中天山地块新元古代岩浆作用研究

The Chinese Central Tianshan is mainly composed of Proterozoic basement and Paleozoic volcano-sedimentary unit. Lots of geological progress on the Paleozoic Chinese Central Tianshan has been achieved. However, its Precambrian geology is poorly known, especially for the Neoproterozoic tectono-magmatism in the western region, leading to the uncentainty of the Precambrian tectonic affinity of Chinese Central Tianshan. We are planning to undertake more detailed and extensive field investigation in the western Chinese Central Tianshan, to evaluate the scale, deformation and tectonic regime of Neoproterozoic granitoid plutons by using combination of structural geology, deformational kinematics, petrology, geochemistry and isotopic geology. Based on field observations of outcrop occurrence, petrological and deformational features, we intend to classify the mafic dyke swarms in the western part of Chinese Central Tianshan to identify the Neoproterozoic mafic dykes. If there is existence of Neoproterozoic mafic dyke in Chinese Central Tianshan, their petrogenesis and formation setting will be defined through the analysis of the geochemistry and isotopic geology. The spatio-temporal distribution of Neoproterozoic tectono-magmatism of Chinese Central Tianshan will be discussed on an overview of the available data, as well as their comparison with the synchronous equivalents in Kuruqtagh (NE Tarim). The achievements will not only provide a comprehensive perspective on the Neoproterozoic tectono-magmatism of Chinese Central Tianshan and its tectonic affinity with the basement of Tarim, but also shed some light on the Neoproterozoic tectonic framework in the northern margin of Tarim.

中天山地块主要由元古代基底和古生代盖层组成。该区古生代地质研究程度较高，前寒武纪地质研究明显不足，尤以西段的新元古代构造-岩浆作用研究最为薄弱，造成了中天山地块前寒武纪构造属性的不确定性。本项目以中天山西段为主研究区, 深入进行点-线-面式的野外地质调查，运用构造地质学、变形运动学、岩石学、地球化学和同位素地质学等综合手段，开展新元古代花岗质岩体规模、变形特征和形成背景的研究；对中天山西段重点地段的基性岩墙群进行产状、岩石学和变形特征的统计分类，甄别出侵位时代可能为新元古代的岩墙，结合地球化学和同位素地质学探讨其成因和构造背景。综合所有资料，梳理中天山新元古代岩浆作用时空分布，并与塔里木库鲁克塔格地区进行对比研究。这些研究结果将为厘定中天山地块新元古代构造-岩浆作用属性，诠释中天山地块与塔里木板块亲缘性，重建塔里木北缘新元古代构造格架提供重要科学依据。

传统上认为中国主要陆块在1.0-0.9 Ga期间参与罗迪尼亚（Rodinia）超大陆聚合，晚于全球性的1.3-1.1 Ga格林威尔造山（Grenville orogeny）。本项目通过对中天山胜利达坂、伊犁达根别里940-930 Ma花岗岩进行系统分析，并对中天山地区新元古代早期（1.0-0.9 Ga）岩浆岩进行全面整理，发现这些岩浆岩有如下特点：1）主要为花岗岩，闪长岩或花岗闪长岩很少；2）所有的岩体都比较小，没有大的岩基；3）矿物组合主要为石英、斜长石、钾长石、黑云母，基本未见角闪石；4）同位素都较为富集；5）含有大量捕获老锆石；6）全岩SiO2含量>65%；7）高钾钙碱性（high-K calc-alkaline）和过铝质（peraluminous）特征；8）构造背景判别为后造山环境。这些特征与典型的大陆边缘弧如藏南冈底斯、南美安第斯和北美西海岸岩基的辉长岩、闪长岩和花岗闪长岩组合，岩基或岩体群形式出露，矿物组合富集角闪石，单矿物和全岩同位素较为亏损，物质源区主要为受俯冲流体改造和交代的地幔楔熔体，显著的幔源物质贡献等特征明显不同。此外，锆石Ti温度计（Ti-in-zircon）和全岩Zr温度计（Zr-in-whole rock）揭示中天山1.0-0.9 Ga的岩体结晶温度都比较高，普遍在800℃附近。在后造山环境，形成岩浆的高温热源很可能来自热毯效应（thermal blanket effect）。在新元古代早期，中天山或原塔里木很可能已经位于超大陆内部，而超大陆又像热毯一样，诱发巨量的放射性热，这些热又反过来作用于岩石圈或下地壳，从而诱发岩石圈或下地壳的部分熔融，形成这些后造山花岗岩。.这些综合特征说明中天山或原塔里木板块在新元古代早期已经进入后造山阶段，不是传统上认为的超大陆边缘环境。换言之，中天山或原塔里木板块可能更早地（>1.0 Ga）参与了罗迪尼亚超大陆的聚合。因此，1.0-0.9 Ga的岩浆作用不是中天山或原塔里木参与罗迪尼亚超大陆聚合过程的最直接记录。这一研究进展将为我们提供新的视角去理解中天山或原塔里木板块参与罗迪尼亚超大陆聚合的历史。