俞勝，賈軒，姚皓騫，徐磊，趙斌斌，賈新勇

（1.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730020；2.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3.甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000）

當(dāng)前，對沉積盆地沉積碎屑巖的化學(xué)組分和碎屑鋯石物源示蹤研究已成為盆山耦合研究的主流方法（肖慶輝等，1995；閆義等，2003）。沉積碎屑巖的組分特征能夠通過化學(xué)組分很好地反映（Dickinson，1985），其地球化學(xué)特征在一定程度上反映了沉積物母巖特性和構(gòu)造環(huán)境。近年來，通過碎屑巖微量、稀土元素進(jìn)行沉積物源研究取得良好的效果（董順利，2013；徐多勛等，2020）。碎屑鋯石LA-ICP-MS 原位U-Pb 年代學(xué)研究方法已成為當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者開展古地理還原和古構(gòu)造單元分析對比的主要方法手段，與傳統(tǒng)測年方法對比，碎屑鋯石具有穩(wěn)定性強(qiáng)、富含放射性元素、不受部分熔融或變質(zhì)作用的影響而能夠保存源區(qū)巖石重要信息等特征，其U-Pb 年代學(xué)方法具有不可替代的優(yōu)勢（彭守濤等，2009）。

秦嶺造山帶作為中國中央造山帶的中段，經(jīng)歷了長期復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動，是中國中央造山帶的重要組成部分（姜寒冰等，2023）。前人在南秦嶺、北秦嶺微地塊及其鄰區(qū)北祁連東段、揚(yáng)子地塊北緣、華北地塊南緣的不同層位、不同地質(zhì)體中投入了大量的物源示蹤相關(guān)研究工作，取得了一定的進(jìn)展（李懷坤等，2003；閆全人等，2007；祝禧艷等，2008；徐學(xué)義等，2009；王清海等，2011；林振文等，2013；敖文昊等，2014；徐通，2016；劉仁燕等，2020；李平等，2023），但相關(guān)認(rèn)識分歧較多，如南秦嶺微地塊南北兩側(cè)的“商丹洋”、“勉略洋”的存在時(shí)限、閉合時(shí)限均有不同的認(rèn)識，從而限制了提供沉積物源的可能性。研究區(qū)所屬的南秦嶺微地塊志留系中物源示蹤工作研究鮮有報(bào)道，前人對研究區(qū)志留系迭部組的沉積時(shí)代主要參照區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和化石資料對比等，缺少相關(guān)同位素年代學(xué)證據(jù)。筆者試圖通過對白龍江地區(qū)志留系迭部組淺變質(zhì)碎屑巖進(jìn)行微量稀土測試及碎屑鋯石LAICP-MS 原位U-Pb 測年分析，結(jié)合區(qū)域上前人已有的研究成果，限定迭部組沉積時(shí)限，對迭部組的沉積物源區(qū)及其構(gòu)造意義進(jìn)行討論分析，為研究和認(rèn)識白龍江地區(qū)早古生代地層構(gòu)造屬性和西秦嶺造山帶構(gòu)造演化提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于西秦嶺地區(qū)迭部縣尖尼-洛大一帶，大地構(gòu)造地處西秦嶺造山帶之南秦嶺微地塊，北以商丹縫合帶與西秦嶺之北秦嶺微地塊及祁連造山帶拼接，南以勉略縫合帶與揚(yáng)子板塊之碧口微地塊相連。本區(qū)屬西秦嶺造山帶的主體，先后經(jīng)歷了多期多次、不同屬性的構(gòu)造運(yùn)動，構(gòu)造變形復(fù)雜。

區(qū)域地層出露以早古生代志留系為主，次有晚古生界、中生界。志留系在區(qū)內(nèi)出露較為完整，層序清晰，屬淺變質(zhì)巖系列，厚度大，構(gòu)成了白龍江背斜的核部及兩翼地層，總體為一套復(fù)理石建造，由老到新依次分為迭部組、舟曲組、卓烏闊組（圖1）。區(qū)域巖漿巖活動較弱，以三疊紀(jì)侵入的花崗閃長巖、石英閃長巖、石英二長閃長巖及石英二長巖等中酸性為主，一般以小巖株?duì)钋治挥谥玖粝?、泥盆系淺變質(zhì)地層中。斷裂構(gòu)造以北西向?yàn)橹?，次為北東向。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖（角圖據(jù)李亦飛等，2018）Fig.1 Geological map of the study area

志留系迭部組最早為翟玉沛在1977 年研究西秦嶺志留系時(shí)所命名的迭部群，被定義為一套海相碎屑巖夾少量硅質(zhì)巖及火山巖沉積?！陡拭C省巖石地層》將迭部群厘定為迭部組（表1）（甘肅省地礦局，1997），定義為一套深灰色千枚巖、變砂巖、黑灰色含碳硅質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖為主夾有白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，屬于筆石相沉積。其與下伏奧陶系蘇里木塘組、上覆舟曲組呈整合接觸關(guān)系，沿甘肅省迭部縣、舟曲縣和武都市大量出露，向東經(jīng)甘肅省康縣延入陜西省境內(nèi)。

表1 志留系迭部組劃分沿革表Tab.1 Stratigraphic division and evolution of Silurian Diebu Formation

2 樣品描述及分析技術(shù)

2.1 樣品描述

為了確保樣品的代表性和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，本次研究選擇志留系迭部組出露的淺變質(zhì)碎屑巖新鮮面、后期脈體不發(fā)育、連續(xù)沉積廣泛發(fā)育的地段系統(tǒng)采集樣品。采集微量、稀土元素樣品4 件（編號分別為YQ-1、YQ-2、YQ-3、YQ-4）及碎屑鋯石測年樣品（編號TW-1，巖性及采樣位置與YQ-2 一致）。

YQ-1 樣品（采樣位置為N 34°00′57″，E 103°28′53″）為黑色碳硅質(zhì)板巖，具隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和板狀構(gòu)造，礦物成分主要由石英（65%±）、碳質(zhì)（33%±）和少量絹云母（2%±）組成。石英和碳質(zhì)為非常細(xì)小的晶體團(tuán)粒，幾乎為隱晶質(zhì)，邊緣和界線模糊不清。石英呈隱晶質(zhì)，他形粒狀、不規(guī)則粒狀。碳質(zhì)呈隱晶質(zhì)，與石英一起略顯定向。巖石后期有粒度較粗的石英脈斜切板粒狀。

YQ-2（TW-1）樣品（采樣位置為N 34°01′04″，E 103°28′52″）與YQ1 巖性相似，黑色碳硅質(zhì)板巖,具隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和板狀構(gòu)造，礦物成分主要由石英（65%±）、碳質(zhì)（34%±）和少量絹云母（1%±）組成。石英和碳質(zhì)呈非常細(xì)小的晶體團(tuán)粒，幾乎為隱晶質(zhì)，邊緣和界線模糊不清。石英呈隱晶質(zhì)，他形粒狀、不規(guī)則粒狀；絹云母呈顯微隱晶質(zhì)、鱗片狀集合體、片徑大多為0.004～0.03 mm、定向性不強(qiáng)；碳質(zhì)呈隱晶質(zhì)與石英一起略顯定向。

YQ-3 樣品（采樣位置為N 33°57′31″，E 103°52′37″）為灰黑色絹云母泥質(zhì)板巖，具變余泥狀結(jié)構(gòu)和板狀構(gòu)造，礦物成分主要由泥質(zhì)-隱晶質(zhì)礦物（68%±）、絹云母（15%±）、石英（12%±）和綠泥石（3%±）組成，其次為少量碳質(zhì)（1%±）和自形立方體晶形黃鐵礦（1%±）。

YQ-4 樣品（采樣位置為N 33°56′18″，E 103°43′09″）為深灰色千枚狀泥質(zhì)板巖，具變余泥狀結(jié)構(gòu)和板狀構(gòu)造，由泥質(zhì)-隱晶質(zhì)礦物（45%±）、絹云母（42%±）、石英（10%±）、綠泥石（3%±）及微量鐵質(zhì)等組成（圖2）。

圖2 迭部組巖石野外照片和顯微鏡下圖Fig.2 Field photos and micrographs of Diebu Formation rocks

2.2 測試方法

巖石微量、稀土元素樣品的測試分析由核工業(yè)地質(zhì)局分析測試研究中心完成，采用Agilent 7500a 型ICP-MS 儀測定，分析精度誤差一般小于5%。分析數(shù)據(jù)詳見表2。

表2 稀土及微量元素分析結(jié)果表（10-6）Tab.2 Analysis results of rare earth and trace elements (10-6)

鋯石U-Pb 法（LA-ICP-MS）同位素測年樣品前期挑選、制靶等工作在北京天和信礦業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司實(shí)驗(yàn)室完成，樣品通過粉碎、重選、磁選等常規(guī)程序分選、提純，使用雙目鏡檢查后手工挑選出晶形較為完整、透明度好、無明顯裂隙和包裹體的鋯石顆粒粘貼在環(huán)氧樹脂上制靶。鋯石經(jīng)過打磨拋光等程序使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)充分暴露，進(jìn)行陰極發(fā)光（CL）顯微圖像、顯微照相和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行 U-Pb 年齡測試，該項(xiàng)工作在南京大學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。激光剝蝕系統(tǒng)為Geolas200M，ICP-MS 儀為Agilent7500a，激光剝蝕束斑直徑為30 μm，激光脈沖為10 Hz，激光剝蝕樣品的深度為20～40 μm。樣品同位素比值和元素含量數(shù)據(jù)處理采用GLITTER 軟件，采用Andersen 對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行普通鉛校正，年齡計(jì)算機(jī)諧和圖采用Isoplot 軟件完成，詳見參考文獻(xiàn)（Anderson，2002）。按照碎屑鋯石年齡分布范圍，對于大于1 000 Ma 的測點(diǎn)，采用207Pb/206Pb 表面年齡；年齡小于1 000 Ma 的測點(diǎn)，采用更為可靠的206Pb/238U 表面年齡（吳元保等，2004）。碎屑鋯石U-Pb 分析數(shù)據(jù)見表3，典型的鋯石陰極發(fā)光圖像如圖3 所示。

圖3 碎屑鋯石陰極發(fā)光圖像及年齡圖Fig.3 Zircon cathodoluminescence image

3 測試結(jié)果

3.1 淺變質(zhì)碎屑巖微量、稀土元素特征

3.1.1 風(fēng)化作用和分選

淺變質(zhì)碎屑巖的化學(xué)成分主要取決于源巖的化學(xué)成分，與成巖相關(guān)的風(fēng)化、搬運(yùn)等地質(zhì)作用也不容忽視。與源區(qū)風(fēng)化作用相關(guān)的信息可借助巖石化學(xué)成分來實(shí)現(xiàn)，氧化作用和U 的丟失對其影響較大，Th/U 值與風(fēng)化程度呈正相關(guān)關(guān)系（McLennan et al.，1993），一般認(rèn)為Th/U 值大于4，指示風(fēng)化作用較強(qiáng)。樣品Th/U-Th 圖解顯示（圖4），志留系迭部組YQ-1、YQ-2 的Th/U 值小于4，表明其風(fēng)化程度較弱。YQ-3、YQ-4 的 Th/U 值遠(yuǎn)大于上地殼的平均值（3.8），表明其經(jīng)歷較強(qiáng)的風(fēng)化作用。

圖4 樣品Th/U-Th 圖解（據(jù)McLennan et al.，1993）Fig.4 Th/U-Th discrimination diagram

沉積物化學(xué)成分的變化、礦物的分選程度可以通過研究Zr/Sc 和Th/Sc 值來做出判斷，陸緣碎屑沉積物的Zr/Sc 和Th/Sc 值線性正相關(guān)關(guān)系總體上表明物源區(qū)成分具有與巖漿分異相似特征的變化趨勢（McLennan et al.，1993）。Th/Sc 值能夠很好地反映物源區(qū)的平均比值，沉積物的改造、鋯石的富集一般與Zr/Sc 值呈正相關(guān)關(guān)系（McLennan et al.，1993）。4 個樣品的 Sc含量遠(yuǎn)低于上地殼的平均含量，而其Zr 含量平均值分別為 62.29×10-6～173.2×10-6，低于或略低于上地殼的平均含量（190×10-6），造成 Zr/S c 值較高。Zr/Sc 和Th/Sc 值表明迭部組碎屑組分大多沒有經(jīng)歷再旋回（圖5），指示沉積區(qū)距源區(qū)一般較近。

圖5 樣品Zr/Sc-Th/Sc 圖解（據(jù)McLennan et al.，1993）Fig.5 Zr/Sc-Th/Sc discrimination diagram

3.1.2 碎屑巖源巖類型

前人通過研究稀土元素的配分型式來判別沉積物物源性質(zhì)（McLennan et al.，1993）。4 個樣品的稀土元素含量、特征比值（表2）和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的配

分型式（圖6）顯示，迭部組∑REE 為112.93×10-6～264.91×10-6，平均為215.82×10-6；（La/Yb）N值為9.70～11.81，（La/Sm）N值為4.35～5.71，（Gd/Yb）N值為1.51～1.77。迭部組淺變質(zhì)碎屑巖具有輕稀土明顯富集，重稀土虧損的特征，且Eu 負(fù)異常明顯，指示迭部組碎屑巖的源巖為富硅的長英質(zhì)巖石，如上地殼的酸性巖或沉積巖。

圖6 樣品稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖（據(jù)Boynton，1984）Fig.6 Rare earth element pattern distribution diagram

La/Th-Hf 判別圖解可以判別迭部組淺變質(zhì)碎屑巖的構(gòu)造環(huán)境沉積物物源（董順利，2013），4 個樣品La/Th-Hf 投點(diǎn)均位于長英質(zhì)物源區(qū)或其周圍（圖7a），與稀土元素結(jié)果較一致。在Co/Th-La/Sc 圖解中，樣品投點(diǎn)主要位于長英質(zhì)巖漿巖區(qū)（圖7b）。

圖7 樣品La/Th-Hf（a）（據(jù)Floyd et al.，1987） 和Co/Th-La/Sc（b）（據(jù)Bhatia，1983）源巖屬性判別圖解Fig.7 (a) LA/Th-Hf and (b) Co/Th-La/Sc discrimination diagrams of source rocks

綜上所述，迭部組淺變質(zhì)碎屑巖成分來自上地殼長英質(zhì)巖漿巖。

3.1.3 構(gòu)造環(huán)境

風(fēng)化作用、變質(zhì)作用和成巖作用等因素一般會導(dǎo)致淺變質(zhì)碎屑巖化學(xué)組分的變化，但其微量元素的地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)仍然被廣泛有效用來判別沉積構(gòu)造環(huán)境（Sun et al.，1989；董順利，2013）。迭部組淺變質(zhì)碎屑巖微量元素分析結(jié)果（表2）顯示，它們在微量元素蛛網(wǎng)圖呈規(guī)律性變化，Ba、U、Th 等大離子親石元素（LILE）相對富集，高場強(qiáng)元素（HFSE）Sr、Nb 相對虧損，曲線分布特征與大陸上地殼的微量元素蛛網(wǎng)相似（圖8）。微量元素在沉積過程中變化較弱，其活潑性較低，而沉積物微量元素的含量主要取決于源巖和風(fēng)化作用，其對于判別沉積盆地構(gòu)造環(huán)境有很好的指示作用（McLennan et al.，1993）。在Ti/Zr-La/Sc 構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖9）中，樣品主要落入或靠近活動大陸邊緣區(qū)域；在La-Th-Sc 圖解中，樣品落入大陸島弧、活動大陸邊緣與被動大陸邊緣區(qū)域（圖10a）；在Th-Sc-Zr/10 圖解中，樣品落入活動大陸邊緣及其附近區(qū)域（圖10b）；在Th-Co-Zr/10 圖解中，樣品落入活動大陸邊緣及其附近區(qū)域（圖10c），綜合判斷迭部組主要呈現(xiàn)出活動大陸邊緣型物源區(qū)的特征。

圖8 樣品微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（據(jù)Sun et al.，1989）Fig.8 Spider diagram of trace elements in clastic rocks of Diebu Formation

圖9 樣品Ti/Zr-La/Sc 構(gòu)造環(huán)境判別圖解（據(jù)Bhatia，1983）Fig.9 Ti/Zr-La/Sc discrimination diagram of tectonic environment

圖10 構(gòu)造環(huán)境判別圖解（據(jù)Bhatia，1983）Fig.10 Discrimination diagram of tectonic environment

上述分析表明，迭部組淺變質(zhì)碎屑巖顯示上地殼長英質(zhì)火山巖的物源特征，源區(qū)應(yīng)以活動大陸邊緣背景下構(gòu)造環(huán)境為主。

3.2 碎屑鋯石 U-Pb 年代學(xué)

TW-1 樣品中大部分鋯石顆粒呈淺粉色，晶形以半自形柱狀、粒狀為主，次圓粒狀次之，自形晶少量，表面多呈粗糙狀，個別可見裂紋，顯示后期有受力跡象，大小為0.03～0.12 mm，延長系數(shù)為1.2～3，鋯石分選性好，磨圓度一般。前人研究認(rèn)為巖漿成因鋯石Th/U 值一般大于0.4，變質(zhì)成因鋯石Th/U 值小于0.1（Hoskin，2002），文中所測的65 顆有效碎屑鋯石的Th/U 值為 0.14～2.213，53 顆鋯石Th/U 值大于0.4，無小于0.1 的鋯石，顯示以巖漿成因?yàn)橹鳎ū?），CL 圖像亦顯示該區(qū)間大多數(shù)的鋯石具典型的巖漿鋯石震蕩環(huán)帶特征（圖3）。

65 個有效碎屑鋯石 U-Pb 年齡中（表3），61 個不諧和度小于或等于 5%（占93%），其諧和曲線見圖11。從年齡譜圖上看（圖12），U-Pb 有效年齡主要集中在440～680 Ma、798～876 Ma、1 012～1 291 Ma、1 590～1 990 Ma 和 2 113～2455 Ma 等5 個峰值。其中，440～680 Ma 峰值共有51 個碎屑鋯石年齡，占該樣品總有效數(shù)據(jù)的76.9%，其算術(shù)平均值為488 Ma，相對概率峰值為498 Ma，該區(qū)間年齡數(shù)據(jù)的不諧和度為-5%～10%，平均為 3%，因此是主要的和可信的年齡區(qū)間之一，可細(xì)分為438.4～553.2 Ma 和581.7～680 Ma 兩個亞組，相對概率峰值年齡分別為498 Ma 和644 Ma。798～876 Ma 峰值共有4 個碎屑鋯石年齡，占該樣品總有效數(shù)據(jù)的6.1%，其算術(shù)平均值為829 Ma，相對概率峰值為802 Ma。1 012～1 291 Ma 峰值共有3 個碎屑鋯石年齡，占該樣品總有效數(shù)據(jù)的3.1%，算術(shù)平均值為1130 Ma，相對概率峰值為1 012 Ma。1 590～1 990 Ma 峰值共有4 個碎屑鋯石年齡，占該樣品總有效數(shù)據(jù)的6.1%，其算術(shù)平均值為1 818 Ma，相對概率峰值為1 976 Ma。2 113～2 455 Ma 峰值共有3 個碎屑鋯石年齡，占該樣品總有效數(shù)據(jù)的4.6%，算術(shù)平均值為2 326 Ma，相對概率峰值為2 324 Ma。

圖11 鋯石U-Pb 諧和曲線圖Fig.11 U-Pb harmonic curve of zircon

圖12 鋯石U-Pb 年齡譜圖Fig.12 Zircon U-Pb age spectrum

4 討論

4.1 迭部組時(shí)代的限定

迭部組淺變質(zhì)碎屑巖地處西秦嶺造山帶白龍江地區(qū)，前人在迭部縣尖泥溝一帶黑色碳質(zhì)千枚巖中發(fā)現(xiàn)了大量筆石類化石（甘肅省地礦局，1999），其中Oktavites spiralis，Monograptus cf.proboscifornis均為中國下志留統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)分子，指示迭部組時(shí)代為早志留世，相當(dāng)于早志留世晚凡倫期。

筆者在迭部組中獲得碎屑鋯石最小年齡為440 Ma、最大年齡為2 455 Ma，限定了迭部組原巖沉積時(shí)代的上限年齡，即其沉積時(shí)代不早于440 Ma（不早于早志留世），支持將迭部組時(shí)代定為早志留世。

4.2 碎屑鋯石年齡譜

迭部組淺變質(zhì)碎屑巖的樣品共65 顆碎屑鋯石的LA-ICP-MS U-Pb 年代學(xué)信息顯示，鋯石年齡主要集中在5 個組（圖11、圖12），結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料及前人研究成果，其與區(qū)域構(gòu)造巖漿熱事件存在較好的對應(yīng)關(guān)系。

第一組年齡為440～680 Ma，為主要年齡分布區(qū)，峰值年齡為498 Ma，年齡相對集中，且呈現(xiàn)最強(qiáng)烈峰值特征，該組年齡基本為巖漿鋯石諧和年齡，代表與早古生代加里東期構(gòu)造運(yùn)動有關(guān)的巖漿活動事件的年齡譜，與Gondwana 大陸匯聚（650～500 Ma）時(shí)期大致相當(dāng)?？杉?xì)分為438.4～553.2 Ma 和581.7～680 Ma兩個亞組。438.4～553.2 Ma 亞組在西秦嶺北緣構(gòu)造帶發(fā)育的一系列加里東期巖漿活動，如天水關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠混雜巖中變輝長（534±9 Ma）和變斜長花崗巖（517±8 Ma）、武山蛇綠混雜巖中變輝長巖（440±5 Ma）和鴛鴦鎮(zhèn)變輝長閃長巖（456±3 Ma，李王曄，2008）、關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠混雜巖中的變輝長巖（499.7±1.8 Ma）（裴先治等，2007）；在北祁連造山帶東段加里東期巖漿活動同樣頻繁，如閻家店閃長巖體（440.2±0.92 Ma）（魏方輝等，2012）、黃門川花崗巖體（442.8±2.1 Ma）（魏方輝等，2012）、張家川南寒武紀(jì)石英閃長巖體（547.7±68.8 Ma）等與該時(shí)限均接近。581.7～680 Ma 亞組區(qū)域上南秦嶺地區(qū)隨棗盆地中發(fā)育較多的該時(shí)限基性-超基性巖漿活動，如南秦嶺周庵超鎂鐵質(zhì)巖體（637 Ma）（王夢璽等，2012）、壽山巖體（636±11 Ma）（洪吉安等，2009）、獨(dú)崇山巖體（632±6 Ma）（薛懷民等，2011）和巴山巖體（631±11 Ma）（洪吉安等，2009），耀嶺河群中變流紋質(zhì)火山熔巖和晶屑巖屑凝灰質(zhì)火山碎屑巖巖層中鋯石的U/Pb 年 齡為（685±5）Ma（凌文黎等，2007）。

第二組年齡為798～876 Ma，年齡峰值為802 Ma，該組年齡代表了新元古代晚期構(gòu)造巖漿活動時(shí)間，與Rodinia 超大陸裂解時(shí)間（860～740 Ma）大致相當(dāng)（李王曄，2008）。區(qū)域上與祁連造山帶東端榆中縣興隆山群中火山巖（824～713 Ma）（王清海等，2011）、五峰村花崗巖體（846±2 Ma）（雍擁等，2008）；北秦嶺新陽-元龍花崗質(zhì)片麻巖后期花崗巖漿事件（827～861 Ma）（劉會彬等，2006）；南秦嶺耀嶺河群基性火山巖（808±6 Ma）（李懷坤等，2003）、南秦嶺武當(dāng)群火山巖（802±13 Ma）（劉仁燕等，2020）；碧口地體坪頭山閃長巖體（855±6 Ma）、關(guān)口埡閃長巖體（884±14 Ma）、白雀寺雜巖體（855±6 Ma）、銅廠閃長巖體（821±7 Ma）、二里壩花崗閃長巖體（823±7 Ma）、康縣地區(qū)基性火山巖（841±19～812±11 Ma）（閆全人等，2007）、略陽郭鎮(zhèn)地區(qū)鏵廠溝金礦變玄武巖和變英安巖（802±5 Ma）（林振文等，2013）、張兒溝埃達(dá)克質(zhì)巖（840±5 Ma）（徐通，2016）；揚(yáng)子地塊北緣西鄉(xiāng)群孫家河組流紋巖（832.9±4.9 Ma）和輝石玄武巖（845.0±17 Ma）（徐學(xué)義等，2009）、西鄉(xiāng)群大石溝組（789.0±4.4 Ma）等巖漿巖結(jié)晶年齡相近。

第三組年齡1 012～1 291 Ma，峰值年齡為1 012 Ma，Grenvillian 造山運(yùn)動（900～1 300 Ma）與本次碎屑鋯石限定的1 012～1 291 Ma 年齡區(qū)間年代基本吻合，該組年齡代表中元古代早期構(gòu)造巖漿活動時(shí)間。區(qū)域上與北祁連東段馬銜山地區(qū)中元古代花崗巖（1 192±38 Ma）（王洪亮等，2011）、興隆山地區(qū)玄武巖（1 032～1 172 Ma）（徐學(xué)義等，2009）；揚(yáng)子地塊北緣黃陵背斜廟灣蛇綠混雜巖中的變輝長巖（1 118～1096 Ma）（蔣幸福等，2014）、揚(yáng)子地塊西緣桃樹灣輝長巖（1 375±7 Ma）（任光明等，2017）等巖漿巖結(jié)晶年齡大致相當(dāng)。

第四組年齡1 590～1 990 Ma，峰值年齡為1 976 Ma，該組年齡代表中元古代晚期—古元古代早期構(gòu)造巖漿活動時(shí)間，與Columbia 超大陸匯聚-裂解時(shí)間（2 100～1 700 Ma）（Rogers et al.，2002）大致相當(dāng)。前人研究顯示，揚(yáng)子地塊西緣～1.40 Ga 從Columbia 超大陸裂解成洋（劉偉，2019）、華北地區(qū)堿性巖巖漿事件（1 635～1 625 Ma）與Columbia 超大陸裂解有關(guān)（張健等，2015），指示該時(shí)限的鋯石年齡為Columbia 超大陸匯聚、裂解在區(qū)域上的響應(yīng)。區(qū)域上華北地塊南緣、北祁連東段、秦嶺地塊均分布有這一時(shí)期的巖漿活動，如華北地塊南緣的熊耳群火山巖（1.80～1.75 Ga）（趙太平等，2004）、華北地塊西南緣魯山太華雜巖斜長角閃巖原巖為早元古代侵入的堿性玄武巖（1 932±48 Ma）（林慈鑾，2006）、華北地塊鐵嶺組鉀質(zhì)斑脫巖（1 437±21 Ma）（蘇文博等，2010）；祁連東段張家川新元古代復(fù)式深成雜巖體（1 450 Ma）、長寧驛花崗質(zhì)片麻巖（1 765±57 Ma）（王銀川等，2012）；太白巖基中鞏堅(jiān)溝變形侵入體和寶雞巖基胡店變形侵入體（1 741±12 Ma、1 770±13 Ma）（王洪亮等，2011）等巖漿巖結(jié)晶年齡接近，具有一定的親緣性。

第五組年齡2 113～2 455 Ma，峰值年齡為2 324 Ma，該組年齡代表古元古代早期—新太古代晚期構(gòu)造熱事件，與全球性地殼增生事件的時(shí)間（峰期2 500 Ma）（胡建等，2007）接近，代表古老變質(zhì)結(jié)晶基底年齡。區(qū)域上與北祁連造山帶隴山巖群正片麻巖結(jié)晶基底（1 900 Ma、2 300 Ma、2 500 Ma）（何艷紅等，2005）；南秦嶺略陽新太古代魚洞子巖群花崗片麻巖（2 661±17～2 703±26 Ma）（張欣等，2010）、南秦嶺陡嶺雜巖主體的條帶狀閃長質(zhì)-花崗質(zhì)片麻巖（原巖侵位年齡為2 469±22 Ma、2 479±12 Ma、2 501±17 Ma 和2 509±14 Ma）（胡娟等，2013）；北秦嶺古元古代秦嶺巖群（1.0～0.95 Ga）（羅芬紅，2019）、北秦嶺中新元古代帶寬坪巖群片麻狀花崗巖（結(jié)晶年齡為1 806±18 Ma）（高盛等，2015）；碧口地體魚洞子巖群中的TTG 質(zhì)片麻巖套（2.7～2.45 Ga）（劉寶星，2020）、魚洞子巖群中磁鐵石英巖（2 645 Ma）；華北地塊南緣北溝巖體（2 569～2 530 Ma）（郭榮鑫，2018）、華北地塊南緣新太古代安溝雜巖（2.54～2.51 Ga）（黃波，2020）等古老變質(zhì)基底年齡接近，具有較好的親緣性。

綜上所述，研究區(qū)所屬的南秦嶺微地塊及其周緣微地塊均有相近的巖漿事件。本次采取的碎屑鋯石整體磨圓一般、部分鋯石晶形較為完整，指示沉積物搬運(yùn)距離有限，且Zr/Sc 和Th/Sc 值同樣指示沉積區(qū)距源區(qū)一般較近，說明距離研究區(qū)較近的南秦嶺微地塊、北秦嶺微地塊、揚(yáng)子地塊北緣、北祁連東段提供物源的可能性明顯大于華北地塊南緣。

4.3 物源分析

前人研究表明，南北秦嶺之間的“天水-武山洋”初始消減時(shí)限為早寒武世，期間發(fā)育大量島弧型中基性雜巖和洋內(nèi)島弧火山巖，早中奧陶世后撤擴(kuò)展形成二郎坪弧后盆地，后大約于400 Ma 閉合（李王曄，2008）；北秦嶺地區(qū)早古生代發(fā)生的“商丹洋”俯沖碰撞造山伴隨大量的俯沖碰撞花崗巖、雙峰式火山巖等巖漿熱事件，其俯沖碰撞時(shí)限為奧陶紀(jì)，志留紀(jì)已進(jìn)入碰撞造山階段（徐通，2016）；奧陶紀(jì)發(fā)生以北秦嶺關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠巖為代表的古洋盆擴(kuò)張，并伴有洋殼俯沖作用、產(chǎn)生火山巖漿島?。ㄅ嵯戎蔚龋?007）；北秦嶺秦嶺巖群黑云斜長片麻巖中侵入的長英質(zhì)脈體形成于（442±9）Ma，為商丹洋向北俯沖引起的構(gòu)造熱事件（蘭瑞烜等，2020）。因而，南北秦嶺微地塊之間的“商-丹”洋閉合時(shí)限應(yīng)不晚于440 Ma，早古生代是北秦嶺重要的巖漿-變質(zhì)作用時(shí)期。北秦嶺與華北地塊之間在新元古代時(shí)屬于統(tǒng)一構(gòu)造背景，廣泛發(fā)育新元古代巖漿活動（凌文黎等，2007；祝禧艷等，2008），二者在新元古代之后對接拼合（丁振舉等，2018）；對北秦嶺與華北地塊之間的寬坪巖群的相關(guān)研究認(rèn)為，早志留世（～440 Ma）二郎坪陸源盆地與寬坪陸源盆地的閉合導(dǎo)致華北地塊與北秦嶺微地塊拼接完成（王海杰等，2020）。北秦嶺微地塊和北祁連東段結(jié)合部位被以新陽-元龍大型韌性走滑剪切構(gòu)造帶分割（丁仨平等，2009），二者物質(zhì)差異較大。研究發(fā)現(xiàn)，北秦嶺木其灘斜長角閃巖為早古生代（鋯石U-Pb 年齡為488.9±4.4 Ma）“商丹洋”西延洋殼俯沖的結(jié)果，北祁連造山帶東段紅土堡組變基性巖微量元素比率指示其為弧后盆地的構(gòu)造背景，北秦嶺微地塊與北祁連造山帶具有早古生代西秦嶺北緣俯沖的特征，可能經(jīng)歷了相似的構(gòu)造演化（尚淵甲，2021）；北祁連造山帶與北秦嶺微地塊結(jié)合部位發(fā)育的俯沖型花崗巖（471～440 Ma），指示二者早古生代發(fā)生拼接（魏方輝等，2012）；中元古代早期北祁連東段屬于華北地塊的一部分，二者構(gòu)造巖漿熱事件同步，表現(xiàn)為相同的結(jié)晶基底和構(gòu)造屬性，該期構(gòu)造熱事件可能與Columbia 超大陸在區(qū)內(nèi)響應(yīng)有關(guān)（王銀川等，2012）。北秦嶺微地塊與揚(yáng)子地塊之間的勉略洋盆于新元古代早中期（～800 Ma）閉合，其雙向俯沖于北秦嶺微地塊和碧口微地塊之下，與Rodinia 超大陸裂解事件在區(qū)域上的響應(yīng)有關(guān)（李亦飛等，2018）。隨后，南秦嶺微地塊、勉略縫合帶、揚(yáng)子地塊西北緣（碧口微地塊）進(jìn)入后碰撞-裂解進(jìn)程，志留紀(jì)形成勉略裂陷槽接受穩(wěn)定沉積（徐通，2016）。綜上所述，南秦嶺微地塊及其周緣板塊經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造巖漿熱事件，在早志留世（440 Ma）南秦嶺微地塊與華北地塊、北祁連東段、北秦嶺微地塊、揚(yáng)子地塊（碧口微地塊）都以不同方式、不分先后、不同程度的拼接在了一起。據(jù)此認(rèn)為北秦嶺微地塊、祁連造山帶、華北地塊南緣、揚(yáng)子地塊北緣，其與南秦嶺微地塊自身都存在為迭部組提供物源的可能性。

根據(jù)前人研究成果和文中對研究區(qū)及其周緣可能物源區(qū)的區(qū)域性巖漿事件統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示（圖13），研究區(qū)440～680 Ma 時(shí)限的年齡譜圖與北秦嶺微地塊吻合度極高，其次與南秦嶺、揚(yáng)子北緣有一定的吻合度，顯示北秦嶺微地塊為迭部組淺變質(zhì)碎屑巖提供了主要的物源，與前人研究認(rèn)為北秦嶺微地塊廣泛發(fā)育古生代巖漿作用（李亦飛等，2018）對應(yīng)，其次為南秦嶺微地塊、揚(yáng)子地塊北緣、北祁連東段；798～876 Ma 時(shí)限的年齡譜圖與南秦嶺微地塊、揚(yáng)子北緣吻合度高，該時(shí)限碎屑鋯石提供了主要物源，其次為北秦嶺微地塊；1 012～1 291 Ma 時(shí)限的年齡譜圖顯示，該時(shí)限的主要碎屑鋯石來源于北秦嶺微地塊，北祁連東段可能參與部分物源供給；1 590～1 990 Ma 時(shí)限的碎屑鋯石主要北秦嶺微地塊提供，華北地塊南緣雖有該時(shí)限的結(jié)晶年齡、但提供物源的可能性不大；2 113～2 455 Ma 時(shí)限的碎屑鋯石與華北地塊南緣的巖漿事件具有一定的對應(yīng)性，其可能來源于華北地塊南緣，但因碎屑鋯石的磨圓特征且該時(shí)限數(shù)量較少不具代表性，不排除南、北秦嶺微地塊中的老地層參與供給但抬升被剝蝕已經(jīng)不再保存或被后期構(gòu)造掩蓋的可能性。

圖13 研究區(qū)及其鄰區(qū)碎屑鋯石U-Pb 年齡累計(jì)頻譜圖（據(jù)羅芬紅，2019；任龍，2019；寇琳琳等，2022）Fig.13 Cumulative U-Pb age spectrum of detrital zircon in the study area and its adjacent areas

自早古生代以來，受“商丹洋”閉合影響，海域面積大幅度減少，甘肅境內(nèi)南秦嶺地區(qū)志留世接受廣泛的物源沉積，而北秦嶺地區(qū)基本未見志留世沉積，指示“商丹洋”閉合過程中北秦嶺微地塊抬升、遭受剝蝕，南秦嶺微地塊的抬升明顯低于北秦嶺，為區(qū)內(nèi)迭部組接受物源沉積提供有利的地形條件。同時(shí)，巖石化學(xué)判別顯示迭部組碎屑巖源區(qū)形成以活動大陸邊緣背景下構(gòu)造環(huán)境為主，印證了區(qū)內(nèi)沉積物源主要來源于北秦嶺的可能性。綜上所述，北秦嶺作為源區(qū)為其南側(cè)志留系迭部組提供主要的沉積物質(zhì)，南秦嶺微地塊、揚(yáng)子地塊提供部分沉積物源，北祁連東段可能參與物源供給。

5 結(jié)論

（1）迭部組碎屑組分大多沒有經(jīng)歷再旋回，沉積區(qū)距源區(qū)不遠(yuǎn)；母巖為沉積巖或上地殼酸性巖，源區(qū)形成于活動大陸邊緣背景下構(gòu)造環(huán)境特征。

（2）迭部組沉積的淺變質(zhì)碎屑巖碎屑鋯石U-Pb最小年齡為440 Ma，代表了其沉積下限，其與區(qū)域筆石類化石定年結(jié)論相同，指示迭部組時(shí)代為早志留世。

（3）迭部組沉積的物源年齡構(gòu)成主要有440～680 Ma、798～876 Ma、1 012～1 291 Ma、1 590～1 990 Ma、2 113～2 455 Ma 等5 個年齡組，顯示區(qū)內(nèi)物源類型的復(fù)雜性?？傮w來看，迭部組沉積物源主要來自北秦嶺微地塊，少量來自于南秦嶺微地塊、揚(yáng)子地塊，祁連東段可能參與部分物源供給。