2. 中国地质大学 地球科学与资源学院,北京 100083;
3. 天津地质矿产研究所,天津 300170
2. College of Earth Science and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;
3. Tianjin Institute of Geology and Mineral Resources, Tianjin 300170, China
东昆仑造山带位于青藏高原北部,是中国几大陆块的交汇部位,地质构造复杂,疑难地层众多。近年来在此进行了系统的野外地质调查、遥感解译和年代学研究,取得了一批新的科研成果[1~7],为探讨该区构造演化提供了新的依据。闹仓坚沟组是东昆仑造山带内分布范围较广的岩石地层单位,青海省地质矿产局在进行地层清理时重新定义了闹仓坚沟组的涵义[8],并认为闹仓坚沟组为穿时的岩石地层单位,总的时代为早三叠世早期—中三叠世早期。本文为了进一步精确测定东昆仑秀沟盆地北侧闹仓坚沟组形成时代,在闹仓坚沟组火山岩夹层中采集了紫红色流纹质含角砾凝灰岩样品进行锆石U-Pb定年研究,确证该地区闹仓坚沟组形成于中三叠世早期。
1 区域地质背景与样品位置东昆仑造山带由东昆仑北缘逆冲断层、昆中断裂和昆南—阿里玛卿断裂所分隔的东昆仑北地体和东昆仑南地体组成(见图 1)[9]。东昆仑北地体以出露古老变质岩为特征,主要由高角闪岩相—麻粒岩相变质的古元古界金水口群和浅变质的中元古界冰沟群浅海、滨海相碎屑岩和碳酸盐岩所组成,经历了早古生代造山作用[10],上部被志留—泥盆纪磨拉石建造不整合覆盖; 早古生代及三叠纪岛弧花岗岩侵入其中。东昆仑南地体下部由中元古界万宝沟群和奥陶—志留系纳赤台群浅变质碎屑岩、火山岩和碳酸盐岩组成,志留—泥盆系牦牛山组磨拉石建造、中三叠统闹仓坚沟组和上三叠统八宝山组火山—碎屑岩系不整合在前泥盆系之上。
样品采集地流纹质凝灰岩厚约20 m,向南西倾斜,北侧为灰绿色砂岩,其顶部和南侧局部为渐新世雅西措组砂砾岩所覆盖(见图 2a)。测年样品(DG25-4)为流纹质含角砾凝灰岩,具有凝灰结构、块状构造(见图 2b)。岩石由2 mm以下的晶屑(占比20%)、岩屑(占比40%)、玻屑(占比20%)等凝灰物组成,2 mm以上火山角砾次之(占比约20%)。
晶屑由杂乱分布的棱角—它形粒状石英、斜长石和钾长石构成,大小0.1~0.7 mm。其中斜长石具弱绢云母化和高岭土化,钾长石轻高岭土化; 岩屑为刚性不规则团块状及(半)塑性似火焰状和撕裂状流纹岩,大小以0.3~2.0 mm的凝灰物为主,2~4 mm的火山角砾次之,内具微嵌晶结构、霏细结构和球粒结构等,半塑性岩屑多具绿泥石化; 玻屑隐约见弧面棱角状外形,已脱玻为霏细—微粒状长英质,弱绿泥石化和碳酸盐化。
2 分析方法锆石按常规方法分选,最后在双目镜下挑纯。将分选锆石用双面胶粘在载玻片上,罩上PVC环,然后将环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入PVC环中,待树脂充分固化后将样品从靶从载玻片上剥离,并对其进行打磨和刨光,然后对靶上样品进行显微镜下的反射光和透射光照相以及阴极发光(CL)照相。
锆石Pb、U和Th同位素分析在天津地质矿产研究所同位素实验室的激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICP MS)系统上完成。多接收器电感耦合等离子体质谱仪为Thermo Fisher公司制造的Neptune,离子光学通路采用能量聚焦和质量聚焦的双聚焦设计,并采用动态变焦(ZOOM)使质量色散达到17%。仪器配有9个法拉第杯接受器和4个离子计数器接受器。激光器为美国ESI公司生产的UP193-FX ArF准分子激光器,激光波长193 nm,脉冲宽度5 ns,束斑直径为2~150 μm可调,脉冲频率1~200 Hz连续可调。本次测试根据锆石CL图像和透射光及反射光照片,利用193 nm激光器对锆石进行剥蚀,设置的剥蚀坑直径为35 μm,激光能量密度为13~14 J/cm2,频率为8~10 Hz,激光剥蚀物质以He为载气送入Neptune,利用动态变焦扩大色散同时接受质量数相差很大的U-Pb同位素,从而进行锆石U-Pb同位素原位测定。以TEMORA作为外部锆石年龄标样,利用NIST612玻璃标样作为外标计算锆石样品的Pb、U、Th含量。采用中国地质大学(武汉)研发的ICP MS Data Cal程序和Ludwig的Isoplot程序进行数据处理,由于不能测定208Pb含量,数据处理时通过208Pb校正法对普通铅进行校正。详细的实验流程见文献[11],测试数据误差均为1 σ。
3 结果与解释样品DG25-4中锆石具有典型的岩浆锆石韵律环带结构(见图 3),多呈锥柱状晶体,自形程度高,具有高Th/U比值; 锆石阴极发光(CL)图像灰暗,可见振荡环带式阴极发光结构,属岩浆锆石。部分锆石颗粒含有无韵律环带结构的继承锆石核(图 3中5、10和15点),核部锆石具有较低的Th/U比值(0.09~0.24),具岩浆锆石的形态特征和地球化学特征。
共对该样品21粒锆石进行了21点分析,其中6个分析点为核部继承锆石,其206Pb/238U表面年龄分别为413~941 Ma (见表 1、图 4a),解释为继承锆石的结晶年龄; 其余15个分析点在一致曲线图中成群分布(见图 4b),给出206Pb/238U的加权年龄平均值为243.5 ± 1.7 Ma。这些锆石均为韵律环带结构的岩浆锆石。因此,该年龄被解释为岩浆锆石的结晶年龄,代表了流纹质凝灰岩的喷发年龄。
闹仓坚沟组区域上主要分布于花石峡乡、塔妥煤矿沟、希里可特、埃肯雅玛托、巴扎尔巴义沙耶、加夫沙尔它土、哈布次尕山一带,为一套碳酸盐岩、碎屑岩,局部夹火山岩的地层序列,有研究者认为闹仓坚沟组为一穿时的岩石地层单位,沉积时限为早三叠世晚期—中三叠世早期[12]。
本次研究获得的秀沟盆地闹仓坚沟组下部层位火山岩锆石U-Pb年龄为243.5 ± 1.7 Ma,它们记录了火山岩的形成年龄,表明秀沟地区火山岩是中三叠世早期喷发的,与青海区调队在开荒北一带采集到的双壳Bakevellia costata、Myophoria Uulgaris、Eumorphotis buhaheensis等和腕足Mentzelia sp.、Aulaocothyris sp.、Pseudospiriferina sp.等中三叠世安尼期常见分子所确定的时代是一致的。
闹仓坚沟组火山岩中捕获的继承锆石,提供了昆南地体基底的信息。继承锆石主要为早古生代和元古宙,说明东昆仑南地体基底与扬子板块具有较强的亲缘关系,而不同于有较多太古宙基底物质的华北克拉通板块。柴达木—东昆仑地体和祁连地体变质基底是晋宁期9~10亿年罗迪尼亚超大陆形成时发育起来的观点[13]支持这一认识。
[1] |
倪晋宇, 胡道功, 周春景. 东昆仑造山带纳赤台群形成的大地构造环境探讨[J]. 地质力学学报, 2010, 16(1): 11-20. NI Jin-yu, HU Dao-gong, ZHOU Chun-jing. Discussion on tectonic environment of Naij Tal Group, East Kunlun Orogenic Belt[J]. Journal of Geomechanics, 2010, 16(1): 11-20. (in Chinese) |
[2] |
周春景, 胡道功, Barosh P J, 等. 东昆仑三道湾流纹英安斑岩锆石U-Pb年龄及地质意义[J]. 地质力学学报, 2010, 16(1): 28-35. ZHOU Chun-jing, HU Dao-gong, Barosh P J, et al. Zircon U-Pb dating of the rhyolite-dcite porphyry in the Sandaowan of east Kunlun MTS and its geological significance[J]. Journal of Geomechanics, 2010, 16(1): 28-35. (in Chinese) |
[3] |
陆露, 胡道功, 张永清, 等. 昆中断裂带同构造花岗斑岩锆石U-Pb年龄及构造意义[J]. 地质力学学报, 2010, 16(1): 36-43. LU Lu, HU Dao-gong, ZHANG Yong-qing, et al. Ziron U-Pb age for syntectoin granitic porphyry and its teceonic significance in the middle Kunlun fallt belt[J]. Journal of Geomechanics, 2010, 16(1): 36-43. (in Chinese) |
[4] |
张紫程, 张绪教, 高万里, 等. 东昆仑左行韧性剪切带形成时代的锆石U-Pb年龄证据[J]. 地质力学学报, 2010, 16(1): 51-58. ZHANG Zi-cheng, ZhANG Xu-jiao, GAO Wan-li, et al. Evidence of zircon U-Pb ages for the formation time of the east Kunlun left-lateral ductile shear belt[J]. Journal of Geomechanics, 2010, 16(1): 51-58. (in Chinese) |
[5] |
张耀玲, 张绪教, 胡道功, 等. 东昆仑造山带纳赤台群流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄[J]. 地质力学学报, 2010, 16(1): 21-27. ZHANG Yao-ling, ZHANG Xu-jiao, HU Dao-gong, et al. SHRIMP-based zircon U-Pb ages for rhyolite of the Naij Tal Group in the east Kulun orogenic belt[J]. Journal of Geomechanics, 2010, 16(1): 21-27. (in Chinese) |
[6] |
薛腊梅, 赵希涛, 张耀玲, 等. 遥感技术在东昆仑新生代地质填图中的应用[J]. 地质力学学报, 2010, 16(1): 70-77. XUE La-mei, ZHAO Xi-tao, ZHANG Yao-ling, et al. Application of remote sensing technique in the east Kunlun Cenozoic geological mapping[J]. Journal of Geomechanics, 2010, 16(1): 70-77. (in Chinese) |
[7] |
高万里, 张绪教, 王志刚, 等. 基于ASTER遥感图像的东昆仑造山带岩性信息提取研究[J]. 地质力学学报, 2010, 16(1): 59-69. GAO Wan-li, ZHANG Xu-jiao, WANG Zhi-gang, et al. ASTER remote sensing image-based lithologic information extraction of the east Kulun orogenic belt[J]. Journal of Geomechanics, 2010, 16(1): 59-69. (in Chinese) |
[8] |
青海省地质矿产局. 青海省岩石地层[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1997, 142-172. Bureau of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province. Stratigraphy (lithostratic) of Qinghai Province[M]. Wuhan: China University of Geosciences Press, 1997, 142-172. (in Chinese) |
[9] |
许志琴, 杨经绥, 李海兵, 等. 造山的高原---青藏高原地体的拼合、碰撞造山及隆升机制[M]. 北京: 地质出版社, 2007, 1-458. XU Zhi-qin, YANG Jing-sui, LI Hai-bing, et al. Orogenic plateau: Terrane amalgamation, collision and uplift in the Qinghai-Tibet Plateau[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2007, 1-458. (in Chinese) |
[10] |
李荣社, 计文化, 赵振明, 等. 昆仑早古生代造山带研究进展[J]. 地质通报, 2007, 26(4): 373-381. LI Rong-she, JI Wen-hua, ZHAO Zhen-ming, et al. Progress in the study of the Early Paleozoic Kunlun orogenic belt[J]. Geological Bulletin of China, 2007, 26(4): 373-381. (in Chinese) |
[11] |
李怀坤, 耿建珍, 郝爽, 等. 用激光烧蚀多接收器等离子体质谱仪(LA-MC-ICP MS)测定锆石U-Pb同位素年龄[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2009, 28(增刊): 77. LI Huai-kun, GENG Jian-zhen, HAO Shuang, et al. Research on the dating zircon U-Pb age by LA-MC-ICP MS[J]. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 2009, 28(Supp.): 77. (in Chinese) |
[12] |
张雪亭, 杨生德. 青海省区域地质概论[M]. 北京: 地质出版社, 2007, 54-72. ZHANG Xue-ting, YANG Sheng-de. The regional geology of Qinghai Province[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2007, 54-72. (in Chinese) |
[13] |
Wan Y S, Yang J S, Xu Z Q, et al. Geochemical characteristics of the Maxianshan Complex and Xinglongshan Group in the eastern segment of the Qilian orogenic belt[J]. Journal of the Geological Society of China, 2000, 43(1): 52-68. |