藏东义敦地体早古生代构造格局:来自碎屑锆石U-Pb-Hf同位素的约束

位于藏东的义敦地体是研究青藏高原和古特提斯构造演化的关键区域,其在早古生代时期的古地理位置及构造演化过程尚不明确。沉积岩中碎屑锆石记录了物源区丰富的地质信息,被广泛应用于示踪沉积物源和古地理重建。本文对义敦地体三件下古生界浅变质沉积岩样品开展了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和Hf同位素研究,结果显示:三件样品均具有“多峰”的碎屑锆石年龄分布特征,其U-Pb年龄主要集中在约2535~2350 Ma、约1000~900 Ma、约890~750 Ma和约590~520 Ma四个区间,对应的εHf(t)值分别为-8.8~13.1、-11.8~10.0、-20.1~12.6和-27.6~6.1。综合本次研究结果和前人数据,提出义敦地体下古生界变沉积岩中约2535~2350 Ma和约890~750Ma年龄段的锆石主要来自邻区松潘-甘孜地体和华南地块,而约1000~900 Ma和约590~520 Ma年龄段的碎屑锆石主要源自东冈瓦纳大陆Rayner-Eastern Ghats、Prydz-Darling和Kuunga造山带的岩浆岩。对比该地层与区内新元古界碎屑岩及相邻地体下古生界碎屑岩沉积物源在时空上的异同,提出义敦地体可能于埃迪卡拉纪晚期—早寒武世(570~520 Ma)与印度地块发生拼合,成为冈瓦纳大陆的一部分。在早古生代,义敦地体可能位于东冈瓦纳大陆的北缘,邻近羌塘和特提斯喜马拉雅地体。

义敦地体变质基底地球化学特征与地质意义

本文对义敦地体内出露的前寒武系绿泥石云母片岩和石榴子石云母片岩进行了矿物学、岩石学和地球化学研究,明确了2类云母片岩主要由石榴子石、斜长石、黑云母、白云母、绿泥石和石英组成,具有高Al2O3、低TiO2,富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,富集轻稀土,亏损重稀土的特点。原岩恢复结果显示:2类云母片岩的原岩为砂岩和泥质砂岩。利用地质温压计估算这些变质岩形成的条件为460480℃和0.570.79 MPa,结合矿物组合特征,说明岩石经历了绿片岩相变质作用。由于中、晚三叠世金沙江洋和甘孜—理塘洋相继关闭,区内经历了快速的抬升过程。结合前人岩石地球化学、火成岩中继承锆石年代学等方面的资料,我们认为义敦地体南、北地壳厚度存在着明显的差异:北段昌台地区地壳较薄,地壳厚度约23.7 km,而南段中甸地区地壳较厚,地壳厚度约63.2 km。