阿尔泰北部喀纳斯群碎屑岩锆石U-Pb同位素年龄及其意义

王星，蔺新望，赵端昌，张亚峰，菅坤坤，杜彪，朱伟鹏

(1.陕西省地质调查中心，陕西 西安　710068；2.太原理工大学，山西 太原　030024)



阿尔泰北部喀纳斯群碎屑岩锆石U-Pb同位素年龄及其意义

王星1，蔺新望1，赵端昌1，张亚峰1，菅坤坤1，杜彪1，朱伟鹏2

(1.陕西省地质调查中心，陕西 西安710068；2.太原理工大学，山西 太原030024)

阿尔泰北部大面积出露的喀纳斯群为一套巨厚的浅变质陆缘碎屑岩，本次工作系统采集了锆石同位素年龄样品及岩石地球化学样品，其地球化学分析结果显示沉积物来源于被动大陆边缘环境；获得的碎屑锆石U-Pb同位素年龄资料中，最年轻的岩浆锆石年龄为(545.8±3.7)Ma，据此可将喀纳斯群的底界定为震旦系；较老的元古代锆石年龄(858±13 Ma及1 800～1 983Ma)暗示了物源区很可能存在前寒武纪大陆地壳基底。

喀纳斯群；锆石U-Pb年龄；复理石；碎屑沉积岩；阿尔泰

阿尔泰造山带位于中亚造山带的西南部，沿北西—南东向横贯中—蒙—俄—哈4国，全长约2 000 km，在中国境内的部分约有500 km(何国琦等，1990)。作为中亚造山带的重要组成部分，阿尔泰造山带在全球的地质构造演化研究中占有重要地位，深受国内外学者的关注。近年来，关于阿尔泰造山带的研究越来越多(WANG et al.，2006；陈汉林等，2006；李会军等，2006，2010；童英等，2007；杨富全等，2008；孙桂华等，2009；柴凤梅等，2009，2010；王涛等，2010；刘国仁等，2010；张亚峰等，2015；白建科等，2015；蔺新望等，2015；张越等，2015；彭素霞等，2015；王宪伟等，2015)，研究重点集中在阿尔泰山大面积出露的岩浆岩及与之相关的矿产资源等方面。随着LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄资料的丰富，阿尔泰造山带的研究程度也越来越高。

中国阿尔泰造山带大地构造分区属天山-兴蒙造山系阿尔泰弧盆系(潘桂棠等，2009)，具有增生型造山带的基本特征，如以往研究的钙碱性火山岩和花岗岩。此外，阿尔泰北部的喀纳斯一带大面积出露一套浅变质的复理石沉积，也是造山带的重要组成部分。原1∶20万区调将其划归哈巴河群，后经王广耀等(1983)研究将其厘定为喀纳斯群。对这套浅变质的碎屑沉积岩时代归属及其所代表的沉积环境如今存在不同的认识：一种观点(何国琦等，1990；刘源等，2013)认为喀纳斯群的形成时代应为震旦—寒武纪，其构造背景属被动陆缘的沉积环境；另一种观点(袁超等，2007；龙晓平等，2008)则认为这套碎屑岩的沉积时代归属早泥盆—中奥陶世，沉积环境属活动大陆边缘。鉴于现有资料存在的分歧，笔者在最近开展的新疆阿尔泰1∶5万友谊峰等5幅区域地质调查工作中，通过对该套地层进行剖面测制和地质路线调查，详细研究了其地质特征，采集了碎屑锆石U-Pb同位素年代学及地球化学样品全面进行分析，以期为限定地层的最大沉积时代及其沉积环境构造背景的判别提供依据。

1　区域地质概况

中国阿尔泰造山带北至中国—蒙古、俄罗斯及哈萨克斯坦边境，南以额尔齐斯-玛因鄂博构造带与哈萨克斯坦-准噶尔板块北缘相邻，总体呈北西向展布，大地构造位置属西伯利亚板块南缘。由北向南以红山嘴-诺尔特断裂和阿巴宫-库尔提断裂为界，将其由北向南依次为北阿尔泰、中阿尔泰和南阿尔泰3个块体(LI et al.,2003；XIAO et al.,2004)(图1a)。北阿尔泰块体主要由震旦—寒武系、上泥盆统一下石炭统火山-沉积岩组成；中阿尔泰块体主要由震旦系—下古生界深变质岩系和奥陶—侏罗纪侵入岩组成。其中，阿尔泰北部出露大量的碎屑沉积岩，可能有前寒武纪基底存在(HU et al.，2000；李会军，2006)，具有微陆块的特点(WINDLEY et al.，2002；LI et al.，2003；XIAO et al.，2004；李会军，2006)；南阿尔泰块体主要由元古宇片麻岩和泥盆纪火山-沉积岩系组成。笔者研究的喀纳斯群属中阿尔泰块体。

图1　研究区地质简图*陕西省地质调查院，新疆阿尔泰1∶5万友谊峰等五幅区域地质矿产调查，待刊.

中阿尔泰块体因区域应力作用受断层构造控制呈北西向延伸，除大面积的侵入岩外，另发育一套厚度巨大、岩性单一的碎屑沉积岩-喀纳斯群(图1b)①，分布于白哈巴至阿勒泰市以北的广大区域内，呈南北走向，向北延伸出国境，构成阿尔泰山的主体。喀纳斯群为一套浅变质细碎屑岩组成的复理石沉积，主要由中薄层的砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩组成为主，及少量千枚岩、泥质灰岩，虽发育褶皱，但多数地段的变质程度仅达低绿片岩相。研究区内分布广泛，由东向西均有出露，向南延伸至喀纳斯湖以南，向北延伸至国外。根据岩石类型、岩性组合及结构构造等特征将喀纳斯群划分为3个亚群：第一亚群主要由灰色细砂岩、粉砂岩组成，以出露有灰黑色块状石英砂岩区别于第二、三亚群；第二亚群由灰绿色、绿色绢云绿泥细粒石英砂岩、细粒长石石英砂岩、粉砂岩组成，上部出露有少量泥质灰岩，而区别于第三亚群；第三亚群由灰绿色、绿色变绢云绿泥细砂岩、粉砂岩、灰色泥岩不均匀互层组成。第一亚群中的块状石英砂岩、第二亚群中的中薄层状泥质灰岩因岩性特征易于区分，且具有标志意义，故本次工作将其厘定的非正式填图单位，其中的石英砂岩具有较高的研究意义。各亚群之间呈整合接触关系，局部受后期断层控制，呈断层接触关系，区域上与上覆地层呈不整合接触关系。阿尔泰山广泛分布的花岗岩侵入体，出露面积达阿尔泰造山带总面积的40%(王中刚等，1998)。最近，大量的锆石U-Pb年代学研究表明，这些花岗岩的形成主要与早古生代的岩浆演化有关，花岗岩与喀纳斯群普遍呈侵入接触关系，这些资料为该套碎屑沉积岩的形成时代提供了重要划分依据。

2　岩石学特征

喀纳斯群整体为一套灰绿色、灰色薄层-中厚层细砂岩、粉砂岩、泥岩、变砂岩、千枚岩组成的低绿片岩相浅变质碎屑岩系(图2)，岩石变质程度较低，但变形较强，地层产状较陡。笔者选择了一条代表性剖面(图3)，对其进行了重点的研究，主要岩性包括石英杂砂岩、石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、千枚状泥质粉砂岩及泥岩夹层等，本次碎屑锆石年龄样品采自石英砂岩中。受区域浅变质作用，碎屑中的石英发育变质重结晶，形成变晶粒状，部分仍显示原次棱角状特点，表明岩石成熟度较低。

石英杂砂岩：细粒砂状结构，层状构造。碎屑成分主要为石英(60%～80%)、长石和绿帘石，及少量白云母、电气石、磁铁矿；填隙物成分包括绿泥石杂基和绢云母杂基等。受区域浅变质作用，碎屑中的石英发育变质重结晶，形成变晶粒状，粒径大小0.1～0.3mm，部分仍显示原次棱角状特点，原分选性稍好，而磨圆度稍差。填隙物成分为黏土矿物，经明显变质重结晶形成绿泥石和绢云母等鳞片状杂基，形成接触式胶结类型和颗粒支撑。

图2　喀纳斯群野外照片Fig.2　Field photograph of the Kanas Group

1.第四系；2.石英杂砂岩；3.石英砂岩；4.粉砂岩；5.泥质粉砂岩；6.泥岩；7.绢云母化细砂岩；8.千枚岩图3　喀纳斯群实测地质剖面图Fig.3　Measured geological section of the Kanas Group

石英砂岩：砂状结构，块状构造。碎屑成分主要为石英(76%～79%)和长石(约5%)，及少量绿帘石、电气石、磁铁矿、锆石；填隙物成分包括黑云母杂基、绿泥石杂基和绢云母杂基等。受区域浅变质作用，岩石中的碎屑石英、长石发育变质重结晶，形成变晶粒状，粒径大小0.1～0.3mm，部分仍显示原次棱角状特点，原分选性稍好，而磨圆度稍差。填隙物成分原为黏土矿物，后经变质重结晶形成黑云母、绿泥石和绢云母等细小鳞片，形成接触式胶结类型和颗粒支撑。矿物成分定向分布不明显，呈块状构造。

粉砂岩：粉砂结构，层状构造。碎屑成分主要为石英，填隙物为绢云母及少量绿泥石等，副矿物可见电气石。岩石受区域浅变质作用，石英粉砂发生变质重结晶，形成变晶粒状，粒径大小0.03～0.04mm，少数仍残余次棱角状特点，原分选性稍好，而磨圆度稍差。填隙物成分原为黏土矿物，经区域浅变质作用形成绢云母鳞片，受应力作用平行定向排列，与原生层理一致。

3　锆石年龄

3.1样品采集

本次工作在喀纳斯群的石英砂岩中采集了一套碎屑锆石年龄样品(PM02-4)，其地理坐标为北纬49°03′46″，东经87°03′18″(图 1)。

3.2锆石U-Pb同位素分析方法

采集约15kg岩石样品，按常规方法粉碎，用磁选、电磁选方法分选得到重砂矿物，再淘洗获得锆石精矿，最后在双目镜下挑选出晶形和透明度较好的锆石晶体作为锆石U-Th-Pb同位素测定对象。首先将锆石颗粒粘在双面胶上，然后用无色透明的环氧树脂固定，待环氧树脂充分固化后，对其表面进行抛光至锆石内部暴露。锆石的阴极发光照相在西北大学大陆动力学国家重点实验室扫描电镜加载阴极发光仪上完成。锆石微区原位U-Th-Pb同位素年龄分析在中国地质调查局西安地质调查中心微区分析实验室进行，分析仪器为Agilent7500a型四极杆质谱仪和Geolas200M型激光剥蚀系统，激光器为193nm ArF准分子激光器。激光剥蚀斑束直径为24μm，激光剥蚀样品的深度为20～40μm。锆石年龄计算采用标准锆石GJ作为外标，元素含量采用美国国家标准物质局人工合成硅酸盐玻璃NIST SRM610作为外标，29Si作为内标元素进行校正。详细的实验原理和流程及仪器参见李艳广等(2015)。样品的同位素比值和元素含量数据处理采用GLITTER程序，并采用Andersen软件对测试数据进行普通铅校正，年龄计算及谐和图绘制采用ISOPLOT(2.49 版)软件完成。

3.3锆石U-Pb年龄

从阴极发光图片(图4)来看，碎屑锆石呈棱角状，大多数振荡环带明显，个别内部为均值或弱环带结构，长度为80～150μm，宽度为50～100μm，个别锆石可达150μm×300μm，整体长宽比值较小。少量锆石具有一定的磨圆度，可能是长距离搬运或沉积再旋回的结果。大体可分为3类：①核部与边缘都发育有振荡环带或弱振荡环带，为岩浆成因锆石。②核部具有继承锆石的残留核，但边部具有明显能代表岩浆结晶年龄的振荡环带。③少量锆石显示面状分带结构或均质无分带结构，其可能是锆石经历了重结晶的变质成因，U-Pb年龄可能记录的是变质热时间年龄。除均质无分带的锆石外，测点都部分于具有明显的振荡环带的部位，Th和U等微量元素含量不同，CL图像强弱不等，少量颜色较暗。

图4　喀纳斯群浅变质碎屑岩典型锆石阴极发光(CL)图像及U-Pb同位素年龄(Ma)Fig.4　Representative Cathodoluminescence(CL)images for zircons from the epimetamorphic clastic rocks of the Kanas Group and U-Pb isotopic ages (Ma)

对挑选出的锆石共进行了60次分析，测试结果见表1和图5。喀纳斯群碎屑锆石共60个测点，各测点在谐和图上出现3个聚集分布区域，据此将喀纳斯群碎屑锆石分为3组(图 5)：第一组共9个测点，其206Pb/238U年龄为837～887Ma，206Pb/238U加权平均年龄为(858±13)Ma(2σ，MSWD=0.68)；第二组共45个测点，其206Pb/238U年龄为536～567Ma，206Pb/238U加权平均年龄为(545.8±3.7)Ma(2σ，MSWD=0.40)；第三组有5颗锆石给出了早元古代的年龄，206Pb/238U值为1 800～1 983Ma。另获得3颗分散的锆石年龄：其中2颗年龄值较新的锆石，边部发育有明显的退变质亮边，且环带不清，具有重结晶的特征，时代分别为早侏罗世(206Pb/238U年龄199±5Ma)和早志留世(206Pb/238U年龄424±12Ma)，分别对应了研究区的2次岩浆活动事件；较老的一颗为比较谐和的太古宙岩浆锆石(206Pb/238U年龄3 043±53Ma)，反映源区中可能有太古宙碎屑物质的存在。喀纳斯群浅变质碎屑岩中锆石U含量变化于60.91×10-6～1 243.42×10-6，Th含量变化于28.36×10-6～520.57×10-6，Th/U值为0.180～1.126，其中Th/U值最高达1.126，符合典型岩浆锆石的Th/U值(>0.4)的特征，也表明了锆石为岩浆成因。

图5　喀纳斯群浅变质碎屑岩锆石U-Pb谐和图和206Pb/238U分布图Fig.5　Concordia diagram showing results of Zircons U-Pb dating and 206Pb/238U age distribution of detrital Zircons from the epimetamorphic clastic rocks of the Kanas Group

4　岩石地球化学特征

地球化学分析在咸阳核工业二○三研究所分析测试中心完成。常量元素用常规湿法、容量法分析，其中烧失量用重量法分析，微量元素用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)分析，稀土元素用电感耦合等离子体质谱法。常量元素的分析精度(相对标准差)一般小于1%，微量元素和稀土元素分析精度优于5%。

4.1主量元素

砂岩主量元素能够直接反映其碎屑颗粒的组成，喀纳斯群碎屑沉积岩主量元素分析结果如表2所示：岩石SiO2含量变化较大，在60.31%～74.40%；Al2O3为11.24%～16.08%，含量均较高，这些特征与岩石石英含量变化较大，黏土成分含量较高的有关； K2O/Na2O相对于SiO2含量比值较高。以往研究证明，K2O/Na2O值能指示砂岩(包括砂)和泥岩(包括泥质沉积物)沉积的构造环境(TAYLOR et al.,1985；ROSER et al.,1986)，K2O/Na2O值由被动大陆边缘(PM)、经活动大陆边缘(ACM)、到大洋岛弧(ARC)环境规律降低的趋势，这反映的是由源区物质成分、风化程度、搬运情况、再循环次数等所决定的沉积物成熟度的降低。

表2　喀纳斯群主量元素分析结果表(%)

ROSER(1986)在对新西兰来源于不同物源区的砂岩和泥岩常量元素成分研究的基础上，结合世界上其他地区已知构造背景下砂岩和泥岩的化学成分分析资料，利用某些氧化物的比值(SiO2/Al2O3、K2O /Na2O)作为参数，通过图解法判别出它们的不同物源区和构造环境。将研究区砂泥岩常量元素比值投入上述判别图(图6)，可以看出投点基本上落入靠近被动大陆边缘(PM)的活动陆缘区(ACM)。

4.2微量元素

形成于不同构造背景下的岩石微量元素含量存在明显差异，且微量元素(特别是相对不活泼的微量元素)的组合特征在确定物源区类型和反映构造环境方面极为有用，因此，可以通过对岩石中微量元素的研究反演其构造背景(表3)。

BHATIA(1983,1985)、BHATIA等(1986)研究发现源区类型和构造背景与微量元素含量存在对应关系。Sc、Y、Th和高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf)以及Rb、Cs、Ga等部分大离子亲石元素在风化过程中很不活泼，随沉积物一起搬运沉积，因此常被用来作为判断源区岩石类型和构造背景的主要工具。喀纳斯群碎屑沉积岩样品在微量元素La-Th、La-Th-Sc判别图解(图7)中，集中投在了大陆边缘附近，表明物源区类似大陆环境。

A1.岛弧背景；A2.演化的岛弧背景；ACR.大洋岛弧；ACM.活动陆缘；PM.被动陆缘图6　(a)喀纳斯群SiO2 /Al2O3-K2O/Na2O图解和(b)K2O/Na2O-SiO2图解(据ROSER，1986)Fig.6　(a)SiO2 /Al2O3-K2O/Na2O and (b)K2O/Na2O-SiO2 discrimination diagrams of the Kanas Group

元素PM02-1PM02-2PM02-3PM02-4PM02-5PM02-6PM03-2PM03-3PM03-4PM03-5PM03-6La23.618.323.930.720.836.433.627.627.430.125.6Ce49.343.857.562.251.676.467.457.857.560.954.4Pr6.164.926.637.765.318.458.767.157.267.616.59Nd22.918.325.128.319.431.232.62727.327.624.2Sm4.773.955.565.954.335.96.466.015.495.515.23Eu1.020.741.131.210.971.321.251.181.141.020.98Gd4.583.945.785.444.15.916.125.625.294.764.73Tb0.650.530.790.730.60.810.810.760.730.630.63Dy4.023.645.324.6345.174.984.644.783.734Ho0.720.660.890.780.70.910.850.830.870.650.68Er2.312.072.952.52.182.792.772.792.592.162.06Tm0.340.310.380.330.310.350.40.380.360.320.29Yb2.221.992.62.242.242.422.462.332.351.892.02Lu0.320.330.380.310.340.290.380.340.340.280.27P914.9674.1815.7897.5678.9570.7632.2658735.6602.5704.6Sc9.39.711.11018.1151315.915.610.413.9V99.175.8113.670.488.888.6101.3110.8121.884.7106Cr169.1111.7156.3165.3114.6158.9137.6139.2150.7136.8137.6Cu36.954.613.419.8149.728.23731.815.826.2Zn87.394.788.860.211660.179.690.197.761.389.8Ga17.316.620.514.422.116.717.918.819.215.617.9As41.63.93.515.62.82.12.63.13.72.6Sr280.8201.2208.6281.5184.781.3114.3107.8109.7138118.1

续表3

元素PM02-1PM02-2PM02-3PM02-4PM02-5PM02-6PM03-2PM03-3PM03-4PM03-5PM03-6Zr166.2126.3208.5190.8143.6155.8163.2146.1171.6189.2159Ba245.9235.9523244.9539.9297.1474.1485.4595.2363.7503.3Pb20.921.119.818.621.41122.620.12119.419Rb91.277.186.857.3102.267.888.382.598.277.496.9Th23.121.924.228.919.923.6272521.82922.3U2.222.482.712.772.133.142.072.022.12.671.66Co18.917.31912.425.917.31819.119.612.317.4Ni81.26879.152.493.9837873.883.352.372.6Nb17.847.838.714.411132114.210.91239.3Ta6.849.182.911.790.761.672.531.480.441.65.1Sn2.712.683.182.062.222.383.132.493.492.853.05Y2320.529.924.923.128.327.526.526.120.822.3∑REE122.91103.48138.91153.08116.88178.32168.84144.43143.4147.16131.68δEu0.640.550.590.620.680.660.580.590.620.580.58(La/Yb)N7.66.66.69.86.710.89.808.508.3611.429.09(La/Sm)N3.192.992.783.333.103.983.362.963.223.533.16(Gd/Lu)N1.771.481.882.171.492.521.992.041.922.102.17

A.大洋岛弧；B.大陆岛弧；C.活动大陆边缘；D.被动大陆边缘图7　(a)喀纳斯群La-Th图解和(b)喀纳斯群La-Th-Sc图解(据BAHATIA et al.,1986)Fig.7　(a)La-Th and (b)La-Th-Sc tectonic setting discrimination diagrams of the Kanas Group

砂岩中La/Y-Sc/Cr关系可以较好的揭示砂岩类型和源区构造背景。La/Y值可以用来对比砂岩中轻稀土元素较重稀土元素富集的程度，Sc/Cr是2个相容元素的比值。通常情况下，砂岩中La/Y值由大洋岛弧、大陆弧、活动大陆边缘到被动大陆边缘逐渐增高，而Sc/Cr则逐渐降低。被动陆缘背景下的砂岩Sc/Cr值通常小于0.2(TAYLOR et al.,1985；ROSER et al.,1986)。

喀纳斯群碎屑岩中样品在La/Y-Sc/Cr图解中(图8)，落入被动大陆边缘及其附近，即说明喀纳斯群碎屑沉积岩的源区应该为被动大陆边缘。

A.大洋岛弧；B.大陆岛弧；C.活动大陆边缘；D.被动大陆边缘图8　喀纳斯群La/Y-Sc/Cr图解(据BAHATIA et al.,1986)Fig.8　La/Y-Sc/Cr tectonic setting discrimination diagrams of the Kanas Group

喀纳斯群稀土元素总含量(∑REE=103.48×10-6～178.32×10-6)较低，平均值为140.83×10-6。(La/Sm)N值为2.78～3.98，(Gd/Yb)N值为1.48～2.52，(La/Yb)N值为6.60～11.42，表明岩石轻稀土元素分馏程度高于重稀土元素，轻、重稀土元素之间分馏程度较强。岩石δEu为0.55～0.68，呈中等负异常。在岩石球粒陨石标准化稀土元素配分曲线图(图9)上同样表现出轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损、中等负Eu异常的右倾型特征。

图9　球粒陨石标准化稀土元素配分曲线(据TAYLOR et al.,1985)Fig.9　Chondrite-normalized REE patterns

沉积物中稀土元素的含量主要受控于源区性质，而受沉积物搬运过程、沉积环境、成岩作用和变质作用的影响很小。因此，沉积物中的稀土元素常被用来进行源区恢复(BHATIA，1983,1985；MCLENNAN et al.,1991,1993)。来自被动陆缘、克拉通背景区的沉积物研究表明，这些沉积物具有混合物源、Eu负异常、轻稀土富集等特征。喀纳斯群稀土元素具有以上特征，表明喀纳斯群碎屑沉积物的物源区应该为被动大陆边缘背景，这与喀纳斯群微量元素判别结果一致。

5　讨论

喀纳斯群最早由王广耀等(1983)于阿勒泰山北部的喀纳斯村创建，并将其重新厘定为早震旦世。何国琦等(1990)将这套巨厚的复理石沉积划归到被动陆缘的沉积环境；而袁超等(2007)据碎屑锆石年代学特征，将其沉积时代应在早泥盆—中奥陶世，并提出活动大陆边缘的观点；最近，刘源等(2013)结合喀纳斯群碎屑锆石及侵入的变质花岗岩的岩浆锆石年龄，将其沉积时代厘定为晚震旦—早寒武世，属形成于被动大陆边缘环境的复理石沉积。

阿尔泰北部广泛分布的喀纳斯群为一套巨厚的浅变质陆缘碎屑沉积岩，单层厚度小，具典型的复理石沉积特征。地层中发现的微古植物群具有从前寒武纪向寒武纪及其以后的生物群过渡的性质，也就是具有寒武纪微古植物群的先驱分子。如Micrhystridium及Polyedryxium属，特别是Micrhystridium属被视为从早寒武世才开始大量出现的分子，在湖北三峡、川西、新疆阿克苏—乌什地区的上震旦统中有少量出现。此外，目前仅发现于我国上震旦统和苏联贝加尔西南及西伯利亚陆台南部的晚前寒武纪的Turuchaniaternata，Turuchaniaalara分子在喀纳斯群中也有发现，据此，李会军等(2006)认为将喀纳斯群的时代归属震旦纪为宜。本次工作在这套浅变质碎屑岩中采集了锆石U-Pb同位素年龄样品，较集中的206Pb/238U年龄组分别为(858±13)Ma、(545.8±3.7)Ma、及1 800～1 983Ma；另有3颗分散的锆石年龄，时代分别为早侏罗世(206Pb/238U年龄199±5Ma)、早志留世(206Pb/238U年龄424±12Ma)、太古宙(206Pb/238U年龄3043±53Ma)。晚古生代的2颗锆石，边部发育有明显的退变质亮边，且环带不清，具有重结晶的特征，年龄分别对应了研究区的2次岩浆活动时间，可能与后期岩浆-热事件的作用有关。胡霭琴(1995)曾在喀纳斯群中获得的Pb-Pb等时线年龄为(541±126)Ma，李会军等(2006)认为若年龄值可靠，已非常接近寒武系下限，加之喀纳斯群没有见底，因此喀纳斯群底界以定为震旦系为宜。本次采集的碎屑锆石，最新的岩浆锆石年龄为(545.8±3.7)Ma，相当于国际地层表中的新元古代埃迪卡拉纪晚期(晚震旦世晚期)，而该样品位于喀纳斯群中段。据此，可将喀纳斯群的底界定为震旦系。刘源等(2013)根据侵入喀纳斯群中的变质花岗岩的岩浆锆石年龄(206Pb/238U年龄523±19 Ma)，将喀纳斯群的沉积时代上限定在了早寒武世。综上所述，笔者认为喀纳斯群的形成时代应该为震旦纪—早寒武世。

前人(徐新，2003；STERN，2005；李锦轶等，2006；李会军等，2006)研究表明，喀纳斯群沉积时，阿尔泰构造带与西伯利亚板块南缘之间为萨拉伊尔洋(古亚洲洋的分支)分隔，喀纳斯群碎屑物质不可能来源于西伯利亚板块南缘。而现今在阿尔泰构造带南部和准噶尔地块北部发现的蛇绿岩时代都晚于喀纳斯群形成时代(张海祥等，2003；王宗秀等，2003；简平等，2003；肖文交等，2006)，表明阿尔泰构造带南边的准噶尔洋主要打开和扩张时间在喀纳斯群沉积之后。何国琦等(1990)和CHANG(1995)根据哈巴河群沉积建造以成熟度较高的陆源碎屑为主且很少发育火山岩的地质事实认为在其沉积期间属被动陆缘环境。

本次工作笔者在喀纳斯群碎屑沉积岩中系统采集了地球化学样品和锆石同位素年龄样品。其地球化学样特征及判别图解显示沉积物来源于被动大陆边缘环境，碎屑锆石中发现的元古代岩浆锆石暗示了物源区存在古老基底。因此，推测喀纳斯群沉积时，应该是南边的准噶尔地块作为阿尔泰被动大陆边缘的大陆为其提供碎屑物源，准噶尔地块很可能存在前寒武纪大陆地壳基底。

6　结论

(1)阿尔泰北部喀纳斯群陆缘碎屑岩的沉积时代应在震旦纪—早寒武世。

(2)喀纳斯群碎屑沉积岩的锆石年龄资料显示其物源区很可能存在前寒武纪大陆地壳基底——准噶尔板块。

致谢：LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试和岩石地球化学数据分析分别得到了中国地质调查局西安地质调查中心微区分析实验室李艳广工程师和咸阳核工业二○三研究所分析测试中心林桂芝工程师的大力支持和热心帮助，在此一并表示衷心的感谢!

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U-Pb Dating of Detrital Zircons from the Kanas Group in Northern Altay and Its Geological Significance

WANG Xing1, LIN Xinwang1, ZHAO Duanchang1, ZHANG Yafeng1, JIAN Kunkun1, DU Biao1, ZHU Weipeng2

(1.Shaanxi Center of Geological Survey，Xi’an 710068，Shaanxi,China；2.College of Mining Technology, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi,China)

The Kanas Group is consists of thick epimetamorphic terrigenous clasolite, which occurs widely in northern Altay. In this paper, the samples of zircon isotopic dating and rock geochemicalanalysis have been collected systematically. The geochemical results show that these clasticsedimentaries were sourced from passive continental margin.The U-Pb dating of detrital Zircon from the Kanas Group yield the youngest magmatic Zircon age of 545.8±3.7 Ma, defining that the lower boundary of the Kanas Group can be delimit as Sanian. But the older Zircon ages are 858±13 Ma and 1 800-1 983 Ma, which belong to Proterozoic era,indicating the existence of Precambrian continental crust basement.

Kanas Group; zircon U-Pb dating; flysch; clastic sedimentary rock; Altay

2016-03-02；

2016-05-23

中国地质调查局“阿尔泰成矿带喀纳斯和东准地区地质矿产调查”(121201011000150003)

王星(1988-)，男，助理工程师，主要从事区域地质调查工作。E-mail：star_cug@126.com

P595

A

1009-6248(2016)03-0013-15