青海吐爾根達(dá)坂地區(qū)早泥盆世火山巖的鋯石U-Pb年齡依據(jù)

郭瑞華 王永 潘術(shù)娟 王獻(xiàn)虎

摘 要：青海吐爾根達(dá)坂地區(qū)野馬梁北部發(fā)育一套英安質(zhì)火山碎屑熔巖，1∶25萬魚卡幅區(qū)調(diào)將其歸為志留紀(jì)巴龍貢嘎爾組火山巖段（Sb3）。本文在大黑刺溝英安質(zhì)火山碎屑熔巖和英安質(zhì)流紋斑巖中獲得鋯石U-Pb諧和年齡分別為（403.0±2.6）Ma和（405.3±2.9）Ma，時(shí)代為早泥盆世;結(jié)合巖石組合特征，從原劃土爾根達(dá)坂山志留紀(jì)巴龍貢噶爾組火山巖中解體出一套早泥盆世中酸性火山碎屑熔巖（D1prl），為巴龍貢噶爾組火山巖段地層解體提供了新的同位素測(cè)年依據(jù)。

關(guān)鍵詞：吐爾根達(dá)坂地區(qū);中酸性火山碎屑熔巖;巴龍貢嘎爾組;U-Pb同位素測(cè)年依據(jù)

Abstract： A set of Dacite Pyroclastic lava develops in the northern part of Yemaliang， TurgenDaban area， Qinghai. It is classified as a volcanic rock segment of the Silurian Barongongal Formation （Sb3） by the 1： 250 000 Yuqia mappable unit. In this paper， Zircon U-Pb harmonic ages of Dacite Pyroclastic lava and Dacite Rhyolitic porphyry in DaHeiZiGou are （403.0±2.6）Ma and （405.3±2.9）Ma， respectively. The age is Early Devonian; Combining the rock's combination features，A set of Early Devonian middle-acidic volcanic clastic lava （D1prl） were disintegrated from the volcanic rocks of the Silurian Barongongar Formation in the TurgenDaban Mountains. The disintegration of strata provides a new basis for isotope dating.

Keywords： turgendaban area;middle-acid volcanic clastic lava;barongongal formation;U-Pb isotope dating basis

南祁連位于祁連造山帶南部，以柴達(dá)木北緣斷裂、中祁連南緣斷裂及阿爾金左行走滑斷裂為界[1]。巴龍貢噶爾組廣泛分布于南祁連地區(qū)，由于缺少同位素和化石資料，目前在劃分和歸屬方面尚有疑問。隨著近些年1∶5萬礦調(diào)項(xiàng)目的開展，巴龍貢噶爾組火山巖的研究程度進(jìn)一步提高。劉虎[2]、張國英等[3]認(rèn)為，巴龍貢噶爾組火山巖段形成于早志留世;陜西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院在天峻縣織合瑪巴龍貢噶爾組英安質(zhì)火山熔巖中獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為（457.6±2.4）Ma[4]。潘建[5]、計(jì)波[6]、王軍[7]將巴龍貢嘎爾組內(nèi)的片巖段重新厘定為新元古代拐杖山組。而對(duì)原劃巴龍貢嘎爾組火山巖段的解體研究，目前還處于空白階段。

筆者于2014—2016年在青海吐爾根達(dá)坂地區(qū)進(jìn)行1：5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，新發(fā)現(xiàn)一套火山碎屑熔巖，其在巖性特征、巖石組合、巖相等方面均區(qū)別于研究區(qū)中東部出露的巴龍貢噶爾組火山巖段。因此，對(duì)其進(jìn)行了巖石學(xué)、鋯石年代學(xué)等研究，將其從巴龍貢嘎爾組火山巖段中解體出來，進(jìn)而對(duì)南祁連早古生代構(gòu)造演化提供新的依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于秦祁昆造山系祁連造山帶南祁連弧盆系西部，區(qū)內(nèi)出露地層為志留紀(jì)巴龍貢噶爾組，地層總體呈北西向展布，發(fā)育良好，下部為變砂巖、硅質(zhì)板巖組合，上部為火山巖組合;與上覆早二疊世勒門溝組、草地溝組呈角度不整合接觸。魚卡河谷內(nèi)發(fā)育漸新-中新世白楊河組和第四系地層。區(qū)域巖漿巖主要為發(fā)育于早志留世—早泥盆世的二長花崗巖、花崗閃長巖等，大面積侵入于志留紀(jì)巴龍貢噶爾組之中。

該套火山碎屑熔巖主要分布于野馬梁北側(cè)，呈近東西向條帶展布，巖性為英安質(zhì)火山碎屑熔巖、火山角礫熔巖、火山集塊熔巖、流紋巖、流紋質(zhì)英安巖等[8]。

2 樣品巖石學(xué)特征

本次工作在地質(zhì)剖面上采集了英安質(zhì)流紋斑巖（PM3TW33-1）和英安質(zhì)火山碎屑熔巖（PM1TW8-1）2件同位素樣品。

淺灰綠色強(qiáng)蝕變英安質(zhì)流紋巖：斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要為堿性長石，其次為斜長石、石英。堿性長石估量為15%～20%，長徑為0.4～2 mm;斜性長石估量為3%～5%;石英少量，粒徑約為0.4mm±?；|(zhì)主要為長英質(zhì)、絹云母和綠泥石。重結(jié)晶石英、方解石估量為1%～3%，沿裂隙和空隙分布;金屬礦物估量為1%～2%，粒徑為0.01～0.25 mm，多與暗色礦物關(guān)系密切。

灰綠色蝕變英安質(zhì)火山碎屑熔巖：斑狀結(jié)構(gòu)，火山碎屑結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為隱晶和微顯嵌晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石中可分辨的礦物主要是斜長石，少量鉀長石、石英和暗色礦物。其中，有的斜長石為斑晶，更多顯示為晶屑;鉀長石、石英和暗色礦物較少，主要為斑晶，也可見晶屑，熔漿顏色深、淺不均，顯示出一些流動(dòng)的痕跡和漿屑的形態(tài)。斜長石長徑為0.3～4.1 mm，估量為30%～35%;鉀長石長徑為0.3～1.4 mm，估量為3%～5%;石英粒徑為0.2～0.6 mm，估量<1%;暗色礦物已完全被綠泥石和碳酸鹽礦物交代，多數(shù)顏色較淺，由隱晶和微晶長石、石英、碳酸鹽礦物和綠泥石組成，呈隱晶和霏細(xì)結(jié)構(gòu)，或不明顯的微嵌晶結(jié)構(gòu)，估量65為%～70%。

3 鋯石U-Pb年齡測(cè)定

火山巖測(cè)年樣品單顆粒U-Pb鋯石的采集、鋯石CL圖像分析和U-Pb測(cè)年由山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)試完成。鋯石U-Pb同位素組主檢設(shè)備為iCAP Q電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（YQ108）和激光燒蝕Compex Pro ArF Geolas（YQ061）。本次測(cè)年在PM1TW8-1（蝕變火山碎屑英安質(zhì)熔巖）、PM3TW33-1（蝕變英安質(zhì)流紋斑巖）兩件樣品中各測(cè)試了30顆鋯石，并分別獲得有效點(diǎn)為18個(gè)和14個(gè)。鋯石多為淺黃色、無色透明的短柱狀、中長柱狀晶體，少部分為半截狀，粒度多為80～200 μm，大多數(shù)鋯石長寬比為（1.5∶1）～（2∶1），個(gè)別鋯石長寬比3∶1。陰極發(fā)光圖像（見圖1和圖2）表現(xiàn)出典型的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)，屬于巖漿結(jié)晶產(chǎn)物。鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，部分鋯石顆粒具有窄的淺色邊和港灣狀溶蝕邊，但大多數(shù)鋯石顯示出清晰的巖漿環(huán)帶特征，淺色邊可能為后期的變質(zhì)增生邊。

從樣品測(cè)試得到的同位素比值和年齡數(shù)據(jù)表，測(cè)點(diǎn)多位于明顯的巖漿環(huán)帶上，顯示了巖漿成因的鋯石特征。

在PM1TW8-1（蝕變火山碎屑英安質(zhì)熔巖）的鋯石U-Pb諧和圖解（圖3、圖4）中，有效的18個(gè)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成了非常集中的主鋯石群，206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好，獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（403.0±2.6）Ma，[MSWD]=0.71，代表了該套火山巖結(jié)晶年齡時(shí)代為早泥盆世（D13）。

在PM3TW33-1（蝕變英安質(zhì)流紋斑巖）的鋯石U-Pb諧和圖解（圖5、圖6）中，有效的14個(gè)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成了較為集中的主鋯石群，206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好，獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（405.3±2.9） Ma，[MSWD]=0.34，代表了該套火山巖結(jié)晶年齡時(shí)代為早泥盆世（D13）。

4 火山巖時(shí)代討論

1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作巴龍貢噶爾組內(nèi)未采集到可以鑒定的化石，區(qū)域上在烏蘭達(dá)坂山烏蘭達(dá)坂溝腦巴龍貢嘎爾組碎屑巖段中采到一個(gè)稠密拉貝希層孔蟲（Labechia coiferta）化石，時(shí)代為早～中志留世，以中志留世最多。本次工作在研究區(qū)中東部巴龍貢噶爾組火山巖段英安質(zhì)流紋斑巖中采集的U-Pb同位素年齡值為（437.9±2.3） Ma，代表時(shí)代為早志留世晚期。由此得出：巴龍貢噶爾組火山巖段形成時(shí)代為早～中志留世。

而本文得到LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡結(jié)果為（403.0±2.6） Ma與（405.3±2.9） Ma，代表了該套火山碎屑熔巖結(jié)晶年齡時(shí)代為早泥盆世晚期（D13），明顯晚于巴龍貢噶爾組火山巖段形成時(shí)代。

另外，巴龍貢噶爾組火山巖段在晚～頂志留世遭受大面積的二長花崗巖侵入。而在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該套火山巖與晚志留世二長花崗巖呈噴發(fā)不整合接觸，在火山角礫熔巖、火山集塊熔巖內(nèi)可見明顯的二長花崗巖角礫，從接觸關(guān)系可判斷，其噴發(fā)時(shí)間要晚于晚～頂志留世。

二者在巖石組合以及巖相上也存在較大的區(qū)別：巴龍貢噶爾組火山巖段巖性以中酸性熔巖為主，夾少量的火山碎屑巖，巖相以溢流相為主，期間伴生的爆發(fā)相為附;該套火山巖巖性以中酸性火山碎屑熔巖為主，夾少量的火山熔巖，巖相以爆發(fā)相為主，期間伴生的溢流相為附。

綜上所述，可將該巖段從巴龍貢噶爾組火山巖段解體出來，建立一個(gè)獨(dú)立的非正式填圖單元：早泥盆世中酸性火山碎屑熔巖（D1prl）。

5 結(jié)論

本文獲得的鋯石U-Pb年齡為（403.0±2.6） Ma與（405.3±2.9） Ma，確定本套火山碎屑熔巖形成時(shí)代為早泥盆世，可將其從原劃土爾根達(dá)坂山志留紀(jì)巴龍貢噶爾組火山巖中解體出來，建立一個(gè)的非正式填圖單元。另外，1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)喀克吐蒙克巖體解體出早泥盆世二長花崗巖、正長花崗巖巖體。早泥盆世火山巖段的發(fā)現(xiàn)，揭示了南祁連早泥盆世存在著大面積巖漿活動(dòng)，期間仍處于碰撞造山后伸展的構(gòu)造環(huán)境。這一新發(fā)現(xiàn)和成果對(duì)深入研究南祁連早古生代構(gòu)造演化具有重要意義。

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