阿拉善地塊東部早前寒武紀變質基底性質及歸屬

牛鵬飛，曲軍峰，張 進，張北航，趙 衡

(中國地質科學院 地質研究所， 自然資源部 深地動力學重點實驗室， 北京 100037)

阿拉善地塊在大地構造位置上位于華北克拉通、塔里木克拉通和古亞洲洋構造域的接壤位置，傳統(tǒng)觀點認為阿拉善地塊是華北克拉通的組成部分(Huang, 1945; 任紀舜等， 1980)， 是研究地殼早期構造演化的重要地區(qū)。近年來， 不同學者對阿拉善地塊開展了大量調查研究， 并在基底物質組成、造山帶演化和構造變形、沉積學、古生物地層及成礦作用等方面取得了一些重要進展(耿元生等， 2006， 2007； Fengetal., 2013； Zhang Jetal., 2013； 張進等， 2013； Danetal., 2014； 謝力等， 2014； 張建新等， 2018； 劉平華等， 2019； 牛鵬飛等， 2019)。但目前有關阿拉善地塊東部太古宙變質基底的研究資料還相對比較匱乏， 仍然存在一些關鍵性問題尚未解決， 比如阿拉善地塊內太古宙巖石的出露情況和阿拉善地塊的歸屬問題。

宮江華等(2012)和Zhang J X等 (2013)在阿拉善地塊西部的北大山地區(qū)首次報道了2.5 Ga TTG片麻巖的存在， 解決了長期以來阿拉善地塊是否存在太古宙巖石的爭議問題。但阿拉善地塊東部是否存在太古宙巖石仍存在疑問。根據(jù)耿元生等(2006， 2007)提出的劃分方案， 疊布斯格巖群、巴彥烏拉山巖群和波羅斯坦廟巖群共同組成了阿拉善地塊東部的一套新太古代-古元古代角閃巖相-麻粒巖相變質巖系， 陳志勇等(2004)在對阿拉善地塊東部的前寒武紀變質巖系進行重新劃分時也將疊布斯格巖群的時代劃歸中太古代， 認為阿拉善地塊東部存在太古宙變質基底， 但沒有提出明確的年代學證據(jù)。李俊健(2006)根據(jù)在疊布斯格巖群中獲得的3 018±49 Ma的斜長角閃巖Sm-Nd模式年齡， 也認為阿拉善地塊存在太古宙古老地殼。而另外一些學者所獲得的年代學數(shù)據(jù)表明， 雖然鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)結果不排除深部存在太古宙基底的可能性， 但不支持阿拉善地塊內有太古宙巖石的出露(周紅英等， 2007； 董春艷等， 2007； Danetal., 2012a； Wuetal., 2014)。

有關阿拉善地塊的構造歸屬問題， 不同學者根據(jù)基底組成及其記錄的構造熱事件提出了不同的觀點，主要包括： ① 阿拉善地塊是華北克拉通的組成部分： 認為阿拉善地塊自新太古代(～2.5 Ga)以來就是華北克拉通的一部分(任紀舜等， 1980； 張振法等， 1997； 伍家善等， 1998； 萬渝生等， 2003； Zhaietal., 2005)， 并作為新太古代花崗綠巖帶成為了華北克拉通的太古宙微陸塊之一(楊振德等， 1988； 翟明國等， 2000； Zhai and Santosh， 2011)； 或是陰山地塊的西延部分， 同陰山地塊一起在～1.95 Ga與鄂爾多斯地塊碰撞形成華北克拉通西部陸塊(Zhaoetal., 2005及相關參考文獻)； 或是華北克拉通西部陸塊古元古代造山帶的一部分， 即孔茲巖帶的一部分(董春艷等， 2007； 耿元生等， 2010a； 宮江華等， 2012； Zhang J Xetal., 2013； Dongetal., 2017)； ② 阿拉善地塊是獨立發(fā)展的微陸塊： 認為阿拉善地塊是獨立的古元古代地體， 既不屬于陰山地塊的西延， 也不屬于孔茲巖帶的一部分(李俊健， 2006； Danetal., 2012a)； ③ 阿拉善地塊親揚子或塔里木克拉通： 一些學者通過古地磁學、年代學、古生物學和巖漿事件研究認為阿拉善地塊與揚子克拉通或塔里木克拉通具有親緣性(葛肖虹等， 2000； 李獻華等， 2004； 段吉業(yè)等， 2005； 李錦軼等， 2009； Danetal., 2014； Yuan and Yang, 2015a； Zhang B Hetal., 2016； Zhang S Hetal., 2016； Zhang Jetal., 2016； Songetal., 2017)， 并且在古生代才與華北克拉通拼合(李錦軼等， 2012； Zhang Jetal., 2013； Yuan and Yang, 2015b； Danetal., 2016)。由此可見， 前人對于阿拉善地塊歸屬的認識存在較大的分歧， 并且阿拉善地塊歸屬的爭議歸根結底最大的矛盾點還是阿拉善地塊與華北克拉通之間的關系。

隨著研究的深入， 在變質基底巖石中獲得的大量鋯石U-Pb年代學和相應的Hf同位素數(shù)據(jù)， 為探討阿拉善地塊早前寒武紀的性質和歸屬提供了科學依據(jù)(Zhaoetal., 2001; 耿元生等， 2006, 2007, 2010a， 2010b; 宮江華等， 2011; Danetal., 2012a, 2012b, 2016; Zhang J Xetal., 2013; Wuetal., 2014)。本文將結合近年來該地區(qū)的研究成果和前人研究數(shù)據(jù)， 綜合探討以下兩個問題： ① 阿拉善地塊東部是否出露太古宙巖石； ② 阿拉善地塊早前寒武紀變質基底與華北克拉通同時代的變質基底具有怎樣的關系。

1 地質背景

華北克拉通作為全球最古老的克拉通之一， 具有3.8 Ga的地質演化歷史(Liuetal., 1992; Johnetal., 2008; Wan Y Setal., 2015)， 相比于其他克拉通， 它具有更為復雜的構造演化歷史， 經歷了3.8 Ga以來的多期重大構造事件(翟明國， 2010)。除了少量早太古代巖石記錄了早期陸殼的形成外， 華北克拉通早前寒武紀變質基底還記錄了晚太古代2.9～2.7 Ga的陸殼生長事件、～2.5 Ga巖漿-變質事件和古元古代～1.95 Ga、～1.85 Ga的巖漿-變質事件。Zhao 等(2001， 2005)、Zhao和Zhai(2013)綜合華北克拉通基底構造、巖石組合、巖漿-變質作用和同位素年代學等研究成果， 將華北克拉通劃分出了東、西部兩大陸塊和膠-遼-吉帶、孔茲巖帶、中部造山帶3條古元古代造山帶。其中， 西部陸塊由北部的陰山地塊和南部的鄂爾多斯地塊在～1.95 Ga沿東西向延伸的孔茲巖帶碰撞拼合而成， 近同時期東部陸塊由龍崗地塊和狼林地塊碰撞拼合而成， 在～1.85 Ga西部陸塊與東部陸塊沿南北向延伸的中部造山帶碰撞拼合， 最終形成統(tǒng)一的克拉通(Zhaoetal., 2001; Wildeetal., 2002)。

阿拉善地塊位于華北克拉通的最西端， 北鄰中亞造山帶， 西側以阿爾金斷裂為界與塔里木克拉通相隔， 南接北祁連造山帶， 東側以狼山-巴彥烏拉山斷裂帶為界與華北克拉通西部陸塊的主體部分相連(Zhang Jetal., 2013; Wangetal., 2016)， 是一個被造山帶和斷裂帶圍限的微陸塊(圖1a)。阿拉善地塊構造位置復雜， 陸表大面積被巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠覆蓋， 基巖出露較少， 其早前寒武紀變質基底主要出露于西部的龍首山、北大山、雅布賴山等地區(qū)以及東部的巴彥烏拉山、波羅斯坦廟、狼山等地區(qū)， 并被后期大規(guī)模的顯生宙侵入巖肢解(圖1a)。早期的研究將出露于阿拉善地塊東部的早前寒武紀中高級變質巖統(tǒng)稱為阿拉善群， 時代歸為太古宙(寧夏計委地質局， 1976)(1)寧夏計委地質局.1976. 1∶20萬區(qū)域地質調查報告吉蘭泰幅.。后人對這套中高級變質巖進行了重新厘定和劃分： 霍福臣等(1987)將原阿拉善群劃分為下部的疊布斯格巖群、中部的阿拉善群和上部的阿拉坦敖包群； 陳志勇等(2004)將其劃分為烏拉山群、色爾騰山巖群的柳樹溝巖組和點力素泰巖組； 耿元生等(2007)將原阿拉善群劃分為3套變質地層單元(新太古代疊布斯格巖群、古元古代巴彥烏拉山巖組和古-中元古代阿拉善巖群)和2個變形深成片麻雜巖(主體為古元古代的波羅斯坦廟片麻巖雜巖和主體為新元古代的畢及格臺片麻巖雜巖)。前人通過不同的實驗方法獲取了一系列年代學數(shù)據(jù)(圖1、表1)， 顯示阿拉善地塊東部分布的巴彥烏拉山巖群、波羅斯坦廟雜巖和疊布斯格巖群的年齡主要以古元古代為主， 并有少數(shù)尚待確認的太古宙信息。

狼山地區(qū)位于阿拉善地塊的東北緣， 是華北克拉通與阿拉善地塊之間的過渡區(qū)(圖1a、1b)。近年來的研究認為， 阿拉善地塊的東界位于桌子山-賀蘭山地區(qū)， 向北延伸至狼山東側， 狼山地區(qū)屬于阿拉善地塊(Zhangetal., 2011； 李錦軼等， 2012; 張進等， 2012, 2013; Fengetal., 2013; 公王斌， 2014; Huetal., 2014; Yuan and Yang, 2015b)。最近Wang等(2016)根據(jù)詳細的基底巖石年代學特征的差異， 將狼山基底分為北部的主體部分和狼山南段地區(qū)兩部分， 并認為狼山主體部分屬于華北克拉通， 而狼山南段部分屬于阿拉善地塊。本文在狼山地區(qū)所采集樣品均位于其南段的疊布斯格地區(qū)， 該地區(qū)出露阿拉善地塊內重要的早前寒武紀變質基底(耿元生等， 2006, 2007； Danetal., 2012a)。

2 阿拉善地塊東部早前寒武紀變質基底同位素年代學研究進展

2.1 狼山地區(qū)

狼山南段地區(qū)出露的疊布斯格巖群是阿拉善地塊內形成時代最老、變質程度最高的變質巖系， 可達到麻粒巖相(霍福臣等， 1987)，以含條帶狀鐵建造和石墨礦為特征， 由黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、大理巖、磁鐵石英巖等變質巖和大量深成侵入巖等組成， 變質程度達到麻粒巖相(Zouetal., 2021)。楊振德等(1988)和李俊健(2006)分別獲得疊布斯格巖群中斜長角閃巖的Rb-Sr等時線年齡為3 219 Ma,Sm-Nd等時線年齡為3 018±49 Ma， 也因此認為疊布斯格巖群形成于中太古代； 耿元生等(2006， 2007)通過鋯石SHRIMP U-Pb和鋯石蒸發(fā)法測年獲得疊布斯格巖群的變質表殼巖形成于2.70 Ga左右， 并經歷了2.69～2.50 Ga和2.0～1.9 Ga兩期變質改造， 在該區(qū)還發(fā)現(xiàn)了最古老的3.5 Ga的殘留碎屑鋯石， 但由于數(shù)據(jù)較少無法確定其可靠性。耿元生等(2010a)在疊布斯格巖群片麻巖中識別出2.0～1.9 Ga和1.85～1.80 Ga兩期構造熱事件， 通過角閃石39Ar-40Ar測年獲得了含輝石斜長角閃巖1 918 Ma的變質年齡； Dan等(2012a)通過鋯石SIMS U-Pb測年將疊布斯格巖群中的變質表殼巖沉積時代限定在了2.45～2.0 Ga之間， 并獲得了1.98～1.97 Ga的深成侵入巖巖漿結晶年齡和～1.89 Ga、～1.79 Ga的變質年齡， 認為狼山地區(qū)不存在太古宙表殼巖， 但鋯石Hf同位素結果顯示并不排除地殼深部存在太古宙基底的可能性。Wan B等(2015)在狼山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了～1.9 Ga的變輝長巖和花崗質片麻巖， 并獲得了1.82 Ga左右的變質年齡。最近， 筆者對疊布斯格巖群進行了詳細的鋯石年代學和Hf同位素研究(牛鵬飛等， 2019； Niuetal., 2022)(表1)， 獲得副片麻巖中碎屑鋯石的年齡主要集中在2.7～2.1 Ga之間， 并獲得了1.99～1.89 Ga和1.88～1.76 Ga兩期變質年齡(圖2)， 結合碎屑鋯石和變質鋯石年齡， 將疊布斯格巖群部分變質表殼巖的沉積時代限定在了2.1～2.0 Ga之間； 副片麻巖中碎屑鋯石的Hf同位素模式年齡為3.4～2.7 Ga， 表明這些碎屑鋯石主要來源于中新太古代早期古老陸殼物質。另外， 筆者對疊布斯格巖群中廣泛發(fā)育的鉀質花崗巖也進行了鋯石測年， 獲得其巖漿結晶年齡為1 860±8 Ma(筆者未發(fā)表數(shù)據(jù))， 與Dan等(2012a)獲得的1.98～1.97 Ga的深成侵入巖結晶年齡共同成為該地區(qū)古元古代晚期的巖漿事件記錄。

表1 阿拉善地塊東部地區(qū)早前寒武紀變質基底巖石年齡數(shù)據(jù)表

續(xù)表1 Continued Table 1

此外， 筆者最近在狼山地區(qū)識別出多件新太古代變質巖石， 其中斜長角閃巖中的巖漿鋯石年齡為2 697～2 566 Ma(加權平均年齡為2 636±14 Ma)， 兩期變質年齡分別為2 517～2 454 Ma(加權平均年齡為2 483±54 Ma)和1 988～1 952 Ma(加權平均年齡為1 968±18 Ma)； 奧長花崗質片麻巖的成巖年齡為2 491±18 Ma， 變質鋯石的年齡為1 834±45 Ma， 代表了一期古元古代變質事件； 英云閃長質片麻巖的原巖巖漿結晶年齡為2 540±38 Ma， 變質鋯石年齡為1 866～1 748 Ma， 一組捕獲鋯石的年齡為2 667～2 588 Ma(筆者未發(fā)表數(shù)據(jù))， 不僅表明阿拉善地塊東部出露新太古代巖石， 更說明該地區(qū)地殼深部也是存在太古宙基底的。這套新太古代巖石從巖性到形成時代都與疊布斯格巖群有明顯區(qū)別， 因此， 筆者將這套新太古代變質侵入體從疊布斯格巖群巖石組成中分離出來， 獨立于疊布斯格巖群之外作為狼山地區(qū)的新太古代變質基底。

鋯石Hf同位素結果顯示狼山地區(qū)2.64 Ga斜長角閃巖巖漿鋯石的εHf值為-5.83～-1.01， 二階段模式年齡集中在3.38～3.21 Ga(筆者未發(fā)表數(shù)據(jù))， 其原巖可能是古太古代古老陸殼物質在新太古代晚期的再循環(huán)產物(圖3)， 但不排除來自富集地幔的可能； 新太古代末期2.54 Ga英云閃長質片麻巖巖漿鋯石和捕獲鋯石的εHf值分別為-1.1～0.71和0.8～3.46， 兩類鋯石的二階段模式年齡均集中在3.10～2.88 Ga之間， 而2.49 Ga奧長花崗質片麻巖巖漿鋯石的εHf值在-3.83～-2.12之間， 二階段模式年齡為3.23～3.12 Ga(圖3)， 均指示狼山地區(qū)～2.5 Ga TTG片麻巖主要來自于中太古代陸殼物質的重熔或再造。宮江華等(2012)和Zhang J X等(2013)在西阿拉善地塊的北大山地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了～2.5 Ga的TTG片麻巖， 鋯石Hf同位素特征顯示其來自于3.0～2.7 Ga陸殼物質在新太古代末期的重熔或再造(圖3)， 相比狼山地區(qū)～2.5 Ga TTG片麻巖具有稍年輕的源區(qū)時代。

2.2 波羅斯坦廟地區(qū)

位于阿拉善地塊東北緣慶格勒圖北部波羅斯坦廟地區(qū)的波羅斯坦廟雜巖(圖1a、1b)主體為一套古元古代晚期(1.95～1.85 Ga)的TTG質片麻巖(耿元生等， 2010a)， 主要出露黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、角閃斜長片麻巖等變質深成侵入巖， 變質程度達到角閃巖相(霍福臣等， 1987)。目前有關波羅斯坦廟雜巖的研究只有少量的年代學工作， 沈其韓等(2005)利用鋯石SHRIMP U-Pb測年獲得花崗片麻巖的原巖侵入年齡為1 818±19 Ma和1 839±18 Ma； 周紅英等(2007)通過鋯石TIMS U-Pb測年獲得黑云斜長片麻巖原巖的巖漿結晶年齡為1 826±13 Ma。

2.3 巴彥烏拉山地區(qū)

巴彥烏拉山巖群呈條帶狀獨立分布于巴彥烏拉山地區(qū)(圖1a、1c)， 與其他巖群未直接接觸(耿元生等， 2007)， 主要由斜長角閃巖、花崗質片麻巖、黑云斜長片麻巖等組成， 夾少量酸性變質火山巖、火山沉積巖、大理巖等， 總體變質程度為高角閃巖相(沈其韓等， 2004； Wuetal., 2014)。李俊健等(2004)獲得巴彥烏拉山巖群中的花崗閃長質片麻巖的單顆粒鋯石U-Pb年齡為2 082±22 Ma， 表明該地區(qū)主要片麻巖的形成時代為古元古代； 沈其韓等(2005)和耿元生等(2007)利用鋯石蒸發(fā)法， 獲得斜長角閃巖的原巖年齡為2 271±18～2 264±3 Ma； 李俊健(2006)對巴彥烏拉山巖群的斜長角閃巖進行Sm-Nd等時線測年， 獲得了2 005±21～1 920±38 Ma的成巖年齡； 董春艷等(2007)通過鋯石SHRIMP U-Pb測年獲得片麻狀花崗巖形成于2 323±20 Ma， 并獲得了1 923±28 Ma和1 856±12 Ma的變質年齡； Dan等(2012a)通過鋯石SIMS U-Pb測年， 獲得巴彥烏拉山巖群多件正片麻巖的成巖年齡為2.34～2.30 Ga， 并在長英質副片麻巖中獲得了1 891±9 Ma和1 796±22 Ma的變質年齡， 鋯石Hf同位素結果顯示2.30 Ga左右的巖漿鋯石的模式年齡為2.92～2.81 Ga； 包創(chuàng)等(2013)對斜長角閃巖進行鋯石LA-ICP-MS定年， 獲得其成巖年齡為2.30 Ga， 鋯石Hf同位素結果顯示其模式年齡為2.80～2.45 Ga， 另外在斜長角閃巖中也識別出2 239～1 988 Ma和1 940～1 892 Ma的變質年齡； Wu等(2014)通過鋯石LA-ICP-MS測年獲得多件正片麻巖的巖漿結晶年齡集中在2.30～2.24 Ga， 在正片麻巖和副片麻巖中獲得的變質年齡集中在1.94～1.91 Ga和1.88～1.86 Ga之間。

3 阿拉善地塊東部早前寒武紀構造熱事件

如上所述， 前人在阿拉善地塊東部地區(qū)的研究工作使得該地區(qū)早前寒武紀變質基底的年代學格架逐漸完善。統(tǒng)計分析前人報道的同位素年代學數(shù)據(jù)可知(表1、圖4)，阿拉善地塊東部地區(qū)的疊布斯格巖群、波羅斯坦廟雜巖和巴彥烏拉山巖群普遍受到古元古代晚期構造熱事件的影響， 而新太古代晚期和古元古代早期的巖漿熱事件分別發(fā)生于狼山地區(qū)和巴彥烏拉山地區(qū)。

3.1 古元古代早期之前(>2.45 Ga)陸殼生長和巖漿-變質事件

阿拉善地塊東部新太古代巖漿-變質事件發(fā)生在2 697～2 454 Ma之間， 包括狼山地區(qū)2.64 Ga的斜長角閃巖和2.54 Ga、2.49 Ga 的TTG片麻巖的形成以及2.48 Ga的變質作用(筆者未發(fā)表數(shù)據(jù)， 圖4a、4b)， 與西阿拉善北大山地區(qū)出露的2.55～2.51 Ga的TTG片麻巖及其記錄的2.52～2.47 Ga變質作用屬于同一期巖漿-變質事件(宮江華等， 2012; Zhang J Xetal., 2013)。另外， 阿拉善地塊東部地區(qū)疊布斯格巖群和巴彥烏拉山巖群的鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)結果顯示， 早前寒武紀變質基底中鋯石Hf模式年齡集中分布在3.4～2.6 Ga之間， 并且大致存在2.68 Ga和3.05 Ga兩個明顯的峰值年齡(圖4f)， 表明古太古代晚期至新太古代晚期阿拉善地塊東部存在多期陸殼生長和再循環(huán)。

3.2 古元古代早期(～2.3 Ga)巖漿事件

這一期巖漿事件在西阿拉善龍首山地區(qū)和華北克拉通鄂爾多斯地塊內均有發(fā)生(修群業(yè)等， 2004； 劉勇， 2008； 宮江華等， 2011； Gongetal., 2016； Huetal., 2013； Wanetal., 2013a； Wangetal., 2014； Zhangetal., 2015)， 也存在于阿拉善地塊東部的巴彥烏拉山地區(qū)， 表現(xiàn)為2.3 Ga左右的正片麻巖和斜長角閃巖出露(圖4d； 沈其韓等， 2005； 耿元生等， 2007； 董春艷等， 2007； Danetal., 2012a； 包創(chuàng)等， 2013； Wuetal., 2014)， 這可能代表了孔茲巖帶附近的古元古代構造活動帶向西的延伸(董春艷等， 2007； 耿元生等， 2009)。通過鋯石年代學統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)， 疊布斯格巖群副片麻巖中的碎屑鋯石存在2.3 Ga左右的年齡峰值(圖4c)， 鄒雷等(2020)根據(jù)這一特點認為巴彥烏拉山地區(qū)的古元古代變質基底可以作為疊布斯格巖群副片麻巖的潛在物源區(qū)， 但鋯石Hf同位素結果顯示巴彥烏拉山巖群中～2.33 Ga的斜長角閃巖巖漿鋯石的εHf值為-2.2～4.5， 模式年齡在2.92～2.45 Ga之間， 而疊布斯格巖群副片麻巖中～2.3 Ga碎屑鋯石的εHf值和模式年齡分別為-8.4～-0.2和3.29～2.90 Ga， 與巴彥烏拉山巖群具有明顯差別(圖4f)， 因此可以排除巴彥烏拉山巖群中的2.30 Ga變質基底巖石作為疊布斯格巖群副片麻巖物源的可能。

3.3 古元古代中晚期(2.0～1.8 Ga)巖漿-變質事件

古元古代晚期事件主要發(fā)生在2.0～1.8 Ga之間， 包括疊布斯格巖群深成侵入巖中巖漿鋯石記錄的1.98～1.97 Ga巖漿事件年齡(Danetal., 2012a)(圖4a)、斜長角閃巖變質鋯石記錄的1 918 Ma的變質事件年齡(耿元生等， 2010a)， 巴彥烏拉山巖群中片麻狀花崗巖鋯石幔部和邊部記錄的1 923±28 Ma和1 856±12 Ma的變質事件年齡(董春艷等， 2007)(圖4d)， 以及波羅斯坦廟雜巖中正片麻巖記錄的1.95～1.80 Ga巖漿事件年齡(沈其韓等， 2005； 周紅英等， 2007； 耿元生等， 2010a)等?！?.9 Ga和～1.8 Ga的古元古代變質事件在華北克拉通和阿拉善地塊內廣泛發(fā)育。Dan等(2012a)在阿拉善地塊東部的疊布斯格巖群和巴彥烏拉山巖群正片麻巖中也識別出相似的兩組古元古代變質年齡(～1.89 Ga和～1.79 Ga)， 并認為早期的變質事件可能與大陸碰撞有關， 而晚期變質事件可能是區(qū)域性伸展造成的， 分別與古元古代哥倫比亞超大陸的聚合和裂解是同時期的(Zhaoetal., 2002， 2004; Houetal., 2008)。Zhao等(2005)認為早期變質事件主要發(fā)生在西部的孔茲巖帶中， 而晚期變質事件與華北克拉通中部帶的形成有關。但是近年來的年代學研究結果顯示， 孔茲巖帶不僅記錄了～1.9 Ga的構造熱事件， 同時也記錄了～1.8 Ga的構造熱事件(郭敬輝等， 1999， 2002； Guoetal., 2005； Santoshetal., 2006； Yinetal., 2011； Maetal., 2012； Wanetal., 2013a)。另外值得注意的是， 古元古代晚期的變質事件年齡呈現(xiàn)出連續(xù)分布的特征(圖2a、圖4b、4e)， 雖然顯示出兩個年齡峰值， 但是其究竟是代表著兩期變質事件還是一期變質事件的兩個階段， 以及反映了怎樣的構造背景， 還有待進一步研究。

4 區(qū)域對比及地質意義

如前文所述， 阿拉善地塊東部經歷了3.4～2.6 Ga的陸殼生長， 存在～2.5 Ga TTG巖漿-變質事件和古元古代中晚期2.3～2.0 Ga巖漿事件、～1.95 Ga和～1.85 Ga巖漿-變質事件(圖5a-1)。阿拉善地塊東部的狼山地區(qū)與西阿拉善北大山地區(qū)出露的～2.5 Ga的TTG片麻巖具有近一致的陸殼生長歷史(圖5a-2)。張建新等(2018)在波羅斯坦廟雜巖中也識別出一套～2.50 Ga的TTG片麻巖， 狼山地區(qū)的太古宙變質基底可能向西經過波羅斯坦廟地區(qū)與西阿拉善的北大山地區(qū)相連。發(fā)育在阿拉善地塊東部巴彥烏拉山地區(qū)的2.3～2.0 Ga巖漿事件在西阿拉善的龍首山地區(qū)也有記錄(Gongetal., 2016)， 二者古元古代變質表殼巖的形成時代也近一致(耿元生等， 2007； Gongetal., 2016; 張建新等， 2018)， 指示巴彥烏拉山地區(qū)的古元古代變質基底向西可與龍首山地區(qū)的變質基底相連。阿拉善地塊的變質基底普遍記錄了古元古代晚期的巖漿-變質事件， 如阿拉善地塊東部疊布斯格巖群中1.98～1.97 Ga的深成侵入巖及其記錄的1.89 Ga和1.79 Ga兩期變質事件(Danetal., 2012a)、筆者在疊布斯格巖群副片麻巖中獲得的～1.95 Ga及～1.85 Ga的變質事件(牛鵬飛等， 2019； 筆者未發(fā)表數(shù)據(jù))、波羅斯坦廟雜巖中1.95～1.80 Ga的TTG質片麻巖(沈其韓等， 2005； 耿元生等， 2010a)以及西阿拉善北大山地區(qū)2.5 Ga TTG片麻巖所記錄的1.85 Ga的變質事件(Zhang J Xetal., 2013)等。古元古代晚期的巖漿-變質事件在阿拉善地塊內的廣泛存在表明， 阿拉善地塊可能整體都卷入了古元古代晚期的構造熱事件中。而華北克拉通主體的前寒武紀變質基底主要形成于新太古代—古元古代， 以2.8～2.7 Ga的地殼生長時代(Jiangetal., 2010)和～2.5 Ga的基底成巖時代(Zhaoetal., 2005; Zhai and Santosh, 2011; Wang and Liu, 2012; Wanetal., 2013a)為特征， 同時也廣泛記錄了～1.95 Ga和～1.85 Ga兩期變質事件(Wuetal., 2005; Wanetal., 2006, 2013a; Yinetal., 2009, 2011, 2014; Zhaoetal., 2010, 2012; Dongetal., 2013)。由此可見， 阿拉善地塊與華北克拉通主體共同經歷了太古宙陸殼生長和新太古代-古元古代巖漿-變質事件， 但阿拉善地塊與華北克拉通之間究竟具有怎樣的關系和演化歷史？阿拉善地塊在何時、以何種方式與華北克拉通拼合？

4.1 與陰山地塊對比

在地理分界上， 陰山地塊與阿拉善地塊以狼山斷裂帶相隔。Zhao等(2005)認為阿拉善地塊是陰山地塊的西延部分， 一些學者也曾試圖將陰山地塊內色爾騰山-固陽-集寧-桑干等地區(qū)的早前寒武紀基底地層統(tǒng)一起來(陳志勇等， 2004， 2007)， 但目前沒有資料顯示阿拉善地塊與華北克拉通之間存在不同陸塊拼合的地質證據(jù)。近年來的研究表明， 阿拉善地塊的早前寒武紀變質基底與陰山地塊是有所區(qū)別的。在物質組成方面， 陰山地塊不同地區(qū)不同程度地出露太古宙基底巖石， 以固陽、武川等地區(qū)出露最為完整和具代表性， 主要由新太古代花崗綠巖帶以及TTG片麻巖和麻粒巖-紫蘇花崗巖類等組成(Zhaoetal., 2012； Jianetal., 2012； Zhao and Zhai, 2013)。而阿拉善地塊東部的疊布斯格巖群、波羅斯坦廟雜巖和巴彥烏拉山巖群以及西阿拉善地塊內的其他變質基底均形成于古元古代， 未見有大面積的太古宙變質表殼巖和花崗綠巖帶出露(李文淵等， 2004； Danetal., 2012a)。在巖漿-變質作用記錄方面， 阿拉善地塊內僅有北大山地區(qū)的2.5 Ga TTG片麻巖(宮江華等， 2012； Zhang J Xetal., 2013)和筆者最近在狼山地區(qū)識別出的新太古代巖石可以對比陰山地塊內廣泛分布的新太古代TTG巖石。陰山地塊自～2.7 Ga就已有陸殼的生長(董曉杰等， 2012； 馬銘株等， 2013)， 并在2.58～2.53 Ga出現(xiàn)大量巖漿活動， 在2.5～2.45 Ga遭受了變質作用的改造(簡平等， 2005； Jianetal., 2012； Maetal., 2014及相關參考文獻)(圖5b-1、b-2)。雖然阿拉善地塊與陰山地塊均記錄有新太古代晚期巖漿-變質事件， 但廣泛發(fā)育于阿拉善地塊早前寒武紀變質基底中的2.3～2.0 Ga的巖漿事件和2.0～1.8 Ga的巖漿-變質事件在陰山地塊內報道較少(Jianetal., 2012； 馬銘株等， 2013)(圖5b-1)。鑒于在物質組成和巖漿-變質作用記錄方面的明顯差異， 阿拉善地塊與陰山地塊應屬于不同的構造單元， 至少在古元古代晚期之前具有不同的地質演化歷史。

4.2 與孔茲巖帶對比

華北克拉通的孔茲巖帶自西向東主要分布在集寧-烏拉山-大青山-千里山-賀蘭山地區(qū)， 由陰山地塊與鄂爾多斯地塊在～1.95 Ga拼合形成， 代表了鄂爾多斯地塊周緣的被動大陸邊緣沉積(Zhaoetal., 2005)?？灼潕r帶基底巖石主要由中壓泥質麻粒巖、高壓與超高溫變質的麻粒巖、少量TTG片麻巖、同構造紫蘇花崗巖和S型花崗巖等組成(Zhaoetal., 2005； Santoshetal., 2007； 翟明國， 2009； Guoetal., 2012； Maetal., 2012； Zhao and Zhai, 2013； Caietal., 2014； Yinetal., 2014)。前人對孔茲巖帶基底巖石開展了大量的年代學工作， 近年來在大青山地區(qū)古元古代早期片麻巖中識別出2.5～2.44 Ga的花崗巖和輝長巖包體， 并經歷了2.5 Ga、2.45 Ga變質作用的改造(Wanetal., 2009, 2013a； 劉平華等， 2013； Liuetal., 2014, 2017)， 表明孔茲巖帶基底經歷了與阿拉善地塊和陰山地塊近一致的新太古代晚期-古元古代早期巖漿-變質事件?？灼潕r帶變沉積巖中的碎屑鋯石年齡主要集中在2.25～2.0 Ga之間， 還包括少量2.9～2.25 Ga之間的鋯石年齡， 結合～1.95 Ga和～1.86 Ga的變質年齡， 將孔茲巖系的沉積時代限定在了2.0～1.95 Ga之間(Zhaoetal., 2005； Wanetal., 2006,2009； Yinetal., 2011； Danetal., 2012b； 蔡佳等， 2015)， 與阿拉善地塊東部地區(qū)巴彥烏拉山巖群形成時代(2.27～1.95 Ga)近一致， 略年輕于疊布斯格巖群(2.1～2.0 Ga)。通過對比阿拉善地塊與孔茲巖帶早前寒武紀變質基底的鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)， 孔茲巖帶2.25～2.0 Ga的碎屑鋯石與阿拉善地塊龍首山地區(qū)2.3～2.0 Ga侵入巖的巖漿鋯石在年齡和Hf同位素特征方面近一致(圖5c-1、c-2)， 表明古元古代晚期西阿拉善龍首山地區(qū)可能作為物源區(qū)之一，為孔茲巖系巖石提供成巖物質。此外值得一提的是， 阿拉善地塊東部新太古代巖石中的部分巖漿鋯石與孔茲巖帶賀蘭山地塊基底巖石中的少量碎屑鋯石的Hf同位素組成一致， 同樣表明在古元古代中晚期阿拉善地塊東部地區(qū)可能也是孔茲巖帶的物源區(qū)之一。

孔茲巖帶廣泛記錄的1.95～1.9 Ga的變質事件被認為是陰山地塊與鄂爾多斯地塊碰撞拼合形成華北克拉通西部陸塊的響應， 而～1.85 Ga的變質年齡對應于西部陸塊與東部陸塊沿古元古代中部造山帶拼合形成統(tǒng)一的華北克拉通的時代(Zhaoetal., 2005)。近年來的年代學數(shù)據(jù)顯示， 孔茲巖帶東部集寧、懷安地區(qū)的中、高壓泥質變質巖、變輝長巖和紫蘇花崗巖等記錄了1.96～1.92 Ga和1.90～1.81 Ga的變質事件， 并發(fā)育1.95 Ga的淡色花崗巖和1.92～1.89 Ga的S型花崗巖(Wanetal., 2006; Zhaoetal., 2010; Jiaoetal., 2013a; Santoshetal., 2013; Pengetal., 2010, 2014)； 中部大青山地區(qū)的古元古代表殼巖中記錄了～1.96 Ga和1.88～1.83 Ga的變質事件， 也存在1.95 Ga的正長花崗巖和紫蘇閃長巖的巖漿活動(Maetal., 2012; Dongetal., 2013; Jiaoetal., 2013b; Wangetal., 2017)； 西部賀蘭山-千里山地區(qū)的泥質麻粒巖中也存在1.96～1.92 Ga和1.87 Ga兩組變質年齡和1.9 Ga、1.88～1.86 Ga的S型花崗巖侵入事件(Yinetal., 2009, 2011; Zhangetal., 2017)。這些數(shù)據(jù)表明， ～1.85 Ga的巖漿-變質事件也存在于孔茲巖帶中， 因此古元古代晚期的這兩期變質事件應具有更廣泛的構造意義， 很可能是對Columbia超大陸古元古代地質演化的響應(Danetal., 2012a； Geetal., 2013)。但無論如何， 阿拉善地塊內廣泛記錄的～1.95 Ga和～1.85 Ga的巖漿-變質事件與孔茲巖帶極為相似(圖5a-1、c-1)， 表明二者至少在古元古代中晚期是具有親緣性的。

4.3 與鄂爾多斯地塊對比

孔茲巖帶以南的鄂爾多斯地塊被認為是一個具有統(tǒng)一基底的太古宙穩(wěn)定陸塊(張抗， 1982； 賈進斗等， 1997； 鄧軍等， 2005)， 是華北克拉通西部陸塊的重要組成部分(Zhaoetal., 2005； Zhao and Zhai, 2013)， 航磁異常顯示其具有整體剛性塊體特征(Gaoetal., 2015)。地塊基底被巨厚的中新元古代碎屑沉積巖、早古生代淺海碎屑巖和碳酸鹽沉積以及晚古生代-新生代陸相碎屑巖覆蓋。前人對地塊內少量基底巖芯的研究顯示，地塊內基底巖石主要由副片麻巖、變粒巖、片巖、大理巖和花崗質片麻巖等組成(Huetal., 2013； Wanetal., 2013a； Zhangetal., 2015)， 變質程度達到中壓麻粒巖相(Wangetal., 2014； Gouetal., 2016； Heetal., 2016)。

Zhang等(2015)在鄂爾多斯地塊北部、中東部和中部的基底巖芯中識別出了少量～2.5 Ga的巖漿活動信息， 與阿拉善地塊不同的是在該地塊內未發(fā)現(xiàn)同時期的變質作用(圖5d-1)， ～2.5 Ga巖漿鋯石的Hf同位素結果顯示鄂爾多斯地塊同樣存在3.0～2.6 Ga的陸殼生長(圖5d-2)， 與陰山地塊和阿拉善地塊的陸殼生長歷史非常相似。而且， 張成立等(2018)在沉積蓋層中也統(tǒng)計出～2.7 Ga的碎屑鋯石， 表明鄂爾多斯地塊很可能在新太古代之前就已有一定的陸殼物質形成。鄂爾多斯地塊北部2.2～2.0 Ga的巖漿活動十分強烈(胡建民等， 2012； Zhangetal., 2015； 張成立等， 2018)， 在時代和鋯石Hf同位素特征方面與阿拉善地塊巴彥烏拉山地區(qū)和龍首山地區(qū)非常相似(圖5a-1、a-2、d-1、d-2)， 這些巖漿活動可能共同形成了孔茲巖帶附近規(guī)模較大的古元古代活動構造帶， 并為孔茲巖的形成提供物質來源(董春艷等， 2007； 張建新等， 2018； 張成立等， 2018)。此外， 鄂爾多斯地塊北部的基底巖石與阿拉善地塊經歷了同時期的～1.95 Ga和～1.85 Ga巖漿-變質事件(Wangetal., 2014； Zhangetal., 2015； 吳素娟等， 2015； Gouetal., 2016； Heetal., 2016)， 也表明鄂爾多斯地塊古元古代的地殼演化與阿拉善地塊具有較高的相似度， 但二者是否具有親緣性還需要更多的證據(jù)。

綜上所述， 阿拉善地塊與華北克拉通西部陸塊共同經歷了中新太古代(3.0～2.6 Ga)陸殼生長， 而后又被新太古代晚期-古元古代早期(～2.5 Ga)巖漿-變質事件改造， 但鄂爾多斯地塊內尚未發(fā)現(xiàn)～2.5 Ga的變質作用記錄。2.3～2.0 Ga的巖漿活動在阿拉善地塊和鄂爾多斯地塊內十分強烈， 而陰山地塊和孔茲巖帶缺失該時期的巖漿活動， 表明阿拉善地塊與鄂爾多斯地塊北部基底很可能在古元古代早中期處于同一活動構造帶內(董春艷等， 2007)。阿拉善地塊內廣泛發(fā)育的古元古代中晚期(2.0～1.8 Ga)巖漿-變質事件與孔茲巖帶最為相似， 鄂爾多斯地塊北部的變質基底中也存在該巖漿-變質事件的年齡峰值， 但在陰山地塊內鮮有報道。因此， 阿拉善地塊很可能在古元古代中晚期作為孔茲巖帶基底的一部分卷入到造山作用中。

5 結語

結合已有數(shù)據(jù)和筆者近些年在阿拉善地塊東部地區(qū)獲取的研究資料， 綜合對比分析阿拉善地塊和華北克拉通早前寒武紀變質基底的鋯石年代學和Hf同位素特征， 得出如下認識：

(1) 狼山地區(qū)出露的2.64 Ga斜長角閃巖和～2.5 Ga TTG片麻巖， 明確指示了阿拉善地塊東部地區(qū)存在新太古代巖石， 它們與阿拉善地塊西部北大山地區(qū)的～2.5 Ga的TTG片麻巖共同組成了阿拉善地塊太古宙變質基底。

(2) 阿拉善地塊東部的早前寒武紀變質基底主要記錄了3.4～2.6 Ga的陸殼生長、～2.5 Ga TTG巖漿-變質事件、2.3～2.0 Ga巖漿事件、～1.95 Ga和～1.85 Ga巖漿-變質事件， 與西阿拉善和華北克拉通變質基底具有相似的地殼演化歷史。

(3) 通過對比華北克拉通西部基底發(fā)現(xiàn)， 阿拉善地塊早前寒武紀變質基底與孔茲巖帶共同經歷了古元古代中晚期(～1.85 Ga和～1.95 Ga)巖漿-變質事件， 表明阿拉善地塊很可能在古元古代中晚期作為孔茲巖帶基底的一部分卷入到了古元古代造山作用中。

謹以此文獻給著名變質地質學家、前寒武紀地質學家沈其韓院士百歲壽誕， 向先生嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和為地質事業(yè)奉獻終身的崇高精神致敬， 并祝愿先生健康長壽！