碎屑锆石年龄谱系与基底构造归属

3.2.1　碎屑锆石年龄谱系与基底构造归属

沉积岩碎屑锆石的年龄谱可在一定程度上反映蚀源区经历的岩浆或变质热事件。岩浆锆石年龄则是地层形成后侵入岩浆事件的时间记录。因此碎屑锆石和岩浆结晶锆石年龄谱系结构的研究，可在一定程度上追溯古老陆块所经历的构造岩浆变质等热事件的活动历程。同时，不同构造单元的陆块由于所处的位置差异，所经历的构造岩浆或变质历程不同，而可能使在不同陆块之上由不同沉积源区源岩衍生的地层的碎屑锆石，具有不同的来源和年龄谱系结构。所以，地层的碎屑锆石可在一定程度上提供地层下伏基底或蚀源区年代学和源区特征的信息。而同属一个构造单元的地层由于源区性质相同或相近，同时代地层锆石年龄谱系结构则可能更接近或相似。因此，通过地层碎屑锆石的年龄谱系结构特征对比，可以用来厘定古老地块之间的空间关系和构造属性。

图3-5为祁连地块基底岩系、华北和扬子克拉通元古代变质沉积岩锆石年龄频谱特征（董国安等，2007）。由图可见，祁连地块变质岩系碎屑锆石年龄主要分布在元古代，少数分布于太古代［（a）、（b）］。此种情况与华北克拉通相对应地层的碎屑锆石年龄谱系［（c）、（d）］结构特征大不相同：华北西部鄂尔多斯地块新元代及寒武纪地层碎屑锆石年龄频谱表明华北克拉通基底固结于1800Ma的吕梁运动，之后成为稳定地台，在新元古代、中元古代无明显热事件发生。而扬子地块元古代康定杂岩、莲沱组砂岩和太古代高级变质地质体碎屑锆石的混合年龄频谱［（e）—（h）］与祁连地块碎屑锆石年龄频谱较为相似，两地均具有明显的新、中元古代热事件信息。

北祁连构造带基底岩系（北大河岩群）碎屑锆石的年龄频谱（图3-6）（李怀坤等，2007）与祁连地块锆石U-Pb年龄谱结构非常接近［图3-5（a）、（b）］，而明显不同于华北克拉通基底岩系的锆石年龄频谱结构。由此可以大致推断，北大河岩群所在的北祁连古老地壳残块，与华北克拉通关系不大，所经历岩浆热事件历程不同于华北克拉通，而是与祁连地块构造岩浆热事件历程类似，因此北祁连构造带中前寒武纪陆块应属于后者而非华北克拉通。

为了进一步厘清北祁连陆块残体与华北克拉通和祁连地块二者之间的关系，我们将北大河岩群和龙首山岩群的碎屑锆石年龄频谱（董国安等，2006）作进一步的对比。

龙首山岩群分布于阿拉善地块，与北祁连造山带毗邻，其变质沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄皆介于1．7—2．7Ga之间，最年轻锆石年龄为（1724±19）Ma。此数据可以认定为其沉积作用完成的最大年龄，故可合理推测龙首山岩群变质沉积岩固结成岩作用年龄必小于（1724±19）Ma（董国安等，2006）。龙首山62个SHRIMP碎屑锆石U-Pb年龄所组成的年龄频谱如图3-7所示，主要年龄介于1．7—2．2Ga之间，约占80%，峰期在1．8—2．0Ga，其余零星介于2．3—2．7Ga之间，约占20%。由碎屑锆石U-Pb年龄频谱可以看出，龙首山岩群的热事件历程明显不同于北大河岩群。前者正如其他华北克拉通分布沉积地层所记录的地质热事件年龄分布特征一样，阿拉善地块在1．7Ga以后未遭受过构造岩浆变质等地质作用的进一步改造，而后者则清晰地留下了0．9—1．7Ga之间热事件的烙印，与祁连地块类似。这种明显差别表明，在中、新元古代期间，北祁连陆壳残块与华北克拉通（阿拉善地块）并不属于同一构造地质体，而是祁连地块的一部分。

图3-5　祁连地块与其他地区碎屑锆石年龄频谱
（据董国安等，2007）

（a）祁连地块2个片岩（892105，892609）；（b）祁连地块3个浅变质沉积岩；（c）贺兰山地区桌子山新元古代变质砂岩；

（d）贺兰山地区桌子山寒武纪砂岩；（e）扬子地块康定杂岩；（f）扬子地块崆岭群高级变质岩；（g）扬子地块新元古代莲沱组砂岩；（h）扬子地块崆岭群变质泥岩［资料来源：（a）董国安等，2007；（b）Gehrelsetal，2003；（c）、（d）Darby＆Gerhrels，2006；（e）Lietal，2002；（f）高山等，2001；（g）Zhangetal，2006；（h）Zhangetal，2006］

图3-6　北大河岩群白云母石英片岩碎屑锆石²⁰⁷Pb²⁰⁶Pb年龄频谱图
（据李怀坤等，2007）

图3-7　龙首山岩群碎屑锆石²⁰⁷Pb²⁰⁶Pb年龄频谱图
（数据据董国安等，2006）

花岗岩作为造山作用的重要产物，可以对造山作用构造体制和时限提供重要约束。来自祁连地块变质地层的片麻状花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄同样集中在0．75—1．1Ga（表3-1），及雍拥等（2008）对湟源周围侵入湟源岩群的4个花岗岩LAICPMS锆石U-Pb定年，其年龄数据分别为：五间房岩体853Ma、响河岩体888Ma、五峰村岩体846Ma和日月亭岩体756Ma，其可与扬子地块新元古代晋宁早晚两期岩浆活动对比。扬子块体新元古代标志性岩浆事件发生于740—825Ma之间，但扬子块体同时也存在860—970Ma的岩浆事件，而在华北块体明显缺少这一时期的岩浆事件（徐旺春等，2007）。因此，从祁连地块花岗岩年龄信息也看出，祁连地块具有扬子块体的属性。

曾建元等（2006）对北祁连牛心山片麻状花岗岩与雷公山片麻状石英闪长岩的锆石SHRIMPU-Pb定年分别获得（776±10）Ma和（774±23）Ma年龄数据。两者锆石皆具有明显的岩浆振荡环带与较高的Th／U比值，指示锆石为岩浆结晶而成，其年龄则代表岩浆侵位年代。这一结果代表北祁连基底同样受到了晋宁晚期岩浆事件的影响，与祁连地块或扬子地块具有可比性，也从另一个侧面证实北祁连基底属于扬子地块而非华北地块的特点。