西藏北拉萨地体Tonian期裂谷沉积与花岗片麻岩:新元古代构造演化模型的完善及其古地理意义

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Precambrian Research 3.2

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  本研究针对拉萨地体新元古代古地理归属与基底性质的关键科学问题,通过岩石学、年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素综合分析,揭示了北拉萨地体Tonian期(约855–844 Ma)A型花岗片麻岩的成因及裂谷-俯冲-碰撞三阶段构造演化模型,为拉萨地体在Rodinia超大陆中的非洲古地理亲缘性提供了新证据,对全球超大陆重建具有重要意义。

  

青藏高原作为地球最年轻的造山带,其组成地体的演化历史一直是地质学家探索超大陆拼合与裂解的关键窗口。拉萨地体作为高原核心块体之一,其新元古代构造属性长期存在争议——究竟属于印度、澳大利亚还是非洲古陆的碎片?这一谜题直接制约着对Rodinia超大陆重建精度的提升。尽管前人通过古生代-中生代记录初步限定了拉萨地体的后期演化轨迹,但关于其10亿年前在超大陆中的位置,三种假说始终僵持不下。

中国地质科学院的研究团队在西藏永竹地区新发现的Tonian期花岗片麻岩,为破解这一难题提供了关键钥匙。通过高精度锆石U-Pb定年、全岩地球化学与多同位素(Sr-Nd-Hf)联合分析,研究者首次构建了北拉萨地体930–610 Ma的完整构造演化序列。论文发表于《Precambrian Research》的这项成果,不仅填补了青藏高原前寒武纪基底研究的空白,更通过全球对比为超大陆重建提供了不可替代的"地质罗盘"。

研究采用LA-ICP-MS(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱)进行锆石U-Pb年代学测定,结合全岩主微量元素分析和同位素测试技术。对采自永竹地区的3件花岗片麻岩(18T663-665)和1件黑云斜长片麻岩(19T311)样品展开系统研究,其中锆石阴极发光成像(CL)用于鉴别岩浆成因结构,εHf
(t)和εNd
(t)计算采用国际标准物质进行数据校正。

锆石U-Pb年代学
花岗片麻岩中锆石显示典型振荡环带,Th/U比0.54–1.05,获得855–844 Ma的加权平均年龄,确认为Tonian期岩浆事件。伴生黑云斜长片麻岩中最年轻碎屑锆石年龄917 Ma,限定其原岩沉积时代为855–917 Ma,年龄谱系指示离散构造背景。

地球化学特征
花岗片麻岩具高硅(SiO2
70.2–74.5%)、富碱(K2
O+Na2
O 7.3–8.1%)特征,稀土配分显示右倾型,强烈Eu负异常(δEu=0.3–0.5),符合A型花岗岩判别标准。εHf
(t)(+3.1至+8.3)与εNd
(t)(+4.0至+4.8)正值揭示其源自中元古代地壳物质部分熔融。

构造模型重建
整合区域数据提出三阶段演化:

  1. 裂谷阶段(930–850 Ma):与Rodinia裂解同步,表现为双峰式岩浆活动;
  2. 俯冲阶段(850–650 Ma):A2型花岗岩指示陆缘弧环境;
  3. 碰撞阶段(650–610 Ma):高压变质记录大陆拼合事件。

该模型首次将拉萨地体Tonian期构造演化与非洲大陆同期事件精准对接——特别是与刚果克拉通920–900 Ma的次大陆裂解、800 Ma的泛非造山带具有高度同步性。这一发现不仅解决了长期存在的古地理归属争议,更揭示了青藏高原古老基底与冈瓦纳大陆北缘的亲缘关系。研究提出的"裂谷-俯冲-碰撞"三阶段模式,为理解微陆块在超大陆旋回中的行为提供了普适性范式,对完善前寒武纪板块构造理论具有里程碑意义。

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