徐焱，張世紅

（中國地質(zhì)大學(xué)（北京）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京100083）

塔里木克拉通是我國前寒武紀(jì)最重要的大地構(gòu)造單元之一。它保存了較完整的新元古代地幔柱活動[1-3]、大陸裂谷[4-7]、冰川沉積[8-9]等具有全球構(gòu)造意義的地質(zhì)記錄，是研究Rodinia超大陸演化的良好窗口。

目前，由于塔里木西北緣及南緣前寒武紀(jì)地層格架缺乏可靠的年齡約束[10]，新元古代巖漿巖大構(gòu)造環(huán)境認(rèn)識的不同[1，11]以及古地磁數(shù)據(jù)的沖突[12-18]，不同學(xué)者對塔里木在Rodinia中位置的探討仍然沒有取得一致的認(rèn)識。

部分學(xué)者根據(jù)塔里木北緣庫魯克塔格地區(qū)與澳大利亞西北部Kimberley地區(qū)新元古代冰川沉積與早寒武世基性火山巖的可對比性，認(rèn)為在新元古代-寒武紀(jì)期間，塔里木長期穩(wěn)定在澳大利亞西北緣[19-20]，此連接模式也得到了部分古地磁數(shù)據(jù)的支持[12-14，21]。

隨著各地新元古代地層格架的詳細(xì)厘定，相比于Kimberley地區(qū)，塔里木與華南、澳大利亞東南部以及勞倫西部之間不論是地幔柱活動記錄還是裂谷-冰川-被動大陸邊緣沉積都存在更高的相似性[6，10，17，22-23]。在塔里木南緣塞拉加茲塔格玄武巖以及塔北緣阿克蘇地區(qū)序列完整的南華紀(jì)-震旦紀(jì)地層中獲得的新的古地磁成果[17-18]，支持塔里木位于澳大利亞與勞倫之間，作為Rodinia中部“Missing-link（Li et al.,1995[24]）”的重要組成部分。

本文將分析和評述兩種連接模式中主要的地質(zhì)證據(jù)及古地磁依據(jù)。

1 塔里木-Kimberley連接模式

塔里木北緣-Kimberley在Rodinia超大陸中的連接模式最早由Li et al.（1996）[19]基于構(gòu)造地層對比提出，在Liet al.（2008）[20]的綜述中得到進(jìn)一步闡述。主要的地質(zhì)依據(jù)包括:（1）塔里木820～750 Ma的雙峰式侵入巖[6,12]可以與Kimberley東北部約820～800 Ma的 Bow Hill煌斑巖墻與 Skerring、Pteropus Creek金伯利巖桶，澳大利亞西部755 Ma的Mundine Well巖墻群[25]以及澳大利亞西南部Leeuwin陸塊出露的A-型花崗質(zhì)巖漿活動進(jìn)行對比。（2）塔里木和Kimberley地區(qū)均至少記錄了兩次新元古代的冰川沉積，盡管兩地冰磧巖層準(zhǔn)確的年齡和對比仍然存在很大的爭議和不確定性[4，26]；（3）庫魯克塔格早寒武世基性火山巖可能與Kimberley地區(qū)Antrim高原火山巖相當(dāng)，同屬于澳大利亞中部和北部記錄的513 Ma Kalkarindji LIP的一部分。但是，塔里木南部和北部在中元古代晚期-新元古代早期可能發(fā)育主動大陸邊緣[6，27]，因此如果塔里木-Kimberley連接存在，那么直到新元古代兩者才拼貼在一起。

部分已有的古地磁數(shù)據(jù)能夠支持塔里木與澳大利亞西北部相連。阿克蘇基性巖墻群的年齡最近被厘定為760 Ma左右[2]，其古地磁數(shù)據(jù)指示塔里木位于中緯度地區(qū)（43±6°N），如果在古緯度方面與Liet al.（1996）提出的塔里木-Kimberley重建模型保持一致，在板塊方位上則要求塔里木西緣與Kimberley地區(qū)相連[12]。Zhang et al.[21]將來自蘇蓋特布拉克組（約625 Ma）、特瑞艾肯組（約635 Ma）、扎莫克提組（約615 Ma）的三個古地磁極與澳大利亞埃迪卡拉紀(jì)視極移曲線進(jìn)行擬合，支持塔里木西南部-澳大利亞西北部鄰近或連接的模式（圖1）。但需要指出的一個細(xì)節(jié)是，古地磁數(shù)據(jù)支持塔里木西南部-Kimberley連接，不同于基于構(gòu)造地層對比提出的塔里木北緣-Kimberley連接。因此，塔里木-Kimberley連接模式需要從塔里木連接方位、兩地詳細(xì)的構(gòu)造地層對比以及古地磁數(shù)據(jù)三方面進(jìn)一步探討。

有一些（尤其是近年來的）地質(zhì)證據(jù)對塔里木—Kimberley連接模式也具有挑戰(zhàn)意義。首先，約810～760 Ma阿克蘇群藍(lán)片巖[2，12，14]，約820～790 Ma庫魯克塔格高壓麻粒巖[28]以及約830～785 Ma大陸弧巖漿巖[11]，指示了塔北緣在新元古代中期經(jīng)歷了洋殼俯沖-增生造山過程。因此塔里木北緣面向大洋，而不應(yīng)該面向另一個大陸。其次，近年來厘定了塔里木北部更精細(xì)的新元古代地層格架[8，10]，Kimberley地區(qū)冰磧巖也通過疊層石對比有了大致的年代學(xué)約束[12]，當(dāng)我們把塔北緣與Kimberley地區(qū)新元古代地層重新進(jìn)行對比后，發(fā)現(xiàn)至少有兩點(diǎn)明顯的不同:（1）Kimberley地區(qū)缺少與塔北緣貝義西組相當(dāng)?shù)摹?50 Ma的裂谷巖漿作用[5，20]；（2）塔北緣庫魯克塔格地區(qū)可能記錄了四期新元古代冰川沉積[8]，而Kimberley地區(qū)記錄了以Duerdin群與Albert Edward群為代表的Marinoan或Marinoan之前的兩期新元古代冰川沉積[12]，盡管有學(xué)者認(rèn)為Kimberley南部Walsh冰磧巖可能屬于Sturtian冰期沉積[29]，但是，在Sturtian冰期之前的貝義西冰期以及漢克爾喬克組代表的Ediacaran紀(jì)冰期似乎在Kimberley地區(qū)沒有對應(yīng)的記錄。此外，Glass and Phillips[30]給出了Antrim Plateau火山巖斜長石40Ar-39Ar年齡約505 Ma，并綜合其他廣泛分布在澳大利亞北部及中西部同時期的玄武-輝綠巖認(rèn)為它們共同代表了Kalkarindji大陸溢流玄武巖省巖漿事件，而塔北緣西山布拉克組底部玄武巖鋯石U-Pb年齡為541±6 Ma[10]，兩者相差約40 Ma，難以建立塔北緣早寒武世基性火山巖與Kalkarindj大陸溢流玄武巖省的成因聯(lián)系。

圖1 塔里木西南與澳大利亞西北部Kimberley地區(qū)在新元古代晚期（～635-615 Ma）連接模式（據(jù)參考文獻(xiàn)[21])Fig.1 Connection between southwestern Tarim and Kimberley region(northwestern Australia)in the late Neoproterozoic time(ca.635～615 Ma)

塔里木西南緣與Kimberley地區(qū)連接模式也存在地質(zhì)記錄方面的不匹配。最重要的是塔里木西南緣記錄的約890 Ma大火成巖省事件[3]在Kimberley地區(qū)沒有對應(yīng)。而塔西南以恰克馬克力克群波龍組、雨塘組為代表的兩次冰期記錄與Kimberley地區(qū)冰期記錄的對應(yīng)關(guān)系還需要進(jìn)一步研究[26，31]。

古地磁數(shù)據(jù)的沖突在于，阿克蘇巖墻（約760 Ma）古地磁極指示塔里木位于中緯度地區(qū)[12]（43±6°N），而貝義西組（約740 Ma）古地磁極指示塔里木位于赤道附近[13]，這一對數(shù)據(jù)指示在760～740 Ma期間塔里木向南快速移動了近40°，超過正常的板塊運(yùn)動速率。但由于其他大陸缺少同時期的古地磁極，如此快速的緯向運(yùn)動是否具有全球性意義尚待進(jìn)一步研究。

2 塔里木克拉通作為“Missing-Link”一部分的連接模式

Rodinia超大陸重建中的SWEAT連接（勞倫西南-東南極連接）是基于克拉通基底年齡省的連貫性、格林威爾期造山帶的可對比性、澳大利亞東部和勞倫西緣新元古代地層的相似性提出的[32-34]。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)SWEAT連接模式存在地質(zhì)對比方面的困難[20,24]，如:（1）東南極Transantarctic Mountains的基底（中元古代）明顯年輕于勞倫西部基底（太古代-古元古代）；（2）勞倫西南部出露的大規(guī)模約1.4 Ga花崗巖省無法向西延續(xù)到Transantarctic Mountains；（3）澳大利亞東南部與勞倫西部新元古代地幔柱記錄不匹配；（4）北美西部中元古代Belt盆地以及可能覆蓋在其上的Buffalo Hump組需要可以提供1 786～1 642 Ma、1 610～1 500 Ma、1 244～1 070 Ma碎屑物質(zhì)的西部物源區(qū)，而Transantarctic Mountains缺少可對應(yīng)的巖石單元。

為解決上述地質(zhì)對比問題，Liet al.（1995）[24]提出了一個“Missing-Link”模式，該模式對Rodinia構(gòu)型和華南大地構(gòu)造研究產(chǎn)生了重要影響?！癕issing-Link”模式是指華南位于澳大利亞-東南極與勞倫中間，其中揚(yáng)子陸塊與澳大利亞-東南極相連，華夏陸塊與勞倫相連，兩者再通過四堡期造山運(yùn)動拼合在一起[20，24]。如此一來恰好可以填補(bǔ)澳大利亞-東南極與勞倫之間地質(zhì)上的不連續(xù)，如:（1）位于勞倫西部的華夏陸塊保存約1 830～1 430 Ma的基底，可以為Belt盆地提供物源[35]；（2）海南島記錄的約1 430 Ma花崗質(zhì)侵入體與同時期的火山碎屑沉積與Mojavia Province地質(zhì)記錄相似，可以與勞倫西南部大規(guī)模約1.4 Ga花崗巖省相對應(yīng)；（3）華南記錄的825 Ma與780 Ma的新元古代地幔柱活動可以與澳大利亞約825 Ma的Gairdner-Amata巖墻群以及勞倫西部約780 Ma的Gunbarrel放射狀巖墻群相匹配。此外，華南、澳大利亞東南部與勞倫西部之間780 Ma之后相似的新元古代裂谷與冰期記錄也支持“Missing-Link”模式[19-20]。

但不同的觀點(diǎn)認(rèn)為作為連接澳大利亞-揚(yáng)子與華夏-勞倫的江南造山帶，其年齡遠(yuǎn)新于典型的格林威爾期造山帶[36-37]，華南應(yīng)該位于Rodinia的邊緣而不是超大陸的中部。最近，馬底驛組和澄江組古地磁研究表明華南在800 Ma左右處在高緯度地區(qū)，與處于中低緯度的勞倫、澳大利亞明顯不在一起[38-39]。

陸松年等[40]曾全面闡述塔里木與華南新元古代地質(zhì)演化歷史的相似性[6，40]，主要證據(jù)有:（1）新元古代早期，塔里木與華南通過同時期的造山運(yùn)動完成克拉通化，形成了相似的前南華系變質(zhì)基底與南華-震旦系蓋層的雙層結(jié)構(gòu)。塔里木造山運(yùn)動以塔西南中元古代埃連卡特群記錄的約1 050～1 020 Ma變質(zhì)事件[27]和柴達(dá)木南、北緣及阿爾金地塊中部出露的約1 050～900 Ma的同造山期花崗巖[41-42]為代表，江南造山運(yùn)動以968±23 Ma贛東北蛇綠巖和秦嶺960～840 Ma同造山期花崗巖為代表；（2）兩地均記錄了南華紀(jì)裂解型構(gòu)造熱事件。如:塔東北出露約820 Ma的且干布拉克超基性-基性-碳酸巖雜巖，塔南緣出露803±23 Ma堿性花崗巖，全吉地塊南部821±11 Ma鷹峰輝綠巖墻群侵入到中元古代基底之中;廣西北部828±7 Ma三防基性巖墻群侵入到826±10 Ma三防花崗巖中，湖北黃陵、廣西本洞、云南峨山等地大范圍出露的約820～830 Ma花崗巖基也被認(rèn)為是地幔柱活動下地殼重熔的產(chǎn)物；（3）兩地具有相似的南華紀(jì)裂谷沉積-震旦紀(jì)碳酸巖沉積序列。塔北緣庫魯克塔格群底部755±15 Ma貝義西組雙峰式火山巖[5]、全吉地塊南部全吉群740±16 Ma火山巖與揚(yáng)子板塊767±5 Ma河上鎮(zhèn)群上墅組火山巖、765±14 Ma丹州群三門街組火山巖等相當(dāng)。庫魯克塔格群中部與下部冰磧巖層與揚(yáng)子板塊古城組、南沱組冰磧巖相當(dāng)。因此Lu et al.[6]認(rèn)為塔里木以及全吉地塊等應(yīng)該和華南鄰近、在Rodinia中一度與澳大利亞東部連接（圖2a）。

塔里木克拉通及其周邊地塊在Rodinia中與澳大利亞東部一度相連接的模式在Xu et al.[43]的研究中也得到進(jìn)一步論證（圖2b）。這些研究認(rèn)為塔里木及其周邊地塊可能是Rodinia中Missing-link的重要組成部分。

圖2 塔里木克拉通及周邊地塊與澳大利亞東部在新元古代晚期的板塊構(gòu)造模式(a.～820 Ma，據(jù)參考文獻(xiàn)[6];b.～600 Ma，據(jù)參考文獻(xiàn)[43])Fig.2 Paleocontinental connection models between eastern Australia and Tarim craton with its adjacent blocks in middle-late Neoproterozoic

最近發(fā)表的古地磁數(shù)據(jù)可以支持塔里木位于Rodinia中心的設(shè)想。Wen et al.[17]將塔北緣貝義西組（約740 Ma）、喬恩布拉克組（約720 Ma）以及蘇蓋特布拉克組（約620 Ma）的古地磁極與同時期澳大利亞、勞倫的古地磁極進(jìn)行對比，進(jìn)一步認(rèn)為，塔里木在約750 Ma之前位于澳大利亞與勞倫中間，并在～720～620 Ma期間逐漸裂離。最近，塞拉加茲塔格群古地磁極（約890 Ma）指示了塔里木作為“Missing-Link”組成部分的模式在890 Ma左右就已形成（Wen et al.[18],圖3）。此外，還基于以下認(rèn)識：（1）塔里木中部存在明顯的東西向航磁異常帶[44]，鉆孔巖芯發(fā)現(xiàn)1 195～890 Ma的鈣堿性I-型花崗閃長巖[45],指示塔里木中部發(fā)生過與Rodinia聚合相關(guān)的俯沖作用；（2）塔里木北部的古陸核（約2.7～2.5 Ga）較其南部更古老（約2.4～2.3 Ga），而且塔南北都廣泛分布有1.0～0.8 Ga的巖漿巖[46]，Wen et al.[17，47]推測塔里木中部造山帶屬于全球格林威爾造山帶的一部分，從而連接了澳大利亞-東南極與勞倫。塔里木格林威爾期造山帶與相對年輕的江南造山帶可能指示了澳大利亞-東南極與勞倫之間經(jīng)歷了拉鏈?zhǔn)降目p合過程。

但是，塔中部造山帶的時限事實(shí)上仍然缺乏可靠的年代學(xué)約束。塔里木中部鉆孔巖芯得到的閃長巖樣品給出了1 199～744 Ma較寬泛的40Ar-39Ar年齡，而且目前仍然沒有直接從塔中部獲得格林威爾期變質(zhì)事件的記錄。Song and Li[48]指出Wen et al.[18]提出的塔里木的“Missing-link”模式中延伸至柴達(dá)木北緣的“格林威爾期造山帶”實(shí)際上是一條0.44～0.42 Ga的超高壓變質(zhì)帶[49]，其確切的原巖年齡尚需進(jìn)一步約束。塔里木位于Rodinia中心的模式也比較難解釋庫魯克塔格-阿克蘇地區(qū)記錄的俯沖相關(guān)的巖漿-變質(zhì)記錄[11，28，50-51]。

圖3 塔里木克拉通及周邊地塊與澳大利亞東部在～900～720 Ma期間可能的連接模式(據(jù)參考文獻(xiàn)[18])Fig.3 Possible connection between eastern Australia and Tarim craton with its adjacent blocks during ca.900～720 Ma

表1 塔里木及主要相關(guān)克拉通的古地磁極Tab.1 Paleomagnetic poles from Tarim and some relevant cratons

3 結(jié)論

總體來看，將塔里木北緣與澳大利亞西北緣連接或古地磁支持的新元古代塔西南-Kimberley連接模式雖然可以較簡單地解釋塔里木在Rodinia-Gondwana轉(zhuǎn)換期間的運(yùn)動過程[65]，但是塔西南與Kimberley地區(qū)之間地質(zhì)記錄的匹配尚待研究。塔里木位于澳大利亞和Laurentia之間的新“Missinglink”模式得到了新的古地磁數(shù)據(jù)以及塔里木與華南相似的新元古代地質(zhì)記錄的支持，但是塔中部造山帶仍然沒有可靠的年齡約束，塔中造山帶對Rodinia聚合所起的作用值得進(jìn)一步研究。今后的古地磁與年代學(xué)工作以及塔里木與澳大利亞、勞倫、華南等地之間詳細(xì)的構(gòu)造地層對比將會更準(zhǔn)確地揭示塔里木在Rodinia中的位置。

致謝：本文作者感謝陸松年研究員多年來在前寒武紀(jì)研究方面的指導(dǎo)和幫助。陸先生從事地質(zhì)工作60年，足跡踏遍世界主要克拉通，在前寒武紀(jì)超大陸及中國主要克拉通演化方面見解獨(dú)到而深刻，在國際學(xué)術(shù)界有重要影響。陸先生的許多發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)對后續(xù)研究產(chǎn)生了重要啟發(fā)和引領(lǐng)作用。適逢陸先生80華誕，我們衷心祝愿陸先生身體健康、學(xué)術(shù)生涯青春永駐！