印度克拉通前寒武紀(jì)地質(zhì)特征

羅彥軍, 馬伯永, 李尚林, 張海迪，成 功

1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，西安 710054 2.中國地質(zhì)調(diào)查局，北京 100037 3.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙 410083

0 引言

印度克拉通是全球最古老、保存最完善的克拉通之一，前寒武紀(jì)地質(zhì)記錄保存完整，變質(zhì)變形較弱，是研究前寒武紀(jì)地質(zhì)演化的天然窗口。近年來，國內(nèi)學(xué)者[1-3]也加強(qiáng)了對印度克拉通的研究，并發(fā)表了系列成果。本文主要結(jié)合近年來項目的研究成果，在梳理總結(jié)前人[4-12]資料的基礎(chǔ)上，對印度克拉通前寒武紀(jì)地質(zhì)特征做一簡單介紹。

印度克拉通位于喜馬拉雅山前斷裂以南，地理上與歐亞大陸相連，是一獨(dú)立的地質(zhì)構(gòu)造單元。印度克拉通具有3.00 Ga的演化歷史，其詳細(xì)記錄了印度克拉通太古宙陸核形成、陸殼增生以及太古宙至古元古代的巖漿作用、變形變質(zhì)，以及沉積作用的所有地質(zhì)演化過程。

前人對印度克拉通地質(zhì)做了詳盡的工作。在1986年，Rogers[4]將印度克拉通劃分為5個構(gòu)造單元，即Dharwar麻粒巖克拉通、Bastar克拉通、Singhbhum克拉通、Aravalli克拉通及東Ghats克拉通，而后將Dharwar克拉通劃分為東Dharwar克拉通與西Dharwar克拉通。Radhakrishna等[5]通過對印度中央構(gòu)造帶研究，沿Son-Narmada線性構(gòu)造帶，將印度克拉通劃分為北印度克拉通與南印度克拉通。Friend 等[6]提出東Ghats活動帶、南部麻粒巖地塊以及Aravalli克拉通的概念。Joseph等[7]總結(jié)前人的資料，根據(jù)不同單元內(nèi)巖漿巖、變質(zhì)變形特征及沉積盆地發(fā)育特征等，將印度克拉通劃分為2大克拉通(北印度克拉通與南印度克拉通)、7個太古宙微陸塊(包括Aravalli微陸塊、Bundelkhand微陸塊、Singhbhum微陸塊、Bastar微陸塊、東Dharwar微陸塊、西Dharwar微陸塊及南部麻粒巖微陸塊)和2個元古宙活動帶(包括Satpura活動帶、東Ghats活動帶)。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征，本文將印度克拉通劃分為Aravalli微陸塊、Bundelkhand微陸塊、Singhbhum微陸塊、Bastar微陸塊、東Dharwar微陸塊、西Dharwar微陸塊及南部麻粒巖微陸塊7個太古宙微陸塊與Satpura活動帶、東Ghats活動帶2個元古宙活動帶(圖 1)。

1 微陸塊地質(zhì)特征

1.1 Aravalli微陸塊

Aravalli微陸塊東以GBF和Vindhyan盆地為界，南至NSL，向西延伸到巴基斯坦的塔爾沙漠之中，向北延伸進(jìn)入喜馬拉雅山脈內(nèi)[8]。Aravalli微陸塊可劃分為太古宙基底巖系(BGC)、古—中元古代Aravalli-Delhi造山帶及元古宙盆地Marwar盆地3個構(gòu)造-地層單元(圖 2)[9]。

Aravalli微陸塊的太古宙基底巖系主要由變形變質(zhì)較弱的英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖等TTG片麻巖、變沉積巖、角閃巖與侵入其中的基底花崗巖類(例如Untala 和 Gingla花崗巖)組成。TTG片麻巖單顆粒鋯石年齡數(shù)據(jù)為3.30～2.90 Ga[10]，代表了Aravalli微陸塊最古老的巖石單元。TTG片麻巖中被大量2.55～2.45 Ga花崗巖侵入[11]，其代表新太古代一次重要的構(gòu)造熱事件，標(biāo)志著Aravalli微陸塊廣泛的克拉通固化作用。Aravalli微陸塊的太古宙基底巖系被古—新元古代Aravalli-Delhi造山帶沉積建造不整合覆蓋。

Aravalli-Delhi造山帶是古—新元古代的俯沖-增生造山帶[11]，其主要由古元古代Aravalli褶皺帶和中—新元古代Delhi褶皺帶組成。古元古代Aravalli褶皺帶形成于2.50～1.60 Ga，東部古元古代基底由礫巖、磷酸鹽疊層石、白云巖等碳酸鹽巖-泥質(zhì)巖序列組成陸棚沉積建造組成相，西部由厚層泥質(zhì)巖、砂巖以及超基性巖組成。后期經(jīng)歷了綠片巖相—角閃巖相變質(zhì)，并被古—中元古代花崗巖侵入[11]。中—新元古代Delhi褶皺帶形成于1.80～0.85 Ga，可分為北Delhi褶皺帶和南Delhi褶皺帶[12]。Delhi褶皺帶同Aravalli褶皺帶一樣呈現(xiàn)東淺西深的沉積特征。后期經(jīng)歷了藍(lán)片巖相—麻粒巖相變質(zhì)作用并被新元古代花崗巖侵入。

據(jù)文獻(xiàn)[7]修編。圖1 印度克拉通構(gòu)造單元分區(qū)簡圖 Fig.1 Generalized tectonic map of Indian subcontinent

Marwar盆地位于Aravalli微陸塊西北部，主要由Marwar超群陸源碎屑巖組成，其內(nèi)發(fā)育有北北東和北北西向?qū)捑彽鸟妨蛘邌涡?，反映了隆升的Aravalli造山帶的“前陸斜坡”盆地特征。Marwar盆地的地層以新元古代—寒武紀(jì)Marwar超群蒸發(fā)巖、碳酸鹽巖和砂巖組成的三角洲-濱淺海相地層序列為主，不整合覆蓋于Malani火山巖、Aravalli和Delhi超群之上。Marwar超群含水母化石和爬痕等遺跡，上段含有三葉蟲爬痕的遺跡[13]，表明其形成時代為埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)(0.64～0.52 Ga)[14]。

1.2 Bundelkhand微陸塊

Bundelkhand微陸塊南至Satpura活動帶(CITZ)，西以GBF和Aravalli微陸塊為界，向北延伸進(jìn)入喜馬拉雅山脈內(nèi)。其主要由Bundelkhand太古宙基底、基性巖墻群以及元古宙Vindhyan盆地蓋層組成(圖3)[15]。

Bundelkhand太古宙基底由片麻巖、片麻巖包體及花崗巖等組成。基底片麻巖主要為英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖組成的TTG片麻巖，片麻巖包體由含斜長角閃巖的條帶狀鐵建造、超鎂鐵質(zhì)巖和少量石英巖、變泥質(zhì)巖、大理巖等組成[16]。Mondal等[17]對片麻巖中鋯石Pb-Pb年齡進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其形成于3.20、2.70、和2.50 Ga 3個時期。本德爾肯德花崗巖的單顆粒鋯石Pb-Pb定年給出了2.50～2.40 Ga的年齡，表明本德爾肯德克拉通經(jīng)歷了在2.50 Ga前后與太古宙“花崗巖大爆發(fā)”相對應(yīng)的廣泛克拉通化[18]。沿著本德爾肯德花崗巖脆-韌性剪切帶發(fā)育一系列北東—南西向大型石英脈，石英脈中伴有熱液成因的褐鐵礦化黃鐵礦、鏡鐵礦、綠泥石脈和少量黃銅礦等，表明其與本德爾肯德花崗巖侵入作用有關(guān)的熱液活動比較發(fā)育。

據(jù)文獻(xiàn)[9]修編。圖2 Aravalli微陸塊地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological map of the Aravalli

Bundelkhand微陸塊中發(fā)育大量北西—南東向鎂鐵質(zhì)巖墻群，以輝綠巖和輝長巖為主，局部見有霏細(xì)巖、角斑巖和煌斑巖。巖石地球化學(xué)研究[16]表明鎂鐵質(zhì)巖墻為鐵-富鎂的拉斑玄武巖漿。根據(jù)近年來測年分析結(jié)果[19]，本德爾肯德基性巖墻群大致有兩次侵位時間：較早的一次侵位發(fā)生在1.98 Ga左右，與華北克拉通基性巖墻群侵位時間大體一致；而另一次發(fā)生于1.10 Ga前。

Vindhyan盆地發(fā)育在本德爾肯德太古宙片麻巖基底之上，圍繞著Bundelkhand花崗巖分布。Vindhyan盆地形成開始于1.72～1.60 Ga[20]，自下而上依次發(fā)育Semri群、Kaimur群、Rewa群和Bhander群[21]。盆地內(nèi)化石比較豐富，在Semri群、Rewa群和Bhander群中均含有喬爾藻(Chuaria)、烏藻(Tawuia)、印痕和假象等遺跡化石。在Semri群內(nèi)還發(fā)現(xiàn)了小殼動物群、原始雙殼類、斯普里格蠕蟲(Spriggina)等埃迪卡拉動物群以及遺跡化石(三胚層動物潛穴等)，在潘代爾群中含埃迪卡拉紀(jì)化石，表明Vindhyan盆地的沉積可以延續(xù)至寒武紀(jì)。Vindhyan盆地成因主要有兩種觀點(diǎn)[22]：一種觀點(diǎn)認(rèn)為其是Aravalli克拉通衰退裂谷的填充盆地；另一種觀點(diǎn)據(jù)基底火成巖序列的地球化學(xué)特征，認(rèn)為其形成與Aravalli-Delhi褶皺帶和中印度縫合帶(CIS)的碰撞事件相關(guān)。

據(jù)文獻(xiàn)[8]修編。圖3 Bundelkhand微陸塊地質(zhì)簡圖 Fig.3 Geological map of the Bundelkhand

1.3 Singhbhum微陸塊

Singhbhum微陸塊位于印度東海岸，其西部以Mahanadi裂谷為界，北至Satpura活動帶(圖1)。其主要由太古宙基底、新太古代—古元古代綠巖帶與元古宙蓋層組成(圖4)[23]。Singhbhum微陸塊太古宙基底由老變質(zhì)巖群、TTG片麻巖、鐵礦石群和Singhbhum花崗巖組成。

老變質(zhì)巖群巖性主要為二云片巖、長石石英巖和鉻云石英巖、角閃巖、條帶狀斜長角閃巖及BIF鐵建造。通過對老變質(zhì)巖群中二云片巖碎屑鋯石年齡的研究可知，其主要集中在3.50、3.40與3.20 Ga 3個年齡時期，表明其沉積時代上限為3.50 Ga，后期經(jīng)歷了3.40和3.20 Ga左右的變質(zhì)事件[24]。TTG片麻巖呈一個巨型捕擄體賦存于Singhbhum花崗巖內(nèi)，由英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖及少量花崗閃長巖、石英閃長巖組成，其形成于3.53～3.32 Ga，可能為Singhbhum克拉通最古老的地質(zhì)體[25]。Singhbhum微陸塊的鐵礦石群由古—中太古代鐵礦石群與新太古代鐵礦石群組成，古—中太古代鐵礦石群形成于3.30～3.10 Ga，由淺海相環(huán)境的碎屑巖和同期的火山巖組成，指示大規(guī)模裂谷作用。新太古代鐵礦石群形成于3.00～2.55 Ga，由淺海相的基性火山碎屑巖(綠巖)夾BIF鐵礦等組成[26]。

Singhbhum花崗巖侵入到老的變質(zhì)巖群與鐵礦石群中，其主要由花崗閃長巖-奧長花崗巖-石英二長巖組成。根據(jù)侵位的先后順序可分3個階段：最早的花崗巖侵位于3.50～3.40 Ga，以花崗閃長巖-奧長花崗巖為主；后兩次侵位事件分別發(fā)生在3.30與3.10 Ga，巖性為花崗閃長巖與石英二長巖。其中，最后一次花崗巖侵位代表Singhbhum微陸塊的廣泛克拉通化[25]。

據(jù)文獻(xiàn)[23]修編。圖4 Singhbhum微陸塊地質(zhì)簡圖 Fig.4 Geological map of the Singhbhum

新太古代—古元古代綠巖帶沿Singhbhum花崗巖外緣呈不連續(xù)分布，主要由Jojahatu、Sukinda和Baula-Nausahi含鉻及鉑銅族元素礦化的超基性巖、弱變質(zhì)科馬提巖、變質(zhì)玄武巖及少量玄武安山巖和碧玄巖組成。其中，變質(zhì)玄武巖的原巖是拉斑玄武巖，由陽起石、綠泥石、綠簾石、斜長石、石英及少量殘余輝石組成。局部熔巖為變質(zhì)球粒玄武巖。

Singhbhum微陸塊元古宙蓋層主要發(fā)育在Kolhan盆地，厚約245 m，不整合覆蓋于Singhbhum花崗巖之上。底部由Mungra底礫巖和砂巖組成，底礫巖的礫石成分為下伏Kolhan群的BIF鐵礦石和基底的花崗巖等；中部Jhinkpari組下部為含疊層石與錳結(jié)核灰?guī)r不等厚互層；上部頁巖夾硅質(zhì)灰?guī)r；頂部為Jetia頁巖。

1.4 Bastar微陸塊

Bastar微陸塊南以Godavari裂谷為界，東北以Mahanadi裂谷為界，西部被Deccan玄武巖所覆蓋(圖1)。

Bastar微陸塊太古宙基底出露廣泛(圖5)，主要由TTG片麻巖與花崗質(zhì)片麻巖組成。其中，Bastar克拉通南部發(fā)現(xiàn)的3.51 Ga Markampara片麻巖與中部3.56 Ga的Kapsi片麻巖是Bastar微陸塊最古老的巖石單元[27]。大量2.60～2.50 Ga的片麻巖，代表了一次廣泛的陸殼增生事件，TTG片麻巖內(nèi)發(fā)育大量石英砂巖-碳酸鹽巖-泥巖等陸源碎屑巖、碳酸鹽巖及少量條帶狀鐵建造和鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石包體[28]。

據(jù)文獻(xiàn)[28]修編。圖5 Bastar微陸塊地質(zhì)簡圖Fig.5 Geological map of the Bastar

Bastar微陸塊廣泛出露Dongargarh花崗巖，部分侵入到基底Bastar微陸塊基底與蓋層之中，被Dongargarh超群不整合接觸所覆，花崗巖的Rb-Sr等時線年齡約為2.30 Ga。Bastar微陸塊還出露大量基性巖墻群，主要為玄武安山玢巖-蘇長巖、輝長巖、輝綠巖和次堿質(zhì)巖墻等。Bastar微陸塊南部巖墻群呈NW—SE走向；Bastar微陸塊北部巖墻群呈NNW—SSE走向；巖墻群U-Pb鋯石測年可分為3個階段，分別為2.70、2.40及1.88 Ga，其中1.88 Ga的基性巖墻群侵入事件可能與“哥倫比亞型”超大陸裂解相關(guān)[29]。

Bastar微陸塊發(fā)育有Dongargarh超群、Sakoli群和Sausar群等表殼巖組合。其中，Dongargarh超群由Amagaon群、Nandgaon群和Khairagarh群組成。Amagaon群主要由石英巖、硅酸鹽巖、大理巖、石榴十字藍(lán)晶矽線二云片巖、堇青角閃巖、角閃巖、含鉻超鐵鎂巖和次生BIF鐵礦組成；Nandgaon群含有2個火成巖組合(Bijli和Pitepani組合)，主要由反映分異特征的流紋巖和少量英安巖、安山巖及玄武巖組成[30]；Khairagarh群不整合覆蓋于Nandgaon群之上，由頁巖、砂巖和火山巖組成。Sakoli群是重要的火山沉積組合，由板巖、千枚巖、雙峰火山巖、片巖、變質(zhì)玄武巖、燧石、礫巖夾條帶狀含鐵建造(BIF鐵礦)等組成[31]；Sausar群由變質(zhì)沉積巖夾錳礦層組成。

Bastar克拉通發(fā)育有2個大規(guī)模元古宙盆地，即Chhattisgarh盆地和Indravati盆地。Chhattisgarh盆地面積為36 000 km2，由厚約1.50 km的Chhattisgarh超群組成。Chhattisgarh超群的沉積時期為中—新元古代，底部為以頁巖為主的大陸架沉積、上部以石灰?guī)r和頁巖為主[32]。Indravati盆地面積約9 000 km2，由未經(jīng)變形變質(zhì)、不含化石的頁巖、白云巖、砂巖、石英砂巖、石灰?guī)r及礫石組成，形成于濱淺海相環(huán)境[33]。

1.5 東Dharwar微陸塊

東Dharwar微陸塊北界與Bastar微陸塊相鄰，被Deccan巖群不整合所覆蓋，東側(cè)與東Ghats活動帶相鄰，南側(cè)與南部麻粒巖微陸塊相鄰[34]；主要出露有太古宙基底、沿Cuddapah盆地分布的基性巖墻群以及元古宙蓋層 (圖6)[32]。

東Dharwar微陸塊的太古宙基底主要由花崗質(zhì)片麻巖和綠巖帶組成?；◢徺|(zhì)片麻巖主要由鈣堿性花崗巖、二長巖、閃長巖、TTG巖套和混合巖化正片麻巖組成，其走向與綠巖帶平行[35]。綠巖帶主要出露于東Dharwar微陸塊西部，呈南北走向條帶狀分布于花崗巖中，被Cuddapah盆地沉積所覆蓋。綠巖帶下部廣泛發(fā)育鐵鎂質(zhì)—超鐵鎂質(zhì)巖、石英巖、含錳大理巖、含堇青紅柱十字石榴二云片巖、堇青角閃巖、角閃巖、BIF鐵礦和基性—超基性巖；中部為雙峰式鐵鎂質(zhì)-長英質(zhì)火山巖、火山碎屑巖、科馬提巖、BIF鐵礦、雜砂巖、泥質(zhì)巖、碳酸鹽巖，金礦化較發(fā)育；上部為長英質(zhì)火山巖和火山碎屑巖夾少量的變質(zhì)玄武巖和BIF鐵礦。東Dharwar微陸塊綠巖帶主體由多個火山-沉積序列組成，經(jīng)過多期變質(zhì)變形作用，主要發(fā)育綠片巖相—低角交閃巖相區(qū)域變質(zhì)作用。該綠巖帶火山巖年齡為2.73～2.50 Ga[36]，綠巖帶由西向東年齡由老逐漸變新，發(fā)育構(gòu)造同期和構(gòu)造后期花崗巖等[37]。

據(jù)文獻(xiàn)[7]修編。圖6 東Dharwar微陸塊地質(zhì)簡圖Fig.6 Geological map of the Eastern Dharwar

東Dharwar微陸塊沿Cuddapah盆地發(fā)育大量的基性巖墻群，大體可以分為NEE—SWW向和NNW—SSE向兩組，前者巖墻要早于后者巖墻。盡管巖墻較為分散，但還是在特定地區(qū)集中形成了幾個巨型巖墻群，即： Cuddapah巖墻群， Tipur巖墻群， Hunsur巖墻群。Cuddapah巖墻群主要以輝綠巖為主，少量苦橄玢巖、碧玄玢巖、堿玄玢巖和粗玄玢巖等巖墻[8]；巖墻的長度從數(shù)十米到400 km不等，寬度一般為10～50 m，個別巖墻的寬度達(dá)到80 m。Cuddapah巖墻群年齡分布范圍較大，銣-鍶、鉀-氬和氬-氬定年結(jié)果集中分布在1.90～1.60 Ga和1.50～1.10 Ga，其中最早一期巖墻位于Mahabubnagar附近，全巖釤-釹等時線年齡為2.19～2.17 Ga；也有報告稱發(fā)現(xiàn)有少數(shù)幾處年齡達(dá)到2.40 Ga的巖墻[38]。但Cuddapah巖墻群的大多數(shù)巖墻被Cuddapah盆地地層所覆蓋，表明巖墻的形成時間早于盆地的發(fā)育時間。Tiptur巖墻群中發(fā)育了兩組巖墻，較早的一組為角閃巖和變質(zhì)閃長巖，原巖結(jié)構(gòu)保存完好，較晚的一組主要為輝綠巖；Malavalli附近Chuilur巖墻的銣-鍶等時線年齡為2.40 Ga；在Karnataka中部發(fā)現(xiàn)了釤-釹年齡為1.70 Ga的巖墻；在Kunigal附近發(fā)育一條延伸長度很大的南北向巖墻，其銣-鍶等時線年齡為1.90 Ga。Hunsur巖墻群主體呈NNW走向，為二輝石巖巖墻，其與片麻巖圍巖的界線截然，發(fā)育冷凝邊，巖墻的年齡尚未確定[8]。

東Dharwar微陸塊發(fā)育3個元古宙沉積盆地：Cuddapah盆地、Godavari盆地及Bhima盆地。其中，Cuddapah盆地位于東Dharwar微陸塊東部，盆地東部以一逆沖斷層為界，北部、南部和西部均被元古宇不整合所覆蓋，面積大約為44 500 km2。Cuddapah盆地元古宇以Cuddapah超群為主，其由厚6～12 km的石英砂巖-碳酸鹽巖-頁巖沉積旋回組成，底部含有少量基性火山巖等。根據(jù)Cuddapah盆地西部邊界Pulivendla巖床年齡推測，Cuddapah盆地沉積開始于1.09 Ga左右，發(fā)育大量疊層石、鈣質(zhì)藻類等化石，表明其沉積從古元古代一直延續(xù)到新元古代[38]。Godavari盆地由位于東Dharwar微陸塊和Bastar克微陸塊之間的兩個NW—SE走向的近平行盆地組成。Godavari超群主要由石灰?guī)r、石英砂巖、礫巖、碳酸鹽巖及最上部風(fēng)積相的礫巖和砂巖組成，其形成時限為1.60～1.53 Ga[39]。Bhima盆地位于Dharwar微陸塊北部，被Deccan玄武巖群所覆蓋，巖性以碳酸鹽巖為主，盆地形成時間尚不清楚。

1.6 西Dharwar微陸塊

西Dharwar微陸塊位于印度西南部，北部被Deccan玄武巖不整合所覆蓋，東部與東Dharwar微陸塊以Closepet花崗巖為界，西鄰阿拉伯海(圖7)。西Dharwar微陸塊不同于東Dharwar微陸塊，其太古宙基底以Peninsular片麻巖(TTG片麻巖)為主夾少量綠巖帶及表殼巖(Sargur群與Dharwar超群)。Peninsular片麻巖主要以英云閃長質(zhì)-奧長花崗質(zhì)-花崗閃長質(zhì)(TTG)片麻巖為主，其全巖Rb-Sr和Pb-Pb測年年齡分為3.40～3.30、3.10～3.00和2.60～2.50 Ga 3個階段，代表了西Dharwar微陸塊3個階段的陸殼增生事件[40]。Sargur綠巖帶和Dharwar超群、Peninsula片麻巖呈侵入/構(gòu)造接觸關(guān)系[7]。

Sargur綠巖帶呈包體或者帶狀分布于Peninsular片麻巖中，由保存完好的火山沉積序列組成，主要以鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖、藍(lán)晶十字石榴石墨二云片巖、角閃巖夾少量的BIF鐵礦、大理巖、硅酸鹽巖和石英巖為主，經(jīng)歷了綠片巖相—角閃巖相區(qū)域變質(zhì)作用。Sargur綠巖帶中鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖Sm-Nd年齡為3.10 Ga，斜長巖層狀雜巖體的Rb-Sr年齡也為3.10 Ga，片巖中碎屑鋯石年齡為3.60 Ga，代表Sargur綠巖帶上限[41]。

Dharwar超群主要由Babadudan片巖帶、西Ghats片巖帶和Shimoga片巖帶組成。Babadudan片巖帶底部為礫巖，向上逐漸過渡為石英砂巖，發(fā)育大量U、Au礦化；中上部主要由變質(zhì)玄武巖和少量輝長質(zhì)巖床、條帶狀鐵礦以及千枚巖組成[42]，反映了辮狀河相沉積序列及陸上熔巖活動環(huán)境。西Ghats片巖帶為一大型片巖帶[7]，地層序列與巴巴布丹片巖帶相似，底部由礫巖、石英砂巖組成，發(fā)育很好的U礦化，中上部由玄武巖以及火山碎屑巖組成。Shimoga片巖帶是NW走向大型片巖帶，不整合覆蓋于TTG片麻巖之上，局部與片麻巖接觸帶發(fā)育藍(lán)片巖相和角閃巖相中高級變質(zhì)作用，由夾少量泥質(zhì)巖、石英砂巖及含BIF鐵礦的礫巖、變質(zhì)玄武巖、硅質(zhì)泥質(zhì)巖、長英質(zhì)火山巖熔和火山碎屑巖組成。

西Dharwar微陸塊發(fā)育Hassan-Tiptur巖墻、邁索爾巖墻、“Dharwar”巖墻等3個元古宙巖墻群[41]，這些基性巖墻群年齡數(shù)據(jù)相對匱乏[7]。其圍巖以太古宙花崗巖體為主，變質(zhì)變形作用弱或無。

據(jù)文獻(xiàn)[7]修編。圖7 西Dharwar微陸塊地質(zhì)簡圖Fig.7 Geological map of the Western Dharwar

Kaladgi-Badami盆地是西Dharwar微陸塊唯一的元古宙盆地，不整合覆蓋于太古宙TTG片麻巖和綠巖帶之上，主要由砂巖、泥巖與碳酸鹽巖組成，碎屑沉積物來自下伏片麻巖地體和綠巖帶[43]。

1.7 南部麻粒巖微陸塊

印度南部麻粒巖微陸塊由Northern地塊、Nilgiri-Madres地塊、Madurai地塊以及南部Trinvandrum地塊4個太古宙—新元古代遭受麻粒巖相變質(zhì)作用的地體組成，彼此之間由北部Moyar-Bhavani剪切帶(MBSZ)、中部Palghat-Cauvery剪切帶(PCSZ)、南部Achankovil剪切帶(ACSZ)3個元古宙韌性剪切帶所分隔(圖8)。其中，PCSZ是北部太古宙麻粒巖地塊與南部新元古代地塊之間的縫合帶，可與Bongolava-Ranotsara剪切帶以及南極洲東部Napier and Rayner復(fù)合巖體相對[7,44]。

Northern地塊位于Dharwar陸塊的南端，在南部和東部與中部地塊以Moyar-Bhavani剪切帶為界[7]，主要由含輝石花崗巖(紫蘇花崗巖)、花崗片麻巖以及混合巖組成[42]。

Nilgirl-Madras地塊被MBSZ的SW—NE走向的分支分成西部的Nilgiri地塊和東部的Madras地塊。Nilgiri地塊是一個三角形地塊，主要由楔入Moyar-Bhavani剪切帶中的含石榴石的紫蘇花崗閃長質(zhì)麻粒巖組成，局部還出露藍(lán)晶片麻巖、石英巖及輝長質(zhì)-斜長質(zhì)輝石巖[45]。Madras地塊位于Moyar-Bhavani剪切帶與Palghat-Cauvery剪切帶之間，由中—高壓紫蘇花崗巖和片麻巖組成。

Madurai地塊西部幾乎全部由紫蘇花崗巖地塊組成，其假藍(lán)寶石-尖晶石-石英礦物組合，表明其經(jīng)歷了800～1 100 MPa，1 000～1 100 ℃超高壓超高溫變質(zhì)作用[46]；東部由基底片麻巖和相關(guān)的變質(zhì)表殼巖復(fù)合雜巖體組成。

Trinvandrum地塊由一系列超高溫變質(zhì)表殼巖和變質(zhì)基性火山巖組成，包括夕線石榴麻粒巖、石榴斜方輝麻粒巖、二輝麻粒巖、石榴黑云斜長片麻巖及鈣硅酸鹽巖等[47]。

據(jù)文獻(xiàn)[4]修編。圖8 南部麻粒巖地塊地質(zhì)簡圖Fig.8 Geological map of the southern granulites

2 活動帶地質(zhì)特征

2.1 Satpura活動帶

Satpura活動帶也被稱作中印度構(gòu)造帶，北以Narmada-Son北斷層(NSNF)為界，南以印度中央剪切帶(CISZ)為界，是一個在元古宙拼合了南部(Baster)古陸和北部Bundelkhand古陸的復(fù)雜造山帶[48](圖 9)。Satpura活動帶絕大部分被岡瓦納超群、第四系沖積物及Deccan玄武巖所覆，主要由片麻巖、變質(zhì)表殼巖、花崗巖和麻粒巖等組成，由北至南依次劃分為Mahakoshal、Betul和Sausar3個淺變質(zhì)表殼巖帶，各帶之間被地殼尺度的斷層或韌性剪切帶所分隔[49]。

Mahakoshal帶呈NEE—SWW向展布，其北以Narmada -Son 北斷層為界，南至Narmada-Son 南斷層。Mahakoshal帶以綠片巖相區(qū)域變質(zhì)作用為特征，主要為石英巖、碳酸鹽巖、燧石、BIF鐵礦、雜砂巖、泥板巖及基性火山巖。Mahakoshal帶曾被認(rèn)為是陸內(nèi)裂谷，后來隨著在該帶南緣發(fā)現(xiàn)1.86 Ga 與島弧相關(guān)的鈣堿性花崗巖類，被理解為弧后裂谷盆地。變形以N至NW向近水平擠壓作用為特征，并且剪切帶發(fā)育以殼-幔相互作用為特征的似席狀鈣堿性花崗巖類侵位，表明其處于匯聚型邊緣大地構(gòu)造環(huán)境。

Betul帶北以Balrampur斷層為界，并被一系列平行的斷層將其與Mahakoshal帶分開，南以Tan剪切帶的大型韌性剪切帶將其與Sausar帶分隔。Betul帶主要由石英巖、鈣質(zhì)硅酸鹽巖、大理巖、條帶狀片麻巖、花崗質(zhì)片麻巖、混合巖及低鉀拉斑質(zhì)變玄武巖、鎂玄武質(zhì)巖、長英質(zhì)火山巖和含黃鐵礦硅質(zhì)巖組成。其發(fā)育低鉀拉斑玄武巖、雙峰式火山巖，被鈣堿性花崗巖侵入，表明Betul帶處于大陸邊緣弧環(huán)境。此外，在該地區(qū)還發(fā)現(xiàn)了約1.50 Ga 同構(gòu)造期花崗巖和約0.85 Ga 構(gòu)造后期和構(gòu)造期后花崗巖，這說明Betul帶可能與Mahakoshal帶是準(zhǔn)同期形成的，前者代表了含弧內(nèi)沉積巖帶的巖漿弧，后者代表一種古老大陸邊緣弧后裂谷環(huán)境。

Sausar帶是一個走向NEE—SWW的弓形褶皺帶，向東一直延伸到Ratanour地區(qū)，北部以Tan 剪切帶為界。Sausar帶主要由中—新元古界古老變質(zhì)巖群紫蘇花崗巖、正片麻巖、石榴黑云斜長片麻巖、鈣質(zhì)麻粒巖、角閃巖、石英二母片巖、石英巖、綠簾石英巖和黑云石英片巖等組成。Sausar帶區(qū)域變質(zhì)作用在南部表現(xiàn)為綠片巖相，延伸到北部逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻情W巖相。據(jù)熱力學(xué)溫壓計研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域變質(zhì)作用峰期變質(zhì)條件為675 ℃/7 kPa，緊接著進(jìn)入到減壓降溫階段，溫壓條件為550 ℃/4 kPa[7]。順時針p-T軌跡和廣泛發(fā)育的逆沖斷層顯示，該地區(qū)變質(zhì)作用是在碰撞造山作用過程中形成的。Acharyya Roy等[49]認(rèn)為，大約2.20 Ga Bastar克拉通的洋殼部分向北俯沖到了Bundelkhan克拉通之下，Bundelkhan克拉通南緣形成了Mahakoshal弧后裂谷盆地，在1.80～1.50 Ga， Mahakoshal帶南緣發(fā)育大規(guī)模鈣堿性巖漿作用及低壓變質(zhì)作用，其間Betul巖帶逐漸轉(zhuǎn)化為一個弧內(nèi)裂谷，并充填了雙峰式火山巖。

1. 第四系；2. Deccan玄武巖；3. 岡瓦納超群；4. Vindhyan超群；5. Betul表殼巖帶；6. Mahakoshal表殼巖帶；7. Sausar表殼巖帶；8. CGC中的表殼巖；9. 混合巖和片麻巖；10. 克拉通基底；11. 地質(zhì)界線； 12. 麻粒巖帶； 13. 斷層； 14. 韌性剪切帶；15. 同位素地質(zhì)年齡；16.重要城市。RKG. Ramakona-Katangi麻粒巖帶； BBGB. Balaghat-Bhandara麻粒巖帶； MGB. Makrohar麻粒巖帶；NSNF. Narmada-Son北斷層； NSSF. Narmada-Son南斷層； TNA. Tan剪切帶； CISZ. 印度中央剪切帶；BLF. Balarampur斷層。據(jù)文獻(xiàn)[8]修編。圖9 Satpura活動帶地質(zhì)簡圖Fig.9 Geological map of the Satpura mobile belt

2.2 東Ghats活動帶

東Ghats活動帶是一個元古宙麻粒巖帶，從北部向南延伸大約1 000 km(圖10)。東Ghats活動帶南部和北部邊界尚未確定。因此，關(guān)于與北部和南部主要造山帶的關(guān)系提出了多種解釋[50]。東Ghats活動帶由變質(zhì)泥質(zhì)巖、紫蘇花崗閃長質(zhì)片麻巖及鈣硅酸鹽麻粒巖組成[51]，包含2個顯生宙裂谷，即北部的Mahanadi裂谷和南部的Godavari裂谷[52]。

Ramakrishnan[53]將東Ghats活動帶分為5個巖性構(gòu)造單元，即過渡帶、西部紫蘇花崗巖帶、西部孔茲巖帶、東部孔茲巖帶及中部混合巖帶。過渡帶由屬于印度克拉通和東Ghats活動帶的巖性單元混合組成，含有紫蘇花崗巖(石英+鉀長石+斜方輝石組合)、紫蘇花崗閃長巖(石英+斜長石+斜方輝石組合)、基性麻粒巖(斜長石+單斜輝石+斜方輝石+石榴石組合)及條帶狀鐵建造；西部紫蘇花崗巖帶、西部孔茲巖帶和東部孔茲巖帶由孔茲巖(石榴矽線石墨片麻巖)、石英巖、鈣質(zhì)麻粒巖(透輝石+石榴石+斜長石組合)和高鎂鋁麻粒巖(假藍(lán)晶石+堇青石+尖晶石+斜方輝石組合)夾層組成；中部混合巖帶由混合質(zhì)片麻巖和紫蘇花崗巖-紫蘇花崗閃長巖、花崗巖和鈣長巖侵入體組成[54]。

據(jù)文獻(xiàn)[6]修編。圖10 東Ghats活動帶地質(zhì)簡圖 Fig.10 Geological map of the Eastern Ghats mobile belt

3 印度克拉通的演化

3.1 印度克拉通陸核與陸殼形成

古老的陸核通常由花崗質(zhì)片麻巖和變質(zhì)沉積砂巖中的3.80～3.00 Ga古老鋯石作為指示標(biāo)志[55]。以此為標(biāo)準(zhǔn)，Aravalli微陸塊太古宙基底巖系3.30 Ga的TTG片麻巖、Bundelkhand微陸塊3.20 Ga的基底片麻巖、Singhbhum微陸塊3.50 Ga的花崗片麻巖與3.10 Ga的老鐵礦巖群、Bastar克拉通南部3.51 Ga Markampara片麻巖與3.56 Ga的Kapsi片麻巖、西Dharwar微陸塊3.40～3.30 Ga的TTG片麻巖均屬于太古宙早期陸核的最直接證據(jù)。因此推測，太古宙早期古老陸殼巖石在各微陸塊上分布很廣，印度克拉通曾存在較為廣泛的古老大陸。

太古宙陸殼增生一般是圍繞著古老陸核形成，80%～90%的陸殼形成于寒武紀(jì)之前，絕大多數(shù)形成在中—新太古代，并且全球陸殼的大量增生主要在2.80～2.50 Ga，主要以TTG片麻巖為主[55-57]。印度克拉通作為全球最古老、保存最完善的克拉通之一，假設(shè)其陸殼增生與全球基本一致，由圍繞著古陸核周圍的TTG片麻巖大量出現(xiàn)為特征。印度克拉通各微陸塊TTG片麻巖主體形成于古太古代—新太古代，其鋯石U-Pb年齡主要有3.50～3.30、3.20～3.00、2.90～2.70 Ga，表明印度克拉通陸殼生長主要發(fā)生在中—新太古代；而2.50～2.40 Ga的大量花崗巖的侵入事件，標(biāo)志著印度克拉通各微陸塊克拉通化完成。

3.2 元古宙盆地形成

克拉通盆地的形成與超大陸匯聚及裂解過程中分別產(chǎn)生的擠壓、拉張有密切的關(guān)系[58]。印度克拉通的大多元古宙盆地時代缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，而Vindhyan盆地、Cuddapah盆地、Godavari盆地、Chhattisgarh盆地及Marwar盆地研究程度較高，數(shù)據(jù)相對較多。這些元古宙盆地的演化受控于超大陸旋回演化，其形成時間與超大陸聚合分離旋回演化時間相匹配。Vindhyan盆地與Cuddapah盆地形成于1.90～1.80 Ga，與哥倫比亞超大陸匯聚時間基本一致；Godavari盆地、Chhattisgarh盆地為形成于1.60～1.40 Ga的裂陷盆地，與哥倫比亞超大陸裂解時間一致；Marwar盆地形成于635～541 Ma，與羅迪尼亞超大陸的裂解時間相對應(yīng)。

3.3 印度克拉通聚合統(tǒng)一

印度克拉通的聚合是由北印度克拉通與南印度克拉通沿印度中央造山帶的最終拼合為標(biāo)志的。前人對印度中央造山帶的演化做了大量的研究，古元古代早期Bastar微陸塊的洋殼向北俯沖，在Bundelkhand微陸塊南緣形成了Mahakoshal弧后裂谷盆地[56]，而后1.80～1.50 Ga，在Mahakoshal帶南緣出現(xiàn)了大規(guī)模鈣堿性巖漿作用以及低壓變質(zhì)作用，并發(fā)育了充填雙峰式火山巖建造的Betul弧內(nèi)裂谷盆地。Betul盆地內(nèi)1.50 Ga同構(gòu)造期花崗巖的侵位，表明Betul盆地大約在1.50 Ga閉合，同時伴生大量的超鎂鐵質(zhì)—鎂鐵質(zhì)巖漿巖(Padhar鎂鐵質(zhì)侵入體)，指示其達(dá)到該俯沖作用峰期。南部Sausar變質(zhì)帶順時針p-T-t軌跡與廣泛發(fā)育的逆沖斷裂帶，形成于印度中央造山帶的碰撞造山作用，Ramakona-Katangi麻粒巖帶1.06 Ga的變質(zhì)峰期年齡，表明印度中央造山帶碰撞造山作用發(fā)生于1.06 Ga左右。不整合于Sausar變質(zhì)帶之上的礫巖廣泛發(fā)育，表明了印度中亞造山帶碰撞造山作用的完成[59]，也代表了南印度克拉通與北印度克拉通最終拼合，印度克拉通最終統(tǒng)一，與羅迪尼亞超大陸聚合事件基本一致。

4 結(jié)論

1)印度克拉通主要由Aravalli微陸塊、Bundelkhand微陸塊、Singhbhum微陸塊、Bastar微陸塊、東Dharwa微陸塊、西Dharwa微陸塊和南部麻粒巖微陸塊7個太古宙微陸塊和Satpura活動帶、東Ghats活動帶2個元古宙活動帶組成。

2)印度克拉通的7個微陸塊存在廣泛的古老大陸，陸殼增生與全球基本一致，絕大多數(shù)形成在中—新太古代。

3)印度克拉通發(fā)育了元古宙Vindhyan盆地、Chhattisgarh盆地、 Cuddapah盆地、Godavari盆地、Indravati盆地、Bhima-Kaladgi盆地，形成受控于超大陸演化旋回，其內(nèi)沉積的淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖組成印度克拉通前寒武紀(jì)的蓋層。

4)南印度克拉通與北印度克拉通在1.04 Ga碰撞拼合，形成統(tǒng)一印度克拉通，與羅迪尼亞超大陸聚合事件基本一致。

致謝：在成文過程中，筆者與中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心王斌高級工程師、孟廣路高級工程師進(jìn)行了有益的交流，謹(jǐn)致謝忱。