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青海小賽什騰山地區(qū)達(dá)肯大坂巖群中新解體出一套變火山巖系

2022-02-28 10:38王立軒何世平莊玉軍李普濤段忠志
西北地質(zhì) 2022年1期
關(guān)鍵詞:大坂火山巖鋯石

王立軒,何世平,莊玉軍,李普濤,段忠志

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心,陜西 西安 710054;2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京),北京 100083;3.中國地質(zhì)科學(xué)院,北京 100037)

歐龍布魯克地塊位于祁連造山帶與柴達(dá)木地塊的接合部位,作為該地塊結(jié)晶基底的達(dá)肯大坂巖群為一套變質(zhì)程度高達(dá)角閃巖相的中深變質(zhì)巖系,主要由片麻巖、片巖、大理巖、角閃巖、變粒巖及混合巖組成,原巖為砂泥質(zhì)巖-基性火山巖-富鎂碳酸鹽巖層系(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1997)。達(dá)肯大坂巖群最早源自青海石油普查大隊(duì)(1962)創(chuàng)名的“達(dá)肯大坂系”,地質(zhì)部石油地質(zhì)局綜合研究隊(duì)西北區(qū)隊(duì)(1965年)改稱為“達(dá)肯大坂群”,青海省地礦局(1991)在《青海省區(qū)域地質(zhì)志》中修訂為達(dá)肯大坂巖群。然而,不同研究者對(duì)達(dá)肯大坂巖群形成時(shí)代的認(rèn)識(shí)存在差異。主要觀點(diǎn)為:①古—中元代,陸松年等(2002)對(duì)“達(dá)肯大坂巖群”進(jìn)行了再厘定,認(rèn)為原“達(dá)肯大坂巖群”至少包括古元古代早期德令哈雜巖、達(dá)肯大坂巖群、新元古代花崗片麻巖和魚卡河(沙柳河)巖群4種類型的巖石組合,根據(jù)張建新等(2001)獲得達(dá)肯大坂巖群中基性麻粒巖全巖及礦物Sm-Nd等時(shí)線年齡為(1 791±37)Ma(代表了麻粒巖相的變質(zhì)時(shí)代),將達(dá)肯大坂巖群原巖形成時(shí)代推測為古元古代晚期至中元古代。②新元古—早古生代,王惠初等(2006)在綠梁山地區(qū)對(duì)達(dá)肯大坂巖群中的石榴角閃變粒巖進(jìn)行了TIMS法鋯石測年,獲得206Pb/238U表面年齡為(1 294±32)Ma、(580.6±2.7)Ma、(464.5±1.5)Ma、(459.2±1.4)Ma、(437.5±5.0)Ma、(378.8±4.4)Ma、(385.1±2.4)Ma,認(rèn)為達(dá)肯大坂巖群為新元古代晚期—早古生代以來的沉積產(chǎn)物。③古元古代,辛后田等(2004)通過柴北緣達(dá)肯大坂巖群中獲得較多大于2.2Ga的單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡信息,結(jié)合王云山等(1986)在角度不整合覆于達(dá)肯大坂巖群之上的、全吉群下部的基性火山巖夾層中獲得的(2 428±11)Ma的繼承鋯石U-Pb年齡信息,推測其原巖形成于古元古代(2.4~2.5 Ga);王勤燕等(2008)通過德令哈地區(qū)達(dá)肯大坂巖群中斜長片麻巖、矽線石榴黑云石英片巖及侵入其中的花崗偉晶巖和花崗質(zhì)淺色體LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年,將其形成年代約束在2.43~2.47 Ga,認(rèn)為其形成時(shí)代為古元古代早期;李彥強(qiáng)等(2009)獲得天峻縣黑水河地區(qū)的黑云母斜長片麻巖Sm-Nd等時(shí)線年齡為(2 282±119)Ma,認(rèn)為屬于達(dá)肯大坂巖群,將其形成時(shí)代劃歸古元古代;黃婉等(2011)通過德令哈地區(qū)鉀長石變粒巖碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年,并結(jié)合全吉地塊最早一期變質(zhì)事件時(shí)代,將達(dá)肯大坂巖群的沉積年齡范圍約束在2.19~1.95 Ga,即古元古代;張璐(2014)通過碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年,將烏蘭地區(qū)達(dá)肯大坂巖群下亞群和上巖群形成時(shí)代分別限定于2.32~2.24 Ga和1.92~2.17 Ga,將達(dá)肯大坂巖群形成時(shí)代劃歸古元古代。

總之,達(dá)肯大坂巖群在柴北緣分布廣泛,巖石組成復(fù)雜。目前,趨于一致的意見認(rèn)為該巖群形成時(shí)代為古元古代(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1991,1997;李榮社等,2009;何世平等,2011,2014;徐學(xué)義等,2019;李智佩等,2019)。

筆者在參加由中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心承擔(dān)的“商丹-大柴旦區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”二級(jí)項(xiàng)目下設(shè):“青海冷湖行委賽什騰山地區(qū)1∶5萬J46E008015等4幅專項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查”子項(xiàng)目工作過程中,于柴北緣歐龍布魯克地塊小賽什騰山一帶、原劃為達(dá)肯大坂巖群中新解體出一套變中酸性火山巖系,其巖石組合特征與達(dá)肯大坂巖群的原始定義存在較大差異。通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年代學(xué)研究,對(duì)該套變火山巖進(jìn)行了重新厘定,并對(duì)該區(qū)原達(dá)肯大坂巖群進(jìn)行解體。該研究成果可為重新厘定柴北緣區(qū)域巖石地層格架和地質(zhì)構(gòu)造演化歷史提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置屬于柴北緣歐龍布魯克地塊西北部,行政區(qū)劃為青海省海西州茫崖市冷湖鎮(zhèn)小賽什騰山地區(qū)。根據(jù)河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所(2016)(1)河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所.青海省冷湖行委野駱駝泉地區(qū)J46E008015、J46E008016、J46E009016三幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,2016.1∶5萬區(qū)調(diào)資料,小賽什騰山東部主要出露達(dá)肯大坂巖群(Pt1D.),西部則主要出露灘間山群(∈OT)和賽什騰火山巖(P3S)(圖1)。

1.全新世坡洪積物/晚更新世洪積物;2.上新世油砂山組/漸新世—中新世干柴溝組;3.賽什騰火山巖二段/賽什騰火山巖一段;4.灘間山群碳酸鹽巖組/灘間山群碎屑巖組;5.達(dá)肯大坂巖群第二巖組/達(dá)肯大坂巖群第一巖組;6.早三疊世二長花崗巖;7.晚二疊世斑狀石英二長巖/晚二疊世石英閃長巖;8.早石炭世輝長閃長巖;9.中志留世英云閃長巖;10.輝長巖脈/二長花崗巖脈;11.石英閃長巖脈/閃長巖脈;12.砂礫巖夾層/礫巖夾層;13.斷層/地質(zhì)界線;14.研究區(qū)位置圖1 柴北緣歐龍布魯克地塊小賽什騰山一帶地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological map of Xiaosaishiteng Mountain in Oulongbulak Block,northern margin of Qaidam Basin

達(dá)肯大坂巖群(Pt1D.):主要出露在小賽什騰山中—東部,可進(jìn)一步劃分為2個(gè)巖組。達(dá)肯大坂巖群第一巖組(Pt1D1.)巖石組合以灰黑色(石榴、矽線、堇青)黑云斜長變粒巖為主,夾灰白色(石榴)淺粒巖、黑云斜長(石英)片巖、(矽線)二云片巖、石英巖及灰色大理巖透鏡體;達(dá)肯大坂巖群第二巖組(Pt1D2.)巖石組合為綠灰色、淺灰色淺粒巖、含石榴矽線二長淺粒巖夾灰黑色黑云斜長變粒巖、灰白色(橄欖)大理巖,其下部以出現(xiàn)較為穩(wěn)定的大理巖薄層或較多的透鏡體與達(dá)肯大坂(巖)群第一巖組分界。

灘間山群(∈OT):主要出露于小賽什騰山西部,為一套淺變質(zhì)碎屑巖-碳酸鹽夾變火山巖、火山碎屑巖組合,按巖石組合特征進(jìn)一步劃分為2個(gè)巖組。下部灘間山群碎屑巖組(∈OT1)巖石組合由變質(zhì)碎屑巖(變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)礫巖等)、淺變質(zhì)的中基性火山巖、火山碎屑巖及硅質(zhì)巖組成;上部灘間山群碳酸鹽組(∈OT2)巖石組合為細(xì)晶、粉晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、白云質(zhì)大理巖等。2組之間為整合接觸,與西側(cè)的賽什騰火山巖呈斷層接觸。

賽什騰火山巖(P3S):按巖石組合特征差異進(jìn)一步劃分為2個(gè)巖性段。賽什騰火山巖一段(P3S1)為一套中基性火山熔巖、火山碎屑沉積巖夾陸源碎屑巖,巖石組合主要為綠灰色、少量紫灰色安山玄武巖、玄武巖、紫灰色-綠灰色安山質(zhì)角礫熔巖、安山巖夾凝灰質(zhì)巖屑砂巖、長石砂巖、泥巖及少量礫巖等,與上部賽什騰火山巖二段整合接觸;賽什騰火山巖二段(P3S2)主體為一套中基性火山熔巖,巖石組合主要為綠灰色玄武安山巖、安山玄武巖、安山巖、灰紫色-綠灰色安山質(zhì)角礫熔巖等。

新生代地層廣泛出露,主要包括漸新世—中新世干柴溝組(E3—N1g),巖性組合以砂巖、粉砂巖、鈣質(zhì)頁巖和砂質(zhì)泥巖為主;上新世油砂山組(N2y)主要為一套以棕紅色砂巖與泥巖互層組合的地層;區(qū)內(nèi)第四系包括晚更新世洪積物(Qp3pl)及全新世坡洪積物、湖積物(Qhdpl)。

小賽什騰山地區(qū)侵入巖發(fā)育,巖漿作用具有多期次、多類型的特點(diǎn)。巖石類型從基性巖到酸性巖均有出露,由老到新主要包括中志留世英云閃長巖、早石炭世輝長閃長巖、晚二疊世石英閃長巖、晚二疊世斑狀石英二長巖及早三疊世二長花崗巖。此外,區(qū)內(nèi)巖脈發(fā)育,主要有石英巖脈、花崗斑巖脈、二長花崗巖脈、石英閃長巖脈、閃長巖脈及輝長巖脈。

小賽什騰山地區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,具多期活動(dòng)特點(diǎn),按其走向可分為北西向斷裂、北東向及近東西向斷裂等,北東向斷裂形成時(shí)間相對(duì)較晚,斷層性質(zhì)主要表現(xiàn)為壓性旋扭斷層和逆斷層,部分表現(xiàn)為走滑斷層。

此外,區(qū)內(nèi)韌性剪切作用強(qiáng)烈,并具有多期性,賽什騰火山巖(P3S)及更老的地層均具有程度不同的糜棱巖化和剪切變形。

2 新解體變火山巖特征

本次新解體出的變火山巖系位于柴北緣歐龍布魯克地塊蘇干湖南小賽什騰山一帶原劃達(dá)肯大坂巖群中(圖2、圖3),為一套糜棱巖化變中酸性火山巖系。

1.第四系;2.灘間山群碎屑巖組;3.達(dá)肯大坂巖群第一巖組/達(dá)肯大坂巖群第二巖組;4.變英安巖;5.變流紋巖;6.早三疊世二長花崗巖;7.晚二疊世斑狀石英二長巖;8.晚二疊世石英閃長巖;9.晚志留世斑狀二長花崗巖;10.晚志留世花崗閃長巖;11.二長花崗巖脈;12.石英閃長巖脈;13.輝長巖脈;14.大理巖夾層;15.斷層;16.剖面及同位素測年樣品位置 圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡圖及采樣位置圖Fig.2 Geological diagram and sampling location of the study area

1.第四系沖洪積物;2.糜棱巖化變流紋質(zhì)凝灰?guī)r;3.變流紋巖;4.糜棱巖化變流紋巖;5.糜棱巖化變英安巖;6.黑云石英片巖;7.變鈣質(zhì)粉砂巖;8.黑云斜長片麻巖;9.糜棱巖化變英安質(zhì)凝灰?guī)r;10.斜長角閃片麻巖;11.黑云斜長角閃片麻巖;12.糜棱巖化斜長角閃巖;13.糜棱巖化安山質(zhì)凝灰?guī)r;14.絹云綠泥石英片巖;15.鉀長花崗巖;16.片麻狀花崗閃長巖;17.黑云母花崗巖脈;18.花崗巖脈;19.大理巖透鏡體;20.含石墨大理巖透鏡體;21.火山角礫;22.火山集塊;23.采樣位置及編號(hào);24.面理產(chǎn)狀;25.地層代號(hào);26.分層序號(hào)圖3 新解體變火山巖系實(shí)測地質(zhì)剖面圖Fig.3 Measured geological section of the newly disintegrated metavolcanic rock series

主要巖性為淺黃褐色糜棱巖化變流紋巖(圖4a)、淺黃綠色-淺灰綠色糜棱巖化變英安巖(圖4b)、淺黃褐色糜棱巖化片理化變流紋質(zhì)凝灰?guī)r(圖4c)、淺黃綠色糜棱巖化片理化變英安質(zhì)凝灰?guī)r夾硅質(zhì)巖(圖4d)、含火山集塊、角礫糜棱巖化片理化安山質(zhì)凝灰?guī)r(圖4e);變火山巖系中斷續(xù)出露有黑云石英片巖、黑云斜長片麻巖、變鈣質(zhì)粉砂巖等變質(zhì)碎屑巖及少量大理巖透鏡體,可能是火山噴發(fā)間歇期的沉積產(chǎn)物。變火山巖系及變質(zhì)碎屑巖均發(fā)生了不同程度的糜棱巖化、片理化,變火山巖系和變質(zhì)碎屑巖面理產(chǎn)狀基本一致,兩者呈構(gòu)造面理接觸。此外,變火山巖系和變質(zhì)碎屑巖均有花崗巖脈侵入,并一同遭受了后期韌性剪切作用,變火山巖系中的石英、斜長石斑晶變?yōu)樾D(zhuǎn)斑,發(fā)育S-C組構(gòu)、剪切褶皺(圖4f)。

3 樣品特征

本次用于鋯石同位素測年的樣品共有3件,均采自柴北緣歐龍布魯克地塊蘇干湖南小賽什騰山一帶原劃達(dá)肯大坂巖群中(圖2、圖3)。PM005-4-1TW(糜棱巖化變流紋巖)采樣地理坐標(biāo)E93°45′31″,N 38°47′14″,H 3 202.16m,PM006-8-1TW(糜棱巖化變英安巖)采樣地理坐標(biāo)E93°45′46″,N38°45′31″,H 3 245.54 m,PM006-10-1TW(糜棱巖化花崗巖脈)采樣地理坐標(biāo)E 93°45′58″,N 38°46′32″,H 3 222.54 m。

糜棱巖化變流紋巖(PM005-4-1TW):呈淺黃褐色,具片理化、糜棱巖化,塊狀構(gòu)造,含有石英、斜長石旋轉(zhuǎn)斑(圖4a)。鏡下具變余斑狀結(jié)構(gòu),主要由變余斑晶和變余基質(zhì)組成(圖5a);變余斑晶包括酸性斜長石(8%~15%)和石英(5%~8%),變余斜長石斑晶呈半自形狀、渾圓狀,個(gè)別邊部保留原始熔蝕特征,呈港灣狀,粒徑一般為0.8~2 mm,普遍發(fā)育絹云母化;變余石英斑晶呈他形粒狀,個(gè)別邊部保留原始熔蝕特征,呈港灣狀,粒徑一般為0.5~0.8 mm;由于遭受后期韌性剪切作用,變余石英斑晶和變余斜長石斑晶均表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)斑。變余基質(zhì)主要由微細(xì)粒定向排列的長英質(zhì)(70%~75%)和絹云母(5%~8%)組成,由于遭受后期韌性剪切作用,發(fā)生了明顯的重結(jié)晶,并被壓扁拉長、環(huán)繞變余斑晶,變余基質(zhì)中的部分石英呈拔絲狀。

(a).淺黃褐色糜棱巖化變流紋巖;(b).淺灰綠色糜棱巖化變英安巖;(c).淺黃褐色糜棱巖化片理化變流紋質(zhì)凝灰?guī)r;(d).淺黃綠色糜棱巖化片理化英安質(zhì)凝灰?guī)r夾硅質(zhì)巖;(e).含火山角礫糜棱巖化片理化安山質(zhì)凝灰?guī)r;(f).糜棱巖化片理化變流紋質(zhì)凝灰?guī)r中的剪切褶皺圖4 新解體變火山巖系野外宏觀特征圖Fig.4 Field macroscopic characteristics of newly disintegrated metavolcanic rock series

糜棱巖化變英安巖(PM006-8-1TW):呈淺灰綠色,塊狀構(gòu)造,糜棱巖化和定向性較強(qiáng),發(fā)育較多斜長石和石英旋轉(zhuǎn)斑(圖4b)。鏡下具變余斑狀結(jié)構(gòu),主要由變余斑晶和變余基質(zhì)組成(圖5b);變余斑晶主要為中酸性斜長石(8%~15%)和石英(3%~5%);變余斜長石斑晶多呈半自形和他形,粒徑多在0.5~2 mm,絹云母化較強(qiáng),部分變余斜長石斑晶保留有環(huán)帶結(jié)構(gòu),屬中酸性斜長石;變余石英斑晶呈他形粒狀,不均勻分布,粒徑多在0.5~1 mm。變余基質(zhì)主要由微細(xì)粒定向排列的長英質(zhì)(75%~80%)和絹云母(約3%)組成,含少量具暗化邊的黑云母(約2%);由于遭受后期韌性剪切作用,變余基質(zhì)中的長英質(zhì)發(fā)生了明顯的重結(jié)晶,并被壓扁拉長,連同絹云母和黑云母一起環(huán)繞變余斑晶,變余基質(zhì)中的部分石英呈拔絲狀。

糜棱巖化花崗巖脈(PM006-10-1TW):呈淺白色,塊狀構(gòu)造,具弱糜棱巖化和弱定向性,侵入糜棱巖化變英安巖中,由于遭受后期韌性剪切作用發(fā)生了左行剪切揉皺(圖5c)。鏡下具變余半自形粒狀結(jié)構(gòu)(圖5d),主要由石英(35%~45%)、酸性斜長石(30%~35%)和條紋長石(15%~20%)組成,含少量黑云母(3%~5%)。由于遭受后期韌性剪切作用,石英發(fā)生了碎裂,具波狀消光,粒徑為1.5~3.5 mm;酸性斜長石發(fā)生了絹云母化,粒徑為1~3 mm;條紋長石為正條紋長石,發(fā)生了弱黏土化,粒徑為2~5 mm。

(a).糜棱巖化變流紋巖(PM005-4-1TW)顯微照片(+);(b).糜棱巖化變英安巖(PM006-8-1TW)顯微照片(+);(c).侵入糜棱巖化英安巖中的糜棱巖化花崗巖脈照片(示花崗巖脈侵入后發(fā)生的左行剪切);(d).糜棱巖化花崗巖脈(PM006-10-1TW)顯微照片(+)Pl-斜長石;Qz.石英;Pe.條紋長石圖5 新解體變火山巖系同位素測年樣品顯微和野外照片(+)Fig.5 Microscopic and field photos of isotopic dating samples of newly disintegrated metavolcanic rock series (+)

4 測試方法

鋯石單礦物的挑選和透、反射光和陰極發(fā)光(CL)照相均在西安喆奧雷地質(zhì)科技有限公司完成。首先清洗樣品,破碎至30~50目左右,然后以常規(guī)重液法和磁選方法挑選鋯石單礦物;將已選鋯石貼于雙面膠,將其固定制成樣品測試靶。分析點(diǎn)位的選?。簠⒄辗瓷涔?、透射光、陰極發(fā)光和背散射照片,避開包裹體和裂隙,根據(jù)分析意圖,選取目標(biāo)區(qū)域作為分析點(diǎn)位,保證點(diǎn)位直徑大于32 μm。

鋯石透、反射光和陰極發(fā)光(CL)照相是采用JSM-6510A鎢燈絲掃描電鏡和GatanChromal陰極發(fā)光儀完成。

LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年齡測定在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)測試中心完成。結(jié)合透、反射光及CL圖像,挑選相對(duì)完整、無缺陷和包裹體的鋯石。采用德國Coherent公司的Geolas Pro型ArF準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)和美國Agilent公司的 7700x型四級(jí)桿等離子質(zhì)譜儀聯(lián)合構(gòu)成的激光剝蝕等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行測試,所用鋯石標(biāo)準(zhǔn)樣品為91500、GJ和人造玻璃標(biāo)準(zhǔn)樣品NIST610。詳細(xì)步驟和后續(xù)數(shù)據(jù)處理的方法參見相關(guān)文獻(xiàn)(袁洪林等,2003;李艷廣等,2015),鋯石的各元素含量及各同位素比值采用Glitter(ver4.0)程序進(jìn)行計(jì)算,并依照Andersen Tom提出的方法(Andersen T.,2002)進(jìn)行了普通鉛校正,最后采用Isoplot(ver3.0)(Ludwig K R.,2003)完成鋯石年齡的計(jì)算,并繪制U-Pb諧和圖。

5 測試結(jié)果

糜棱巖化變流紋巖(PM005-4-1TW)的鋯石U-Pb同位素測試數(shù)據(jù)見表1。樣品中的鋯石以半自形短柱狀為主(部分殘缺為鋯石挑選中機(jī)械破碎所致),粒徑達(dá)90 μm×50 μm~150 μm×110 μm。鋯石CL圖像顯示具明顯的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖6a),為巖漿鋯石特征,部分鋯石邊部發(fā)育較窄的暗色增生邊(2、5、10、25、41號(hào)等),可能為受后期構(gòu)造熱事件生長的加大邊。鋯石Th/U值介于0.11~0.90,多數(shù)Th/U值大于0.30,表明屬于巖漿成因。鋯石U-Pb同位素測試有效數(shù)據(jù)共35個(gè),經(jīng)普通鉛校正后,206Pb/238U表面年齡值介于(427.3±4.4)~(440.7±4.5)Ma,在鋯石U-Pb諧和圖上測點(diǎn)集中分布于諧和線上或其附近(圖6b),諧和年齡為(436.8±2.1)Ma(MSWD=0.41,N=35),加權(quán)平均年齡為(435.2±1.5)Ma(MSWD=0.82,N=35)(圖6c)。諧和年齡和加權(quán)平均年齡在誤差范圍內(nèi)顯示出很好的一致性。因此,206Pb/238U加權(quán)平均年齡(435.2±1.5)Ma代表了糜棱巖化變流紋巖的形成年齡,屬早志留世。

圖6 青海省冷湖鎮(zhèn)小賽什騰山地區(qū)糜棱巖化變流紋巖(PM005-4-1TW)(a)鋯石CL圖像,(b)鋯石U-Pb年齡諧和圖和(c)加權(quán)平均年齡圖Fig.6 (a)Zircon CL image,(b)zircon U-Pb age concordancy diagram and (c)weighted average age of mylonitized meta-rhyolite(PM005-4-1TW)in Xiaosaishiteng Mountain,Lenghu Town of Qinghai Province

糜棱巖化變英安巖(PM006-8-1TW)的鋯石U-Pb同位素測試數(shù)據(jù)見表2。樣品中鋯石多呈半自形短柱狀(部分殘缺為鋯石挑選中機(jī)械破碎所致),少數(shù)呈渾圓狀。鋯石CL圖像(圖7a)顯示多數(shù)具振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(1、3、10、11、12、24、25、26、30、31、34、35、40),少數(shù)具條帶狀結(jié)構(gòu)(2、15、21、39)或呈斑雜狀(16),部分鋯石發(fā)育增生邊(1、10、15、18、29、32),可能為受后期構(gòu)造熱事件生長的加大邊。Th/U值主要介于0.12~1.34,多數(shù)Th/U值大于0.30,屬于巖漿成因。鋯石U-Pb同位素測試有效數(shù)據(jù)共28個(gè),經(jīng)普通鉛校正后,在鋯石U-Pb諧和圖上(圖7b),有2個(gè)集中區(qū)[206Pb/238U表面年齡分別介于(424±5)~(436±5)Ma和(262±3)~(271±3)Ma],206Pb/238U或207Pb/206Pb表面年齡為大于(863±9)Ma的測點(diǎn)散布于諧和線上或附近。2、3、6、12、14、21、22、26、27、20、35號(hào)測點(diǎn)的鋯石為捕獲鋯石,(863±9)~(1 698±23)Ma的206Pb/238U或207Pb/206Pb表面年齡代表了巖漿形成演化和上升途中捕獲的較老年齡信息。11、17、19、20、24、25、29、31、34、39、40共11個(gè)測點(diǎn)〔206Pb/238U表面年齡介于(424±5)~(436±5)Ma〕位于鋯石中部,測點(diǎn)分布在諧和線上或附近(圖7c),諧和年齡為(436.7±7.1)Ma(MSWD=0.27,N=11),加權(quán)平均年齡為(430.6±2.6)Ma(MSWD=0.77,N=11),諧和年齡和加權(quán)平均年齡符合誤差范圍,206Pb/238U加權(quán)平均年齡(430.6±2.6)Ma代表了糜棱巖化變英安巖的形成年齡,也屬早志留世。而1、10、15、16、18、32共6個(gè)測點(diǎn)〔206Pb/238U表面年齡介于(262±3)~(271±3)Ma〕多位于鋯石加大邊,個(gè)別為呈斑雜狀的鋯石,測點(diǎn)分布在諧和線上或附近(圖7d),諧和年齡為(273.3±9.4)Ma(MSWD=0.09,N=6),加權(quán)平均年齡為(265.7±4.0)Ma(MSWD=1.30,N=6),諧和年齡和加權(quán)平均年齡符合誤差范圍。因此206Pb/238U加權(quán)平均年齡(265.7±4.0)Ma可能代表糜棱巖化變英安巖經(jīng)歷了華力西期構(gòu)造熱事件。

圖7 青海省冷湖鎮(zhèn)小賽什騰山地區(qū)糜棱巖化變英安巖(PM006-8-1TW)(a)鋯石CL圖像和(b、c、d)鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.7 (a)Zircon CL image and(b,c,d)zircon U-Pb age concordancy diagram of mylonitization meta-dacite (PM006-8-1TW)in Xiaosaishiteng Mountain,Lenghu Town of Qinghai Province

糜棱巖化花崗巖脈(PM006-10-1TW)的鋯石U-Pb同位素測試數(shù)據(jù)見表3,鋯石U-Pb同位素測試有效數(shù)據(jù)共26個(gè)。樣品中鋯石多呈半自形柱狀、渾圓狀(部分殘缺為鋯石挑選中機(jī)械破碎所致)。鋯石CL圖像(圖8a)顯示,按照鋯石粒徑大小、顏色及結(jié)構(gòu)大致可分為2組:第一組(1~3、5~7、9、11~13、16、18、28、33、36)粒徑較大(一般為80 μm×60 μm~180 μm×120 μm)、顏色多為灰白色-灰色,內(nèi)部多發(fā)育寬緩的環(huán)帶結(jié)構(gòu);第二組(4、10、19、23~27、30、32、34)粒徑較小(一般為55 μm×50 μm~130 μm×60 μm)、顏色多為灰黑色,內(nèi)部多發(fā)育寬緩的環(huán)帶結(jié)構(gòu)或條帶狀結(jié)構(gòu),外圍多具有暗色增生邊。第一組鋯石15個(gè)測點(diǎn),Th/U值介于0.55~1.03,表明屬巖漿成因;經(jīng)普通鉛校正后,在鋯石U-Pb諧和圖上(圖8b)集中分布于諧和線上或其附近,206Pb/238U表面年齡介于(265±3)~(273±4)Ma,諧和年齡為(273.0±5.7)Ma(MSWD=0.07,N=15),加權(quán)平均年齡為(269.3±1.8)Ma(MSWD=0.44,N=15)(圖8c),諧和年齡和加權(quán)平均年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致。因此206Pb/238U加權(quán)平均年齡(269.3±1.8)Ma代表了糜棱巖化花崗巖的形成年齡,屬中二疊世;第二組11個(gè)測點(diǎn),Th/U值介于0.13~1.13(多數(shù)大于0.3),207Pb/206Pb表面年齡介于(1 603±25)~(1 624±24)Ma,在鋯石U-Pb諧和圖上構(gòu)成一條不一致線(圖8b),207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為(1 613±18)Ma(MSWD=0.052,N=11)(圖8d),上交點(diǎn)年齡為(1 607±14)Ma(MSWD=0.17,N=11),可能代表糜棱巖化花崗巖脈母巖的形成年齡或巖漿侵入過程中捕獲的古老圍巖年齡。

圖8 青海省冷湖鎮(zhèn)小賽什騰山地區(qū)糜棱巖化花崗巖脈(PM006-10-1TW)(a)鋯石CL圖像和(b,c,d,e)鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.8 (a)Zircon CL image and(b,c,d,e)zircon U-Pb age concordancy diagram of mylonitized granite dike (PM006-10-1TW)in Xiaosaishiteng Mountain,Lenghu Town of Qinghai Province

6 討論

達(dá)肯大坂巖群在歐龍布魯克地塊內(nèi)呈北西西向斷續(xù)出露,目前普遍認(rèn)為該群為一套中、高級(jí)變質(zhì)巖系,其形成時(shí)代為古元古代(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1991,1997;辛后田等,2004;王勤燕等,2008;李彥強(qiáng)等,2009;李榮社等,2009;何世平等,2011,2014;黃婉等,2011徐學(xué)義等,2019;李智佩等,2019)。本次在青海冷湖鎮(zhèn)蘇干湖南小賽什騰山地區(qū)原劃達(dá)肯大坂巖群中填繪出一套糜棱巖化變中酸性火山巖-變質(zhì)碎屑巖系,巖石組合主要為變中酸性火山巖和變中酸性凝灰?guī)r夾變質(zhì)碎屑巖及少量含集塊、角礫變凝灰?guī)r和硅質(zhì)巖。通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年表明其形成時(shí)代為早志留世(435~431 Ma)。因此,新填繪出的變火山巖系與達(dá)肯大坂巖群的巖石組合特征和形成時(shí)代均存在較大差異,應(yīng)從達(dá)肯大坂巖群中解體出來。

在區(qū)域上,柴北緣早古生代灘間山群為一套以淺變質(zhì)碎屑巖、變中-基性火山巖為主夾少量變酸性火山巖、生物碎屑灰?guī)r、白云質(zhì)大理巖及硅質(zhì)巖(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局1997;王惠初等,2003;李峰等,2006;吳才來等,2008)。前人依據(jù)化石、中基性火山巖和侵入巖或巖脈鋯石U—Pb同位素測年,將灘間山群的形成時(shí)代集中限定在寒武—奧陶紀(jì)(鄔介人等;1978,李懷坤等,1999;趙風(fēng)清等,2003;王惠初等,2003;史仁燈等,2004)。然而,部分工作者依據(jù)灘間山群結(jié)晶灰?guī)r中含有珊瑚、腕足及頭足類等化石,其中的珊瑚化石與賽什騰山中、西“賽什騰群”所含珊瑚化石相同,因此,將“賽什騰群”并入灘間山群,將灘間山群的形成時(shí)代上延至志留紀(jì)(青海省地質(zhì)局第一區(qū)調(diào)隊(duì),1981;青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1997),即灘間山群的沉積時(shí)代為中晚奧陶世—志留紀(jì)。

本次在青海省冷湖鎮(zhèn)蘇干湖南小賽什騰山一帶新解體出的糜棱巖化變火山-碎屑巖系與灘間山群的巖石組合特征較為接近,同時(shí)依據(jù)本次在糜棱巖化變火山巖系中獲得的糜棱巖化變流紋[(435.2±1.5)Ma]和糜棱巖化變英安巖[(430.6±2.6)Ma]鋯石U-Pb年齡為早志留世。綜合分析,暫將新解體出的糜棱巖化變火山-碎屑巖系劃歸灘間山群。

本次新解體出的糜棱巖化變火山巖系,以及相伴生的變質(zhì)碎屑巖中,均有少量的糜棱巖化花崗巖脈穿插其中,并一同遭受了后期韌性剪切作用,導(dǎo)致變火山巖系中的斜長石、石英斑晶變?yōu)樾D(zhuǎn)斑,內(nèi)部發(fā)育S-C組構(gòu)及剪切褶皺,侵入其中的花崗巖脈發(fā)生了明顯的左行剪切。對(duì)侵入糜棱巖化變英安巖中的糜棱巖化花崗巖脈進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年,獲得花崗巖脈的形成年齡為(269.3±1.8)Ma,代表糜棱巖化花崗巖脈侵入時(shí)代;結(jié)合糜棱巖化英安巖構(gòu)造熱事件年齡為(265.7±4.0)Ma,晚于發(fā)育左行剪切揉皺糜棱巖化花崗巖脈的形成時(shí)代。據(jù)此推斷新解體出的變火山巖系發(fā)生左行剪切作用的時(shí)代可能為花崗巖脈侵入之后的晚華里西期。同時(shí)還獲得糜棱巖化花崗巖脈(1 607±14)Ma的上交點(diǎn)年齡,結(jié)合區(qū)域上的研究資料,在研究區(qū)東南鷹峰山一帶分布有小廟巖組(Chx.)(徐學(xué)義等,2019),為一套長城紀(jì)角閃巖相變質(zhì)長英質(zhì)變質(zhì)巖夾基性變質(zhì)巖(陳有炘等,2014),其主體形成于1 683~1 554 Ma(陳有炘等,2011);此外,柴達(dá)木北緣鷹峰環(huán)斑花崗巖的鋯石U -Pb上交點(diǎn)年齡為(1 776±33)Ma,代表了該巖體的形成時(shí)代(肖慶輝等,2003),表明歐龍布魯克地塊區(qū)域上存在中元古代地層和巖漿事件。因此,(1 607±14)Ma的上交點(diǎn)年齡可能代表糜棱巖化花崗巖脈巖漿侵入過程中捕獲的古老圍巖年齡或母巖形成年齡。

原達(dá)肯大坂巖群的解體對(duì)重新厘定柴北緣地區(qū)巖石地層格架提供了重要的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。區(qū)域上由于達(dá)肯大坂巖群分布廣泛,組成復(fù)雜,內(nèi)部斷裂構(gòu)造及侵入巖發(fā)育,并且變質(zhì)、變形程度存在差異,需要更進(jìn)一步地厘定和詳細(xì)劃分。本次在原達(dá)肯大坂巖群中新解體出一套變火山巖-變質(zhì)碎屑巖沉積組合暫劃歸灘間山群,但尚未確定該套變火山巖系在區(qū)域上的分布范圍及其與達(dá)肯大坂巖群的接觸關(guān)系,有待今后進(jìn)一步工作。

7 結(jié)論

(1)在柴北緣歐龍布魯克地塊蘇干湖南小賽什騰山一帶原劃達(dá)肯大坂巖群中新解體出一套糜棱巖化中酸性火山巖系,巖性為糜棱巖化變流紋巖、糜棱巖化變英安巖、糜棱巖化片理化變流紋質(zhì)凝灰?guī)r、糜棱巖化片理化變英安質(zhì)凝灰?guī)r夾硅質(zhì)巖、含火山集塊、角礫糜棱巖化片理化安山質(zhì)凝灰?guī)r等,與達(dá)肯達(dá)坂巖群的巖石組合存在明顯差異。

(2)通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年,獲得糜棱巖化變流紋巖的形成年齡為(435.2±1.5)Ma,糜棱巖化變英安巖的形成年齡為(430.6±2.6)Ma,表明新解體出的變火山巖系原巖形成于早志留世。因此,新填繪出的變火山巖系,以及與之相伴產(chǎn)出的變質(zhì)碎屑巖應(yīng)從達(dá)肯達(dá)坂巖群中解體出來,經(jīng)區(qū)域?qū)Ρ葘⑵湟煌瑒潥w灘間山群。

(3)通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年,獲得侵入糜棱巖化變英安巖中糜棱巖化花崗巖脈的形成年齡為(269.3±1.8)Ma,屬中二疊世;(1 607±14)Ma上交點(diǎn)年齡可能代表其母巖形成年齡或巖漿侵入過程中捕獲的古老圍巖年齡。此外,獲得糜棱巖化變英安巖構(gòu)造熱事件年齡為(265.7±4.0)Ma,晚于發(fā)育左行剪切揉皺糜棱巖化花崗巖脈的形成時(shí)代,表明新解體出的變火山巖系發(fā)生左行剪切作用的時(shí)代可能為花崗巖脈侵入[(269.3±1.8)Ma]之后的晚華里西期[(265.7±4.0)Ma]。

致謝:本文在野外工作、實(shí)驗(yàn)測試和編寫成文過程中均得到中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心“商丹-大柴旦地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”二級(jí)項(xiàng)目的支持,特別是得到辜平陽高工、李向民研究員的關(guān)心和指導(dǎo);本文在測試分析過程中得到了王志海、李艷廣及汪雙雙等的幫助;付明慶、張輝、王盼龍等人參加了部分野外工作和數(shù)據(jù)整理。在此特向上述單位和個(gè)人表示衷心的感謝!

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