中国地质调查成果快讯：敦煌地块新发现晚震旦世—早寒武世沉积- 火山岩地层

来源于《中国地质调查成果快讯》

摘要：通过1∶5万区域地质填图，利用LA-ICP-MS 锆石U-Pb测年，在敦煌地块东北缘新发现大规模晚震旦世—早寒武世（574.4~533.2Ma）沉积岩和火山岩建造地层，为研究敦煌地块甚至塔里木板块该时期岩相古地理环境和陆缘系统演化提供了重要信息。

1.项目概况

“甘肃安西地区1∶5万K46E022024（十工分厂幅）、K47E022001（北桥幅）现代地质填图试点”子项目，归属于“天山-北山成矿带那拉提-营毛沱地区地质矿产调查”项目，由自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心承担。主要目标任务是在收集研究前人已有资料基础上，采用岩性—构造实体填图方法，开展甘肃安西地区十工分厂幅和北桥幅地质填图，查明地层、构造、岩浆岩和变质变形特点，重点对敦煌岩群和阿尔金断裂进行调查，对敦煌地块基底进行研究，与北山地块进行初步对比。

2.成果简介

（1）通过对敦煌地块东北缘进行1∶5万岩性—构造填图，新发现一套岩石组合清晰、露头连续的沉积-火山岩地层。通过地质调查和剖面测制，分为沉积岩和火山岩两个岩性段（图1）：①变砂岩夹变泥质砂岩→变砂岩与变泥质砂岩互层→变泥质砂岩夹变砂岩→变泥质砂岩夹硅质岩、凝灰岩→凝灰岩夹变泥质砂岩、硅质岩；②凝灰岩→安山岩→安山岩夹英安岩和玄武岩→玄武安山岩，分为两个火山喷发旋回。该套地层岩石变形强烈，普遍发生低绿片岩相变质，但岩石层序较为清晰，两个岩性段为整合接触关系。

 

图1 晚震旦世—早寒武世沉积-火山岩建造柱状图及野外岩石特征

（2）厘定沉积-火山岩地层形成年龄。通过对第一岩性段中部变砂岩（PM9-30-TW1）和第二岩性段中部变流纹岩（PM12-33-1TW）进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb测年，分别获得60个和13个有效数据点，前者均落在谐和线附近，206Pb/238U年龄变化较大，为574.4~3261Ma。根据锆石形态结构，均属于碎屑锆石，表明变砂岩的成岩年龄应小于574.4Ma；后者也均位于谐和线附近，锆石206Pb/238U年龄为531.1~707.6Ma，除2个测点外，其他11个测点年龄集中在531.1~539.5Ma，形成明显的锆石群，结合锆石形态结构具火山岩锆石特征，变流纹岩形成于533.2±6.1Ma（MSWD=0.043）。因此，该套沉积-火山岩地层应形成于574.4~533.2Ma，属于晚震旦世—早寒武世，同时也得到侵入于第二岩性段火山岩中花岗闪长岩体（514.4Ma）的进一步印证。

（3）确定岩石组合类型。根据第一岩性段沉积岩组合，主要岩石类型为变质砂岩、变泥质粉砂岩、变粉砂质泥岩夹灰色含砾变砂岩和少量深灰色硅质岩，岩性组合在横向上延伸稳定，长达8km，具有滨海相沉积特征。同时，纵向上岩石组合的碎屑粒度越来越细，甚至最后出现硅质岩，反映水深变深的特征，具有从早期滨浅海三角洲相向浅海陆棚，到最后深海逐渐过渡的沉积相变迁特征。根据第二岩性段的火山岩组合，主要岩石类型为安山岩、玄武安山岩夹玄武岩、英安岩和流纹岩偶夹凝灰岩与火山角砾岩，可见该套火山岩以中性为主，少量基性和酸性火山岩。同时通过岩石地球化学分析，具有典型的岛弧火山岩特征。

3.成果意义

敦煌地块位于塔里木板块东部，由晚太古代—古元古代敦煌杂岩和显生宙侵入体组成，一直缺失前寒武纪变质基底之上的沉积盖层，是我国目前唯一一个无沉积盖层的前寒武纪地块，严重制约着敦煌地块形成之后岩相古地理的研究，特别是缺乏震旦纪—奥陶纪的相关物质记录，导致了敦煌地块在冈瓦纳超大陆聚合和裂解过程中的信息缺失。本次调查研究工作，确定了敦煌地块甚至塔里木陆块晚震旦世—早寒武世大陆边缘物质记录的存在，并通过沉积相沉积环境分析，推测早期为被动大陆边缘环境，晚期应为岛弧特征的活动大陆边缘，为敦煌地块甚至塔里木板块的古大陆边缘位置以及陆缘系统的演化提供重要信息。

（中国地质调查局西安地质调查中心 康磊 李天虎；西安地质矿产勘查开发院 王杰供稿）