東昆侖東段巴隆地區(qū)變復(fù)成分礫巖層鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

李小兵，裴先治，陳有炘，劉成軍，李瑞保，李佐臣，陳國超，徐通，楊杰，胡楠

1)長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安，710054；2)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安，710054

內(nèi)容提要: 東昆侖東段巴隆地區(qū)哈圖溝出露一套變質(zhì)—變形的沉積地層，其北部為變復(fù)成分礫巖段、南部為變細(xì)碎屑巖段。根據(jù)變復(fù)成分礫巖段礫石成分統(tǒng)計(jì)、礫石的分選系數(shù)(1.24～1.42)及礫石的礫度等粒性特征得出該套變復(fù)成分礫巖地層為近源快速堆積的產(chǎn)物。利用LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb微區(qū)測年技術(shù)，對變復(fù)成分礫巖段絹云鈉長石英片巖的碎屑鋯石進(jìn)行U-Pb同位素測年，測試結(jié)果表明，碎屑鋯石年齡譜可明顯劃分為6組：①南華紀(jì)—震旦紀(jì)年齡組，751～602Ma，峰值為674Ma，該組鋯石年齡與東昆侖造山帶新元古代中—晚期巖漿事件的年齡相對應(yīng)，并且與Rodinia超大陸裂解事件相關(guān)，該組鋯石中最小的年齡為602Ma，表明沉積地層形成時(shí)代應(yīng)晚于602Ma；②中元古代晚期—新元古代中期年齡組，1146～783Ma，出現(xiàn)三個(gè)峰值，分別為788Ma、947Ma和1115Ma，該組鋯石年齡與東昆侖造山帶中元古代晚期—新元古代中期巖漿事件大致相對應(yīng)，代表東昆侖地區(qū)響應(yīng)了全球尺度的Rodinia超大陸的匯聚事件，且證實(shí)了柴達(dá)木—祁連—東昆侖等地(陸)塊前寒武紀(jì)的演化特點(diǎn)與塔里木及揚(yáng)子克拉通非常相似；③中元古代晚期年齡組，1399～1180Ma，峰值為1318Ma，該組鋯石年齡可能與東昆侖構(gòu)造帶中元古代晚期巖漿事件相關(guān)；④中元古代早期年齡組，1712～1553Ma，峰值為1556Ma，該年齡譜段代表了源區(qū)在中元古代早期存在著一期熱事件；⑤新太古代晚期—古元古代早期年齡組，2530～2347Ma，峰值為2518Ma，該組鋯石年齡與東昆侖造山帶內(nèi)新太古代晚期—古元古代早期巖漿事件年齡大致相對應(yīng)，表明東昆侖造山帶新太古代晚期—古元古代早期巖漿物質(zhì)也為哈圖溝變質(zhì)地層提供了物源；⑥太古宙年齡組，3230～2763Ma，表明變復(fù)成分礫巖的物源區(qū)可能存在古太古代陸核。通過對變質(zhì)巖系的碎屑鋯石年齡和物源特征的分析研究，認(rèn)為這套變質(zhì)的沉積地層并非前人所劃歸的泥盆系牦牛山組，其形成時(shí)代應(yīng)歸屬于晚震旦世。礫石成分統(tǒng)計(jì)和年代學(xué)測試結(jié)果表明，巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層物質(zhì)主要來源于東昆侖造山帶的前寒武紀(jì)白沙河巖組、小廟巖組、萬寶溝巖群等變質(zhì)地層和中、新元古代深變質(zhì)的花崗質(zhì)片麻巖等。

沉積巖中鋯石、磷灰石、石榴子石和白云母等碎屑礦物都曾被用于識(shí)別古老大陸邊緣的演化歷史及盆山物質(zhì)耦合(Chen Fukun et al．，2009；胡波等，2009；李瑞保等，2010；Wang Lijuan et al．，2010；Yan Zhen et al．，2010；Zhu Xiyan et al．，2011)。其中鋯石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，受沉積分選過程影響小，U—Th—Pb同位素體系封閉溫度高，不易被后期構(gòu)造熱事件破壞，使得它在沉積循環(huán)中能很好的保存形成時(shí)的構(gòu)造熱事件信息，并且它不但廣泛的形成于中、酸性火山巖和侵入巖中，而且在中、高級(角閃巖相、麻粒巖相和榴輝巖相)變質(zhì)巖中也同樣存在，這些鋯石記錄了地殼主要的巖漿和變質(zhì)事件，如此眾多的優(yōu)點(diǎn)使得鋯石成為近年來國內(nèi)外學(xué)者研究沉積巖物源區(qū)和區(qū)域演化史的首選礦物。Morton等(1996)指出碎屑鋯石中即使存在沉積鋯石再循環(huán)，這些再循環(huán)鋯石的年齡特征也與區(qū)域構(gòu)造、巖漿事件相對應(yīng)。隨著SHRIMP和LA-ICP-MS測試技術(shù)的發(fā)展，對單個(gè)樣品中眾多碎屑鋯石微區(qū)測年成為現(xiàn)實(shí)，通過碎屑鋯石年齡譜提供的古老年齡信息，可以示蹤沉積物源區(qū)、了解古老基底時(shí)代組成、確定沉積巖形成時(shí)代和探討區(qū)域構(gòu)造演化作用等(Bruguier et al．，1997；Carter et al．，1999；閆義等，2003；李任偉等，2004；陸松年等，2006；董春艷等，2011)。這不僅為傳統(tǒng)沉積學(xué)注入了新的活力，也推動(dòng)了構(gòu)造沉積學(xué)、盆地(盆山)動(dòng)力學(xué)、地貌動(dòng)力學(xué)、大陸增生演化等一系列前沿學(xué)科的發(fā)展(Roure et al．，2010；Leeder，2011)。

圖1 東昆侖東段巴隆地區(qū)地質(zhì)簡圖和采樣位置(據(jù)1∶250000阿拉克湖幅? 修編)Fig. 1 Location of samples and Geogical map of Balong in east part of Eastern Kunlun Mountain(According to 1∶250000 Alag Lake Sheet?，modification)Q—Quaternary；Mz—Mesozoic sedimentary strata；Pz1N—Lower Paleozoic Naij Tal Group；Pt2x—Mesoproterozoic Xiaomiao Formation；Pt1b—Paleoproterozoic Baishahe Formation；P1—T3γδ—Early Permian—late Triassic granodiorite；S1ηγ—Early Silurian adamellite；S1γδ—Early Silurian granodiorite

前人根據(jù)巖石組合特征將發(fā)育于巴隆地區(qū)哈圖溝含變復(fù)成分礫巖的變質(zhì)巖系劃歸為泥盆系牦牛山組?，古生物證據(jù)表明牦牛山組形成于晚泥盆世，陸露等(2010)和張耀玲等(2010a)對格爾木水泥廠地區(qū)牦牛山組中的流紋巖夾層進(jìn)行LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年，獲得其形成年齡為400～423Ma，屬晚志留世—早泥盆世產(chǎn)物。本文通過對巴隆地區(qū)變復(fù)成分礫巖段的絹云鈉長石英片巖進(jìn)行LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年、礫石成分統(tǒng)計(jì)及巖性段的劃分對比分析研究，結(jié)果表明該套變質(zhì)—變形的沉積地層形成時(shí)代、礫石特征及巖性段劃分都與區(qū)域上典型的牦牛山組相差甚大，因此，該套地層是否為泥盆系牦牛山組，是一個(gè)有待商榷的議題。通過對碎屑巖鋯石所攜帶年齡信息的分析，能夠較好地限定沉積物的形成時(shí)代，還可以追蹤變復(fù)成分礫巖沉積源區(qū)，為探討東昆侖造山帶的地質(zhì)演化提供年代學(xué)依據(jù)。

圖2 巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層宏、微觀特征Fig. 2 Macro and micro characteristics of variable polymictic conglomerate layer in Hatu ditch of Balong(a) 變復(fù)成分礫巖層A段宏觀特征；(b)變復(fù)成分礫巖層A段微觀特征；(c)變復(fù)成分礫巖層B段宏觀特征；(d)變復(fù)成分礫巖層B段微觀特征(a)Macroscopic characteristics of metamorphosed polymictic conglomerate layer A paragraph；(b)microscopic characteristics of metamorphosed polymictic conglomerate layer A paragraph；(c)microscopic characteristics of metamorphosed polymictic conglomerate layer B paragraph；(d)microscopic features of the metamorphosed polymictic conglomerate layer B paragraph

研究區(qū)地處青海省都蘭縣巴隆地區(qū)，位于東昆侖造山帶東段，北側(cè)以東昆北斷裂為界與柴達(dá)木地塊相鄰、南側(cè)以東昆南斷裂帶為界與布青山—阿尼瑪卿構(gòu)造混雜巖帶及巴彥喀拉造山帶相鄰，區(qū)內(nèi)以東昆中斷裂帶為界可劃分為東昆北構(gòu)造帶和東昆南構(gòu)造帶，本次所研究的沉積地層位于東昆北構(gòu)造帶內(nèi)(圖1)。東昆北構(gòu)造帶以出露大面積前寒武紀(jì)中深變質(zhì)巖系和晚二疊世—早三疊世花崗巖類為特征。前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系主要包括古元古界白沙河巖組(Pt1b)和中元古界小廟巖組(Pt2x)，局部地區(qū)還出露中元古界狼牙山組(Pt2l)淺變質(zhì)沉積地層。白沙河巖組主體為一套大理巖、黑云斜長片麻巖、鈣硅酸粒巖、斜長角閃巖和少量石英巖組合，并普遍遭受中高級變質(zhì)作用；中元古界小廟巖組主體為一套石英巖和石英片巖組合，原巖為一套穩(wěn)定的碎屑巖沉積組合；狼牙山組主要巖性為灰色—深灰色白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r互層夾粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖。東昆南構(gòu)造帶不但出露大面積的前寒武紀(jì)中深變質(zhì)巖系以及晚古生代—早中生代沉積地層，而且還發(fā)育大規(guī)模的加里東期和海西—印支期兩期侵入巖，前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系主要包括古元古界白沙河巖組、中元古界小廟巖組及新元古界萬寶溝巖群(Pt3W)。另外，在東昆南構(gòu)造帶內(nèi)北側(cè)還出露由淺變質(zhì)碎屑巖、火山巖和碳酸鹽巖組成的早古生代納赤臺(tái)巖群(Pz1N)。

巴隆地區(qū)哈圖溝變質(zhì)變形的沉積地層主要由兩個(gè)巖性段組成，由北向南可分為A、B兩個(gè)巖性段，A巖性段為灰綠色變復(fù)成分礫巖段(圖2a、2b)，出露寬度約為690m；B巖性段主要巖性為以細(xì)碎屑巖為主的灰色—淺灰色強(qiáng)變形變粉砂巖、變泥質(zhì)粉砂巖和雜色(灰黃色、灰白色、灰黑色等)變細(xì)砂巖、變鈣質(zhì)細(xì)砂巖夾薄層硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r段(圖2c，2d)，出露寬度約為320m。其中復(fù)成分礫巖段與細(xì)碎屑巖段中的巖石片理均非常發(fā)育，優(yōu)勢產(chǎn)狀(S0∥S1)為21°∠68°，同時(shí)發(fā)育拉伸線理。沉積地層南側(cè)與東昆中構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)的早古生代納赤臺(tái)巖群變玄武巖呈斷層關(guān)系接觸，北側(cè)與后期侵位的深灰色細(xì)粒閃長巖體呈斷層接觸，區(qū)域上則與小廟巖組呈斷層接觸。經(jīng)后期構(gòu)造變質(zhì)作用，灰綠色復(fù)成分礫巖地層發(fā)生變形變質(zhì)，礫石全部壓扁拉長為長條狀，并不同程度的旋轉(zhuǎn)，ab面可見拉伸線理，根據(jù)變質(zhì)礦物組合認(rèn)為其變質(zhì)程度為低綠片巖相；灰黃色變鈣質(zhì)細(xì)砂巖、淺灰色變粉砂巖和雜色變細(xì)砂巖等碎屑巖段全部片理化，ab面亦可見到拉伸線理。本次研究對哈圖溝變復(fù)成分礫巖段的絹云鈉長石英片巖采集同位素樣品(圖1)，地理坐標(biāo)為N35°53′37″，E97°24′43.7″，進(jìn)行LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年研究。

表1 巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層的礫性特征Table 1 Gravel characteristics of metamorphosed polymictic conglomerate layer in Hatugou of Balong

露頭上觀察巖石呈灰—灰綠色，由礫石(<25%)與碎屑(>75%)組成，且礫石呈懸浮狀位于碎屑中，片理發(fā)育，礫石成分主要由碳酸鹽巖(43%)、變基性巖(25.5%)、石英巖(22.5%)和花崗質(zhì)片麻巖(5%)組成。碎屑主要由石英(40%～45%)、斜長石(40%～45%)、黑云母(5%～10%)組成。石英礦物粒度變化較大，最大者可達(dá)1mm左右，小者僅為0.01mm，發(fā)育二次碎斑、亞顆粒、變形紋、動(dòng)態(tài)重結(jié)晶、單晶條帶等韌性變形特征(圖2b)，并且石英碎斑不同程度地旋轉(zhuǎn)形成"σ"型旋轉(zhuǎn)碎斑；長石礦物普遍被絹云母蝕變，以發(fā)育旋轉(zhuǎn)碎斑為其主要變形特征，局部可見長石亞顆粒；黑云母可分為原生黑云母和雛晶黑云母，在巖石中分布不均勻，原生黑云母呈彎曲狀、片狀及拉絲狀等，可見到少量云母魚定向排列，個(gè)別綠泥石化。

2 礫石成分及粒徑統(tǒng)計(jì)分析

通過對礫石礫性、粒徑及分布范圍等統(tǒng)計(jì)分析可以判別出礫巖的源區(qū)及其沉積環(huán)境，并且有助于了解區(qū)域構(gòu)造演化(吳磊伯，1962；何培元等，1982；朱大崗等，2002)。本文對分布于哈圖溝變復(fù)成分礫巖由南向北依次統(tǒng)計(jì)6個(gè)點(diǎn)，每個(gè)測點(diǎn)在1m×1m范圍內(nèi)，隨機(jī)選取100個(gè)，并將礫石的礫性及粒徑分別記錄、統(tǒng)計(jì)，本次粒徑統(tǒng)計(jì)單位精確為厘米。

2.1 礫性特征

研究區(qū)內(nèi)變復(fù)成分礫巖層出露于東昆北地體內(nèi)，其兩側(cè)出露的巖層主要為前寒武紀(jì)以碎屑巖為原巖的變質(zhì)基底(古元古代白沙河巖組及中元古代小廟巖組等)、變基性巖(斜長角閃巖和變玄武巖)和深變質(zhì)的花崗質(zhì)片麻巖等。

根據(jù)各個(gè)測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)所得數(shù)據(jù)(表1和圖3)，顯示6個(gè)測點(diǎn)的礫石成分較單一，且都以灰白色大理巖為主，變基性巖(斜長角閃巖和變玄武巖)與石英巖次之，花崗質(zhì)片麻巖及肉紅色大理巖較少，各測點(diǎn)灰白色大理巖所占比例依次為52%、42%、38%、35%、31%、30%、38%；變基性巖所占比例依次為19%、20%、28%、32%、26%、28%、25.5%；石英巖所占比例依次為18%、19%、26%、21%、26%、25%、22.5%；花崗質(zhì)片麻巖所占比例依次為4%、9%、2%、2%、8%、7%、5%；肉紅色大理巖所占比例依次為5%、7%、2%、7%、5%、3%、5%。由上可以看出復(fù)成分礫巖中的大理巖礫石與變基性巖、石英巖所占比例基本呈反相關(guān)，表明了含大理巖的物源區(qū)與石英巖、斜長角閃巖的物源區(qū)可能不同。然而就礫石各成分總體含量來看變化較小，反映了這一時(shí)段內(nèi)沉積(盆)地物源相對穩(wěn)定。

圖3 巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層礫石成分對比圖Fig. 3 Comparison chart of metamorphosed polymictic conglomerate layer of gravelingredient in Hatugou of Balong

2.2 礫石粒度分析

圖4 巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層的礫徑累計(jì)頻率曲線圖Fig. 4 The curvilinear map of size—frequence distribution from metamorphosed polymictic conglomerate in Hatugou of Balong

圖5 巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層礫徑累計(jì)頻率直方圖Fig. 5 The histogram map of size—frequence distribution from variable polymictic conglomerate in Hatu of Balong

3 碎屑鋯石U-Pb年齡分布特征

3.1 樣品處理及分析方法

對所采巖石樣品使用常規(guī)方法粉碎至0.180～0.154mm(80～100目)，先用水將顆粒表面灰塵清洗干凈并烘干，通過磁選和重液方法將鋯石分離出來，然后在雙目鏡下挑選晶型和透明度較好的鋯石作為測試對象，首先將選好的鋯石用環(huán)氧樹脂固定并拋光，直到鋯石顆粒露出核部對其進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)，研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，結(jié)合反射光和透射光特征，避開裂隙和包裹體，選擇不同形態(tài)、不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的鋯石進(jìn)行測試，以便于得到更多的年代學(xué)信息。鋯石的陰極發(fā)光顯微照相(CL)在北京鋯年領(lǐng)航有限公司完成，分析測試在中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室利用激光燒蝕多接收等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICP-MS)完成，該套系統(tǒng)的多接收器電感耦合等離子質(zhì)譜儀為Thermo Fisher公司制造的Neptune，其離子光學(xué)通路采用質(zhì)量聚焦和能量聚焦的雙聚焦設(shè)計(jì)，并采用動(dòng)態(tài)變焦(ZOOM)使質(zhì)量色散達(dá)到17%；激光器為美國ESI公司生產(chǎn)的UP193-FX ArF準(zhǔn)分子激光器，激光波長193nm，脈沖寬度5ns，束斑直徑可調(diào)節(jié)為1、2、10、20、25、35、50、75、76、100和150μm，脈沖頻率在1～200Hz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。采用TEMORA作為外部鋯石年齡標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行U-Pb同位素分餾校正。后期數(shù)據(jù)處理采用中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)劉勇勝博士研發(fā)的ICPSDataCal程序(Liu Yongsheng et al．，2009)，作圖采用Ludwig的Isoplot程序(Ludwig，2003)完成。利用NIST612玻璃標(biāo)樣作為外標(biāo)計(jì)算鋯石樣品的Pb、U、Th含量。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理及流程詳見(李懷坤等，2009，2010；耿建珍等，2011)文獻(xiàn)。

圖6 哈圖溝變復(fù)成分礫巖代表性鋯石CL陰極發(fā)光圖像和年齡值Fig. 6 Cathodoluminescence(CL)images and ages of single zircon from metamorphosed polymictic conglomerate in Hatugou

利用碎屑鋯石研究地質(zhì)事件的關(guān)鍵之一是被測鋯石的數(shù)量優(yōu)選(Dodson et al．，1988；Vermeesch，2004；Andersen，2005)，按照Dodson(1988)等人的建議，如果某一類鋯石占總量的5%，那么隨機(jī)分析60粒鋯石，找到他們的幾率應(yīng)有95%，故本次研究對區(qū)內(nèi)樣品隨機(jī)測試56粒。對年齡小于1000Ma的鋯石，由于測量的放射性成因Pb含量低和普通Pb校正的不確定性，故采用206Pb/238U及其1σ對應(yīng)的年齡，而大于1000Ma的鋯石，由于含大量放射性成因的Pb，因而采用206Pb/207Pb及其1σ對應(yīng)的年齡。

3.2 碎屑鋯石特征

哈圖溝絹云鈉長石英片巖樣品挑選出的鋯石均為淺黃色—無色透明，呈短柱狀，少部分呈半截錐狀、長柱狀(長寬比為3∶1)及渾圓狀，絕大多數(shù)鋯石被不同程度搬運(yùn)磨圓，為次棱角—次圓狀，呈現(xiàn)出碎屑鋯石的形貌特征。鋯石總體粒徑為50～200μm，多數(shù)集中在90～150μm之間。代表性鋯石CL照片見圖6，部分鋯石呈半截錐狀，陰極發(fā)光(CL)照片顯示具明顯的巖漿振蕩環(huán)帶，代表了源區(qū)在這個(gè)時(shí)段發(fā)生強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)；部分鋯石雖晶型完好，基本沒有磨圓，但陰極發(fā)光(CL)照片顯示為通體灰黑色或面狀條帶結(jié)構(gòu)，這類鋯石可能為脫晶化作用下改造的鋯石；部分鋯石由于強(qiáng)烈的重結(jié)晶作用幾乎全部置換了鋯石原始的生長環(huán)帶信息，陰極發(fā)光(CL)照片顯示其通體呈灰白色，這部分鋯石記錄了元古宙或者太古宙的古老年齡信息。少部分鋯石具有核幔結(jié)構(gòu)，核部具有微弱的巖漿環(huán)帶或平行紋理，幔部則已重結(jié)晶呈透明狀，該類鋯石核部可能記錄了較老巖漿活動(dòng)年齡信息，而幔部薄層變質(zhì)增生邊，記錄了后期年輕的變質(zhì)年齡信息。另外在陰極發(fā)光(CL)照片下還可見到更為復(fù)雜的核幔結(jié)構(gòu)，可能系原始古老鋯石受到后期多期(次)變質(zhì)作用的改造。從鋯石形貌學(xué)特征可以判斷，這些鋯石包含了多成因類型的鋯石。Zhu Xiyan等(2011)認(rèn)為CL強(qiáng)度不均一時(shí)，鋯石來源復(fù)雜，即不同成因的鋯石顯示了其沉積物質(zhì)來源廣泛。

3.3 碎屑鋯石年齡分布特征

圖7 哈圖溝變復(fù)成分礫巖碎屑鋯石U-Pb年齡諧和圖及直方圖Fig. 7 Detrital zircons U-Pb concordia diagrams and histograms of metamorphosed polymictic conglomerate in Hatugou

對于變質(zhì)成因鋯石，其Th/U值一般低于0.1，而巖漿結(jié)晶的鋯石Th/U值一般高于0.4(Belousova et al．，2002；Hoskin；2002)。然而，一些研究指出，不徹底的變質(zhì)重結(jié)晶鋯石和快速生長的變質(zhì)鋯石仍可含相對高的Th/U值(Vavra et al．，1999；Whitehouse et al．，2002；Song Shuguang et al．，2006)。因此，本文在解釋鋯石相應(yīng)年齡的地質(zhì)含義時(shí)，除依據(jù)鋯石Th/U值外還要根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)并結(jié)合其他特征來綜合探討其成因。樣品XRD163鋯石陰極發(fā)光圖像顯示為多來源的鋯石(圖6)，各鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)與Th/U值差異較大，Th/U值范圍為0.05～1.52。本次所測試的56粒鋯石，最小年齡為602Ma，最老的年齡達(dá)到3230Ma。由鋯石諧和圖、直方圖(圖7)和表2可以看出，絹云鈉長石英片巖碎屑鋯石年齡大致可以分為6組，范圍分別是：3230～2763Ma、2530～2347Ma、1712～1553Ma、1399～1180Ma、1146～783Ma和751～602Ma。

3230～2763Ma區(qū)間共有5個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)，占總有效數(shù)據(jù)的8.93%，不具明顯的峰值。測點(diǎn)4、5和18的Th/U值均小于0.4，且較接近0.4(分別為0.38、0.38和0.37)，25和30兩個(gè)測點(diǎn)Th/U值大于0.4(分別為0.67和0.79)。CL圖像顯示，鋯石內(nèi)部為弱的分帶結(jié)構(gòu)，或呈灰白色(測點(diǎn)30)，其中測點(diǎn)5發(fā)育核幔結(jié)構(gòu)，核部具面狀分帶結(jié)構(gòu)，邊部為變質(zhì)增生邊，表現(xiàn)為復(fù)雜成因的鋯石特征。鋯石形態(tài)呈次棱角—次圓狀，表現(xiàn)為明顯的碎屑鋯石特征。

2530～2347Ma區(qū)間共有9個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)，占總有效數(shù)據(jù)的16．07%，相對概率峰值為2518Ma，加權(quán)年齡平均值為2482Ma。其中有1個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)Th/U值小于0.1(測點(diǎn)50)，為0.05；有2個(gè)測點(diǎn)Th/U值介于0.1～0.4之間(測點(diǎn)22和54)；其余測點(diǎn)Th/U值均大于0.4(測點(diǎn)3、26、27、34、51和55)，CL圖像顯示，9個(gè)鋯石均不發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，大部分為核幔結(jié)構(gòu)，但核部為弱的分帶結(jié)構(gòu)，個(gè)別鋯石變質(zhì)為通體灰白色(圖6)，表明該區(qū)間內(nèi)鋯石同樣顯示為復(fù)雜成因的鋯石特征。鋯石形態(tài)多呈渾圓狀，個(gè)別為柱狀。

表2 東昆侖東段巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層LA-MC-ICP-MS碎屑鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Table 2 LA-MC-ICP-MS U-Pb date of detrital zircons from the metomorphosed polymictic conglomerate layer at Hatugou of Balong area in east part of Eastern Kunlun Mountains

續(xù)表 2

1712～1553Ma區(qū)間共有6個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)，占總有效數(shù)據(jù)的10．71%，相對概率峰值為1556Ma，加權(quán)年齡平均值為1643Ma。其中3個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)的Th/U值介于0.1～0.4之間(測點(diǎn)9、39和41)，另外3個(gè)測點(diǎn)Th/U值大于0.4(測點(diǎn)7、8和40)，其值最小為0.45，最大為0.77。鋯石CL圖像顯示，除測點(diǎn)9具有較弱的巖漿振蕩環(huán)帶；其余鋯石具弱分帶結(jié)構(gòu)或脫晶化呈通體黑色(圖6)。鋯石形態(tài)多呈短柱狀，個(gè)別為渾圓狀，表明這部分鋯石搬運(yùn)距離有限。

1399～1180Ma區(qū)間共有9個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)，占總有效數(shù)據(jù)的16.07%，相對概率峰值為1318Ma，加權(quán)年齡平均值為1300Ma。其中有1個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)的Th/U小于0.4(測點(diǎn)12)，為0.26；其余測點(diǎn)Th/U值均大于0.4，最小值為0.44，最大值達(dá)1.33。鋯石CL圖像顯示，有2個(gè)鋯石顯示較為清晰的巖漿振蕩環(huán)帶(測點(diǎn)13和46)；其他鋯石具弱的分帶結(jié)構(gòu)，個(gè)別鋯石脫晶化呈灰黑色。鋯石形態(tài)復(fù)雜多樣，多數(shù)呈渾圓狀，少部分為短柱狀(圖6)，表現(xiàn)為明顯的碎屑巖鋯石特征。

1146～783Ma區(qū)間共有21個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)，占總有效數(shù)據(jù)的37.50%，出現(xiàn)三個(gè)峰值，分別為788Ma、947Ma和1115Ma，加權(quán)年齡平均值為892Ma。其中有3個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)的Th/U值介于0.1～0.4之間(測點(diǎn)16、37和53)，最大值為0.40，最小值為0.25；其余測點(diǎn)Th/U值均大于0.4，最小值為0.44，最大值達(dá)1.52。鋯石CL圖像顯示，有6個(gè)鋯石顯示較為清晰的巖漿振蕩環(huán)帶(測點(diǎn)14、20、35、38、44和52)，少數(shù)發(fā)育變質(zhì)增生邊；絕大部分鋯石具弱的分帶結(jié)構(gòu)，個(gè)別鋯石脫晶化呈灰黑色。鋯石形態(tài)復(fù)雜多樣，多數(shù)呈渾圓狀，少部分為短柱狀(圖6)，表明鋯石搬運(yùn)距離或搬運(yùn)方式的不均一性，進(jìn)而說明碎屑鋯石來源比較廣泛。

751～602Ma區(qū)間共有6個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)，占總有效數(shù)據(jù)的10.71%，相對概率峰值為674Ma，加權(quán)年齡平均值為679Ma。除1個(gè)碎屑鋯石Th/U值小于0.1(測點(diǎn)19，Th/U值為0.06)外，在該年齡區(qū)段內(nèi)所有鋯石測點(diǎn)Th/U值均大于0.4，范圍為0.63～0.87。CL圖像顯示，部分鋯石具弱的環(huán)帶結(jié)構(gòu)(19和56)，并在鋯石邊部可見變質(zhì)增生邊(測點(diǎn)47)；部分鋯石具弱的分帶結(jié)構(gòu)；少數(shù)脫晶化呈灰黑色。鋯石形態(tài)多呈次棱角—次圓狀，少數(shù)為渾圓狀、柱狀(圖6)。

4 討論

4.1 巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層沉積特征

由圖2和表1可以看出，6個(gè)測點(diǎn)的復(fù)成分礫巖中灰白色大理巖礫石由南向北含量由52%逐漸減少至30%，而變基性巖(斜長角閃巖和變玄武巖)與石英巖由南向北總體含量分別由19%和18%增加至28%和25%，表明含大理巖的物源區(qū)與含石英巖及變基性巖的物源區(qū)可能不屬于同一地質(zhì)體，然而就礫石總體成分而言變化不大，反映了這一時(shí)段內(nèi)沉積(盆)地物源相對穩(wěn)定。

表3 東昆侖東段寒武紀(jì)—三疊紀(jì)主要構(gòu)造巖漿事件年齡值統(tǒng)計(jì)Table 3 The dating results of main geological events at Cambrian—Triassic in east part of Eastern Kunlun Mountains

4.2 巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層時(shí)代歸屬

巴隆地區(qū)哈圖溝變質(zhì)—變形的沉積地層，因其北部為變復(fù)成分礫巖段，南部為變細(xì)碎屑巖段，前人將其劃歸為泥盆系牦牛山組?。許志琴等(2007)認(rèn)為東昆侖造山帶是由加里東期和印支期疊置變形組成的復(fù)合造山帶，牦牛山組磨拉石建造標(biāo)志著早古生代造山運(yùn)動(dòng)的結(jié)束，柴北緣地區(qū)牦牛山組其上部層位古生物證據(jù)表明其形成于晚泥盆世。而陸露等(2010)和張耀玲等(2010a)分別對東昆侖地區(qū)格爾木水泥廠一帶和鋸齒山所分布的牦牛山組底部流紋巖夾層進(jìn)行鋯石U-Pb同位素測年獲得了400～423Ma和406.1±2.9Ma的年代學(xué)信息，由此推測出東昆侖地區(qū)的牦牛山組形成時(shí)間下限為晚志留世。本次研究利用LA-MC-ICP-MS定年法獲得哈圖溝變復(fù)成分礫巖段的碎屑鋯石56個(gè)測點(diǎn)年齡數(shù)據(jù)，這56個(gè)測點(diǎn)年齡數(shù)據(jù)介于3230～602Ma之間，其中最年輕的鋯石年齡為602M，且該鋯石棱角不明顯，表明其經(jīng)過一定距離的搬運(yùn)，結(jié)合變復(fù)成分礫巖段的變質(zhì)程度僅為綠片巖相，鋯石不太可能在沉積后發(fā)生變質(zhì)重結(jié)晶作用，因此，本文認(rèn)為這套變復(fù)成分礫巖層形成時(shí)代應(yīng)晚于602Ma。

4.2.1變復(fù)成分礫巖層年齡信息對比分析

通過對東昆侖東段寒武紀(jì)—三疊紀(jì)主要構(gòu)造巖漿事件年齡值的統(tǒng)計(jì)(表3)，大面積出露于東昆侖地區(qū)海西—印支期巖體的年齡信息并未出現(xiàn)在絹云鈉長石英片巖的碎屑鋯石年齡譜中，表明其形成時(shí)間要早于晚古生代。假如這套含復(fù)成分礫巖的沉積地層就是代表早古生代造山作用結(jié)束的牦牛山組，其形成時(shí)間應(yīng)晚于晚志留世或最早為晚志留世。納赤臺(tái)巖群與巴隆地區(qū)哈圖溝"牦牛山組"呈斷層關(guān)系接觸，其形成時(shí)間為450～474Ma(張耀玲等，2010b；陳有炘等，2013)，此外，哈圖溝地區(qū)"牦牛山組"周邊出露一定面積的加里東期巖漿巖，這些巖體都早于東昆侖地區(qū)泥盆系牦牛山組形成時(shí)間，因此，哈圖溝"牦牛山組"的形成應(yīng)當(dāng)會(huì)保留納赤臺(tái)巖群或與加里東期巖漿事件相關(guān)的年齡信息，然而在其碎屑鋯石年齡譜中并未出現(xiàn)該時(shí)段的年齡信息，由此表明這套變質(zhì)—變形的沉積地層形成時(shí)代要早于寒武紀(jì)，本文所收集到的東昆侖東段加里東期巖漿巖年代學(xué)資料中最大的年齡為546Ma(裴先治，未刊)，結(jié)合本次所測碎屑鋯石U-Pb年齡譜中最小的年齡602Ma，大致可將這套變復(fù)成分礫巖層的形成時(shí)間限定在546～602Ma之間。

4.2.2變復(fù)成分礫巖層與區(qū)域牦牛山組地層特征對比分析

泥盆系牦牛山組最早由青海省地質(zhì)局石油普查大隊(duì)在柴達(dá)木盆地東北緣牦牛山地區(qū)創(chuàng)名"牦牛山統(tǒng)"，并認(rèn)為其形成時(shí)代為晚泥盆世早期(青海省地層表編寫組，1980)；青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1991)將柴達(dá)木盆地北緣的陸相碎屑巖統(tǒng)稱為"牦牛山組"，并定義為：分布于中、南祁連山及柴達(dá)木盆地周緣，下部由灰綠色和紫紅色礫巖、砂礫巖組成磨拉石建造，上部由火山巖、火山碎屑巖組成的地層。

牦牛山組主要分布于柴達(dá)木盆地東北緣的阿木尼克山、錫鐵山、牦牛山及柴南緣的水泥廠、鋸齒山一帶。張志剛等(2013)在牦牛山地區(qū)將牦牛山組進(jìn)一步劃分成4個(gè)巖性段，其一、三段主要為復(fù)成分礫巖、含礫砂巖及砂巖組成的兩個(gè)碎屑巖段，具山前磨拉石堆積特征，顯示成熟度低、分選性差且沉積厚度大等特征；二、四段巖性組合為石英安山巖、杏仁狀安山巖及安山角礫巖等，總體上為一套中酸性火山巖組合。

近期，筆者對柴北緣烏蘭縣南柯柯牦牛山組底部礫巖成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示其礫石主要成分為脈石英、石英巖及砂巖，其次為花崗巖、灰?guī)r和泥礫，而巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層礫石成分以灰白色大理巖為主，變基性巖與石英巖次之，還有少量花崗質(zhì)片麻巖及肉紅色大理巖，由此可以看出研究區(qū)內(nèi)變復(fù)成分礫巖的礫石成分與區(qū)域上牦牛山組底部礫石成分有很大的區(qū)別。前人在肯博可克、小灶火、南溝、水泥廠、鋸齒山和牦牛山等地區(qū)對牦牛山組巖性段的劃分方案中，普遍含有1～2個(gè)火山巖段(圖8)。而巴隆地區(qū)哈圖溝內(nèi)變質(zhì)—變形的沉積地層可劃分為復(fù)成分礫巖段和細(xì)碎屑巖段，并未識(shí)別出火山巖夾層。

圖8 柴達(dá)木盆地周緣牦牛山組與哈圖溝變復(fù)成分礫巖地層柱狀對比圖(據(jù)陸露等，2010；張志剛，2013)Fig. 8 Strata histogram of Maoniushan and Metamorphism polymictic conglomerate of Hatu in the margin of Qaidam(after Lu Lu et al．，2010；Zhang Zhigang，2013)

通過礫石成分研究、地層對比，結(jié)合年代學(xué)資料，筆者認(rèn)為出露于巴隆地區(qū)哈圖溝變質(zhì)—變形的沉積地層與柴達(dá)木盆地周緣牦牛山組不具對比性，因此，筆者認(rèn)為不應(yīng)將其劃歸為泥盆系牦牛山組。

4.3 碎屑鋯石年齡譜及其物源分析

4.3.1 中、新元古代年齡信息

越來越多的證據(jù)表明，在中國西部地區(qū)1000Ma左右的板(陸)塊聚合構(gòu)造熱事件廣泛存在，種種跡象顯示，中元古代末的聚合事件使得西部地區(qū)眾多的微板(陸)塊聚合，其中包括中昆侖、中天山、塔里木、柴達(dá)木—中祁連—阿拉善、松潘和整個(gè)華南地塊都拼合成統(tǒng)一的塊體，并統(tǒng)一到全球系統(tǒng)的Rodinia超大陸體系中(王國燦等，2007)。不同學(xué)者對Rodinia超大陸進(jìn)行的古地理再造和超大陸復(fù)原的研究都表明(Hoffman，1991；Li Zhengxiang et al．，1996；Condie，2001)，Rodinia超大陸是由全球不同前寒武紀(jì)陸塊通過1.3～1.0Ga之間的格林威爾造山運(yùn)動(dòng)發(fā)生匯聚碰撞而形成的。陸松年等(2001)對中國在中、新元古代期間的地質(zhì)事件作了深入研究和總結(jié)，指出在這一期間中國所發(fā)生的匯聚地質(zhì)事件記錄多數(shù)集中在1.0～0.8Ga之間，缺少與格林威爾造山運(yùn)動(dòng)同期或與之對應(yīng)的1.3～1.0Ga的構(gòu)造—熱事件的地質(zhì)記錄。筆者對東昆侖東段巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖的碎屑鋯石U-Pb同位素年齡測試，獲得了大約在1150～800Ma間的單顆粒鋯石年齡組，且在這一年齡區(qū)段的測點(diǎn)占到總數(shù)的37.50%(21個(gè))，CL圖像顯示，有6個(gè)鋯石發(fā)育較為明顯的巖漿振蕩環(huán)帶，其他為具面狀分帶結(jié)構(gòu)或呈灰黑色。在本組年齡譜范圍內(nèi)所發(fā)現(xiàn)這5顆具有巖漿振蕩環(huán)帶的鋯石，雖然只占該年齡段鋯石總數(shù)的18.52%，然而，就其所代表的年齡值來看，在1150～800Ga之間的年齡段代表了東昆侖造山帶發(fā)生了一次大規(guī)模的巖漿事件，且從這一時(shí)段所獲得的三個(gè)概率峰值，分別為788Ma、947Ma和1115Ma，對應(yīng)于全球尺度的Rodinia超大陸的匯聚時(shí)間。哈圖溝變復(fù)成分礫巖地層南側(cè)在原白沙河巖組分布區(qū)出露一套淺灰色—淺肉紅色條帶狀和眼球狀黑云母二長花崗質(zhì)片麻巖組合，裴先治(未刊)利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡，獲得原巖結(jié)晶年齡為845±11Ma，孟繁聰?shù)?2013)分別利用SHRIMP和LA-MC-ICP-MS兩種方法對東昆侖祁漫塔格地區(qū)的眼球狀花崗片麻巖中的鋯石進(jìn)行了測試，獲得的年齡分別為938±5Ma和938±2Ma。這些年齡值很好地對應(yīng)于本次研究的碎屑鋯石年齡，結(jié)合變復(fù)成分礫巖層淺肉紅色花崗質(zhì)片麻巖礫石占總體礫石的5%，通過這些證據(jù)可以看出東昆南構(gòu)造帶內(nèi)的黑云二長花崗質(zhì)片麻巖可能是這套碎屑巖地層直接貢獻(xiàn)者，此外，東昆侖造山帶在新元古代所發(fā)育的巖漿物質(zhì)也可能為哈圖溝變復(fù)成分礫巖地層提供碎屑物質(zhì)。

對研究區(qū)內(nèi)變復(fù)成分礫巖段的碎屑鋯石U-Pb同位素年齡測試，獲得了位于751～602Ma區(qū)間的6個(gè)年齡值，這6個(gè)碎屑鋯石僅有一個(gè)鋯石Th/U值小于0.1，CL圖像顯示，鋯石形態(tài)多數(shù)呈次棱角—次圓狀(圖6)，表明鋯石形成后經(jīng)一定距離的搬運(yùn)再沉積。許榮華等(1990)獲得東昆侖地區(qū)萬寶溝火山巖組中塊狀玄武巖的Rb-Sr等時(shí)線年齡為(667±21)Ma；任軍虎等(2011)對東昆侖小廟輝綠巖脈測得601～855Ma的成巖年齡和東昆侖金水口南變余輝長巖780～830Ma的成巖年齡。這些年齡與本次所獲得的碎屑鋯石U-Pb年齡751～602Ma基本一致，說明在東昆侖地區(qū)的新元古代中晚期巖漿物質(zhì)為變復(fù)成分礫巖地層提供了碎屑物質(zhì)成分。此外，楊瑞東等(2007)確認(rèn)了發(fā)育于塔里木盆地庫魯克塔格地區(qū)漢格爾喬克冰期為大陸冰川，Xu等(2009)利用SHRIMP測年技術(shù)對發(fā)育于塔里木盆地庫魯克塔格地區(qū)冰磧巖中的火山巖進(jìn)行測試，獲得貝義西組形成時(shí)間為730Ma，特瑞愛肯組和阿勒通溝組形成時(shí)間為725±10Ma和615±6Ma，漢格爾喬克組形成時(shí)間為615±6Ma～542Ma；高林志等(2010)利用SHRIMP測年技術(shù)獲得特瑞愛肯組中枕狀玄武巖和貝義西組火山集塊巖的年齡分別為705Ma±10Ma和739Ma±6Ma；丁海峰等(2014)獲得伊犁果子溝地區(qū)新元古代冰成沉積的碎屑鋯石年齡譜中存在大量的650～600Ma年齡；高維等(2011)獲得伊犁果子溝地區(qū)南華系塔里薩依組冰磧巖頂部花崗斑巖年齡，限定了果子溝剖面塔里薩依組冰磧巖的沉積上限為642±5Ma；李懷坤等(2003)獲得全吉群石英梁組玄武安山巖的鋯石U-Pb年齡為800Ma左右；陸松年等(2002b)對柴北緣全吉群中的玄武安山巖進(jìn)行了詳細(xì)研究，獲得鋯石206Pb/238U表面年齡為(738±28)Ma，反映了該套火山巖的形成年齡，由此推斷全吉群的底界年齡在760Ma左右，這個(gè)年齡代表了該地區(qū)新元古代Rodinia超大陸裂解事件的開始時(shí)間(郝國杰等，2004)。上述年代學(xué)資料與本次所獲得最年輕鋯石年齡范圍一致，顯示全吉地塊、塔里木陸塊與東昆侖造山帶在南華—震旦紀(jì)具有相似的演化特征。

據(jù)已有同位素年代學(xué)資料顯示，分布于揚(yáng)子克拉通的鋯石年齡主要集中于500～1100Ma，而分布于華北克拉通鋯石年齡基本上均大于1800Ma(圖9)。劉永江等(2012)指出柴北緣—南祁連地區(qū)的主要構(gòu)造熱事件發(fā)生在元古代主要集中在500～600Ma和800～900Ma；并認(rèn)為表明柴北緣—南祁連地區(qū)的前寒武紀(jì)基底性質(zhì)與揚(yáng)子板塊相似與華北板塊完全不同；張英利等(2011)利用LA-ICP-MS測年技術(shù)獲得庫魯克塔格地區(qū)貝義西組和育肯溝組碎屑鋯石的U-Pb年齡，指出庫魯克塔格地區(qū)在741Ma、768Ma、800Ma、821Ma和861Ma有大規(guī)模的巖漿活動(dòng)；陸松年等(2002a)指出全吉地塊和塔里木陸塊都發(fā)育南華紀(jì)以來的穩(wěn)定蓋層在新元古代以來具有極其相似的地質(zhì)演化歷史；張建新等(2003)通過柴達(dá)木盆地南緣(東昆侖北緣)原定為金水口群麻粒巖相片麻巖和花崗質(zhì)巖石中鋯石的SHRIMP測定，指出繼承鋯石給出了少量太古宙和大量1600～1800Ma之間的年齡，并認(rèn)為這與祁連—柴達(dá)木地區(qū)以及揚(yáng)子地塊的地殼形成年齡基本一致，反映柴南緣(東昆侖北緣)的變質(zhì)基底與揚(yáng)子克拉通具有明顯的親緣性。本次所獲得的中元古代晚期—新元古代(602～1150Ma)鋯石年齡約占所測總數(shù)的近一半(48.21%)，表明東昆侖及周邊地區(qū)在中元古代晚期—新元古代發(fā)育大規(guī)模的巖漿事件，同樣證實(shí)了柴達(dá)木—祁連—東昆侖等地(陸)塊前寒武紀(jì)的演化特點(diǎn)與塔里木及揚(yáng)子克拉通非常相似(陸松年，2003)。

圖9 鋯石年齡分布對比圖(據(jù)Liu Xiaoming et al．，2008)Fig. 9 Comparion of the zircons age distribution(after Liu Xiaoming et al．，2008)

4.3.2 中元古代晚期年齡信息

該組鋯石共有9個(gè)年齡分布于1399～1180Ma之間，鋯石CL圖像顯示，有2個(gè)鋯石顯示較為清晰的巖漿振蕩環(huán)帶(測點(diǎn)13和46)；其他鋯石具弱的分帶結(jié)構(gòu)，個(gè)別鋯石脫晶化呈灰黑色。鋯石形態(tài)復(fù)雜多樣，多數(shù)呈渾圓狀，少部分為短柱狀。裴先治(未刊)利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年，獲得東昆侖南坡地區(qū)伊和哈讓貴花崗質(zhì)片麻巖的形成年齡為1224±45Ma，并認(rèn)為其主要是地殼物質(zhì)(白沙河巖組和小廟巖組中的長英質(zhì)巖石)在中元古代晚期后造山期拉張環(huán)境下部分熔融的產(chǎn)物，雖然這一時(shí)期的巖漿巖在東昆侖地區(qū)出露比較局限，但大致反映了東昆侖地區(qū)在這一時(shí)期發(fā)生一定規(guī)模的巖漿活動(dòng)，本次所獲得的1399～1180Ma之間的年齡譜較好地對應(yīng)于這期巖漿事件，表明東昆南構(gòu)造帶中元古代晚期的巖漿物質(zhì)對本次所研究的碎屑巖有一定的物質(zhì)貢獻(xiàn)。

4.3.3 中元古代早期年齡信息

該組鋯石共有5個(gè)測點(diǎn)年齡分布于1712～1553Ma之間，鋯石CL圖像顯示，測點(diǎn)9和測點(diǎn)14具有弱的巖漿振蕩環(huán)帶；其余鋯石具弱分帶結(jié)構(gòu)或脫晶化呈通體黑色。鋯石形態(tài)多呈短柱狀，個(gè)別為渾圓狀。雖然目前還不確定這組年齡所代表的具體地質(zhì)事件，就鋯石形態(tài)及其Th/U值可以看出該組碎屑鋯石應(yīng)為物源區(qū)在中元古代早期發(fā)生了一次巖漿熱事件。

4.3.4 新太古代晚期—古元古代早期年齡信息

該組鋯石共有9個(gè)碎屑鋯石測點(diǎn)位于2530～2347Ma區(qū)段，CL圖像顯示，多數(shù)鋯石呈渾圓狀，并具增生外圈，內(nèi)核呈次圓或渾圓狀，可能為多期變質(zhì)生長的產(chǎn)物，個(gè)別為柱狀，且無分帶結(jié)構(gòu)。根據(jù)鋯石CL圖像可以看出雖然鋯石Th/U值只有一個(gè)測點(diǎn)小于0.1，然而鋯石表面結(jié)構(gòu)多呈通體灰白色—灰黑色或具復(fù)雜的核幔結(jié)構(gòu)。青海省區(qū)域綜合地質(zhì)大隊(duì)?在1∶5萬賽什塘牧場幅區(qū)調(diào)中，獲得侵入白沙河巖組中的基性巖墻的全巖Sm-Nd等時(shí)線年齡2313±10Ma；1∶5萬茶汗河等幅區(qū)調(diào)獲得條痕狀黑云斜長片麻巖全巖Sm-Nd等時(shí)線年齡2539±400Ma，都蘭縣沙柳河地區(qū)1∶5萬野馬灘幅區(qū)調(diào)獲得黑云斜長片麻巖單顆粒鋯石U-Pb年齡2489±63Ma，獲得斜長角閃巖全巖Sm-Nd等時(shí)線年齡2355±7Ma(張雪亭等，2008)。因此，哈圖溝絹云鈉長石英片巖中(2530～2347)Ma年齡組與東昆侖地區(qū)古元古代早期的構(gòu)造巖漿活動(dòng)有關(guān)。即東昆侖造山帶新太古代晚期—古元古代早期巖漿物質(zhì)也為哈圖溝變復(fù)成分礫巖地層提供了碎屑物質(zhì)。

4.3.5 太古宙年齡信息

李惠民等(2001)利用同位素稀釋法對阿爾金山東端花崗質(zhì)片麻巖進(jìn)行單顆粒鋯石U-Pb同位素測年法，獲得(3605±43)Ma的上交點(diǎn)年齡，Sm-Nd同位素測定后也獲得略大于3500Ma釹模式年齡，從而證明了我國西部前寒武紀(jì)存在始太古代基底；王國燦等(2004)利用鋯石U-Pb SHRIMP測年技術(shù)對東昆侖中元古代小廟巖組碎屑鋯石測定后獲得(3206±14)Ma的非常古老的207Pb/206Pb年齡信息；解玉月等(2000)獲得東昆侖中段古元古代白日其利基性雜巖體中的橄欖巖和古太古代白日其利表殼巖組合麻粒巖2892Ma、3522Ma及3280Ma Sm-Nd同位素年齡，并認(rèn)為柴達(dá)木盆地南北兩緣均存在太古宙造殼事件。本次研究對東昆侖造山帶東段哈圖溝變復(fù)成分礫巖中的碎屑鋯石進(jìn)行LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素測年，同樣獲得了大于2700Ma的207Pb/206Pb太古宙年齡信息，其中最老的年齡為(3230±10)Ma，表明變復(fù)成分礫巖的物源區(qū)可能存在古太古代陸核。

本次研究對哈圖溝變質(zhì)地層進(jìn)行礫石成分及粒徑統(tǒng)計(jì)研究后認(rèn)為這套地層應(yīng)屬于近源快速堆積的產(chǎn)物，其物源區(qū)應(yīng)為周邊前寒武紀(jì)變質(zhì)基底、變基性巖或深變質(zhì)的花崗質(zhì)片麻巖。研究區(qū)內(nèi)小廟巖組主要分布于變復(fù)成分礫巖的北側(cè)(東昆北構(gòu)造帶內(nèi))呈斷層關(guān)系接觸，白沙河巖組則主要分布于東昆南構(gòu)造帶內(nèi)，研究區(qū)西側(cè)所出露的變復(fù)成分礫巖兩側(cè)主要與中元古代狼牙山組或者早古生代納赤臺(tái)巖群呈斷層關(guān)系接觸。古元古界白沙河巖組主體為一套大理巖、黑云斜長片麻巖、鈣硅酸粒巖、斜長角閃巖及少量石英巖、長石石英巖變質(zhì)地層組合；中元古界小廟巖組主體為一套石英巖、長石石英巖、斜長角閃巖、富鋁片麻巖及黑云斜長片麻巖變質(zhì)地層組合。根據(jù)礫石成分主要為大理巖(43%)、變基性巖(斜長角閃巖和變玄武巖)(25.5%)、石英巖(22.5%)和花崗質(zhì)片麻巖(5%)，可以看出大量的大理巖礫石應(yīng)主要來源于白沙河巖組，而石英巖礫石主要可能來源于小廟巖組，少部分也可能來源于白沙河巖組，而變基性巖(斜長角閃巖和變玄武巖)可能來源于白沙河巖組、小廟巖組或者萬寶溝巖群，淺肉紅色花崗質(zhì)片麻巖可能來源于變質(zhì)地層南側(cè)的黑云二長花崗質(zhì)片麻巖，此外，變復(fù)成分礫巖基質(zhì)中可見一定量的原生黑云母，表明其周邊前寒武紀(jì)地質(zhì)體中的片麻巖也可能為其提供了一定的碎屑物質(zhì)。

5 結(jié)論

(1)對巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層礫石成分統(tǒng)計(jì)、礫石的加權(quán)平均礫徑和中值礫徑的對比、礫石的分選系數(shù)(1.24～1.42)及礫石的礫度等粒性特征并結(jié)合其碎屑礦物特征綜合分析研究后，認(rèn)為該套變復(fù)成分礫巖層具近源快速堆積的特征。

(2)對巴隆地區(qū)哈圖溝絹云鈉長石英片巖碎屑鋯石U-Pb同位素年齡及礫石組成研究，認(rèn)為這套變質(zhì)變形沉積地層的形成時(shí)間介于602～550Ma之間。復(fù)成分礫巖段的礫石成分及巖石組合均與區(qū)域上泥盆系牦牛山組相差較大，因此該套變質(zhì)—變形沉積地層不應(yīng)劃歸為泥盆系牦牛山組，而是形成于晚震旦世的沉積地層。

(3)巴隆地區(qū)哈圖溝復(fù)成分礫巖段碎屑鋯石同位素年齡可分為6組：① 南華紀(jì)—震旦紀(jì)年齡組，751～602Ma，相對概率峰值674Ma，對應(yīng)于Rodinia超大陸裂解事件；② 中元古代晚期—新元古代中期年齡組，1146～783Ma，有三個(gè)峰值，分別為788Ma、947Ma和1115Ma，對應(yīng)于全球Rodinia超大陸匯聚事件，且證實(shí)了柴達(dá)木—祁連—東昆侖等地(陸)塊前寒武紀(jì)的演化特點(diǎn)與塔里木及揚(yáng)子克拉通非常相似；③ 中元古代晚期年齡組，1399～1180Ma，相對概率峰值為1318Ma，對應(yīng)于東昆侖造山帶中元古代晚期巖漿事件；④ 中元古代早期年齡組，1712～1553Ma，相對概率峰值為1556Ma，代表了源區(qū)在中元古代早期存在巖漿事件；⑤ 新太古代晚期—古元古代早期年齡組，2530～2347Ma，相對概率峰值為2518Ma，對應(yīng)于東昆侖造山帶新太古代晚期—古元古代早期巖漿事件；⑥ 太古宙年齡組，3230～2763Ma，表明物源區(qū)可能存在古太古代的陸核。

(4)巴隆地區(qū)哈圖溝變復(fù)成分礫巖層主要礫石成分為大理巖(43%)、變基性巖(斜長角閃巖和變玄武巖)(25.5%)、石英巖(22.5%)和花崗質(zhì)片麻巖(5%)。其中，大量的大理巖礫石主要來源于白沙河巖組，而石英巖礫石主要可能來源于小廟巖組，少部分也可能來源于白沙河巖組，而變基性巖(斜長角閃巖和變玄武巖)可能來源于白沙河巖組、小廟巖組或者萬寶溝巖群，淺肉紅色花崗質(zhì)片麻巖可能來源于變質(zhì)地層北側(cè)的黑云二長花崗質(zhì)片麻巖組合，此外，變復(fù)成分礫巖的碎屑中可見一定量的原生黑云母礦物，表明其周邊前寒武紀(jì)地質(zhì)體中的片麻巖也可能為其提供了一定的碎屑物質(zhì)。

致謝：感謝碩士研究生任厚州和魏博等師弟對本文圖件繪制的幫助、感謝兩位匿名評審老師所提的寶貴意見使本文更加完善。另外，特別感謝責(zé)任編輯對本文細(xì)節(jié)問題上的修改。

注釋/Notes

? 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)．2003．阿拉克湖幅1∶250000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告．1～419．

? 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局．1993．中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查說明書(1∶5萬賽什塘牧場幅)．西寧：青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局，5～37．