祁连造山带东段葫芦岛组变质碎屑锆石u-pb年代学及其地质意义

祁连造山带东段葫芦岛组变质碎屑锆石u-pb年代学及其地质意义

0成岩年龄及构造意义沉积盆地的形成是内、外动力地质作用的综合结果。盆地碎屑不仅是盆地沉积和构造发育的直接证据和重要标志，也是对区域构造背景下物源区和沉积盆地有机结合分配的产物，记录了土地变化、山结构结构的形成和与环境相互作用的历史。通过沉积盆地碎屑沉积物分析示踪源区来恢复再造造山过程、造山事件,进而探讨区域构造演化及构造格局已成为当前地学研究的热点。根据沉积岩碎屑锆石年龄分布确定碎屑沉积岩物质来源、沉积时代和形成构造环境,具有其他方法不可替代的长处,已成为大陆动力学研究的新方法和突破口。盆地碎屑沉积物中的锆石不但分布广泛,而且稳定性极强,是目前已知矿物同位素体系中封闭温度最高的矿物(封闭温度高达900℃),即使岩石受过部分熔融或区域变质作用的影响,也不会把锆石中的所有源区信息全部丢失。因此,不同来源锆石的形态、成分组成及年龄就成为示踪源区,反演区域构造演化的重要探针。盆地碎屑沉积物既是盆地沉积和构造演化的直接证据和重要标志,也是区域构造背景控制下的物源区与盆地沉积有机结合配置的产物,记录了盆-山构造格局形成及与周围环境相互作用的演化历史。研究区所处位置为西秦岭北缘与祁连造山带的结合部位,是“中央造山带”东西衔接的关键地段,在大地构造位置上是古亚洲构造域和特提斯构造域交汇过渡与转换的特殊部位,对大陆动力学研究具有十分重要的科学意义。祁连造山带在古生代期间的构造和古地理格局发生了重大变革,不同时期沉积盆地中沉积地层保存着其形成和演化的地质记录。在祁连造山带东段葫芦河流域的秦安—清水地区,分布有一套低角闪岩相-绿片岩相变质陆缘碎屑岩组合,总体呈西宽东窄的楔形展布(图1),其北侧以区域韧性断层与早古生代红土堡岩组变质基性火山岩系相邻,南侧以新阳—元龙区域韧性剪切构造带与古元古代秦岭岩群/牛头河岩群毗邻,但因第四系和新近纪地层覆盖和花岗岩体侵入而断续延伸。由于其已经发生区域变质变形作用,缺少古生物依据和同位素年代学依据,长期以来对其时代划分和认识极为不同,影响了对祁连造山带东段构造格局及其演化的正确认识。本文在重新厘定祁连造山带东段元古宙和早古生代构造岩石地层单位基础上,对分布于葫芦河流域的狭义葫芦河群变质碎屑岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学研究,进一步限定了葫芦河群的形成时代和物源特征,为深入探讨祁连造山带东段早古生代构造格局和演化及与秦岭造山带构造交接关系提供了重要地质依据。1区域地质盖数1.1葫芦河群形成时代葫芦河群来源于葫芦河组,而葫芦河组名称最早由甘肃西秦岭队张庆昌等于1963年创名,创名地点在秦安县葫芦河下游地段,系指“葫芦河南段的一套以紫灰色、灰黑色石英片岩夹泥质板岩、变砂岩、局部有注入片麻岩为主的地层部分”,命名为葫芦河组,并与天水社棠—关子镇一带的中深变质岩系地层(余家峡组)统归为牛头河群,时代划归古元古代。甘肃省陇东地质队于1963年将葫芦河流域的该套浅变质地层划归为下震旦统,并进一步划分为4个岩组。甘肃省区测二队于1971年完成的1∶20万秦安幅地质图将该套中浅变质碎屑岩及变质火山岩地层按照正常地层层序划归震旦系下统,并自北往南由老到新划分为5个岩组(第一岩组为下火山岩组、第二岩组为大理岩组、第三岩组为泥质碎屑岩组、第四岩组为上火山岩组、第五岩组为碎屑岩组),其与陇东地质队划分的差别在于将其划分的第二岩组泥质碎屑岩-碳酸盐岩组再细分为大理岩组和泥质碎屑岩组。张明书等于1974年因在庄浪县王家高原地区变质砂岩夹灰岩小扁豆体中采集到早中志留世珊瑚化石,而将秦安县北葫芦河流域杨家寺—李家河—陈家河之间的浅变质砂岩、千枚岩夹变质火山岩、火山碎屑岩夹灰岩的地层命名为葫芦河群,时代定为晚奥陶世—志留纪。甘肃省地质矿产局在甘肃省区域地质志中,则将“葫芦河群”对比为兰州榆中地区的中元古代“兴隆山群”,并进一步划分为下火山岩组、碎屑岩组、上火山岩组三个组,时代确定为长城纪,而将本文所称的葫芦河群下岩组对比为前长城系(即牛头河群的一部分)。宋志高等也采用葫芦河群一名,并进一步划分为三个岩组,即下部寒武系泥质碎屑岩组、中部奥陶系火山岩组、上部志留系碎屑岩组。张维吉等通过对葫芦河剖面的详细研究,将原葫芦河群层序重新划分为震旦系葫芦河群和上奥陶统陈家河群,两者之间呈不整合接触关系,并且确定总体地层层序是由南向北由老到新,与前人划分的地层层序正好相反。葫芦河群则进一步划分为下部变质碎屑岩组和上部变基性火山岩组,陈家河群进一步划分为下部碎屑岩—碳酸盐岩组和上部酸性火山岩组。甘肃省地质矿产局地质科学研究所(1)完成的1∶5万张家川幅、恭门镇幅、清水县幅、山门镇幅区域地质调查基本沿用了张维吉等划分方案,但将葫芦河群时代重新厘定为青白口纪,将陈家河群时代重新厘定为震旦—寒武纪。由此可见,对葫芦河群的时代认识有古元古代、中元古代、新元古代、青白口纪、震旦纪、寒武纪等(表1)。总体来看,除了陈家河群有时代依据外,其他变质地层均无确切的时代依据。长安大学地质调查研究院(2004)(1)在进行1∶25万天水市幅区域地质调查中,依据葫芦河流域变质地层岩石组合特征、火山岩性质及其变质变形特征,在前人研究基础上,进一步将原葫芦河群分解为新元古代葫芦河群、早古生代红土堡岩组基性火山岩系、早古生代陈家河群3个部分(表1)。这里的葫芦河群仅指秦安县葫芦河下游地段出露的浅变质碎屑岩地层,并进一步划分为两个岩组。下岩组分布于葫芦河下游秦安县以南的后川—郑川以及清水县南牛头河流域,主要为灰色-深灰色黑云母石英片岩、二云母石英片岩夹少量榴云片岩及变质石英砂岩,岩石片理发育,变形较强,变质程度较高,可达低角闪岩相,原生层理基本被片理所置换。上岩组分布于葫芦河下游秦安县郑川—杨家寺区域,向东延伸至清水县逐渐构造尖灭,主要为紫灰色-深灰色黑云母石英片岩/千枚岩、绢云母石英千枚岩夹千枚状粉砂岩、石英细砂岩,其原岩主要为碎屑岩(砂岩、杂砂岩、泥质砂岩等),岩石片理较发育,但原生层理大部分地段仍有残留,局部保留有成分韵律层,显示复理石沉积特点。1.2古—区域地质概况葫芦河群位于祁连造山带东段地区渭河北侧的秦安—清水一带。由于该地质体西侧的甘谷—通渭—秦安地区大面积分布有新生代黄土沉积而使前中生代地层和岩浆岩被覆盖,因此关于该地区地层划分及时代确定以及在大地构造归属上如何划分及与祁连造山带中诸构造单元如何衔接、与南侧秦岭造山带如何连接对比等一系列重要地质问题存在不同的认识[8,13,14,15,16,17,18,19,20]。根据最新地质调查成果,庄浪以南的陇东地区自北而南出露有5套构造岩石地层单位(2)(图1):(1)古元古界陇山岩群为一套中深变质的长英质-富铝片麻岩-大理岩-钙硅酸粒岩-斜长角闪岩-长英质片岩组合,其中可能包含有不同时代的花岗质片麻岩,包括形成于1803Ma的长宁驿花岗质片麻岩,陇山岩群很可能是新太古—古元古代形成的,并经历了2500Ma、2350Ma和1900Ma的岩浆事件和变质事件;(2)早古生代陈家河群是从原葫芦河群中解体出来的岩石地层单位,为一套浅变质中酸性火山岩(北侧)和陆缘碎屑岩沉积组合(南侧),有限的古生物化石和同位素年代学资料表明其主体形成于中晚奥陶世,其中的中酸性火山岩包括同成分火山碎屑岩具有岛弧钙碱性地球化学特征,已获得清水县新城地区中酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(447.4±8.5)Ma;(3)早古生代红土堡岩组变质基性火山岩系也是从原葫芦河群中解体出来的构造岩石地层单位,主要由绿片岩相变质玄武岩组成,夹有少量深水硅质岩,普遍发育有枕状构造,同时发育有同成分同时代的辉绿岩墙,具有IAB、MORB和WPB的多重地球化学特征,表明其形成于汇聚板块边缘的板内裂陷-小洋盆构造环境,其中变玄武岩的全岩Sm-Nd等时线年龄为(463±38)Ma(MSWD=0.26),全岩Rb-Sr等时线年龄为(484±32)Ma,红土堡地区变玄武岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(443.4±1.7)Ma,表明其形成于奥陶纪;(4)狭义的葫芦河群为原葫芦河群解体分解后的所余部分,主要由中浅变质碎屑沉积岩组成,具有复理石沉积特点,其时代原划归为古元古代、中新元古代、青白口纪、震旦纪或寒武纪等,现依据本文最新的碎屑锆石定年研究确定为志留纪;(5)古元古界牛头河群/秦岭岩群主要为中深变质的长英质片麻岩-富铝片麻岩-大理岩-钙硅酸粒岩组合,其中包含有较多的新元古代花岗质片麻岩。上述各构造岩石地层单位之间均呈构造接触关系。此外,该地区分布有较多的规模不等的加里东期闪长岩体和花岗岩体以及印支期块状花岗岩体(图1),其中侵位于陇山岩群中的张家川地区闫家店石英闪长岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(440.2±0.92)Ma,SHRIMP锆石U-Pb年龄为(441±10)Ma,陕西境内陇县地区位于陇山岩群中的王家岔石英闪长岩体和新街花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果分别为(454.7±1.7)Ma和(447.7±5.4)Ma(MSWD=4.8),清水地区黄门川花岗闪长岩体的年龄为(440.5±4.4)Ma(MSWD=0.95),天水地区社棠北侧草川铺花岗岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄为(434±10)Ma(MSWD=0.43)。2测试程序与方法本次工作为了获取葫芦河群中变质碎屑岩的形成时代,采用LA-ICP-MS法对变质碎屑岩中的碎屑锆石进行U-Pb同位素年龄测试。2个样品(HLH03和HLH04)分别采自秦安县北侧的杨家寺(葫芦河群上岩组)和秦安县南侧的葫芦河下游(葫芦河群下岩组),采样点地理坐标分别为N34°59′23.3″、E105°39′15.1″和N34°45′51.4″、E105°33′59.9″,岩性分别为变质细砂岩和黑云母石英片岩(变质砂岩)。所采测年样品在陕西省地勘局区域地质矿产研究院采用常规方法粉碎至0.180~0.154mm(80~100目),并用常规浮选方法进行分选,得到>400粒锆石后,再在双目镜下挑选出晶形和透明度较好的锆石颗粒作为测定对象。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,然后进行锆石显微(反射光和透射光照相)、阴极发光(CL)显微图像研究及LA-ICP-MS分析。锆石的反射光和透射光显微照相以及阴极发光(CL)显微照相在中国地质科学院北京离子探针中心扫描电镜及阴极发光实验室完成。阴极发光(CL)显微照相采用日立HITACHIS3000-N型扫描电子显微镜和GATAN公司Chroma阴极发光探头进行锆石内部结构分析研究。测试点的选取首先根据锆石反射光和透射光显微照片进行初选,再与CL照片反复比对,力求避开内部裂隙和包裹体,以期获得较准确的年龄信息。锆石原位U-Pb同位素年龄分析在西北大学大陆动力学国家重点实验室的LA-ICP-MS仪器上用标准测定程序进行。分析仪器为Elan6100DRC型四极杆质谱仪和Geolas200M型激光剥蚀系统,激光器为193nmArF准分子激光器。激光剥蚀斑束直径为30μm,激光剥蚀样品的深度为20~40μm。锆石年龄计算采用国际标准锆石91500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NISTSRM610作为外标,29Si作为内标元素进行校正。样品的同位素比值和元素含量数据处理采用GLITTER(4.0版,MacquarieUniversity)软件,并采用Andersen(2002)软件对测试数据进行普通铅校正,年龄计算及谐和图采用ISOPLOT(2.49版)软件完成。详细的实验原理和流程及仪器参数见文献[39-40]。按照碎屑锆石年龄分布范围,对于年龄>1000Ma的锆石,由于含大量放射性成因Pb,因而采用207Pb/206Pb表面年龄;但对于年龄<1000Ma的锆石,由于可用于测量的放射性成因Pb含量低和普通Pb校正的不确定性,因而采用更为可靠的206Pb/238U表面年龄[4,5,41,42,43,44,45,46]。3碎屑中的锆特征和年龄谱3.1岩浆成因锆石特征图2是样品(HLH03、HLH04)中选取的代表性锆石的CL图像。锆石多为浅黄色-无色透明,多呈短柱状、半截锥状、柱状晶体、浑圆状等,粒度多为80~150μm。阴极发光图像表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构等,属于岩浆结晶产物[5,41,42,43,44,45,46](图2)。由图可见,锆石内部结构比较复杂,成因类型多样。部分锆石具有残留的核部,为继承核或捕获核。部分锆石颗粒具有窄的浅色边,但核部仍显示出清晰的岩浆环带特征,表明浅色边为变质的增生边[5,41,42,43,44,45,46]。从锆石形态上可以判断,这些锆石包含了多种成因类型的锆石,而不同性质的锆石反映了其物源区的复杂性。表2是样品(HLH03、HLH04)测试得到的同位素比值和年龄数据。对样品(HLH03、HLH04)分别测定了60颗锆石微区同位素年龄数据,绝大部分具有谐和的U-Pb同位素年龄。在样品HLH03、HLH04中分别剔除了2个和6个极不谐和年龄的数据(颗粒小,测试时已击穿),对其余的58个和54个总共112个同位素年龄数据进行了统计工作。由表2和图2可见,锆石Th含量为(30.62~1333.98)×10-6,U含量为(48.33~2814.36)×10-6,且Th、U含量呈现较好的正相关关系,具有较高的Th/U比值(0.42~11.04),表明了岩浆成因为主的锆石特征。研究表明,岩浆锆石的Th/U值一般高于0.4,变质成因锆石的Th/U值一般低于0.1,而这些测点多位于明显的岩浆环带上,显示了岩浆成因锆石特征。样品HLH03中所测得的最年轻锆石年龄和最古老锆石年龄分别为426Ma和2594Ma,样品HLH04中所测得的最年轻锆石年龄和最古老锆石年龄分别为430Ma和2872Ma。3.2碎屑锆石年龄谱特征从图表(图3、图4、表2)中可以看出,葫芦河群上岩组合下岩组的2个变质砂岩样品的碎屑锆石年龄谱分布范围非常相似。上岩组样品(HLH03)中主要有426~579Ma、740~978Ma、1006~1756Ma、2053~2594Ma4组年龄。其中426~579Ma年龄组有13颗锆石,约占总体的22.4%,可细分为426~448Ma、493~579Ma两个亚组年龄段,峰值分别为436Ma和547Ma;740~978Ma年龄组有20颗锆石,约占总体的34.5%,可细分为740~799Ma、862Ma、906~978Ma三个亚组年龄段,峰值分别为785Ma和949Ma;1006~1756Ma年龄组有13颗锆石,约占总体的22.4%,可细分为1006~1400Ma、1344~1756Ma两个亚组年龄段,峰值分别为1025Ma和1540Ma;2053~2594Ma年龄组有12颗锆石,约占总体20.7%,峰值年龄为2375Ma。下岩组样品(HLH04)中也主要有430~595Ma、738~981Ma、1000~1913Ma、2279~2872Ma4组年龄。其中430~595Ma年龄组有11颗锆石,约占总体的20%,可细分为430~487Ma、549~595Ma两个亚组年龄段,峰值年龄分别为447Ma和567Ma;738~981Ma年龄组有22颗锆石,约占总体的40%,可细分为738~779Ma、839~850Ma、902~981Ma3个亚组年龄段,峰值年龄分别为757Ma、843Ma和948Ma;1000~1913Ma年龄组有12颗锆石,约占总体的21.8%,可细分为1000~1197Ma、1243~1913Ma两个亚组年龄段,峰值年龄分别为1040Ma和1649Ma;2279~2872Ma年龄组有10颗锆石,约占总体的18.2%,可细分为2279~2577Ma(峰值年龄为2441Ma)、2872Ma两个亚组年龄段。从葫芦河群南北分布的上下两个岩组的碎屑锆石年龄谱特征来看(图4、图5),尽管上下两个岩组在变质程度上有比较大的差异,但年龄谱特征完全相同,因此应属于同一岩群单位,完全可以合并讨论有关问题。葫芦河群上岩组中碎屑锆石(样品HLH03)的最小年龄组是426~448Ma,5个样品加权平均年龄是(436±10)Ma,下岩组中碎屑锆石(样品HLH04)的最小年龄组是430~487Ma,8个样品加权平均年龄是(447±15)Ma。考虑到清水地区侵入于葫芦河群中的草川铺花岗岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(434±10)Ma(MSWD=0.43)。因此,我们把葫芦河群的沉积时代限定为447~434Ma,其主体形成时代为早志留世。4关于碎屑锆的年龄谱信息4.1葫芦河群形成时代与构造环境的关系在葫芦河群2个研究样品中,该期年龄占较大的比例,总共有24颗锆石同位素年龄属加里东期(426~595Ma),约占总体(113颗)的21.2%,峰值为479Ma。该年龄组代表的是加里东期构造岩浆热事件的年龄谱。该年龄组可进一步细分为426~493Ma、527~595Ma两个年龄段,峰值分别为445Ma和559Ma,分别对应奥陶纪—中志留世和震旦纪—早寒武世。在葫芦河群北侧出露有红土堡岩组变基性火山岩系,两者平行展布,变玄武岩的全岩Sm-Nd等时线年龄为(463±38)Ma(MSWD=0.26)、全岩RbSr等时线年龄为(484±32)Ma(1),变玄武岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(443.4±1.7)Ma。陈家河群变质中酸性火山岩处于红土堡岩组基性火山岩系北侧,呈带状分布于秦安县张家川—胡川—清水后川峡—新城—汤峪河一带,原岩为中酸性火山岩,李王晔获得其SHRIMP锆石U-Pb年龄为(447±8)Ma和(448±8)Ma。清水地区黄门川花岗岩体侵位于陈家河群中,岩性主要为花岗闪长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(440.5±4.4)Ma。王家岔闪长岩体侵位于变质基底陇山岩群中,分布于陇县王家岔、店子上一带,呈北西向带状分布,岩性为中粒石英闪长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(454.7±1.7)Ma。阎家店闪长岩体位于张家川—恭门—闫家店—马鹿镇地区,主要岩石类型为石英闪长岩,形成年龄为(440.2±0.92)Ma和(441±10)Ma。新街花岗质片麻岩套分布于陕西省陇县东部新街掌里沟一带,呈北西向展布,其形成年龄为(447±5.4)Ma。上述岩体构造位置属秦、祁结合部位的北祁连造山带东端。在北祁连造山带其余地段亦存在大量的加里东期的岩浆岩体,吴才来等对北祁连造山带中段的柯柯里岩体、金佛寺岩体、野马咀花岗岩、民乐窑沟花岗闪长岩和牛心山花岗岩进行了SHRIMP锆石U-Pb年代学研究工作,获得柯柯里岩体中石英闪长岩和斜长花岗岩的年龄分别为(500.7±4.6)Ma和(512.4±1.8)Ma;金佛寺岩体主要岩石类型为二长花岗岩,形成年龄为(424.1±3.3)Ma;野马咀花岗岩形成年龄为(507±3.4)Ma;民乐窑沟花岗闪长岩和牛心山花岗岩的形成年龄为(463.2±4.7)Ma和(507±3.4)Ma。在北祁连造山带中分布有早古生代蛇绿岩,如九个泉蛇绿岩、老虎山蛇绿岩和玉石沟—东草河蛇绿岩,夏小洪等获得九个泉蛇绿岩中辉长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(490±5.1)Ma,曾建元等报道了北祁连东草河蛇绿岩中辉长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(497±7)Ma,史仁灯等报道玉石沟蛇绿岩中辉长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(550±17)Ma。此外,在陇山地区出露有一定数量的加里东期基性岩墙群,呈北西向近平行展布,岩性为灰绿色斜长角闪岩、辉长岩等,如出露于陇县铁佛寺乡扫帚沟和关山沟的两条平行展布的基性岩墙,陈隽璐等获得其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(442.8±11)Ma和(440±1.7)Ma;何世平等从北祁连造山带东端角闪岩相变质的陇山岩群中解体出一套绿片岩相变质的火山岩系,原岩为中基性火山岩、辉绿岩及少量酸性火山岩,获得斜长角闪岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(452.8±1.7)Ma。因此,葫芦河群中(426~493)Ma年龄组应与北祁连造山带奥陶纪时期的构造岩浆活动有关(表3)。在葫芦河群南侧地区,由于早古生代西秦岭微地块沿武山—天水构造带向北俯冲,产生了一系列构造岩浆活动,在西秦岭北缘构造带广泛发育有加里东期俯冲-碰撞型花岗质岩浆岩[54,55,56,57,58,59,60]。如在天水党川地区侵位于古元古界秦岭岩群和奥陶系草滩沟群中的党川花岗岩体,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(438±3)Ma;分布于天水百花林场—散岔一带的百花中基性岩浆杂岩体,为岛弧环境下形成的辉石岩-辉长(闪长)岩-闪长岩-石英闪长岩岩浆组合,获得辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(434.6±1.5)Ma,主体形成时代为晚奥陶世末或早志留世初期;分布于凤县以东的红花铺花岗岩体,呈长条状东西向展布,岩石类型为英云闪长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(450.5±1.8)Ma;位于陕西凤县唐藏一带的唐藏花岗岩体呈不规则岩株状侵入于下古生界丹凤岩群变质火山岩-碎屑岩之中,岩石类型主要为石英闪长岩,陈隽璐等获得其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(454.7±1.9)Ma;分布于宝鸡岩基南侧岩湾一带岩湾蛇绿混杂岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(483±13)Ma;分布于天水关子镇的流水沟岩浆杂岩体主要分布于关子镇长沟—流水沟、甘谷双场下—武山武家河一线,岩石类型为变辉长岩、变辉长闪长岩和变闪长岩,其TIMS法和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(507.5±3.0)Ma和(545±13)Ma;李王晔等对关子镇一带出露在不同地区的岩浆岩通过锆石SHRIMP微区测年,获得关子沟口变闪长岩的锆石U-Pb年龄为(517±8)Ma,流水沟变辉长岩的锆石U-Pb年龄为(534±9)Ma。裴先治等获得了分布于天水西的关子镇蛇绿岩中辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(499.7±1.8)Ma,杨钊等报道了在关子镇东沟辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(471±1.4)Ma,并以此代表关子镇蛇绿岩的形成时代。资料表明,在秦岭岩群中也发育有大量早古生代的深熔淡色脉体,具中粒花岗结构,陆松年等对其进行研究,获得其TIMS锆石U-Pb年龄为(499.3±4.3)Ma。陈强等在秦岭西段陕西太白地区秦岭岩群片麻岩中识别出十字石+蓝晶石+石榴石变质岩组合,得到电子探针化学年龄为(520±23)Ma,属于晚泛非造山运动的记录。上述构造岩浆事件年龄和本次研究的加里东期年龄谱之间的关系,显示了426~493Ma年龄组与中南祁连微地块加里东期向北俯冲碰撞产生一系列构造岩浆事件的年龄具有很好的相关性,亦显示了该期年龄组与西秦岭微地块加里东期向北俯冲碰撞产生的岩浆事件在时间上具有较好的对应性(表3)。证实了西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为早志留世葫芦河群沉积提供物源的可能性,且提供了大部分的碎屑物质成分。根据Enkelmann等的研究,祁连造山带弧岩浆岩的锆石U-Pb年龄集中在425~480Ma。同时,在葫芦河群中还有527~595Ma年龄组与“泛非造山运动”的时限(600~550Ma)有关,表明在北祁连造山带和西秦岭北缘构造带中的泛非造山事件中的岩浆物质也为葫芦河群提供了碎屑物质成分。4.2la-icp-ms锆石u-pb年龄在葫芦河群2个研究样品中,该期年龄占最大的比例,总共有42颗锆石同位素年龄属新元古代(738~981Ma),约占总体(113颗)的37.2%,峰值为887Ma。在本次研究的碎屑锆石年龄中,新元古代年龄组所占的比例较加里东期的相对较多。该期碎屑锆石年龄组又可细分为738~799Ma(10颗)、839~862Ma(4颗)和902~981Ma(28颗)3个年龄段,峰值分别为768Ma、848Ma和948Ma,以902~981Ma年龄组为主。新元古代时期受全球Rodinia超大陆汇聚和裂解的影响,在祁连造山带和西秦岭北缘产生一系列构造岩浆活动。资料显示,中祁连地块湟源岩群中侵入有TIMS法锆石U-Pb年龄为(917±12)Ma的向河岩体;董国安等报道了青海湖以北尕海地区侵入湟源岩群的花岗岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄为(790±12)Ma,湟源县侵入湟源岩群的花岗质片麻岩和榆中县马衔山地区侵入马衔山群的花岗质片麻岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为(930±8)Ma和(918±14)Ma。雍拥等对出露于中祁连东段的五峰村、五间房、日月亭和向河尔4个花岗质岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,其中五峰村岩体出露于青海省海晏县,形成年龄为(846±2)Ma;日月亭岩体出露于青海湖东部日月山上日月亭附近,形成年龄为(756±2)Ma;五间房岩体出露于大通县宝库乡,形成年龄为(853±2)Ma;向河尔岩体位于湟源县东向河水电站对面公路一侧,形成年龄为(888±3)Ma;徐旺春等对中祁连化隆群的研究表明,化隆群副片麻岩中的碎屑锆石主要为岩浆成因类型,其207Pb/206Pb年龄主要集中于880~900Ma,加权平均年龄为(891±9)Ma,获得侵入化隆群中的弱片麻状花岗岩的锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为(875±8)Ma。徐学义等采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得了祁连造山带东端榆中县南兴隆山群火山岩的年龄为723~824Ma。曾建元等对北祁连牛心山片麻状花岗岩与雷公山片麻状石英闪长岩进行SHRIMP锆石U-Pb年龄年龄研究,获得(776±10)Ma和(774±23)Ma两个年龄,认为北祁连地区在新元古代(约775Ma)存在一期重要的岩浆活动。西秦岭北缘也存在新元古代的构造岩浆事件,裴先治等获得新阳—元龙花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(914.7±7.6)Ma(元龙镇)、(978.5±4.8)Ma和(935.5±3.1)Ma(新阳镇细尾子沟),陆松年等获得社棠镇郭家坪花岗质片麻岩TIMS锆石U-Pb年龄为(953.4±14)Ma,李王晔获得武山北花岩质片麻岩的SHRIMP锆石U-Pb为(951±18)Ma。张志国等对分布于天水市木其滩岩组斜长角闪岩进行研究,获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(762.5±4.6)Ma。本次研究的碎屑锆石年龄与上述岩浆活动事件在时间上具有一定的对应性(表3),指示祁连造山带和西秦岭北缘构造带为葫芦河群的沉积在物源方面具有一定的贡献。上述地区岩浆事件的时间显示,本次研究中属新元古代碎屑锆石年龄组3个年龄段的第一年龄段(738~799Ma)与北祁连造山带的新元古代晚期岩浆事件的年龄大致相对应,与Rodinia超大陆的裂解事件相关;第二年龄段和第三年龄段(839~862Ma、902~981Ma)与中祁连地区和西秦岭北缘的新元古代早期构造岩浆事件年龄大致相对应,与Rodinia超大陆的汇聚事件以及岛弧型岩浆作用相关,显示了3个年龄区间碎屑物质成分来源的归属性。4.3la-icp-ms锆石u-pb年龄在葫芦河群2个研究样品中,该期年龄占较大的比例,总共有25颗锆石同位素年龄主体属中元古代(1000~1913Ma),多数在1243~1756Ma,峰值为1499Ma,约占总体(113颗)的22.1%。该期碎屑锆石年龄组又可细分为1000~1197Ma(6颗)和1243~1913Ma(19颗)2个年龄段,峰值分别为1036Ma和1593Ma。1000~1197Ma锆石年龄段指示了在葫芦河群碎屑岩中有Grenvillian期岩浆岩的贡献。王洪亮等获得祁连造山带东段马衔山花岗质杂岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(1192±38)Ma;徐学义等在研究中祁连东段榆中县兴隆山群火山岩时,得到其玄武岩中岩浆成因锆石存在1032~1172Ma的年龄,指示了在该区存在前述年龄期的岩浆事件。最近我们在祁连东端古元古界陇山岩群中新识别出中元古代长宁驿花岗质片麻岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(1765±57)Ma。且华北板块在吕梁造山运动以后,约在1600~1800Ma期间发育了一系列的裂解地质事件构成了广布于整个克拉通范围的裂解事件群[82,83,84,85,86,87]。从上述年龄值与碎屑锆石年龄的相似性推断(表3),葫芦河群的碎屑物质成分存在有来自于祁连造山带和华北板块基底岩系的可能性。4.4地质背景及基底杂岩在葫芦河群2个研究样品中,该期年龄占较大的比例,总共有22颗锆石同位素年龄属古元古代—新太古代(2053~2872Ma),峰值为2448Ma,约占总体(113颗)的19.5%,多数在2053~2594Ma(峰值为2400Ma),仅有1颗锆石年龄为2872Ma,为新太古代年龄。该组分年龄反映的是北祁连造山带、西秦岭北缘构造带和华北板块三者结晶基底的年龄(表3)。陇山岩群为北祁连造山带的古老变质结晶基底,何艳红等对陇山岩群中的正片麻岩进行锆石同位素年代学研究,得出的测年结果反映存在1900Ma、2350Ma和2500Ma三期构造岩浆热事件,其中2