昆仑山野牛沟蛇绿岩地质特征及形成时代

沈洪江，杨林，覃爽，彭东，秦永超



昆仑山野牛沟蛇绿岩地质特征及形成时代

沈洪江，杨林，覃爽，彭东，秦永超

（四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队，成都 610213）

野牛沟蛇绿岩带为昆仑山世界地质公园三大核心地质遗迹之一，该蛇绿岩组分由橄榄岩、蛇纹石化橄榄岩、蛇纹岩、辉长岩、橄榄辉长岩、辉绿岩、枕状玄武岩、硅质岩组成。通过对蛇绿岩进行系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年研究，表明蛇绿岩主体年龄值介于406.0Ma±5.2~476.5±4.0Ma之间，时代为早古生代中期-晚古生代早期，另外在没草沟西侧的辉长岩中，获得了一个936±10Ma的年龄值,时代为新元古代拉伸系。表明该蛇绿岩主体发育于奥陶纪-志留纪，可能跨入泥盆纪，不排除有前寒武古陆块残余。

蛇绿岩带；锆石U-Pb测年；古陆块；昆仑山

研究区位于位青藏高原东北部柴达木盆地南缘的昆仑山世界地质公园野牛沟以北，所处大地构造位置为东昆仑造山带的中东段，是华北和华南两大板块的结合部位，是划分东昆北构造带与东昆南构造带的重要边界，也是一条多旋回复合的碰撞缝合带[1]。

区域上出露地层主要为中元古界-新元古界万宝沟群火山岩组（Pt2-31）：主要为玄武岩、玄武质安山岩，万宝沟群碳酸盐组（Pt2-32）：主要出露灰岩和白云岩；奥陶-志留纪纳赤台群一岩组（OS1）：主要为灰岩、长石岩屑砂岩等，纳赤台群二岩组（OS2）：为安山岩、英安-安山质角砾熔岩等，赛什腾组（S）：主要出露片理化钙质砾岩、含砾砂岩、变复成分砾岩、变流纹质凝灰质熔岩等；三叠系洪水川组（T1）：主要为粗碎屑砾岩、砂岩、中酸性熔岩等；新近系贵德群砾岩组（N1）：为复成分粗砾岩，贵德群砂岩组（N2）：以石英砂岩为主，及第四系（Q）（图1）。

表1 野牛沟蛇绿岩划分一览表

蛇绿岩与奥陶-志留纪纳赤台群以构造残片呈构造混杂产出，零星分布[2]。纳赤台群普遍遭受韧性剪切变形，多为糜棱岩化的岩石，原岩为粉砂岩、砂岩类，该变形带以左行剪切走滑为主，局部见右行剪切走滑的形迹，表明该韧性变形带具多期变形的特征。

1 蛇绿岩的产出特征

野外调查期间共分解填绘出47个岩块，包括超镁铁质岩、镁铁质岩、火山熔岩、基性岩墙以及其他外来岩块。其中属于蛇绿岩组份有橄榄岩、蛇纹石化橄榄岩、蛇纹石、辉长岩、橄榄辉长岩、辉绿岩、辉绿玢岩、枕状玄武岩、硅质岩，另外还含有灰岩、变质砂岩等外来岩块；由于遭受强烈的构造破坏，蛇绿岩呈大小不等的块体分布于不同的构造部位，野外调查未见到完整的蛇绿岩层序剖面，与典型蛇绿岩套（从下到上依次为超镁铁杂岩,辉长杂岩、镁铁质席状岩墙杂岩，镁铁质火山杂岩席[3-4]，以及顶部覆盖含放射虫远洋硅质岩）的完整层序虽然存在一定程度的差距，但从其空间分布与岩石组合整体特征分析, 仍然是一个岩石组合较为完整的蛇绿岩套，属非典型的蛇绿混杂岩组合（表1）。

基质由板岩、千枚岩、粘土岩等组成，岩块与基质、岩块与岩块之间多为断层接触或者韧性剪切带接触关系。

2 蛇绿岩同位素年代学特征

2.1 样品采集及测试方法

本次调查共采集分析了8件同位素年龄样品，分别取自不同的蛇绿岩组分，每件新鲜样品重约25kg，先在实验室将样品粉碎至80～100目，按常规方法挑选锆石，最后将挑选的锆石置于环氧树脂中，待固结后抛磨至锆石粒径的大约二分之一，使锆石内部充分暴露，进行锆石阴极发光成像，锆石的阴极发光(CL图像)研究在北京锆年领航科技有限公司实验室完成，通过阴极发光照相(CL)以了解锆石内部生长及后期变化的结构，根据锆石反射光和透射光照片选取岩浆环带现象清晰的点进行测试。

图1 野牛沟地区地质简图

单颗粒锆石微区U-Pb年龄测定在西北大学大陆动力学国家重点实验室的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）和德国LambdaPhysik公司的ComPexl02 ArF准分子激光器(工作物质ArF.波长193 nm)以及MicroLas公司的GeoLas200M 光学系统的联机完成。实验中采用He作为剥蚀物质的载气,锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标标准物质进行校正，微量元素含量采用NIST610作为外标， SiO2作为内标进行校正[5～6]。锆石微量和同位素数据采用GLITTER程序，普通铅校正采用Anderson[7]的方法，年龄计算使用Isoplot（ver2.49）完成[8]。

2.2 锆石U-Pb年龄

样品D1001ZR1采自辉长岩中,大部分锆石样品w(Th)/w(U)值在0.12～0.99之间，大于0.1，即大部分锆石表现出典型的岩浆锆石特征，属于岩浆结晶的产物，25个样点207Pb/208Pb值非常接近，约为0.70。表明该类锆石为同期岩浆结晶形成。206Pb/238U年龄加权平均值为936±10Ma，（95%置信度，MSWD = 0.43）（图2）, 其他年龄较老的锆石可能是围岩捕获的，其加权平均年龄代表了锆石的形成年龄。

样品PH5ZR1采自于辉长岩中，CL 图像显示，大多数锆石内部结构较为清晰，发育岩浆振荡环带，表现出典型的岩浆锆石特征，且Th/U的比值均大于0.1，属于岩浆结晶的产物。数据投影在一致曲线上或其附近，呈很好的线状分布。与谐和线上交点年龄2 903±50 Ma。下交点年龄为379±59Ma，206Pb/238U年龄加权平均值为427.4±5.9（95%置信度，MSWD = 0.078）（图3），代表了辉长岩的形成年龄。

图2 D1001ZR1锆石U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

图3 PH5ZR1锆石U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

图4 D1111ZR1锆石 U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

样品D1111Zr1采自橄榄辉长岩中，25个测样几乎全部落在谐和曲线上，这些数据具有明显的两个集中区。第一个集中区锆石206Pb/238U表面年龄介于405~410Ma之间（图4），年龄加权平均值为406±5.2Ma（95%置信度，MSWD = 0.088）（图4，左图）；第二个集中区锆石206Pb/238U表面年龄介于205~207Ma之间，年龄加权平均值为206.1±2.9Ma （95%置信度，MSWD = 0.13）（图4，右图）。这些分析点都分布于谐和线及其附近，对应的阴极发光发光图像多具有稀疏的环带结构，且Th/ U的比值在0.17～1.78之间，均大于0.1，具有岩浆锆石的特征。这可能由于后期构造热事件导致锆石发生少量放射性成因的Pb丢失，使得同位素年龄值偏小，206.1±2.9Ma代表该构造热事件年龄，406.0±5.2Ma代表了辉长岩的形成年龄。

样品PL11ZR1采自于辉长岩中，CL 图像显示，大多数锆石内部结构较为清晰，发育岩浆振荡环带，表现出典型的岩浆锆石特征，且Th/U的比值大部分在0.20～1.23之间，属于岩浆结晶的产物。测试结果206Pb/238U年龄加权平均值为421.5±6.2 Ma（95%置信度，MSWD = 0.052）（图5），代表了角闪辉长岩形成年龄。

PL56Zr1采自于蛇纹石化橄榄岩中，CL 图像显示，大多数锆石内部结构较为清晰，发育岩浆振荡环带，且Th/U的比值大部分在0.22~1.20之间，均大于0.1，表现出典型的岩浆锆石特征。测试结果206Pb/238U年龄加权平均值为447.8±4.6 Ma（95%置信度，MSWD=0.080）（图6），代表了该岩石的形成年龄。

图5 PL11ZR1锆石 U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

图6 PL56ZR1锆石 U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

图7 PL56ZR1锆石 U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

图8 D1057ZR1锆石 U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

PM79Zr1采自于橄榄岩中，CL 图像显示，大多数锆石内部结构较为清晰，发育岩浆振荡环带，且Th/U的比值在0.15～0.42之间，均大于0.1，属于岩浆结晶的产物。与谐和线上交点年龄2 265±170 Ma。下交点年龄为558±96Ma。25个样点207Pb/206Pb值非常接近．约为0．5，206Pb/238U年龄加权平均值为476.5±2.0 Ma（95%置信度，MSWD=0.15）（图7），代表了橄榄岩的形成年龄。

D1057Zr1采自于玄武岩中，测试结果有明显的两个集中区，第一个集中区锆石206Pb/238U表面年龄介于406～417Ma之间，年龄加权平均值为410.0±2.4Ma（95%置信度，MSWD = 0.15）。第二个集中区锆石206Pb/238U表面年龄介于221～223Ma之间，年龄加权平均值为222.3±3.4Ma （95%置信度，MSWD = 0.028），在U-Pb谐和图内都成集群分布（图8），这些分析点都分布于谐和线及其附近，对应的阴极发光图像多具有稀疏的环带结构，且Th /U的比值在0.11～1.14之间，具有岩浆锆石的特征，可能锆石存在少量放射性成因的Pb丢失，导致同位素年龄值偏小，可能与后期的构造热事件有关，222.3±3.4Ma代表该构造热事件年龄，因此该样品的206Pb/238U 年龄加权平均值410.0±2.4Ma代表了玄武岩的形成年龄。

样品 D1090Zr1采自于辉长岩中，CL 图像显示，大多数锆石内部结构较为清晰，发育岩浆振荡环带，样品锆石样品w(Th)/w(U)值在0.36～0.99之间，大于0.1，表现出典型的岩浆锆石特征。在U-Pb谐和图上，数据数据投影在一致曲线上或其附近， 表明锆石较好的保存了U-Pb的封闭体系，25个测点的一致206Pb/238U年龄在453.1~469.0 Ma之间，206Pb/238U年龄加权平均值为462.9±2.9 Ma（95%置信度，MSWD = 0.43）（图9）。与各测点的206Pb/238U表面年龄近于一致,代表了辉长岩的形成年龄。

2.3 形成时代讨论

以上8件样品，获得7个年龄值介于406.0Ma±5.2～476.5±4.0Ma之间，时代为早古生代中期-晚古生代早期，大部分为奥陶-志留纪，并跨入了早泥盆世；另外在没草沟西侧的辉长岩中，获得了一个936±10Ma（置信度95%，MSWD = 0.43）的年龄值，时代为新元古代拉伸系，推测该辉长岩岩块可能为前寒武纪古陆块残留。

图9 D1090ZR1锆石 U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄

3 结论

1）野牛沟蛇绿岩主要由橄榄岩、蛇纹石化橄榄岩、蛇纹石、辉长岩、橄榄辉长岩、辉绿岩、辉绿玢岩、块状玄武岩、枕状玄武岩、硅质岩组成。

2）系统的锆石U-Pb测年结果表明，野牛沟结合带蛇绿岩主体年龄值介于（406.0±5.2）Ma~（476.5±4.0）Ma之间，同时获得了一个936±10Ma（置信度95%，MSWD=0.43）的年龄值，所以野牛沟蛇绿岩形成时代为奥陶纪-志留纪，可能跨入泥盆纪，不排除有前寒武古陆块残余。

[1] 陈有圻，裴先治，等. 东昆仑东段纳赤台岩群变火山岩锆石u—Pb年龄、地球化学特征及其构造意义[J]. 地学前缘，2013，20(6)：240-254.

[2] 青海省地质调查院.1:5万没草沟幅（I46E001017）区域地质调查说明书[z].2003

[3] 张进，邓晋福，肖庆辉，等. 蛇绿岩研究的最新进展[J]. 地质通报，2012，31(1)：3-4.

[4] 臧遇时，杨高学，赵金凤，蛇绿岩的定义、分类及其发展[J]. 西北地质，2013，46(2)：13-14.

[5] Gao S,Liu XM,YunHL,et al.Analysis of forty-two major and trace elements of USGS and NISTSR Mglasses by LA—ICPMS[J]. Geostand News.,2002,26:181—195.

[6] 袁洪林,吴福元,高山,等.东北地区新生代侵入体的锆石激光探针U—Pb年龄测定与稀土元素成分分析[J].科学通报,2003,48(14):1511-1520.

[7] Andersen T.Correction of common Pb in U- Pb ana1yses that do not report204Pb[J],Chem.Geo1,2002. 192: 59-79.

[8] Ludwi K R.Users Manual for Isoplot 3.00[J].Berkeley Geochronology Center Special Publication，2003,(4):46．

Geological Features and Age of the Yeniugou Ophiolite in the Kunlun Mts

SHEN Hong-jiang YANG Lin QIN Shuang PENG Dong QIN Yong-chao

(Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213)

The Yeniugou ophiolite belt is one of the three major geoheritages of the Kunlunshan world geopark. The ophiolite belt is composed of peridotite, serpentinized peridotite, serpentine, gabbro, olivine gabbro, diabase, diabase, pillow basalt, and siliceous rock. The zircon U-Pb dating of most of the ophiolite gives age values varying from 406.0±5.2Ma to 476.5±4.0Ma. In addition, gabbro on the western side of the Mocao Valley yields ages of 936±10Ma.These indicate that the ophiolite was emplaced during middle Early Paleozoic (Ordovician-Silurian) to early Late Paleozoic (Devonian).

ophiolite belt; zircon U-Pb dating;ancient continental block; Kunlun Mts

2017-08-10

青海昆仑山世界地质公园野牛沟结合带调查与国际对比研究项目

沈洪江（1988-），男，四川南江县人，工程师，主要从事区域地质调查、地质环境调查工作

P588.1

A

1006-0995（2018）02-0179-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.001