冉 波, 劉樹(shù)根, 李智武, 董 軍, 王自劍,

葉玥豪1, 田 慶1, 黃 瑞1, 何 鯉2

(1.“油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)), 成都 610059;

?

川西須家河組火山巖夾層時(shí)代及其地質(zhì)意義

冉 波1, 劉樹(shù)根1, 李智武1, 董 軍2, 王自劍1,

葉玥豪1, 田 慶1, 黃 瑞1, 何 鯉2

(1.“油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)), 成都 610059;

2.中國(guó)石化西南油氣分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院, 成都 610081)

四川盆地西部的上三疊統(tǒng)須家河組作為反演前陸盆地構(gòu)造演化的物質(zhì)基礎(chǔ)，因缺少精確的同位素地層年齡阻礙了對(duì)盆山演化的進(jìn)一步理解。作者在四川盆地西部須家河組中發(fā)現(xiàn)了一套火山(碎屑)巖夾層，通過(guò)LA-ICP-MS U-Pb同位素定量分析，獲得1件凝灰?guī)r樣品中巖漿鋯石的結(jié)晶年齡，其加權(quán)平均值為(214.7±1.6) Ma，屬于晚三疊世諾利期。該年齡結(jié)果對(duì)四川盆地西部須家河組巖石地層單元的劃分與對(duì)比可提供重要參考，同時(shí)為進(jìn)一步約束龍門山隆升與川西前陸盆地的演化、古特提斯洋關(guān)閉等重大事件時(shí)限提供了新證據(jù)?；谒拇ㄅ璧丶爸芫壍膮^(qū)域火山活動(dòng)對(duì)比結(jié)果，表明諾利期中期(210～222 Ma B.P.)是中國(guó)西部地區(qū)一次強(qiáng)烈的區(qū)域火山噴發(fā)階段，其范圍從羌塘地體延伸到東昆侖地體，所對(duì)應(yīng)的構(gòu)造事件并非傳統(tǒng)的印支運(yùn)動(dòng)作用。

鋯石U-Pb年齡；凝灰?guī)r；須家河組；晚三疊世；四川盆地

晚三疊世(237～201 Ma B.P.)華南與華北板塊的碰撞拼合是中國(guó)古大陸形成與演化過(guò)程中一次重要的地質(zhì)事件[1]，不僅產(chǎn)生了東西向展布的秦嶺-大別造山帶，也導(dǎo)致了南北向延伸的龍門山的隆升[2]，對(duì)中國(guó)西部地區(qū)的地理與油氣資源產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響[3-4]。位于這2個(gè)巨大造山帶交界三角區(qū)的四川盆地，是晚三疊世以來(lái)中生代-新生代沉積地層發(fā)育和保存較為完整的地區(qū)之一[4]，特別是上三疊統(tǒng)須家河組沉積的碎屑物質(zhì)完整記錄了眾多地質(zhì)學(xué)者關(guān)注的幾個(gè)重要地質(zhì)問(wèn)題的相關(guān)信息：(1)古特提斯洋的消亡歷程[5-6]；(2)松潘-甘孜高原與川西前陸盆地的耦合關(guān)系[7-12]；(3)須家河組天然氣的成藏機(jī)理[13-14]。但以上幾個(gè)重大地質(zhì)問(wèn)題卻一直受制于須家河組缺乏精確年代地層格架的影響，仍無(wú)法獲得較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)[15]。前人雖已通過(guò)古生物化石組合、巖性組合、測(cè)井和地震等多種方法對(duì)須家河組年代地層進(jìn)行研究[16-18]，但僅能大致約束須家河組的沉積時(shí)代范圍從諾利階到瑞替階[16,19-22]，其搭建的格架不僅受國(guó)際年代地層表不斷修訂的影響[23-24]，同時(shí)因缺乏對(duì)碰撞造山過(guò)程中火山噴發(fā)產(chǎn)物精確的同位素年齡約束，以至于對(duì)以上幾個(gè)地質(zhì)問(wèn)題的研究并無(wú)實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

本研究在對(duì)四川盆地西部上三疊統(tǒng)須家河組火山碎屑巖夾層中的鋯石用LA-ICP-MS進(jìn)行U-Pb同位素年齡測(cè)定的基礎(chǔ)之上，對(duì)須家河組的沉積時(shí)間提供了直接年齡約束，為該組相關(guān)次一級(jí)巖石地層的劃分和對(duì)比提供依據(jù)，也為龍門山隆升和古特提斯洋的關(guān)閉時(shí)限提供了新的證據(jù)。

1 地質(zhì)背景

揚(yáng)子板塊北側(cè)為秦嶺造山帶，西側(cè)為龍門山造山帶和松潘-甘孜褶皺帶，西南部為義敦島弧和羌塘地塊。四川盆地位于揚(yáng)子板塊西部，周緣受西部龍門山、北緣米倉(cāng)山-大巴山、東部齊岳山、南部大婁山和大涼山圍限(圖1)[4]。須家河組主要為四川盆地廣泛分布的晚三疊世中晚期(諾利階-瑞替階)一套海陸交互相至陸相含煤地層。石油部門通常依據(jù)巖性組合將須家河組統(tǒng)一分為5段或6段，其中須家河組第一段(簡(jiǎn)稱“須一段”)代表海灣相或海陸交互相的地層(也稱馬鞍塘組和小塘子組)，而第二、第四、第六段為砂巖夾頁(yè)巖、煤線，第三、第五段為含煤泥頁(yè)巖夾砂巖[15,25]。除底部的小塘子組中保留有較好的海相雙殼類和瓣鰓類化石可確定為諾利階[18,26]，對(duì)上部須二-須六段沉積時(shí)代仍存在不同看法：(1)諾利階，(2)諾利階-瑞替階，(3)瑞替階，(4)下侏羅統(tǒng)(表1)。

位于四川省崇州市西北的雞冠山鄉(xiāng)的須家河組剖面，主體出露須家河組第三、第四、第五和第六段，底部受斷層作用破壞，頂部與下侏羅統(tǒng)白田壩組呈假整合接觸關(guān)系，須家河組的地層厚度>1.3 km。

圖1 四川盆地區(qū)域地質(zhì)圖及采樣位置分布[12]Fig.1 Sketch showing tectonics of the Sichuan Basin and adjacent regionsa.巖漿巖;b.前人須家河組砂巖碎屑鋯石采樣點(diǎn);c.本次須家河組凝灰?guī)r采樣點(diǎn); d.四川盆地構(gòu)造區(qū)帶劃分線; e.四川盆地構(gòu)造區(qū)帶[34]; f.彭州海窩子剖面[27]。構(gòu)造分區(qū)：Ⅰ.川西拗陷帶;Ⅱ.川中低緩構(gòu)造帶; Ⅲ.川東高陡構(gòu)造帶; Ⅳ.川北褶皺帶; Ⅴ.川南低緩構(gòu)造帶。圖中須家河組碎屑鋯石采樣點(diǎn)與樣品編號(hào)：1.TQ06; 2.PJ01; 3.DY5; 4.MR; 5.JS5; 6.JG03; 7.GN-1b; 8.CM05; 9.CX2; 10.WC02; 11.CM04; 12.SS6; 13.CX03-06; 14.WY05; 15.CM01-03; 16.2114; 17.2126; 18.HY02; 19.FL04; 20.NX03; 21.XW04

Table 1 Stratigraphic correlation of the Xujiahe Formation

層位時(shí)代確定依據(jù)文獻(xiàn)來(lái)源須四段早侏羅世植物化石組合文獻(xiàn)[27]須五段瑞替階瑞替階瑞替階諾利階瓣鰓類化石組合孢粉化石組合輻鰭魚(yú)類化石組合文獻(xiàn)[28]文獻(xiàn)[21]文獻(xiàn)[22]文獻(xiàn)[29]須五-須六段諾利階晚期-瑞替階雙殼類化石組合、植物化石組合文獻(xiàn)[30]須二-須六段瑞替階植物-孢粉化石組合、有機(jī)碳同位素文獻(xiàn)[31]諾利階-瑞替階植物化石組合文獻(xiàn)[16，19-20]諾利階晚期-瑞替階多門類化石組合文獻(xiàn)[32]諾利階-瑞替階大孢子化石組合文獻(xiàn)[33]

2 樣品采集和測(cè)試方法

本次研究采用的樣品來(lái)自于四川盆地西部崇州市雞冠山剖面須家河組的上部(傳統(tǒng)意義上的須五段，采樣位置距離須家河組頂部330 m處，GPS：N:30°47′20.0″，E103°23′59.7″，海拔高度869 m；圖1)，其巖性為細(xì)砂巖與含植物碎片的黑色泥巖互層，砂巖中夾有一層3 cm厚的凝灰?guī)r層。野外凝灰?guī)r未見(jiàn)較好的塊狀樣品，因凝灰?guī)r的巖性主體為黏土，其松軟性質(zhì)導(dǎo)致后期無(wú)法進(jìn)行薄片制樣；其主要礦物由高嶺石組成，樣品具體出露位置見(jiàn)圖2。

本次采集的凝灰?guī)r野外樣品質(zhì)量為9.25 kg，經(jīng)手工破碎、淘洗、電磁選、重液分離等進(jìn)行單礦物提純以后，在雙目鏡下挑選，提取含包裹體少、無(wú)明顯裂隙且晶型完好的鋯石單礦物。將鋯石晶體制作成環(huán)氧樹(shù)脂靶，經(jīng)打磨和拋光使得鋯石中心暴露，然后拍攝陰極發(fā)光和透、反射光圖像，觀察鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于U-Pb年齡測(cè)定時(shí)避開(kāi)裂紋和包裹體[35-36]以選擇合適的點(diǎn)位。鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像分析在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用配有MonoCL3+型陰極熒光探頭的Quanta 400 FEG掃描電鏡完成，分析電壓為15 kV，電流為19 nA。鋯石的U-Pb年齡測(cè)定分析在同一實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)的激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 200M，儀器的具體型號(hào)和相關(guān)參數(shù)，以及激光剝蝕的相關(guān)方法和過(guò)程詳見(jiàn)Yuan等[37]和張輝等[38]文章中的介紹。本次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理采用Glitter(4.0版)軟件，年齡計(jì)算時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo)進(jìn)行儀器漂移及同位素比值分餾校正。元素濃度計(jì)算采用NIST610作外標(biāo)，29Si作內(nèi)標(biāo)。所得數(shù)據(jù)用Andersen的方法[39]進(jìn)行普通鉛校正，然后用Isoplot/Ex 3.0[40]獲得加權(quán)平均年齡和諧和圖。

3 U-Pb鋯石年代學(xué)分析結(jié)果

須家河組凝灰?guī)r中鋯石的Th、U含量較高且變化大，Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wTh)為(963.20～340.78)×10-6，wU為(79.85～460.80)×10-6，wTh/wU比值為0.38～1.04(平均為0.55)，顯示出巖漿鋯石的特點(diǎn)[41]。凝灰?guī)r樣品中的鋯石自形程度較好，無(wú)色透明的長(zhǎng)柱或短柱狀，長(zhǎng)寬比值為3∶1～1∶1，長(zhǎng)度一般為75～160 μm，發(fā)育明顯的巖漿型鋯石振蕩環(huán)帶(圖3)。本次研究共測(cè)定了37個(gè)鋯石顆粒的37個(gè)測(cè)點(diǎn)，所有測(cè)點(diǎn)均位于鋯石邊部振蕩環(huán)帶處。37顆巖漿鋯石中，4、15、17、29、30和35號(hào)等6個(gè)點(diǎn)的測(cè)試不諧和(已刪去，圖3-B)，剩余30個(gè)測(cè)點(diǎn)均投影于諧和線上或諧和線附近，其中28個(gè)點(diǎn)具有非常一致的諧和年齡(圖4-A)，206Pb/238U年齡為208～221 Ma，206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為(214.7±1.6) Ma(MSWD=1.0)。鋯石陰極發(fā)光圖像清晰，晶形完整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較均勻，環(huán)帶明顯，具較高的wTh/wU比值，野外巖石地層無(wú)明顯變形與變質(zhì)特征，應(yīng)為巖漿結(jié)晶鋯石，因此，該206Pb/238U加權(quán)平均年齡代表須家河組凝灰?guī)r的巖漿結(jié)晶年齡。測(cè)點(diǎn)31和32的年齡主要分別位于古生代(206Pb/238U年齡為451 Ma)和元古代(206Pb/238U年齡為805 Ma)(圖3-C，圖4-A)，這些年齡與上揚(yáng)子地塊2次主要的巖漿作用事件一致(奧陶-志留紀(jì)及元古代)[9,42]。

圖2 崇州雞冠山剖面須家河組中的凝灰?guī)r夾層野外產(chǎn)出關(guān)系Fig.2 Field photos showing the tuff interbed within the Xujiahe Formation from the Jiguanshan section, Chongzhou, Sichuan黃色箭頭指示凝灰?guī)r層

4 討 論

4.1 須家河組沉積年齡約束

古生物化石在地層年代確定中發(fā)揮了重要的作用，但仍存在3個(gè)主要的局限性：(1)大部分的古生物化石往往僅能精確到階，無(wú)法精確到某一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)[16]；(2)很多古生物化石常具有明顯的穿時(shí)性，進(jìn)一步降低了確定年齡的精度；(3)來(lái)自不同剖面的不同種類的古生物化石，在劃分時(shí)代時(shí)常產(chǎn)生困難和分歧[33]。上述3方面的局限也直接導(dǎo)致前人利用古生物對(duì)四川盆地須家河組的沉積年代開(kāi)展的研究一直存在多解性，其時(shí)代跨度從晚三疊世諾利階到早侏羅世(表1)。此外，古生物化石所確定的階的具體時(shí)限受到地層年代表的控制，隨著國(guó)際地層年代表的不斷修正，2008版與2015版本存在顯著的差異，瑞替階和諾利階的時(shí)限：(1)2008版，諾利階-瑞替階的頂?shù)啄挲g分別為(216.5±2.0)～(203.6±1.5)～(199.6±0.6) Ma[23]；(2)2015版，諾利階-瑞替階的頂?shù)啄挲g分別為227～208.5～(201.3±0.2) Ma[24]。國(guó)際地層年代表關(guān)于晚三疊世的年代學(xué)約束就明顯出現(xiàn)了改進(jìn)，因此利用古生物化石確定年齡存在顯著的局限性。

圖3 樣品鋯石陰極發(fā)光圖像及激光剝蝕U-Pb同位素測(cè)點(diǎn)Fig.3 CL images of the measured zircons and the positions of laser ablation for zircon U-Pb isotope analysis圓圈及數(shù)字編號(hào)分別示激光剝蝕位置和編號(hào)，鄰近的數(shù)字為年齡，單位Ma。1.實(shí)際得到數(shù)據(jù)的巖漿鋯石；2.不諧和的巖漿鋯石；3.較老年齡的巖漿鋯石

圖4 鋯石U-Pb諧和圖及加權(quán)平均年齡圖Fig.4 Concordia diagram for Zircon U-Pb dating age of the tuff sample

國(guó)際上常用火山凝灰?guī)r中巖漿鋯石的同位素年代學(xué)結(jié)果約束沉積地層的精確時(shí)代[43-45]。如與四川盆地相鄰的鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組第7段的沉積時(shí)限雖一直存在爭(zhēng)議[46-47]，但前人研究通過(guò)對(duì)凝灰?guī)r中巖漿鋯石進(jìn)行年齡測(cè)定，確定其具體沉積時(shí)限為(215.7±2.3) Ma[48]，有效地約束其沉積時(shí)代。李祥輝等[1]在四川盆地西部西秦嶺地區(qū)的上三疊統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了凝灰?guī)r(具體年齡為212.3±1.5 Ma)，并重新定義了松潘-甘孜地區(qū)海相沉積消失的時(shí)限。本次研究則首次在四川盆地西部的須家河組(須五段)中發(fā)現(xiàn)了凝灰?guī)r，通過(guò)鋯石LA-ICP-MS U-Pb法測(cè)定其沉積年齡為213.1～216.3 Ma。

本次研究所獲得的凝灰?guī)r沉積年齡明顯比前人通過(guò)古生物組合約束的須家河組沉積年齡要老，前人研究中僅輻鰭魚(yú)類化石組合表明須家河組的沉積年代為諾利階[29]，其余的植物、瓣鰓、孢粉、雙殼等化石組合均表明須家河組的沉積時(shí)代為瑞替階(表1)。鑒于上述不同方法獲得的須家河組不同的沉積年齡，本次在四川盆地西部獲得的年齡結(jié)果還不能全部推廣到整個(gè)盆地。

針對(duì)上述這一古生物與凝灰?guī)r中巖漿鋯石的同位素年齡結(jié)果的偏差，將前人在四川盆地須家河組中所測(cè)試的砂巖中碎屑鋯石的U-Pb年代學(xué)結(jié)果進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)[12]，并初步分析了不同區(qū)域的須家河組中最年輕的碎屑鋯石年齡。利用碎屑鋯石的U-Pb年齡最小峰值約束陸相地層最大的沉積年齡已有效地應(yīng)用在美國(guó)落基山新生代河流相沉積地層年齡分析中[49]。先將前人采集的須家河組砂巖的碎屑鋯石樣品點(diǎn)與四川盆地構(gòu)造分區(qū)進(jìn)行匹配，基于此再統(tǒng)計(jì)四川盆地西部(川西)的7個(gè)碎屑鋯石樣品(圖1)，結(jié)果表明川西地區(qū)前人研究的7個(gè)樣品中均未找到<230 Ma的碎屑鋯石，川中唯一的樣品(SS6)中最年輕的鋯石年齡>210 Ma，而北部(川北)、東部(川東)和南部(川南)地區(qū)則明顯接受了<210 Ma的碎屑鋯石輸入(圖5)。從地理位置來(lái)看，如果參考前人的須家河組沉積模式，松潘-甘孜地區(qū)在須家河組沉積時(shí)期已經(jīng)隆升成為物源區(qū)[8]，為何離物源區(qū)最近的川西拗陷地區(qū)并未接收松潘-甘孜地區(qū)廣泛發(fā)育的230～200 Ma B.P.巖漿巖的巖漿鋯石供給[50-51]，反倒是局部存在地層缺失[15,25,27]。同時(shí)在本次研究的雞冠山剖面上，凝灰?guī)r層距離須家河組頂部?jī)H330 m，參考Sadler[52]獲得的河流相沉積速率范圍(5～100 cm/ka，平均為10 cm/ka)，按照平均沉積速率需要3.3 Ma沉積結(jié)束(范圍為0.33～6.6 Ma)，故本次研究剖面上須家河組頂部的沉積年齡應(yīng)>210 Ma。故可大致判斷，本次研究在川西拗陷中獲得的唯一凝灰?guī)r年齡測(cè)定數(shù)據(jù)并不能代表整個(gè)盆地須家河組的沉積年齡。從碎屑鋯石的年代學(xué)分布來(lái)看，四川盆地須家河組應(yīng)該具有顯著的穿時(shí)性，這一穿時(shí)直接導(dǎo)致前人在川西拗陷地區(qū)進(jìn)行層序地層劃分過(guò)程中無(wú)法解決區(qū)域性差異的影響[25]。如果本次獲得須家河組凝灰?guī)r的年齡值可靠，但仍無(wú)法解釋川西拗陷從諾利期到侏羅紀(jì)之間將近10 Ma的時(shí)間間隔，后續(xù)研究工作將通過(guò)更精確的同位素年齡測(cè)定方法再進(jìn)一步確認(rèn)。

圖5 四川盆地須家河組砂巖最年輕的碎屑鋯石年齡與物源區(qū)的對(duì)比約束Fig.5 Comparison of clastic zircon ages with provenance sources of Xujiahe Formation in the Sichuan Basin

4.2 區(qū)域地質(zhì)意義

雖然本次研究首次在四川盆地發(fā)現(xiàn)了晚三疊世的凝灰?guī)r，但在四川盆地周緣地區(qū)，前人已在西南部的羌塘地體的那底崗日組發(fā)現(xiàn)了流紋質(zhì)的凝灰?guī)r(年齡為216.1±4.5 Ma)[53]，西部南秦嶺西側(cè)的西康群中也尋找到了凝灰?guī)r(年齡為212.3±1.5 Ma)[1]，西北部的東昆侖鄂拉山組中也沉積流紋質(zhì)的凝灰?guī)r(年齡為219.5±1.9 Ma)[54]，北部的鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組中也出現(xiàn)多層流紋質(zhì)凝灰?guī)r(年齡為215.7±2.3 Ma)[48]。前人研究均表明在212～222 Ma B.P.期間四川盆地周緣廣泛分布凝灰?guī)r，支持四川盆地中發(fā)現(xiàn)的凝灰?guī)r并非局限的地質(zhì)作用，而應(yīng)具有顯著區(qū)域特性(圖6)。

圖6 四川盆地及周緣區(qū)域晚三疊世火山作用的時(shí)空分布Fig.6 Spatial and temporal distribution of the late Triassic volcanic events in the Sichuan Basin and its periphery1.據(jù)Hu等[54]; 2.據(jù)王劍等[53]; 3.據(jù)Qiu等[48]; 4.據(jù)李祥輝等[1]; 5.據(jù)丁爍等[55]; 6.據(jù)徐學(xué)義等[59]; 7.據(jù)蔡宏明等[50]; 8.據(jù)Leng等[57]; 9.據(jù)Fu等[56]

由于凝灰?guī)r是來(lái)自火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山灰[48]，中國(guó)西部在諾利階廣泛分布的凝灰?guī)r應(yīng)具有相對(duì)應(yīng)的火山巖供給。進(jìn)一步尋找四川盆地及周緣地區(qū)同時(shí)代的火山巖，分別在西北部的東昆侖出露了流紋巖(年齡為214±1 Ma、212±2 Ma)[55]，西南部的義敦島弧和羌塘地體上均廣泛保留流紋巖(年齡范圍為208～222 Ma)[53,56-57]?；谧钅隙说那继恋伢w，古地磁已經(jīng)定量約束了晚三疊世的古緯度為(31.7 ± 3.0)°N[58]，與現(xiàn)今的地理緯度34°N非常接近；再考慮到中緯度地區(qū)的古風(fēng)向主要來(lái)自西南方向，因此羌塘地體及其北緣的義敦島弧應(yīng)該是很好的火山灰物源供給區(qū)。但在南秦嶺西部和松潘-甘孜地區(qū)只出露了年齡<210 Ma的流紋巖和安山巖[1,50,59]，不僅年齡上較凝灰?guī)r要年輕，同時(shí)從野外觀察表明松潘-甘孜地區(qū)的火山巖(阿壩安山巖年齡為210±3 Ma，洼賽安山巖年齡為205±1 Ma)與上三疊統(tǒng)西康群呈明顯的侵入接觸關(guān)系[50]，這較好地約束松潘-甘孜地區(qū)西康群應(yīng)在212 Ma B.P.之后就已經(jīng)結(jié)束沉積，進(jìn)入了褶皺造山階段[50]。如果這一觀點(diǎn)成立，那么對(duì)于松潘-甘孜地區(qū)殘留的古特提斯洋也就應(yīng)該在212 Ma B.P.之后就徹底關(guān)閉，導(dǎo)致松潘-甘孜地區(qū)隆升并成為四川盆地須家河組的物源供給區(qū)[8-9]。為此，東特提斯地區(qū)的晚三疊世構(gòu)造演化將要重新譜畫(huà)。

5 結(jié) 論

本次研究工作在四川盆地西部崇州的上三疊統(tǒng)須家河組中發(fā)現(xiàn)了一套火山碎屑巖夾層，并對(duì)這件凝灰?guī)r樣品的鋯石進(jìn)行了U-Pb同位素年齡測(cè)定，初步獲得如下認(rèn)識(shí)。

a.凝灰?guī)r樣品中的鋯石形成年齡加權(quán)平均值為(214.7±1.6) Ma，屬于晚三疊世諾利期中期。

b.此次工作系初次報(bào)道四川盆地須家河組火山巖夾層及其可能代表的較為精準(zhǔn)的火山噴發(fā)年齡。

c.結(jié)合四川盆地及周緣區(qū)域同時(shí)代凝灰?guī)r和火山巖的時(shí)空研究，表明四川盆地西側(cè)松潘-甘孜古特提斯洋的殘留海盆終結(jié)可能發(fā)生在瑞替期。

這些火山碎屑巖夾層對(duì)四川盆地須家河組的巖石地層單元的劃分與對(duì)比可提供重要參考，同時(shí)為進(jìn)一步約束印支期中國(guó)西部地區(qū)的碰撞-造山事件時(shí)限提供了新證據(jù)。

感謝中國(guó)科學(xué)院大學(xué)曾璐博士對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試和分析過(guò)程中給予的大力幫助，感謝香港大學(xué)王俊博士、南京大學(xué)的李祥輝教授對(duì)文章提出的建設(shè)性意見(jiàn)。

[1] 李祥輝,王成善,劉樹(shù)根,等.松潘-甘孜褶皺帶復(fù)理石火山巖夾層時(shí)代及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)通報(bào),2016,35(6): 879-886. Li X H, Wang C S, Liu S G,etal. Chronology of the volcanic rock intercalations within the flysch of the Songpan-Ganzi folded belt and its geological significance[J]. Geological Bulletin of China, 2016, 35(6): 879-886. (In Chinese)

[2] Dong Y P, Santosh M. Tectonic architecture and multiple orogeny of the Qinling Orogenic Belt, Central China[J]. Gondwana Research, 2016, 29(1): 1-40.

[3] 趙文智，王紅軍，徐春春，等.川中地區(qū)須家河組天然氣藏大范圍成藏機(jī)理與富集條件[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2010,37(2):146-157. Zhao W Z, Wang H J, Xu C C,etal. Reservoir-forming mechanism and enrichment conditions of the extensive Xujiahe Formation gas reservoirs, central Sichuan Basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2010, 37(2): 146-157. (In Chinese)

[4] 劉樹(shù)根,鄧賓,李智武,等.盆山結(jié)構(gòu)與油氣分布——以四川盆地為例[J].巖石學(xué)報(bào)，2011,27(3)：621-635. Liu S G, Deng B, Li Z W. The texture of sedimentary basin-orogenic belt system and its influence on oil /gas distribution: A case study from Sichuan Basin[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(3): 621-635. (In Chinese)

[5] Pullen A, Kapp P, Gehrels G E,etal. Triassic continental subduction in central Tibet and Mediterranean-style closure of the paleo-Tethys ocean[J]. Geology, 2008, 36: 5351-5354.

[6] Weislogel A L, Graham S A, Chang E Z,etal. Detrital zircon provenance from three turbidite depocenters of the Middle-Upper Triassic Songpan-Ganzi complex, central China: Record of collisional tectonics, erosional exhumation, and sediment production[J]. GSA Bulletin, 2010, 122(11/12): 2041-2062.

[7] Chen S F, Wilson C G L. Emplacement of the Longmenshan thrust-nappe belt along the eastern margin of the Tibetan Plateau[J]. Journal of Structural of Geology, 1996, 18: 413-430.

[8] Li Y, Allen P A, Densmore A L,etal. Evolution of the Longmenshan foreland basin (western Sichuan Basin) during the late Triassic Indosinian orogeny[J]. Basin Research, 2003, 15: 117-138.

[9] Deng B, Liu S G, Jansa L,etal. Sedimentary record of late Triassic transpressional tectonics of the Longmenshan thrust belt, SW China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2012, 48: 43-55.

[10] Liu S G, Deng B, Jansa L,etal. Late Triassic thickening of the Songpan-Ganzi Triassic flysch at the edge of the northeastern Tibetan Plateau[J]. International Geology Review, 2013, 55(16): 2008-2015.

[11] Zhang Y, Jia D, Shen L,etal. Provenance of detrital zircons in the late Triassic Sichuan foreland basin: constraints on the evolution of the Qinling Orogen and Longmen Shan thrust-fold belt in central China[J]. International Geology Review, 2015, 57(14): 1806-1824.

[12] Shao T B, Cheng N F, Song M S. Provenance and tectonic-paleogeographic evolution: Constraints from detrital zircon U-Pb ages of late Triassic-early Jurassic deposits in the northern Sichuan Basin, central China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2016, 127: 12-31.

[13] 楊陽(yáng),王順玉,黃羚,等.川中-川南過(guò)渡帶須家河組烴源巖特征[J].天然氣工業(yè),2009,29(6):27-30. Yang Y, Wang S Y, Huang L,etal. Features of source rocks in the Xujiahe Formation at the transitional zone of central-southern Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(6): 27-30. (In Chinese)

[14] 張敏,黃光輝,李洪波,等.四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組氣源巖分子地球化學(xué)特征——海侵事件的證據(jù)[J].中國(guó)科學(xué): 地球科學(xué),2013,43(1):72-80. Zhang M, Huang G H, Li H B,etal. Molecular geochemical characteristics of gas source rocks from the Upper Triassic Xujiahe Formation indicate transgression events in the Sichuan Basin[J]. Science China: Earth Sciences, 2012, 55: 1260-1268. doi:10.1007/s11430-012-4408-1. (In Chinese)

[15] 何鯉,李梅,熊亮,等.再談四川盆地上三疊統(tǒng)層序地層劃分方案[J].天然氣工業(yè),2011,31(6):28-33. He L, Li M, Xiong L,etal. Re-discussion on the sequence division schemes of Upper Triassic formations in the Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2011, 31(6): 28-33. (In Chinese)

[16] 徐仁,段淑英,陳曄,等.中國(guó)晚三疊世寶鼎植物群[M].北京:科學(xué)出版社，1979:1-30. Xu R, Duan S Y, Chen Y,etal. Late Triassic Baoding Flora of China[M]. Beijing: Science Press, 1979:1-30. (In Chinese)

[17] 何鯉.四川盆地上三疊統(tǒng)地震地層劃分對(duì)比方案[J].石油與天然氣地質(zhì),1989,10(4):439-446. He L. Seismic-stratigraphic division and correlation project of the Upper Triassic system in Sichaun Basin[J]. Oil & Gas Geology, 1989, 10(4): 439-446. (In Chinese)

[18] 張健,李國(guó)輝,謝繼容,等.四川盆地上三疊統(tǒng)劃分對(duì)比研究[J].天然氣工業(yè),2006,26(1):12-16． Zhang J, Li G H, Xie J R,etal. Stratigraphic division and correlation of Upper Triassic in Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2006, 26(1): 12-16. (In Chinese)

[19] 李佩娟.四川廣元須家河組植物化石[J].中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)古生物研究所集刊,1964(3):101-178. Li P J. Plant fossils of Xujiahe Formation in Guangyuan of Sichuan[J]. Collected papers of Institute of Geology and Palaeontology, Chinese Academy of Sciences, 1964(3): 101-178. (In Chinese)

[20] 陳楚震,陳丕基,馬其鴻.四川北部中生界的新觀察[C]//中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)古生物研究所集刊.北京：科學(xué)出版社，1964:67-97. Chen C Z, Chen P J, Ma Q H. Mesozoic new observation of the north of Sichuan[C]//Collected papers of Institute of Geology and Palaeontology. Beijing: Science Press, 1964: 67-97. (In Chinese)

[21] 劉兆生,李麗琴,王永棟.重慶合川地區(qū)晚三疊世須家河組孢粉組合[J].古生物學(xué)報(bào)，2015,54(3):279-304. Liu Z S, Li L Q, Wang Y D. Late Triassic spore-pollen assemblage from the Xujiahe Formation in Hechuan of Chongqing, China[J]. Acta Palaeontologica Sinica, 2015, 54(3): 279-304. (In Chinese)

[22] 劉兆生,李麗琴,王永棟.四川宣漢晚三疊世孢粉組合及其古植被與古氣候意義[J].微體古生物學(xué)報(bào),2015,32(1):43-62. Liu Z S, Li L Q, Wang Y D. Late Triassic spore-pollen assemblage from Xuanhan of Sichuan, China[J]. Acta Micropalaeontologica Sinica, 2015, 32(1): 43-62. (In Chinese)

[23] 章森桂,張?jiān)拾?嚴(yán)惠君. “國(guó)際地層表”(2008)簡(jiǎn)介[J].地層學(xué)雜志,2009,33(1):1-10. Zhang S G, Zhnag Y B, Yan H J. A brief introduction to the “International Stratigraphic Chart”(2008) [J]. Journal of Stratigraphy, 2009, 33(1): 1-10. (In Chinese)

[24] 樊雋軒，彭善池，侯旭東，等.國(guó)際地層委員會(huì)官網(wǎng)與《國(guó)際年代地層表》[J].地層學(xué)雜志，2015,39(2):125-134. Fan J X, Peng S C, Hou X D,etal. Official website of the International Commission on Stratigraphy and the release of the International Chronostratigraphic Chart[J]. Journal of Stratigraphy, 2015, 39(2): 125-134.

[25] 何鯉,段勇,羅瀟,等.川西拗陷上三疊統(tǒng)層序地層劃分新方案[J].天然氣工業(yè),2007,27(2):6-11. He L, Duan Y, Luo X,etal. New scheme of sequence stratigraphic division for Upper Triassic in western Sichuan depression[J]. Natural Gas Industry, 2007, 27(2): 6-11. (In Chinese)

[26] 鄧康齡,何鯉,秦大有,等.四川盆地西部晚三疊世早期地層及其沉積環(huán)境[J].石油與天然氣地質(zhì),1982,3(3):204-210. Deng K L, He L, Qin D Y,etal. The earlier late Triassic sequence and its sedimentary environment in western Sichuan Basin[J]. Oil & Gas Geology,1982, 3(3): 204-210. (In Chinese)

[27] 楊季楷.龍門山地區(qū)地質(zhì)發(fā)展史[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，1991,11(3):181-187. Yang J K. The history of geological development at Longmenshan area[J]. Acta Geologica Sichuan,1981, 11(3): 181-187. (In Chinese)

[28] 盧孟凝.四川盆地晚三迭世古生物特征及地層劃分對(duì)比中的幾個(gè)問(wèn)題[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),1982(2):72-73. Lu M N. A few questions of late Triassic paleontology characteristic and stratigraphic division and correlation[J]. Acta Geologica Sichuan,1982(2): 72-73. (In Chinese)

[29] 蘇德造.四川東部晚三登世的輻鰭魚(yú)類[J].古脊椎動(dòng)物與古人類,1983,21(4):275-285. Su D. Late Triassic Actinopterygians from east Sichuan, China[J]. Vertebrata Palasiatica,1983, 21(4): 275-285. (In Chinese)

[30] 陳海霞,趙兵,陳陵康.四川蒲江地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組地層古生物特征及沉積環(huán)境[J].地質(zhì)通報(bào),2009,28(4): 493-500. Chen H X, Zhao B, Chen L K. Palaeontology characteristics and sedimentary environment of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the Pujiang area, Sichuan, China[J]. Geological Bulletin of China, 2009, 28(4): 493-500. (In Chinese)

[31] 盧遠(yuǎn)征,李鑫,鄧勝徽,等.四川盆地東緣晚三疊世須家河組孢粉和有機(jī)碳同位素研究進(jìn)展[J].地層學(xué)雜志,2013,37(4): 584-585. Lu Y Z, Li X, Deng S H,etal. Late Triassic spore-pollen and organic carbon isotope research progress from Xujiahe Formation of east edge of Sichuan Basin[J]. Journal of Stratigraphy, 2013, 7(4): 584-585. (In Chinese)

[32] 四川盆地陸相中生代地層古生物編寫(xiě)組.四川盆地陸相中生代地層古生物[M].成都：四川人民出版社,1982. Writing Group of Sichuan Basin Terrestrial Mesozoic Stratum Paleontology. Contrinatal Mesozoic Stratigraphy and Paleontology in Sichuan Basin of China[M]. Chengdu: Sichuan People’s Publishing House, 1982. (In Chinese)

[33] 楊基端,王若姍.四川廣元縣須家河地區(qū)晚三疊世大孢子[J].地質(zhì)論評(píng),1981,27(4):285-291. Yang J D, Wang R S. On the late Triassic megaspores from Xujiahe area, Guangyuan, Sichuan[J]. Geological Review, 1981, 27(4): 285-291. (In Chinese)

[34] 施振生,趙正望,金惠,等.四川盆地上三疊統(tǒng)小塘子組沉積特征及地質(zhì)意義[J].古地理學(xué)報(bào),2012,14(4):477-486. Shi Z S, Zhao Z W, Jin H,etal. Depositional characteristics and its geological significance of the Upper Triassic Xiaotangzi Formation in Sichuan Basin[J]. Journal of Palaeogeography, 2012, 14(4): 477-486. (In Chinese)

[35] Boggs S, Krinsley D. Application of Cathodoluminescence Imaging to the Study of Sedimentary Rocks[M]. Cambridge University Press, 2006.

[36] Mange M A, Wright D T. High-resolution heavy mineral analysis (HRMA): a brief summary[C]//Developments in Sedimentology, 58. Amsterdam: Elsevier, 2007: 433-436.

[37] Yuan H L, Gao S, Liu X M,etal. Accurate U-Pb age and trace element eeterminations of zircon by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry[J]. Geostandards and Geoanalytical Research, 2004, 28(3): 353-370.

[38] 張輝,彭平安,張文正.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡、Hf同位素組成特征及其地質(zhì)意義[J].巖石學(xué)報(bào),2014,30(2):565-575. Zhang H, Peng P A, Zhang W Z. Zircon U-Pb ages and Hf isotope characterization and their geological significance of Chang 7 tuff of Yanchang Formation in Ordos Basin[J]. Acta Petrologica Sinica, 2104, 30(2): 565-575. (In Chinese)

[39] Anderson T. Correction of common lead in U-Pb analyses that do no report204Pb[J]. Chemical Geology, 2002, 192: 59-79.

[40] Ludwig K R. User’s Manual for Isoplot 3.00: A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel[M]. Berkeley Geochronology Center Special, Publication No.4, 2003.

[41] 吳元保,鄭永飛.鋯石成因礦物學(xué)研究及其對(duì)U-Pb年齡解釋的制約[J].科學(xué)通報(bào),2004,49(16):1589-1604. Wu Y B, Zheng Y F. Zircon genetic mineralogy research and its constraint for interpretation of U-Pb age[J]. Chinese Science Bulletin, 2004, 49(16): 1589-1604. (In Chinese)

[42] 胡艷華,周繼彬,宋彪,等.中國(guó)湖北宜昌王家灣剖面奧陶系頂部斑脫巖SHRIMP鋯石U-Pb定年[J].中國(guó)科學(xué):D輯,2008,38(1):72-77. Hu Y H, Zhou J B, Song B,etal. SHRIMP zircon U-Pb dating of bentonites from Ordovician top in the Yichang Wang Jiawan section, Hubei, China[J]. Sci China(D) Earth Sci, 2008, 38(1): 72-77. (In Chinese)

[43] 周明忠,羅泰義,李正祥,等.遵義牛蹄塘組底部凝灰?guī)r鋯石SHRIMP U-Pb年齡及其地質(zhì)意義[J].科學(xué)通報(bào),2008,53(1): 104-110. Zhou M Z, Luo T Y, Li Z X,etal. Zircon SHRIMP U-Pb age and its geological significance of the tuff from the bottom of Niutitang Formation, Zunyi[J]. Chinese Science Bulletin, 2008, 53(1): 104-110. (In Chinese)

[44] Jiang S Y, Pi D H, Heubeck C,etal. Early Cambrian ocean anoxia in South China[J]. Nature, 2009, 459: E5-E6.

[45] Chen D Z, Zhou X Q, Fu Y,etal. New U-Pb zircon ages of the Ediacaran-Cambrian boundary strata in South China[J]. Terra Nova, 2015, 27(1): 62-68.

[46] 鄧秀芹,羅安湘,張忠義,等.秦嶺造山帶與鄂爾多斯盆地印支期構(gòu)造事件年代學(xué)對(duì)比[J].沉積學(xué)報(bào),2013, 31(6): 939-953. Deng X Q, Luo A X, Zhang Z Y,etal. Geochronological comparison on Indosinian Tectonic Events between Qinling Orogeny and Ordos Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2013, 31(6): 939-953. (In Chinese)

[47] 王多云,辛補(bǔ)社,楊華,等.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7 底部凝灰?guī)r鋯石SHRIMP U-Pb年齡及地質(zhì)意義[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2014,44(10):2160-2171. Wang D Y, Xin B S, Yang H,etal. Zircon SHRIMP U-Pb age and geological implications of tuff at the bottom of Chang-7 Member of Yanchang Formation in the Ordos Basin[J]. Science China: Earth Sciences, 2014, 44(10): 2160-2171. doi:10.1007/s11430-014-4979-0. (In Chinese)

[48] Qiu X W, Liu C Y, Mao G Z,etal. Late Triassic tuff intervals in the Ordos basin, Central China: Their epositional, petrographic, geochemical characteristics and regional implications[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2014, 80: 148-160.

[49] Fan M J, Mankin A, Chamberlain K. Provenance and depositional ages of late Paleogene fluvial sedimentary rocks in the Central Rocky Mountains, USA[J]. Journal of Sedimentary Research, 2015, 85: 1416-1430.

[50] 蔡宏明,張宏飛,徐旺春,等.松潘帶印支期巖石圈拆沉作用新證據(jù):來(lái)自火山巖巖石成因的研究[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2010,40(11):1518-1532. Cai H M, Zhang H F, Xu W C,etal. Petrogenesis of Indosinian volcanic rocks in Songpan-Garze fold belt of the northeastern Tibetan Plateau: New evidence for lithospheric delamination[J]. Science China: Earth Sciences, 2010, 53: 1316-1328. doi:10.1007/s11430-010-4033-9. (In Chinese)

[51] Zhang L Y, Ding L, Pullen A,etal. Age and geochemistry of western Hoh Xil-Songpan-Ganzi granitoids, northern Tibet: Implications for the Mesozoic closure of the paleo-Tethys ocean[J]. Lithos, 2014, 190/191: 328-348.

[52] Sadler P M. Sediment accumulation rates and the completeness of stratigraphic sections[J]. The Journal of Geology, 1981, 89(5): 569-584.

[53] 王劍,付修根,陳文西,等.北羌塘沃若山地區(qū)火山巖年代學(xué)及區(qū)域地球化學(xué)對(duì)比——對(duì)晚三疊世火山-沉積事件的啟示[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2008,38(1):33-43. Wang J, Fu X G, Chen W X,etal. Volcanic chronology and regional geochemical contrast: Implications for the late Triassic volcanic-sedimentary events[J]. Science China: Earth Sciences, 2008, 38(1): 33-43. (In Chinese)

[54] Hu Y, Niu Y L, Li J Y,etal. Petrogenesis and tectonic significance of the late Triassic mafic dikes and felsic volcanic rocks in the East Kunlun Orogenic Belt, Northern Tibet Plateau[J]. Lithos, 2016, 245: 205-222.

[55] 丁爍,黃慧,牛耀齡,等.東昆侖高Nb-Ta流紋巖的年代學(xué)、地球化學(xué)及成因[J].巖石學(xué)報(bào),2011,27(12):3603-3614. Ding S, Huang H, Niu Y L,etal. Geochemistry, geochronology and petrogenesis of East Kunlun high Nb-Ta rhyolites[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(12): 3603-3614. (In Chinese)

[56] Fu X G, Wang J, Tan F W,etal. The late Triassic rift-related volcanic rocks from eastern Qiangtang, northern Tibet (China): Age and tectonic implications[J]. Gondwana Research, 2010, 17: 135-144.

[57] Leng C B, Huang Q Y, Zhang X C,etal. Petrogenesis of the late Triassic volcanic rocks in the Southern Yidun arc, SW China: Constraints from the geochronology, geochemistry, and Sr-Nd-Pb-Hf isotopes[J]. Lithos, 2014, 190/191: 363-382.

[58] Song P P, Ding L, Li Z Y,etal. Late Triassic paleolatitude of the Qiangtang block: Implications for the closure of the Paleo-Tethys Ocean[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2015, 424: 69-83.

[59] 徐學(xué)義,王洪亮,陳雋璐,等.西秦嶺天水尹道寺中生代酸性火山巖鋯石U-Pb定年和元素地球化學(xué)研究[J].巖石學(xué)報(bào),2007,23(11):2845-2856. Xu X Y, Wang H L, Chen J L,etal. Zircon U-Pb age, element geochemistry of Mesozoic acid volcanic rocks at Yindaoshi area in western Qinling[J]. Acta Petrologica Sinica, 2007, 23(11): 2845-2856. (In Chinese)

Chronology of the pyroclastic layer from Xujiahe Formaton in the western Sichuan Basin and its geological significance

RAN Bo1, LIU Shu-gen1, LI Zhi-wu1, DONG Jun2, WANG Zi-jian1, YE Yue-hao1, TIAN Qing1, HUANG Rui1, HE Li2

1.StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China; 2.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,SouthwestBranchCompanyofSINOPEC,Chengdu610081,China

Dating by LA-ICP-MS is carried out on the newly found interbed of pyroclastic rocks in the Upper Triassic Xujiahe Formation in the western Sichuan Basin. The U-Pb isotope measurement yields (214.7±1.6) Ma age, indicating that the pyroclastic rock belongs to Norian age of the late Triassic. This age represents the volcanic eruptions during the Xujiahe Formation accumulation and indicates that the deposition might have stopped before the Rhaetian. The dated age of pyroclastic rocks not only provide important evidence for stratigraphic classification and correlation of the Xujiahe Formation in the western Sichuan Basin, but also provide evidence and age constraints for the evolution of the western Sichuan foreland basin and the closure of the paleo-Tethys ocean. The correlation of volcanic activity between the Sichuan Basin and its periphery indicates that there was one intense volcanic eruption in the western China in the Norian age (210～220 Ma) from the Qiangtang terrane to east Kunlun terrane.

U-Pb chronology of zircon; tuff; Xujiahe Formation; Triassic; Sichuan Basin

10.3969/j.issn.1671-9727.2016.06.11

1671-9727(2016)06-0727-10

2016-03-07。 [基金項(xiàng)目] 國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金項(xiàng)目(41230313)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(41102064)。 [第一作者] 冉波(1980-)，男，博士，講師，研究方向：沉積盆地分析, E-mail:ranbo08@cdut.cn。

P597; P534.51

A