论文推荐｜川北松潘—甘孜盆地东缘晚三叠世物源与秦岭隆升——来自碎屑锆石和地球化学的约束

限定松潘—甘孜盆地东缘在晚三叠世的构造属性及物源体系转换，是理解秦岭—松潘构造带演化的关键。本次对松潘—甘孜盆地东缘松潘县尼翁地区新都桥组碎屑岩进行碎屑锆石U-Pb定年与地球化学分析，以限定其物源与构造背景。碎屑锆石U-Pb年龄谱主要显示2466 Ma、1886 Ma、924~809 Ma和435 Ma四个峰值，综合表明其物源为华北板块南缘、北秦岭造山带及扬子板块北缘古老基底的多元混合。地球化学成分进一步揭示物源以上地壳长英质岩石为主，沉积于大陆岛弧与活动大陆边缘相结合的构造背景。最年轻的锆石加权平均年龄（287 ± 5）Ma及缺乏二叠纪至三叠纪碎屑记录，限定了北秦岭造山带在晚三叠世已发生显著隆升并成为沉积屏障。本研究揭示了松潘—甘孜东缘晚三叠世多向物源汇聚的复杂过程，为重塑该时期盆地—造山带的耦合演化机制提供了关键的年代学与地球化学约束。

Defining the tectonic attributes and provenance system transformation of the eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin during the Late Triassic is the key to understanding the evolution of the Qinling-Songpan tectonic belt. In this study， detrital zircon U-Pb dating and geochemical analysis were carried out on clastic rocks of the Xinduqiao Formation in the Niong area of Songpan County， eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin， to constrain its provenance and tectonic setting. The detrital zircon U-Pb age spectra mainly show four age peaks at 2，466 Ma， 1，886 Ma， 924 - 809 Ma and 435 Ma， which comprehensively indicate that the provenance is a multi-source mixture of the southern margin of the North China Block， the North Qinling Orogenic Belt and the ancient basement of the northern margin of the Yangtze Block. Geochemical data further reveal that the provenance is dominated by upper crustal felsic rocks， and the sediments were deposited in a tectonic setting combining a continental island arc and an active continental margin. The weighted mean age of the youngest zircons population （287 ± 5） Ma， together with the absence of Permian to Triassic detrital records， indicates that the North Qinling Orogenic Belt had undergone significant uplift and become a sedimentary barrier during the Late Triassic. This study reveals the complex process of multi-directional provenance convergence in the eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin during the Late Triassic， and provides key chronological and geochemical constraints for reconstructing the coupling evolution mechanism of the basin-orogen system during this period.

新都桥组; 物源; 构造背景; 锆石U-Pb; 地球化学

Xinduqiao Formation; provenance; tectonic setting; zircon U-Pb; geochemistry

松潘—甘孜盆地作为青藏高原东缘的关键构造单元，记录了华北板块、扬子板块与羌塘块体碰撞拼贴的复杂过程［1］，其巨厚的中生代浅变质碎屑岩地层不仅是造山带与盆地耦合的纽带，更蕴含了古特提斯洋闭合、陆内造山及多期构造热事件的重要信息［2］。近年来，学者们通过碎屑锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及沉积学方法，对盆地碎屑岩沉积时代、物源及构造属性展开深入研究［1 - 7］：秦宇龙等［1］揭示盆地南部晚三叠统碎屑锆石年龄谱存在1850~1539 Ma（华北克拉通）、983~707 Ma（扬子板块）、502~424 Ma（北秦岭）及281~231 Ma（东昆仑）多期年龄峰；Gong等［3］提出盆地中南部西康群物源涵盖秦岭—大别造山带、华北地块、东昆仑及羌塘地块，属典型的多源混杂体系；袁彦伟等［4］指出盆地中部晚三叠世沉积物主要接收东昆仑与北秦岭的陆壳物质；刘大明等［2］和周雄等［5］通过岩石学、地球化学研究，认为盆地南部晚三叠世碎屑岩来源于活动大陆边缘，物源区可能与康滇古陆、西昆仑、扬子地块西缘有关；刘祥等［6］研究认为南部沉积区西康群物源与华南板块和义敦地体有密切关联。

前人研究表明，甘孜—松潘盆地晚三叠统沉积物具有多向物源特性［7 - 9］，以往研究主要集中在盆地的中部和南部碎屑岩沉积区，对盆地东缘沉积区研究薄弱，盆地东缘晚三叠世物源特征缺乏系统研究，鲜少报道。考虑到松潘—甘孜盆地是一个超过25万km2的大型复理石盆地，跨度大。盆地中心区域和边缘区域的沉积物岩性组合、地层厚度、物质来源存在较大的差异，不同沉积区受到多个物源区共同输入，也存在物源差异。松潘—甘孜盆地东缘紧邻秦岭造山带与龙门山构造带，处于多陆块汇聚的关键构造部位，其沉积记录不仅响应秦岭晚三叠世隆升过程，还可能记录了龙门山初始隆升的物源信号，是揭示盆地—造山带耦合演化的关键窗口。基于上述分析，本研究选取松潘—甘孜盆地东缘松潘县尼翁地区晚三叠世新都桥组为研究对象，通过碎屑锆石U-Pb年龄、全岩岩石地球化学分析，开展系统物源研究，探讨晚三叠世新都桥组物源组成与构造控制，为盆山转换提供依据。

松潘—甘孜造山带东接龙门山断裂带，北邻阿尼玛卿—勉略缝合带，西南以金沙江缝合带为界，构成扬子板块、华北板块与羌塘块体的三向汇聚区［10］。研究区位于造山带东缘松潘地区（图1），属巴颜喀拉地层区金川小区，区域上三叠世地层序列完整，依次出露菠茨沟组（T₁b）杂色板岩与薄层灰岩、三叠系杂谷脑组（T₁-₂z）岩屑长石石英砂岩、侏倭组（T₃zw）砂岩与粉砂质板岩、新都桥组（T₃xd）板岩。新都桥组产双壳类化石 Halobia cf.yunnanensis，H.convexa，H.cf.pluriradiata，H.substyriaca，H.cf.vietnamica，Posidonia cf.bittneri 以及丝状藻、球粒藻等微古植物化石［11］，其时代属晚三叠世瑞替期。

图1  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区大地构造位置（a）（据刘祥等［6］修改）和地质简图（b）

Fig.1  Tectonic location （a） （modified after Liu［6］） and simplified geological map （b） of the Niong area in the eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

研究区新都桥组划分为3个岩性段（图2）。第一岩性段为粉砂质板岩夹钙质石英砂岩，岩性以黄灰色粉砂质板岩为主（图3（a）），次为黄灰色—青灰色薄层状钙质石英砂岩，夹少量含碳泥质板岩；粉砂质板岩具强揉皱特征，砂岩局部铁质含量较高，岩石滴加5 %稀盐酸起泡剧烈，局部见钙质砂岩溶蚀后地表形成钙质泉华堆积，厚度253 m，与下伏侏倭组呈整合接触关系。第二岩性段为钙质石英砂岩夹粉砂质板岩（图3（b）-（c）），岩性组合以黄灰色钙质石英砂岩为主，次为粉砂质板岩，少量含碳泥质、砂质板岩；钙质砂岩局部自然裸露，微地貌形成陡崖或小山脊，厚度120 m。第三岩性段为粉砂质板岩夹钙质石英砂岩（图3（d）），岩性组合以粉砂质板岩为主，次为黄灰色—青灰色薄层状钙质石英砂岩，夹少量含碳泥质板岩，研究区内未见顶，厚度大于210 m。

图2  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组地质剖面特征

Fig.2  Characteristics of the geological section of the Xinduqiao Formation in Niong area，eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

图3  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组岩石特征及其镜下照片（正交偏光）

Fig.3  Petrological characteristics and microphotographs（cross-polarized light）of the Xinduqiao Formation in Niong area，eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

（a）第一岩性段板岩；（b）、（c）第二岩性段钙质砂岩及取样位置；（d）第三岩性段板岩；（e）、（f）变质砂岩显微镜下照片；Ank—铁白云石；Ser—绢云母；Cal—方解石；Qtz—石英

采样地点位于阿坝州松潘县尼翁矿区内（图1），对矿区出露的晚三叠世新都桥组采集了1件碎屑锆石U-Pb定年样品和15件微量元素分析样品，定年样坐标为103°37′9.8″，32°40′44.8″，样品岩性有粉砂质（碳质）板岩、变质钙质石英砂岩。采样时去除表面风化层，采集新鲜岩石，样品具有代表性。其中碎屑锆石U-Pb分析样品采自第二岩性段（图2），岩性为变质砂岩（图3（d）），具变余砂状结构及显微鳞片粒状变晶结构（图3（e）-（f）），块状构造，变余碎屑占比约75%，由石英、长石、岩屑组成，变晶矿物占比25%，由绢云母、铁白云石等组成；石英（60%）呈无色，压扁次棱角状、次圆状、棱角状，粒径为0.1~0.3 mm左右；长石（4%）呈无色，板状、次棱角状，粒径为0.1~0.3 mm，可见正长石、斜长石；岩屑（9%）一般有泥岩岩屑、绢云岩屑、板岩岩屑等；绢云母（5%）呈无色带灰色调，显微鳞片状，粒径为0.01~0.03 mm；铁白云石（15%）呈无色，半自形粒状或他形粒状，粒径为0.06~0.1 mm；方解石（3%）无色，他形粒状，粒径为0.03~0.06 mm，茜素红染红。

锆石矿物的分选与制靶在南京宏创地质勘查技术服务有限公司完成，样品的处理过程包括对样品进行清洗晾干，破碎至60~80目，通过重砂法分选获得锆石颗粒，在双目镜下挑选出晶形良好的锆石颗粒，用环氧树脂固定锆石颗粒，使用UNIPOL-1200M设备进行抛光处理，使用OLYMPUS CX43光学显微镜进行透反射拍照，使用TESCAN Mira3 LMH设备进行阴极发光拍照，最后完成锆石制靶工作。

锆石U-Pb定年在南京宏创地质勘查技术服务有限公司微区分析实验室完成，使用仪器型号是Agilent 8900型电感耦合等离子体质谱仪，产自美国 Agilent Technologies公司；激光剥蚀平台采用Resolution SE型193 nm深紫外激光剥蚀进样系统，产自美国Applied Spectra公司。对锆石颗粒进行预处理，去除表面污染，之后在束斑直径30 μm、剥蚀频率5 Hz、能量密度3 J/cm²的激光条件下分析样品，获得初始锆石年龄数据。使用锆石91500作为校正标样，GJ-1作为监测标样，对仪器和数据进行验证，本次实验过程中测定的91500校正标样年龄为（1061.5 ± 3.2） Ma，GJ-1监测标样年龄为（604 ± 6）Ma，校正标样和监测标样所测年龄在不确定范围内与推荐值（1065.4 ± 0.6） Ma［12］和（608.5 ± 1.5）Ma［13］一致，因此，本次获得的年龄数据有效。在数据处理时，剔除谐和度小于90％的锆石年龄数据，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄大于等于1000 Ma的锆石采用²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄数据，年龄小于1000 Ma的锆石采用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄数据。在Excel中采用Isoplot程序，生成锆石U-Pb年龄谐和图；在IsoplotR程序中完成锆石KDE图。

样品微量元素分析是在南京宏创地质勘查技术服务有限公司完成。首先用球磨机将样品加工成200目粉末，型号是南大仪器QM-QX全方位行星式球磨机；微量元素采用酸溶消解ICP-MS内标法，稀土元素采用过氧化钠熔融—碱滤分离ICP-MS测定法，测量仪器是电感耦合等离子体质谱（美国Agilent7900 ICP-MS仪器）测定，精度RSD < 3%。

3.1 锆石形态及年龄特征

样品中碎屑锆石颗粒以次圆状、次棱角状为主，大部分锆石具有残缺、磨边痕迹，锆石长度45~160 μm不等。在透射光下呈灰白色、透明色居多，其次为浅褐色、黄绿色；在阴极发光图像（CL）中，大部分锆石具振荡环带特征，与岩浆成因锆石特征一致（图4），少量锆石颗粒见裂隙和继承性锆石存在。

图4  代表性碎屑锆石颗粒阴极发光（CL）图像

Fig.4  Cathodoluminescence （CL） images of representative detrital zircon grains

实验累计测试100点，其中19号锆石颗粒在后期的变质事件中发生过Pb丢失，22号锆石颗粒谐和度太低（小于90%），对物源分析无意义，本次碎屑锆石所测年龄数据有效点为98点，其结果见表１。锆石w（Th）为9.52 × 10⁻⁶~434.18 × 10⁻⁶，w（U）为31.12 × 10⁻⁶~1397.25 × 10⁻⁶，Th/U比值范围在0.03~1.62之间。通常来说，岩浆成因锆石Th/U值普遍大于0.4，变质成因锆石Th/U值小于0.1，获得新都桥组碎屑锆石Th/U值小于0.1的有4颗（TW1-3、TW1-52、TW1-78、TW1-98），Th/U值大于0.1的锆石有94颗（表1），占比96%；碎屑锆石稀土元素球粒陨石标准化曲线为左倾斜，表现为LREE亏损、HREE富集、负Eu异常和正δCe异常（图5），绝大多数的锆石显示岩浆成因特征。

表1  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组碎屑锆石U-Pb同位素定年结果

Table 1  U-Pb isotopic dating results of detrital zircons from the Xinduqiao Formation in Niong area, eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

图5  碎屑锆石稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

Fig.5  Chondrite-normalized Rare Earth Element（REE） distribution patterns of detrital zircons

所测锆石谐和度普遍大于95%以上，锆石的²⁰⁷Pb/²³⁵U和²⁰⁶Pb/²³⁸U谐和图见图6（a）。在98颗锆石中，测得最年轻的锆石年龄为278 Ma，最古老的锆石年龄为3565 Ma，锆石年龄数据自然分布区间为3565 Ma（1颗，占比1%）、2429~2600 Ma（7颗，占比7%）、1506~2152 Ma（38颗，占比39%）、771~1322 Ma（29颗，占比29%）、278~478 Ma（24颗，占比24%），构成四个年龄段区，形成了2个主峰值年龄和2个次峰值年龄，分别是2466 Ma（次峰）、1886 Ma（主峰）、924 Ma和809 Ma（次峰）、435 Ma（主峰），锆石年龄谱见图6（b）。

图6  碎屑锆石U-Pb年龄谐和图（a）和频谱图（b）

Fig.6  U-Pb age concordia diagrams（a）and age spectra diagrams（b）of detrital zircons

松潘—甘孜盆地南部新都桥组年龄谱以1.86 Ga、768 Ma、439 Ma和241 Ma为主（图7（a）），中部新都桥组年龄谱以2.5 Ga、1.86 Ga、796 Ma、368 Ma和274 Ma为主（图7（b）），松潘—甘孜盆地晚三叠世年龄谱以2400~2530 Ma、1830~1900 Ma、750~800 Ma、430 Ma和250 Ma为主（图7（c））；与松潘—甘孜盆地已发表的晚三叠世（新都桥组）碎屑锆石数据（图7）对比显示，松潘—甘孜盆地东缘新都桥组与中部、南部乃至整个盆地具有相似的年龄谱特征（如2.5 Ga，1.86 Ga，435 Ma，809 Ma），又具有其独特的年龄谱特征，主要表现为缺失了241~274 Ma（二叠纪至三叠纪）锆石年龄谱，924 Ma（青白口纪）锆石年龄谱增多。这一现象暗示了松潘—甘孜盆地东缘物源体系与盆地内部及南部的多向物源汇聚模式存在一定差异。

图7  松潘—甘孜盆地晚三叠世碎屑锆石U-Pb年龄谱

Fig.7  U-Pb age spectra of detrital zircons from the Late Triassic in the Songpan-Ganzi Basin

（a）数据来源刘祥等［6］；（b）数据来源Gong等［3］；（c）数据来源袁彦伟等［4］；（d）本次数据

3.2 微量和稀土元素特征

松潘县尼翁地区新都桥组微量元素分析结果见表2，与Rudnick和Gao［14］典型上地壳元素值相比较（表2），大离子亲石元素Rb相对富集，Ba和Sr相对亏损；高场强元素Nb、Ta、Th和U维持稳定，Zr和Hf相对亏损；过渡族元素Ni和Cr相对富集，Sc、V和Co维持稳定。上地壳标准化蛛网图（图8（a））总体呈不规则锯齿状，各样品微量元素曲线基本一致，指示各样品具有相似或相同的物源属性。

表2  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组微量元素（10^-6）分析结果

Table 2  Trace element analysis results (10^-6) of the Xinduqiao Formation in Niong area, eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

图8  尼翁地区新都桥组微量元素上地壳标准化蛛网图（a）和稀土元素球粒陨石标准化分布型式图（b）

Fig.8  Upper continental crust-normalized trace element spider diagram and chondrite-normalized rare earth element distribution pattern diagram of the Xinduqiao Formation in Niong area

（a）上地壳数据来源Rudnick和Gao［14］；（b）球粒陨石数据来源Sun和McDonough［15］

松潘县尼翁地区新都桥组稀土元素分析结果见表3-4，稀土元素ΣREE为120.2 × 10⁻⁶~206.5 × 10⁻⁶，平均值为161.2 × 10⁻⁶，ΣLREE为108.0 × 10⁻⁶~185.0 × 10⁻⁶，平均值为144.5 × 10⁻⁶，ΣHREE为12.2 × 10⁻⁶~21.6 × 10⁻⁶，平均值为16.7，LREE/HREE值为7.6~10.2，平均值为8.7，属轻稀土元素富集型。δEu为0.48~0.70，平均值为0.61，具负铕异常；δCe为0.93~0.98，平均值为0.95；（La/Sm）N为3.7~4.3，平均值为3.9；（La/Yb）N为8.3~10.7，平均值为9.2；（Sm/Nd）N为0.5~0.6，平均值为0.6；（Gd/Yb）N为1.5~1.7，平均值为1.6。稀土元素球粒陨石标准化分布型式图（图8b）呈右倾斜，各样品的稀土元素曲线基本一致，指示各样品具有相似或相同的物源属性。

表3  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组稀土元素（10⁻⁶）分析结果

Table 3  Rare Earth Element (REE) analysis results (10⁻⁶) of the Xinduqiao Formation in Niong area, eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

表4  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组稀土元素特征值

Table 4  Characteristic values of Rare Earth Elements (REE) of the Xinduqiao Formation in Niong area, eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

4.1 年龄对物源的约束

本次碎屑锆石研究获得四个主要年龄段以及形成的峰值年龄，其峰值年龄分别是2466 Ma（古元古代初）、1886 Ma（古元古代末）、924 Ma与809 Ma（新元古代）及435 Ma（古生代）。松潘—甘孜盆地东缘分布有东昆仑、华北板块、扬子板块和秦岭造山带等构造单元，这些构造单元是潜在物源区。本文收集了潜在物源区已发表的锆石U-Pb数据年龄谱图（图9），借助不同构造单元形成的年龄谱，将有助于分析松潘地区晚三叠世碎屑物源。

图9  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组潜在物源区碎屑锆石U-Pb年龄分布图

Fig.9  U-Pb age distribution diagrams of detrital zircons from potential provenance areas of the Xinduqiao Formation in Niong area，eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

（a）数据来源王嘉琦等［16］；（b）—（d）数据来源袁彦伟等［4］和吴晓贺等［17］；（e）本文数据

古元古代初峰值年龄是2466 Ma，其和年龄谱峰值形态（图9）与北秦岭、扬子板块北缘相似。古元古代为扬子板块基底形成时期，该年龄谱的碎屑锆石与扬子板块北缘早元古代基底岩浆有关联，如扬子板块西北缘鱼洞子群变质杂岩中的普遍存在约2.5 Ga的岩浆记录［18 - 19］；在扬子北缘的陡岭杂岩、木子店花岗质片麻岩、北大别贾庙花岗片麻岩具有2.6~2.4 Ga的岩浆记录［20 - 22］。获得大于3.1 Ga的年龄数据为3565Ma（古太古代），CL图像显示为继承锆石特征，暗示沉积物中包含了古老克拉通物质，该单颗粒锆石年龄数据与扬子板块北缘大别山木子店片麻杂岩年龄（3653 Ma，3701 Ma）［23］接近，据此可排除北秦岭造山带。表明古元古代初锆石碎屑来自于扬子板块北缘。

古元古代末峰值年龄是1886 Ma，在锆石谐和图和频谱图中（图5（b）），锆石年龄数据呈集中分布状态，暗示该年龄段的锆石碎屑来源于同一物源区。其年龄峰值形态（图9）与华北板块南缘一致，峰值年龄（1886 Ma）与华北地块南缘普遍发生1.9 Ga的吕梁期构造—岩浆事件高度吻合［24］，邓小芹等［25］研究认为在华北克拉通造山运动结束之后，华北板块南缘在1.84 Ga发生整体伸展的岩浆—热事件，有大量A型岩浆侵位活动。表明古元古代末锆石碎屑来自于华北板块南缘。

新元古代年龄数据为1322~771Ma，在锆石谐和图和频谱图中（图5（a）、（b）），年龄谱跨度大，集中分布特征不明显，并形成两个次峰年龄，分别是924 Ma和809 Ma，暗示其可能存在多个物源区。华北板块晚元古代岩浆活动不明显，不属于潜在物源区。北秦岭造山带中广泛记录了新元古代构造—岩浆热事件，如武关岩群火山岩（1243 Ma）、松树沟杂岩（1084~1030 Ma）以及主要的新元古代岩浆活动（960~840 Ma）［26 - 27］，与本次获得的锆石年龄数据（1322~1037 Ma）及次峰年龄（924 Ma）一致，宫相宽等［28］研究认为北秦岭造山带新元古代岩浆活动主要集中在979~914 Ma，小于840Ma的岩浆岩在北秦岭造山带中很少出露，说明北秦岭造山带是潜在物源区之一。研究区东侧扬子板块北缘普遍发育晚元古代Rodinia超大陆裂解相关的新元古代岩浆活动事件（905~793 Ma），如轿子顶花岗岩（793 Ma）、刘家坪大滩岩体（826 Ma）、碧口微地块中酸性侵入岩（844~821 Ma）及汉南杂岩（905~794 Ma）、黄陵杂岩（855~794 Ma）等［29 - 31］，与本次次峰年龄（809 Ma）较吻合，表明扬子板块北缘亦是潜在物源区之一。综合认为新元古代锆石碎屑来源于北秦岭造山带和扬子板块北缘，属混合物源。

古生代峰值年龄是435 Ma，在锆石谐和图和频谱图（图5（b））中，锆石年龄数据呈高度集中分布状态，暗示该年龄段的锆石碎屑来源于同一物源区；其年龄谱峰值形态与北秦岭造山带显著一致（图9）。北秦岭造山带于加里东期发生了勉略洋盆俯冲—碰撞造山过程，发育强烈构造—岩浆事件，基岩中普遍存在500~400 Ma岩浆侵入体［32 - 34］，尽管东昆仑造山带发育二叠纪—三叠纪及早古生代岩浆岩（年龄范围为201~533 Ma［16］），但晚三叠世松潘—甘孜洋盆东侧的秦岭洋发生自东向西的闭合，导致携带北秦岭古生代碎屑物质的海水向西退却［4，9，35］，因此，北秦岭是更合理的物源区。此外，北秦岭加里东期岩浆侵位年龄与本区碎屑锆石主峰值年龄（435 Ma）高度吻合（图9），进一步表明古生代锆石碎屑主要源自北秦岭造山带。

按照谢鸿森等［36］碎屑锆石最大沉积年龄计算原理，选取了3颗最年轻锆石（TW1-9、TW1-69、TW1-87）计算加权平均年龄为（287 ± 5）Ma，作为地层的最大沉积年龄（MDA），说明了松潘—甘孜盆地东缘晚三叠世新都桥组地层中缺失早二叠世（小于287 Ma）以后的碎屑锆石。

以上碎屑锆石年龄谱分析表明，松潘—甘孜盆地东缘晚三叠世新都桥组物源主要来自于华北板块、北秦岭造山带，其次是扬子板块北缘，沉积地层中缺失早二叠世（小于287 Ma）以后的碎屑锆石。

4.2 地球化学对物源的约束

部分微量元素会随着岩浆岩的持续演化而逐渐富集，La、Th、Zr元素倾向赋存于长英质火成岩中，Sc、Co元素在铁镁质岩石中较为富集［2，37 - 38］。Wronkiewicz等［39］研究认为沉积物中Cr、Zr元素可代表铬铁矿（基性岩）和锆石（酸性岩）的含量，Cr/Zr比值可示踪物源区基岩，一般认为高Cr/Zr比值反映物源区以基性岩为主，低Cr/Zr比值反映物源区以酸性岩为主，尼翁地区新都桥组的Cr/Zr比值为0.3~0.9，平均值为0.7，小于1，表明新都桥组物源区基岩以酸性长英质岩石为主；新都桥组的Zr/Hf比值为32.1~36.2，平均值为34.6，靠近古地壳酸性花岗岩Zr/Hf值（~ 33）［37］；Th/Sc比值为0.64~0.94，平均值为0.93，与上地壳Th/Sc值（0.97）接近，表明新都桥组物源区基岩以上地壳长英质岩石为主。此外，尼翁地区新都桥组大部分微量元素（Nb、Ta、Th、U、Sc、V、Co）与典型上地壳元素值差异不大，暗示物源区与上地壳相关。Floyd等［40］研究认为中酸性岩比基性岩有更高的La/Sc值、更低的Co/Th值，利用La/Sc、Co/Th可以示踪物源区基岩类型。在Co/Th-La/Sc二元图解（图10（a））中，14件样品集中落在长英质火山岩北侧，1件样品落入空白区；在La/Th-Hf二元图解中（图10（b）），12样品主要落入长英质源区内，3件样品落入长英质源区西侧边缘，表明尼翁地区新都桥组物源区基岩主要是酸性长英质岩类，物源区可能与大陆弧或碰撞带环境有关。

图9  新模矿床含铝岩系沉积体系

Fig.9  Sedimentary system of aluminiferous rock series in Xinmo deposit

稀土元素在风化、搬运和沉积成岩过程中相对稳定，是良好的物源示踪剂。Wang等［41］研究认为中酸性长英质岩石∑LREE/∑HREE值较高，表现为轻稀土富集，（La/Yb）_N值较高［42］；δEu为负异常，一般小于0.9［43］。尼翁地区新都桥组岩石属轻稀土富集性，（La/Yb）_N > 1，δEu平均值为0.6，指示物源区为长英质岩石或成熟上地壳物质。

以上地球化学分析表明，松潘—甘孜盆地东缘晚三叠世新都桥组物源区以长英质岩石为主。

4.3 地球化学对构造背景的约束

沉积物中高场强元素（Th、U、Zr）和部分过渡族元素（Sc、Co）在沉积演化过程中具有稳定性，这些稳定元素记录了原岩信息，可用于分析沉积物物源区构造环境［44 - 45］。尼翁地区新都桥组Th平均值为12.9 × 10⁻⁶，U平均值为2.9 × 10⁻⁶，Zr平均值为127 × 10⁻⁶，Sc平均值为14.2 × 10⁻⁶，Co平均值为14.7 × 10⁻⁶，Sc/Cr比值为0.14，Th/U比值为4.4，Zr/Th比值为9.84，Th/Sc比值为0.91（表5），绝大部分微量元素及比值（Th、U、Sc、Co、Th/U、Th/Sc）与大陆岛弧环境吻合；在Th-Sc-La判别图（图11（a））中，样品集中分布在大陆岛弧区；在Sc-Zr-Th判别图（图11（b））中，样点集中分布在大陆岛弧区及边缘，微量元素特征支持新都桥组物源区为大陆岛弧环境。

表5  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组微量元素对比特征

Table 5  Comparative characteristics of trace elements of the Xinduqiao Formation in Niong area, eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

图11  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组物源区构造背景判别图（底图据文献［38］修改）

Fig.11  Tectonic setting discrimination diagrams of provenance areas of the Xinduqiao Formation in Niong area，eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin（Base map modified after reference［38］）

A.大洋岛弧；B.大陆岛弧；C.活动大陆边缘；D.被动大陆边缘

沉积岩中稀土元素化学性质稳定，它是解密构造环境的关键地球化学指标。尼翁地区新都桥组的La平均值为33.7 × 10⁻⁶，Ce平均值为65.8 × 10⁻⁶，REE平均值为161.2 × 10⁻⁶，La/Yb平均值为13.5，（La/Yb）_N平均值为9.2，LREE/HREE平均值为8.7，δEu平均值为0.61。由表6可见，稀土元素及特征值（La、LREE/HREE、（La/Yb）_N、La/Yb、δEu）与活动大陆边缘一致，其他（Ce、REE）与大陆岛弧环境一致，暗示存在多物源环境。

表6  松潘—甘孜盆地东缘尼翁地区新都桥组稀土元素对比特征

Table 6  Comparative characteristics of Rare Earth Elements (REE) of the Xinduqiao Formation in Niong area, eastern margin of the Songpan-Ganzi Basin

结合微量元素和稀土元素特征，松潘—甘孜盆地东缘晚三叠世新都桥组物源区构造背景为大陆岛弧和活动大陆边缘，具多物源环境。这一“混合”信号与碎屑锆石所揭示的多陆块物源供给高度吻合。

4.4 地质意义

本次研究获得的碎屑锆石U-Pb年龄谱与地球化学数据，揭示了松潘—甘孜盆地东缘新都桥组的物质来源，为理解晚三叠世古地理格局及其控制的多陆块汇聚沉积响应提供了关键约束。松潘—甘孜盆地东缘沉积演化受控于周边三大构造单元（华北板块南缘、扬子板块北缘和北秦岭造山带）的多期次构造—岩浆事件。在晚三叠世新都桥组沉积物中识别出多期构造热事件记录，2466 Ma记录了扬子板块北缘的基底形成事件，表明扬子板块在古元古代初已存在稳定的克拉通基底；1886 Ma与华北板块南缘吕梁期构造—岩浆事件（1.9 Ga）吻合，记录了华北板块南缘在早元古代末经历地壳增生和改造事件；924 Ma和809 Ma与新元古代Rodinia超大陆裂解事件相关，反映了新元古代时期多块体相互作用的复杂构造背景；435 Ma与北秦岭加里东期勉略洋盆的俯冲—碰撞事件对应，响应了早古生代北秦岭造山带的构造—岩浆活动。这些时空异质的构造热记录证实，松潘—甘孜盆地东缘的沉积演化与古特提斯洋闭合及陆块碰撞过程存在动力学成因联系，其沉积物源并非来自单一物源，而是华北板块南缘、扬子板块北缘和北秦岭造山带三大构造单元物质组成的“混合物”，这与相邻盆地多物源混合的物源示踪结果一致［48］，可能反映了特提斯构造域周缘盆地多物源汇聚的共性规律。

晚三叠世新都桥组碎屑锆石物源组成显示多陆块混合输入特征，进一步细分为北秦岭造山带和华北板块南缘碎屑锆石占比为83%（主要物源区），扬子板块北缘碎屑锆石占比为17%（次要物源区），这种不平衡的物源贡献模式，暗示着当时存在一个重要的古地理控制因素。而最年轻碎屑锆石加权平均年龄为（287 ± 5）Ma，意味着地层中完全缺失二叠纪至三叠纪的年轻物质，包括扬子板块西缘的晚二叠纪峨眉山玄武岩［49］、昆仑造山带晚三叠世岩浆岩［50 - 51］、川西义敦岛弧岩浆岩［52］以及松潘—甘孜造山带内晚三叠世花岗岩［53 - 54］等物质，这一“年轻物质缺失”现象表明，在晚三叠世新都桥组沉积时期，这些潜在的年轻物源区与盆地东缘沉积区之间的物源通道已被有效阻隔，结合本研究物源以北秦岭和华北为主的特征，推测北秦岭造山带在晚三叠世已发生显著的构造隆升，成为一个重要的地理屏障或剥蚀区，这为北秦岭造山带的主碰撞造山时限（印支期）提供了有力的沉积响应证据，与前人对秦岭造山带在印支期发生强烈构造隆升［55 - 56］认识一致。该隆升带一方面自身被快速剥蚀，为前陆盆地提供了主要碎屑；另一方面，它与可能同期初始隆升的龙门山构造带［57 - 58］共同构成了一道古地貌屏障系统，有效地阻挡了来自扬子板块内部及西缘的大量碎屑物质向盆地东缘的输送。因此，松潘—甘孜盆地东缘在晚三叠世表现为一个典型的、物源供给受限的“屏障型前陆盆地”，其沉积记录被周缘古老陆块的剥蚀物质所主导。

（1）松潘县尼翁地区晚三叠世新都桥组碎屑锆石年龄谱呈现四个主要峰值：2466 Ma、1886 Ma、924~809 Ma和435 Ma，分别对应扬子板块北缘基底事件、华北板块南缘吕梁期构造—岩浆事件、扬子北缘与北秦岭新元古代裂解事件、北秦岭加里东期造山事件，物源为华北板块、北秦岭造山带和扬子板块北缘的混合输入。

（2）地球化学特征表明物源区基岩以上地壳长英质岩石为主，形成于大陆岛弧与活动大陆边缘相结合的构造背景。

（3）最年轻锆石加权平均年龄287 Ma指示地层中缺失二叠纪至三叠纪年轻物质，支持北秦岭造山带在晚三叠世已发生显著构造隆升，使松潘—甘孜盆地东缘成为物源供给受限的屏障型前陆盆地。

感谢两位匿名审稿专家和责任编辑的细致审读和宝贵建议。

四川省地质局地质矿产专项项目（DZ-DZKC202408）；四川省地质局科技专项项目（SCDZ-KJXM202515）。

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