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赵盼等-Geology:塔里木克拉通早新元古代聚合过程及罗迪尼亚超大陆重建
2021-07-19 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  华北、华南和塔里木三个克拉通共同构成了中国大陆的基本格架,三个克拉通的形成过程和早期构造演化历史一直是国内地学界研究的重点。华北和华南的研究显示,两个克拉通的最终形成均由两个陆块元古代碰撞拼贴完成,华北克拉通在古元古代由东部和西部两个陆块拼贴形成,华南克拉通在新元古代由扬子和华夏两个陆块拼贴形成。塔里木是否也具有类似华北克拉通和华南克拉通的形成和演化历程,在某一时期由两个陆块拼贴形成?这一问题近些年获得越来越多的关注,但由于塔里木克拉通大部分被塔克拉玛干沙漠覆盖,证据获取难度加大,该问题并未得到充分认识。 

  近十年随着地球物理和地质学研究的深入,塔里木克拉通分为南北两个陆块的认识逐渐被接受。航磁结果显示塔里木中部存在一条横贯东西的航磁异常带,将塔里木克拉通一分为二(何碧竹等, 2011),可能代表南塔里木和北塔里木陆块的碰撞拼合位置(1)。同时该带内部钻井岩心获得的基底片麻岩获得古元古代(~1.8Ga)和新元古代(~0.9Ga)两期年龄,据此提出古元古代闭合(Wu et al., 2020)和新元古代(Xu et al., 2013)闭合两种观点。由于缺乏更多的证据,该两种观点均存在争议,而且对于闭合时代并未给出较为准确的限定。 

  针对以上问题和争议,中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室赵盼副研究员、邓成龙研究员、Ross Mitchell研究员与中国地质大学(北京)何金有博士、法国奥尔良大学Yan Chen教授合作,选取塔里木克拉通西北缘阿克苏地区最新识别出的ca. 900 Ma火山岩地层(1)开展古地磁研究,通过对陆块位置的定量限定,讨论塔里木克拉通南北两个陆块聚合过程和时间,并探讨塔里木克拉通在罗迪尼亚超大陆中的位置。 

1 A)塔里木克拉通构造简图,显示南塔里木陆块、北塔里木陆块和中塔里木缝合带位置,以及新元古代早期岩浆岩分布。(BC)古地磁采样剖面位置和详细剖面图

  阿克苏地区新元古代早期火山岩地层获得的原生剩磁结果(2)显示,北塔里木陆块在ca. 900 Ma位于北纬47.0°± 11.8°。南塔里木陆块近同期(890-870 Ma)的古地磁研究显示其位于北纬18.6° ± 11.3° (Wen et al., 2018)。因此,北塔里木陆块和南塔里木陆块在该时期存在宽阔的大洋,我们将其称为中塔里木洋。前人在塔里木板块发现大量820-800 Ma地幔柱相关基性岩浆作用,代表此时塔里木克拉通进入伸展阶段。因此,本研究古地磁结果和前人基性岩浆岩年龄共同限定北塔里木和南塔里木于870–820 Ma期间碰撞拼合。 

2 阿克苏ca. 900 Ma火山岩地层岩石磁学和古地磁结果

  该碰撞拼合年龄与扬子和华夏碰撞拼合时间较为吻合。近年来通过不同学科的研究,扬子和华夏沿江南造山带的碰撞时间被限定在860–820 Ma。基于一致的碰撞拼合年龄,并综合前人研究结果,作者提出华南和塔里木在罗迪尼亚超大陆外围共同演化模式:ca. 900 Ma 南塔里木和华夏陆块位于罗迪尼亚超大陆(澳大利亚)北侧,由江南-中塔里木洋与北塔里木和扬子陆块分隔(3)ca. 820 Ma前,南塔里木和北塔里木、扬子和华夏分别通过中塔里木缝合带和江南造山带完成碰撞拼合,在罗迪尼亚超大陆外围形成一条统一新元古代造山带(3)。与罗迪尼亚超大陆汇聚后的华南和塔里木克拉通北缘受到环罗迪尼亚俯冲带的影响(3) 

3 塔里木和华南新元古代早期共同演化模式。塔里木和华南两个克拉通在新元古代早期可能具有相似的汇聚过程构造演化特征    

  研究成果发表于国际权威学术期刊Geology赵盼*, 何金有, 邓成龙, 陈岩, Mitchell RN. 2021, Early Neoproterozoic (870–820 Ma) amalgamation of the Tarim craton (northwestern China) and the final assembly of Rodinia[J]. Geology, 49. DOI: 10.1130/G48837.1 

 
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