勉略構(gòu)造帶南側(cè)略陽地區(qū)踏坡組物源分析：來自碎屑鋯石U-Pb年齡的證據(jù)

邵嘉坤，裴先治,2*，李瑞保,2，李佐臣,2，裴磊,2，劉成軍,2，高峰,2，陳有炘,2，王盟,2，趙少偉,2

(1.長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710054；2. 西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室，自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室,陜西 西安 710054)

0 引 言

勉略帶，又稱為勉縣-略陽構(gòu)造混雜巖帶，其北以狀元碑斷裂為界，南至荷葉壩(夾門子溝)斷裂，總體構(gòu)造特征體現(xiàn)為近東西—北北西向展布、由北向南逆沖推覆的疊瓦狀構(gòu)造帶(張國偉等，1995，2003，2015；裴先治等，2001，2002；李亞林等，2002；李三忠等，2002)。勉略構(gòu)造帶提出至今，已取得大量研究成果，但由于漫長的演化歷程使得勉略構(gòu)造帶具有獨特的復(fù)雜性，同時，也為勉略構(gòu)造帶的形成、演化過程研究帶來較大爭議。張國偉等學者認為勉略構(gòu)造帶是晚古生代—早中生代有限洋盆的蛇綠構(gòu)造混雜巖帶(張國偉等，1995，1997，2004；孟慶任等，1996；賴紹聰?shù)龋?998；杜遠生等，1999；Dong Yunpeng et al.，2011；許志琴等，2015)；楊志華等(1999)和馮益民等(2004)通過巖石組合分析、沉積相分析、地層劃分對比等方法，認為勉略構(gòu)造帶在泥盆紀—三疊紀不存在洋盆。然而近年來不同學者對勉略構(gòu)造帶內(nèi)部及其周邊的洋殼玄武巖、變安山巖(具O型埃達克性質(zhì))、陸緣弧型火山巖、洋島型火山巖、雙峰式火山巖等不同類型火山巖研究分析所獲得的大量新元古代年代學信息及地球化學數(shù)據(jù)均指示勉略構(gòu)造帶在新元古代存在古洋盆(張宗清等，2005；閆全人等，2007；劉軍鋒等，2007；李瑞保等，2009；王濤等，2011；林振文等，2013；Dong Yunpeng et al.，2016；徐通，2016)。

踏坡組位于略陽地區(qū)勉略構(gòu)造帶南側(cè)，發(fā)育一套粗粒陸源碎屑巖，巖石組合主要由復(fù)成分礫巖、含礫砂巖、砂巖、粉砂巖和粉砂質(zhì)板巖組成。孟慶任等(1996)認為在略陽地區(qū)晚古生代發(fā)育的略陽沉積盆地，是勉略洋盆南緣裂谷-有限洋盆的一部分。由于后期俯沖造山、碰撞造山作用的影響，略陽盆地北部沉積特征均被構(gòu)造破壞，踏坡組則代表勉略洋盆南緣裂谷沉積特征而被殘留了下來。孟慶仁等(1996)、裴先治(2001)對略陽盆地沉積特征及構(gòu)造演化進行分析，認為踏坡組所處的略陽盆地在泥盆紀處于被動大陸邊緣盆地發(fā)育的早期裂谷盆地層序階段，并于早泥盆世開始裂陷。楊沛兵(2017)也在前人研究基礎(chǔ)上對踏坡組進行沉積相劃分，認為踏坡組沉積是由陸上到深水的過渡過程，并將其沉積相劃分為扇三角洲相、淺海相和海底扇相。王訓練等(2019)認為踏坡組碎屑鋯石年齡譜與魚洞子雜巖和崆嶺雜巖具有相似行，認為踏坡組物源可能來自魚洞子地區(qū)和崆嶺地區(qū)。但是，迄今為止，關(guān)于踏坡組的研究仍比較薄弱，前人工作以沉積相為主，年代學資料不充分，尤其是對其物源區(qū)位置尚未有過系統(tǒng)研究與統(tǒng)一認識。碎屑鋯石年代學分析是研究沉積地層物源區(qū)的重要手段之一，鋯石在巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖中普遍存在，并具有較強的抗風化、抗蝕變能力，能夠在各種地質(zhì)環(huán)境中完好保留下來。筆者通過LA-ICP-MS碎屑鋯石U-Pb年代學測試，結(jié)合踏坡組沉積學和巖石學特征，以及勉略構(gòu)造帶、揚子板塊北緣構(gòu)造演化歷程，綜合分析探討踏坡組物源區(qū)及沉積構(gòu)造背景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

勉略構(gòu)造帶位于秦嶺造山帶南緣，其北以狀元碑走滑斷裂為界與南秦嶺構(gòu)造帶相鄰，南以荷葉壩(夾門子溝)斷裂為界與碧口微地塊毗鄰，主體呈東西—北西西向延伸(圖1)，是由一系列由北向南的復(fù)合逆沖推覆構(gòu)造為骨架，諸多不同性質(zhì)構(gòu)造巖片組成的疊瓦狀逆沖推覆構(gòu)造系(張國偉等，1995，2003，2004，2015；裴先治等，2001，2002)。勉略構(gòu)造帶在物質(zhì)組成上包含了勉略古洋盆發(fā)育不同階段的雙峰式火山巖、洋殼蛇綠巖、洋島火山巖、島弧火山巖以及相關(guān)的沉積地層，由于后期俯沖碰撞造山和造山后作用影響，現(xiàn)今表現(xiàn)為不同時代、不同屬性的構(gòu)造巖片相拼接疊置的構(gòu)造混雜巖帶，局部地區(qū)出露古老結(jié)晶基底。在研究區(qū)內(nèi)，勉略帶主要出露三河口群(D1-2S)、略陽組(D2-C1l)、關(guān)家溝組(Nhg)、相公山白云巖(xdol)、紙房溝火山巖(zflv)、黑溝峽火山巖(hlv)、五郎坪火山巖(wlv)等不同類型沉積巖、火山巖巖片以及研究區(qū)東部時代未定的千枚巖巖片(Xph)。

圖1 秦嶺造山帶大地構(gòu)造單元劃分圖(據(jù)Dong Yunpeng et al.，2016；張國偉等，2015)Fig.1 Division of tectonic units in Qinling orogenic belt

碧口微地塊位于揚子板塊西北緣，主體出露新元古代火山-沉積巖系，以楓相院-銅錢壩斷裂為界可將其劃分為南部新元古代碧口群和北部新元古代橫丹群(裴先治等，1989，1992；徐通等, 2013；閆全人等，2003；平先權(quán)等, 2014)。此外，還發(fā)育有震旦系—寒武系沉積地層(包括陡山沱組碳硅質(zhì)板巖、泥質(zhì)灰?guī)r、變砂巖和燈影組白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r)、新元古代侵入巖體(白雀寺巖體、二里壩巖體、銅廠巖體等)和新太古代魚洞子雜巖(魚洞子巖群和花崗質(zhì)片麻巖)。

南秦嶺造山帶位于勉略構(gòu)造帶北側(cè)，其基底主要由中—新元古代淺變質(zhì)火山巖和零星出露的新太古代—古元古代中深變質(zhì)巖塊組成，與華北板塊和北秦嶺構(gòu)造帶的前寒武紀構(gòu)造演化特征具有顯著差別(平先權(quán)等, 2014)。系統(tǒng)的Pb、Nd同位素、微量元素地球化學特征以及800～900 Ma地殼急劇垂向增生表明南秦嶺構(gòu)造帶與揚子板塊具有相同的殼幔演化史，認為南秦嶺構(gòu)造帶是由揚子板塊北緣發(fā)展起來的前陸褶皺沖斷帶(許志琴等，1986；董云鵬等，2002)。其蓋層以震旦紀—古生代沉積地層為主，在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育大堡巖組(O3db)和白水江群迭部組(S1d)。

1.2 踏坡組地層特征

踏坡組(D1-2t)主要位于勉略構(gòu)造帶南側(cè)，角度不整合覆蓋于碧口群和東側(cè)震旦系沉積地層之上，受荷葉壩斷裂控制，在平面上呈扇形展布(圖2)，主體巖性為一套粗粒陸源碎屑巖，代表勉略構(gòu)造帶南側(cè)泥盆紀原地堆積。踏坡組變質(zhì)程度較弱，但內(nèi)部構(gòu)造變形強烈，變形樣式復(fù)雜，表現(xiàn)為多期褶皺疊加，緊閉同斜褶皺和較大尺度的寬緩褶皺同存(圖3a)，總體上呈由北向南的逆沖推覆的復(fù)式單斜構(gòu)造，并伴隨有局部走滑構(gòu)造。

1.泥盆—石炭系略陽組；2.下—中泥盆統(tǒng)三河口群(主體為一套碎屑巖夾少量碳酸鹽巖)；3.下—中泥盆統(tǒng)踏坡組；4.下志留統(tǒng)迭部組；5.上奧陶統(tǒng)大堡巖組；6.震旦系(主要包括陡山沱組和燈影組)；7.南華系關(guān)家溝組；8.新元古界碧口群；9.新太古界魚洞子巖群；10.石英閃長玢巖；11.中細粒二長花崗巖；12.中細?；◢忛W長巖；13.中細粒英云閃長巖；14.中細粒閃長巖；15.堆晶輝長巖；16.輝綠(玢)巖；17.細粒輝長巖；18.超基性巖；19.花崗質(zhì)片麻巖；20.相公山白云巖巖塊；21.紙房溝火山巖巖片；22.黑溝峽火山巖巖片；23.五郎坪火山巖巖片；24.時代未定的地質(zhì)體；25.角度不整合；26.侵入巖脈動接觸界線；27.地層界線、侵入體界線；28.一、二級斷層；29.同位素年齡樣品位置；30.勘查路線圖2 勉略構(gòu)造帶及鄰區(qū)構(gòu)造簡圖和略陽地區(qū)地質(zhì)簡圖(陜西地質(zhì)礦產(chǎn)地礦開發(fā)局綜合研究隊)Fig.2 Brief structural diagram of the Mianlue tectonic zone and adjacent area and geological map of the Lueyang area

a. 強硬砂巖層顯示緊閉褶皺；b. 火焰狀構(gòu)造；c. 鮑馬序列；d. 滑塌塊體；e. 礫石特征(踏坡組底部)；f. 礫石特征(踏坡組頂部)；g. ML1299-2鏡下照片(+)；h. ML1304-2鏡下照片(+)Q.石英；F.長石；R.巖屑圖3 踏坡組沉積地層野外露頭特征及巖石樣品顯微照片F(xiàn)ig.3 The photos of characteristics of the outcrop and geological phenomena in the Tapo Formation and the micrograph of the samples

通過詳實的野外地質(zhì)調(diào)查，根據(jù)踏坡組出露特征和空間展布，以其巖性組合與沉積構(gòu)造發(fā)育特征為主要依據(jù)，對踏坡組進行地層劃分，具體劃分為以下3個段(圖4、圖5)。

D2-C1l.略陽組；D1-2t3.踏坡組上段；D1-2t2-3.踏坡組中段上層；D1-2t2-2踏坡組中段中層；D1-2t2-1.踏坡組中段下層；D1-2t1.踏坡組下段；Pt3bk.新元古界碧石群圖5 踏坡組柱狀圖及采樣位置Fig.5 The stratigraphic column diagram of the Tapo Formation and the location of samples

下段(D1-2t1)為沖積扇—扇三角洲沉積，主要為灰色厚層-塊狀復(fù)成分礫巖、厚層-塊狀含礫粗砂巖、粗砂巖夾少量深灰色細砂巖，礫石大小不一，以0.2～11 cm為主，個別礫石粒徑達22 cm，礫石主要由花崗巖礫石、砂巖礫石、白云巖礫石和石英巖礫石和少量泥質(zhì)礫石組成，其中花崗巖礫石、白云巖礫石和石英巖礫石磨圓相對較好，多呈渾圓狀-次圓狀，而砂巖礫石和泥質(zhì)礫石磨圓度較差，多為次棱角狀-棱角狀，可見礫石長軸垂直或大角度相較于層面的泥石流沉積特征，局部礫石顯示向上逐漸減少的遞變特征。

中段(D1-2t2)為水下扇沉積，巖性組合以細碎屑巖夾中-粗碎屑巖為主，并可細分為下層細碎屑巖層段、中層粗碎屑巖層段和上層細碎屑巖夾含礫砂巖層段。下層(D1-2t2-1)細碎屑巖以中薄層細砂巖和粉砂巖為主，發(fā)育有典型的火焰狀構(gòu)造、粒序?qū)永?、負載構(gòu)造等沉積構(gòu)造，多見鮑馬序列(Tbcd)，指示濁流沉積特征；中層(D1-2t2-2)以淺灰色厚層狀礫巖、含礫砂巖，淺肉紅色厚層狀含礫砂巖，灰色薄層狀細粒砂巖夾薄層細砂巖、薄層狀粉砂巖為特征，礫石大小混雜，多為0.2～4.0 cm，磨圓以次棱角狀-棱角狀為主，成分多為粉砂巖、硅質(zhì)巖礫石。局部地區(qū)發(fā)育大小不一的滑塌塊體。淺肉紅色含礫砂巖礫石粒徑較小，多為0.2～1.0 cm，次圓狀-棱角狀為主，礫石成分多為砂巖、白云巖和硅質(zhì)巖礫石，代表了沉積時期短暫的富氧環(huán)境；上層(D1-2t2-3)：主體為灰黑色中薄層狀砂巖、薄層狀粉砂巖，夾灰色中層狀細礫巖。該層段沉積構(gòu)造發(fā)育，發(fā)育鮑馬序列(以Tbcd、Tbcde段為主)、平行層理、爬升層理、粒序?qū)永硪约皼_刷面構(gòu)造。

踏坡組上段(D1-2t3)發(fā)育扇三角洲沉積的礫巖-含礫砂巖-砂巖，夾少量薄層狀粉砂巖，頂部發(fā)育千枚巖夾少量中薄層狀灰?guī)r，礫石成分以白云巖、灰?guī)r和花崗巖為主，礫石磨圓度較好，主體為次圓狀-次棱角狀，與略陽組灰?guī)r(D2-C1l)呈指狀交叉的接觸關(guān)系。與上覆略陽組灰?guī)r呈整合接觸，局部被后期逆沖斷層改造。

2 樣品位置和分析方法

2.1 樣品位置和樣品特征

為限定踏坡組形成時代和物源區(qū)特征，在踏坡組南北分別采集粗砂巖、砂巖樣品進行碎屑鋯石U-Pb年齡譜分析，樣品所在地層位置如圖3所示。北側(cè)樣品(ML1299-2)位于踏坡組上段，粒度相對較細，為灰色中層狀中細粒長石巖屑砂巖(圖3g)，樣品地理坐標為N 33°16′05″；E 106°07′03″；粒徑為0.10～0.25 mm，分選、磨圓較差，總體呈現(xiàn)棱角-次棱角狀，碎屑骨架中巖屑含量為50%±，石英含量為30%±，長石含量為15%±，鈣質(zhì)膠結(jié)，巖屑中包含大量白云質(zhì)巖屑，長石不同程度蝕變?yōu)榻佋颇福荒蟼?cè)樣品(ML1304-2)踏坡組中段，巖性為灰色中厚層狀中粗粒巖屑砂巖(圖2h)，采樣點地理坐標為N 33°17′33″；E 106°08′29″，粒徑總體為0.2～0.5 mm，分選、磨圓差，多呈棱角-次棱角狀，碎屑骨架以巖屑、石英為主，巖屑含量為60%±，石英含量為20%±，長石為8%±，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，具有弱定向性。

2.2 實驗測試方法

本次樣品鋯石分選及制靶工作在河北省廊坊市峰澤源巖礦檢測技術(shù)有限公司利用標準技術(shù)完成，陰極發(fā)光(CL)照片在西安瑞石科技有限公司完成。單顆粒鋯石U-Pb同位素原位測定在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進行，實驗儀器為Thermo Fisher公司制造的Neptune，測試系統(tǒng)為激光燒蝕多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICPMS)，激光剝蝕斑束直徑約為35 μm，選取NISTSRM 610作為元素含量外標計算鋯石樣品的Pb、Th、U含量，標準鋯石GJ-1作為鋯石標樣(李懷坤等，2009)。采用ICPMS DataCal軟件對原始數(shù)據(jù)進行處理，利用208Pb校正法對普通鉛進行校正，用Isoplot宏繪制碎屑鋯石年齡頻譜圖和碎屑鋯石U-Pb諧和圖，詳細數(shù)據(jù)處理步驟和分析方法見張本仁等，(1996)。為了提高數(shù)據(jù)可信度，筆者舍棄諧和度小于90%的鋯石數(shù)據(jù)。由于測得年齡數(shù)據(jù)全部大于1.0 Ga，所以采用207Pb/206Pb年齡進行分析(Griffin et al., 2004；吳元保等，2004)。

3 測試結(jié)果

3.1 鋯石形態(tài)特征

CL圖像能夠清晰、有效地反映鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)。踏坡組砂巖樣品ML1304-2和ML1299-2代表性鋯石陰極發(fā)光照片及對應(yīng)年齡如圖6所示。據(jù)CL圖像顯示，鋯石多呈無色透明或淺灰黃色，形態(tài)上以自形-半自形長柱狀、短柱狀為主，個別鋯石因破碎而呈現(xiàn)出不規(guī)則狀。少數(shù)鋯石由于變質(zhì)重結(jié)晶作用導致Th4+流失，而顯示為弱條帶的灰白-亮白色。據(jù)前人研究，不同成因鋯石Th、U含量及Th/U值不同，通常認為巖漿鋯石的Th、U含量較高，Th/U值較大(一般>0.4)，變質(zhì)鋯石的Th、U含量低，Th/U值小(一般<0.1)(Hermann J et al., 2001；吳元保等，2004)。LA-MC-ICPMS測試數(shù)據(jù)顯示，判別圖解如圖7所示，北側(cè)砂巖樣品ML1299-2鋯石Th/U值為0.29～2.56，主要集中在0.4～1.3；南側(cè)砂巖樣品ML1304-2鋯石Th/U值基本為0.13～2.09，主要集中在0.5～1.3，為典型的巖漿鋯石。

圖6 踏坡組砂巖樣品(ML1299-2、ML1304-2)代表性鋯石CL圖像及表面年齡Fig.6 Cathodolum Inescence (CL) images and ages of single zircon of the two samples in the Tapo Formation (ML1299-2、ML1304-2)

圖7 踏坡組砂巖樣品鋯石成因判別圖解Fig.7 Schematic diagram of the zircon formation of the samples

3.2 鋯石U-Pb年齡

每個樣品各選取不同大小、形態(tài)及震蕩環(huán)帶特征的80個單顆粒鋯石進行微區(qū)測試，為了保證測試數(shù)據(jù)準確性和可信度，在選取鋯石晶域時力求避免包裹體、裂縫和多期改造區(qū)域。測試數(shù)據(jù)顯示南側(cè)砂巖樣品ML1304-2諧和度極高，所有測試點諧和度全部處于98%～99%，北側(cè)砂巖樣品ML1299-2諧和度較差，去除諧和度低于90%的測試數(shù)據(jù)，剩余62個有效測試點，所有有效測試點206Pb/238U、207Pb/235U、207Pb/206U表面年齡基本一致，表明所得數(shù)據(jù)可信度高，測試結(jié)果如表1所示。

北側(cè)砂巖樣品ML1299-2測試點中最年輕的鋯石207Pb/206Pb表面年齡為1 537了Ma，最古老鋯石年齡為2 692Ma。根據(jù)碎屑鋯石U-Pb年齡頻譜圖(圖8a、圖8b)，ML1299-2樣品年齡主要分為以下2組年齡：1 967～2 035 Ma年齡組鋯石32顆，約占總數(shù)的52%，碎屑鋯石U-Pb年齡譜中表現(xiàn)為強烈峰值，峰值年齡為2 001 Ma；2 413～2 692 Ma年齡組鋯石20顆，約占總數(shù)的32%，該年齡組峰值年齡為2 456 Ma。此外，還有1 848 Ma年齡鋯石1顆，2 192 Ma、2 254 Ma、2 309 Ma、2 317 Ma、2 339 Ma、2 366 Ma等6顆鋯石均勻散布在兩峰之間。

南側(cè)砂巖樣品ML1304-2中最年輕的鋯石表面年齡為1 432Ma，最古老的鋯石年齡為3 297Ma。碎屑鋯石U-Pb年齡頻譜圖(圖8c、圖8d)顯示，其主要年齡分布可細化為：1 969～2 089Ma年齡組鋯石有45顆，約占總數(shù)的56%，碎屑鋯石年齡譜中表現(xiàn)為強烈峰值，峰值年齡為2 005Ma；2 424～2 706Ma年齡組鋯石27顆，占總數(shù)的34%，峰值年齡為2 480Ma；3 122Ma、3 297Ma鋯石各1顆；2 140Ma、2 224Ma、2 306Ma等3顆鋯石散布在兩峰之間。

圖8 踏坡組砂巖樣品碎屑鋯石U-Pb年齡頻譜圖及諧和圖Fig.8 Detrital zircon U-Pb age spectrum and harmonic diagram of the samples

4 討論

4.1 踏坡組礫石組分分析

沉積學和巖石學方法是判斷陸源碎屑巖物質(zhì)來源、推測源區(qū)母巖類型的手段之一。肉眼可見的礫巖、含礫砂巖中的礫石是野外判別物源區(qū)最直接、最有效的方法。

本次獲取踏坡組礫石統(tǒng)計數(shù)據(jù)14組。其中，統(tǒng)計點1～8位于踏坡組上段，統(tǒng)計點9～10位于踏坡組中段，統(tǒng)計點11～14位于踏坡組下段，具體點位見圖4。踏坡組礫石統(tǒng)計結(jié)果如圖9所示，礫石成分主要包括花崗巖礫石、石英巖礫石、白云巖礫石與灰?guī)r礫石，礫石磨圓度相對較好，約占礫石總量78%～96%。考慮到白云巖、灰?guī)r以及砂巖等并不能夠產(chǎn)出鋯石，因此對踏坡組礫石組分分析是十分必要的。值得注意的是：除以上主要礫石成分外，還含有一定量棱角狀-次圓狀的砂巖礫石和板巖礫石，主體呈現(xiàn)長條狀，認為是早期尚未完全固結(jié)的砂巖和強風化板巖在踏坡組沉積時期高能水動力的作用下破碎形成的產(chǎn)物。

圖9 踏坡組主要礫石含量對比Fig.9 The comparison of content of major groups of gravel in Tapo Formation

不難發(fā)現(xiàn)，踏坡組下段與踏坡組中—上段主要礫石成分與磨圓度具有明顯差異性，將不同層位主要礫石成分進行對比可清晰發(fā)現(xiàn)(圖9)，踏坡組下段礫石成分以灰?guī)r礫石和白云巖礫石為主，約占60%～80%，花崗巖礫石相對較少；而踏坡組中段與上段礫石則以花崗巖礫石和石英巖礫石為主，約占總量60%～90%，灰?guī)r礫石和白云巖礫石劇烈減少，指示踏坡組沉積時期物源可能發(fā)生由白云巖、灰?guī)r物源區(qū)向花崗巖物源區(qū)的轉(zhuǎn)變。

在踏坡組礫石磨圓度統(tǒng)計圖(圖10)中依然顯示出踏坡組下段與中—上段具有明顯不同，下段礫石中次棱角狀和次圓狀占據(jù)明顯優(yōu)勢，而在上端則以次圓狀和渾圓狀礫石為主。這同樣證實了踏坡組物源的變化，且隨著白云巖和灰?guī)r物源區(qū)物質(zhì)供給逐漸減少，花崗質(zhì)物源區(qū)物質(zhì)供給逐漸增多，且碎屑物質(zhì)搬運距離愈來愈遠。

圖10 踏坡組礫石磨圓度統(tǒng)計圖Fig.10 Statistics of roundness of gravel in Tapo Formation

踏坡組周緣主要發(fā)育有前寒武及早古生代地質(zhì)體主要有魚洞子雜巖、碧口群和震旦紀陡山沱組、燈影組。魚洞子雜巖主體于略陽縣魚洞子地區(qū)(張宗清等，2001)，以構(gòu)造巖片形式近東—西向展布，物質(zhì)組成上包括了斜長角閃巖、變粒巖、綠片巖、石英巖和少量磁鐵石英巖為主的魚洞子巖群和一套TTG巖系(張欣等，2010；王洪亮等，2011)。碧口群位于踏坡組南側(cè)，主要發(fā)育一套火山-沉積巖系；陡山沱組下部主要為變砂巖和含礫粗砂巖，上部主要發(fā)育碳質(zhì)板巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)巖；燈影組則以廣泛發(fā)育的白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖為特征。顯然，大量的白云質(zhì)灰?guī)r礫石和白云巖礫石無疑來自鄰近的震旦系陡山沱組、燈影組，而花崗巖礫石和石英巖礫石可能來自于魚洞子雜巖，而南側(cè)的碧口群尚未或很少為踏坡組提供碎屑物質(zhì)。而礫石成分在垂向上的差異表明隨踏坡組沉積早期，不整合于其下的陡山沱組和燈影組為其提供主要碎屑物質(zhì)，但隨著沉積進行，臨近燈影組和陡山沱組剝蝕殆盡，踏坡組物源區(qū)隨之遷移，由該地區(qū)古老基底——魚洞子雜巖可能為踏坡組提供物質(zhì)供給。

4.2 碎屑鋯石源區(qū)分析

筆者所測踏坡組2個砂巖樣品的碎屑鋯石年齡頻譜圖均具有2個明顯的峰值區(qū)，分別為2 706～2 413 Ma和2 089～1 967 Ma。此外，還具有少數(shù)中—新太古代和中元古代鋯石年齡異常集中的年齡峰值指示踏坡組可能為近源快速堆積的產(chǎn)物。

現(xiàn)今踏坡組周緣主要出露揚子板塊北緣、南秦嶺構(gòu)造帶以及碧口微地塊相關(guān)地質(zhì)體，現(xiàn)有研究表明，南秦嶺地區(qū)在泥盆紀與踏坡組以海槽相隔，碧口微地塊中的火山巖以及侵入巖相關(guān)的大量同位素年代學指示其形成時間為879～776 Ma。顯然，南秦嶺構(gòu)造帶與碧口微地塊相關(guān)地質(zhì)體尚不能成為踏坡組的合理物源區(qū)，即踏坡組碎屑物質(zhì)極可能來自于揚子板塊北緣。揚子板塊太古宙—古元古代結(jié)晶基底現(xiàn)今零星出露于揚子板塊北緣(Wang Xuance et al., 2012)，與本次工作年齡數(shù)據(jù)相符的主要地質(zhì)體有略陽地區(qū)魚洞子雜巖、碑壩地區(qū)后河雜巖、宜昌地區(qū)崆嶺雜巖以及大別山黃土嶺片麻巖。

4.2.1 2 706～2 413 Ma年齡組信息

2 600～2400 Ma是全球大陸形成和新太古代—古元古代Kenorland超大陸穩(wěn)定的重要時期，前人多次獲得古太古代—新太古代模式年齡(2.7～3.5 Ga)表明新太古代揚子板塊經(jīng)歷太古宙地殼再造并伴隨有年輕地殼的加入(Hui Bo et al., 2017；Zhou Guangyan et al., 2018；Chen Qiong et al., 2018，2019)。然而揚子板塊前寒武紀基底受南華紀、震旦紀及顯生宙以來沉積地層覆蓋僅零星裸露(Condon D et al., 2005)。湖北宜昌崆嶺地體(3.45～1.9 Ga)是揚子板塊古太古代—古元古代結(jié)晶基底的典型代表，并被廣泛認為是揚子板塊太古宙陸核(韓鵬園，2017)，主要包括太古宙TTG片麻巖(2.9～3.45 Ga)、斜長角閃巖(～3.0 Ga)、新太古代A型花崗質(zhì)片麻巖(2.6～2.7 Ga)和古元古代變沉積巖(高山等，2001；Jiao Wenfang et al., 2009；Guo Jingliang et al., 2014)。Sun Ming et al.(2008)和Wu Yuanbao et al.(2008)在大別造山帶黃土嶺麻粒巖獲得新太古代—古元古代SIMS和LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡(2.9～2.7 Ga)。而從巖性組合與高度集中的年齡譜來看，踏坡組應(yīng)為近源快速堆積的產(chǎn)物，其物源區(qū)不可能太遠，年齡組成上也并未發(fā)現(xiàn)大量>2.7 Ga碎屑鋯石年齡。因此，無論是從空間配置關(guān)系還是年齡組成上，崆嶺雜巖和黃土嶺片麻巖都不可能成為踏坡組的合理物源。因此，2 706～2 413 Ma年齡組鋯石更合理的物源區(qū)應(yīng)為鄰近的揚子板塊北緣新太古代—古元古代結(jié)晶基底的碧口微地塊的魚洞子雜巖(2.7～2.4 Ga)。

魚洞子雜巖構(gòu)造位置位于勉略構(gòu)造帶南側(cè)，主要由魚洞子巖群和花崗質(zhì)片麻巖系組成(張欣等，2010；王洪亮等，2011)。前人關(guān)于魚洞子雜巖年代學研究給出不同巖性鋯石U-Pb年代學資料(2 815～2 449 Ma)，Hui Bo et al.(2017)通過LA-ICPMS鋯石U-Pb測年方法分別獲得魚洞子TTG片麻巖年齡為(2 815±18) Ma、角閃斜長片麻巖年齡為(2 692±28) Ma、黑云斜長片麻巖年齡為2 449～2 480 Ma；王洪亮等(2011)認為魚洞子巖群磁鐵石英巖中巖漿鋯石LA-ICPMS鋯石U-Pb不一致曲線上交點年齡為 (2 645±25)Ma；Zhou Guangyanetal(2018)同樣獲得魚洞子雜巖TTG巖系2.65 Ga年齡數(shù)據(jù)(LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡)，并認為在2.48 Ga魚洞子地區(qū)經(jīng)歷了古老地殼重熔事件。TTG巖系全巖Nd模式年齡為3.3～2.9 Ga，表明魚洞子雜巖具有明顯的地殼演化史，巖漿來源可能為中太古代，并在～2.5 Ga經(jīng)歷古老地殼熔融(張宗清等，2001；張欣等，2010；王洪亮等，2011；Chen Zhihong et al., 2016；Hui Bo et al., 2017；Zhou Guangyan et al., 2018；Chen Qiong et al., 2018，2019)。

綜上所述，踏坡組2 706～2 413 Ma年齡組年齡特征與揚子板塊西北緣新太古代—古元古代早期地質(zhì)演化和相關(guān)年齡報道具有高度同一性，最老鋯石3 122 Ma和3 297 Ma與魚洞子雜巖模式年齡相一致，可能為古老陸殼重熔殘留的產(chǎn)物，認為魚洞子雜巖可能為踏坡組重要物源區(qū)之一。

4.2.2 2 089～1 967 Ma年齡組信息

2.1～1.8 Ga構(gòu)造年代學記錄在揚子板塊北緣廣泛存在，強烈的巖漿活動和變質(zhì)事件代表該時期強烈的碰撞造山事件，其形成可能與古元古代Columbia超大陸匯聚與裂解有關(guān)(張麗娟等，2011；Hu Juan et al., 2013；肖亮，2018)。2 089～1 967 Ma年齡段鋯石年齡在勉略構(gòu)造帶及其鄰區(qū)的報道主要集中在后河雜巖和沉積地層中。后河雜巖是揚子板塊西北緣出露的古老結(jié)晶基底，主要呈殘存狀零星出露于漢中市南鄭縣后河、碑壩、朱家壩地區(qū)，主要由下部強烈混合巖化的灰色片麻巖系(TTG巖系)、變基性巖(斜長角閃巖)和上部副變質(zhì)巖組成(肖亮，2018)。Wu Yuanbao et al.(2012)獲得后河地區(qū)TTG片麻巖LA-ICPM鋯石U-Pb年齡為(2 081±9)Ma，并認為該年齡代表了后河雜巖TTG巖系形成時代。

雖然揚子板塊新太古代—古元古代地質(zhì)體僅呈零星狀出露，但是，在揚子板塊內(nèi)部沉積地層和變質(zhì)地層中仍有大量2 089～1 967 Ma年齡報道(Liu Xiaoming et al., 2008；佘振兵，2007；張麗娟等，2011；Wu Yuanbao et al., 2012)?，F(xiàn)有資料表明相關(guān)地質(zhì)體主要有：大別山黃土嶺麻粒巖(1 992 Ma，鋯石蒸發(fā)法；1 998 Ma，石榴子石逐步溶解法；2 002 Ma，SIMS；2 052 Ma，LA-ICPMS)(周漢文等，1998；吳元保等，2003；夏群科等，2003)，崆嶺雜巖副片麻巖(1 939 Ma，Sm-Nd等時線法)、角閃巖(1 958 Ma，Sm-Nd等時線法)(凌文黎，1996)、奧長花崗巖(～1 990 Ma，SHRIMP)(夏群科等，2003；Chen Qiong et al., 2019)、變泥質(zhì)巖(～1 940 Ma，LA-ICPMS)(Zhang Shaobing et al., 2006)和混合巖(1 980～2 013 Ma，SHRIMP)(Zhang Shaobing et al., 2006)。盧山松等(2012)通過地球化學研究認為后河雜巖具有島弧巖漿巖特征，并形成于活動大陸邊緣。Liu Xiaoming et al.(2008)對三峽地區(qū)南華—震旦紀沉積地層進行大量同位素年代學研究，獲得的太古宙—古元古代年齡譜與筆者研究具有高度相似性。從年齡關(guān)系來看，后河雜巖貌似是踏坡組的合理物源，但是，現(xiàn)有研究認為，后河雜巖所處的米倉山地區(qū)抬升于侏羅紀(許長海等，2010)，在早—中泥盆世并不能為踏坡組提供碎屑物質(zhì)。

經(jīng)以上綜合分析，能夠作為踏坡組的合理物源地質(zhì)體貌似只有附近的魚洞子雜巖，但是現(xiàn)有研究并未發(fā)現(xiàn)魚洞子雜巖有～2.0 Ga年齡報道。因此，有2種可能：其一，魚洞子雜巖曾經(jīng)可能存在～2.0 Ga年齡，但是在后期抬升剝蝕或構(gòu)造演化中被剝蝕掉，陜西地質(zhì)礦產(chǎn)地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局綜合研究隊在1∶5萬略陽幅地質(zhì)圖測制中指出在蘇家河地區(qū)有魚洞子巖群出露，并與踏坡組呈角度不整合接觸，由此可見，魚洞子雜巖的原始分布區(qū)域可能要比現(xiàn)今出露的范圍更為廣泛；其二，2.1～1.8 Ga年齡信息代表揚子板塊北緣古元古代強烈的俯沖-碰撞造山事件，其形成可能與古元古代Columbia超大陸匯聚與裂解有關(guān)(Li Sanzhong et al., 2007；Li Longming et al., 2014)，而踏坡組鄰區(qū)可能存在～2.0 Ga年齡地質(zhì)體，由于揚子板塊和華北板塊碰撞造山過程中被推覆塊體所掩蓋。綜合分析認為，魚洞子雜巖或現(xiàn)今尚未出露地表的揚子板塊西北緣古元古代古老基底為踏坡組提供大量沉積物質(zhì)。

綜合踏坡組礫石成分和碎屑鋯石年齡譜信息，認為其物源主要來自以魚洞子雜巖和后河雜巖為代表的揚子板塊西北緣變質(zhì)結(jié)晶基底和踏坡組周緣的震旦系陡山沱組和燈影組。

4.3 地質(zhì)意義

勉略構(gòu)造帶及鄰區(qū)記錄的大量新元古代早中期板塊匯聚型巖漿事件表明勉略古洋盆存在時間限定在新元古代(826～812 Ma)(閆全人等，2007)，新元古代中晚期進入后碰撞裂解階段(閆全人等，2007；王濤，2008；徐通等，2013，2016；林振文等，2013)。早古生代勉略構(gòu)造帶則處于持續(xù)裂解階段，勉略帶及鄰區(qū)相關(guān)年齡紀錄較少，勉略帶北側(cè)大堡巖組洋島型玄武巖(455～446 Ma)(王濤，2008)、東延北大巴山洞河組雙峰式火山巖、堿性巖以及后龍門山毛塔子雙峰式火山巖(472±9) Ma(李佐臣，2009)均指示勉略構(gòu)造帶及其鄰區(qū)在早古生代處于裂解環(huán)境(Dong Yunpeng et al., 2016)。早古生代末裂谷肩部抬升使得揚子板塊西北緣遭受剝蝕，大面積缺失泥盆—石炭系，但在勉略帶內(nèi)部廣泛發(fā)育泥盆—石炭系(賴紹聰?shù)龋?998；李三忠等，2003)。早—中泥盆世總體表現(xiàn)為伸展環(huán)境下的裂陷盆地-被動大陸邊緣沉積體系，勉略帶北部早泥盆世三河口群發(fā)育一套濁積巖沉積(或復(fù)理石沉積)，南側(cè)則以踏坡組陸源碎屑巖和整合于其上的略陽組碳酸鹽巖沉積組合作為響應(yīng)。

踏坡組沉積地層記錄了勉略構(gòu)造帶由伸展裂陷向穩(wěn)定沉積的演變過程，并將伸展裂陷完成時間限定在早—中泥盆世。從沉積巖性組合和沉積構(gòu)造特征，可將踏坡組劃分為3個巖性段。踏坡組下段為一套沖積扇—扇三角洲沉積的巖厚層-塊狀礫巖、含礫砂巖，可見典型的泥石流沉積特征，指示強水動力作用下的快速垂向加積；中段為斜坡相水下扇沉積，主要發(fā)育細粒的中細粒砂巖，局部發(fā)育礫巖、砂礫巖，發(fā)育典型的鮑馬序列Tbcd、火焰狀構(gòu)造、滑塌構(gòu)造、粒序?qū)永硪约柏撦d構(gòu)造等沉積構(gòu)造，指示斜坡相濁流沉積和液化沉積物流沉積；上段主體發(fā)育厚層-塊狀礫巖、中薄層狀砂巖、細砂巖以及粉砂質(zhì)板巖，向上逐漸過渡到略陽組臺地相沉積，呈整合接觸，巖性組合上符合與淺水扇三角洲沉積特征。將沉積巖性組合與區(qū)域構(gòu)造演化結(jié)合分析：踏坡組下段和中段形成于泥盆紀伸展環(huán)境下的裂陷盆地，從而也說明勉略構(gòu)造帶在略陽地區(qū)伸展裂陷可能持續(xù)到早泥盆世。隨著伸展裂陷作用停止，略陽地區(qū)逐漸抬升，在踏坡組頂部沉積—套粗粒碎屑巖，隨后在勉略構(gòu)造帶內(nèi)部及鄰區(qū)發(fā)育大范圍的碳酸鹽巖臺地沉積，在略陽地區(qū)發(fā)育一套以深灰色生物碎屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r夾少量泥質(zhì)灰?guī)r、碳質(zhì)千枚巖以及粉砂質(zhì)板巖組成，即整合于踏坡組之上開闊臺地相的略陽組。

綜合區(qū)域地質(zhì)事實和前人研究成果，踏坡組記錄了勉略構(gòu)造帶由伸展裂陷向穩(wěn)定沉積的演變過程，并將伸展裂陷完成時間限定在早—中泥盆世。綜合礫石成分統(tǒng)計與碎屑鋯石同位素年代學分析，認為現(xiàn)今出露于踏坡組鄰區(qū)的震旦系陡山沱組和燈影組、新太古代魚洞子雜巖以及未出露的古元古代結(jié)晶基底為踏坡組主要物源區(qū)。并且隨沉積進行，物源供給上由陡山沱組和燈影組逐漸向魚洞子雜巖等古老基底轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)語

(1)踏坡組是一套礫巖、砂巖、粉砂質(zhì)板巖組成的陸源碎屑巖，是近源快速堆積的產(chǎn)物。其形成記錄了勉略構(gòu)造帶由伸展裂陷向穩(wěn)定沉積的演變過程。

(2)綜合礫石成分統(tǒng)計與碎屑鋯石同位素年代學分析，認為現(xiàn)今出露于踏坡組鄰區(qū)的震旦系陡山沱組和燈影組、新太古代魚洞子雜巖以及未出露的古元古代結(jié)晶基底為踏坡組主要物源區(qū)。而踏坡組物源供給上由陡山沱組和燈影組逐漸向魚洞子雜巖等古老基底轉(zhuǎn)變。

(3)踏坡組記錄了勉略構(gòu)造帶由伸展裂陷向穩(wěn)定沉積的演變過程，并將其伸展裂陷完成時間限定在早—中泥盆世。