青海吐爾根達坂地區早泥盆世火山巖的鋯石U-Pb年齡依據

郭瑞華 王永 潘術娟 王獻虎

摘 要：青海吐爾根達坂地區野馬梁北部發育一套英安質火山碎屑熔巖，1∶25萬魚卡幅區調將其歸為志留紀巴龍貢嘎爾組火山巖段（Sb3）。本文在大黑刺溝英安質火山碎屑熔巖和英安質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，時代為早泥盆世;結合巖石組合特征，從原劃土爾根達坂山志留紀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年依據。

關鍵詞：吐爾根達坂地區;中酸性火山碎屑熔巖;巴龍貢嘎爾組;U-Pb同位素測年依據

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，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∶5萬礦調項目的開展，巴龍貢噶爾組火山巖的研究程度進一步提高。劉虎[2]、張國英等[3]認為，巴龍貢噶爾組火山巖段形成于早志留世;陜西區域地質調查院在天峻縣織合瑪巴龍貢噶爾組英安質火山熔巖中獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為（457.6±2.4）Ma[4]。潘建[5]、計波[6]、王軍[7]將巴龍貢嘎爾組內的片巖段重新厘定為新元古代拐杖山組。而對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年在青海吐爾根達坂地區進行1：5萬區域地質礦產調查工作，新發現一套火山碎屑熔巖，其在巖性特征、巖石組合、巖相等方面均區別于研究區中東部出露的巴龍貢噶爾組火山巖段。因此，對其進行了巖石學、鋯石年代學等研究，將其從巴龍貢嘎爾組火山巖段中解體出來，進而對南祁連早古生代構造演化提供新的依據。

1 地質背景

研究區位于秦祁昆造山系祁連造山帶南祁連弧盆系西部，區內出露地層為志留紀巴龍貢噶爾組，地層總體呈北西向展布，發育良好，下部為變砂巖、硅質板巖組合，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。魚卡河谷內發育漸新-中新世白楊河組和第四系地層。區域巖漿巖主要為發育于早志留世—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，呈近東西向條帶展布，巖性為英安質火山碎屑熔巖、火山角礫熔巖、火山集塊熔巖、流紋巖、流紋質英安巖等[8]。

2 樣品巖石學特征

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

淺灰綠色強蝕變英安質流紋巖：斑狀結構，塊狀構造。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±。基質主要為長英質、絹云母和綠泥石。重結晶石英、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，多與暗色礦物關系密切。

灰綠色蝕變英安質火山碎屑熔巖：斑狀結構，火山碎屑結構，基質為隱晶和微顯嵌晶結構，塊狀構造。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，顯示出一些流動的痕跡和漿屑的形態。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，呈隱晶和霏細結構，或不明顯的微嵌晶結構，估量65為%～70%。

3 鋯石U-Pb年齡測定

火山巖測年樣品單顆粒U-Pb鋯石的采集、鋯石CL圖像分析和U-Pb測年由山東省第四地質礦產勘查院實驗測試中心測試完成。鋯石U-Pb同位素組主檢設備為iCAP Q電感耦合等離子體質譜儀（YQ108）和激光燒蝕Compex Pro ArF Geolas（YQ061）。本次測年在PM1TW8-1（蝕變火山碎屑英安質熔巖）、PM3TW33-1（蝕變英安質流紋斑巖）兩件樣品中各測試了30顆鋯石，并分別獲得有效點為18個和14個。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，大多數鋯石長寬比為（1.5∶1）～（2∶1），個別鋯石長寬比3∶1。陰極發光圖像（見圖1和圖2）表現出典型的巖漿韻律環帶和明暗相間的條帶結構，屬于巖漿結晶產物。鋯石內部結構比較簡單，部分鋯石顆粒具有窄的淺色邊和港灣狀溶蝕邊，但大多數鋯石顯示出清晰的巖漿環帶特征，淺色邊可能為后期的變質增生邊。

從樣品測試得到的同位素比值和年齡數據表，測點多位于明顯的巖漿環帶上，顯示了巖漿成因的鋯石特征。

在PM1TW8-1（蝕變火山碎屑英安質熔巖）的鋯石U-Pb諧和圖解（圖3、圖4）中，有效的18個測點構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加權平均年齡為（403.0±2.6）Ma，[MSWD]=0.71，代表了該套火山巖結晶年齡時代為早泥盆世（D13）。

在PM3TW33-1（蝕變英安質流紋斑巖）的鋯石U-Pb諧和圖解（圖5、圖6）中，有效的14個測點構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加權平均年齡為（405.3±2.9） Ma，[MSWD]=0.34，代表了該套火山巖結晶年齡時代為早泥盆世（D13）。

4 火山巖時代討論

1∶5萬區域地質調查工作巴龍貢噶爾組內未采集到可以鑒定的化石，區域上在烏蘭達坂山烏蘭達坂溝腦巴龍貢嘎爾組碎屑巖段中采到一個稠密拉貝希層孔蟲（Labechia coiferta）化石，時代為早～中志留世，以中志留世最多。本次工作在研究區中東部巴龍貢噶爾組火山巖段英安質流紋斑巖中采集的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代為早～中志留世。

而本文得到LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡結果為（403.0±2.6） Ma與（405.3±2.9） Ma，代表了該套火山碎屑熔巖結晶年齡時代為早泥盆世晚期（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。而在野外調查中發現，該套火山巖與晚志留世二長花崗巖呈噴發不整合接觸，在火山角礫熔巖、火山集塊熔巖內可見明顯的二長花崗巖角礫，從接觸關系可判斷，其噴發時間要晚于晚～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，建立一個獨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代為早泥盆世，可將其從原劃土爾根達坂山志留紀巴龍貢噶爾組火山巖中解體出來，建立一個的非正式填圖單元。另外，1∶5萬區域地質調查工作對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現，揭示了南祁連早泥盆世存在著大面積巖漿活動，期間仍處于碰撞造山后伸展的構造環境。這一新發現和成果對深入研究南祁連早古生代構造演化具有重要意義。

參考文獻：

[1]潘桂堂，肖慶輝，陸松年，等.中國大地構造單元劃分[J].中國地質，2009（1）：1-28.

[2]劉虎.甘肅省阿克塞縣向陽煤礦一帶發現奧陶系火山巖組合[J].甘肅地質，2014（4）：92-93.

[3]張國英，丁書宏.南祁連西段清水溝南巴龍貢噶爾組地層特征及時代討論[J].甘肅地質學報，2004（1）：38-46.

[4]牛廣智，黃崗，鄧昌生，等.青海南祁連巴龍貢噶爾組變火山巖LA-ICP-MS鋯石U_Pb年齡及其地質意義[J].地質通報，2016（9）：1441-1447.

[5]潘建，李貴義，李廣鐵.青海省巴龍貢噶爾組的重新劃分及地質意義[J].世界地質，2019（4）：900-909.

[6]計波，余吉遠，李向民，等.南祁連黨河南山地區巴龍貢噶爾組的解體與巖石地層單位厘定[J].地質通報，2018（4）：621-633.

[7]王軍，孫新春，梁明宏，等.祁連山西段當金山一帶原巴龍貢噶兒組的重新厘定及其構造意義[J].地質通報，2018（7）：1116-1126.

[8]白春東，專少鵬，毛志芳，等.南祁連天峻巴龍貢嘎爾組變質火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡、地球化學特征及構造意義[J].地質評論，2018（3）：755-771.