巴颜喀拉山群形成时代的锆石U-Pb年龄证据

巴颜喀拉山群ASTER岩性填图试验~

三叠纪末，古特提斯洋盆的闭合导致了陆块的碰撞与增生，在欧亚大陆南侧形成了巨型呈“T”字形展布的印支碰撞造山系（Ames et al.，1993），其东西和南北方向延伸长达8000km和4000km。青藏高原东北部位于“T”字形印支碰撞造山系的结合部位，分布面积达40×104km2的三叠系巴颜喀拉山群是古特提斯洋的主体沉积记录。
巴颜喀拉山群复理石相砂板岩由于变形复杂、难见顶底、化石稀少、岩性单调且厚度巨大，其地层划分与对比因缺乏明显标志而显得困难，形成了众多的地层划分方案（青海省地质矿产局，1991；张雪亭等，2007）。
昆仑山玉珠峰地区由于地形高差大、积雪面积大而成为地质填图相对困难的地区（图9-23）。本次试验选择2002年10月15日成像的ASTER数据对该地区分布的巴颜喀拉山群及邻区其他地层进行了岩性填图，取得了理想的效果。

图9-23 玉珠峰地区ASTER数据731假彩色合成图像

一、试验区岩石地层特征
试验区以东大滩—西大滩为界分为两个大地构造单元，即北侧的东昆仑南地体和南侧的巴颜喀拉-松潘甘孜地体。两个地体内的岩石建造各具特色。试验区位于1∶200000纳赤台幅范围内（图9-24），其西部和东部分属于1∶250000不冻泉幅和1∶250000卡巴纽尔多幅，近期1∶50000和1∶250000地质填图对试验区岩石地层单位进行了重新划分，但没有取得统一的认识。ASTER侧重岩石识别与划分，岩石地层单位的划分方案对遥感岩性填图并无影响。以下根据1∶200000纳赤台幅地质报告简要概述试验区岩石地层特征。

图9-24 玉珠峰地区地质略图

（据1∶200000纳赤台幅）
1—第四系；2—中新统；3—下三叠统洪水川组；4—中三叠统闹仓坚沟组砂岩段；5—上巴颜喀拉山群上板岩夹砂岩组；6—上巴颜喀拉山群上砂岩夹板岩组；7—上巴颜喀拉山群下板岩夹砂岩组；8—上巴颜喀拉山群下砂岩夹板岩组；9—下巴颜喀拉山群千枚岩组；10—下巴颜喀拉山群砂岩组；11—下二叠统碳酸盐岩组；12—下二叠统碎屑岩组；13—万保沟群上碎屑岩组；14—万保沟群碳酸盐岩组；15—万保沟群火山岩组；16—花岗岩；17—断层；18—积雪与冰川
1.东昆仑南地体的岩石单元
元古界万保沟群由碳酸盐岩和碎屑岩夹中基性火山岩组成，其中火山岩组（Ptwnb）由千枚岩、薄层灰岩、长石砂岩和玄武岩组成，碳酸盐岩组（Ptwnc）由白云岩、硅质白云岩及薄层灰岩组成；上碎屑岩组（Ptwnd）由灰色中粒石英长石岩屑砂岩、粉砂岩、千枚岩夹大理岩和白云岩组成。下二叠统碎屑岩组（ ）为灰色、灰绿色长石粉砂岩、千枚岩夹砾岩、灰岩、玄武岩、黑云石英片岩及酸性凝灰熔岩，下二叠统碳酸盐岩组（ ）为灰岩夹砂岩和基性火山岩。下三叠统洪水川群砂砾岩组（T1hna）为灰色岩屑砂岩、长石粉砂岩和紫灰色砾岩。下三叠统碳酸盐岩组（T1hnb）为厚层状灰岩、角砾状灰岩、结晶灰岩夹鲕状灰岩和白云质灰岩。中三叠统闹仓坚沟组砂岩段（T2na）由灰色、灰绿色岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩夹板岩、砾岩和灰岩组成。
2.巴颜喀拉－松潘甘孜地体的岩石单元
位于东大滩—西大滩以南，出露地层主要为三叠系巴颜喀拉山群，可分为下巴颜喀拉山群和上巴颜喀拉山群。
下巴颜喀拉山群：砂岩组（T1bya）分布于昆仑山主脊和南北两坡，岩性为灰色、灰绿色、灰褐色变长石砂岩夹千枚岩和千枚状板岩；千枚岩组（T1byb）分布于昆仑山北坡，岩性为灰色绢云千枚岩、千枚状粉砂岩夹长石砂岩，下部深灰色绢云千枚岩与长石砂岩互层。
上巴颜喀拉山群：下砂岩夹板岩组（T3bya）在昆仑山南坡昆仑山口断裂南侧零星分布，岩性为灰色长石砂岩、长石砂岩夹黑色板岩；下板岩夹砂岩组（T3byb）在昆仑山南坡昆仑山口断裂南侧零星分布，岩性为深灰-灰黑色泥质板岩夹粉砂岩、石英砂岩和长石砂岩等；上砂岩夹板岩组（T3byc）广泛分布于昆仑山主脊以南，岩性为灰色-灰黑色长石石英砂岩夹千枚状板岩；上板岩夹砂岩组（T3byd）在南部呈条带状和透镜状分布，岩性为灰色-深灰色板岩、千枚岩夹长石砂岩和石英砂岩，局部变为板岩与砂岩互层。
3.侵入岩
试验区内侵入岩主要有南部的扎日尕那印支期灰色斑状二长花岗岩、东-西大滩以北的磨石沟、本头山、小南川和西大滩燕山期灰色细粒二长花岗岩、昆仑山口燕山期灰白色花岗斑岩。
二、ASTER遥感岩石与矿物信息提取
1.主成分图像
在主成分图像中（图9-25），巴颜喀拉山群中不同岩性段的色调差异十分明显。依据ASTER主成分图像岩性色调差异，可以将下巴颜喀拉山群砂岩组（T1bya）和千枚岩组（T1byb）进行重新解译与划分（部分地区由于积雪覆盖，界限为推测）。下巴颜喀拉山群砂板岩从南至北大致可以分为紫红、黄褐色、紫色和绿色等4个色调异常带，其分界线为北西走向，与1∶200000纳赤台幅地质图中东西走向的地层有较大交角（图9-24）。而昆仑山口断裂以南的上巴颜喀拉山群色调呈紫红色，与玉珠峰北坡的下巴颜喀拉山群千枚岩组色调接近。
在青藏公路北侧万保沟和野牛沟一带，万保沟群碳酸盐岩显示为桔黄色，其分布范围与图9-24中万宝沟群碳酸盐岩地质体相吻合，侵入到上巴颜喀拉山群中的扎日尕那灰色斑状二长花岗岩呈黄色调的椭圆形（图9-25），与1∶200000地质图中花岗岩分布范围可以很好地对应（图9-24），而忠阳山和西大滩以北出露的地层特征不明显。
2.ASTER比值图像
根据试验区出露的岩石类型，选用《ASTER矿物指数处理手册》所收集的澳大利亚科工组织和美国地质调查局等机构经常使用的一些矿物指数进行流程式的批量处理，再依据具体地质背景和图像质量进行筛选，获得了较好的应用效果。
图9-26显示了部分比值图像和矿物指数RGB合成图像。其中（波段5+波段7）/波段6比值图像（图9-26a）指示绢云母-白云母-伊利石组合异常，大面积异常通常意味着变质岩区的片岩；波段7/波段6比值图像代表白云母异常（图9-26b），白云母在2.2μm附近的特征吸收较强，对浅变质的板岩类有良好的识别能力；（波段5×波段7）/（波段6×波段6）比值图像同样表示粘土矿物蚀变异常（图9-26c）；波段14/波段12比值图像为富石英岩类异常（图9-26d）。
ASTER波段比值图像显示（图9-26a、b、c、d），下巴颜喀拉山群中粘土指数、白云母指数和二氧化硅指数均呈现大范围的异常，基性度指数很低。1∶20万纳赤台幅地质图中T1bya和T1byb的界限在比值图像上不明显，从矿物指数图像来看，T1bya和T1byb岩性段应当是高硅质的浅变质岩，尤其是白云母异常遍及昆仑山体，这与巴颜喀拉山群整体为长英质变质泥岩为主的特征吻合，并和南部上巴颜喀拉山群形成反差。在矿物指数假彩色合成图像上（图9-26e），（波段5+波段3）/波段1+波段2）、（波段5+波段7）/波段6和波段7/波段6分别被赋予红、绿、蓝色，二价铁含量较高的为青蓝色，高岭土和白云母异常为浅粉色，与主成分分析图像解译结果基本一致（图9-25）。同时，在昆仑山主峰一带粘土和白云母大范围异常的下巴颜喀拉山群与南侧的上巴颜喀拉山群及北侧的前中生代地层截然不同，并且所有侵入岩体均凸显出来（图9-26f）。
另外，玉珠峰北坡存在显著的绿泥石、绿帘石或碳酸盐矿物指数异常，与东、西大滩北侧的岩石矿物成分有明显的差异，是否为碳酸盐岩或东昆南蛇绿岩的西延部分还有待验证。
ASTER的图像可以发掘十分丰富的地质信息，图9-26仅仅是筛选出来的部分典型矿物指数图像。应用这些成果，很好地细分了巴颜喀拉山群的各类岩性，修正了玉珠峰及邻区原有1∶200000地质图部分地质界线，并识别出二氧化硅和铁氧化矿物等重要的矿物信息。综合主成分图像和比值图像信息，解译试验区岩性分布如图9-27所示。

图9-25 试验区ASTER主成分图像（PC3、PC4、PC5）


图9-26 试验区ASTER波段比值图像


图9-27 据图9-25和图9-26图像解译的岩石与侵入岩

1—新生代地层；2—上巴颜喀拉山群；3—下巴颜喀拉山群a段；4—下巴颜喀拉山群b段；5—下巴颜喀拉山群c段；6—下巴颜喀拉山群d段；7—二叠系灰岩；8—忠阳山一带未识别地层；9—纳赤台-西大滩地区未识别地层；10—野牛沟北未识别地层；11—万保沟群碳酸盐岩组；12—侵入岩；13—断层；14—活动断层；15—雪
三、野外验证
对玉珠峰地区的巴颜喀拉山群的ASTER岩性填图与野外验证结果表明，ASTER解译的地质界线是客观存在的，野外区分标志除了岩性差别外，主要区别是岩石颜色的不同（图9-28）。如下巴颜喀拉山群a段（图9-27）为深灰色粉砂岩和千枚岩（图9-28a）、b段为灰绿色细砂岩（图9-28b）、c段为黄褐色细砂岩（图9-28c）、d段为深灰色细砂岩夹板岩（图9-28c），而昆仑山口断裂以南的上巴颜喀拉山群主要为灰-深灰色粉砂质板岩和砂岩（图9-28d）。

图9-28 巴颜喀拉山群岩石特征

a—东大滩南沟；b—西藏大沟南；c—卡巴纽尔多西；d—曲麻莱乡北

赵凤清　金文山　甘晓春
（天津地质矿产研究所，天津　300170）
孙大中
（中国科学院广州地球化学研究所，广州　510640）
摘要　宁德—湖口断面东起福建省宁德市，西至江西省湖口市，穿越了华夏地块和扬子地块东南缘。华夏地块出露的最老的结晶基底为2400～2000Ma古元古代岩石，扬子地块最老的结晶基底为2200～2000Ma的古元古代岩石。这些基底岩石已遭受角闪岩相（华夏地块）或高绿片岩相—低角闪岩相（扬子地块东南缘）变质作用的改造，大体代表了断面穿越两地块的中地壳特征。火成岩的tDM和火成岩中捕获和/或继承锆石年龄变化于2750～2500Ma，有些达3100Ma，揭示了下地壳的年龄信息。华夏地块的大量花岗质岩石为S型且具负的εNd值，表明下地壳物质组成主体为长英质成分。华夏地块加里东期花岗质岩石的εNd值为—11～—8，而燕山期花岗质岩石的εNd为—6～—1，显示出随着时代的演化，华夏地块下地壳的物质组成由“富花岗质”（富集型）向“贫花岗质”（贫瘠型）方向演化，这主要是受地壳分异作用以及地幔物质添加作用的影响。扬子地块东南缘的花岗质岩石和酸性火山岩虽然主体仍以过铝S型为主，但其εNd值变化于—6～＋4之间，表明扬子地块的下地壳有较多的地幔物质加入，造成其下地壳的成分成熟度低于华夏地块。
关键词　宁德—湖口断面　下地壳的成分和时代　华夏地块　扬子地块　tDM　捕获锆石年龄
1　引言
探讨大陆下地壳的时代和物质组成是一项十分艰难的研究工作，这主要是由于大陆地壳的形成具有十分复杂的历史和过程，同时人们也缺乏对深部地壳不均匀性的深入了解。近些年来在探讨下地壳信息方面已做了较多的尝试，如地震反射和衍射方法[4,14]、岩浆岩的深源包体的研究[12,13]以及对出露的深部地壳剖面的研究[1,2]。下地壳的物质组成和结构并不是一成不变的，往往随时代演化发生很大变化，那么怎样才能描绘这一动力学过程呢？地球化学，尤其是同位素地球化学，可以用作一种探针来剖析这个过程。本文主要通过地质、地球化学和地质年代学的综合研究来探讨宁德—湖口断面下地壳的性质。
2　宁德—湖口地学断面的地震波速结构
近些年来，华南已相继完成了宁德—湖口[15]、温州—屯溪[18]、泉州—黑水[11]数条地学断面（图1），其中宁德—湖口断面东起福建的宁德，经政和、崇安、乐平，至江西的湖口，穿越了华夏地块和扬子地块两大构造单元。地震波速结构揭示出断面走廊的地壳厚度约为30km，可划分出上、中、下地壳，界限约在10km和20km。上地壳的Vp为4.6～6.0km/s，密度为2.67～2.75g/cm3，主要由沉积岩、花岗质岩石和板岩、千枚岩之类的变质岩石组成。中地壳Vp由6.06km/s到6.25km/s，密度由2.79g/cm3到2.85g/cm3，主要由角闪岩相变质的岩石组成，其中在断面的东端（政和以东）在14km至17km深度之间，存在低速层（Vp≈5.9km/s），很可能属滑脱构造层性质。下地壳的Vp为6.30～7.15km/s，和长英质—镁铁质麻粒岩的Vp一致。下地壳的上部Vp≤7.0km/s，和酸性—中性麻粒岩的Vp吻合[14]，下地壳的底部Vp>7.0km/s，表明其成分偏镁铁质成分，指示有较强烈的地幔物质添加。

图1　华南构造格架及地学断面位置略图

断面1、2、3分别代表温州—屯溪、宁德—湖口和泉州—黑水断面
3　断面走廊的变质基底
华夏地块的变质基底包括了三大构造层（图2）：古元古代的麻源群、中元古代的马面山群和新元古代—早古生代的长汀超群（或称之为长汀浅变质岩系）。

图2　宁德—湖口地学断面走廊地质略图，主要表示变质基底的分布及特点

1—古元古代地层；2—中元古代地层；3—新元古代地层；4—新元古代—早古生代地层；5—寒武纪—白垩纪地层；6—第四纪；7—花岗质岩石
麻源群主要由黑云斜长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩、石榴云母片岩、云母石英片岩、夹斜长角闪岩和大理岩。这套岩石已遭受角闪岩相变质作用的改造，其p=400～650MPa,T=550～680℃[7]，表明其埋深大致由16km至24km。麻源群上部的岩石流体包裹体以H2O为主，而下部则主要为CO2+H2O。麻源群地层至少遭受四期变形，前两期为韧性—塑性流变机制共轴叠加的平卧（或等斜）褶皱，大量的颗粒锆石U-Pb测年数据表明其时代为2400～2000Ma[3]。
马面山群与麻源群多呈构造接触关系，主要由变质的双峰式细碧—角斑岩（岩性为绿帘斜长角闪岩和钠长变粒岩）、十字石榴云母片岩、云母石英片岩、大理岩和石英岩。这套地层已遭受高绿片岩相—低角闪岩相变质作用的改造。同位素年龄值显示马面山群成岩时代为1400～1000Ma。
长汀超群呈构造关系和麻源群接触，为一套绿片岩相变质的岩石组合，下部岩性为斜长云母石英片岩、石英黑云片岩，上部为浅变质的粉砂岩、长石石英砂岩、板岩、千枚岩和杂砂岩。
综上所述，麻源岩的岩石组合大致反映了宁德—湖口断面东段华夏地块的中地壳的特点，长汀超群可能代表上地壳褶皱基底的特点，马面山群分布比较局限，从特点上看可能处于中地壳和上地壳的过渡带。
在扬子地块的东南缘，变质基底包括古元古代的星子群和中元古代的双桥山群（图2）。星子群出露于庐山附近，主要由十字石榴黑云片岩、石榴云母片岩、云母石英片岩和黑云斜长变粒岩组成，夹有斜长角闪岩、石英岩和不纯大理岩。岩石的变质程度为高绿片岩相—低角闪岩相，其T=530～600℃，p=400～570MPa，估计埋深大约在15～20km，由此推测星子群岩石组合反映了扬子地块东南块东南缘中地壳的特点。颗粒锆石U-Pb年龄表明其时代为2200～2000Ma。
双桥山群和星子群呈构造接触，主要由绢云母板岩、千枚状板岩、变质粉砂岩、杂砂岩和凝灰质板岩为主，夹有双峰式细碧角斑岩建造，岩石主体遭受低绿片岩相变质，局部达高绿片岩相，年龄为1700（?）～1000Ma。
4　断面的下地壳时代
沿断面走廊未见麻粒岩地体出露，因此下地壳的时代主要依靠Nd的模式年龄（tDM）和火成岩的捕获锆石年龄进行示踪研究。锆石是一种硅酸岩矿物，从理论上它应从SiO2饱和—过饱和岩浆中结晶，因此岩浆岩中捕获/或继承锆石时代揭示出深部长英质基底的时代信息。基性岩的tDM可以用来粗略估计“早期造壳时代（early crust formation age）”，而长英质火成岩的tDM可以解释为源岩的地壳滞留年龄（residence age）。
4.1　华夏地块下地壳的时代
前人对该区火成岩的同位素测年工作已发现一些大于2500Ma的年龄，朱玉磷（1985）发表的新桥花岗闪长岩的微量锆石U-Pb年龄为2713Ma，尔后，又相继报道了一些老的U-Pb年龄信息：汤湖花岗岩年龄2516Ma[9]，清湖岩体2642Ma[10]，德化花岗岩3051Ma年龄[17]。最近周新华（1992）在江绍断裂附近陈蔡群斜长角闪岩中获得了（3125±184）Ma的全岩Sm-Nd等时线年龄，这些年龄值多落在2750～2500Ma区间内，少数点达到3100Ma，揭示出华夏地块下地壳形成时代的信息。使用颗粒锆石U-Pb测年也发现华夏地块存在2415～2589Ma的年龄（表1），进一步佐证在华夏地块深部存在2750～2500Ma的长英质基底。

表1　断面走廊火成岩的捕获锆石U-Pb分析

① 误差为2σ；②对空白和稀释剂已作校正；③对空白、稀释剂和初始铅已作校正。
华夏地块的花岗岩分布非常广泛，侵位时代从古元古代延续至中生代，其元素地球化学和同位素地质化学特点显示出S型花岗岩特征，表明这些花岗岩主体是由深部长英质基底深熔作用的产物。因此花岗岩可以视为一种探针来分析下地壳时代和成分。
中条期花岗质岩石（1900士100）Ma的tDM为2602～2674Ma（表2，图3），其fsm/Nd和εNd变化很小，表明其同位素组成基本上没受到后期AFC过程的明显影响，因此2600～2700Ma大致可看作中条期花岗质岩石的源岩时代。

表2　华夏地块Sm、Nd同位素分析数据

加里东期花岗质岩石（400～450Ma）的tDM年龄多数落在1800～2500Ma区间内（表2，图3），这一时限和麻源群的时代大体吻合。野外证据表明加里东期花岗岩体与麻源群之间多呈侵入关系，并非麻源群分熔作用的产物，因此加里东期花岗质岩石的源岩时代应大于2500Ma。
燕山期花岗质岩石（100～120Ma）的tDM变化较大，但总体上小于2000Ma（表2，图3）。燕山期花岗质岩石具高的εNd值，暗示其源岩已遭受较强烈的地幔物质添加作用的影响，幔源物质添加作用可能是造成tDM年龄偏低的主要原因。

图3　华夏地块tDM年龄直方图

1—中条期花岗岩；2—加里东期花岗岩；3—燕山期花岗岩

图4　华夏地块斜长角闪岩的tDM年龄直方图（原始数据见赵凤清等，1995）

1—古元古代；2—中元古代
变质基性火山岩（斜长角闪岩）的tDM年龄已归纳于图4中，麻源群的斜长角闪岩的tDM主体在2400～2600Ma以及2000～2300Ma两个时间段内，马面山群的tDM为2000～2300Ma，揭示出华夏地块早期多期次地幔岩浆的底板垫托时代多发育在2000～2300Ma以及2400～2600Ma。
4.2　扬子地块（东南缘）下地壳的时代
扬子地块（东南缘）岩浆岩中许多捕获锆石的颗粒锆石U-Pb年龄大于2.2Ga（表1），大致可划分为2700～2800Ma和2200～2450Ma两个时间段内，揭示出扬子地块东南缘深部地壳长英质基底的时代信息，一些酸性火成岩的tDM年龄也佐证这一认识（表3）。

表3　扬子地块赣东北火成岩的Sm、Nd同位素分析数据

① 全岩；②斜长角闪岩；③角闪石。
基性火山岩的tDM变化很大，多数变化于2000～2400Ma和1300～1700Ma两个区间内，有一些tDM达2600～2800Ma（表3），指示了扬子地块东南缘发生了深部地壳的底板垫托作用的时代。
5　断面走廊下地壳的成分
火成岩的元素地球化学和同位素地球化学揭示出下地壳主体由长英质岩石组成，但成分变化十分复杂，两个地块下地壳成分存在较明显差异，在下地壳的不同深度层次成分也不尽相同，随着地质的演化下地壳的成分也发生一定程度的变化。
5.1　华夏地块下地壳的成分
中条期花岗质岩石类型为花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩，主体为S型，少量为I型或I型和S型的过渡型。花岗质岩石的εNd为-3.1～-2.6,147Sm/144Nd值为0.10～0.14，表明源岩应以长英质岩石为主。
加里东期花岗岩为高钾的钙碱性钾长花岗岩、碱长花岗岩和花岗闪长岩，主体以S型花岗岩为主。花岗质岩石具负的εNd值（-11～-8）和低的147Sm/144Nd值（0.1～0.14），表明它们应来源于“花岗质富集”的源岩。
燕山期花岗质岩石包括碱长花岗岩、钾长花岗岩以及二长花岗岩，在燕山晚期出现碱性花岗岩，元素地球化学显示这期花岗质岩石主体仍以S型为主，但较之前两期花岗岩其A型和I型相对于S型的比例增生。燕山期花岗岩的εNd为-6～-1，也明显高于前两期花岗岩。碱性花岗岩的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值类似燕山期其它类型的花岗岩[20]，表明它们的源岩是相似的，应来源于古老的地壳岩石的分熔作用，碱性花岗岩具有较高εNd，意味着有较强烈的地幔物质添加。
图5表示的是εNd随时代的演化过程，由此反映出中条期的下地壳成分演化程度要高于中条期（前者更富长英质），加里东期下地壳成分演化程度要高于燕山期。加里东期花岗岩的εNd值的特点表明其源岩基本上没受到地幔物质添加，因此由中条期至加里东期下地壳成分变化可能是受地壳分异作用影响的结果。燕山期花岗质岩石具较高的εNd值，其源岩很可能是地壳和受地幔物质添加的混合体，表明由加里东期至燕山期下地壳成分变化是受地幔物质添加的影响。

图5　华夏地块花岗岩的εNd—t图解

反映εNd随时代演化特点
5.2　扬子地块下地壳的组成
扬子地块东南缘晋宁期花岗质岩石（900Ga±500Ma）主要为钙碱性岩浆岩，岩石类型包括二长花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩和钾长花岗岩，在有些岩体中含有富铝矿物（堇青石、石榴子石、黑云母）包体以及夕线片岩岩石包体[25]。地球化学特点也显示出S型特点。晋宁期花岗岩具较高的εNd值（-6～+4）（图6）和低的87Sr/86Sr值，表明其源岩中有大量的地幔物质加入。此外在扬子地块和华夏地块结合带，出露有M型花岗岩，也佐证扬子地块东南缘较之华夏地块在物质组成上更偏基性。
新元古代的流纹岩（800～900Ma）从矿物组成和地球化学特征上也具有S型特征，然而其εNd值为-1.9～+2.8，显示出与晋宁期花岗岩相似的地球化学特征。
6　结论
通过对宁德—湖口地学断面的地质、地球化学和地质年代学研究，可能获取到断面走廊下地壳性质的一些信息，将其归纳为：
① 花岗质岩石和酸性火山岩的元素和同位素地球化学特征表明华夏地块下地壳的成分主体由长英质组成，尤其是在地壳形成的早期阶段。地球物理资料也显示出同样的信息，宁德—湖口断面的地震波速结构反映下地壳除在局部地段的底部外，主体上Vp＜7.0km/s,这一特征和酸性—中性麻粒岩的Vp值范围吻合。

图6　扬子地块岩浆岩的εNd—t图解

② 两个地块下地壳的物质组成存在较大差异，扬子地块下地壳在物质成分上较之华夏地块演化程度较差，表明扬子地块的下地壳有更为强烈的地幔物质加入。
③ 同位素地球化学示踪研究结果显示出下地壳的成分随着地质演化发生较大的变化，总体的演化趋势由“富花岗质”向“贫花岗质”方向转化，其原因可能是受地壳分异作用以及地幔物质添加作用改造的结果。
④ 通过对火成岩的tDM年龄和捕获锆石的年龄详细研究，断面走廊下地壳可能形成于2750～2500Ma，有些于3100～3000Ma已形成。尔后，地幔物质添加（以底板垫托方式为主）比较发育，华夏地块的时限为2400～2600Ma和2200～2300Ma，扬子地块则发生于2000～2400Ma和1300～1600Ma两个时间段内。
参考文献
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巴颜喀拉山群由北京地质学院（1961）在玉树地区创建，原定义为一套泥质碎屑岩系，时代为石炭纪。虽然现有资料认为巴颜喀拉山群时代归属于三叠纪，但由于巴颜喀拉山群岩性单一、地层厚度巨大、变形复杂、难见顶底且化石稀少，对不同岩石地层单位的时代确定还存在分歧（青海省地质矿产局，1991，1997；张以茀等，1997；潘桂棠等，2004；张雪亭，2007）。我们在巴颜喀拉山群不同岩石地层单位中发现了多层中酸性火山岩，并获得了7个锆石U-Pb年龄，为巴颜喀拉山群的形成时代的确定提供了新的证据。

一、巴颜喀拉山群岩石地层特征与锆石U-Pb测年样品位置

研究区巴颜喀拉山群分布于东大滩和秀沟盆地以南的广大地区，从北至南，巴颜喀拉山群可分为上亚群、中亚群和下亚群（图11-1）。

巴颜喀拉山群下亚群出露于昆仑山口-甘德断裂以南地区，由下部的板岩夹砂岩组和上部的砂岩夹板岩组组成。地层走向北西西—南东东，岩性主要为深灰-灰黑色泥质、粉砂质板岩夹灰色中薄层细粒岩屑长石砂岩和薄层粉砂岩，地层厚度大于2000m。在牙扎康赛西南部板岩夹砂岩组灰黑色粉砂质板岩中发现3m厚的英安质沉凝灰岩（图11-23a），采集1个英安质沉凝灰岩（B565-1）锆石U-Pb测年样品。

巴颜喀拉山群中亚群呈东宽西窄的楔形断块夹持于下亚群与上亚群之间。岩性主要为灰绿色中厚层变质中细粒砂岩，厚度大于3000m。在雅拉达泽以北地区，地层走向近东西向，卡巴纽尔多以西受断裂作用影响，地层走向北西西向。地层中未发现重要生物化石，青海省区调综合地质大队（1993）在错木头江章西侧采得孢粉Lundbladisora，Taeniaesperites及Punctatisportes, Aratrsporites, Cyadopites，并将其时代定为中三叠世。

巴颜喀拉山群上亚群夹持于东昆南断裂与巴颜喀拉山群中亚群之间，自下而上划分为下板岩组、砂岩夹板岩组、板岩夹砂岩组和上板岩组。下板岩组为深灰、灰黑色绢云千枚岩、粉砂质板岩夹中细粒长石粉砂岩，含菱铁矿晶体，地层厚度大于4183m。在黑刺滩南沟深灰色粉砂质板岩中见5层厚0.5～3m的英安岩和英安质凝灰熔岩等火山岩夹层，火山岩与千枚岩均发生褶皱变形。在黑刺滩南沟采集4个火山岩锆石U-Pb测年样品，其中B4989-6采自厚0.6m的英安质凝灰熔岩（图11-23c），B4989-3采自厚3m的英安岩，B4989-4采自厚1.2m英安岩，B4983-1采自黑刺沟南厚0.5～3m的英安岩。

图11-23 巴颜喀拉山群火山岩特征

巴颜喀拉山群上亚群砂岩夹板岩组分布于昆仑山主峰北侧，北西西向延伸。岩性为灰、深灰色中厚层长石石英砂岩、岩屑长石砂岩、含砾粗砂岩夹灰黑色粉砂质板岩。在西藏大沟北出露2层厚约10m的石英粗安岩（图11-23e），火山岩之间为4m厚的灰色中薄层细砂岩，火山岩及灰色细砂岩均向南缓倾，地层厚约1500m。在石英粗安岩中采集1个锆石U-Pb测年样品（B4978-1）。

巴颜喀拉山群上亚群板岩夹砂岩组分布于昆仑山主峰、乌土克拉南和格涌曲等地，以灰绿色调为特征，岩性主要为灰绿色中-厚层变质中细砂岩和千枚状粉砂质板岩，厚度大于3320m。在西藏大沟南灰绿色细砂岩中见厚1m的流纹岩，采集锆石U-Pb测年样品（B4965-1）1个。

巴颜喀拉山群上亚群上板岩组分布于刚欠查鲁马至错木头江章一带，在呈透镜状北西向延伸。岩性为深灰色-灰色板岩夹细砂岩、黄褐色中薄层细砂岩，地层厚约2000m。在昆仑山主峰厚2m的黄褐色英安岩取得1个英安岩锆石U-Pb测年样品（B4959-2）。

二、火山岩测年样品的矿物岩石学特征

英安质沉凝灰岩（B565-1）采自牙扎康赛巴颜喀拉山群下亚群，岩石呈黄褐色，具变余沉凝灰结构，块状构造。岩石由棱角状流纹岩火山角砾（含量5%）、火山凝灰物（含量50%～55%）及正常沉积物（含量40%～45%）组成（图11-23b）。凝灰物由棱角状石英、钾长石和斜长石晶屑（含量15%）、流纹岩及硅质岩、石英粗安岩、粗安岩、石英岩和细粒石英砂岩等岩屑（含量15%）和玻屑（含量35%）组成。正常沉积物为次棱-次圆状长石、石英和岩屑等砂砾级碎屑（含量35%～45%）及粘土杂基组成的填隙物（含量5%～10%）。

英安质凝灰熔岩（B4989-6）采自黑刺滩南沟巴颜喀拉山群上亚群，岩石呈灰白色（图11-23c），具凝灰熔结结构，千枚状构造。岩石由熔岩（含量90%）和凝灰物（含量10%）组成。熔岩为流纹岩，由斜长石和石英斑晶及基质组成，石英斑晶港湾状熔蚀（图11-23d）。基质为斜长石（含量20%～25%）、钾长石（含量35%～40%）和石英（含量25%）。凝灰物为棱角状斜长石晶屑（含量5%～10%）和少量石英晶屑。

英安岩（B4989-3、B4989-4、B4983-1）采自黑刺滩南沟巴颜喀拉山群上亚群，岩石呈灰白色，变余斑状结构，基质微晶-鳞片变晶结构，似千枚状构造或块状构造。岩石由斑晶和基质组成，斑晶为斜长石（含量1%～5%）和少量具港湾状熔蚀的石英，基质为斜长石（含量15%～50%）、钾长石（含量25%～55%）和石英（含量20%～30%）。

石英粗安岩（B4978-1）采自西藏大沟北巴颜喀拉山群上亚群，岩石呈灰紫色，斑状结构，基质微晶结构（图11-23f），块状构造。斑晶为斜长石（含量10%～15%）和角闪石（含量10%～15%），基质为斜长石（含量35%～40%）、钾长石（含量25%）、石英（含量10%～15%）和角闪石（含量5%）。

流纹岩（B4965-1）采自西藏大沟巴颜喀拉山群上亚群，岩石呈灰白色，变余斑状结构，基质似交织结构，块状构造。斑晶为斜长石（含量5%）和石英（含量1%～5%），石英可见熔圆状和港湾状熔蚀。基质为斜长石（含量>65%）、钾长石（含量5%～10%）和石英（含量20%）。

三、火山岩锆石U-Pb年龄

锆石的LA-MC-ICPMS法年龄测定在天津地质矿产研究所完成，详细的实验流程见李怀坤等（2009）。

英安质沉凝灰岩（B565-1）中的锆石为短柱状，锆石发育振荡环带结构（图11-24），Th/U比值>0.1，显示岩浆锆石特征。20个岩浆锆石测点集中分布于谐和线上（图11-25），²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化于242～254Ma之间，平均值为（247.9±1.7）Ma。岩浆锆石内部无环带结构的继承锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为（419±3）Ma。

巴颜喀拉山群中碎屑锆石多显示不同程度的圆化，内部结构复杂多样，锆石U-Pb年龄显示出400～500Ma、900～1000Ma、1800～1900Ma及2400～2500Ma等四个明显的集中区。采自牙扎康赛巴颜喀拉山群下亚群的英安质沉凝灰岩中锆石均为自形-半自形柱状晶体，与经过搬运与磨圆的碎屑锆石明显不同，其年龄应代表了火山岩喷发时代和巴颜喀拉山群下亚群的形成时代。

图11-24 英安质沉凝灰岩（B565-1）锆石阴极发光图像

图11-25 英安质沉凝灰岩锆石U-Pb年龄谐和图

英安质凝灰熔岩（B4989-6）中的锆石为发育细密振荡环带结构短柱状晶体，Th/U比值>0.1，具有岩浆成因锆石特征。15个岩浆锆石测点全部落在谐和线上（图11-26a），²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄区间为206～213Ma，平均（208.1±0.8）Ma，该年龄代表了火山岩的喷发时代。

英安岩（B4983-1）中的锆石为具振荡环带结构的短柱状和椭球状晶体，Th/U比值较低，大部分>0.1，具有岩浆锆石的特征，部分锆石含有继承锆石核。16颗锆石测点全部落在谐和线上（图11-26b），²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化于205～213Ma之间，平均值为（208.2±1.3）Ma。

英安岩（B4989-4）中的锆石为具有振荡环带结构的短柱状晶体，Th/U比值>0.1，具有岩浆锆石特征。除继承锆石（测点16）²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为418Ma外，其余14个岩浆锆石测点全部落在谐和线上（图11-26c），²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化于205～212Ma之间，平均值为（207.8±0.8）Ma，该年龄代表了火山岩的喷发时代。

图11-26 巴颜喀拉山群上亚群火山岩锆石U-Pb年龄

英安岩（B4989-3）中的锆石为短柱状、长柱状和椭球状，次圆状继承锆石（测点6和12）²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄分别为406和401Ma；发育振荡环带结构的岩浆成因锆石，Th/U比值>0.1，10个测点²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄变化于204～210Ma之间，全部落在谐和线上（图11-26d），平均值为（206.1±1.2）Ma，该年龄代表了火山岩的喷发时代。

流纹岩（B4965-1）中的锆石细小，晶体为短柱状，部分长柱状，锆石发育振荡环带结构，Th/U比值均>0.1，具有岩浆锆石的特征。对16颗锆石进行了U-Pb同位素分析，除1号和6号测点外，其余14个测点全部落在谐和线上（图11-26e），²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄变化于200～209Ma之间，平均值为（203.8±1.9）Ma，该年龄代表了火山岩的喷发时代。

石英粗安岩（B4978-1）中的锆石为短柱状，部分长柱状，锆石均发育振荡环带结构，Th/U比值均>0.1。15个岩浆锆石测点全部落在谐和线上（图11-26f），²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄变化于（204～211Ma之间，平均值为（207.5±1.1）Ma，该年龄代表了火山岩的喷发时代。

四、巴颜喀拉山群地层时代讨论

青海第一区调队（1981，1983）和青海省区调综合地质大队（1993）在卡巴纽尔多地区进行1∶20万地质填图时，在温泉水库南诺尔扎尕玛灰白色厚层灰岩透镜体中采到早三叠世菊石：Mesohedenstroemia sp.，Meoceras cf.infrequens krafft；瓣鳃：Posidonia sp.nov.及珊瑚等化石。由于所采化石点位于东昆南缝合带内，构造变形较强烈，不同时代的岩块相互混杂，灰岩中的化石能否代表巴颜喀拉山群地层时代需要进一步研究，如青海第一区调队（1981）在煤矿沟一带混杂堆积中发现的外来灰岩岩块中含腕足：Athyris mininus Ustriski，Dictyoclostus sp.；

：Quasifusulina sp.等二叠纪和石炭纪化石。在错木头江章西采到中三叠世Lundbladisora，Taeniaesperites属和Punctatisportes，Aratrsporites，Cyadopites属的大量孢粉；在者色东北砂质灰岩中采到的三叠纪海百合茎Traumatocrinus sp.，确切地质时代尚不能完全确定。可以看出，以往根据上述为数不多且时代跨度很大的生物化石对巴颜喀拉山群形成时代的确定还存在很大的不确定性。

最新编制的1∶100万青海省地质图（张雪亭等，2007）和1∶150万青藏高原及邻区地质图（潘桂棠等，2004）基本沿用了1∶20万地质图划分方案，将昆仑山口-甘德断裂以北的巴颜喀拉山群时代归属于早三叠世或早-中三叠世，而断裂以南的巴颜喀拉山群主体为晚三叠世，夹有中三叠世或早-中三叠世断块。

根据新的国际地层划分原则与方案（Gradstein et al.，2004），早三叠世奥伦尼克期与中三叠世安尼期分界年龄为（245.0±1.5）Ma，与早三叠世印度期分界年龄为（249.7±0.7）Ma；三叠纪与侏罗纪的分界年龄为（199.6±0.6）Ma，而晚三叠世诺利期的上下界年龄分别为（203.6±1.5）Ma和（216.5±2.0）Ma。

取自牙扎康赛的英安质沉凝灰岩锆石U-Pb年龄为（247.9±1.7）Ma，因此，该地区过去被认为是晚三叠世的巴颜喀拉山群的时代应为早三叠世晚期（奥伦尼克期）。而取自昆仑山口-甘德断裂以北的巴颜喀拉山群7个中酸性火山岩锆石U-Pb年龄为203～208Ma，过去被认为是早三叠世的巴颜喀拉山群的时代应为晚三叠世中期（诺利期）。巴颜喀拉山群形成时代的重新厘定，对于认识巴颜喀拉盆地沉积构造演化具有重要意义。

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