趙文濤，劉少峰，陳 敏，薛春紀

(1.中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；2.青海大學 地質(zhì)工程系，青海 西寧 810016)

土爾根大坂-宗務隆-青海南山構(gòu)造帶(簡稱宗務隆構(gòu)造帶)位于青海柴達木盆地以北區(qū)域，總體呈北西西向展布，東部偏向南東，西部偏向北西，呈橫臥“S”型 (李平安等，1982)(圖1)。宗務隆構(gòu)造帶北以青海南山斷裂(NBF)為界與南祁連造山帶相鄰，南以宗務隆山南緣斷裂(SBF)為界與柴北緣歐龍布魯克地塊相鄰，向西延至阿爾金斷裂，向東可能分割了西秦嶺與南祁連造山帶(圖1b)(郭安林等,2009)。眾多學者根據(jù)宗務隆構(gòu)造帶內(nèi)的沉積記錄及其東段的巖漿活動，認為宗務隆構(gòu)造帶晚古生代—中生代經(jīng)歷了由陸內(nèi)裂陷、洋盆發(fā)育和從俯沖到碰撞造山的復雜演化過程(王毅智等,2001；孫延貴等,2004；彭淵，2015；王蘇里等，2016；陳敏等，2020)。但宗務隆構(gòu)造帶晚古生代—中生代的巖漿活動主要發(fā)育在其東段的烏蘭—天峻南山一帶，對其構(gòu)造-巖漿演化歷史的研究也多聚焦于這一地區(qū)(郭安林等，2009；王蘇里等，2016；彭淵等，2016；Wuetal.，2019)，德令哈以西的西段則相對缺乏可以類比的巖漿記錄，因而，其演化是否與東段相同并不清晰，這直接制約了對整個宗務隆構(gòu)造帶形成和演化的全面認識。而宗務隆構(gòu)造帶夾持于中祁連地塊、歐龍布魯克地塊和西秦嶺之間，對于理解祁連造山帶、柴北緣造山帶和西秦嶺造山帶構(gòu)造演化及其構(gòu)造銜接關系具有重要意義。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖[a據(jù)楊經(jīng)綏等(2010)修改]Fig.1 Geological schematic map of the research area(a modified from Yang Jingsui et al.,2010)

與造山帶相關的盆地中，沉積物可較完整且有代表性地保存造山帶隆升和剝蝕過程信息，對探討造山帶的構(gòu)造演化具有至關重要的意義(McLennanetal.,2000;Roseretal.,2002;Jooetal.,2005)。沉積巖的碎屑成分能夠有效地追索其主要的沉積物源，探究物源區(qū)物質(zhì)組成、構(gòu)造環(huán)境及早期地殼的生長演化(McLennanetal.,1995)。鋯石對物理-化學風化作用具有極強的抵抗力，常可用于物源追索研究。地球化學和鋯石年代學研究已經(jīng)被廣泛地應用于追蹤物源區(qū)特征，揭示碎屑沉積巖成因、古風化條件(Nesbitt and Young,1982;McLennanetal.,1995;Roseretal.,2002)和恢復沉積盆地構(gòu)造環(huán)境(Bhatia,1983;Roser and Korsch,1988;Fedoetal.,1995)。

宗務隆構(gòu)造帶西段早中三疊世隆務河組的沉積過程應當記錄了該地區(qū)前中生代的構(gòu)造-熱事件。本文利用巖石地球化學、LA-ICP-MS法U-Pb定年以及Lu-Hf同位素分析技術，研究發(fā)育在宗務隆構(gòu)造帶西段的隆務河組碎屑巖，分析其物源和沉積構(gòu)造環(huán)境，并限定其沉積年代，利用鋯石的年齡譜信息追溯其物源區(qū)的構(gòu)造-熱事件，以期對宗務隆構(gòu)造帶西段的構(gòu)造演化和地球動力學過程提供更多的證據(jù)。

1 地質(zhì)背景

宗務隆構(gòu)造帶北與南祁連造山帶相鄰，南與歐龍布魯克地塊、柴北緣結(jié)合帶灘間山巖漿弧相鄰(張雪亭等，2010;付長磊等，2021)。區(qū)內(nèi)地層出露較全，自古元古代至新生代的地層均有不同程度的發(fā)育，主要的地層有：

古元古界達肯大坂巖群為區(qū)內(nèi)最古老的地層，是歐龍布魯克地塊的結(jié)晶基底。地層由于歷遭多期斷裂構(gòu)造的切割破壞、巖漿的侵蝕及后期沉積巖系的掩蓋，多呈不連續(xù)的塊體分布于宗務隆構(gòu)造帶的南側(cè)。年代學研究顯示其具有2.5～2.3 Ga的形成年齡和1.9～1.8 Ga的變質(zhì)年齡(Songetal.,2006；Luetal.,2008；Chenetal.,2009；Liaoetal.,2014 ;Wangetal.,2016；路增龍等，2017;Yuetal.，2017;Wangetal.,2019；張建新等，2021)。

全吉群是歐龍布魯克地塊中覆蓋于達肯達坂群之上的一套蓋層沉積。對于其時代歸屬，早期的區(qū)調(diào)工作將其劃為南華系—下寒武統(tǒng)的連續(xù)沉積，為多數(shù)學者及基礎地質(zhì)資料沿用，但張海軍等(2016)在其中識別出一個平行不整合面，并結(jié)合其中得到的凝灰?guī)rU-Pb年齡(1 640±15 Ma和1 646±20 Ma)，將其時代限定為長城系—震旦系。

巴龍貢嘎爾組為一套輕微變質(zhì)巖系，主要分布在宗務隆構(gòu)造帶北側(cè)的南祁連地區(qū)，總體構(gòu)造線方向為NWW向，由灰、淺灰綠色厚層片狀砂巖、深灰綠色厚層硬砂巖夾板巖、凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖組成。前期將其劃為志留系(張雪亭等，2010)，但近年來，對本地層的年代學研究取得了一系列新的認識，有學者在其中識別出新元古代地層，從中解體出拐杖山組(計波等，2018,2021)。通過地層中的火山巖夾層的年代學研究，牛廣智等(2016)于該套地層中的英安質(zhì)火山熔巖獲得了457.6±2.4 Ma的U-Pb年齡(LA-ICP-MS)，表明該套火山巖形成于晚奧陶世；李大磊等(2018)在該套地層中的變玄武安山巖獲得了427.2±2.8 Ma的鋯石U-Pb年齡(LA-ICP-MS)，認為該套火山巖形成于早志留世；潘建等(2019)在該地層中的基性火山巖中獲取鋯石U-Pb年齡為819±2 Ma，表明其形成時代為新元古代；賀小元等(2021)在該地層中獲得英安巖-流紋巖的鋯石U-Pb年齡為438.1±2.2～403.0±2.6 Ma，說明火山巖形成于早志留世—早泥盆世。也有學者通過碎屑鋯石研究，認為其沉積時代在新元古代至早古生代(秦宇，2018；Lietal.,2019；Yanetal.,2020)?？傮w看來，巴龍貢噶爾組應當是一套新元古代—早古生代的沉積物，是原特提斯洋演化過程的產(chǎn)物。

下古生界主要分布于歐龍布魯克中、東段及石灰溝等一帶地區(qū)，中上寒武統(tǒng)歐龍布魯克群(∈2-3O)為一套碳酸鹽巖沉積,下部夾有少量碎屑巖(孫嬌鵬等，2015),奧陶系僅發(fā)育下奧陶統(tǒng)多泉山組和石灰溝組,主要為淺海相碳酸鹽-筆石頁巖沉積建造(馬帥等,2016)。晚古生代發(fā)育有上泥盆統(tǒng)的牦牛山組陸相磨拉石、下石炭統(tǒng)城墻溝組和懷頭他拉組穩(wěn)定被動陸緣沉積(孫嬌鵬等，2016)及石炭-二疊系的宗務隆群。宗務隆群是宗務隆構(gòu)造帶內(nèi)最主要的沉積記錄，廣泛分布于構(gòu)造帶內(nèi)，下部的土爾根大坂組主要為碎屑巖夾火山巖建造，上部果可山組主要為淺海相巖屑石英砂巖夾灰?guī)r組合(李平安等，1982；孫嬌鵬等，2015，付長壘等，2021)。

早中三疊世隆務河組(T1-2l)在構(gòu)造帶的西段主要呈條狀分布于宗務隆構(gòu)造帶懷頭他拉附近，總體巖性特征為一套灰綠色-灰黑色-黑灰色砂巖、板巖夾薄層灰?guī)r，局部地段往上開始出現(xiàn)礫巖夾砂巖，礫石成分復雜多變，總體呈現(xiàn)出向上變粗的趨勢，磨圓往上亦逐漸變好(劉奎等，2020)，從礫石成分復雜、礫徑大小懸殊、磨圓度不均一來看，為山麓洪積相堆積，具有磨拉石建造的特征。與西段不同，在構(gòu)造帶的東段，隆務河組分布廣泛，自橡皮山地區(qū)向東，與西秦嶺造山帶的隆務河組可以對比(圖2)，為典型的復理石碎屑巖沉積(彭志軍等，2016)。

圖2 隆務河組區(qū)域地層柱狀對比圖Fig.2 Regional stratigraphic columnar correlation map of Longwuhe Formation? 王季偉,趙瑞強,趙志成,等.2016.大水橋幅(J47E020014)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖.

宗務隆構(gòu)造帶大致經(jīng)歷了泥盆-石炭紀的裂解(孫延貴等，2004；彭淵，2015)、二疊紀-中三疊世的俯沖和晚三疊世的碰撞作用(王毅智等，2001；郭安林等，2009；王蘇里等，2016；彭淵等，2016；Wuetal.，2019)，并且之后還受到青藏高原隆升的影響，因而其構(gòu)造十分復雜，褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造極為發(fā)育。除中更新世以后地層未經(jīng)受過褶皺構(gòu)造變動外，其余各時代地層均遭受過不同程度的褶皺變動。發(fā)育有宗務隆山-青海南山北緣主邊界斷裂(NBF)和宗務隆山南緣斷裂(SBF)兩條主要斷裂(圖1b)，這兩條邊界斷裂控制了宗務隆裂谷的形成與演化，并在后期裂谷閉合的過程中發(fā)生了反轉(zhuǎn)，現(xiàn)均表現(xiàn)為以逆沖推覆為主要特征的區(qū)域性斷裂(張雪亭等，2010；彭淵，2015)。

研究區(qū)的巖漿活動以新元古代—早古生代和晚古生代最為強烈，前者主要反映了柴北緣和南祁連的加里東期的造山事件，后者則集中在構(gòu)造帶的東段，反映了晚古生代—中生代的構(gòu)造事件。

2 樣品特征與測試方法

2.1 樣品特征

樣品H003采自宗務隆構(gòu)造帶德令哈羅根郭勒地區(qū)下中三疊統(tǒng)隆務河組中，采樣位置為E96°44′09.36″，N37°24′48.89″(圖2)。

樣品野外露頭如圖3a所示。樣品為灰色含礫不等粒巖屑長石砂巖，具含礫不等粒砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3b)。巖石由碎屑(約82%)、雜基(約10%)和膠結(jié)物(約8%)組成(圖3c)。碎屑成分主要由石英(55%)、長石(25%)(斜長石>鉀長石)、巖屑(15%)(石英巖、板巖、火山巖等)、黑云母(2%)、白云母(少量)、鐵鋁榴石(1%)、綠簾石(1%)、不透明金屬礦物(1%)等組成。雜基主要由綠泥石(7%)和絹云母(1%)等組成。膠結(jié)物為顯微粒狀石英。碎屑分選性較差，粒徑大小絕大多數(shù)在0.06～2.0 mm之間，少數(shù)達到細礫級，粒徑在2.0～3.52 mm之間。碎屑磨圓度相對較好，多數(shù)呈次棱角狀，少數(shù)呈棱角狀，個別呈次圓狀，球度一般，粗、中、細不同粒級的碎屑共存且含量大致相當，呈不等粒狀分布。雜基成分為粘土礦物重結(jié)晶的綠泥石、絹云母，呈細小鱗片狀結(jié)合體，在巖石中不均勻分布于碎屑顆粒接觸處。膠結(jié)物成分為顯微粒狀石英，在巖石中不均勻充填于碎屑顆粒間隙。膠結(jié)類型為孔隙式膠結(jié)。

圖3 隆務河組砂巖樣品的基本特征Fig.3 Basic characteristics of the samples a—野外露頭；b—手標本；c—顯微照片(正交偏光)a—outcrop;b—hand specimen;c—microphotograph(crossed nicols)

2.2 測試方法

樣品的主微量稀土元素分析由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成。樣品首先無污染粉碎至200 目，主量元素測試分析采用Axios max X射線熒光光譜儀完成，稀土微量元素分析采用X Serise2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀完成。鋯石U-Pb定年樣品經(jīng)人工破碎后按照常規(guī)方法分選鋯石,在雙目鏡下挑選透明、晶形完好的鋯石顆粒,粘于環(huán)氧樹脂表面,固化后拋光至露出一個光潔平面，然后進行透、反射光和陰極發(fā)光(CL)照相,結(jié)合這些圖像選擇最佳鋯石進行定年測試。測試分析在南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術服務有限公司微區(qū)分析實驗室使用激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICPMS)完成。激光剝蝕平臺采用Resolution SE型193 nm深紫外激光剝蝕進樣系統(tǒng)，配備S155型雙體積樣品池。質(zhì)譜儀采用Agilent 7900型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，具體測試方法參見Liu等(2010)。Hf同位素測試使用193 nm ArF準分子激光剝蝕系統(tǒng)，由Australian Scientific Instruments制造，型號為RESOlution LR。多接收器型號電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)由英國Nu Instruments公司制造，型號為Nu Plasma II。準分子激光發(fā)生器產(chǎn)生的深紫外光束經(jīng)勻化光路聚焦于鋯石表面，能量密度為3.5 J/cm2，束斑直徑為50 μm，頻率為8 Hz，共剝蝕40 s，剝蝕氣溶膠由氦氣送入MC-ICP-MS完成測試。測試過程中每測5顆樣品鋯石，依次測試1顆標準鋯石(包括GJ-1、91500、Ple?ovice、Mud Tank、Penglai)，以檢驗鋯石Hf同位素比值數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3 測試結(jié)果

3.1 全巖地球化學測試結(jié)果

3.1.1 主量元素特征

樣品的主量元素測試結(jié)果(表1)顯示，樣品中SiO2的含量較高，含量變化范圍較小，為69.69%～74.46%，平均為73.11%，略高于UCC(大陸上地殼)及PAAS(北美頁巖)。Al2O3的含量在10.52% ～12.83%，平均為11.13%，低于UCC及PAAS；巖石全堿K2O+Na2O 為4.60%～5.28%，平均為4.82%，與PAAS相近，低于UCC，顯示全堿含量較低；MnO、MgO、P2O5和CaO 的含量也較低。

3.1.2 微量元素與稀土元素特征

樣品微量元素含量和特征參數(shù)(表1)經(jīng)過 UCC標準化后，過渡族元素(Sc、V、Cr、Cu、Co、Ni)顯示不同程度的虧損(圖4a)。過渡族元素在沉積-成巖過程中可有效保持源巖的地球化學特征，因而強烈CIA=[Al2O3/(Al2O3+CaO*+Na2O+K2O)]×100(摩爾數(shù))(Nesbitt and Young,1982)，CaO*僅指硅酸鹽礦物中的CaO,采用McLennan(1993)的方法計算(CaO**=CaO-10/3×P2O5，其中如果CaO**

表1 樣品的主量元素(wB/%)和微量元素(wB/10-6)分析結(jié)果Table 1 Analysis results of major (wB/%)and trace (wB/10-6)elements

圖4 隆務河組碎屑巖大陸上地殼標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(a)和球粒隕石標準化稀土元素配分曲線(b)Fig.4 Upper continental crust-normalized trace elements spider diagram (a)and chondrite-normalized REE patterns (b)of the Longwuhe Formmation clastic rocksUCC據(jù) Rudnick and Gao(2003);球粒隕石據(jù) Sun and McDonough(1989);PAAS據(jù) Taylor and Mclennan(1985)UCC from Rudnick and Gao,2003;Chondrite from Sun and McDonough,1989;PAAS from Taylor and Melennan,1985

富集過渡族元素為特征的基性-超基性巖應當不是樣品的主要源巖。大離子親石元素(LILE)Rb、Th表現(xiàn)出弱富集，U表現(xiàn)為弱虧損的特征。Ba強烈富集，高場強元素Hf、Y、Zr 相對于 UCC 表現(xiàn)出弱虧損的特征。Sr含量變化范圍不大，與 UCC 含量相近。

樣品稀土元素含量和特征參數(shù)見表1，球粒隕石標準化的稀土元素配分模式如圖4b 所示。ΣREE 為127.23×10-6～206.12×10-6，平均159.28×10-6，與 UCC 相近，低于 PAAS ，反映出樣品相對富集稀土元素的特征。樣品 LREE /HREE 為7.96～10.84，均值為8.98，略低于 PAAS 和 UCC 的比值，(La /Yb)N值為8.82～14.15，平均值為10.81，低于 UCC ,高于 PAAS，表明輕重稀土元素分餾程度中等。樣品的Eu除H003-4外均顯示正異常，除受斜長石風化程度的影響外，可能與樣品中Ba元素的強烈富集有關。

3.2 碎屑鋯石U-Pb年齡的測試結(jié)果

鋯石是一種穩(wěn)定的重礦物,其成分和年齡不受沉積過程的影響，是判別物源特征最有效的證據(jù)之一(Cawood and Nemchin,2000;Hallsworthetal.,2000)。本次工作的樣品所取得的年齡數(shù)據(jù)詳見表2。

表2 隆務河組碎屑巖鋯石 U-Pb 年齡分析結(jié)果Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results for the Longwuhe Formation clastic rocks

續(xù)表2-1 Continued Table 2-1

續(xù)表2-2 Continued Table 2-2

樣品的碎屑鋯石大多為自形或半自形晶,晶體多呈粒狀或橢球狀,少量為短柱狀、錐 狀。鋯石粒徑一般在 50～150 μm 之間,長寬比在 1∶1 ～ 2∶1 之間。CL 圖像顯示(圖5),鋯石的發(fā)光性總體較低，多數(shù)顆粒內(nèi)部具有較為明顯的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，鋯石的Th/U值除29號測點(0.034)外總體較高(0.14～2.87)，表明了鋯石主要是巖漿成因 (Pupin,1980;Corfuetal.,2003)。經(jīng)過測試分析，共計取得113個年齡測試數(shù)據(jù)，其中不諧和數(shù)據(jù)2個，其余年齡數(shù)據(jù)可分為250 Ma(1個)、540～400 Ma(63個)、900～600 Ma(37個)、1 800～1 200 Ma(3個)、3 000～2 400 Ma(7個)，具有435.5 Ma和798.5 Ma兩個主要的年齡峰值。

圖5 隆務河組代表性碎屑鋯石CL圖像及年齡分布直方圖Fig.5 CL images and age distribution histogram of representative detrital zircons from the Longwuhe Formation

3.3 Hf同位素測試結(jié)果

在樣品中選取了不同年齡的部分鋯石進行了Hf同位素的測試分析，分析結(jié)果見表3。

表3 隆務河組碎屑巖鋯石 Hf 同位素數(shù)據(jù)Table 3 Hf isotopic compositions of zircons from the Longwuhe Formation clastic rocks

測試數(shù)據(jù)表現(xiàn)出范圍較寬的176Lu/177Hf(0.000 045 999～0.001 539 360)和176Hf/177Hf(0.281 275 6～0.282 367 5)值，176Lu/177Hf 均小于 0.002，表明鋯石中放射性成因的176Hf 積累很少。樣品的fLu/Hf在-1.00～-0.95之間，平均值為-0.97，低于鎂鐵質(zhì)地殼的fLu/Hf(-0.34)和硅鋁質(zhì)地殼的fLu/Hf(-0.72)(Amelinetal.，1999)，因此二階段模式年齡更能反映其源區(qū)物質(zhì)從虧損地幔中被抽取的時間。絕大多數(shù)鋯石具有負εHf(t)值(-21.71～-4.99),表明這些碎屑鋯石主要來源于地殼物質(zhì)的再循環(huán)，二階段模式年齡分布在3 034～1 729 Ma之間；僅有一個樣點給出了正εHf(t)值,對應的二階段模式年齡為2 865 Ma(圖6)，意味著該時期存在一定程度的虧損地幔來源，是物源區(qū)地殼生長的一個重要階段。

圖6 隆務河組碎屑巖碎屑鋯石εHf(t)-U-Pb年齡圖(a)和二階段Hf模式年齡-U-Pb年齡圖(b)Fig.6 Plots of εHf(t)-U-Pb age (a)and two-stage Hf model age-U-Pb age (b)for detrital zircons in clastic rocks from Longwuhe Formation虧損地幔、球粒隕石及平均地殼演化線據(jù) Blichert-Toft et al.,1997;Griffin,2000depleted mantle,chondrite and average crustal evolution lines from Blichert-Toft et al.,1997 and Griffin,2000

4 討論

4.1 隆務河組源區(qū)風化及沉積再循環(huán)作用

源區(qū)風化、礦物分餾和構(gòu)造環(huán)境等方面的因素共同控制著碎屑沉積巖的化學成分與礦物組成(Bauluzetal.,2000)。碎屑巖的主量和微量元素組成能夠為分析物源和構(gòu)造環(huán)境提供有效信息(McLennan,1993;Zimmerman and Bahlburg,2003)?；瘜W風化指數(shù)通常用來描述巖層的風化程度，CIA指標是使用最為廣泛的指標之一(Rieuetal.，2007；廖昕等，2013；巫錫勇等，2016)，CIA指標值的增加能夠反映隨著源巖化學風化程度的增加，黏土礦物中Al元素的富集作用使得 Al2O3含量的增加，同時硅酸鹽類礦物中堿金屬、堿土金屬元素的風化分解導致K2O 和 Na2O 的含量降低。CIA=50～65被看作是輕微風化，CIA =65～80代表中等風化，CIA≥85則指示強烈風化(Fedoetal.,1995)。隆務河組樣品的 CIA 值分布于54.98～57.21之間，略高于未經(jīng)風化上地殼的CIA 標準值(48;Rudnick and Gao,2003)，低于 PAAS(70)和克拉通頁巖(77;Condie,1993)的 CIA 標準值，表明隆務河組碎屑巖經(jīng)歷了輕微的風化。與 CIA 指數(shù)相似，斜長石蝕變指數(shù) PIA 通常被用來單獨描述斜長石的風化程度，新鮮巖石的PIA 指數(shù)為 50 (Fedoetal.,1995)，隆務河組碎屑巖樣品的 PIA值為55.22～59.42，和上地殼標準值(57;Rudnick and Gao,2003)接近，遠低于 PAAS 標準值(82;McLennan,1993)，同樣表明了樣品經(jīng)歷的風化作用十分輕微。根據(jù)質(zhì)量平衡原理、礦物穩(wěn)定性熱力學計算和長石淋濾實驗提出的大陸化學風化趨勢A-CN-K 圖解可以分析源巖的風化和鉀交代程度(Nesbitt and Young,1984)。樣品投影在長石-鉀長石連接線左半部(圖7a),表明其未經(jīng)歷強烈風化，樣品投影點形成的連線偏離 A-CN 理想風化趨勢線,表明樣品經(jīng)歷了一定的鉀交代作用，總體表現(xiàn)為經(jīng)受了輕微-中等程度的風化作用。ICV成分變異指數(shù)是評價巖石物質(zhì)成熟度的常用指數(shù)(Coxetal.,1995;Potteretal.,2005)，低 ICV 值代表著碎屑沉積巖來自于富含黏土礦物的沉積源區(qū)，其成熟度較高，往往是被動環(huán)境下沉積物的再循環(huán),而 ICV 值高的碎屑沉積巖則指示了沉積物在構(gòu)造環(huán)境活躍條件下的初次循環(huán)(Kamp and Leake,1985)。隆務河組樣品的ICV 值為1.53～1.56，高于 PAAS (0.88;Taylor and McLennan,1985),而 CIA 指數(shù)低于 PAAS,表明樣品的成熟度較低，來自于活動構(gòu)造環(huán)境下輕微風化的物源區(qū)(圖7b)。

圖7 隆務河組碎屑巖A-CN-K圖解(a,據(jù)Fedo et al.,1995)和ICV-CIA圖解(b,據(jù)Nesbitt and Young,1984;Cox et al.,1995)Fig.7 A-CN-K (a,Fedo et al.,1995)and ICV-CIA (b,Nesbitt and Young,1984;Cox et al.,1995)diagrams for the Longwuhe Formation clastic rocks

4.2 鋯石年齡譜信息

早期地殼巖石在漫長的地質(zhì)演化中，往往經(jīng)受了改造和長時間的風化剝蝕，導致很多古老巖體已不復存在。碎屑巖或變碎屑巖及河流細砂等沉積物作為早期地殼物質(zhì)的后期混合樣品，能夠記錄地殼演化過程中出露很少或并未得以保存的巖石信息(第五春榮等，2012)。沉積巖中的碎屑鋯石是極為穩(wěn)定的副礦物，封閉性很高，具有很強的抗風化能力和抗干擾性，其巖漿鋯石年齡是地層形成以后巖漿侵入作用的時間記錄，因此利用碎屑鋯石及其巖漿鋯石結(jié)晶年齡譜系可以追溯蝕源區(qū)古老地體所經(jīng)歷的構(gòu)造-熱事件活動歷程(Dickinson and Gehrels,2009)，運用碎屑巖中的碎屑鋯石年齡譜數(shù)據(jù)還可以對地層沉積時代進行有效的約束(Valladaresetal.,2004)。通過將碎屑鋯石 U-Pb 測年數(shù)據(jù)與周圍出露巖體年齡進行比對，可以了解源區(qū)的多樣性和不同期次物源性質(zhì)的變化特征，年齡峰值則大致可以確定每一期構(gòu)造-熱事件的年齡范圍，同樣也是示蹤區(qū)域巖漿-變質(zhì)事件的重要信息(鐘玉芳等，2006)。

在隆務河組樣品中，總共只有 10 顆鋯石年齡屬于新元古代之前，1顆鋯石年齡為晚古生代，均占比較小，本文主要討論新元古代及早古生代兩個主要的年齡區(qū)間。

4.2.1 新元古代年齡信息

樣品的碎屑鋯石年齡分布于新元古代的共有37顆，占比為33.3%，表明新元古代巖石是隆務河組碎屑巖重要的源巖，年齡分布于885～605 Ma之間，峰值年齡為798.5 Ma，可進一步分為885～836 Ma和814～605 Ma 兩組。新元古代巖漿活動廣泛發(fā)育在祁連和柴北緣地區(qū)，大致可分為 2 期(1 000～850 Ma和800～730 Ma)(Lu,2001；Luetal.,2008；Lietal.,2010；Songetal.,2010；Tungetal.,2012,2013；Yuetal.,2013；Fuetal.2019)，分別對應于Rodinia 超大陸的匯聚和裂解事件。孫健等(2018)分析了德令哈市石底泉地區(qū)宗務隆構(gòu)造帶內(nèi)的花崗閃長巖，認為其具有島弧或活動大陸邊緣花崗巖的屬性，原巖可能為新元古代早期(870.0±4.5 Ma)硅鋁地殼或地殼物質(zhì)熔融的產(chǎn)物。祁連地區(qū)也廣泛存在新元古代大洋消減的記錄，如Li 等(2020)通過研究中祁連湟源群中的云母片巖和長英質(zhì)片麻巖，認為存在初始洋內(nèi)俯沖序列(約1 317～967 Ma)和連續(xù)的洋殼-大陸俯沖序列(約967～896 Ma)，Wu 等(2016)證實了祁連地區(qū)1 005～910 Ma的弧型花崗巖帶，Tung 等 (2012,2013)通過對祁連地區(qū)新元古代花崗巖(SHRIMP U-Pb年齡為919±10 Ma 和905±6 Ma)的研究認為，它們可能形成于島弧環(huán)境，祁連地區(qū)還存在917 Ma 和 940～930 Ma 的同碰撞花崗巖(郭進京等，1999；Wanetal.,2000),Yan 等(2015)對化隆群中碎屑鋯石的研究同樣顯示了南祁連940～780 Ma的巖漿活動。柴北緣魚卡-沙柳河高壓-超高壓變質(zhì)帶內(nèi)也廣泛發(fā)育新元古代花崗質(zhì)片麻巖，如沙柳河糜棱巖化花崗片麻巖鋯石 U-Pb 年齡為 917±21 Ma,綠梁山一帶花崗閃長巖鋯石 U-Pb 年齡為 803±7 Ma(陸松年等,2002)，魚卡河花崗片麻巖年齡為 855±37 Ma和844±15 Ma,錫鐵山全集河鉀長花崗片麻巖鋯石 U-Pb 年齡為 855±37 Ma(陸松年等,2006)等，說明柴北緣晉寧期最重要的巨型花崗巖帶形成于侵位于新元古代初期(陸松年等，2002；郝國杰等，2004；任軍虎等，2011)，樣品中885～836 Ma的年齡數(shù)據(jù)應當是這一階段Rodinia聚合事件的反映。柴北緣綠梁山的灘澗山群中存在一套新元古代時期的蛇綠巖組合，其 Rb-Sr同位素等時線年齡值為768 ±39 Ma，Sm-Nd 同位素等時線年齡值為780 ±22 Ma，全吉群石英梁組底部產(chǎn)出的海底噴溢玄武巖(738±28 Ma)也代表了同時代的裂解作用(李懷坤等，2003)，南祁連的夏拉諾爾輝長巖中得到738±11 Ma的年齡(秦宇，2018)，表明祁連和柴北緣地區(qū)的新元古代-早古生代大洋可能是在Rodinia 超大陸發(fā)生裂解(800～680 Ma)的基礎上形成的(楊經(jīng)綏等，2003；Yangetal.,2006，Wuetal.,2016)，樣品中814～605 Ma的年齡數(shù)據(jù)可能代表了這一階段Rodinia 超大陸的裂解事件。

4.2.2 早古生代年齡信息

樣品中早古生代年齡的碎屑鋯石數(shù)量最大，共有63顆鋯石年齡分布在540～400 Ma之間，峰值年齡為435.5 Ma，占比約為56.8%，表明早古生代巖石是隆務河組群碎屑巖最重要的源巖。約自800 Ma以來，隨著Rodinia 超大陸的持續(xù)裂解，初始裂谷向洋盆不斷發(fā)展，沿柴北緣造山帶出露有大量形成于俯沖環(huán)境下的島弧火山巖，它們主要形成于 535～460 Ma(史仁燈等，2003；Shietal.,2006；王惠初，2006；高曉峰等，2010；Fuetal.,2019,2021；張建新等,2021)，同時，柴北緣造山帶內(nèi)陸殼巖石的超高壓變質(zhì)時代(458～420 Ma)(Songetal.,2004,2006；Chenetal.,2009；Zhangetal.,2009;Lietal.,2019)及同碰撞花崗巖的成巖時代(450～420 Ma)(吳才來等，2004，2008;Fuetal.,2021)共同表明，柴北緣洋可能在 460～450 Ma 就已經(jīng)徹底關閉，并發(fā)生陸-陸碰撞形成柴北緣加里東造山帶，在志留紀期間，造山帶遭受強烈隆升和剝蝕，于泥盆紀早期進入造山后伸展作用階段(朱小輝等，2015；秦宇，2018)。祁連造山帶為一條加里東期增生造山帶，介于柴達木和阿拉善地塊之間，一般認為祁連洋于早寒武世開始俯沖最終經(jīng)陸-陸碰撞造就了祁連加里東碰撞造山帶(夏林圻等，1998；Songetal.,2013)，南祁連地區(qū)自西向東斷續(xù)發(fā)育有黨河南山-拉脊山早古生代蛇綠巖帶(肖序常等，1978；邱家驤等，1998)，形成年齡為530～480 Ma(Fuetal.,2018；宋述光等，2019)；西段 SSZ 型蛇綠巖形成于539～522 Ma(Yanetal.,2019)和441 Ma(黃增保等，2016)，東段基性-超基性巖體侵位于450～441 Ma(張照偉等，2015)，并發(fā)育奧陶紀洋內(nèi)弧火山巖(Songetal.,2017)，表明南祁連洋整體的北向俯沖可能始于中奧陶世末期，中奧陶世末-早志留世巖漿巖(462～430 Ma)反映了南祁連洋消亡和南祁連造山帶形成過程中的構(gòu)造-巖漿活動(張照偉等，2015；黃增保等，2016；Wuetal.,2016，2021；秦宇，2018)。約430～402 Ma俯沖板片斷離，造成地殼熔融，北祁連地區(qū)因地殼明顯加厚，發(fā)生下地殼拆沉(劉秀婷，2019),與此同時，南祁連地區(qū)也進入了碰撞后的伸展階段(430～375 Ma)(Wuetal.,2016,2021)。上述研究顯示，柴北緣早古生代花崗質(zhì)巖漿作用主要集中于 475～460 Ma 和450～440 Ma，分別對應于洋殼俯沖(島弧或活動陸緣環(huán)境)和陸-陸碰撞階段(同碰撞環(huán)境)(朱小輝等，2015)，而南祁連地區(qū)的巖漿活動則主要發(fā)育于462～430 Ma，樣品中碎屑鋯石的年齡可進一步分為539～490 Ma(2顆)、462～432 Ma(54顆)、429～408 Ma(7顆)這3個年齡區(qū)間。相比于柴北緣，缺少了475～463 Ma的年齡數(shù)據(jù)，而與南祁連的巖漿記錄十分相似。3個年齡區(qū)間應當代表了南祁連地區(qū)在早古生代初期持續(xù)的裂解、中奧陶世末—早志留世的俯沖碰撞和之后的造山后伸展作用。

綜上所述，隆務河組碎屑巖中早古生代鋯石可能主要由北側(cè)的南祁連提供。而彭淵等(2018)通過對附近宗務隆群的分析，認為相鄰宗務隆群(C-P2)物源區(qū)是柴北緣?？赡艿那闆r是，早古生代造山后，相對于柴北緣，南祁連并未隆升，而南側(cè)的柴北緣在宗務隆裂谷開始發(fā)育時是沉積物的主要來源，隨著宗務隆裂谷的閉合，在早中三疊世，西段的宗務隆山已經(jīng)隆起，北側(cè)南祁連的巴龍貢噶爾組隨之成為區(qū)內(nèi)主要的物源區(qū)。

4.3 沉積時代與構(gòu)造環(huán)境

碎屑鋯石年齡中最年輕的鋯石年齡經(jīng)常被用來約束地層的最大沉積時代(沉積下限)(Fedoetal.,1996；Dickinson and Gehrels,2009；Tuckeretal.,2013)。樣品中最年輕的碎屑鋯石年齡為249.6 Ma，但該年齡的數(shù)據(jù)僅有一個，除此之外較年輕的年齡記錄為429～408 Ma(7顆)，表明隆務河組沉積時代在志留紀之后。在1∶5萬的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，本區(qū)隆務河組灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)瓣鰓類化石Chlamyssp.，頁巖中發(fā)現(xiàn)孢粉化石CalamosporaimpeaaPlaytora、Micrh-ystridumSetasessitanteJansonius、Punetatisporitessp.、Reticulati-sporitespudensBalme、Veryhachiumtrispinosum等(青海省地質(zhì)調(diào)查院，2006)(1)青海省地質(zhì)調(diào)查院.2006.青海省德令哈市宗務隆山地區(qū)六幅1∶5萬區(qū)域報告.，均為早中三疊世的常見分子，綜合基礎地質(zhì)資料及鋯石年齡分析，認為其沉積時代應為早三疊世—中三疊世。

不同構(gòu)造環(huán)境下形成的碎屑巖，其地球化學成分有所區(qū)別，因而分析碎屑巖的地球化學成分是研究古構(gòu)造環(huán)境的有效手段之一(Bhatia,1983;Taylor and McLennan,1985;Bhatia and Crook,1986;McLennan,1993)。樣品與不同構(gòu)造背景下碎屑巖的地球化學特征(表4)顯示，樣品的地球化學指標基本處于活動大陸邊緣-大陸島弧環(huán)境的范圍內(nèi)。

表4 隆務河組碎屑沉積巖與不同構(gòu)造環(huán)境下碎屑沉積巖微量元素特征值對比表Table 4 Comparison of the geochemical characteristics of the Longwuhe Formation clastic rocks and clastic rocks from various tectonic settings

在TiO2-(Fe2O3T+MgO)和K2O/Na2O-SiO2判別圖解中(圖8a、8b)，樣品投影在活動大陸邊緣-大陸島弧區(qū)域，在Sc-La-Th圖解中樣品落入大陸島弧、活動大陸邊緣與被動大陸邊緣的區(qū)域(圖8c)，在Th-Sc-Zr/10圖解中樣品均落在大陸島弧區(qū)域(圖8d)。

圖8 隆務河組碎屑巖的TiO2 -(Fe2O3T+MgO)(a,據(jù) Bhatia,1983)、K2O/Na2O-SiO2 (b,據(jù) Roser and korsch,1986)、Sc-La-Th (c,據(jù)Bhatia and Crook,1986)和Th-Sc-Zr/10 (d,據(jù) Bhatia and Crook,1986)構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.8 (Fe2O3+MgO)-TiO2 (a,Bhatia,1983),K2O/Na2O -SiO2(b,Roser and Korsch,1986),Sc-La-Th(c,Bhatia and Crook,1986)and Th-Sc-Zr/10 (d,Bhatia and Crook,1986)tectonic setting discrimination diagrams for the Longwuhe Formation clastic rocks

巖石的地球化學指標往往具有多解性(Bhatia and Crook,1986；Rudnick and Gao,2003)，其地球化學特征也可能代表了物源區(qū)的構(gòu)造環(huán)境，因而，判別沉積巖形成的構(gòu)造環(huán)境還需要結(jié)合區(qū)域地質(zhì)演化進行分析。前人研究柴北緣加里東期造山運動時認為446.3±3.9 Ma和420～410 Ma兩個重要事件段代表了柴達木地塊與祁連地塊碰撞的時代和深俯沖折返的時代 (吳才來等，2007)。結(jié)合宗務隆構(gòu)造帶表中大洋島弧、大陸島弧、活動大陸邊緣和被動大陸邊緣值據(jù) Bhatia (1983)、Bhatia 和Crook (1986)。

周緣泥盆系的發(fā)育(張雪亭等，2010)和宗務隆帶東南苦海-賽什塘帶拉龍洼泥盆紀輝綠巖墻群的出現(xiàn)(393.5±3.0 Ma,Ar/Ar年齡)(孫延貴等，2004)以及察汗諾角閃輝長巖416±5 Ma(彭淵，2015)的發(fā)現(xiàn)，意味著區(qū)域整體進入了加里東期造山運動結(jié)束后的伸展作用階段。宗務隆構(gòu)造帶可能在此背景下發(fā)生了拉張裂陷，隨后于晚石炭世(318 Ma,Rb/Sr年齡)出現(xiàn)宗務隆洋盆(王毅智等，2001)，洋殼向南的俯沖活動發(fā)生于晚二疊世—中三疊世期間并形成烏蘭北東以中酸性火山巖為代表的島弧地體(郭安林等，2009；王蘇里等，2016；彭淵等，2016；Wuetal.，2019)，宗務隆洋殼的俯沖大約持續(xù)了40 Ma，在中晚三疊世發(fā)生閉合(王蘇里等，2016)。上述研究主要集中在宗務隆構(gòu)造帶東段烏蘭—青海南山的區(qū)域，在構(gòu)造帶的西段，莊玉軍等(2020)在歐龍布魯克地塊西北緣發(fā)現(xiàn)早石炭世輝長巖脈(鋯石U-Pb年齡357±4 Ma)，認為早石炭世柴北緣仍處于后造山伸展擴張的構(gòu)造演化階段，德令哈西巴羅根郭勒的基性巖墻(U-Pb年齡，289±1 Ma)表現(xiàn)出為板內(nèi)堿性玄武巖的特征(陳敏等，2020)，這表明在宗務隆構(gòu)造帶東段天峻南山有限洋盆發(fā)育時，西段地區(qū)仍為板內(nèi)環(huán)境，樣品給出的碎屑鋯石的年齡在408～249 Ma之間完全空白，也暗示西段隆務河組的沉積物中未能包含宗務隆構(gòu)造帶俯沖閉合和碰撞的巖漿記錄。而在采樣點以東的生格地區(qū)，土爾根大坂組的碎屑鋯石年齡則擁有404～206 Ma的完整記錄(趙文濤等，2020)，這與宗務隆構(gòu)造帶東段晚古生代—中生代強烈的巖漿活動也能夠很好地對應。從沉積特征來看，構(gòu)造帶西段的隆務河組表現(xiàn)出磨拉石建造的特征，而東段具有復理石建造的特征，也顯示了東西段構(gòu)造環(huán)境的差異。因而，宗務隆帶的東段具有俯沖碰撞的有限洋盆，而西段可能是未發(fā)育洋盆的裂谷，兩者之間的轉(zhuǎn)換地帶可能在生格到羅根郭勒之間。在東段的俯沖碰撞作用發(fā)生時，西段地區(qū)則表現(xiàn)為早期的裂谷盆地在擠壓隆升背景下的構(gòu)造反轉(zhuǎn)，從而缺乏相應的巖漿事件，可能由擠壓推覆形成的褶皺沖斷帶引起了地殼的撓曲變形，在宗務隆山前沉積了隆務河組的碎屑巖。

5 結(jié)論

(1)宗務隆構(gòu)造帶羅根郭勒地區(qū)隆務河組碎屑巖的巖石學和地球化學特征表明,其物源區(qū)古風化程度輕微,不具備“沉積再循環(huán)”特征,源巖主要為長英質(zhì)巖石。南祁連新元古代花崗質(zhì)片麻巖和早古生代大陸弧型花崗巖可能為隆務河組碎屑巖的主要物源。

(2)宗務隆構(gòu)造帶西段的隆務河組碎屑巖可能形成于早中三疊世褶皺沖斷引起的撓曲型盆地中。

(3)宗務隆構(gòu)造帶東西段的構(gòu)造演化具有不同的歷程，東段發(fā)育有限洋盆，而西段并未出現(xiàn)，轉(zhuǎn)換地帶可能在生格到羅根郭勒之間。

致謝感謝編輯部的辛勤工作和審稿專家的寶貴意見，感謝在野外地質(zhì)考察期間青海省地質(zhì)調(diào)查院李玉龍和趙志逸兩位同志提供的幫助，在此一并致謝！