣地區(qū)前寒武紀(jì)基底與敦煌-庫(kù)魯克塔格地區(qū)以及塔里木西南地區(qū)具有顯著的區(qū)別，它們可能來源于不同的大陸塊體。

基于全球廣泛分布的2.1～1.8Ga的碰撞造山帶，前人對(duì)Columbia超大陸進(jìn)行了復(fù)原和重建(如: Zhaoetal., 2002; Rogers and Santosh, 2002)。這些造山帶主要包括南美和西非陸塊之間的Transamazonian和Eburnean造山帶(2.1～1.8Ga, Alkmim and Marshak, 1998)；北美的Trans-Hudson造山帶(1.95～1.85Ga, Hoffman, 1989)；南非的Limpopo碰撞帶(2.0～1.9Ga, Kr?neretal., 1999)；澳大利亞西部的Capricorn碰撞帶(2.0～1.9Ga, Myers, 1990)；格陵蘭的Nagssugtoqidian造山帶(1.9～1.8Ga, Kalsbeek, 2001)；西伯利亞的Akitkan造山帶(1.9～1.8Ga, Rosenetal., 2005)和中國(guó)的華北中部造山帶(1.85Ga, Zhaoetal., 2001)等。根據(jù)塔里木不同地區(qū)變質(zhì)事件的時(shí)代可以推測(cè)阿爾金北緣地體、庫(kù)魯克塔格-敦煌地體和塔里木西南地體分別與揚(yáng)子和澳大利亞克拉通、華北克拉通以及西伯利亞和勞倫克拉通具有親緣性(圖10, Zhangetal., 2014; Yeetal., 2016)。然而，它們?cè)贑olumbia超大陸的具體位置還需要更多地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)證據(jù)。這些塊體隨后經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造事件，最終于新元古代拼貼在一起，形成統(tǒng)一的塔里木克拉通(葉現(xiàn)韜和張傳林, 2020)。

5 結(jié)論

(1)阿爾金北緣TTG片麻巖的形成時(shí)代為～2.74Ga，并遭受了兩期不同程度的變質(zhì)事件：～2.5Ga混合巖化作用和～1.96Ga麻粒巖相變質(zhì)作用。

(2)阿爾金北緣TTG片麻巖來源于古太古代基性下地殼，并且在源區(qū)殘留有石榴石、角閃石和金紅石，估計(jì)其熔融深度超過45km。

(3)阿爾金北緣地區(qū)前寒武紀(jì)基底與敦煌-塔里木北緣地區(qū)具有顯著的區(qū)別，它們可能來源于不同的大陸塊體。

致謝野外工作得到福建閩西地質(zhì)大隊(duì)倪康高級(jí)工程師的大力幫助；中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所漆亮研究員和胡靜實(shí)驗(yàn)師在主微量元素分析上提供了指導(dǎo)和幫助；SHRIMP U-Pb年代學(xué)測(cè)試得到北京離子探針中心頡頏強(qiáng)副研究員的大力幫助；同時(shí)主編、兩位審稿人和俞良軍編輯對(duì)本文提出了很多有益的意見，對(duì)本文質(zhì)量的提升有非常重要的作用；我們?cè)诖艘徊⒏兄x。