北山造山带北部洋内弧起源及其对前寒武纪锆石古地理解释的启示：地壳生长的新见解

本研究针对阿尔泰造山带北山地区Queershan弧复合体的洋内弧(IOA)属性争议，通过沉积相分析和锆石U-Pb-Hf同位素研究，揭示其碳纪-二叠纪(357-289 Ma)洋内弧本质，证实前寒武纪锆石(2557-542 Ma)源自俯冲沉积物同化而非陆壳基底，为阿尔泰地壳生长机制(峰值442 Ma)提供关键证据，对理解古亚洲洋演化具有重要意义。

　　

在地球漫长的演化历程中，洋内弧(Intra-oceanic arc, IOA)系统一直被视为地壳生长的关键引擎。位于中亚的阿尔泰造山带（又称中亚造山带）作为全球最重要的地壳增生区之一，其形成过程涉及大量洋内弧的拼贴。然而近年来，这些被归为洋内弧的地体中频繁发现的前寒武纪锆石，如同地质侦探故事中的矛盾线索，不断挑战着传统认知——这些古老锆石究竟暗示着隐藏的陆壳基底，还是另有玄机？

北山造山带北部的Queershan弧复合体正是这一科学争议的焦点。尽管其高正ε_Hf(t)值(6.4-14.8)明确指示洋内弧属性，但广泛分布的前寒武纪锆石(占比1.6%)却成为理论困局的关键。为破解这一谜题，研究人员开展了一项多学科交叉研究，相关成果发表在《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》上。

研究团队采用沉积相分析结合锆石U-Pb-Hf同位素体系的研究策略。通过实测5条剖面（A-E）的沉积相，采集19件砂岩、凝灰质砂岩样品进行锆石分选，利用阴极发光(CL)成像技术筛选目标颗粒，采用LA-ICP-MS进行U-Pb定年，并通过MC-ICP-MS获取Hf同位素组成。特别对比了Beishan杂岩中石英岩样品(F1)作为汉山地块的参照。

地质背景
阿尔泰造山带作为古亚洲洋闭合产物，其南段的北山-天山造山带夹持于塔里木-华北克拉通与蒙古弧系之间。Queershan-丹崖弧复合体作为该带北部重要构造单元，其属性争议直接影响对古亚洲洋演化的理解。

地层与沉积相
研究揭示Queershan复合体包含泥盆纪(398-364 Ma)和石炭纪-早二叠世(331-287 Ma)两套序列。前者表现为火山碎屑岩相（安山质凝灰岩、火山角砾岩），后者发育马里亚纳型洋内弧序列（枕状玄武岩、玻安岩、高镁安山岩）。

物源分析结果
样品A、B段以火山碎屑为主，D、E段富含陆源石英颗粒。关键发现是：前寒武纪锆石(2557-542 Ma)在洋内弧单元与弧前沉积中年龄谱高度吻合，且多呈浑圆状，与自形-半自形的古生代锆石形成鲜明对比。

古地理重建
研究提出创新性演化模型：Devonian火山体系(398-364 Ma)作为弧基底，在石炭纪发生裂解；Carboniferous-Permian时期(357-289 Ma)，俯冲板块在残余弧地块下形成新生洋内弧，同化俯冲沉积物中的前寒武纪锆石。Hf模式年龄统计显示地壳生长高峰在442 Ma。

结论与意义
研究确立三项关键认知：(1)Queershan复合体是典型的石炭纪-早二叠世新生洋内弧系统；(2)前寒武纪锆石主要源自俯冲沉积物同化，而非陆壳基底；(3)锆石Hf模式年龄揭示新元古代-晚古生代持续的地壳生长过程。该成果革新了对洋内弧中古老锆石成因的解释范式，证实前寒武纪锆石的存在未必否定地体的年轻属性，为阿尔泰乃至全球造山带的地壳生长机制研究提供了新的理论框架。