青海吐尔根达坂地区早泥盆世火山岩的锆石U-Pb年龄依据

郭瑞华 王永 潘术娟 王献虎

摘 要：青海吐尔根达坂地区野马梁北部发育一套英安质火山碎屑熔岩，1∶25万鱼卡幅区调将其归为志留纪巴龙贡嘎尔组火山岩段（Sb3）。本文在大黑刺沟英安质火山碎屑熔岩和英安质流纹斑岩中获得锆石U-Pb谐和年龄分别为（403.0±2.6）Ma和（405.3±2.9）Ma，时代为早泥盆世;结合岩石组合特征，从原划土尔根达坂山志留纪巴龙贡噶尔组火山岩中解体出一套早泥盆世中酸性火山碎屑熔岩（D1prl），为巴龙贡噶尔组火山岩段地层解体提供了新的同位素测年依据。

关键词：吐尔根达坂地区;中酸性火山碎屑熔岩;巴龙贡嘎尔组;U-Pb同位素测年依据

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

南祁連位于祁连造山带南部，以柴达木北缘断裂、中祁连南缘断裂及阿尔金左行走滑断裂为界[1]。巴龙贡噶尔组广泛分布于南祁连地区，由于缺少同位素和化石资料，目前在划分和归属方面尚有疑问。随着近些年1∶5万矿调项目的开展，巴龙贡噶尔组火山岩的研究程度进一步提高。刘虎[2]、张国英等[3]认为，巴龙贡噶尔组火山岩段形成于早志留世;陕西区域地质调查院在天峻县织合玛巴龙贡噶尔组英安质火山熔岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（457.6±2.4）Ma[4]。潘建[5]、计波[6]、王军[7]将巴龙贡嘎尔组内的片岩段重新厘定为新元古代拐杖山组。而对原划巴龙贡嘎尔组火山岩段的解体研究，目前还处于空白阶段。

笔者于2014—2016年在青海吐尔根达坂地区进行1：5万区域地质矿产调查工作，新发现一套火山碎屑熔岩，其在岩性特征、岩石组合、岩相等方面均区别于研究区中东部出露的巴龙贡噶尔组火山岩段。因此，对其进行了岩石学、锆石年代学等研究，将其从巴龙贡嘎尔组火山岩段中解体出来，进而对南祁连早古生代构造演化提供新的依据。

1 地质背景

研究区位于秦祁昆造山系祁连造山带南祁连弧盆系西部，区内出露地层为志留纪巴龙贡噶尔组，地层总体呈北西向展布，发育良好，下部为变砂岩、硅质板岩组合，上部为火山岩组合;与上覆早二叠世勒门沟组、草地沟组呈角度不整合接触。鱼卡河谷内发育渐新-中新世白杨河组和第四系地层。区域岩浆岩主要为发育于早志留世—早泥盆世的二长花岗岩、花岗闪长岩等，大面积侵入于志留纪巴龙贡噶尔组之中。

该套火山碎屑熔岩主要分布于野马梁北侧，呈近东西向条带展布，岩性为英安质火山碎屑熔岩、火山角砾熔岩、火山集块熔岩、流纹岩、流纹质英安岩等[8]。

2 样品岩石学特征

本次工作在地质剖面上采集了英安质流纹斑岩（PM3TW33-1）和英安质火山碎屑熔岩（PM1TW8-1）2件同位素样品。

浅灰绿色强蚀变英安质流纹岩：斑状结构，块状构造。斑晶主要为碱性长石，其次为斜长石、石英。碱性长石估量为15%～20%，长径为0.4～2 mm;斜性长石估量为3%～5%;石英少量，粒径约为0.4mm±。基质主要为长英质、绢云母和绿泥石。重结晶石英、方解石估量为1%～3%，沿裂隙和空隙分布;金属矿物估量为1%～2%，粒径为0.01～0.25 mm，多与暗色矿物关系密切。

灰绿色蚀变英安质火山碎屑熔岩：斑状结构，火山碎屑结构，基质为隐晶和微显嵌晶结构，块状构造。岩石中可分辨的矿物主要是斜长石，少量钾长石、石英和暗色矿物。其中，有的斜长石为斑晶，更多显示为晶屑;钾长石、石英和暗色矿物较少，主要为斑晶，也可见晶屑，熔浆颜色深、浅不均，显示出一些流动的痕迹和浆屑的形态。斜长石长径为0.3～4.1 mm，估量为30%～35%;钾长石长径为0.3～1.4 mm，估量为3%～5%;石英粒径为0.2～0.6 mm，估量<1%;暗色矿物已完全被绿泥石和碳酸盐矿物交代，多数颜色较浅，由隐晶和微晶长石、石英、碳酸盐矿物和绿泥石组成，呈隐晶和霏细结构，或不明显的微嵌晶结构，估量65为%～70%。

3 锆石U-Pb年龄测定

火山岩测年样品单颗粒U-Pb锆石的采集、锆石CL图像分析和U-Pb测年由山东省第四地质矿产勘查院实验测试中心测试完成。锆石U-Pb同位素组主检设备为iCAP Q电感耦合等离子体质谱仪（YQ108）和激光烧蚀Compex Pro ArF Geolas（YQ061）。本次测年在PM1TW8-1（蚀变火山碎屑英安质熔岩）、PM3TW33-1（蚀变英安质流纹斑岩）两件样品中各测试了30颗锆石，并分别获得有效点为18个和14个。锆石多为浅黄色、无色透明的短柱状、中长柱状晶体，少部分为半截状，粒度多为80～200 μm，大多数锆石长宽比为（1.5∶1）～（2∶1），个别锆石长宽比3∶1。阴极发光图像（见图1和图2）表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构，属于岩浆结晶产物。锆石内部结构比较简单，部分锆石颗粒具有窄的浅色边和港湾状溶蚀边，但大多数锆石显示出清晰的岩浆环带特征，浅色边可能为后期的变质增生边。

从样品测试得到的同位素比值和年龄数据表，测点多位于明显的岩浆环带上，显示了巖浆成因的锆石特征。

在PM1TW8-1（蚀变火山碎屑英安质熔岩）的锆石U-Pb谐和图解（图3、图4）中，有效的18个测点构成了非常集中的主锆石群，206Pb/238U和207Pb/235U谐和性较好，获得206Pb/238U加权平均年龄为（403.0±2.6）Ma，[MSWD]=0.71，代表了该套火山岩结晶年龄时代为早泥盆世（D13）。

在PM3TW33-1（蚀变英安质流纹斑岩）的锆石U-Pb谐和图解（图5、图6）中，有效的14个测点构成了较为集中的主锆石群，206Pb/238U和207Pb/235U谐和性较好，获得206Pb/238U加权平均年龄为（405.3±2.9） Ma，[MSWD]=0.34，代表了该套火山岩结晶年龄时代为早泥盆世（D13）。

4 火山岩时代讨论

1∶5万区域地质调查工作巴龙贡噶尔组内未采集到可以鉴定的化石，区域上在乌兰达坂山乌兰达坂沟脑巴龙贡嘎尔组碎屑岩段中采到一个稠密拉贝希层孔虫（Labechia coiferta）化石，时代为早～中志留世，以中志留世最多。本次工作在研究区中东部巴龙贡噶尔组火山岩段英安质流纹斑岩中采集的U-Pb同位素年龄值为（437.9±2.3） Ma，代表时代为早志留世晚期。由此得出：巴龙贡噶尔组火山岩段形成时代为早～中志留世。

而本文得到LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果为（403.0±2.6） Ma与（405.3±2.9） Ma，代表了该套火山碎屑熔岩结晶年龄时代为早泥盆世晚期（D13），明显晚于巴龙贡噶尔组火山岩段形成时代。

另外，巴龙贡噶尔组火山岩段在晚～顶志留世遭受大面积的二长花岗岩侵入。而在野外调查中发现，该套火山岩与晚志留世二长花岗岩呈喷发不整合接触，在火山角砾熔岩、火山集块熔岩内可见明显的二长花岗岩角砾，从接触关系可判断，其喷发时间要晚于晚～顶志留世。

二者在岩石组合以及岩相上也存在较大的区别：巴龙贡噶尔组火山岩段岩性以中酸性熔岩为主，夹少量的火山碎屑岩，岩相以溢流相为主，期间伴生的爆发相为附;该套火山岩岩性以中酸性火山碎屑熔岩为主，夹少量的火山熔岩，岩相以爆发相为主，期间伴生的溢流相为附。

综上所述，可将该岩段从巴龙贡噶尔组火山岩段解体出来，建立一个独立的非正式填图单元：早泥盆世中酸性火山碎屑熔岩（D1prl）。

5 结论

本文获得的锆石U-Pb年龄为（403.0±2.6） Ma与（405.3±2.9） Ma，确定本套火山碎屑熔岩形成时代为早泥盆世，可将其从原划土尔根达坂山志留纪巴龙贡噶尔组火山岩中解体出来，建立一个的非正式填图单元。另外，1∶5万区域地质调查工作对喀克吐蒙克岩体解体出早泥盆世二长花岗岩、正长花岗岩岩体。早泥盆世火山岩段的发现，揭示了南祁连早泥盆世存在着大面积岩浆活动，期间仍处于碰撞造山后伸展的构造环境。这一新发现和成果对深入研究南祁连早古生代构造演化具有重要意义。

参考文献：

[1]潘桂堂，肖庆辉，陆松年，等.中国大地构造单元划分[J].中国地质，2009（1）：1-28.

[2]刘虎.甘肃省阿克塞县向阳煤矿一带发现奥陶系火山岩组合[J].甘肃地质，2014（4）：92-93.

[3]张国英，丁书宏.南祁连西段清水沟南巴龙贡噶尔组地层特征及时代讨论[J].甘肃地质学报，2004（1）：38-46.

[4]牛广智，黄岗，邓昌生，等.青海南祁连巴龙贡噶尔组变火山岩LA-ICP-MS锆石U_Pb年龄及其地质意义[J].地质通报，2016（9）：1441-1447.

[5]潘建，李贵义，李广铁.青海省巴龙贡噶尔组的重新划分及地质意义[J].世界地质，2019（4）：900-909.

[6]计波，余吉远，李向民，等.南祁连党河南山地区巴龙贡噶尔组的解体与岩石地层单位厘定[J].地质通报，2018（4）：621-633.

[7]王军，孙新春，梁明宏，等.祁连山西段当金山一带原巴龙贡噶儿组的重新厘定及其构造意义[J].地质通报，2018（7）：1116-1126.

[8]白春东，专少鹏，毛志芳，等.南祁连天峻巴龙贡嘎尔组变质火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义[J].地质评论，2018（3）：755-771.