塔里木北缘早前寒武纪库尔勒杂岩的原岩组合、变质作用及混合岩化作用

An early Precambrian metamorphic complex is exposed in the Korla area at the western end of the Kuruktag, northern Tarim Craton. The excellent, highly accessible outcrops in this area provide a window to uncover the early Precambrian crustal origin and tectono-thermal evolution of the northern Tarim Craton. In this study, we will combine cross-section mesurement, large-scale maping in critical areas, zircon U-Pb dating and in-situ Lu-Hf-O isotopic and REE data, whole-rock geochemical and Sr-Nd isotopic data and electro probe microanalysis of metamorphic minerals, to analyze: 1) the rock assemblage, distribution of each rock unit and deformation stages of the complex; 2) the age and tectonic settings of granitic gneiss, amphibolitie and metaclastics in the complex; 3) the detailed age, temperature-pressure condition and P-T-t path of metamorphism; 4) the origin and age of leucosome and melansome of migmatite and the mechanism(s) of migmatization in the complex. These data will provide crucial constraints on the early Precambrian crustal growth and reworking, Paleoproterozoic tectonothermal evolution and its relationship with the assemblage and break-up of the Columbia Supercontinent.

位于塔里木北缘库鲁克塔格西段的库尔勒地区，发育一套早前寒武纪变质杂岩。该区露头清晰，交通便利，是解析塔里木克拉通北缘早前寒武纪地壳生长与构造-热演化的重要地质窗口。本项目将以野外实测剖面和关键地区大比例尺填图为基础，以锆石微区U-Pb定年和原位Lu-Hf-O同位素及REE测试为手段，结合全岩地球化学、Sr-Nd同位素分析和变质矿物电子探针成分分析，探讨以下关键问题：1）该杂岩体的岩石组合、各岩石单元的大致分布范围、构造变形期次；2）该杂岩体中花岗片麻岩、斜长角闪岩、变质沉积岩的原岩形成时代与构造背景；3）该杂岩体变质作用的年代格架、温压条件和P-T-t轨迹；4）该杂岩体中混合岩的浅色体和暗色体的物质来源、形成时代及混合岩化机制。这些研究将有助于理解塔里木克拉通早前寒武纪地壳生长与再造、古元古代构造-热演化及其与哥伦比亚超大陆汇聚-裂解的关系等重大科学问题。

库尔勒地区是塔里木克拉通东北缘一个重要的前寒武纪露头区，该区经历了漫长的地质演化，形成了复杂的岩石组合。本项目在详细的野外工作基础上，对该区的前寒武纪变质深成岩、变质表壳岩及混合岩进行了重新厘定，并进行了系统的岩石学、LA-ICP-MS和SHRIMP锆石U-Pb定年、锆石原位Hf-O同位素分析及地球化学分析，确定了这些岩石的形成时代、成岩过程及变质-变形历史，探讨了塔里木克拉通北缘太古宙地壳演化与古元古代构造-热事件的动力学背景及其与Columbia超大陆演化的关系等重大问题，取得了以下重要成果：.（1）首次在库尔勒杂岩中识别出~2.71 – 2.74 Ga的正片麻岩和斜长角闪岩，这是目前为止在库鲁克塔格地区识别出的具有可靠年龄的最古老岩石；结合锆石Hf-O同位素和全岩地球化学特征，对塔里木北缘新太古代地壳演化进行了深入探讨；.（2）确认了库尔勒地区的古元古代变质作用和混合岩化的时代（~1.85 Ga），获得了变质峰期温压条件(P = 11 ± 2 kbar，T = 690 ± 50°C)。此外，通过混合岩浅色体和浅色花岗岩的研究，发现该区还记录了~830 Ma和~660 Ma的混合岩化作用；.（3）通过兴地塔格群最年来碎屑锆石年龄和最老变质锆石的U-Pb定年，首次限定了其沉积时代为2.05 – 1.94 Ga；.（4）在兴地塔格群变质沉积岩中发现3.3 – 3.5 Ga的碎屑锆石，并通过锆石原位Hf-O同位素分析，论证塔里木克拉通北缘可能存在3.7 – 3.9 Ga的古老大陆地壳，且至~3.5 Ga时已发生壳内熔融和分异，形成的成熟大陆地壳；.（5）精确厘定了古元古代晚期片麻状（蓝石英）花岗岩的侵位时代（1.93 – 1.94 Ga）和变质时代（1.91 – 1.92 Ga），并结合锆石Hf-O同位素模拟和地球化学分析，提出该期岩浆-变质事件可能发生于安第斯型大陆岛弧环境，并随后卷入1.85 Ga的陆陆碰撞造山作用；.（6）提出塔里木克拉通南、北两缘分别发育一条古元古代晚期造山带，即~1.9 – 1.8 Ga的塔北造山带和~2.0 – 1.9 Ga的塔南造山带，并与华北克拉通具有可对比性，两者在Columbia超大陆可能具有亲缘性。.