基于锆石U-Pb-Hf同位素揭示伊斯坦布尔带（远东阿瓦隆尼亚）早期地质演化史

本研究通过锆石U-Pb-Hf同位素分析，解析了伊斯坦布尔带晚新元古代基底（562–606 Ma）的构造演化史，揭示了大陆域与洋弧碰撞的时间线（峰值变质期568±10 Ma与591±6 Ma），并证实远东阿瓦隆尼亚地体与波罗的古陆的物源联系，为理解阿瓦隆尼亚-波罗的拼合过程提供了关键约束。

　　

伊斯坦布尔带作为远东阿瓦隆尼亚的关键组成部分，其早期地质演化长期存在争议。该带基底由晚新元古代洋弧（562–606 Ma）与大陆域拼合而成，但两者碰撞时限、基底物源及与波罗的古陆的关系缺乏直接证据。传统观点认为阿瓦隆尼亚地体拼合具有穿时性，而远东区域的 accretion（拼合）时间从新元古代延续至早奥陶世，亟需高精度年代学与同位素数据约束。

为解决这些问题，伊斯坦布尔技术大学的研究团队对伊斯坦布尔带大陆域变沉积岩及上覆寒武系-奥陶系碎屑岩开展锆石U-Pb-Hf同位素分析，成果发表于《Precambrian Research》。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定年，结合MC-ICP-MS（多接收电感耦合等离子体质谱）测定Hf同位素组成，样本来自Karadere与Bolu地区的8件变质岩与碎屑岩。

研究结果

1. 大陆域变质演化：
   大陆域划分为两套角闪岩相变质带：上部带峰值变质年龄568±10 Ma（2σ），下部带591±6 Ma（2σ）。变碎屑岩锆石以早新元古代-古元古代年龄（0.9–2.1 Ga）为主，ε_Hf初始值多为正值，表明原岩形成于Tonian期（约10亿年前）陆内裂谷环境。

2. 碎屑岩物源约束：
   寒武系-奥陶系砂岩碎屑锆石主峰601–608 Ma，次峰701–710 Ma与1500–1501 Ma。晚新元古代锆石78%具负ε_Hf值，指示岩浆活动显著混染陆壳物质，物源主要来自邻近新元古代大陆岩浆弧，而中-古元古代基底贡献可忽略。

3. 区域对比：
   与远东阿瓦隆尼亚其他地体（如Pelagonia、Dobrogea）数据高度吻合：（1）均存在Tonian最大沉积年龄的变碎屑岩；（2）碎屑锆石主峰589–608 Ma、次峰701–738 Ma；（3）575–615 Ma与695–715 Ma岩浆岩对应伊斯坦布尔带碎屑锆石峰期，但尚未发现露头。

结论与意义
研究证实伊斯坦布尔带与远东阿瓦隆尼亚地体同属统一新元古代地壳域，未受大洋分隔。通过对比波罗的Timanide造山带及上新元古代-寒武系碎屑岩数据，提出伊斯坦布尔带于晚新元古代-早寒武世拼贴至波罗的古陆。碰撞后隆升剥蚀导致洋弧上地壳在寒武纪末被剥蚀殆尽。该成果为阿瓦隆尼亚-波罗的拼合过程提供了关键年代学与地球化学约束，重塑了东欧克拉通南缘的早古生代构造格局。