华北地块南缘富平奥陶系赵老峪组凝灰岩定年研究

黄栋　惠倩楠

摘要：赵老峪剖面的沉凝灰岩大部分为黄绿色，呈层状或块状，发育有微细水平层理和平行层理，偶尔也可以见到粒序层理的出现。赵老峪地区凝灰岩中锆石U-Pb定年结果显示其形成年龄为460±7.1Ma，确定出该地区火山强烈活动时期为奥陶系，属岛弧环境。

关键词：赵老峪组；弧后盆地；凝灰岩；奥陶系

1. 区域地质概况

富平赵老峪处于鄂尔多斯盆地南部渭北隆起带东段，发育奥陶系马家沟组和赵老峪组，岩性主要为碳酸盐岩和凝灰岩。赵老峪组是以夹杂有沉凝灰岩为主要标志的，凝灰岩主要呈层状产出，颜色一般为黄绿色或黄灰色，自东向西、自北而南有明显增多、增厚的趋势[1]。这一地区的火山凝灰岩通常为酸性、中酸性、中基性等，因为凝灰岩中的碎屑物质比较细，主体大多为薄的层状，可以推测出这一地区距离岛弧喷发处距离比较远。加里东期的俯冲深成岩浆作用和赵老峪地区奥陶统碳酸盐沉积与凝灰岩沉积综合分析表明本区可能为早古生代晚期的华北板块活动大陆边缘弧后盆地北部，且是其边缘部分[2]。因此研究这一地区的火山凝灰岩年龄测定，可以为分析中奥陶世鄂尔多斯盆地南缘地区构造环境起到积极作用。迄今为止，国内外对该地区凝灰岩的研究多为碎屑成分、含量等的描述或强调凝灰岩作为区域性地层对比标志的重要性，但对岩石化学成分和类型并分析其形成的构造背景等方面内容却并未涉及。

2. 赵老峪地区剖面及岩性分析

赵老峪地区剖面总导线方位346°，总平距1241m，优势产状：300°～320°∠15°～55°；主要岩性为马家沟组灰岩、白云岩，赵老峪组灰岩、白云岩以及凝灰岩；偶见小型向斜和挠曲构造；以及少量方解石脉体充填于灰岩中（图1）。

赵老峪组中夹杂有不同厚度不同规模的火山凝灰岩，主要为钙质晶屑凝灰岩，其中石英晶屑具有尖锐的棱角，有的呈骨叉状；长石呈板状或不规则破碎状，具有尖锐棱角，十分新鲜，无风化磨蚀后的痕迹；凝灰岩两侧发育有深灰色浊积岩。赵老峪剖面的火山凝灰岩野外露头颜色十分鲜艳，大部分为黄绿色、棕黄色、灰黄色等，还有少量凝灰岩呈现出紫红色；而且产出方式不同，有的是层状，有的是块状；这些凝灰岩单层通常厚度在10cm～80cm范围之内，最厚的也可以达到2m以上，发育有微细水平层理和平行层理，偶尔也可以见到粒序层理的出现（图2）。

3. 形成年龄

对样品ZL-01采用LA-ICP-MS法定年，共对锆石进行了114个分析点的年龄测定，这些锆石大部分是无色透明的自形晶体，主要为长柱状。锆石颗粒大小为100μm左右，长宽比从1∶1到3∶1不等。CL图像显示少数锆石具有清晰的结晶环带，反映应为岩浆锆石。样品U含量为（133～704）×10-6，Th含量为（145～1220）×10-6，Th/U为0.58～1.38，为岩浆锆石特征。样品分析点在U-Pb同位素一致图解中分布相对比较集中，代表赵老峪地区火山凝灰岩形成年龄。

4. 成因

赵老峪地区的凝灰岩属于沉凝灰岩，是由火山碎屑岩向沉积岩的一种过渡类型。火山物质含量较正常沉积物要多，一般存在于距喷发中心有一定距离的地方，凝灰岩位于浊积岩等水下物质夹层中，说明本区凝灰岩存在于水下火山活动地区。火山灰沉积之后，混入陆源物质、生物碎屑物质和化学沉淀等物质聚集混杂形成凝灰岩。

5. 结论

（1）富平赵老峪凝灰岩形成年龄为460±7.1Ma，为早古生代奥陶世。

（2）水下火山活动形成火山灰，火山灰沉积之后，混入陆源物质、生物碎屑物质和化学沉淀等物质，它们聚集混杂从而形成凝灰岩。结合其周围碳酸盐岩的形成年龄，可以判断出沉凝灰岩与岛弧火山喷发有关，属弧后盆地环境。

参考文献：

[1] 李文厚等，陕西渭北奥陶系放射虫硅质岩与火山凝灰岩的成因环境[J].西北大学.1997.

[2] 周鼎武等.鄂尔多斯盆地——秦岭造山带地址野外实习指导书[J].西北大学.2002.

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[4]梅志超，陈景维，卢焕勇等.陕西富平中奥陶统平凉组的深水碳酸盐碎屑流[J].石油与天然气地质.1982.

[5]梅志超，李文厚.陕西富平中上奥陶统碳酸盐重力流沉积模式[J].沉积学报.1986.

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[8] 赵振荃，周杰，华永成.华北地块在石炭世——早侏罗世的岩浆作用——以内蒙古大老虎店、阿拉善和正镶白旗研究区为例[J].西部资源，2016（04）.