青海省地矿局石油普查大队1962 年在《祁连山、阿尔金山、昆仑山地质概况》^[1]一书中于柴达木盆地东北缘创名“牦牛山统”。原义指“系盆地东北缘牦牛山一带，由紫红色砾岩、砂岩、泥板岩、火山岩组成”。牦牛山统上部与石炭系为不整合接触，下与地槽相的奥陶系不整合接触，产植物化石。《青海区域地质志》^[2]将柴达木盆地北缘的陆相碎屑岩、火山岩统称为“牦牛山组”。《青海省岩石地层》^[3]将其修订为牦牛山组。区域上分布于柴北缘赛什腾山—阿木尼克山—牦牛山—瓦洪山及柴南缘的肯德可克—乌图美仁—格尔木河，与下伏寒武纪—奥陶纪滩间山群不整合接触。其火山岩一直为地质学家所关注。曹明等^[4]在柴北缘泥盆系牦牛山组火山岩地球化学特征中得到了其火山岩组合为安山角砾岩、杏仁状安山岩、辉石安山岩、角闪安山岩和石英安山岩，并具有钾质火山岩的地球化学特征。张耀玲等^[5]在东昆仑牦牛山组火山岩中上部英安岩中获得SHRIMP 锆石U-Pb 年龄为406±2.9Ma。

由于自然条件的限制， 前人对阿木尼克山地区的牦牛山组火山岩还缺少详细的研究。为精确确定牦牛山地区火山岩的地球化学特征和形成时代，本文通过生物化石、火山岩岩石地球化学及LAICP-MS 锆石U-Pb 年龄研究，为牦牛山组火山岩的地球化学特征及年代背景提供更可靠的资料。

1.   地质背景

研究区位于青海省都兰县境内， 大地构造位置处于西域板块中部，构造线呈北西—南东向展布。以柴达木北缘断裂为界，北属欧龙布鲁克陆块二级构造单元，中部属柴北缘缝合带，西南部属柴达木陆块二级构造单元（图 1）。研究区内经历了长期复杂的构造运动，其大地构造演化大致可分为3 个阶段，即早古生代柴北缘洋盆演化和加里东造山阶段、晚古生代陆表海演化阶段、晚中生代以来陆内演化阶段。区内韧性剪切带、断裂构造、塑性变形、区域性劈理均十分发育，局部地段褶皱也较发育^[6-12]。

图  1  区域大地构造位置

Figure  1.  The regional tectonic map

下载: 全尺寸图片 幻灯片

区内地层单元较多，地层时代跨度大，早古生代—第四纪地层均有分布。区内侵入岩不发育，仅零星出露且规模较小，侵入岩有奥陶纪—泥盆纪的酸性- 中酸性岩类、中性岩类、基性- 超基性岩类。火山岩较发育，广泛分布于阿木尼克山一带，赋存地层为滩间山群（∈OT）和牦牛山组（D₃m），酸性火山岩、中性火山岩、基性火山岩均有出露。测区内变质带主要出露寒武纪—奥陶纪滩间山群、寒武纪—奥陶纪变质侵入体、晚泥盆世牦牛山组及其蚀变侵入岩。牦牛山组火山岩是本次研究的主要对象。

牦牛山组下部为灰紫色-紫红色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、杂砂岩、长石质砂岩；上部为灰紫色-紫红色安山岩、杏仁状安山岩、辉石安山岩、玄武安山角砾岩、安山集块岩、安山凝灰岩夹砂岩、板岩、凝灰岩。该组是研究区内分布最广的地层单元，从东至西、从北到南均有分布，与下伏滩间山群为断层接触，在阿木尼克山南与上覆城墙沟组为平行不整合接触，在达达肯乌拉山北与上覆阿木尼克组为断层接触。

2.   岩石学特征

本次研究的火山岩样品采自研究区内的钻孔及火山岩露头，挑选新鲜样品进行岩石地球化学分析及锆石U-Pb 测年。样品主要为英安岩、安山岩和流纹岩。

英安岩呈紫红色、墨绿色、土黄色，具块状构造、杏仁状构造，斑状结构，基质具霏细-微粒结构，且以微粒结构为主。斑晶（12%）由斜长石（10%）和角闪石（2%）组成，基质（约85%）为长英质微晶，斜长石含量较多，约55%，石英含量较少，副矿物（3%）为磷灰石（1%~2%）和榍石（1%）。部分岩石含少量的杏仁体（3%~5%）。

安山岩呈浅灰绿色、灰紫色，具块状构造、杏仁状构造、流动构造，少斑状结构，基质具安山结构、玻基交织结构。岩石斑晶含量很少，约5%，主要为斜长石和角闪石。基质含量约85%，主要为斜长石微晶、隐晶质，另有少量的铁质。岩石整体有碳酸盐化，方解石整体交代基质部分。

流纹岩呈紫红色、土黄色，具块状构造，斑状结构，基质具霏细结构。斑晶主要为石英、碱性长石、斜长石、黑云母。基质主要为长英质，且以石英为主。局部发生碳酸盐化，可见绢云母化。

3.   火山岩地球化学特征

3.1   主量元素

牦牛山组火山岩主量元素分析数据见表 1。牦牛山组火山岩包括中性岩、酸性岩，中性岩的主量元素含量分别为：SiO₂=53.94% ~64.69%、Al₂O₃=13.79%~18.57%、MgO=0.46%~3.96%、Na₂O=0.14%~9.25%、K₂O=0.12% ~9.18%、CaO=0.47% ~6.54%、TiO₂=0.11%~1.12%。酸性岩的主量元素含量分别为：SiO₂=67.60~% 76.61%、Al₂O₃=10.75% ~15.58%、MgO=0.14% ~0.91%、Na₂O=1.08% ~4.09%、K₂O=3.52% ~8.39%、CaO=0.68% ~4.48%、TiO₂=0.069% ~0.4%。岩石样品在TAS 图解（图 2）中投于粗面安山岩和安山岩区域的有3 件，投在粗面英安岩区域的有3 件，其余11 件投在流纹岩区域。里特曼（组合）指数（δ）介于1.45~4.54 之间，17 件样品中5 件样品为碱性岩，3.3＜δ＜9；12 件样品属于钙碱性岩，δ均小于3.3。全碱含量（Na₂O+K₂O）介于5.38~9.86%之间，变化范围较大。安山岩富Na, K₂O/Na₂O 值均小于1，多数样品小于0.5。而酸性岩多数富K，K₂O/ Na₂O 值均大于1。在SiO₂-K₂O 图解（图 3）中，3 件安山岩样品点投在钙碱性系列和高钾钙碱性系列，酸性岩仅1 件样品点投在低钾（拉斑）系列，13 件样品点投在高钾钙碱性系列和钾玄岩系列。安山岩富Ti, 其TiO₂含量大于1%。绝大多数样品铝饱和指数A/CNK 值均大于1.1，具有S 型花岗岩（过铝性）特征。

表  1  牦牛山组火山岩主量元素分析数据

Table  1.  Major element compositions of the volcanic rocks in Maoniushan Formation

%
样品编号	岩性	SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	MgO	CaO	Na2O	K2O	TiO2	MnO	P2O5	烧失量	总量	ALK	δ	A / CNK
P3-16 REE1	粗面英安岩	64.69	13.79	2.56	0.50	0.46	2.96	0.14	9.18	0.11	0.043	0.033	4.71	99.17	9.78	3.84	1.12
P3-21 REE1	流纹岩	72.77	11.55	0.74	0.35	0.14	2.15	1.08	8.39	0.10	0.021	0.019	2.46	99.77	9.71	2.98	0.99
P5-3 REE1	流纹岩	71.67	12.03	1.52	0.47	0.80	1.54	1.87	6.06	0.27	0.025	0.053	3.39	99.70	8.20	2.16	1.27
P10-3 REE1	英安质晶屑凝灰岩	62.99	14.10	3.92	1.70	0.85	3.08	3.91	4.50	0.53	0.046	0.20	3.92	99.76	8.76	3.40	1.23
P10-5 REE1	安山玻质岩	61.88	18.57	0.89	2.70	2.77	0.47	9.25	0.12	0.80	0.014	0.27	1.87	99.60	9.54	4.54	1.89
P12-11 REE1	粗面安山岩	53.94	16.83	4.75	2.54	4.12	4.18	6.17	1.18	1.05	0.086	0.16	4.31	99.31	7.69	4.42	1.46
P12-12 REE1	杏仁状流纹岩	71.99	14.08	1.25	0.26	0.19	0.70	2.97	5.96	0.37	0.014	0.082	1.83	99.70	9.10	2.73	1.46
YP07(3) REE1	碳酸盐化流纹岩	70.13	12.62	0.19	0.53	0.91	2.11	3.85	5.70	0.22	0.044	0.055	3.12	99.49	9.86	3.31	1.08
D3450 REE1	流纹岩	73.08	13.41	2.01	0.73	0.29	0.79	4.09	3.52	0.18	0.019	0.033	1.74	99.89	7.74	1.91	1.60
P16-60 REE1	流纹岩	69.65	13.50	0.43	1.88	0.75	2.03	3.44	5.01	0.35	0.041	0.088	2.55	99.73	8.67	2.64	1.29
P19-6 REE1	流纹岩	76.61	10.75	0.47	0.64	0.25	1.55	3.31	3.68	0.12	0.032	0.026	1.92	99.36	7.12	1.45	1.26
P19-30 REE1	流纹岩	67.60	12.08	0.88	0.97	0.83	4.48	1.81	5.36	0.40	0.048	0.066	5.03	99.56	7.55	2.02	1.04
P19-32 REE1	安山岩	55.66	16.77	2.54	4.87	3.96	6.54	3.32	1.93	1.12	0.13	0.251	2.30	99.39	5.38	2.07	1.42
D3560GS1	流纹岩	75.48	12.54	0.74	0.20	0.4	1.18	3.451	3.746	0.0721	0.0177	0.0721	1.78	99.68	7.33	1.59	1.50
D-D7015GS1	凝灰岩	70.81	15.58	1.24	0.43	0.37	1.26	3.50	4.42	0.12	0.016	0.063	2.10	99.90	8.08	2.23	1.70
D4012GS1	安山岩	59.15	16.73	1.22	5.31	2.19	3.55	4.49	1.87	1.10	0.097	0.33	3.35	99.38	6.58	2.38	1.69
P35-35GS1	流纹岩	72.56	14.21	0.81	0.15	0.60	0.68	3.42	4.15	0.069	0.021	0.033	3.35	100.05	7.83	1.91	1.72

下载: 导出CSV 

| 显示表格

图  2  牦牛山组火山岩TAS 图解

Figure  2.  TAS diagram of the volcanic rocks in Maoniushan Formation

下载: 全尺寸图片 幻灯片

图  3  牦牛山组火山岩SiO₂-K₂O 图

Figure  3.  SiO₂-K₂O diagram of the volcanic rocks in Maoniushan Formation

下载: 全尺寸图片 幻灯片

3.2   稀土元素

牦牛山组火山岩稀土元素分析数据见表 2。安山岩稀土元素总量ΣREE=91 × 10^-6~174 × 10^-6，LREE/HREE 值介于4.51~8.23 之间，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，表现为右倾稀土元素配分曲线（图 4）。δEu 值介于0.73~1.16 之间，亏损富集特征不明显，δCe 为1.06~1.29，具轻微的富集特征。

表  2  牦牛山组火山岩稀土元素分析数据

Table  2.  Rare earth element compositions of the volcanic rocks in Maoniushan Formation

10-6
样品 编号		岩性	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	ΣREE	LREE	HREE	LREE/ HREE	LaN/YbN	δEu
P3-16 REE1		粗面英 安岩	70.61	157.95	14.39	57.95	10.82	0.87	9.60	1.23	5.59	1.05	3.15	0.45	3.13	0.47	25.56	337.26	312.60	24.66	12.68	16.21	0.26
P3-21 REE1		流纹岩	34.60	92.73	8.40	34.67	6.94	0.64	7.28	1.26	7.34	1.52	4.54	0.67	4.39	0.63	35.98	205.61	177.97	27.64	6.44	5.65	0.27
P5-3 REE1		流纹岩	27.98	73.95	6.80	28.88	5.81	1.34	6.07	0.97	5.50	1.09	3.20	0.44	2.71	0.40	24.41	165.12	144.74	20.37	7.11	7.41	0.69
P10-3 REE1		英安质晶 屑凝灰岩	27.96	73.87	6.85	29.98	6.21	1.59	6.40	1.05	5.96	1.24	3.87	0.55	3.56	0.55	34.06	169.64	146.46	23.18	6.32	5.63	0.76
P10-5 REE1		安山玻 质岩	18.36	43.37	4.64	20.23	4.27	1.34	4.78	0.83	4.91	0.99	2.72	0.38	2.31	0.34	30.29	109.47	92.22	17.25	5.34	5.71	0.90
P12-11 REE1		粗面安 山岩	13.39	33.75	3.79	17.48	3.97	1.58	4.32	0.73	4.43	0.92	2.82	0.40	2.60	0.40	22.84	90.58	73.96	16.63	4.45	3.70	1.16
P12-12 REE1		杏仁状 流纹岩	20.03	69.73	5.29	22.82	4.93	1.06	5.03	0.83	4.73	0.96	2.81	0.42	2.70	0.42	29.06	141.76	123.86	17.90	6.92	5.32	0.64
YP07(3) REE1		碳酸盐化 流纹岩	82.39	180.17	15.45	61.66	10.05	1.44	9.10	1.05	4.41	0.80	2.46	0.34	2.28	0.35	21.62	371.95	351.17	20.78	16.90	25.94	0.45
D3450 REE1		流纹岩	19.02	44.41	4.73	19.61	3.88	1.12	3.80	0.59	3.27	0.64	1.98	0.29	2.02	0.33	15.95	105.69	92.77	12.92	7.18	6.75	0.88
P16-60 REE1		流纹岩	22.04	58.65	5.09	20.57	3.97	1.04	3.96	0.61	3.37	0.67	2.13	0.30	1.98	0.30	18.38	124.67	111.36	13.31	8.36	8.00	0.79
P19-6 REE1		流纹岩	21.51	63.31	5.88	25.68	5.88	0.59	6.32	1.08	6.65	1.40	4.16	0.62	4.08	0.61	34.50	147.77	122.86	24.91	4.93	3.78	0.30
P19-30 REE1		流纹岩	29.30	80.40	7.20	29.61	5.54	1.46	5.38	0.79	4.21	0.84	2.55	0.35	2.34	0.37	25.35	170.33	153.51	16.82	9.13	9.00	0.81
P19-32 REE1		安山岩	24.41	66.32	6.23	27.90	5.39	1.62	5.39	0.78	4.16	0.83	2.28	0.30	2.01	0.29	20.26	147.90	131.87	16.03	8.23	8.73	0.91
D3560 GS1		流纹岩	17.62	26.12	3.68	13.15	2.48	0.39	1.82	0.24	0.95	0.16	0.48	0.07	0.48	0.08	6.35	67.72	63.46	4.26	14.88	26.50	0.54
D-D7015 GS1		凝灰岩	27.12	69.79	5.18	18.51	3.26	0.72	2.63	0.46	1.34	0.38	0.78	0.24	0.75	0.25	8.30	131.42	124.59	6.83	18.25	25.79	0.73
D4012 GS1		安山岩	31.74	70.58	7.95	34.50	7.00	1.62	6.35	1.13	5.26	1.26	3.04	0.56	2.60	0.52	32.00	174.10	153.38	20.71	7.41	8.76	0.73
P35-35 GS1		流纹岩	23.92	45.18	5.51	20.54	4.01	0.65	2.97	0.39	1.49	0.30	0.71	0.13	0.81	0.12	8.75	106.72	99.80	6.91	14.44	21.12	0.55

下载: 导出CSV 

| 显示表格

图  4  牦牛山组安山岩(a)和酸性火山岩稀土元素配分图（b）

Figure  4.  Chondrite-normalized REE patterns of the andesite rocks (a) and the acid volcanic rocks (b) in Maoniushan Formation

下载: 全尺寸图片 幻灯片

酸性火山岩稀土元素总量变化很大，ΣREE=68×10^-6~372×10^-6，LREE/HREE 值介于4.93~18.25之间，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，表现为右倾稀土元素配分曲线（图 4）。Eu亏损明显，δEu值均小于1。δCe 多数大于1，具轻微的富集特征。重稀土元素相对平坦，Eu形成明显的波谷，Ce形成微弱的波峰。与安山岩相比，牦牛山组酸性火山岩中的Eu 明显亏损，说明在酸性火山岩喷出之前，岩浆结晶已沉淀出较多的斜长石晶体，导致Eu亏损比较强烈。

3.3   微量元素

牦牛山组火山岩微量元素分析数据见表 3。安山岩微量元素ORG 标准化蛛网图见图 5-a。3件样品属于同源岩浆，其曲线一致性较好。强不相容元素Rb、Ba、Th 富集，曲线上形成波峰，Ta、Nb 亏损明显，形成波谷。Ce 富集，形成波峰。Sm相对富集，形成小波峰。蛛网曲线呈现峰谷迭起的曲线形式。

表  3  牦牛山组火山岩微量元素分析数据

Table  3.  Trace element compositions of the volcanic rocks in Maoniushan Formation

10-6
样品编号	岩性	As	Ba	Bi	Co	Cu	Ga	Hf	Mo	Nb	Ni	Pb	Rb	Sb	Sr	Ta	Th	Ti	U	V	Zn	Zr
P3-16 REE1	粗面英安岩	299	845.6	7.71	7.682	4624	12.74	5.29	3.025	14.35	4.536	23.35	250.1	5.48	38.03	1.379	24.86	672	6.587	11.37	32.32	178.6
P3-21 REE1	流纹岩	448	446.7	7.02	10.98	387.65	13.23	5.56	0.82	13.64	4.17	7.61	210.75	5.74	31.29	1.24	19.28	609	3.64	3.30	9.36	170.2
P5-3 REE1	流纹岩	33.0	715.8	2.99	8.19	131.6	12.37	6.16	0.325	8.313	2.828	5.486	151.9	3.20	40.86	0.884	15.57	1644	3.229	10.98	7.494	204.2
P10-3 REE1	英安质晶屑凝灰岩	20.3	476.6	44.1	8.377	74.35	17.85	8.06	0.868	11.35	3.33	218.6	130.1	23.3	64.61	0.878	13.75	3192	3.045	15.85	27.65	262.2
P10-5 REE1	安山玻质岩	2.29	39.67	3.31	9.545	21.61	18.32	5.05	0.157	11.36	3.67	6.634	30.92	1.80	24.8	0.928	7.815	4814	1.465	30.41	12.94	163
P12-11 REE1	粗面安山岩	6.45	333.9	2.46	22.75	17.84	17.66	4.2	0.409	7.956	44	6.397	62.1	1.51	252.7	0.618	5.615	6272	1.437	118.6	66.46	152.2
P12-12 REE1	杏仁状流纹岩	3.14	499.1	3.17	6.223	18.72	18.41	6.61	0.521	7.451	3.291	33.67	158.1	2.81	39.34	0.727	15.49	2203	3.89	18	66.1	211.6
YP07(3) REE1	碳酸盐化流纹岩	27.8	478.1	0.28	7.05	1.842	14.73	7.52	1.406	8.625	2.093	178.1	100.1	9.01	40.29	0.472	14.54	1347	3.256	6.845	329.4	250.8
D3450 REE1	流纹岩	1.13	646.5	0.16	7.56	3.81	15.48	9.01	0.32	10.38	1.33	40.78	128.65	0.69	92.43	0.74	12.22	1074	1.78	2.34	119.70	312.8
P16-60 REE1	流纹岩	3.15	640.9	0.27	8.537	1.903	14.26	4.56	0.552	5.731	12.3	14.42	159.1	0.93	65.68	0.654	12.64	2121	3.177	33.25	41.25	150.1
P19-6 REE1	流纹岩	3.97	424.1	0.32	7.183	4.972	13.77	4.36	0.459	11.27	5.74	26.38	139.9	0.75	64.84	0.922	18.91	714	3.819	7.669	25.96	131.4
P19-30 REE1	流纹岩	9.54	1058	0.48	5.984	7.299	14.41	5.05	2.444	9.816	7.846	29.43	207.4	0.71	84.25	0.748	11.88	2420	3.391	44.66	32.46	176.5
P19-32 REE1	安山岩	2.60	582.1	0.07	20.04	18.12	18.7	4.89	1.152	12.12	17.19	14.52	66.38	0.55	355.5	0.631	6.929	6688	1.458	138.8	88.92	177.9
D3560GS1	流纹岩		584		13.4	2.511		2.85		16.4	5.6		130.6		228.9	1.31	10.8		2.001	5.23		89.4
D-D7015GS1	凝灰岩		753		2.93			4.11		13.1	1		148.85		258.9	1.16	12.3		3.07	7.16	74.77	131
D4012GS1	安山岩		398		16.7			6.61		9.73	3.17		63.15		246.5	0.77	10.2		2.35	76.2	74.2	253
P35-35GS1	流纹岩		517		11.2			3.34		10.8	1.01		145.47		183.9	1.08	9.08		2.84	3.12	47.775	99.5

下载: 导出CSV 

| 显示表格

图  5  牦牛山组安山岩ORG 标准化蛛网图（a）和酸性火山岩ORG 标准化蛛网图（b）

Figure  5.  Trace element spider diagram of the andesite rocks (a) and the acid volcanic rocks (b) in Maoniushan Formation

下载: 全尺寸图片 幻灯片

牦牛山组酸性火山岩微量元素ORG 标准化蛛网图见图 5-b。14 件样品属于同源岩浆，其曲线一致性较好。强不相容元素Rb、Ba、Th富集，在曲线上形成波峰，Ta、Nb 亏损明显，形成波谷。Ce 富集，形成波峰。蛛网曲线呈现峰谷迭起的曲线形式。酸性火山岩微量元素特征、蛛网图曲线与安山岩十分相似，应属同源岩浆演化的结果。

4.   锆石U-Pb 测年

本次选取2 件牦牛山组样品进行锆石U-Pb 定年，火山岩样品采自青海省都兰县阿木尼克山地区。LA-ICP-MS 测年在中国地质大学（北京）地学实验中心元素地球化学实验室完成。采用的仪器为美国New Wave公司生产的UP193 SS型激光剥蚀器与美国Agilent 公司生产的7500a 型等离子体质谱仪组装的激光等离子质谱仪（LA-ICP-MS）。激光剥蚀束斑直径36μm, 频率10Hz, 波长193nm, 预剥蚀时间为5s, 剥蚀时间为45s, 以氦气为载气。采用软件Glitter4. 4 进行数据处理，年龄计算以标准锆石91500 作为外标，用Isoplot 3. 23版本程序绘制U-Pb谐和图^[13-14]。2 件样品的分析结果见表 4。表中误差均为1σ。因为样品年轻，所以采用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄。

表  4  牦牛山组火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Th-Pb 年龄测定结果

Table  4.  LA-ICP-MS U-Th-Pb ages of zircons from the volcanic rocks in Maoniushan Formation

测点	Pb /10-6	Th /10-6	U /10-6	Th/U	207Pb /235U	1σ	206Pb /238U	1σ	206Pb/238U 年龄/Ma	1σ	谐和 度/%
YP07(3)TW1流纹岩
01	26	185	424	0.45	0.447	0.010	0.061	0.001	380	8	-1.32
02	14	105	233	0.46	0.445	0.011	0.059	0.001	372	8	0.54
03	21	162	387	0.42	0.581	0.016	0.055	0.001	338	9	14.20
04	15	121	250	0.48	0.410	0.015	0.058	0.001	373	11	-4.38
05	-	234	539	0.45	0.011	0.055	0.001	0.001	343	8	9.33
06	12	214	198	1.09	0.456	0.016	0.059	0.001	371	9	2.96
07	8	63	140	0.44	0.482	0.014	0.060	0.001	379	8	3.09
08	30	203	502	0.42	0.450	0.019	0.059	0.001	371	9	2.16
09	21	153	352	0.45	0.457	0.016	0.059	0.001	371	9	2.96
10	9	101	158	0.66	0.447	0.021	0.060	0.001	376	9	-0.27
11	16	117	265	0.44	0.473	0.010	0.061	0.001	380	8	3.42
12	22	168	366	0.47	0.442	0.011	0.060	0.001	373	9	-0.27
13	20	273	329	0.83	0.453	0.019	0.060	0.001	377	9	0.80
14	23	170	396	0.43	0.500	0.013	0.058	0.001	363	8	13.22
15	9	72	156	0.46	0.441	0.014	0.059	0.001	371	9	0.00
16	11	81	185	0.44	0.477	0.014	0.060	0.001	373	9	6.17
17	18	134	298	0.45	0.569	0.013	0.061	0.001	375	9	7.20
18	19	172	366	0.47	0.579	0.019	0.051	0.001	317	8	10.73
19	23	174	395	0.44	0.430	0.016	0.059	0.001	371	11	-2.16
20	13	199	209	0.95	0.484	0.010	0.060	0.001	378	9	3.62
21	20	145	338	0.43	0.490	0.010	0.059	0.001	368	8	10.05
22	27	214	456	0.47	0.445	0.011	0.060	0.001	375	9	-0.27
23	17	133	296	0.45	0.444	0.013	0.058	0.001	373	8	2.47
YP07(3)TW1流纹岩
24	8	59	140	0.42	1.115	1.012	0.060	0.001	375	9	-0.27
D3450TW1流纹岩
01	12	117	198	0.59	0.474	0.009	0.063	0.001	392	6	0.51
02	35	320	552	0.58	0.514	0.010	0.064	0.001	399	6	5.51
03	13	203	199	1.02	0.505	0.021	0.063	0.001	392	7	5.87
04	12	102	186	0.55	0.566	0.018	0.063	0.001	393	6	15.78
05	16	137	254	0.54	0.471	0.012	0.063	0.001	392	6	0.00
06	22	198	354	0.56	0.478	0.013	0.062	0.001	390	6	1.79
07	26	232	415	0.56	0.485	0.009	0.063	0.001	392	6	2.30
08	25	346	389	0.89	0.473	0.008	0.063	0.001	395	6	-0.51
09	22	202	355	0.57	0.665	0.014	0.063	0.001	396	6	30.81
10	20	157	275	0.57	1.133	0.026	0.072	0.001	445	7	72.81
11	24	224	386	0.58	0.472	0.009	0.063	0.001	392	6	0.26
12	19	253	266	0.95	0.641	0.012	0.072	0.001	446	6	12.78
13	32	270	500	0.54	0.473	0.009	0.063	0.001	393	6	0.00
14	16	233	423	0.55	0.285	0.006	0.038	0.001	242	3	4.96
15	16	142	259	0.55	0.467	0.013	0.062	0.001	391	6	0.78
16	23	211	363	0.58	0.487	0.009	0.063	0.001	393	6	2.54
17	24	206	375	0.55	0.470	0.010	0.063	0.001	392	6	-0.26
18	10	126	159	0.79	0.620	0.015	0.062	0.001	389	6	26.29
19	13	112	203	0.55	0.555	0.010	0.064	0.001	399	6	12.28
20	12	102	189	0.54	0.477	0.010	0.063	0.001	393	6	0.76

下载: 导出CSV 

| 显示表格

YP07（3）TW1 样品为流纹岩，锆石自形程度较好（图 6），多数锆石呈四方双锥长柱状和四方双锥短柱状，具有岩浆振荡环带。锆石Th/U 值介于0.5~1.3 之间，均大于0.4，显示岩浆锆石特征[17（] 表 4）。由于实验中仪器出现误差，删除误差较大的点（04、05、14、18、21），其他19 个锆石的年龄为371~380Ma（图 7-a、b），年龄加权平均值为374.8 ±3.1Ma, 代表了牦牛山组火山岩的形成时代。

图  6  火山岩代表性锆石阴极发光（CL）图像

Figure  6.  CL image of zircons of the volcanic rocks

下载: 全尺寸图片 幻灯片

图  7  牦牛山组火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb谐和图（a、c）及²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄图(b、d)

Figure  7.  Zircon LA-ICP-MS U-Pb age of the volcanic rocks (a,c) and ²⁰⁶Pb/²³⁸U data (b,d) in Maoniushan Formation

下载: 全尺寸图片 幻灯片

D3450TW1 样品为流纹岩，锆石自形程度较好，多数锆石呈四方双锥长柱状和四方双锥短柱状，均具有振荡环带（图 6）。锆石Th/U 值介于0.4~1.1 之间，均大于0.4（表 4），属于岩浆锆石^[17]。在年龄计算中删除误差较大的点（04、09、10、12、14、18、19），其他13 个锆石的年龄为389~399Ma（图 7-c、d），年龄加权平均值为392.4±3.3Ma, 代表了牦牛山组火山岩的形成时代。

5.   讨论

5.1   火山岩的形成时代

阿木尼克地区牦牛山组下部为灰紫色-紫红色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、杂砂岩、长石石英砂岩；上部为灰紫-紫红色安山岩、杏仁状安山岩、辉石安山岩、玄武安山角砾岩、安山集块岩、安山凝灰岩夹砂岩、板岩、凝灰岩。在阿木尼克地区牦牛山组的结晶灰岩中（火山岩间的夹层）采集的植物化石Lepi-dodendropsis sp.拟鳞木，是中泥盆统的标准化石。由此可以推断，研究区内牦牛山组的时代为中泥盆世。化石确定的地层时代可以代表形成时代的上限，但具有不确定性。阿木尼克地区牦牛山组的火山岩锆石206Pb/238U 年龄介于374.2 ± 3.1~392.4 ±3.3Ma 之间，表明该地区的牦牛山组火山岩形成于中—晚泥盆世。

5.2   火山岩性质及构造环境

牦牛山组火山岩以酸性火山岩为主，主要为英安质、流纹质火山岩，有少量安山岩或安山质火山岩。部分英安岩发育柱状节理，属陆相喷发。同时，火山岩层间夹海相沉积物夹层。该组火山岩喷发环境应属海陆交互相。

多数样品的里特曼指数（δ）均小于3.3，属于钙碱性岩，且碱含量高。安山岩富钠，K₂O/Na₂O值均小于1，而酸性岩多数富钾，K₂O/Na₂O 值均大于1。P₂O₅含量中等。岩石富铝，多数样品的铝饱和指数（A/CNK）大于1.1。岩石轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，稀土元素配分曲线右倾，酸性岩Eu 亏损明显。微量元素强不相容元素Rb、Ba、Th富集，Ta、Nb 亏损明显，蛛网曲线图呈现峰谷叠起的曲线形式。

在安山岩Th-La/Yb 图解（图 8）上，2 个安山岩样品点投在大陆边缘弧区域内。在酸性火山岩YNb图解（图 9）上，所有样品点均投在VAG+syn-COLG 区（火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩）区域。在酸性火山岩SiO₂-Al₂O₃图解（图 10）上，多数样品点投在POG 区（造山后花岗岩类）。

图  8  安山岩Th-La/Yb 图解

Figure  8.  Th-La/Yb diagram of the andesite rocks

下载: 全尺寸图片 幻灯片

图  9  酸性火山岩Y-Nb 图解

VAG+syn-COLG—火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩；WPG—板内花岗岩；ORG—洋脊花岗岩

Figure  9.  Y-Nb diagram of the volcanic rocks

下载: 全尺寸图片 幻灯片

图  10  酸性火山岩SiO₂-Al₂O₃图解

IAG+CAG+CCG—岛弧花岗岩类+大陆弧花岗岩类+大陆碰撞带花岗岩类；POG—造山期后花岗岩类；PRG+CEUG—与裂谷有关的花岗岩类+大陆造陆抬升花岗岩类

Figure  10.  Mass fraction of SiO₂-Al₂O₃ diagram from the volcanic rocks

下载: 全尺寸图片 幻灯片

牦牛山组火山岩的地质特征、岩石组合特征、岩石地球化特征说明，牦牛山组酸性火山岩具岛弧火山岩特征，产于造山后碰撞环境，该特征与区域特征一致。晚志留世—早泥盆世，柴达木盆地北缘和东昆仑地区广泛发育具岛弧地球化学特征的花岗岩，被认为是后碰撞阶段伸展作用的产物^[18-20]。形成于晚志留世—晚泥盆世的牦牛山火山岩代表了古生代洋盆闭合的时间，表明中志留世末，洋盆基本闭合。晚志留世—晚泥盆世，本区已处于隆升状态。安山岩具有大陆边缘弧地球化学特征，同时火山岩间的海相沉积夹层的出现，标志着在该时期柴北缘由陆转海^[15-16]，拉开了该区海相沉积环境的序幕。

6.   结论

（1） 研究区牦牛山组火山岩锆石LA-ICP-MSU-Pb 的测年结果为364~411Ma, 其锆石具有生长振荡环带，为典型的岩浆成因锆石。2 个样品的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄加权平均值为374.8±8.1Ma 和385.8±6.1Ma, 代表火山岩的形成时代，即形成于中—晚泥盆世。

（2） 地球化学研究表明，牦牛山组火山岩以酸性火山岩为主，主要有英安质、流纹质火山岩，次为中性火山岩，如安山岩或安山质火山岩，其酸性火山岩划分为2 个高钾钙碱性系列和钾玄岩系列，中性火山岩划分为钙碱性系列和高钾钙碱性系列。微量元素特征显示其酸性火山岩和安山岩都为同源岩浆演化。牦牛山组酸性火山岩具岛弧火山岩特征，安山岩则为大陆边缘弧特征。