遼東岫巖地區(qū)下古生界碎屑鋯石定年：羅迪尼亞和岡瓦納超大陸在華北遺留的痕跡？

董曉杰, 2 陳煜嵩 劉正宏 徐仲元 沙茜

1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 1300612. 自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 1300611.

超大陸的形成與裂解一直是地質(zhì)學(xué)研究的重要內(nèi)容，基于傳統(tǒng)板塊構(gòu)造旋回的認(rèn)識(shí)，地質(zhì)學(xué)家們提出了不同地質(zhì)歷史時(shí)期的超大陸重建模型(李三忠等, 2016c)。目前，形成于～1.1Ga的羅迪尼亞超大陸(Dalziel, 1997; Evans, 2009; Lietal., 2008, 2013; Pisarevskyetal., 2003)和形成于～540Ma的岡瓦納大陸(Powelletal., 1993; Veevers, 2004)的重建模型已相對(duì)清晰；由于華北克拉通缺乏典型“構(gòu)造-熱”事件的約束，其與羅迪尼亞超大陸及岡瓦納大陸的關(guān)系尚存爭(zhēng)論。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)華北克拉通早前寒武紀(jì)構(gòu)造單元?jiǎng)澐趾?jiǎn)圖(據(jù)Zhao et al., 2005修改)；(b)遼東-遼南地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖；(c)岫巖地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖；(d)岫巖地區(qū)下古生界沉積建造地質(zhì)剖面圖Fig.1 Sketch maps of study area(a) sketch map of tectonic frame and subdivision of tectonic units in the NCC (after Zhao et al., 2005); (b) sketch geological map of eastern and southern parts of Liaoning Province; (c) sketch geological map of Xiuyan area; (d) geological section map of Lower Paleozoic deposits in Xiuyan area

圖2 岫巖地區(qū)下古生界沉積建造的宏微觀地質(zhì)特征(a)灰黑色薄層泥巖、粉砂巖(地質(zhì)錘錘頭長(zhǎng)度約18cm)；(b)具毫米級(jí)紋層的灰?guī)r與燧石巖互層(硬幣直徑約2.5cm)；(c)下部為中厚層鮞粒灰?guī)r，上部為薄層狀灰?guī)r與泥灰?guī)r互層；(d)圖c中的同心鮞狀灰?guī)r；(e)細(xì)粒砂巖中的滑塌褶皺(包卷層理)及LD15取樣位置；(f)薄層狀粉砂巖與泥巖互層(中性筆長(zhǎng)度約15cm)；(g)細(xì)砂巖中的紋層(樣品LD17)；(h) LD15細(xì)砂巖的顯微特征(泥質(zhì)膠結(jié)物變質(zhì)為白云母). Qz-石英；Ms-白云母；Cal-方解石Fig.2 Geological features of the Lower Paleozoic deposits in Xiuyan area(a) gray-black lamellar mudstone and siltstone (the length of geological hammer head is about 18cm); (b) limestone and flintstone with millimeter-scale laminations (the diameter of the coin is about 2.5cm); (c) the lower part is medium-thick bedded oolitic limestone and the upper part is lamellar limestone and marl interbedded; (d) the concentric oolitic limestone in Fig.2c; (e) slump fold in fine sandstone (convolute bedding) and sampling location of LD15; (f) lamellar siltstone interbedded with mudstone (The length of the gel pen is about 15cm); (g) lamination in fine sandstone (Sample LD17); (h) the microscopic characteristics of fine sandstone LD15 (the argillaceous cement turned into muscovite). Qz-quartz; Ms-muscovite; Cal-calcite

圖3 岫巖地區(qū)下古生界細(xì)砂巖碎屑鋯石U-Pb同位素年齡計(jì)時(shí)T-W圖解(a、c)和頻度分布直方圖(b、d)直方圖中<1000Ma的分析點(diǎn)采用206Pb/238U年齡；>1000Ma的分析點(diǎn)采用207Pb/206Pb年齡Fig.3 U-Pb Terra-Wasserburg diagrams (a, c) and age histograms (b, d) of the detrital zircons from the Lower Paleozoic fine sandstone in Xiuyan areaAge data of <1000Ma are shown by 206Pb /238U age and those of >1000Ma are shown by 207Pb/206Pb age in age histogram

華北克拉通是中國(guó)最主要的克拉通之一，記錄了～3.8Ga的演化歷史(Liuetal., 1992; Wanetal., 2012, 2015; 萬(wàn)渝生等, 2009)，其與不同地質(zhì)時(shí)期超大陸的關(guān)系一直深受?chē)?guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者的重視。早前寒武紀(jì)，華北克拉通經(jīng)歷了～2.7Ga主要陸殼生長(zhǎng)，～2.5Ga克拉通化事件和2.0～1.8Ga克拉通的最終形成三個(gè)主要演化階段，記錄了哥倫比亞超大陸聚合之前的演化歷史(Wanetal., 2015; Zhaoetal., 2005, 2011)。自古元古代末期至新元古代華北克拉通一直處于穩(wěn)定地臺(tái)發(fā)展階段，形成了沿華北克拉通南部熊耳裂陷槽、中部燕遼裂陷槽、北緣白云鄂博裂谷和東緣徐淮裂谷分布的沉積巖系(Peng, 2015; Zhaietal., 2015; Zhaoetal., 2016)和與之對(duì)應(yīng)的大火成巖省和基性巖墻群事件，反映了華北克拉通的多期次裂解事件，并被作為華北克拉通與全球?qū)Ρ群透鐐惐葋喼亮_迪尼亞超大陸期間超大陸精細(xì)重建的依據(jù)(Lietal., 2019b; Peng, 2015; Pengetal., 2011b; Wangetal., 2015; Zhangetal., 2017; Zhaoetal., 2016)。自新元古代羅迪尼亞超大陸裂解以來(lái)，全球處于板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍期，尤其在早古生代末450～400Ma存在全球性準(zhǔn)同時(shí)的造山運(yùn)動(dòng)，意味著當(dāng)時(shí)可能存在一個(gè)以岡瓦納大陸為雛形的原潘吉亞(Proto-Pangea)超大陸，以華北克拉通為代表的東亞陸塊群均卷入了其中(Lietal., 2018; Zhaoetal., 2018; 李三忠等, 2016a, b, d)。遼東岫巖地區(qū)新發(fā)新識(shí)別出的一套富含格林威爾至泛非期碎屑鋯石的沉積建造(Dongetal., 2018)，對(duì)其開(kāi)展深入研究能為進(jìn)一步探索華北克拉通與羅迪尼亞超大陸和岡瓦納超大陸的關(guān)系提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

華北克拉通由東西兩個(gè)太古宙陸塊和位于其間的古元古代中部帶所組成，其北毗鄰中亞造山帶，其南與秦嶺-大別造山帶相連，其西與塔里木板塊相接(圖1a)。就華北克拉通東部陸塊而言，它又被分為北部的鞍山-吉南太古宙地塊(龍崗地塊)、南部的遼南-狼林太古宙地塊(狼林地塊)以及夾持在它們之間的膠-遼-吉古元古代活動(dòng)帶(圖1a)(Zhaoetal., 2005, 2012)。膠-遼-吉造山帶是華北克拉通東部陸塊內(nèi)的一條著名的呈北東-南西向展布古元古代造山帶，在中國(guó)東北地區(qū)被稱為遼吉造山帶或遼吉活動(dòng)帶(李三忠, 1997; Zhaoetal., 2005; Li and Zhao, 2007)，是華北克拉通參與哥倫比亞超大陸重建的重要依據(jù)。遼吉造山帶內(nèi)的巖石主要由古元古代的遼吉花崗巖及綠片-角閃巖相的遼河群變質(zhì)火山-沉積巖系組成(Lietal., 2004, 2005, 2006; Li and Zhao, 2007)。岫巖地區(qū)位于華北克拉通東部陸塊遼-吉造山帶內(nèi)，以發(fā)育巨量的古元古代變質(zhì)火山沉積巖系為主要特征(圖1b)，前期尚未發(fā)現(xiàn)早古生代沉積建造。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，遼東地區(qū)的寒武-奧陶系屬穩(wěn)定的海相沉積地層，以淺海相碳酸鹽巖建造為主，夾少量的碎屑巖，主要分布于北部的本溪、遼陽(yáng)、桓仁西南部以及南部的瓦房店一帶(圖1b)。

圖4 樣品LD15 (a)和樣品LD17 (b)細(xì)砂巖中典型碎屑鋯石的陰極發(fā)光圖像Fig.4 CL images of typical detrital zircons in fine sandstone samples LD15 (a) and LD17 (b)

2 巖石地層特征

本文報(bào)道的這套早古生代沉積建造出露在遼東中部的岫巖縣朝陽(yáng)鎮(zhèn)附近(圖1c)，該套地層過(guò)去一直被認(rèn)為是遼河群的一部分。野外調(diào)查顯示，該套地層未遭受區(qū)域變質(zhì)作用的改造，僅部分受到動(dòng)力變質(zhì)的影響；其與該區(qū)大面積分布的遼河群古元古代變質(zhì)火山-沉積建造呈構(gòu)造接觸并被侏羅紀(jì)花崗巖侵位。這套地層與華北克拉通以海相碳酸鹽巖為主的早古生代沉積并不完全一致，具有陸源碎屑沉積與碳酸鹽巖交互產(chǎn)出的層序特征。該套地層下部為灰黑色泥頁(yè)巖、粉砂巖與中薄層泥灰?guī)r、鮞?；?guī)r交互產(chǎn)出(圖1d、圖2a-d)。中上部陸源碎屑含量增多，以發(fā)育中細(xì)粒砂巖為特征，表現(xiàn)為中薄層中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、泥頁(yè)巖夾薄層泥灰?guī)r的沉積建造(圖1d、圖2e-h)，中細(xì)粒砂巖中發(fā)育滑塌褶皺或包卷層理(圖2e)。

3 碎屑鋯石U-Pb定年

筆者從該套地層的中上部采集了2件樣品分別進(jìn)行碎屑鋯石U-Pb定年。樣品LD15采自該套地層中下部的細(xì)粒砂巖，采樣坐標(biāo)：40°25′09.036″N、123°32′52.885″E；樣品LD17采自該套地層上部的細(xì)粒砂巖，采樣坐標(biāo)：40°24′46.378″N、123°32′36.952″E。2件樣品的鋯石挑選在廊坊區(qū)調(diào)所進(jìn)行。LD15鋯石定年采用LA-ICP-MS法在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所成礦作用與資源評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的Thermo Finngan Neptune型多接收等離子質(zhì)譜儀和Newwave UP213激光剝蝕系統(tǒng)上完成，標(biāo)準(zhǔn)樣采用GJ-1，同位素比值和單點(diǎn)年齡誤差均為1σ。LD17鋯石U-Pb測(cè)年在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心SHRIMP-Ⅱ上完成, 標(biāo)準(zhǔn)樣TEM和待測(cè)樣之比為1:4，根據(jù)實(shí)測(cè)204Pb含量校正普通鉛，同位素比值和單點(diǎn)年齡誤差均為1σ。為凸顯碎屑鋯石的沉積下限和物源信息，鋯石年齡處理采用ISOPLOT程序(Ludwig, 2003)分別制作了鋯石U-Pb同位素年齡計(jì)時(shí)T-W圖解(Tera and Wasserburg, 1972)和頻度分布直方圖(圖3)。

2件樣品中的鋯石形態(tài)較相似，多數(shù)具有次圓狀至次棱角狀的外形，表現(xiàn)出碎屑鋯石的特征(圖4)。測(cè)試結(jié)果顯示，2件樣品的碎屑鋯石年齡組成基本一致，進(jìn)一步證實(shí)該套地層的沉積時(shí)限與遼河群建造的形成時(shí)代大相徑庭。

LD-15共獲得56組有效數(shù)據(jù)(表1)，獲得的年齡數(shù)據(jù)介于482～2732Ma之間(圖3a, b)。6顆鋯石的年齡介于1880～2768Ma，陰極發(fā)光特征顯示，它們或具有清晰巖漿震蕩環(huán)帶，或顯示核邊結(jié)構(gòu)或云霧狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖4a)。19顆鋯石年齡介于1287～1781Ma；陰極發(fā)光圖像顯示它們多數(shù)具有清晰的巖漿震蕩環(huán)帶(圖4a)。18顆鋯石年齡介于768～1210Ma，它們的Th、U含量及Th/U比值分別為89×10-6～519×10-6、143×10-6～955×10-6和0.14～1.60；該部分鋯石的陰極發(fā)光圖像特征較為復(fù)雜，部分發(fā)育變質(zhì)作用形成的核-邊結(jié)構(gòu)，部分發(fā)育不同類型的巖漿震蕩環(huán)帶，少許具有云霧狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖4a)。其余13顆鋯石年齡介于482～731Ma之間，它們的Th、U含量及Th/U比值分別為52×10-6～629×10-6、131×10-6～1603×10-6和0.12～1.88；陰極發(fā)光圖像顯示它們或具有明顯的巖漿結(jié)晶環(huán)帶，或發(fā)育變質(zhì)核-邊結(jié)構(gòu)(圖4a)。

表1 細(xì)砂巖(樣品LD15)LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)

續(xù)表1

表2 細(xì)砂巖(樣品LD17)SHRIMP U-Pb 定年數(shù)據(jù)

續(xù)表2

LD17共在66顆鋯石上獲得69組數(shù)據(jù)(表2)，獲得的年齡介于498～3232Ma之間(圖3c, d)。8個(gè)鋯石年齡數(shù)據(jù)介于1848～3232Ma；陰極發(fā)光圖像特征顯示，這些鋯石部分具有清晰巖漿震蕩環(huán)帶，部分具有變質(zhì)形成核邊結(jié)構(gòu)或云霧狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖4b)。22個(gè)鋯石年齡數(shù)據(jù)介于1273～1767Ma；陰極發(fā)光特征顯示這些鋯石多數(shù)具有明顯的結(jié)晶環(huán)帶。25個(gè)鋯石年齡數(shù)據(jù)介于819～1255Ma，Th、U含量及Th/U比值分別為57×10-6～614×10-6、239×10-6～1663×10-6和0.13～0.95；陰極發(fā)光特征顯示這些鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，部分發(fā)育變質(zhì)成因的核-邊、核-幔-邊結(jié)構(gòu)或云霧狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，部分發(fā)育較清晰的結(jié)晶環(huán)帶(圖4b)。14個(gè)鋯石年齡數(shù)據(jù)介于498～738Ma，它們的Th、U含量及Th/U比值分別為10×10-6～353×10-6、166×10-6～1727×10-6和0.01～1.01；這些鋯石在陰極發(fā)光下或具有清晰的結(jié)晶環(huán)帶，或發(fā)育變質(zhì)形成的核-邊結(jié)構(gòu)(圖4b)。

4 討論

4.1 物源及沉積時(shí)限

巖石學(xué)特征顯示，研究區(qū)這套沉積建造中的砂巖中的碎屑顆粒以石英為主，但普遍含有超過(guò)20%的雜基，表明它們的成分成熟度并不高；雖然碎屑顆粒的粒度普遍較細(xì)，但碎屑顆粒大小不一，顯示出較差的分選性。

2件定年樣品的碎屑鋯石形態(tài)多呈次圓狀至渾圓狀，少量為次棱角狀，表明它們經(jīng)歷了不同程度的搬運(yùn)，反映它們或來(lái)自不同的源區(qū)或部分鋯石經(jīng)歷了再次搬運(yùn)。陰極發(fā)光下，這些碎屑鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜多變，碎屑鋯石年齡范圍介于482～3232Ma，指示該套地層的源區(qū)巖石組成十分復(fù)雜。華北克拉通是全球最古老的前寒武紀(jì)克拉通之一，保留著自～3.8Ga以來(lái)的演化信息(Liuetal., 1992; Wanetal., 2012, 2015; 萬(wàn)渝生等, 2009)。例如：太古宙多期次的陸殼增生事件，古元古代的裂谷、俯沖與碰撞增生事件，中新元古代多期次的裂解事件等(Zhaietal., 2015)。這些古老構(gòu)造事件的地質(zhì)年代學(xué)信息雖然大多可以從本次研究的碎屑鋯石定年結(jié)果中找到，但兩者之間也存在著明顯差異。

一個(gè)顯著的特征是，2件定年樣品的碎屑鋯石中最重要年齡峰值出現(xiàn)在500～1600Ma(圖3b, d)，陰極發(fā)光下，這些鋯石或發(fā)育明顯的巖漿結(jié)晶環(huán)帶，或發(fā)育明顯變質(zhì)形成的“核-邊”和云霧狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖4)，顯示出多變的成因特征，表明它們的形成與板塊俯沖-碰撞造山體制下發(fā)生的大規(guī)模巖漿-變質(zhì)作用有關(guān)。就華北克拉通而言，該段時(shí)期未見(jiàn)大規(guī)?！皹?gòu)造-熱”事件的地質(zhì)記錄，以發(fā)育伸展裂解模式下的裂陷盆地和基性巖墻群為特征(Peng, 2015; Pengetal., 2011a, b; Wangetal., 2015; Zhangetal., 2016, 2017)，不具備為該套地層提供前述物源的物質(zhì)條件。此外，兩件定年樣品的碎屑鋯石中都缺失了遼吉造山帶內(nèi)巨量產(chǎn)出的形成于2.2～1.8Ga的古元古代遼吉花崗巖和遼河群綠片-角閃巖相變質(zhì)火山-沉積建造的物源信息。

如此看來(lái)，該套地層中的砂巖具有較復(fù)雜的源區(qū)特征，與該區(qū)廣泛分布的遼河群完全不同。細(xì)砂巖碎屑鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和年代學(xué)組成表明它們的源區(qū)與遼吉造山帶或華北克拉通的關(guān)聯(lián)并不十分明顯，陸源碎屑的物源可能更多與格林威爾期及泛非期的造山作用有關(guān)。2件樣品的最小年齡基本一致，分別為～482Ma和～498Ma，給出了這套沉積建造的最早沉積時(shí)限。

4.2 格林威爾期碎屑鋯石的來(lái)源及華北克拉通與羅迪尼亞超大陸的聯(lián)系

古元古代末至新元古代，華北克拉通以發(fā)育巨厚層的大陸裂谷沉積和與大陸裂解作用有關(guān)的基性巖墻群為特征(Chenetal., 2013; Peng, 2015; Pengetal., 2011a, b; Zhangetal., 2016, 2017)，尚未發(fā)現(xiàn)與格林威爾事件有關(guān)的大規(guī)?！皹?gòu)造-熱”事件的地質(zhì)記錄。近年來(lái)，在位于華北克拉通東緣徐淮裂谷系的遼東榆樹(shù)砬子群，北朝鮮平南盆地的祥原超群，山東煙臺(tái)蓬萊群和山東莒縣土門(mén)群，以及位于華北克拉通北緣裂谷系的白云鄂博群和化德群內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大量非華北的碎屑鋯石的年齡信息(Huetal., 2012; Lietal., 2007, 2019a; Liuetal., 2014, 2017, 2018, 2019; Luoetal., 2006; 初航等, 2011; 高林志等, 2010; 李忠等, 2016; 陸松年等, 2012; 樸賢旭等, 2016; 楊正赫等, 2016)。如：榆樹(shù)砬子群的1.4～1.0Ga的碎屑鋯石峰值(Luoetal., 2006)；祥原超群和蓬萊群的～1.6Ga和1.3～1.1Ga碎屑鋯石峰值(Huetal., 2012; Lietal., 2007; 初航等, 2011)；土門(mén)群上部的1.1～1.3Ga和～1.6Ga碎屑鋯石峰值(Huetal., 2012; Lietal., 2007; 李忠等, 2016; 陸松年等, 2012)；白云鄂博群和化德群上部層位大量發(fā)育的1.1～1.6Ga碎屑鋯石(Lietal., 2019a; Liuetal., 2014, 2017, 2018)。

圖5 華北克拉通與波羅地古陸在950～900Ma之間的關(guān)系(a,據(jù)Liu et al., 2017修改;巖墻群據(jù)Peng, 2015；S?derlund et al., 2005)和華北克拉通與岡瓦納大陸北緣在500～420Ma之間的關(guān)系(b,據(jù)Li et al., 2018修改)Fig.5 The relationship between the NCC and the Baltic at 950～900Ma (a, modified after Liu et al., 2017; dykes after Peng, 2015；S?derlund et al., 2005) and the relationship between the NCC and the northern margin of the Gondwana at 500～420Ma (b, modified after Li et al., 2018)

如此看來(lái)，華北克拉通東緣和北緣普遍發(fā)育一套具經(jīng)典格林威爾期和～1.6Ga碎屑鋯石的沉積建造。華北克拉通除發(fā)育少量～1.6Ga粗面巖外(高林志等, 2008)，并不具備為這些沉積建造提供如此大量中元古代碎屑鋯石的物質(zhì)條件。古地理重建和古地磁證據(jù)顯示，哥倫比亞超大陸可能自古元古代末期一直延續(xù)至～1.27Ga，在此期間，華北克拉通可能與澳大利亞或印度克拉通相鄰(Pisarevskyetal., 2014; Zhangetal., 2012; Zhaoetal., 2011)。然而，以大火成巖省和基性巖墻群事件等為標(biāo)志的超大陸裂解事件的全球?qū)Ρ葎t給出了華北克拉通與澳大利亞古陸(Zhangetal., 2017)，華北克拉通與印度和西伯利亞古陸(Chenetal., 2013)，華北克拉通與波羅地和勞倫古陸(Wangetal., 2015)等多種可能的相連模型(Lietal., 2019b)。一個(gè)重要信息是，與前述非華北的碎屑鋯石年齡譜相當(dāng)?shù)摹皹?gòu)造-熱”事件在勞倫古陸和波羅地古陸最為發(fā)育(Condieetal., 2009; Ernstetal., 2008)，勞倫古陸和波羅地古陸也最可能成為它們的潛在源區(qū)。這意味著華北克拉通在哥倫比亞-羅迪尼亞超大陸轉(zhuǎn)換期間最有可能與勞倫古陸和波羅地古陸之間存在聯(lián)系(Huetal., 2012; Lietal., 2019a; Liuetal., 2014, 2017; 陸松年等, 2012)，這種聯(lián)系可能一直持續(xù)至格林威爾造山期之后。華北東緣徐淮裂谷系900～925Ma的基性巖墻群事件(Peng, 2015; Pengetal., 2011a, b; Zhaietal., 2015; Zhaoetal., 2016)可與波羅地古陸挪威和芬蘭地區(qū)914～945Ma的基性巖墻群事件(Hellstr?metal., 2004; S?derlundetal., 2005)相類比，這極可能是華北克拉通從羅迪尼亞超大陸裂離的標(biāo)志，也暗示華北克拉通東緣可能曾與波羅地古陸相接(圖5a)。本文研究對(duì)象中富含的1.6～1.0Ga碎屑鋯石可能來(lái)源于徐淮裂谷系榆樹(shù)砬子群、祥原超群、蓬萊群、土門(mén)群等該時(shí)期鋯石的再循環(huán)。

4.3 泛非期碎屑鋯石的來(lái)源及華北克拉通與岡瓦納大陸的關(guān)系

遼東岫巖地區(qū)這套早古生代沉積建造的一個(gè)顯著特征是富含與岡瓦納大陸拼合相關(guān)的泛非期碎屑鋯石。華北克拉通早古生代以發(fā)育被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境下的碳酸鹽巖連續(xù)沉積建造為特征，缺乏600～500Ma的巖漿作用記錄(Hanetal., 2016)，其與岡瓦納大陸的關(guān)系一直懸而未決。雖然部分學(xué)者認(rèn)為華北克拉通與岡瓦納大陸在古地磁特征上存在較明顯差異，兩者之間也未保留匯聚及裂解的典型構(gòu)造標(biāo)志(Cocks and Torsvik, 2013)；但是華北克拉通中西部地區(qū)寒武-奧陶紀(jì)之交的角度不整合(Myrowetal., 2015; 彭向東等, 2002)、古生物學(xué)及沉積巖石碳同位素地球化學(xué)等特征與岡瓦納大陸的古印度北部地區(qū)相當(dāng)，暗示華北克拉通曾與東岡瓦納大陸北緣存在聯(lián)系(Lietal., 2018; Metcalfe, 2006, 2013; Myrowetal., 2015; Wilhemetal., 2012; Zhenetal., 2009)。祁連和北秦嶺構(gòu)造帶發(fā)育的510～420Ma巖漿和(U)HP變質(zhì)事件(Muetal., 2018; Yuetal., 2015; Zhangetal., 2015)被認(rèn)為與原特提斯洋的俯沖閉合有關(guān)，反映了華北克拉通西南緣與東岡瓦納大陸北緣構(gòu)造拼合的演化歷史(Lietal., 2018; Zhaoetal., 2018)。面向古亞洲洋的華北克拉通北緣在～500Ma開(kāi)始廣泛出現(xiàn)與島弧作用相關(guān)的巖漿作用，被認(rèn)為與岡瓦納大陸拼合引起的全球板塊運(yùn)動(dòng)調(diào)整進(jìn)而導(dǎo)致的大陸邊緣俯沖有關(guān)，亦可作為華北克拉通曾與岡瓦納大陸相連的間接證據(jù)(Hanetal., 2016)。

除本文外，在華北克拉通為數(shù)不多的陸源碎屑沉積中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大量與岡瓦納大陸匯聚相關(guān)的泛非期碎屑鋯石，如：華北克拉通南緣的饅頭組(McKenzieetal., 2011)，北京西山地區(qū)的徐莊組(胡波等, 2015)，吉林延邊的江域巖組(Wangetal., 2016)等。華北克拉通不具備為它們提供如此大量泛非期碎屑鋯石的條件，而東岡瓦納大陸北緣的泛非期造山帶顯然可以作為它們的理想源區(qū)(圖5b)，這也進(jìn)一步證明華北克拉通在早古生代曾與岡瓦納大陸存在過(guò)聯(lián)系。

5 結(jié)論

遼東岫巖地區(qū)的古元古代遼吉造山帶內(nèi)發(fā)育的一套與華北克拉通早古生代典型沉積不同的沉積建造。這套沉積建造中2件砂巖樣品碎屑鋯石的最小年齡為～482Ma和～498Ma，代表了它們的最早沉積時(shí)限。2件樣品的碎屑鋯石年齡均以缺乏親華北尤其親古元古代遼吉造山帶的物源信息為特征，它們最重要的年齡峰值出現(xiàn)在格林威爾期和泛非期，暗示華北克拉通分別曾與羅迪尼亞超大陸和岡瓦納大陸存在過(guò)聯(lián)系。格林威爾造山期，華北克拉通東緣可能與羅迪尼亞超大陸的波羅地古陸相接；泛非造山期，華北克拉通可能位于東岡瓦納大陸的印度和澳大利亞北緣。

致謝本研究的野外工作得到吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所周曉東教授級(jí)高級(jí)工程師的大力幫助；審稿人李三忠教授和萬(wàn)渝生研究員對(duì)本文提出了寶貴的意見(jiàn)；在此一并表示衷心的感謝!