塔里木克拉通经历过格林威尔造山运动吗？来自碎屑锆石年代学的证据

Did Grenvillian Orogeny ever Happen in Tarim Craton? Evidence from Detrital Zircon Chronology

摘要

近年来，有学者认为塔里木克拉通经历过格林威尔期造山运动，但相关的岩浆、变质证据比较缺乏.造山事件会为附近的盆地提供大量碎屑物质，因此也会在碎屑锆石记录中有所反映.对塔西南铁克里克地区和塔东北库鲁克塔格地区新元古界的7件砂岩样品进行了碎屑锆石U-Pb定年，获得了1 135组碎屑锆石年龄数据.塔西南南华系的波龙组和雨塘组均发育有冰碛岩，通过碎屑锆石记录得到其最大沉积年龄分别为693.2±3.3 Ma和642.7±4.4 Ma，由此推测波龙组形成于Sturtian冰期，而雨塘组形成于Marinoan冰期.此外，结合前人发表的数据，整理得到完整的塔里木克拉通新元古界碎屑锆石U-Pb年龄数据库.数据分析显示：碎屑锆石年龄主要分布在700~900 Ma和1 800~2 100 Ma两个区间内，与典型的格林威尔期造山活动的时间980~1 250 Ma不符；阿克苏、库鲁克塔格和铁克里克3个露头区新元古界碎屑岩的物源区存在显著差异，表明在南华纪-震旦纪不存在全盆统一的物源，这与当时克拉通内发育大型造山带的假设不符.综上所述，通过对碎屑锆石记录的分析，认为格林威尔期的陆-陆碰撞型造山运动在塔里木克拉通的影响不显著.

Abstract

In recent years, it has been suggested that a Grenvillian orogenic belt developed in the Tarim Craton. However, associated magmatic and metamorphic evidence is absence. An orogeny provides massive detritus for the nearby basin, and hence would be reflected in the detrital zircon records.In this study, seven Neoproterozoic sandstone samples were obtained in the Tieklik area (Southwest Tarim) and the Quruqtagh area (Northeast Tarim), and studied through detrital zircon U-Pb dating. A total of 1 135 detrital zircon age data were obtained. In the Nanhua System, there are tillites in the Bolong Formation and Yutang Formation in the Southwest Tarim. The maximum depositional ages constrained by the detrital zircon records are 693.2±3.3 Ma and 642.7±4.4 Ma, respectively. Therefore, the Bolong tillite and the Yutang tillite can be correlated with the Sturtian glaciation and the Marinoan glaciation, respectively. Besides, previously published data were integrated to form a complete detrital zircon U-Pb age database of the Neoproterozoic in the Tarim craton. It shows that the detrital zircon ages are mainly distributed in the ranges of 700-900 Ma and 1 800-2 100 Ma, which is inconsistent with the age range of 980-1 250 Ma for the Grenvillian orogeny.Besides, the provenances of the Neoproterozoic clastic rocks in the three outcrop areas, i.e., the Aksu, Quruqtagh and Tieklik areas, are significantly different. It indicates that there were more than one source regions during the Nanhua-Sinian periods, which contradicts the hypothesis of a large-scale orogen across the craton. In brief, this study concludes from the detrital zircon records that no Grenvillian collisional orogen developed in the Tarim craton.

关键词

塔里木克拉通 / 碎屑锆石 / 新元古界 / 格林威尔期造山带 / 构造地质学

Key words

Tarim craton / detrital zircon / Neoproterozoic / Grenvillian orogen / structural geology

0 引言

Rodinia超大陆形成于中元古代末至新元古代初，是得到地质学家公认的超大陆之一（Li et al.，2008）.大规模陆-陆碰撞形成的格林威尔造山带是其聚合过程的标志性地质记录，具有重要的研究意义.塔里木克拉通是中国主要的克拉通之一，它在Rodinia超大陆中的位置和中-新元古代的演化过程近年来一直是研究热点（Ge et al.，2014；Wen et al.，2018；Zhao et al.，2021；Zhou et al.，2021；Wu et al.，2022），其中一个重要的问题就是塔里木克拉通是否经历过格林威尔期造山运动.

现今塔里木盆地中部存在一条贯穿整个盆地的东西向航磁正异常条带，其成因也受到了学界的广泛关注.郭召杰等（1998）结合阿尔金北缘红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带中辉长岩829±60 Ma的Sm-Nd等时线年龄，首次提出塔里木克拉通可能由南塔里木与北塔里木两个地体在新元古代拼合而成，而上述磁异常条带代表二者的缝合带，即“塔里木中央造山带”，随后在该带内发现的约790~750 Ma的闪长岩也被认为与此事件有关（Guo et al.，2005）.虽然后续研究发现该蛇绿混杂岩带侵位的年龄更可能是早古生代（Ye et al.，2018），但塔里木克拉通由两个地体在新元古代拼合而成的猜想却引起了学术界的重视.Xu et al.（2013a）对盆内钻井中的基底岩石年龄进行了分析，发现北塔里木（包括敦煌地块）的基底年龄是2.7~2.5 Ga，而南塔里木（包括东昆仑、西昆仑造山带）的基底年龄则是2.4~2.3 Ga，且两个块体记录了不同的热事件，为这一猜想提供了重要证据.此外，古地磁证据表明在900~870 Ma期间，南塔里木和北塔里木仍处于分离状态，二者的拼合应该发生在870~820 Ma之间（Zhao et al.，2021）.这一次拼合相关的造山事件很可能代表了Rodinia超大陆最终的聚合（Wen et al.，2018）.

造山带的直接证据之一是造山相关的花岗岩或高级变质岩，但这样的地质记录在塔里木克拉通内较为缺乏.然而，碰撞造山往往伴随有同期的中酸性为主的岩浆活动，从而产生大量的结晶锆石，并为周围盆地提供直接的物源，因此碰撞造山事件通常能在碎屑锆石记录中留下显著的年龄峰（Hawkesworth et al.，2009）.源汇分析研究表明，距北美Grenville造山带3 000 km外的盆地中都发现了来自该造山带的碎屑锆石（Rainbird et al.，2012）.塔里木克拉通在新元古代南华纪-震旦纪发育有较连续的沉积岩层，为从沉积盆地的角度探寻塔里木克拉通内是否存在格林威尔期的造山带提供了一个合适的研究对象.

本文聚焦塔里木克拉通新元古界的碎屑锆石记录，着力于挖掘其中的大地构造信息.本次研究对塔西南和塔东北的新元古界碎屑岩系统地进行了采样，获得了一批新的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄数据，为厘清塔西南新元古界冰碛岩的沉积年代提供了可靠的年代学约束.此外，笔者结合前人发表的数据，整理出了较为完整的塔里木克拉通新元古界碎屑锆石U-Pb年龄数据库.在此基础上，结合定性与定量分析方法，作者发现无论碎屑锆石的年龄分布，还是其反映的构造背景，均显示格林威尔期造山活动对塔里木克拉通的影响非常有限.

1 地质背景

塔里木克拉通是我国3个主要克拉通之一，周缘被西昆仑山、阿尔金山以及天山等山脉所环绕（图1）.其大部分面积如今被塔克拉玛干沙漠所覆盖，但在盆地周缘邻近造山带的区域出露了种类丰富的新元古代岩石，既有沉积岩，也有年龄、种类各异的一系列岩浆岩.一般认为这些岩石与当时的裂谷活动紧密相关，然而裂谷活动的具体机制和所处的大地构造位置还有争议（Xu et al.，2013b；Ge et al.，2014）.

新元古代地层露头主要分布在盆地周边邻近造山带的3个构造隆起，分别是塔东北的库鲁克塔格地区，塔西北的阿克苏地区，以及塔西南的铁克里克地区（图1）.这3个地区的沉积层序总体上相似，可以互相对比，但也都有一些各自的特征，前人的研究中已经有非常清晰细致的描述（Wu et al.，2017；Chen et al.，2019）.新元古界整体以陆源碎屑岩为主，到上震旦统变为碳酸盐岩沉积，总体呈现为一个向上变细的序列（Chen et al.，2019）.三地均发育多层混杂堆积砾岩，是进行地层对比的重要标志.其中库鲁克塔格地区的贝义西组、特瑞艾肯组、汉格尔乔克组，阿克苏地区的尤尔美纳克组和铁克里克地区的波龙组（图2）、雨塘组均发现有比较典型的冰川成因构造（Xiao et al.，2004；童勤龙等，2013；He et al.，2014a；Vandyk et al.，2019；Chen et al.，2019），其他的混杂砾岩是否为冰川成因则需要进一步的研究.

支持“塔里木中央造山带”存在的学者倾向于将阿尔金山地区也划为古造山带的一部分，并将该地区新元古代初期的变质事件解释为对此次造山的响应（Xu et al.，2013a；Zhao et al.，2021）.但阿尔金山地区在新元古代是否为塔里木克拉通的一部分仍有争议（陈红杰等，2018），仍需要进一步研究才能确定这些地质记录能否反映塔里木克拉通的构造活动历史.此外，李曰俊等（2003）对位于“塔里木中央造山带”的塔参1井内的花岗闪长岩进行了⁴⁰Ar-³⁹Ar定年，得到两个年龄分别为933.8±6.8 Ma和892.2±32.7 Ma.这一结果也被用于佐证造山活动，但考虑到前寒武纪样品K-Ar体系的封闭性可能被破坏，这一年龄也需要进一步研究的检验.另外，塔里木克拉通北缘在新元古代中期发育高压变质岩（Xia et al.， 2019；He et al.，2012），最近的研究认为其代表了该时期塔里木克拉通北缘与中天山-伊犁地块间的碰撞造山（Wu et al.，2022）.然而其活动时间被限定为约830~790 Ma，晚于经典的格林威尔造山带（见5.2节），更可能是一起Rodinia超大陆向Gondwana超大陆过渡期间的构造事件.

2 样品采集与研究方法

在塔里木克拉通的3个新元古界露头区中，阿克苏地区的碎屑锆石年龄数据已经非常丰富（Zhu et al.，2011；He et al.，2014b；Ding et al.，2015；Wu et al.，2018， 2019；Vandyk et al.，2019），而库鲁克塔格地区（He et al.，2014a；Ren et al.，2020）和铁克里克地区（Wang et al.，2015；Zhang et al.，2016；Wu et al.，2019）的数据则较为有限，因此本次研究选择对后两个地区的南华系-震旦系进行针对性的采样，以获取完整的塔里木克拉通新元古代地层的碎屑锆石记录.

本次研究总共采集了8个砂岩样品，其中3个采自库鲁克塔格地区辛格尔剖面，5个采自铁克里克地区新藏公路剖面（图3）.在库鲁克塔格地区，QR19-3（87°47′50.0″E，41°25′28.4″N）、QR19-4（87°47′37.0″E，41°25′35.0″N）均采自南华系阿勒通沟组，QR19-5（87°46′25.2″E，41°25′26.8″N）采自震旦系扎摩克提组.在铁克里克地区，XZ19-1（77°00′03.2″E，37°08′00.1″N）、XZ19-2（77°00′38.1″E，37°07′55.0″N）分别采自波龙组2段和4段，XZ19-4（77°01′12.5″E，37°07′45.3″N）采自克里西组，XZ19-7（77°01′33.1″E，37°07′55.7″N）采自雨塘组，XZ19-5（77°01′41.4″E，37°08′06.7″N）则采自震旦系库尔卡克组.

锆石的分选和制靶在廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成.按照传统流程，将样品粉碎后先经过重液和磁选技术处理，然后在镜下人工进行挑选.分选好的锆石用环氧树脂制靶、抛光，然后拍摄透射、反射以及阴极发光（CL）图像，从而选择没有裂缝及包裹体的锆石进行年龄测试.锆石年龄测试在天津地质调查中心完成，测试仪器为配有ArF-excimer激光剥蚀系统（美国ESI公司）的Neptune多接受电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS，美国赛默飞公司）.采用单点剥蚀方式，激光束斑的直径为29 μm.测试中使用合成硅酸盐玻璃NIST610作为元素校正的外标，以标准锆石91500调试仪器以及校正同位素分馏效应，另一颗标准锆石Plesovice被作为监控盲样.数据的计算和处理使用了Isoplot以及DetritalPy两种软件.本次研究中通过计算在2σ误差内有重叠的最年轻的3个或以上锆石年龄的均值来约束地层的最大沉积年龄（Dickinson and Gehrels，2009）.

3 分析结果

本次研究总共获得1 192个年龄数据（图4），舍去其中不谐和度大于5%或2σ误差大于5%的数据，有效数据合计1 135个（图5）.大多数锆石的Th/U比值都大于0.4，新元古代的锆石总体上Th/U比值更高.此外，CL图像显示锆石内常发育环带结构.由此可知，所测试锆石主要为岩浆成因锆石.

3.1　铁克里克地区样品碎屑锆石年龄分布

波龙组二段的样品XZ19-1中碎屑锆石年龄主要分布在686~876 Ma，其中最年轻的3颗锆石平均值为693.2±3.3 Ma，指示了地层的最大沉积年龄.另有少量锆石年龄分散在1 507~3 035 Ma之间，在1 785 Ma和2 578 Ma形成2个小峰值.波龙组四段的样品XZ19-2碎屑锆石年龄更加集中，约80%的锆石都分布在680~808 Ma这一区间，峰值为746 Ma.其中最年轻的5颗锆石平均值为689.7±2.7 Ma，在误差范围内与二段的样品一致.也有少量锆石年龄分布在1 751~2 528 Ma之间.

克里西组样品XZ19-4，以及雨塘组样品XZ19-7都有与XZ19-2相似的碎屑锆石年龄分布：多数年龄都分布在700~800 Ma区间内，且主峰年龄在750 Ma左右；少量古元古代年龄，形成一个2.0 Ga左右的次峰.两个样品中最年轻的3颗的均值分别为691.1±3.6 Ma和642.7±4.4 Ma.

本次研究首次报道了塔西南震旦系库尔卡克组的碎屑锆石年龄组成.157个有效数据中有70个新元古代的年龄，分布在721~898 Ma，峰值为826 Ma；其余年龄分散在1 131~2 918 Ma之间，有49个数据落在1 500~2 006 Ma的区间，峰值为1 715 Ma；另有8个2 187~2 324 Ma的年龄，14个2 572~2 801 Ma的年龄，形成两个次级年龄峰.

3.2　库鲁克塔格地区样品碎屑锆石年龄分布

样品QR19-3和QR19-4均采自南华系阿勒通沟组，其碎屑锆石年龄主要集中分布在693~868 Ma，1 716~2 126 Ma，2 270~2 831 Ma，不过QR19-3中处于后两个年龄区间的锆石数量更多，而QR19-4中新元古代锆石占据主导.通过计算，两个样品的最大沉积年龄分别是711.9±3.9 Ma和715.3±6.8 Ma，在误差范围内一致.阿勒通沟组顶部安山岩的年龄为656±4 Ma（He et al.，2014a），下部地层贝义西组顶部的安山岩年龄则为725±10 Ma（Xu et al.，2009）.本次研究得到的最大沉积年龄介于上下两层火山岩年龄之间，证实了阿勒通沟组沉积于Sturtian冰期.

扎摩克提组样品QR19-5的碎屑锆石年龄分布与QR19-4相似.多数年龄分布在736~896 Ma区间内，主峰年龄为816 Ma，最年轻的锆石年龄为671.8±11.5 Ma，但只有这一个数据小于700 Ma.此外，1 799~2 073 Ma和2 265~2 749 Ma年龄区间内也有少量数据.

4 讨论

4.1　塔西南冰碛岩的形成年代

塔东北库鲁克塔格地区和塔西北阿克苏地区研究程度较高，积累了较多年代学数据，地层年代框架已经比较完善（He et al.，2014b；Wu et al.，2021），但塔西南铁克里克地区的地层年代还有一些争议，其中的一个关键问题就是波龙组、雨塘组的两期冰碛岩与新元古代冰期的对应关系尚未确定.在新元古代“雪球地球”事件中，全球性的大陆冰川在不同的克拉通内留有诸多冰川沉积记录，大量的研究表明可能发育4次大范围的冰期，分别为Kaigas冰期（~740~735 Ma）、Sturtian冰期（~717~660 Ma）、Marinoan冰期（~641~635 Ma）和Gaskier冰期（~584~582 Ma）（Xiao et al.，2004；Xu et al.，2009）.其中作为成冰纪建立主要依据的Sturtian冰期和Marinoan冰期规模最大，且在不同的克拉通的作用具有等时的特点（Zhou et al.，2019），可作为地层对比的重要依据.目前，波龙组和雨塘组的两期冰碛岩对应的冰期尚存在3种不同的观点.高林志等（2013）通过综合地层对比和碎屑锆石研究，认为波龙组与雨塘组的冰碛岩分别形成于Sturtian冰期和Marinoan冰期；童勤龙等（2013）基于化学风化指数（CIA）对比，认为这两期冰碛岩分别形成于Marinoan冰期和Gaskier冰期；而Zhang et al.（2016）则通过碎屑锆石研究，认为这两期冰碛岩应对应Kaigas冰期和Marinoan冰期.

本次研究中，波龙组的2个样品（XZ19-1，XZ19-2）的最大沉积年龄约为690 Ma.高林志等（2013）和Zhang et al.（2016）都对波龙组砂岩进行过碎屑锆石U-Pb年龄测试，他们得到的最年轻锆石年龄均在750 Ma左右，这一年龄与Kaigas冰期以及Sturtian冰期都较为接近.但是，高林志等（2013）仅测试了17颗锆石的年龄，且其中12颗是早于新元古代的古老锆石；Zhang et al.（2016）对波龙组的两个样品进行碎屑锆石研究，分别取得了64组和61组锆石年龄.测试数量的不足可能导致一些年龄组分的缺失（Vermeesch，2004）.本次研究的新数据表明波龙组的沉积显然晚于Kaigas冰期，可能是在Sturtian冰期.全球冰碛岩记录的对比研究显示Sturtian冰期可划分为两个阶段，分别开始于约717 Ma和约690 Ma（Zhou et al.，2019），而波龙组的冰碛岩应形成于第2阶段，可与华南的古城组对比.雨塘组样品（XZ19-7）中最年轻3颗锆石的平均年龄为642.7±4.4 Ma，代表了雨塘组冰碛岩的最大沉积年龄，与Marinoan冰期相符.

由于碎屑锆石年龄只能限定最大沉积年龄，理论上存在其他对应方案.例如，如果雨塘组形成于Gaskier冰期，与642.7 Ma的沉积下限并不矛盾.但是，库尔卡克组和克孜苏胡木组底部均发现有震旦纪古生物，包括Hubeisphaera，Fuschshania，Michystridium，Pseudodiocrodium等，而下部地层中则没有发现相关古生物（马世鹏等，1989），指示雨塘组应为南华系（原文中称下震旦统，地质年代表修订后对应现今的南华系）.因此，雨塘组冰碛岩只能限定为形成于Marinoan冰期.相应地，由于波龙组与雨塘组之间存在非冰期沉积的克里西组，波龙组也只能限定为形成于更早的Sturtian冰期（图6）.

4.2　塔里木克拉通是否经历过格林威尔期造山运动?

格林威尔造山带（Grenville Orogen）是地质历史上规模最大的造山带之一.严格意义上的格林威尔造山带是指劳伦大陆的南部和东部（现今方位，下同）在Rodinia大陆聚合过程中与其他陆块发生陆-陆碰撞形成的大型造山带.在如今北美大陆的东南部，一条巨型元古代造山带横亘其上，地质学家在其中识别出多期变质-岩浆事件，代表一系列呈条带状拼贴于太古代陆核之上的造山带，其中越靠外侧的越年轻，记录了元古代火山弧拼贴导致的劳伦大陆的增生（Rivers，2015）.最后一期增生型造山（Elzevirian造山带，~1.245~1.220 Ga）结束后，随即又发育3期显著的构造缩短及变质-岩浆事件，分别称为Shawinigan期（1.19~1.14 Ga），Ottawan期（1.09~1.02 Ga）和Rigolet期（1.00~0.98 Ga），其中Shawingian期是Elzevirian期增生型造山的自然延续，属前碰撞阶段，而以高级变质作用为特征的Ottawan期和Rigolet期构造是劳伦大陆与亚马逊克拉通的陆-陆碰撞的产物，即为严格意义上的格林威尔造山带（Rivers，2015）.它主要分布在北美洲，从加拿大拉布拉多地区一直延伸到墨西哥境内.此外，亚马逊克拉通西部的Sunsás造山带和波罗的克拉通的Sveconorwegian造山带也是格林威尔造山带的一部分（Bingen et al.，2008；Santos et al.，2008）.

实际使用中，格林威尔造山带的概念常有不同程度的泛化，在时间与空间尺度均有外延.在此，作者倡议用“格林威尔期造山带（Grenvillian orogen/Grenville-age orogen）”来表达这种泛化的含义，以与严格意义上的“格林威尔造山带”相区分.从最后一次火山弧拼贴引起的增生型造山到最后的碰撞型造山，其间的时间间隔很短，尤其是早期定年技术不够完善时，很难将碰撞造山阶段与前碰撞阶段区分开.此外，整个过程都受控于一次持续的地壳俯冲，因此很多时候格林威尔期会将Elzevirian期和Shawinigan期囊括其中.另一方面，劳伦大陆在Rodinia超大陆的重建中常被置于核心位置（Li et al.，2008），而形成于Rodinia超大陆聚合过程的格林威尔造山带也就成为Rodinia超大陆聚合的重要标志，因此格林威尔期造山带很多时候即指在Rodinia超大陆聚合过程中形成的造山带.这种意义上的格林威尔期造山带包括东南极（Fitzsimons，2000）、澳大利亚（Cawood and Korsch，2008）、华南（Li et al.，2008）等克拉通内被认为与Rodinia超大陆聚合有关的中-新元古代造山带.由此，格林威尔期造山运动一词有其大地构造意义，即指示Rodinia超大陆的聚合过程中的陆-陆碰撞造山运动.

笔者整理了塔里木克拉通新元古界已发表的碎屑锆石数据，加上本次研究得到的数据，得到56个样品的5 288个碎屑锆石的U-Pb年龄数据（表1）.这些数据覆盖了塔西南、塔西北和塔东北的3个露头区的南华系和震旦系，可以对塔里木克拉通新元古界碎屑锆石U-Pb年龄分布建立全面的认识.整体看来，这些数据构成两个年龄峰：700~900 Ma的主峰，和1 800~2 100 Ma的次峰（图7）.3 159个年龄落在700~900 Ma的区间内，占总体的59.7%；1 091个年龄处于1 800~2 100 Ma的区间，占总体的20.6%.其中，古元古代的年龄峰可能反映了塔里木克拉通对哥伦比亚超大陆聚合的响应（Xu et al.，2013a；辜平阳等，2020）.但新元古代的年龄峰，即主要的年龄峰，并不能与任何超大陆聚合相关的全球性造山事件对应，实际上它位于格林威尔期造山事件与泛非期造山事件之间.同时，几乎没有与格林威尔期造山同期的，即约1.25~0.98 Ma的碎屑锆石记录.

塔里木克拉通新元古界整体的碎屑锆石年龄分布与克拉通内的岩浆记录相吻合（Wu et al.，2022），并且新元古界碎屑岩整体上是一套裂谷环境下的近源沉积，其沉积物源应该来自克拉通内部，或者周边相连的其他块体.也就是说，碎屑锆石的年龄分布可以真实地反映塔里木克拉通本身经历的热事件.现今地质记录中缺少格林威尔期的岩浆岩和变质岩，这可能是由于剥蚀或埋藏等地质作用的改造使得现今的地质记录残缺不全.而当沉积岩中缺少相关的物源信息时，则可以得出更加确定的结论，即塔里木克拉通内并没有发生格林威尔期的热事件.

另一方面，在不同克拉通内，Rodinia超大陆聚合的相关记录具有一定穿时性（Li et al.，2008），那么塔里木克拉通是否有可能在较晚的时间确实发生了陆-陆碰撞，甚至代表了Rodinia超大陆的最终拼合完成呢（Zhao et al.，2021）？可以想象，在塔里木这样一个小板块内，如果存在一个横亘于克拉通中央的造山带，它将成为整个克拉通内碎屑沉积的主要物源，造山带两侧将具有相同的物源.因此，笔者按露头区（阿克苏地区/库鲁克塔格地区/铁克里克地区）和沉积年代（南华/震旦）将统计的数据分类（图8），然后比较了不同露头区同时代地层的碎屑锆石年龄分布的相似程度，来判断塔里木克拉通在新元古代是否存在一个大型造山带作为统一的物源供给.

阿克苏地区南华系中碎屑锆石年龄集中在800~900 Ma区间，峰值在850 Ma左右，且年龄频谱沿850 Ma大致对称.库鲁克塔格地区新元古代锆石年龄整体更为年轻，集中在750~850 Ma之间，峰值为811 Ma，且其核密度估计曲线呈负偏态.同时，库鲁克塔格地区南华系中有大量新太古代-古元古代的年龄，形成了峰值年龄在1 967 Ma和2 587 Ma的两个年龄峰.铁克里克地区的南华系碎屑锆石年龄分布中，新元古代年龄峰进一步向年轻方向移动，集中在720~840 Ma，峰值年龄762 Ma，核密度估计曲线呈正偏态.铁克里克地区南华系中也存在部分新太古代-古元古代的碎屑锆石，占比介于其他两个区域之间.

阿克苏地区震旦系的碎屑锆石年龄频谱有两个主要的年龄峰，分别在730~900 Ma和1 700~2 100 Ma；还有两个次要的年龄峰，分别在570~730 Ma和2 100~3 100 Ma.库鲁克塔格地区震旦系碎屑锆石年龄的分布区间与阿克苏地区的相似，但更为集中，新元古代锆石主要分布在720~870 Ma区间内，更老的锆石主要分布在1 800~2 050 Ma区间内.铁克里克地区震旦系样品只有本次研究中的XZ19-5，其分布特征上文已经述及.

Kolmogorov-Smirnov（K-S）是检验两个分布之间相似程度的一种常用方法（Vermeesch，2013），它的先验假设是2个样本（样品）来自同一个概率分布（源区），当p值小于0.05时，则在95%的置信度下先验假设不成立，即所测试的样本（样品）来自不同的概率分布（源区）.在此基础上，用多维度定标（Multidimensional Scale，MDS）将样本间的相似程度可视化为二维平面内的距离，距离越短则样本的相似度越高（Vermeesch，2013）.

K-S测试的结果显示，3个露头区的南华系碎屑锆石分布之间p值均远小于0.05，震旦系也是如此（表2）.这也意味着，不同露头区同时代的地层有不同的物源，这与作者观察到的它们碎屑锆石年龄的核密度估计曲线以及直方图的差异相符.MDS图解也表明，不同露头区南华系样品的碎屑锆石分布之间有较为截然的区分，来自同一个地区的样品会组成一个区域，区域内样品距离较短，而区域间样品的距离较长.震旦系样品间的区分没有南华系的显著，但仍然有所区分（图9）.

南华系是塔里木克拉通的第1套未变质的盖层，如果在820~870 Ma发生了陆-陆碰撞引起的大型造山活动（图1；Zhao et al.，2021），将产生大量的820~870 Ma锆石，并且该造山带会为整个克拉通的沉积区提供物源.但塔里木克拉通新元古界的3个主要露头区中只有阿克苏地区的南华系碎屑锆石年龄集中在800~900 Ma，与前人所提议的碰撞发生的时间较为相符，而且阿克苏地区并非是距“塔里木中央造山带”最近的露头区.定性与定量的对比都显示，不同露头区同时代地层有不同的物源，尤其是三地南华系的物源，差异显著.因此，作者认为碎屑锆石记录并不支持塔里木克拉通经历过以陆-陆碰撞为标志的格林威尔期造山运动这一假设.

5 结论

（1）用LA-ICP-MS方法，对库鲁克塔格地区和铁克里克地区新元古界的7个砂岩样品进行了碎屑锆石U-Pb定年，获得了1 135个碎屑锆石年龄，主要分布在700~900 Ma和1 500~3 000 Ma两个区间内.

（2）通过碎屑锆石年龄得到，塔西南波龙组和雨塘组冰碛岩的最大沉积年龄分别是~690 Ma和642 Ma.由此推测，波龙组形成于Sturtian冰期，雨塘组形成于Marinoan冰期.

（3）建立了完整的塔里木克拉通新元古界碎屑锆石年龄数据库，其分布显示出两个年龄峰：一个700~900 Ma的主峰，该年龄区间介于格林威尔期与泛非期之间；一个1 800~2 100 Ma的次峰，可能是对哥伦比亚超大陆聚合的响应.

（4）塔里木克拉通不同露头区新元古界的物源区有显著差异，尤其是南华系，这与前人提出的发育贯穿克拉通的碰撞造山带的假说不吻合.此外，碎屑锆石中几乎没有格林威尔期年龄，作者认为格林威尔期造山活动对塔里木克拉通的影响不显著.

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基金资助

国家重点研发计划项目(2019YFC0605501)