欧龙布鲁克微陆块前寒武纪构造热演化历史

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欧龙布鲁克微陆块(抑或全吉地块)位于青藏高原东北边缘,其南侧为柴北缘早古生代的高压-超高压变质带,北邻祁连微陆块。欧龙布鲁克微陆块是塔里木东南缘微小陆块之一,被认为是近于消亡的塔里木克拉通残片。前人的研究发现,这些微陆块同样保存着与超大陆汇聚及裂解有关的地质信息,对微陆块构造热演化历史的研究,不仅可以阐明微陆块与中国三大克拉通的亲缘性,还可以为刻画全球的构造演化提供有价值的依据,所以,对微陆块的热演化史研究具有非常重要的意义。本文通过对欧龙布鲁克微陆块东段乌兰县北一带中元古代长英质片麻岩、混合岩、眼球状花岗片麻岩以及基性麻粒岩开展岩石学、岩相学、锆石U-Pb测年、Lu-Hf同位素和全岩地球化学分析等研究,并结合前人工作,系统总结了岩石成因及构造背景,探讨了欧龙布鲁克微陆块中元古代热演化历史、地壳演化历史、与Columbia和Rodinia超大陆演化关系,以及与中国三大克拉通的亲缘性。锆石阴极发光、锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素研究显示,欧龙布鲁克微陆块长英质片麻岩及混合岩暗色体中发育的锆石均是由岩浆锆石核及变质或深熔作用边部构成,获得核部1500-1496 Ma的中元古代早期岩浆结晶年龄,测得边部1454-1443 Ma的变质或深熔年龄;锆石核部与边部的176Lu/177Hf值及εHf(t)值较为一致,推测锆石Hf同位素整体处于封闭系统下,边部的Hf同位素继承了核部的特征。长英质片麻岩锆石核部εHf(t)值介于-3.5至+3.9之间,二阶段模式年龄(TDMC)为1.99-2.29Ga;混合岩暗色体锆石核部εHf(t)值介于-1.7至+2.8之间,二阶段模式年龄(TDMC)为2.14-2.34Ga。欧龙布鲁克微陆块眼球状花岗片麻岩及基性麻粒岩具有岩浆或变质成因锆石,并获得了中元古代晚期1105-1104 Ma岩浆作用年龄和1092-1081Ma变质作用年龄;2件眼球状花岗片麻岩样品的εHf(t)值除一个点为正值以外,其它均为负值,二阶段模式年龄(TDMC)为1.90Ga-2.26Ga。欧龙布鲁克微陆块中元古代早期ca.1.5 Ga长英质片麻岩主要由斜长石、钾长石、黑云母及石英等矿物组成;中元古代早期ca.1.5 Ga混合岩由暗色体和浅色体组成,浅色体呈似脉状、网脉状,且与暗色体呈互层状产出,显示出混合岩化特征,浅色体由石英、斜长石及钾长石等矿物组成,具有原位-短距离运移的半原位部分熔融特征;中元古代晚期ca.1.1 Ga基性麻粒岩主要呈包体的形式出露,主要是由斜长石、紫苏辉石及单斜辉石组成;中元古代晚期ca.1.1 Ga眼球状花岗片麻岩由钾长石、斜长石、石英及黑云母等矿物组成,眼球状钾长石斑晶是其典型标志。全岩地球化学特征分析结果显示,中元古代早期ca.1.5 Ga长英质片麻岩及混合岩暗色体具有富集轻稀土,相对亏损重稀土的地化特征,稀土元素配分曲线具有轻稀土右倾、重稀土相对平坦、Eu负异常等特征,微量元素表现为富集K、Rb等元素,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素;混合岩中浅色体具有较低的稀土总量和微量元素含量,正Eu异常,亏损Th、Ti、Tb、Y,富集Sr等元素,与暗色体及长英质片麻岩有显著区别;中元古代晚期ca.1.1 Ga眼球状花岗片麻岩主要为准铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列岩石,具有较高的稀土总量,稀土曲线右倾,Eu负异常等特征,且富集K、Ba、Rb、Th,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素特征。结合前人的研究成果,综合分析认为中元古代早期ca.1.5Ga长英质片麻岩原岩为I-型花岗岩,由下地壳铁镁质岩石在相对低的压力的伸展构造背景下发生部分熔融形成;中元古代早期ca.1.5Ga混合岩原岩可能与长英质片麻岩原岩具有相似的性质,由下地壳铁镁质岩石部分熔融形成;中元古代晚期ca.1.1Ga眼球状花岗片麻岩的原岩为I-型花岗岩,由古元古代下地壳镁铁质岩石部分熔融而成,形成于安第斯型活动大陆边缘构造环境。通过与其他克拉通构造热事件对比分析认为,欧龙布鲁克微陆块中元古代存在两期的构造热演化事件,分别为中元古代早期ca.1.5-1.45 Ga构造岩浆-变质/深熔作用事件和中元古代晚期ca.1.1Ga构造岩浆-变质事件,并且这两次事件分别与Columbia超大陆的裂解及Rodinia超大陆的聚合有关;欧龙布鲁克微陆块中元古代地壳经历了早期ca.1.5-1.45 Ga的重熔再造和晚期ca.1.1Ga的重熔再造及增生过程;欧龙布鲁克微陆块、塔里木克拉通及华北克拉通在中元古代早期之前具有相似的演化历史,具有很好的亲缘性,而在中元古代晚期-新元古代早期,欧龙布鲁克微陆块与塔里木克拉通和华南克拉通具有很好的亲缘性,并且可能在Rodinia超大陆边缘,形成华南克拉通-柴达木微陆块-欧龙布鲁克微陆块-祁连微陆块-塔里木克拉通联合大陆。
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