3.2.2 变质岩、花岗岩Nd模式年龄与地壳增长历史
Nd模式年龄TDM主要反映地壳物质或其源岩从亏损地幔分离的时间（Arndt ＆ Gold‐stein，1987；Milisenda et al，1994），因此TDM年龄分布特征可用来示踪地壳的增长特征。祁连造山带变质岩主要经历了中低级变质作用，由变质作用引起的Sm／Nd比值分馏可以忽略不计，所以前寒武纪变质岩Nd模式年龄分布主要反映地壳早期增长特征。综合张宏飞等（2006）、万渝生等（2003）和徐旺春（2007），对祁连地块前寒武系Nd同位素模式年龄数据列表3-2。对其模式年龄TDM统计直方图如图3-8。由表32和图3-8所示，祁连地块前寒武纪基底岩系各类岩石的Nd模式年龄跨度较大，介于0．73—3．64Ga之间，主要分布于1．0—2．4Ga之间，峰值在2．0Ga左右（图3-8）。上述特征表明，祁连地块地壳的主体形成于古、中元古代，缺乏明显的太古宙地壳增长信息。
表3-2 祁连地块前寒武纪变质岩Nd同位素组成
续表3-2
＊据万渝生等（2003），其余据张宏飞等（2006）和徐旺春（2007）；TDM计算采用亏损地幔参数147Sm／144Nd＝0．21357，143Nd／144Nd＝0．51315
张本仁等（2002）对华北陆块和扬子陆块壳源岩石的Nd模式年龄频率直方图的统计表明，华北陆块壳源岩石Nd模式年龄的高频部分介于1．7—3．6Ga之间，主要集中于3．4—3．6Ga、2．6—2．8Ga和2．0—2．2Ga3个段（图3-9），指示华北陆块主体形成于太古宙，并以2．6—2．8Ga为最强烈的增生期，而古元古代为华北地壳的另一较重要的地壳增生期。扬子陆块壳源岩石Nd模式年龄的高频率集中分布于1．3—2．4Ga，在2．5—3．4Ga范围内有少量样品分布（图3-9），指示扬子陆块地壳主体形成于0．8Ga前的古、中元古代，同时存在太古宙陆壳基底或陆核。
图3-8 祁连变质岩Nd同位素模式年龄（TDM）分布直方图
图3-9 华北、扬子克拉通地壳岩石Nd同位素模式年龄（TDM）分布直方图
（据张本仁等，2002）
与上述两克拉通地壳岩石Nd同位素所揭示的地壳增长信息相比，祁连地块变质岩Nd模式年龄分布特点与扬子陆块壳源岩石的Nd模式年龄分布特点更为接近，反映二者地壳生长历史相近（图3-9），源区岩石均主要形成于古、中元古代。
表3-3 祁连造山带古生代和中生代花岗岩Nd同位素组成
续表3-3
＊据张德全等（1995），其余据张宏飞（2006）
花岗岩类岩石作为壳源岩石的重要类型之一，其Nd模式年龄同样可以提供源区物质的重要信息。表3-3为古生代和中生代祁连造山带花岗类岩石的Nd同位素数据及按单阶段和两阶段模式计算的模式年龄TDM和T2DM。图3-10为根据花岗岩单阶段模式年龄（TDM）和两阶段模式年龄（T2DM）所作的统计直方图。两阶段模式年龄计算主要考虑到在地壳部分熔融形成花岗岩浆过程中，岩浆与固相之间会发生Sm／Nd比值分馏，岩浆结晶分异也会导致Sm／Nd比值的显著变化，因此利用单阶段模式年龄方法来计算花岗岩Nd同位素模式年龄可能变得没有意义，需要采用对部分熔融影响进行校正的两阶段模式方法计算其源区物质的模式年龄（Liew＆Hoffman，1988；李献华等，1991；陈江峰和江博明，1999）。从图中可以看出，无论是单阶段模式年龄还是两阶段模式年龄，花岗岩的模式年龄均介于1．0—2．2Ga之间，峰值分别出现在1．3Ga和1．5Ga左右，指示花岗岩源区岩石主要形成于古、中元古代，缺乏太古代源区岩石的信息。同时古生代、中生代花岗岩TDM数值主要介于1．0—2．2Ga之间，与变质岩的Nd模式年龄近似，说明由底垫作用输入的深部物质组分较少，花岗岩主要为壳内物质熔融、循环的产物。
图3-10 祁连造山带花岗岩Nd单阶段模式年龄（TDM）和两阶段模式年龄（T2DM）分布直方图
综合变质沉积岩、花岗岩Nd模式年龄所提供的源区物质年代信息，祁连地块和北祁连造山带基底均缺乏明显的太古代年龄，表明祁连地块地壳增长主要发生在古元代中元古代期间，其地壳增长历史与扬子克拉通类似，而有别于华北克拉通。
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