中蒙边界亚干地区前寒武纪变质火山岩的岩石学、年代学研究及其构造意义

The South Gobi Microcontinent (SGM) is one of the major continental constituents of the central segment of southern Central Asian Orogenic Belt (CAOB). Due to the lack of detailed field geological and high-precision geochronological studies, the basement nature and tectonic affinity of the SGM with the adjacent terranes have been poorly understood so far, which prevent the further understanding of the basic architecture and tectonic evolution of the CAOB. This project takes the suite of metasedimentary rocks and metamorphic volcanic rocks from the Yagan area as research objectives, and plans to clarify the basement nature and crust evolution of the SGM. The results of zircon U-Pb dating of the metamorphic volcanic rocks will not only illuminate the timing of the basement, but also provide new evidence on the existence of the SGM. Meanwhile, whole-rock Nd and zircon Hf isotopic analyses of the metavolcanic rocks will be used to trace the crustal growth and reworking events of the SGM. These studies, in combination with the metamorphic age determined by LA-ICP-MS U-Pb dating of metamorphic zircon and titanite, will provide important constraints on the tectonic affinity of the SGM with the adjacent Precambrian microcontinents and cratons.

南戈壁微陆块位于中亚造山带南缘中段，是中蒙边界地区最重要的前寒武纪地体之一。但由于缺少可靠的年代学资料和系统研究，其基底性质和构造亲缘性尚不清楚，南戈壁微陆块的存在还受到一些学者的质疑，这限制了对本区地壳结构以及增生造山过程的进一步认识。中蒙边界亚干地区出露一套以变质沉积岩-大理岩为主的前寒武纪岩石，本项目拟通过详细的野外地质调查及剖面实测，查明其岩石组合及建造特征。通过对其中多层位变质火山岩的锆石U-Pb定年，限定该套变质岩系的形成时限，为进一步明确本区变质基底的时代和性质提供关键证据。同时，开展变质火山岩的全岩Nd同位素和锆石Hf同位素研究，获取深部物质组成信息；利用变质锆石和变质榍石U-Pb同位素定年，揭示变质事件时间。综合上述研究，初步构建亚干地区前寒武纪构造-岩浆事件序列与地壳演化历史，为探讨南戈壁微陆块与中亚造山带南缘的微陆块群及周缘主要克拉通的关系提供约束。

查明前寒武纪微陆块的存在及其亲缘性，对进一步理解中亚造山带的形成机制和重建早期演化历史具有重要意义。南戈壁微陆块位于中亚造山带南缘中段，作为本区最主要的前寒武纪地体，其基底的时代及性质尚不清楚，是否存在受到学者质疑。本项目通过野外地质调查和锆石SHRIMP U-Pb定年，在珠斯楞-杭乌拉地区识别出了中元古代的花岗岩体和变沉积岩捕虏体，它们的成岩年龄为~1.4 Ga，这为解决本区是否存在前寒武纪基底的争议提供了关键证据。同时，本区主要的花岗岩体多侵位于晚古生代-早中生代，它们的锆石εHf(t)值为-2.8~+4.3，地壳模式年龄为1.0~1.5 Ga，表明源区可能以中元古代地壳物质为主。结合本项目获取的前寒武纪岩石年龄，亚干地区花岗岩Hf同位素特征，以及花岗岩出现中－新元古代继承锆石等证据，珠斯楞-杭乌拉地区深部应具有中－新元古代基底，南戈壁微陆块范围可以延伸到阿拉善北部边境地区。原先认为形成于古元古代的北山群，实际沉积时代晚于三叠纪。该套地层主要由大理岩、白云岩、片麻岩、石英岩和变质砂岩组成，本项目选择接触关系明确和易测年的层位（主要是石英岩）挑选锆石，厘定地层时代。研究发现，多个样品的碎屑锆石年龄最小峰值都集中在210-230Ma，这表明该地层的最大沉积上限为晚三叠世。北山群中还识别出现了大量的片麻状花岗岩和糜棱岩化花岗岩，时代分别为228±2Ma和214±2Ma，这进一步说明本区北山群需要解体和重新认识。值得注意的是，具有年轻物源性质~1.4 Ga岩浆活动，在中亚造山带南缘的微陆块上普遍存在，它们可能与Columbia超大陆的裂解有关，这些微陆块显示出与劳伦古陆和波罗的古陆的亲缘性。