东昆仑造山带经历了漫长的地质演化过程和多次造山运动，形成了典型的复合造山带^[1~4]。最新研究表明，东、西昆仑经历了早古生代造山作用^[5]，牦牛山组磨拉石建造标志着早古生代造山运动的结束^{[2, 6~9]}。虽然在牦牛山组中发现了大量造山期后火山岩并获得了精确的年代学资料，但与火山活动有关的次火山岩尚未见报道。青海省地质调查院在东昆仑水泥厂地区进行1: 50 000地质填图时，在上三叠统碎屑岩系中解体出三道湾流纹英安斑岩体(次火山岩)，并根据全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄认为次火山岩形成于晚侏罗世^①。笔者所在的科研组最近在昆仑造山带进行了系统的野外调查、地质年代学测定和遥感地质填图工作，取得了一系列新成果^[10~16]，成果之一是在详细填图基础上，对三道湾次火山岩进行激光探针(LA-MC-ICP MS)锆石U-Pb测年，获得了与牦牛山组火山岩一致的同位素年龄，从而为东昆仑早古生代造山晚期火山活动提供了可靠的年代学证据，同时也为纳赤台群形成时代上限提供了时间约束。

① 青海省地质调查院.中华人民共和国区域地质调查报告———水泥厂幅(1: 50 000). 2004.

1.   三道湾流纹英安斑岩地质特征

三道湾流纹英安斑岩出露于格尔木市南约55 km青藏公路西侧、小干沟南侧的东西向山脊上(见图 1)，由结构和岩性较均匀的灰绿色蚀变流纹英安斑岩构成火山机构中的超浅成侵出相。岩体中发育有较为典型的柱状节理，流面上发育有气孔构造，火山活动规模较小，出露面积约为2 km²，岩体长轴为东西方向。该岩体北部与志留—泥盆系牦牛山组灰绿色砂岩夹火山岩断层接触(见图 1、图 2a)，岩体东部和南部侵入到奥陶—志留系纳赤台群哈拉巴依沟组砂板岩段灰绿色千枚岩、千枚状板岩夹变砂岩地层中，侵入界线呈锯齿弯曲状(见图 2b)，外接触带内围岩普遍发生热蚀变形成烘烤边，内接触带中见有围岩捕虏体，大小不等，侵入关系清楚。

图  1  格尔木南地质构造图及样品点位置

1.中三叠统闹仓坚沟组; 2.下三叠统洪水川组; 3.上石炭统浩特洛洼组; 4.志留—泥盆系牦牛山组; 5.奥陶—志留系纳赤台群哈拉巴依沟组; 6.奥陶—志留系纳赤台群石灰厂组碳酸盐岩段; 7.奥陶—志留系纳赤台群石灰厂组火山岩段; 8.奥陶—志留系纳赤台群水泥厂组; 9.中新元古界万宝沟群碳酸盐岩组; 10.志留纪流纹英安斑岩(次火山岩); 11.逆断层; 12.采样点位置

Figure  1.  Geological map in the south of Golmud and the sample location

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测年样品(B727-1)取自格尔木河西侧小干沟南侧该岩体的中北部(E94° 46′32″，N35°59′43.5″) (见图 1)，岩石为灰绿色流纹英安斑岩，岩石斑状结构，块状构造。斑晶主要为斜长石，少量石英(见图 2c)。镜下鉴定显示，岩石斑晶为半自形板状斜长石，具环带结构，含量约30%;石英斑晶呈它形粒状—浑圆状，部分为溶蚀港湾状，含量约2%;暗色矿物斑晶均已蚀变为绿泥石、绿帘石、碳酸盐等，呈角闪石假象，含量约3%。基质中长石含量45%，石英含量20%;副矿物为磷灰石和锆石(见图 2d)。

图  2  三道湾流纹英安斑岩产状及岩石学特征

Figure  2.  Rock occurrence and petrographic characteristics of the Sandaowan rhyolite-dacite porphyry

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2.   测试方法

锆石按常规方法分选，最后在双目镜下挑纯。将分选锆石用双面胶粘在载玻片上，罩上PVC环，然后将环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入PVC环中，待树脂充分固化后将样品从靶从载玻片上剥离，并对其进行打磨和刨光，然后对靶上样品进行显微镜下的反射光和透射光照相以及阴极发光(CL)照相。

锆石U、Th和Pb同位素分析在天津地质矿产研究所同位素实验室激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICP MS)系统上完成。多接收器电感耦合等离子体质谱仪为Thermo Fisher公司制造的Neptune，离子光学通路采用能量聚焦和质量聚焦的双聚焦设计，并采用动态变焦(ZOOM)使质量色散达到17%。仪器配有9个法拉第杯接受器和4个离子计数器接受器。激光器为美国ESI公司生产的UP193-FX ArF准分子激光器，激光波长193 nm，脉冲宽度5 ns，束斑直径为2~150 μm可调，脉冲频率1~200 Hz连续可调。

本次测试根据锆石CL图像和透射光及反射光照片，标定测年点。利用193 nm激光器对锆石进行剥蚀，设置的剥蚀坑直径为35 μm，激光能量密度为13~14 J/cm²，频率为8~10 Hz，激光剥蚀物质以He为载气送入Neptune，利用动态变焦扩大色散同时接受质量数相差很大的U-Pb同位素，从而进行锆石U-Pb同位素原位测定。采用TEMORA作为外部锆石年龄标样，利用NIST612玻璃标样作为外标计算锆石样品的Pb、U、Th含量。

应用中国地质大学(武汉)研发的ICP MS Data Cal程序和Ludwig的Isoplot程序进行数据处理。详细的实验流程见文献[17]。实验分析结果见表 1，测试数据的误差均为1 σ。

表  1  三道湾流纹英安斑岩锆石U-Pb同位素数据

Table  1.  Zircon U-Pb dating results of the Sandaowan rhyolite-dacite porphyry

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3.   测试结果和解释

三道湾蚀变流纹英安斑岩(B727-1)中分离出的锆石呈长柱状晶体，晶形长轴100~200 μm，短轴约50 μm，长短轴比例为2 : 1~4 : 1。锆石颗粒无色、透明，少数为浅棕色。CL图像上具有明显的振荡环带结构和扇形结构(见图 3)，具有岩浆成因锆石的结构特点^{[18, 19]}。Th/U比值在0.05~0.64之间，大部分大于0.1，同样显示了岩浆锆石的特征。

对该岩石样品25颗锆石的25个测点进行了U-Pb同位素测年，测试结果见表 1和图 4。25颗岩浆锆石测点皆位于谐和线上(见图 4)，²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄变化在406~440 Ma之间，表面年龄加权平均值为425.9 ± 2.6 Ma，解释为流纹英安斑岩结晶年龄。

图  3  三道湾流纹英安斑岩锆石阴极发光图像、测点位置及年龄值

Figure  3.  CL images, dating spots and ages of zircons from the Sandaowan rhyolite-dacite porphyry

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图  4  三道湾流纹英安斑岩锆石U-Pb谐和图

Figure  4.  Zircon U-Pb concordia diagram of the Sandaowan rhyolite-dacite porphyry

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4.   讨论与结论

新的锆石U-Pb年龄表明，三道湾流纹英安斑岩侵位时代为中志留世，而不是过去认为的晚侏罗世，流纹英安斑岩的全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄147.96 Ma可能代表了岩体受到后期构造—岩浆热事件的改造。笔者最近在东昆仑进行的详细地质填图结果表明，水泥厂地区牦牛山组除在三道湾流纹英安斑岩体北侧分布外，在水泥厂东和大干沟南侧亦有大面积分布(见图 1)，该地区牦牛山组中含有多层厚度不等的流纹岩夹层，其底砾岩之上的流纹岩锆石U-Pb年龄为423.2 ± 1.8 Ma (未发表数据)，与本文三道湾流纹英安斑岩锆石U-Pb年龄(425.9 ± 2.6 Ma)非常接近，这说明三道湾次火山岩所代表的火山通道为早古生代造山晚期牦牛山组火山岩形成时的火山喷发中心之一。

三道湾流纹英安斑岩精确的锆石U-Pb年龄的获得，也为纳赤台群时代的确定提供了间接的地质证据。在纳赤台地区，纳赤台群被划分为哈拉巴依沟组、石灰厂组和水泥厂组，后两个岩石地层单位分别由流纹岩锆石U-Pb年龄^[14]和灰岩中的珊瑚Fauistella aluzolata (Goldfuss)，Plasmoporella chinghueiensis，Wormsipora sp.，Helicotome sp.，Maclurites cf. neritoides (Eichwald)，Trpidodiscus sp.，Lophospira cf. gerardi等化石^①确定为晚奥陶世，而缺少化石和火山岩的哈拉巴依沟组碎屑岩系形成时代缺乏可靠的依据。三道湾次火山岩侵入到东南侧哈拉巴依沟组灰绿色千枚岩、千枚状板岩夹变砂岩及变形砾岩中，由此可以确定哈拉巴依沟组形成时代要早于425.9 ± 2.6 Ma，即中志留世中期之前，但不排除奥陶纪的可能性，其确切的形成时代还需要进一步深入研究。

① 青海省地质调查院.中华人民共和国区域地质调查报告———水泥厂幅(1: 50 000). 2004.