黃曉宏 張海軍 王訓(xùn)練 王 勛 沈智軍 黃宇飛

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院 北京 100083；2.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第九支隊(duì) ?？?571127；3.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第三支隊(duì) 黑龍江牡丹江 157000)

?

東昆侖花石峽北部上二疊統(tǒng)格曲組源區(qū)特征：來(lái)自碎屑組成和巖石地球化學(xué)的證據(jù)

黃曉宏1,2張海軍1王訓(xùn)練1王 勛1沈智軍3黃宇飛1

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院 北京 100083；2.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第九支隊(duì) ?？?571127；3.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第三支隊(duì) 黑龍江牡丹江 157000)

東昆侖南緣上二疊統(tǒng)(樂(lè)平統(tǒng))格曲組為一套由礫巖、砂巖和鈣質(zhì)泥巖構(gòu)成的扇三角洲—淺海碳酸鹽臺(tái)地相沉積組合，記錄了東昆侖造山帶海西—印支過(guò)渡期構(gòu)造演化過(guò)程，是解析該構(gòu)造演化過(guò)程的理想對(duì)象。通過(guò)分析花石峽北坦地克借地區(qū)格曲組碎屑巖的碎屑組成與主量、微量和稀土元素特征，探討了其物源區(qū)屬性。結(jié)果顯示，砂巖類(lèi)型為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖，石英、長(zhǎng)石和巖屑平均含量分別為50.9%、36.8%、12.4%，長(zhǎng)石以鉀長(zhǎng)石為主，巖屑和礫石成分復(fù)雜。砂巖的SiO2、Al2O3、TiO2、TFe2O3、MgO、K2O和Na2O平均百分含量分別為 62.06%、13.26%、0.44%、4.53%、3.02%、2.42%和3.18%；微量元素比值Th/Sc和Th/U較高，平均為1.06和7.71；稀土元素總量∑REE平均120.43×10-6，LREE/HREE和(La/Yb)N均值分別為9.34和12，輕稀土相對(duì)富集，δEu平均為0.96，Eu異常不明顯，REE特征與大陸島弧背景區(qū)雜砂巖相似，與東昆侖地體加里東期俯沖—碰撞型火山弧花崗巖具有親緣性。碎屑組分和主量、微量元素特征與判別圖解揭示，格曲組砂巖物源區(qū)為海西旋回早期從東昆侖地體裂離的東昆南微地塊，源巖以花崗巖為主，變質(zhì)巖、沉積巖和酸性—基性火山巖較少，其中花崗巖形成構(gòu)造背景為加里東期的大陸島弧。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)和前人研究成果，認(rèn)為格曲組為前陸盆地系統(tǒng)的隆后盆地沉積。

上二疊統(tǒng)格曲組 東昆侖 物源分析 構(gòu)造演化

0 引言

昆侖造山帶演化過(guò)程具有多島洋、軟碰撞、多旋回、構(gòu)造遷移等特殊性和復(fù)雜性[1]，受到地學(xué)界的廣泛關(guān)注。一般認(rèn)為青白口紀(jì)的匯聚作用使東昆侖形成統(tǒng)一的塊體，此后東昆侖經(jīng)歷了兩個(gè)主要洋陸轉(zhuǎn)化階段，即南華紀(jì)—早古生代洋陸轉(zhuǎn)化階段和晚古生代—早中生代的洋陸轉(zhuǎn)化階段[2-6]。對(duì)于后一洋陸轉(zhuǎn)化階段的晚期造山過(guò)程，不同學(xué)者理解不盡一致。姜春發(fā)等[2]認(rèn)為，中二疊世末的匯聚作用使昆侖南北聯(lián)為一體，阿尼瑪卿蛇綠巖代表了晚二疊世沿東昆南地塊南緣再次開(kāi)裂形成的印支期洋殼。張克信等[3]認(rèn)為阿尼瑪卿洋在中二疊世晚期開(kāi)始向北俯沖，形成上二疊統(tǒng)格曲組、下三疊統(tǒng)洪水川群和中二疊統(tǒng)鬧倉(cāng)堅(jiān)溝組復(fù)理石、磨拉石建造為代表的弧后前陸盆地(相對(duì)于阿尼瑪卿造山帶)沉積。許志琴等[5]認(rèn)為海西期的碰撞造山帶主要存在青藏高原的外部(天山—內(nèi)蒙古—興安一線(xiàn))，晚二疊世的灰?guī)r披蓋不整合于弧前加積楔之上。李榮社等[6]和陳守建等[7]認(rèn)為格曲組與下伏地層的角度不整合、巖相及生物礁的變化說(shuō)明晚二疊世為海西旋回結(jié)束后新的構(gòu)造旋回的開(kāi)始。劉戰(zhàn)慶等[8]和李瑞保等[9]認(rèn)為格曲組磨拉石組合為阿尼瑪卿洋晚二疊世開(kāi)始向北俯沖在東昆侖南緣的沉積響應(yīng)。

顯然，前人對(duì)海西期與印支期過(guò)渡時(shí)期東昆侖南緣所處的構(gòu)造背景的認(rèn)識(shí)存在較大分歧，從而導(dǎo)致對(duì)這一關(guān)鍵時(shí)期沉積的地層——格曲組的構(gòu)造意義及其物源產(chǎn)生不同的認(rèn)識(shí)，這些認(rèn)識(shí)亦缺乏碎屑組成和巖石地球化學(xué)的證據(jù)。因此，在分析格曲組沉積特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合砂巖碎屑組成和巖石地球化學(xué)特征，對(duì)其物源區(qū)特征和構(gòu)造背景進(jìn)行研究，為該區(qū)的構(gòu)造演化提供沉積學(xué)信息。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東昆侖造山帶位于中央造山系西部、昆侖造山帶最東端(圖1a，b)，其北為柴達(dá)木盆地，東鄰共和盆地與西秦嶺相望，南為巴顏喀拉造山帶。從北向南劃分為東昆北構(gòu)造帶、東昆中蛇綠混雜巖帶和東昆南構(gòu)造帶，各帶之間均為斷層接觸[4]。

東昆侖造山帶前寒武基底巖系包括古元古界白沙河巖群、中元古界小廟巖群、苦海巖群和新元古代萬(wàn)保溝群，變形變質(zhì)強(qiáng)烈，多以巖片形式產(chǎn)出(圖1c)[4]。此后東昆侖地區(qū)經(jīng)歷新元古代晚期—早古生代和晚古生代—中生代早期兩期主要洋陸轉(zhuǎn)化過(guò)程，發(fā)育早古生代納赤臺(tái)群砂板巖，泥盆系牦牛山組磨拉石，上石炭統(tǒng)—中二疊統(tǒng)灰?guī)r與碎屑巖夾火山巖，上二疊統(tǒng)—中三疊統(tǒng)為一套礫巖、砂巖、灰?guī)r組合，中三疊世以后東昆侖造山帶內(nèi)進(jìn)入陸內(nèi)調(diào)整期[4]。

東昆中蛇綠混雜巖帶由烏妥、清水泉和塔妥三條蛇綠巖帶組成，代表了中元古代、加里東期和海西期多期洋陸轉(zhuǎn)化階段[10]。布青山—阿尼瑪卿復(fù)合型蛇綠混雜巖帶包含了早古生代、早石炭—早二疊世和晚二疊—中三疊世三個(gè)時(shí)代的蛇綠巖[8,11-12]。晉寧期、加里東期、海西—印支期和燕山期等不同造山旋回的侵入巖均有出露[13-14]，其中形成于海西—印支期造山過(guò)程不同階段的巖漿巖出露最廣，加里東晚期的侵入巖多與板塊俯沖和碰撞相關(guān)[4,15-16]。

圖1 東昆侖構(gòu)造位置圖和研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a和b據(jù)李瑞保等[9]修改；c據(jù)殷鴻福等[4]和文獻(xiàn)①修改)COB.中央造山系；EKOB.東昆侖造山帶；WKOB.西昆侖造山帶；QDB.柴達(dá)木盆地；TRMB.塔里木盆地；ALTF.阿爾金斷裂。1.第四系；2.古近系—新近系；3.侏羅系；4.三疊系；5.上二疊統(tǒng)格曲組；6.二疊系；7.石炭—二疊系；8.石炭系；9.泥盆系；10.新元古界—下古生界；11.元古宇；12.酸性侵入巖；13.中性侵入巖；14.基性—超基性巖塊；15.斷層；16.剖面位置及采樣點(diǎn)。Fig.1 Simplified tectonic map of the East Kunlun Mountains and geological sketch map of the study area (a and b modified from Li, et al.[9]; c modified from Yin, et al.[4] and ①)

①青海省地質(zhì)調(diào)查院. 中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告：興?？h幅 I47C001003(含地質(zhì)圖). 2001.

2 格曲組層序特征

上二疊統(tǒng)格曲組分布于東昆侖山—阿尼瑪卿山，分為上下兩段。下段為碎屑巖段，與下伏地層呈斷層接觸，或不整合于下—中二疊統(tǒng)馬爾爭(zhēng)組、樹(shù)維門(mén)科組等老地層之上[4,17]*青海省第一區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì). 東溫泉幅I-48-(8) 1/20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(地質(zhì)部分).1983.*中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)調(diào)查研究院. 中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告：阿拉克湖幅I47C001001. 2004.；上段為灰?guī)r段，與下三疊統(tǒng)洪水川組呈平行不整合接觸[4]。根據(jù)格曲組所含化石[18-19]④*青海省第一區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì). 東溫泉幅I-48-(8) 1/20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(地質(zhì)部分).1983.*中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)調(diào)查研究院. 中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告：阿拉克湖幅I47C001001. 2004.*中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京). 東昆侖成礦帶顯生宙若干關(guān)鍵層段綜合地層學(xué)研究. 2015.，將其時(shí)代歸為晚二疊世，即國(guó)際上的二疊紀(jì)樂(lè)平世。

東昆侖最東端花石峽北坦地克借剖面的格曲組主要出露碎屑巖段(圖2)，下未見(jiàn)底，下部由厚層—塊狀礫巖、復(fù)成分礫巖(圖3a)夾少量中細(xì)砂巖、鈣質(zhì)膠結(jié)細(xì)—粉砂巖組成；上部主要為粗—細(xì)粒鈣質(zhì)膠結(jié)長(zhǎng)石砂巖、中細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖、鈣質(zhì)膠結(jié)長(zhǎng)石巖屑砂巖，局部含順層產(chǎn)出礫石(圖3b)。礫巖礫石磨圓好，成分成熟度高，具底礫巖性質(zhì)，為典型的磨拉石組合。砂巖發(fā)育交錯(cuò)層理、平行層理(圖3b，c)。頂部出現(xiàn)少量灰?guī)r段地層，由鈣質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)細(xì)砂巖夾生物碎屑泥晶灰?guī)r組成，含大量腕足化石，上被樹(shù)維門(mén)科組推覆體所壓蓋?？傮w上，從下向上礫巖厚度變薄、礫石粒徑減小，砂巖比例增加，呈現(xiàn)出扇三角洲—淺海碳酸鹽臺(tái)地相組合特征[9]。在東部的瑪沁地區(qū)和西部的馬爾爭(zhēng)山，均可見(jiàn)格曲組上部灰?guī)r段塊狀生物礁灰?guī)r[18]。

馬爾爭(zhēng)組為一套沉積于被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境的大陸斜坡相深海—半深海濁積巖，由于后期的構(gòu)造置換及變質(zhì)作用的影響而表現(xiàn)出“整體無(wú)序而局部有序”的特征[17]。樹(shù)維門(mén)科組在東段阿拉克湖和冬給措納湖地區(qū)以生物礁相為主，碎屑巖亦發(fā)育[4]*中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京). 東昆侖成礦帶顯生宙若干關(guān)鍵層段綜合地層學(xué)研究. 2015.。洪水川組在洪水川地區(qū)發(fā)育較典型，下部為砂礫巖，中部為灰?guī)r夾砂巖，上部為砂板巖，總體為沖積扇—河流—濱?！獪\海陸棚相—大陸斜坡的陸緣沉積演化序列[20-21]。

圖2 坦地克借地區(qū)格曲組地層柱狀圖(據(jù)殷鴻福等[4]和李瑞保等[9]繪制)Fig.2 Stratigraphic column of the Gequ Formation in Tandikejie area(drawing after Yin, et al.[4] and Li, et al.[9])

3 樣品采集與分析方法

分析樣品均采自青海省花石峽北坦地克借地區(qū)，具體采樣位置和層位見(jiàn)圖1和圖2。砂巖碎屑組分統(tǒng)計(jì)與分析在普通偏光顯微鏡下完成，選取的14件樣品雜基含量均小于25%[22]，統(tǒng)計(jì)過(guò)程中為了減小碎屑顆粒大小變化的影響，采用Gazzi-Dickinson點(diǎn)計(jì)法[23]，每個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)碎屑顆粒數(shù)不少于400個(gè)，對(duì)于發(fā)育不規(guī)則裂紋的石英顆粒歸為單晶石英[24]。考慮到砂巖與含灰?guī)r礫石的礫巖共生，且格曲組碎屑巖段無(wú)共生的灰?guī)r層，統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，將盆外來(lái)源的灰?guī)r碎屑?xì)w入沉積巖屑。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

6件細(xì)砂巖樣品的主量、微量元素的分析在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。主量元素采用壓片法X射線(xiàn)熒光光譜(XRF)分析，微量(含稀土)元素采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)分析完成。主量元素分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于5%，微量元素的分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于10%。分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 坦地克借地區(qū)上二疊統(tǒng)格曲組碎屑組分統(tǒng)計(jì)表(%)

注：Qm.單晶石英；Qp.多晶石英；Qt.總石英(Qm+Qp)；P.斜長(zhǎng)石；K.鉀長(zhǎng)石；F.長(zhǎng)石(P+K)；Lv.火山巖屑和變火山巖屑；Ls.沉積巖屑和變沉積巖屑；L.不穩(wěn)定巖屑(Lv+Ls)；Lt.總巖屑(L+Qp)。

表2 格曲組砂巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)(主量元素：wt%，微量元素：×10-6)

注：表中標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[27]球粒隕石數(shù)據(jù)；K/N=K2O/Na2O；δEu=2EuN/(SmN+GdN)。

4 結(jié)果

4.1 砂巖碎屑組成

格曲組砂巖樣品主要由石英、長(zhǎng)石和巖屑組成，平均含量分別為50.9%、36.8%、12.4%。石英以次棱角狀為主，有的發(fā)育不規(guī)則裂紋、波狀消光和包裹體(圖3d～4b)，有時(shí)與長(zhǎng)石緊密伴生(圖3e)。多晶石英較少，以燧石、變質(zhì)燧石為主，石英巖和脈石英少見(jiàn)(圖3f，h)，燧石多具“小米粒結(jié)構(gòu)”，變質(zhì)燧石具弱定向性；石英巖粒狀或鑲嵌狀；脈石英呈不規(guī)則鑲嵌狀；Qp/Q小于0.07。長(zhǎng)石以鉀長(zhǎng)石為主，K/P平均4.33。

樣品中巖屑類(lèi)型較為復(fù)雜，其中沉積巖巖屑有泥巖、粉砂巖和灰?guī)r(圖3g)。火山巖巖屑有玄武巖和酸性火山巖屑，玄武巖屑具玻基斑狀結(jié)構(gòu)、間隱結(jié)構(gòu)(圖3h、4a，b)，酸性火山巖屑具隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(圖4b)?；◢弾r巖屑由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和石英組成(圖4c)，花崗結(jié)構(gòu)，其中長(zhǎng)石絹云母化，石英發(fā)育不規(guī)則裂紋和波狀消光；另一種花崗巖屑由長(zhǎng)石和石英共同組成，具有“梳狀”結(jié)構(gòu)(圖4d)。變質(zhì)巖巖屑主要有石英云母片巖、云母片巖、千枚巖(圖3f，h、圖4a)，明顯具定向構(gòu)造?；鹕綆r屑(包括變質(zhì)火山巖屑)含量明顯低于沉積巖屑(包括變質(zhì)沉積巖屑)，Lv/L平均為0.34。依據(jù)Folk的砂巖分類(lèi)方案[25]，將多晶石英歸入巖屑(L)端元中，格曲組砂巖歸為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖(圖5)。

礫巖呈礫質(zhì)支撐，礫石多為次圓狀—圓狀，分選中等—較差(圖3a)，礫石成分復(fù)雜，以生物碎屑灰?guī)r、砂巖和硅質(zhì)巖為主，少量泥巖、板巖和玄武巖，灰?guī)r礫石最大粒徑可達(dá)30 cm。

4.2 砂巖巖石地球化學(xué)

主量元素方面，SiO2含量59.05%～61.19%，Al2O3含量為12.72%～13.83%，TiO2含量較低，為0.37%～0.53%，TFe2O3含量較高，為3.69%～5.84%，MgO、K2O和Na2O含量分別為2.76%～3.34%、2.2%～2.52%和2.97%～3.64%。K2O/Na2O值較高，平均0.76。

樣品的微量元素與上地殼平均含量[26]相比較(圖6)，Rb、Yb、Y和Ce含量均較低，Ba含量較高；Co、La、Cs、Ni、Sc和Cr的含量變化較小，分別為(12.16～18.65)×10-6、(22.55～31.4)×10-6、(2.99～4.47)×10-6、(40.26～58.98)×10-6、(12.5～17.94)×10-6和(83.78～165.1)×10-6，Co、La和Cs平均值均小于上地殼平均含量；Ni、Sc和Cr平均值大于上地殼平均含量；Hf、Zr和Th含量變化較大，分別為(3.3～9.65)×10-6、(101～309.39)×10-6和(10～42.3)×10-6；其他元素含量接近上地殼。La/Sc和Th/Sc比值平均為1.84和1.06。

稀土元素方面，樣品的∑REE平均120.43×10-6，略低于上地殼∑REE值(約146×10-6)[26]，主要因?yàn)镃e含量較低。REE配分模式圖解中(圖7a)，輕稀土元素配分曲線(xiàn)均較陡，重稀土元素配分曲線(xiàn)較緩，但都呈現(xiàn)“右傾”型，說(shuō)明輕稀土比重稀土分餾程度高。LREE/HREE、La/Yb和(La/Yb)N平均為9.34、17.7和12，輕稀土元素相對(duì)富集。δEu均值為0.96，Eu異常不明顯。各樣品REE配分曲線(xiàn)形態(tài)相似，反映沉積物具有同源性。

圖4 格曲組砂巖碎屑類(lèi)型顯微照片(正交光)a,b, c.長(zhǎng)石砂巖；d.巖屑長(zhǎng)石砂巖；Qm.單晶石英；K.鉀長(zhǎng)石；Lmm.云母片巖巖屑；Lma.云母石英片巖巖屑；Lg.花崗巖巖屑；Lvl.基性火山巖巖屑；Lvf.酸性火山巖巖屑。Fig.4 Photomicrographs of grain types of sandstones in Gequ Formation

圖5 格曲組砂巖分類(lèi)圖解(底圖據(jù)Folk[25])Fig.5 Sandstones classification(Base diagram after Folk[25])

圖6 格曲組細(xì)砂巖微量元素上地殼標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(上地殼標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自McLennan[26])Fig.6 Upper crust-normalized trace element patterns of analyzed samples (Upper crust data from McLennan[26])

圖7 格曲組砂巖和東昆侖不同時(shí)期花崗巖REE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(花崗巖數(shù)據(jù)引自殷鴻福等[4]；球粒隕石數(shù)據(jù)引自Boynton[27])Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns of sandstone of Gequ Formation and different periods granites in the East Kunlun Orogen(Data of granite from Yin, et al.[4]; chondrite data from Boynton[27])

5 物源區(qū)屬性分析

5.1 砂巖碎屑組成模式

碎屑組成研究表明，格曲組砂巖類(lèi)型為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖，具高的長(zhǎng)石含量和K/P比值，且砂巖中可見(jiàn)花崗巖巖屑，這些特征反映格曲組沉積物源巖以花崗巖為主。樣品中巖屑含量較低(平均12.4%)，但種類(lèi)復(fù)雜，以石英云母片巖、云母片巖等變質(zhì)巖屑為主，還有少量泥巖、灰?guī)r、粉砂巖、硅質(zhì)巖等沉積巖屑以及基性、酸性火山巖和花崗巖巖屑，與礫巖的礫石成分一致，直接表明物源區(qū)有這些巖石出露。

在源區(qū)構(gòu)造背景Qt-F-L判別圖(圖8a)上，樣品分布比較分散，4件樣品落入“陸塊”物源區(qū)的“隆升基底”一側(cè)；1件樣品落入“切割巖漿弧”；1件落入“再旋回造山帶”物源區(qū)大洋/大陸物質(zhì)較高一側(cè)，其他8件投于三者間的混合區(qū)。在更強(qiáng)調(diào)源巖類(lèi)型的Qm-F-Lt判別圖上(圖8b)，11件樣品落入“陸塊”源區(qū)的“隆升基底”一側(cè)，3件落入“混合”區(qū)和“切割巖漿弧”。碎屑組份分析表明格曲組砂巖物源主要為花崗巖和部分變質(zhì)巖、沉積巖、酸性—基性火山巖，它們主要屬于“隆升基底”構(gòu)造環(huán)境。

5.2 砂巖地球化學(xué)成分判別

前人總結(jié)出了一系列用于識(shí)別沉積巖物源區(qū)構(gòu)造環(huán)境、源巖組成和盆地形成構(gòu)造環(huán)境的特征元素、判別系數(shù)和判別圖解[28-36]，并得到了廣泛運(yùn)用。在主量元素系數(shù)判別圖解(圖9a)上，分析樣品1件落入中性巖漿巖區(qū)，1件落入沉積巖區(qū)，其他全落入長(zhǎng)英質(zhì)巖漿巖區(qū)。在La/Th-Hf源巖判別圖上(圖9b)，

圖8 格曲組砂巖源區(qū)構(gòu)造背景判別圖(底圖據(jù)Dickinson[24])B.隆起基底；C.穩(wěn)定克拉通；P.深成巖；V.火山巖Fig.8 Tectonic setting discrimination diagram of the source region for Gequ Formation sandstones(after Dickinson[24])

圖9 格曲組砂巖源區(qū)性質(zhì)主量元素函數(shù)和La/Th-Hf判別圖(底圖a據(jù)Roser and Korsch[28]，b據(jù)Floyd and Leveridge[29])F1=-1.773TiO2+0.607Al2O3+0.76TFe2O3-1.5MgO+0.616CaO+0.509Na2O-1.224K2O-9.09，F(xiàn)2=0.445TiO2+0.07Al2O3-0.25TFe2O3-1.142MgO+0.438CaO+1.475Na2O+1.426K2O-6.861Fig.9 Discrimination diagrams for the provenance signature of sandstone using major elements and La/Th-Hf(a. after Roser and Korsch[28]; b. after Floyd and Leveridge[29])

樣品具有酸性弧物源區(qū)背景，個(gè)別樣品顯示出含較多古老沉積物成分的特征。樣品的Th/Sc，Th/U比值較高，也指示古老上地殼物源的存在[30]。Bhatia[31]分析了形成于不同構(gòu)造背景的雜砂巖REE特征(表3)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，格曲組砂巖與大陸島弧背景雜砂巖稀土元素特征值最接近。樣品中(Ba/La)N>1，亦顯示出源區(qū)具有巖漿弧的特征[30]。在TFe2O3+MgO-Al2O3/SiO2判別圖(圖10a)中，個(gè)別樣品落在大洋島弧和大陸島弧間的區(qū)域，其余均落入大陸島弧區(qū)；在La/Sc-Ti/Zr判別圖(圖10b)中，樣品全落入大陸島弧區(qū)，說(shuō)明源區(qū)巖漿弧具有大陸島弧性質(zhì)。

主量、微量元素特征表明，格曲組細(xì)砂巖源巖以長(zhǎng)英質(zhì)巖漿巖為主，中性巖漿巖和沉積巖較少，它們具有大陸島弧構(gòu)造背景。

物源區(qū)巖石REE特征能被可靠的保存在近源沉積物中[31,34-36]。據(jù)此，通過(guò)對(duì)比目標(biāo)砂巖與可能的源巖REE平均值，判斷其是否有成因聯(lián)系，從而確定物源，該方法取得了很好效果[37-38]。格曲組砂巖結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度均較低，反映搬運(yùn)距離不長(zhǎng)，其REE能反映源巖特征。REE配分曲線(xiàn)對(duì)比顯示(圖7b，c，d)，格曲組砂巖REE配分曲線(xiàn)與加里東期俯沖碰撞型火山弧花崗巖高度吻合，而與晉寧期的板內(nèi)花崗巖區(qū)別較大，海西期的俯沖碰撞型花崗巖以顯著地Eu負(fù)異常區(qū)別于格曲組細(xì)砂巖。此外，采自坦地克借剖面格曲組下部礫巖段中的砂巖69個(gè)碎屑鋯石諧和年齡顯示，最小諧和年齡為412±2 Ma，加里東期年齡區(qū)間出現(xiàn)最大峰值489 Ma(圖11，具體碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)及分析另文報(bào)道)。顯然，格曲組砂巖與加里東期俯沖碰撞型火山弧花崗巖具有親緣性，即加里東期俯沖碰撞型火山弧花崗巖為格曲組砂巖主要物源。

6 討論

詳細(xì)的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究表明，加里東末期的碰撞造山作用使東昆侖地區(qū)焊結(jié)為統(tǒng)一塊體。晚古生代洋陸轉(zhuǎn)化階段，東昆南微陸塊群從東昆北地體裂離，并形成由東昆中洋、阿尼瑪卿洋和分布于其間的東昆南古陸塊群構(gòu)成的多島洋格局[4]。中二疊世晚期以塔妥—拉瑪托洛胡為代表的昆中洋發(fā)生碰撞閉合[9]，而南側(cè)阿尼瑪卿洋晚二疊世開(kāi)始向北俯沖(圖12a)[3-4,15,39]。在Dickinson的砂巖碎屑組份構(gòu)造環(huán)境判別模型中，典型的隆升基底物源屬于初始裂谷或轉(zhuǎn)換斷層構(gòu)造背景[22,24]，與上述構(gòu)造背景顯然不符。砂巖的主量和微量元素分析進(jìn)一步表明源巖主要為加里東期具大陸島弧背景的俯沖造山型花崗巖，而非海西旋回的巖漿巖。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)，認(rèn)為海西旋回早期從東昆侖地體裂離的東昆南微地塊群由卷入古造山帶的加里東期大陸島弧組成，晚二疊世時(shí)已被侵蝕至根部，作為“陸塊”區(qū)的“隆升基底”為微地塊南緣的格曲組提供沉積物(圖12b)，這就不難解釋個(gè)別點(diǎn)在Qt-F-L判別圖(圖8a)上投入或靠近“切割巖漿弧”區(qū)。上述分析還體現(xiàn)了造山帶周緣盆地的陸緣沉積物中，砂巖地球化學(xué)特征具有源區(qū)構(gòu)造屬性的繼承性，類(lèi)似于蘇魯造山帶北側(cè)的早白堊世膠萊盆地[40]和大別山南麓中生代盆地[41]沉積。

表3 格曲組與不同構(gòu)造背景沉積盆地雜砂巖REE特征對(duì)比(據(jù)Bhatia[31])

注：OIA.大洋島弧，CIA.大陸島弧，ACM.活動(dòng)陸緣，PM.被動(dòng)陸緣。

圖10 格曲組砂巖形成構(gòu)造環(huán)境TFe2O3+MgO-Al2O3/SiO2和La/Sc-Ti/Zr判別圖解(底圖a據(jù)Bhatia[32]；b據(jù)Bhatia and Crook[33])Fig.10 Tectonic setting discrimination diagrams for the sandstones of the Gequ Formation(a, after Bhatia[32]; b, after Bhatia and Crook[33])

圖11 格曲組砂巖碎屑鋯石年齡分布圖Fig.11 Age distribution of detrital zircons from the Gequ Formation sandstone

同時(shí)，基于晚二疊世東昆侖南緣構(gòu)造疊加、干涉的復(fù)雜構(gòu)造背景，有的學(xué)者認(rèn)為格曲組及下—中三疊統(tǒng)為前陸盆地沉積[3-4,42]，有的則認(rèn)為是弧前盆地沉積[43-45]。碎屑鋯石出現(xiàn)最小諧和年齡為412±2 Ma(圖11)，結(jié)合碎屑組分和巖石地球化學(xué)證據(jù)表明，東昆侖南緣上二疊統(tǒng)沒(méi)有與海西期俯沖—碰撞造山作用直接相關(guān)的火成巖物源沉積記錄，這一特征同樣出現(xiàn)在馬爾爭(zhēng)組中[17,46]。顯然，格曲組沉積盆地不受區(qū)域性火山活動(dòng)的影響，具有前陸盆地“冷盆地”的特征[47]。

事實(shí)上，東昆侖地體存在大量晚海西—印支期與造山作用相關(guān)的巖漿活動(dòng)產(chǎn)物，但主要出露于東昆中蛇綠混雜巖帶以北(圖12a)[4,15,48]，相關(guān)的物源信息直至早三疊世才出現(xiàn)在洪水川組中[21,49]。這意味著晚二疊世格曲組沉積盆地與東昆北地體之間不存在物源轉(zhuǎn)移的通道，格曲組沉積的構(gòu)造位置很可能相當(dāng)于Decellesetal.[50]提出的前陸盆地系統(tǒng)中的隆后盆地(圖12b)。也就是說(shuō)中二疊世末東昆中洋的碰撞造山使東昆南微地塊形成前陸隆起和北側(cè)的前淵，二者有效的阻斷了北側(cè)物源向南輸送的通道。但是，東昆侖微地塊并非典型的大陸塊，格曲組隆后盆地南側(cè)并非克拉通而是向北俯沖的阿尼瑪卿洋。前隆的剝蝕導(dǎo)致格曲組與石炭系—下中二疊統(tǒng)被動(dòng)陸緣沉積間的不整合的形成。格曲組礫巖礫石成分以灰?guī)r、砂巖和硅質(zhì)巖為主，主要來(lái)自蓋層沉積，而上部砂巖的主要物源為加里東期花崗巖，自下而上碎屑組成的變化體現(xiàn)了典型的物源區(qū)削頂過(guò)程。

圖12 東昆侖石炭紀(jì)—中三疊世構(gòu)造演化示意圖(據(jù)殷鴻福等[4]修改)1.碳酸鹽巖；2.碎屑巖；3.火山巖；4.花崗巖；5.洋殼；6.蛇綠巖；7.變質(zhì)巖面理；8.韌性剪切帶；9.古—中元古界；10.新元古界—下古生界；11.上古生界；12.上二疊統(tǒng)；13.三疊系Fig.12 The tectonic evolution of the East Kunlun during Carboniferous and Middle Triassic(modified from Yin, et al.[4])

格曲組上部礁灰?guī)r的發(fā)育，代表造山作用減弱，環(huán)境趨于穩(wěn)定[7]。而洪水川組砂礫巖段的發(fā)育及砂巖中火山碎屑的大量出現(xiàn)，指示東昆侖構(gòu)造活動(dòng)又趨于活躍。更多的研究[21,49,51]認(rèn)為，洪水川組為一套弧前盆地沉積，其物源不僅來(lái)自北側(cè)的東昆侖地體，還有南側(cè)的弧前增生楔(圖12c)。這說(shuō)明晚二疊世的隆后盆地到早三疊世時(shí)已演化為受阿尼瑪卿洋俯沖造山控制的弧前盆地，二疊系和三疊系間的不整合[4]代表的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不僅改變了物源輸送通道，還改變了東昆侖的盆山格局，具有重要的構(gòu)造意義。

7 結(jié)論

(1) 砂巖碎屑組份統(tǒng)計(jì)顯示，格曲組砂巖類(lèi)型為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖，Qt/(F+L)平均為1.03，石英主要為單晶石英，長(zhǎng)石以鉀長(zhǎng)石為主，巖屑含量少，包括沉積巖、變質(zhì)巖、火山巖和花崗巖巖屑。Qt-F-L與Qm-F-Lt圖解共同說(shuō)明物源區(qū)屬于“隆升基底”構(gòu)造環(huán)境。

(2) 格曲組砂巖主量、微量元素特征及相關(guān)判別圖解表明，源巖以長(zhǎng)英質(zhì)巖漿巖為主，具有大陸島弧構(gòu)造背景。LREE相對(duì)富集，Eu異常不明顯，REE特征顯示格曲組砂巖與加里東期俯沖碰撞型火山弧花崗巖具有親緣性。

(3) 礫石成分、砂巖碎屑組份和元素地球化學(xué)綜合分析揭示，格曲組碎屑巖物源區(qū)為海西旋回早期從東昆侖地體裂離的東昆南微地塊，源巖以花崗巖為主，變質(zhì)巖、沉積巖和酸性—基性火山巖較少，花崗巖形成構(gòu)造背景為加里東期的大陸島弧。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)和前人研究成果，認(rèn)為中二疊世末東昆中洋的碰撞造山導(dǎo)致了格曲組沉積盆地——隆后盆地的形成。二疊系和三疊系間的不整合代表重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致弧前盆地的形成。

致謝 衷心感謝周洪瑞教授、王振濤、沈陽(yáng)和吳晨博士在寫(xiě)作過(guò)程中給予的寶貴意見(jiàn)和建議。感謝張立軍碩士在野外工作中給予的幫助。

References)

1 殷鴻福，張克信. 東昆侖造山帶的一些特點(diǎn)[J]. 地球科學(xué)，1997，22(4)：339-342. [Yin Hongfu, Zhang Kexin. Characteristics of the eastern Kunlun orogenic belt[J]. Earth Science, 1997, 22(4): 339-342.]

2 姜春發(fā)，楊經(jīng)綏，馮秉貴，等. 昆侖開(kāi)合構(gòu)造[M]. 北京：地質(zhì)出版社，1992：1-221. [Jiang Chunfa, Yang Jingsui, Feng Binggui, et al. Opening-Closing Tectonics of the Kunlun Mountains[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1992: 1-221.]

3 張克信，殷鴻福，朱云海，等. 造山帶混雜巖區(qū)地質(zhì)填圖理論、方法與實(shí)踐[M]. 武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2001：1-165. [Zhang Kexin, Yin Hongfu, Zhu Yunhai, et al. Theory, Method and Practice to Geological Mapping in Mélange Region of Oro-genic Belts[M]. Wuhan: China University of Geo-sciences Press, 2001: 1-165.]

4 殷鴻福，張克信，陳能松，等. 中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告：冬給措納湖幅(I47C001002)：比例尺1：250000 [M]. 武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2003：1-457. [Yin Hongfu, Zhang Kexin, Chen Nengsong, et al. Report of Regional Geological Survey of the People's Republic of China (1:250000) (Map of Dongjicuona Lake)[M]. Wuhan: China University of Geoscience Press, 2003, 1-457.]

5 許志琴，楊經(jīng)綏，李海兵，等. 造山的高原——青藏高原的地體拼合、碰撞造山及隆升機(jī)制[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2007：1-458. [Xu Zhiqin, Yang Jingsui, Li Haibing, et al. Orogenic Plateau: Terrane Amalgamation, Collision and Uplift in the Qinghai-Tibet Plateau[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2007: 1-458.]

6 李榮社，計(jì)文化，楊永成，等. 昆侖山及鄰區(qū)地質(zhì)[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2008：1-400. [Li Rongshe, Ji Wenhua, Yang Yongcheng, et al. The Geology in Kunlun and Its Adjacent Region[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2008: 1-400.]

7 陳守建，李榮社，計(jì)文化，等. 昆侖造山帶二疊紀(jì)巖相古地理特征及盆山轉(zhuǎn)換探討[J]. 中國(guó)地質(zhì)，2010，37(2)：374-393. [Chen Shoujian, Li Rongshe, Ji Wenhua, et al. The Permian lithofacies paleogeographic characteristics and basin-mountain conversion in the Kunlun orogenic belt[J]. Geology in China, 2010, 37(2): 374-393.]

8 劉戰(zhàn)慶，裴先治，李瑞保，等. 東昆侖南緣布青山構(gòu)造混雜巖帶的地質(zhì)特征及大地構(gòu)造意義[J]. 地質(zhì)通報(bào)，2011，30(8)：1182-1195. [Liu Zhanqing, Pei Xianzhi, Li Ruibao, et al. Geological characteristics of the Buqingshan tectonic mélange belt in the southern margin of East Kunlun and its tectonic implications[J]. Geological Bulletin of China, 2011, 30(8): 1182-1195.]

9 李瑞保，裴先治，李佐臣，等. 東昆侖東段晚古生代—中生代若干不整合面特征及其對(duì)重大構(gòu)造事件的響應(yīng)[J]. 地學(xué)前緣，2012，19(5)：244-254. [Li Ruibao, Pei Xianzhi, Li Zuochen, et al. Geological characteristics of Late Palaeozoic-Mesozoic unconformities and their response to some significant tectonic events in eastern part of eastern Kunlun[J]. Earth Science Frontiers, 2012, 19(5): 244-254.]

10 朱云海，張克信，Pan Yuanming，等. 東昆侖造山帶不同蛇綠巖帶的厘定及其構(gòu)造意義[J]. 地球科學(xué)，1999，24(2)：134-138. [Zhu Yunhai, Zhang Kexin, Pan Yuanming, et al. Determination of different ophiolitic belts in eastern Kunlun orogenic zone and their tectonic significance[J]. Earth Science, 1999, 24(2): 134-138.]

11 邊千韜，羅小全，李紅生，等. 阿尼瑪卿山早古生代和早石炭—早二疊世蛇綠巖的發(fā)現(xiàn)[J]. 地質(zhì)科學(xué)，1999，34(4)：523-524. [Bian Qiantao, Luo Xiaoquan, Li Hongsheng, et al. Discovery of Early Paleozoic and Early Carboniferous-Early Permian ophiolites in the A’nyemaqen, Qinghai province, China[J]. Scientia Geologica Sinica, 1999, 34(4): 523-524.]

12 Bian Qiantao, Li Dihui, Pospelov I, et al. Age, geochemistry and tectonic setting of Buqingshan ophiolites, north Qinghai-Tibet Plateau, China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2004, 23(4): 577-596.

13 朱云海，Pan Yuanming，張克信. 東昆侖造山帶東段晉寧期巖漿活動(dòng)及其演化[J]. 地球科學(xué)，2000，39(8)：231，266. [Zhu Yunhai, Pan Yuanming, Zhang Kexin. Activity and evolution of Jinningian magma in the eastern section of the eastern Kunlun orogenic belt[J]. Earth Science, 2000, 39(8): 231, 266.]

14 陳能松，孫敏，張克信，等. 東昆侖變閃長(zhǎng)巖體的40Ar-39Ar和U-Pb年齡：角閃石過(guò)剩Ar和東昆侖早古生代巖漿巖帶證據(jù)[J]. 科學(xué)通報(bào)，2000，45(21)：2337-2342. [Chen Nengsong, Sun Min, Zhang Kexin, et al.40Ar-39Ar and U-Pb ages of metadiorite from the East Kunlun Orogenic Belt: evidence for Early-Paleozoic magmatic zone and excess argon in amphibole minerals[J]. Chinese Science Bulletin, 2001, 45(21): 2337-2342.]

15 郭正府，鄧晉福，許志琴，等. 青藏東昆侖晚古生代末—中生代中酸性火成巖與陸內(nèi)造山過(guò)程[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)，1998，12(3)：344-352. [Guo Zhengfu, Deng Jinfu, Xu Zhiqin, et al. Late Palaeozoic-Mesozoic intracontinental orogenic process and intermediate-acidic igneous rocks from the eastern Kunlun Mountains of northwestern China[J]. Geoscience, 1998, 12(3): 344-352.]

16 袁萬(wàn)明，莫宣學(xué). 東昆侖印支期區(qū)域構(gòu)造背影的花崗巖記錄[J]. 地質(zhì)論評(píng)，2012，46(2)：203-211. [Yuan Wanming, Mo Xuanxue. The record of Indosinian tectonic setting from the granotoid of eastern Kunlun Mountains[J]. Geological Review, 2012, 46(2): 203-211.]

17 裴先治，胡楠，劉成軍，等. 東昆侖南緣哥日卓托地區(qū)馬爾爭(zhēng)組砂巖碎屑組成、地球化學(xué)特征與物源構(gòu)造環(huán)境分析[J]. 地質(zhì)論評(píng)，2015，61(2)：307-323. [Pei Xianzhi, Hu Nan, Liu Chengjun, et al. Detrital composition, geochemical characteristics and provenance analysis for the Maerzheng Formation sandstone in Gerizhuotuo area, southern margin of East Kunlun region[J]. Geological Review, 2015, 61(2): 307-323.]

18 劉廣才，李向紅. 黨河南山組與格曲組的建立[J]. 青海地質(zhì)，1994，3(2)：1-7. [Liu Guangcai, Li Xianghong. The establishment of the Danghenanshan Formation and Gequ Formation[J]. Qinghai Geology, 1994, 3(2): 1-7.]

19 孫崇仁，陳國(guó)隆，李璋榮，等. 青海省巖石地層(全國(guó)地層多重劃分對(duì)比研究)[M]. 武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1997：1-340. [Sun Chongren, Chen Guolong, Li Zhangrong, et al. Stratigraphy (Lithostratic) of Qinghai Province (Multiple Classification and Correlation of the Stratigraphy of China)[M]. Wuhan: China University of Geoscience Press, 1997: 1-340.]

20 田軍，張克信，龔一鳴. 東昆侖造山帶東段下中三疊統(tǒng)研究進(jìn)展[J]. 地球科學(xué)，2000，25(3)：290-294. [Tian Jun, Zhang Kexin, Gong Yiming. Advances in Lower and Middle Triassic stratigraphic research in east of eastern Kunlun orogenic belt[J]. Earth Science, 2000, 25(3): 290-294.]

21 岳遠(yuǎn)剛. 東昆侖南緣三疊系沉積特征及其對(duì)阿尼瑪卿洋閉合時(shí)限的約束[D]. 西安：西北大學(xué)，2014：1-63. [Yue Yuangang. Sedimentary characteristic of Triassic in the southern of the East Kunlun and the constraints on the closing time of A’nimaqing Ocean[D]. Xi’an: Northwest University, 2014: 1-63.]

22 Dickinson W R, Suczek C A. Plate tectonics and sandstone compositions[J]. AAPG Bulletin, 1979, 63(12): 2164-2182.

23 Ingersoll R V, Bullard T F, Ford R L, et al. The effect of grain size on detrital modes: a test of the Gazzi-Dickinson point-counting method[J]. Journal of Sedimentary Research, 1984, 54(1): 103-116.

24 Dickinson W R. Interpreting provenance relations from detrital modes of sandstones[M]//Zuff G G. Provenance of Arenites. Netherlands: Springer, 1985: 333-361.

25 Folk R L. Petrology of Sedimentary Rocks[M]. Austin: Hemphill Publishing Company, 1974: 1-184.

26 McLennan S M. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2001, 2(4), doi: 10.1029/2000GC000109.

27 Boynton W V. Geochemistry of the rare-earth elements: meteorite studies[C]//Henderson P. Rare Earth Element Geochemistry. Amsterdam: Elsevier Scientific Publishing Company, 1984: 63-114.

28 Roser B P, Korsch R J. Provenance signatures of sandstone-mudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data[J]. Chemical Geology, 1988, 67(1/2): 119-139.

29 Floyd P A, Leveridge B E. Tectonic environment of the Devonian Gramscatho Basin, South Cornwall: framework mode and geochemical evidence from turbiditic sandstones[J]. Journal of the Geological Society, 1987, 144(4): 531-542.

30 McLennan S M, Taylor S R, McCulloch M T, et al. Geochemical and Nd-Sr isotopic composition of deep-sea turbidites: crustal evolution and plate tectonic associations[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1990, 54(7): 2015-2050.

31 Bhatia M R. Rare earth element geochemistry of Australian Paleozoic graywackes and mudrocks: provenance and tectonic control[J]. Sedimentary Geology, 1985, 45(1/2): 97-113.

32 Bhatia M R. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones[J]. The Journal of Geology, 1983, 91(6): 611-627.

33 Bhatia M R, Crook K A W. Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1986, 92(2): 181-193.

34 Fleet A R. Aqueous and sedimentary geochemistry of the rare earth elements[C]//Henderson P, Fyfe W S. Rare Earth Element Geochemistry. Amsterdam: Elsevier Scientific Publishing Company, 1984: 331-373.

35 McLennan S M. Rare earth elements in sedimentary rocks: influence of provenance and sedimentary processes[J]. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 1989, 21: 169-200.

36 Girty G H, Hanson A D, Knaack C, et al. Provenance determined by REE, Th, and Sc analyses of metasedimentary rocks, Boyden Cave roof Pendant, central Sierra Nevada, California[J]. Journal of Sedimentary Research, 1994, 64B(1): 68-73.

37 李雙應(yīng)，李任偉，岳書(shū)倉(cāng)，等. 安徽肥西中生代碎屑巖地球化學(xué)特征及其對(duì)物源制約[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2004，20(3)：667-676. [Li Shuangying, Li Renwei, Yue Shucang, et al. Geochemistry of Mesozoic detrital rocks and its constraints on provenance in Feixi area, Anhui province[J]. Acta Petrologica Sinica, 2004, 20(3): 667-676.]

38 李雙應(yīng)，李任偉，岳書(shū)倉(cāng)，等. 大別山北緣?mèng)哙弲^(qū)中新生代砂巖稀土元素的地球化學(xué)特征及對(duì)源巖的制約[J]. 中國(guó)稀土學(xué)報(bào)，2004，22(4)：512-517. [Li Shuangying, Li Renwei, Yue Shucang, et al. Geochemistry of rare earth elements of Mesozoic-Cenozoic sandstones in the north margin of Dabie Mountains and adjacent areas: constraints to source rocks[J]. Journal of the Chinese Rare Earth Society, 2004, 22(4): 512-517.]

39 孫雨，裴先治，丁仨平，等. 東昆侖哈拉尕吐巖漿混合花崗巖：來(lái)自鋯石U-Pb年代學(xué)的證據(jù)[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，83(7)：1000-1010. [Sun Yu, Pei Xianzhi, Ding Saping, et al. Halagatu magma mixing granite in the East Kunlun Mountains——evidence from zircon U-Pb dating[J]. Acta Geologica Sinica, 2009, 83(7): 1000-1010.]

40 李雙應(yīng)，孟慶任，李任偉，等. 山東膠萊盆地下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)組物質(zhì)組分特征及其對(duì)源區(qū)的制約[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2008，24(10)：2395-2406. [Li Shuangying, Meng Qingren, Li Renwei, et al. Characteristics of material components from the Lower Cretaceous Laiyang Formation in Jiaolai Basin, Shandong province, eastern China and constraints to the provenance[J]. Acta Petrologica Sinica, 2008, 24(10): 2395-2406.]

41 李忠，李任偉，孫樞，等. 大別山南麓中生代盆地充填記錄對(duì)造山作用屬性的反映[J]. 中國(guó)科學(xué)(D輯):地球科學(xué)，2002，32(6)：469-478. [Li Zhong, Li Renwei, Sun Shu, et al. Mesozoic basin-fill records in south foot of the Dabie Mountains: implication for Dabie orogenic attributes[J]. Science China (Seri. D): Earth Sciences, 2002, 32(6): 469-478.]

42 田軍，張克信，龔一鳴，等. 東昆侖造山帶海西—印支期東昆南前陸盆地構(gòu)造巖相古地理[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)，2001，15(1)：21-26. [Tian Jun, Zhang Kexin, Gong Yiming, et al. Hercynian-Indosinian tectonic lithofacies paleogeography of the south of Eastern Kunlun foreland basin of Eastern Kunlun orogenic belt[J]. Geoscience, 2001, 15(1): 21-26.]

43 劉戰(zhàn)慶. 東昆侖南緣布青山構(gòu)造混雜巖帶地質(zhì)特征及區(qū)域構(gòu)造研究[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2011：1-180. [Liu Zhanqing. Study on the geological characteristics and tectonic of Buqingshan Melanges belt, the south margin of East Kunlun Mountains[D]. Xi’an: Chang’an University, 2011: 1-180.]

44 李瑞保. 東昆侖造山帶(東段)晚古生代—早中生代造山作用研究[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012：1-185. [Li Ruibao. Research on the Late Paleozoic-Early Mesozoic orogeny in East Kunlun orogen[D]. Xi’an: Chang’an University, 2012: 1-185.]

45 李瑞保，裴先治，胡波，等. 東昆侖造山帶東段晚二疊世-早中三疊世弧前盆地確立[C]//第六屆地質(zhì)構(gòu)造與地球動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，長(zhǎng)春：中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)，2013：332-333. [Li Ruibao, Pei Xianzhi, Hu Bo, et al. Determination of Late Permian-Middle Triassic fore-arc basin in eastern part of the East Kunlun orogenic belt[C]//The 6th National Symposium on Structure Geology & Geodynamics: Collection of Abstracts. Changchun: Geological Society of China, 2013: 332-333.]

46 胡楠. 東昆侖南緣布青山地區(qū)馬爾爭(zhēng)組地質(zhì)特征、物源分析與構(gòu)造演化[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2014：1-112. [Hu Nan. Geologic features, provenance analysis and structural evolution of Maerzheng Formation at the Buqingshan area in the southern margin of the East Kunlun region[D]. Xi’an: Chang’an University, 2014: 1-112.]

47 王成善，李祥輝. 沉積盆地分析原理與方法[M]. 北京：高等教育出版社，2003：1-378. [Wang Chengshan, Li Xianghui. Sedimentary Basin: from Principles to Analyses[M]. Beijing: Higher Education Press, 2003: 1-378.]

48 劉成東. 東昆侖造山帶東段花崗巖巖漿混合作用[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2008：1-142. [Liu Chengdong. Granitoid Magma Mixing in Eastern Part of the East Kunlun Orogenic Belt[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2008: 1-142.]

49 閆臻，邊千韜，Korchagin O A，等. 東昆侖南緣早三疊世洪水川組的源區(qū)特征：來(lái)自碎屑組成、重礦物和巖石地球化學(xué)的證據(jù)[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2008，24(5)：1068-1078. [Yan Zhen, Bian Qiantao, Korchagin O A, et al. Provenance of Early Triassic Hongshuichuan Formation in the southern margin of the East Kunlun Mountains: constrains from detrital framework, heavy mineral analysis and geochemistry[J]. Acta Petrologica Sinica, 2008, 24(5): 1068-1078.]

50 DeCelles P G, Giles K A. Foreland basin systems[J]. Basin Research, 1996, 8: 105-123.

51 楊忠智. 東昆侖造山帶東段下三疊統(tǒng)洪水川組地質(zhì)特征及構(gòu)造環(huán)境研究[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012：1-64. [Yang Zhongzhi. A study on geologic feature and structural setting of the Lower Triassic Hongshuichuan Formation in eastern section of the East Kunlun orogen[D]. Xi’an: Chang’an University, 2012: 1-64.]

Provenance of the Upper Permian Gequ Formation in the Southern Margin of the East Kunlun Mountains: Constraints from Detrital Composition and Geochemistry

HUANG XiaoHong1,2ZHANG HaiJun1WANG XunLian1WANG Xun1SHEN ZhiJun3HUANG YuFei1

(1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China; 2. 9th Gold Team of Chinese People’s Armed Police, Haikou 571127, China; 3. 3rd Gold Team of Chinese People’s Armed Police, Mudanjiang, Heilongjiang 157000, China)

The Upper Permian (Lopingian) Gequ Formation in the southern margin of the East Kunlun Mountains is composed of conglomerates, sandstones and calcareous mudstones of fan delta-sea carbonate plateau. It recorded the tectonic evolution of the East Kunlun orogenic belt during Late Hercynian-Early Indosinian. This paper studies the detrital modes and the compositions of major, trace and rare earth elements for sandstones of the Gequ Formation in Tandikejie area, north of Huashixia, and investigates the tectonic attributes and provenance types. Sandstone detrital modes show that the Gequ Formation consists of arkose and lithic arkose. The QtFL averages of sandstones are Qt 50.9%, F 36.8%, L 12.4%, feldspars are mainly K-feldspar, the composition of gravel and lithic is complex. Geochemistry analysis shows that average concentrations of SiO2, Al2O3, TiO2, TFe2O3, MgO, K2O and Na2O are 62.06%, 13.26%, 0.44%, 4.53%, 3.02%, 2.42% and 3.18%, respectively. Trace elements ratios such as Th/Sc, Th/U have high averages of 1.06, 7.71. The Gequ Formation sandstones have REE gross of 120.43×10-6. In the sandstones, LREE is relatively rich, the LREE/HREE ratio is 9.34, the (La/Yb)Nratio is 12, δEu is 0.96 and the anomaly of δEu is not obvious. According to the REE features, the Gequ Formation show similarities to the greywackes from continental island arc and affinity to the Caledonian subduction-collision arc type granites of the East Kunlun terrane. Based on the features and discriminant diagrams of clastic composition, major elements and trace elements, the provenance of the Gequ Formation sandstones came from the south microblock of East Kunlun, which was rifted from the East Kunlun terrane during Early Hercynian. The source rocks consisted of mainly granites and little sedimentary rocks, metamorphic rocks and acid-basic volcanic rocks, and the granites belong to the Caledonian continental island arc. Combined with regional geological background and previous basin studies, the Gequ Formation formed in back-bulge of foreland basin system.

Upper Permian Gequ Formation; East Kunlun Mountains; provenance; tectonic evolution

1000-0550(2016)06-1133-14

10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.011

2016-01-08； 收修改稿日期： 2016-02-25

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(12120113028800，1212011121258)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金(2652014005)[Foundation: China Geological Survey Project, No. 12120113028800，1212011121258; The Fundamental Research Funds for the Central Universities, No. 2652014005]

黃曉宏 男 1988年出生 碩士研究生 助理工程師 古生物學(xué)與地層學(xué) E-mail：huangxh_cugb@163.com

P534.46 P595

A