中国西北部阿尔xa北部Shalazhashan构造带的构造亲缘关系：对南CAOB边界的影响

《Journal of Asian Earth Sciences》：The tectonic affinity of the Shalazhashan Tectonic Zone in northern Alxa, NW China: Implication for the boundary of the southern CAOB

沙拉扎尚构造带（STZ）基底岩石的构造亲缘关系及其与周边地质单元的界线问题。通过野外调查和锆石U-Pb-Hf年代学及同位素分析，确定STZ基底岩石与北部中央亚造山带（CAOB）幼年地壳具有密切构造亲缘关系，而与南部阿拉善地块基底岩石亲缘性较弱。主要证据包括：1.4 Ga花岗岩的Hf同位素组成与CAOB一致；沙拉勒特贡特组石英岩 youngest年龄1192 Ma与ZHTZ和阿拉善地块存在年代差异；晚太古宙碎屑锆石Hf同位素组成与阿拉善地块不同。该研究明确Quagan Qulu蛇绿混杂带是区分CAOB幼年地壳与阿拉善地块基底的重要界线。

　　

王振毅|吴春娇|王鹏飞|乔木东|陈英福|李静|田玉坤|丁海生|方刚|崔婷婷|孟贤珍

中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心，呼和浩特 010010，中国

摘要

过去十年中，中亚造山带（CAOB）中部区域的南部边界一直存在争议，具体是它应该位于Enger Us蛇绿岩混杂带还是Quagan Qulu蛇绿岩混杂带。以往的争论基于古生代侵入岩中的锆石Hf同位素组成差异和地球物理异常，但并未完全阐明基底的性质。为了解决这一问题，研究人员进行了野外调查和锆石U-Pb-Hf分析，以确定位于这两个有争议边界之间的Shalazhashan构造带（STZ）的前寒武纪基底特征。野外观察和年龄测定结果显示，STZ西部的前寒武纪岩石暴露程度不如先前所绘制的那么广泛。一种单斜长岩的年龄为14.59亿年，其ε_Hf(t)值在2.6至6.8之间；而一种石英岩的最年轻年龄为11.92亿年，主要峰值出现在17.6亿年、14.7-14.4亿年和12.9亿年。晚古元古代碎屑锆石的Hf同位素组成与Alxa块体不同。综合现有数据，根据岩石组合、碎屑锆石年龄谱、前寒武纪锆石的Lu-Hf同位素组成、构造热事件以及古生代侵入岩的Hf和Nd模型年龄，可以判断STZ的前寒武纪基底与北部CAOB基底的构造亲缘关系较为密切，而与南部Alxa块的亲缘关系相对较弱。这表明Quagan Qulu蛇绿岩混杂带可能代表了不同前寒武纪地质域之间的重要边界，将年轻的CAOB与古老的Alxa块体分隔开来。

引言

事件的发生有其基础。例如，现今仍存在的微大陆在某种程度上决定了造山带的构造特征（Kr?ner等人，2013年；Zhou等人，2018年；Wang等人，2024b年），这一点通过正在进行的造山作用的地球物理数据得到了证实（Pilia等人，2015年）。正确解析微大陆的组成、变形、年龄和构造亲缘关系是剖析造山带构造和理解造山机制的基础（Wang和Zhang，2002年；Xiao等人，2019年）。因此，探索微大陆的性质或某些构造带的构造亲缘关系，为研究造山带的构造提供了可行的方法，相比单纯研究造山过程和造山后重建更为有效。

中亚造山带（CAOB），也被称为Altaids，是显生宙最大的增生造山带，经历了复杂的演化过程（图1a；?eng?r等人，1993年；Jahn，2004年；Kr?ner等人，2007年；Windley等人，2007年；Li等人，2009年；Xiao等人，2018年；Zhang等人，2022c年；Zhang等人，2025a年）。然而，CAOB与周围克拉通和古老块体之间的边界仍然存在争议，这阻碍了我们对CAOB构造的理解。例如，关于CAOB与古老块体之间的南部边界，有观点认为它位于Enger Us蛇绿岩混杂带（EOMB）（基于古生代的演化、古生物学和前寒武纪岩石特征，Wang等人，1994年；Wu等人，1998年），也有观点认为它位于Quagan Qulu蛇绿岩混杂带（QOMB）（基于古生代火成岩的锆石Hf同位素组成，Shi等人，2014年；Xie等人，2021年；Zhang等人，2023年；以及外来锆石年龄，Zhang等人，2015年）或地球物理异常（Kuang等人，2023年；Chen等人，2026年）。这一不确定的边界使得理解CAOB的演化和构造变得更加复杂。然而，地球物理异常和古生代火成岩中锆石Hf同位素组成的差异实际上反映了前寒武纪基底的不同。因此，解决这一模糊边界的关键在于明确位于两个有争议的蛇绿岩混杂带之间的Shalazhashan构造带（STZ）的前寒武纪基底性质。最近的研究表明，CAOB南部中部区域的前寒武纪基底与相邻的古老块体和克拉通具有不同的特征（Wang等人，2025b年）。STZ是属于北部CAOB的年轻地壳，还是属于南部Alxa块的古老地壳，或者两者都不属于？以往关于前寒武纪的研究主要集中在前寒武纪岩浆事件上，认为STZ与Alxa块体（Shi等人，2016b年）或华北克拉通（NCC；Song，2014年）的构造亲缘关系较弱；而那些保留了来源成分和演化历史的前寒武纪上地壳岩石则受到的关注较少。此外，单独比较某一事件似乎并不充分（Wang等人，2024a年）。

因此，本研究聚焦于STZ的前寒武纪岩石，以探索其基底的性质。通过地质年代学和锆石Lu-Hf同位素分析来表征前寒武纪基底。结合岩石组合、碎屑锆石年龄谱、构造热事件以及前寒武纪锆石的Hf同位素组成，以及先前研究中古生代侵入岩的Nd和Hf地壳模型年龄，通过比较它们各自前寒武纪基底的构造亲缘关系，从而确定了CAOB与古老块体之间的边界。

地质背景

Alxa地区位于多个构造单元的交汇处，北侧是北山造山带，东侧是南戈壁微大陆、Alxa块体和华北克拉通（图1b）。Wu和He（1993年）提出的该地区构造框架已被广泛接受：三条重要的边界——Yagan断层、EOMB和QOMB——将Alxa地区从北向南划分为Yagan构造带（YTZ）和Zhusileng-Hangwula构造带

野外考察与样品采集

从A’ergashun和Balongsu地区采集了两个变沉积岩样本和一个单斜长岩样本。

锆石U-Pb分析

锆石颗粒的分离采用常规的重液和磁选技术，在河北区域地质矿产调查所的实验室中通过双筒显微镜手工挑选。单个颗粒被固定在环氧树脂中，然后抛光至大约一半的厚度。随后对锆石进行了反射光和透射光下的拍照，并获取了扫描电子显微镜（SEM）阴极发光（CL）图像

结果与解释

锆石U-Pb地质年代学和Lu-Hf同位素组成的结果分别列在补充表1和表2中。锆石CL图像和U-Pb谐合图显示在图5和图6中。所有用于图表和计算的锆石年龄均为谐合年龄。谐合性的计算公式见补充表1。当²⁰⁶Pb/²⁰⁸U年龄小于1000时，采用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄；否则，采用²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄。

STZ基底的性质

自首次发现以来，STZ一直被认为是Alxa块体或华北克拉通的一部分（Wu和He，1993年；Wang等人，1994年）。尽管在STZ中发现了部分前寒武纪岩石（Qing，2010年；Zhou等人，2013年；Song等人，2014年；Shi等人，2016b年；Zhang等人，2025b年），但其基底的性质尚未完全确定，导致CAOB南部的构造关系仍不明确。例如，Zhou等人（2013年）认为STZ的东北部是南戈壁微大陆的延伸部分

结论

• (1)
  De’erhetongte组中的石英岩具有与ZHTZ和Alxa块体同期上地壳岩石相似的晚中元古代最大沉积年龄和碎屑锆石年龄谱。然而，其锆石Hf同位素组成与ZHTZ相同，与Alxa块体不同。此外，一种单斜长岩记录了一次约14亿年的岩浆事件，其Hf同位素组成与ZHTZ相似——这些特征在Alxa块体中不存在。
• (2)
  一种来自...

未引用的参考文献

Wang, 1989; Wang等人，1993; Wu和He，1992; Zhang等人，2021a.

CRediT作者贡献声明

王振毅：撰写——初稿、方法论、研究设计、资金获取、概念构思。吴春娇：可视化、数据分析、正式分析。王鹏飞：可视化、正式分析。乔木东：研究、正式分析。陈英福：撰写——审稿与编辑、项目管理。李静：可视化、数据管理。田玉坤：撰写——审稿与编辑、监督。丁海生：研究。方刚：数据管理。崔婷婷：

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢编辑Jianfeng Gao和三位匿名审稿人的建设性意见，这些意见极大地改进了本研究。我们还要感谢两位当地牧民Erdeng和Siming Liu在采样过程中提供的帮助。本研究得到了自然资源综合调查中心科技创新基金（编号KC20240005）、中国内蒙古自治区自然科学基金（编号2024QN04021）以及东北地质科技的支持