敦煌地块1.85 Ga基性岩墙群与碱性岩的成因和地质意义

The Dunhuang Block (also known as A'bei Block: including Dunhuang area), located at the SE section of the Tarim Craton, possibly preserved the oldest continental crust of the Tarim basement and multiple phases of the early Precambrian magmatism. However, its early Precambrian evolution, especially the Paleoproterozoic magatic events genetically related to the breakup of the Columbia supercontinent, are still remain foggy. In this proposal, study works will focus on mafic dyke swarm and coeval our newly identified ca. 1.85 Ga nepheline bearing hornblende syenite. Based on the detailed field investigation, zircon U-Pb dating, whole rock geochemistry, in situ major-trace element compositions and Sr-Nd isotopes of apatite and zircon Hf-O isotopes analysis will be carried on the Paleoproterozoic alkaline intrusive rocks and related mafic dykes. The aims of the study are: (1) to reveal the petrogenesis of these rocks; (2) in combination with the previous works, to construct a more precise Precambrian tectonic evolution process of the A’Bei terrane; (3) to explore the coupling between the early Precambrian evolution of the A’Bei terrane and the earliest igneous activity related to the breakup of the Columbia supercontinent and (4) to test the difference of the distinct terranes of the Tarim Craton.

位于塔里木东南缘的敦煌地块（阿北地块）保存了塔里木克拉通最古老的大陆地壳，同时还记录了较完整的早前寒武纪岩浆事件序列，对研究塔里木克拉通前寒武纪基底演化具有重要的意义。阿尔金北缘地区作为敦煌地块的重要组成部分，对该地区早前寒武纪岩浆演化序列及相关构造背景还存在争议，制约了我们对塔里木克拉通前寒武纪基底组成和构造演化的总体认识。本申请拟选择古元古代晚期(1.85 Ga)基性岩墙以及新发现的碱性岩作为研究对象，通过详细的野外调查，精确的锆石U-Pb定年和系统的岩石地球化学研究，针对磷灰石和锆石分别开展原位主微量元素、Sr-Nd同位素和Hf-O同位素研究，探讨岩石成因及形成的构造背景。结合前人研究成果，探讨阿尔金北缘古-中元古代构造演化及Columbia超大陆初始裂解记录；并与敦煌地区进行对比，为塔里木克拉通的前寒武纪基底组成研究提供重要信息。

塔里木克拉通前寒武纪构造演化，特别是早前寒武纪构造演化一直是地质学家讨论的焦点。本文对阿尔金北缘基性岩墙群和角闪正长岩进行了详细的野外调查、岩相学观察、锆石或斜锆石U-Pb定年、地球化学和Nd-Hf-O同位素分析。多光谱高分辨遥感图像解译显示阿尔金北缘基性岩墙群主要分布在喀腊大湾和阿克塔什塔格地区。根据它们的产状可以分为近东西走向（Group I）和南东走向（Group II），它们的年龄分别为1884 Ma和912 Ma。Group I基性岩墙群均具有富集大离子亲石元素，亏损高场强元素的特征，显示较低的Nb/La, Ta/La比值和较高的Ba/Nb, Ba/Zr比值。指示了Group I基性岩墙群的原生岩浆来源于俯冲流体的交代的岩石圈地幔。Group II基性岩墙群具有低SiO2，高MgO、Mg#、Cr和Ni含量的特点，在稀土配分模式图和蛛网图上其显示轻稀土富集，无Eu异常和Nb-Ta负异常，这些地球化学特征都与OIB极为相似，结合Nd同位素特征表明Group II基性岩墙群的源区来源于软流圈地幔。角闪正长岩锆石SHRIMP U-Pb定年和LA-ICP-MS U-Pb定年获得其形成年龄分别为1876 ± 11 Ma（MSWD = 1.15）和1869 ± 9 Ma（MSWD = 0.37）。所有样品具有高K2O（5.95 wt.%~6.87 wt.%），低MgO含量（2.50 wt.%~4.48 wt.%）和Mg#（52~62），具有高Sr（1370×10-6~2140×10-6）含量、低Y（12.6×10-6~16.0×10-6）和Yb（0.80×10-6~1.19×10-6）含量的特点，它们的Sr/Y比值可达86~148。并且，该岩石还具有具有的负的εNd(t)值和εHf(t)值，锆石氧同位素较高（6.45~7.71）。结合实验岩石学，指示该角闪正长岩来源于加厚下地壳部分熔融，并可能有不同程度地幔物质的加入，同时也显示其形成于造山后大地构造背景。综合区域地质和前人研究成果，塔里木东南阿尔金北缘地区前寒武纪基底与敦煌-塔里木北缘地区具有显著的区别，它们可能来源于不同的大陆块体。