新疆博格达山晚古生代地层的形成时代、物源及其演化:碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆博格达山主体由石炭系海相火山一沉积岩系组成,以发育两期双峰式火山岩,但不发育花岗岩为特征,对其晚古生代地层时代的划分和演化争议较大。本文重点对博格达山北部两个晚古生代砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学分析,重新标定博格达山地区晚古生代地层的形成时代;利用物源区的演化,约束晚古生代构造演化。测年结果显示博格达上亚群砂岩的碎屑锆石表面年龄值分布范围较宽,主峰年龄为343~284 Ma(80%),次峰年龄为386~375 Ma(3%)、503~441Ma(7%)和871~735 Ma(10%);芦草沟组砂岩的碎屑锆石表面年龄值非常集中,主峰年龄为358~279 Ma(97%),次峰年龄为257~251 Ma(约3%)。博格达山中部原石炭纪博格达群上亚群与西部和南部下芨芨槽群相当,应属于早二叠世,中部一东部的石炭一二叠纪界线应在博格达下亚群一上亚群或居里得能组一沙雷塞尔克组之间的不整合面之中。博格达北部地区晚二叠世以南侧天山物源区供给为主,反映出晚古生代期间博格达山地区至少存在晚石炭世末和中二叠世两期构造隆升。结合区域火山岩与火山碎屑岩的研究,认为博格达山地区晚古生代主要经历4个演化阶段:早石炭世弧后盆地裂解阶段、晚石炭世碰撞拼贴阶段、早二叠世碰撞后伸展阶段、中-晚二叠世再次隆升到稳定阶段。     

东准造山带原泥盆系的形成时代及源区：碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆东准地区晚古生代地层出露广泛,其沉积时限的精确限定对理解中亚造山带的增生和拼贴过程、确立该地区构造框架及油气开发具有深远意义。然而,目前的研究主要集中于岩浆岩方面,对于晚古生代地层时代及其空间展布的研究则相对缺乏,特别是石炭系和泥盆系沉积地层标定较为模糊。为此,本文选取了3个原泥盆系砂岩进行了细致的野外剖面测制、岩石学观测和碎屑锆石U-Pb年代学分析。研究显示：原泥盆纪砂岩的最年轻碎屑锆石年龄为346～312 Ma,碎屑锆石年龄谱图分为：380～310 Ma（晚泥盆世-早石炭世,71.8%）、445～385 Ma（志留纪-早-中泥盆世,11.7%）、480～450 Ma（奥陶纪,3.9%）、540～485 Ma（寒武纪,4.5%）和前寒武纪年龄段（8.1%）,碎屑锆石年龄谱图区域上具有由南向北、由西向东呈简单化趋势且晚古生代年龄比重增加。结合该区岩浆岩年代学研究成果,将研究区原泥盆系沉积时代重新厘定到晚石炭系早-中期,认为东准地区的碰撞拼贴时间应发生于晚石炭世,并非是不同期次碰撞拼贴之产物。     

大兴安岭中段晚石炭世-早二叠世砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

位于中亚造山带东段的中国东北地区由众多微地块拼合而成,但各地块间的拼贴时间、位置和演化过程一直是地学界争议的关键科学问题.针对大兴安岭中段蘑菇气地区晚石炭世-早二叠世宝力高庙组砂岩开展了详细的岩相学、碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,分析了砂岩母岩区大地构造背景,进而约束兴安地块与松辽地块的汇聚过程.研究结果表明,砂岩具有成分成熟度低、近源快速沉积特点,碎屑骨架成分显示了火成岩区物源供给.锆石颗粒CL图像、Th/U值及REE特征均指示了锆石为岩浆成因.测试样品中锆石U-Pb年龄主要集中在282~360 Ma（n=134）,峰值年龄约为290 Ma、305 Ma、325 Ma和350 Ma.结合区域内前人的研究成果,暗示了其物源可能来自蘑菇气-嫩江-黑河一线的晚古生代俯冲-同碰撞期岩浆弧;样品中最年轻的锆石U-Pb年龄分别为282±4 Ma（样品15MG10）和287±4 Ma（样品15MG11）,可以限定砂岩的沉积下限为早二叠世.对比索伦-蘑菇气地区晚石炭世-早三叠世砂岩的碎屑锆石年龄组成,发现兴安地块内晚石炭世-早二叠世碎屑组分与松辽地块内中二叠世-早三叠世碎屑组分基本相同,说明兴安地块与松辽地块已于晚石炭世前沿贺根山-黑河缝合带完成拼合.      

内蒙古伊敏地区下石炭统红水泉组砂岩物源分析及其构造意义

碎屑沉积物成份与源区构造环境、构造背景及源区岩石性质密切相关。通过对伊敏地区红水泉组砂岩样品进行砂岩碎屑颗粒成分统计、地球化学特征及碎屑锆石LA--ICP --MS U--Pb 年代学等物源分析方法,确定红水泉组砂岩为长石岩屑砂岩,物源区构造背景主要为大陆岛弧环境,其物源类型为切割型岛弧。红水泉组砂岩中最年轻的碎屑锆石年龄为338 ± 3 Ma,该年龄值表明红水泉组形成的时代为早石炭世密西西比中期的韦宪阶或之后。903 ～ 1 676 Ma 的分散元古界锆石年龄和～ 780 Ma 新元古代锆石年龄峰值,可能反映南蒙古微板块基底年龄信息。～ 500 Ma 和～ 380 Ma 的年龄峰值指示源区可能经历了多期岩浆事件: ～ 500 Ma 的岩浆锆石物源可能来自额尔古纳与兴安地块闭合相关的后造山花岗岩, ～ 500 Ma 的变质锆石可能来自变质基底, ～ 380 Ma 的物源可能反映额尔古纳-兴安地块与松嫩地块至少在晚泥盆世开始碰撞拼贴,并导致该区存在一个晚泥盆世-早石炭世的岩浆弧。     

小兴安岭西北部科洛杂岩的岩石学与年代学

目前业内学者对于科洛杂岩的认识一致缺乏系统的年代学数据与之相匹配,且关于科洛杂岩原岩的物质组成和形成时代也缺少年代学资料的约束,为查明小兴安岭西北部科洛杂岩的原岩组成和变质期次,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,在系统分析锆石特征及成因的基础上,对科洛杂岩中3种变质岩（弱片麻状角闪石岩、黑云斜长片麻岩和黑云角闪斜长片麻岩）中不同成因锆石进行年代学研究.岩浆型锆石年龄数据显示,碎屑锆石可分为古-中元古代、晚泥盆世晚期-早石炭世早期和晚石炭世晚期-早二叠世早期3组,3个样品中最年轻的锆石年龄分别为286.3±3.6 Ma、284.3±3.1 Ma和345.3±4.8 Ma,而变质锆石年龄数据分为早-中三叠世（峰值年龄248.5 Ma）和早-中侏罗世（峰值年龄173.1 Ma）两期.结合区域资料和年龄数据分析,科洛杂岩中包含下二叠统和下石炭统碎屑沉积岩,物源可能分别来自于区域上的前寒武纪基底残块和石炭统-二叠统岩浆岩,且在成岩之后至少经历了两期变质作用,早期的变质作用可能是蒙古-鄂霍茨克板块南向俯冲作用的远程效应;晚期变质作用受蒙古-鄂霍茨克洋南向俯冲和古太平洋西向俯冲的叠加作用控制.      

西准噶尔托里地区卡拉岗组火山岩地球化学特征及其构造意义

对西准噶尔托里地区卡拉岗组火山岩进行了系统的岩相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究。卡拉岗组火山岩从底部到顶部依次发育6个岩性段,其中中下部第4岩性段英安岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(298±3)Ma,为晚石炭世-早二叠世产物。火山岩整体上为准铝质-过铝质高钾钙碱性岩石,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损高场强元素和重稀土元素。火山岩及周围同时代A型花岗岩的年龄、主微量元素、Sr-Nd及锆石Hf同位素综合对比表明,卡拉岗组火山岩主要源于新生地壳的部分熔融。火山岩相关构造判别图解及区域构造-岩浆演化综合研究显示,卡拉岗组火山岩与区域上A型花岗岩均形成于后碰撞伸展环境。卡拉岗组火山岩的形成表明,西准噶尔晚古生代增生造山作用应早于晚石炭世。     

银根-额济纳旗盆地苏红图坳陷H井锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及其地质意义

苏红图坳陷位于银根-额济纳旗盆地的北部,该区勘探程度较低,地层格架尚不明确,特别是对于深部火山岩所在地层年代存在很大争议。研究区火山岩发育,火山活动对油气成藏影响较大,但火山活动期次尚不明确。通过对研究区一口钻井系统取样,样品涵盖浅部的沉积岩和深部的火山岩,开展样品的锆石U-Pb年代学研究,以期为以上问题的解决提供证据。结果表明:①无论是碎屑锆石还是火山岩锆石,除了少数古老年龄的锆石属于变质成因,其余年轻的锆石均属于岩浆成因锆石。每个样品均有3组年龄,且不同样品的锆石年龄组有所重叠。②深部火山岩的形成年代为早白垩世,该年龄对火山岩所在的深部地层年代具有很好的约束作用。③年轻的岩浆成因锆石年龄可划分为4组,分别是132.6±0.7 Ma、237.9±3.2 Ma、（255.4±6.2~263.7±2.2）Ma和（314.1±2.3~328.5）Ma,代表了研究区晚古生代以来的4期火山活动,对应的年代分别为早白垩世、中三叠世、晚二叠世和早石炭世,其中以晚二叠世火山活动最为广泛和强烈。本次研究成果为研究区地层划分、火山岩预测等提供了有力的依据。     

兴蒙造山带中部晚古生代构造格局:来自晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组碎屑锆石和火山岩岩浆锆石年代学的制约

内蒙古苏尼特左旗地区位于兴蒙造山带中段,是研究古生代俯冲-增生造山作用和地壳生长的关键地区。在苏尼特左旗南部,晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组角度不整合在早古生代增生楔之上,已有研究对于其沉积环境、盆地属性及区域构造意义一直存在较大分歧。本文对色日巴彦敖包组敖木根呼都格剖面和阿拉塔特剖面碎屑岩和火山岩夹层开展锆石UPb测年及Hf同位素分析,并进行了沉积相分析进一步查明了地层层序、时代及物源特征,并对沉积环境和盆地属性进行了探讨。研究表明,敖木根呼都格剖面色日巴彦敖包组底部含砾粗砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为391±5Ma,中下部凝灰质砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为338.2±4.3Ma,凝灰岩锆石年龄为336±2Ma、333±3.5Ma,结合古生物化石,表明底部形成于晚泥盆世,中上部地层形成于早石炭世晚期。阿拉塔特剖面中上部安山质火山碎屑岩最小谐和碎屑锆石年龄加权平均值为320.4±6.2Ma,表明其形成于晚石炭世。碎屑锆石年龄谱及Hf同位素组成表明底部及中部砂岩碎屑物主要来自近源的早古生代白音宝力道和二连东乌旗地区弧岩浆岩,少量来自北侧南蒙古弧。结合沉积相分析,推测苏尼特左旗南部色日巴彦敖包组下部为一套形成于弧陆碰撞后被动陆缘滨浅海相沉积建造,中上部为形成于弧前盆地的一套杂砂岩夹火山岩建造。以上资料表明,该区从早石炭世开始转为活动陆缘背景,暗示古亚洲洋中东段在晚古生代仍未封闭。     

大兴安岭北段扎兰屯地区晚古生代早期花岗质岩浆作用——对额尔古纳 兴安地块和松嫩地块拼合时限的制约

扎兰屯地区位于二连 贺根山 黑河构造带中段,区内发育韧性变形叠加的晚古生代早期花岗岩类。本文在详尽的野外地质调查基础上,对该套花岗岩类的锆石U- Pb年代学和地球化学进行系统分析,研究其成岩年代序列,探讨岩石成因及构造背景,厘定韧性构造叠加的时限,进一步揭示扎兰屯地区额尔古纳 兴安地块和松嫩地块的拼合过程,为兴蒙造山带的区域构造演化研究提供新材料。大量年代学研究显示,扎兰屯地区晚古生代早期花岗质岩浆作用发生于405~325Ma之间,该作用可进一步细化为早中泥盆世(Ⅰ期、405~380Ma)、晚泥盆世—早石炭世初(Ⅱ期、365~350Ma)和早石炭世晚期(Ⅲ期335~325Ma)等3期。其中Ⅰ期和Ⅱ期花岗岩类属高钾—钾玄质钙碱性、准铝质—弱过铝质花岗岩类,可能为俯冲背景下岛弧岩浆活动形成的I型 分异I型花岗岩;Ⅲ期花岗岩类属中—高钾钙碱性、准铝质—弱过铝质花岗岩类,可能为后碰撞背景下岩浆活动形成的分异I型- A型花岗岩。该套花岗岩类普遍叠加韧性变形,可能为碰撞后侧向逃逸作用的产物,变形时限为晚石炭世末—早二叠世(308~290Ma)。大兴安岭北段晚古生代早期花岗质岩浆作用与额尔古纳 兴安地块和松嫩地块的碰撞拼合作用有关,扎兰屯地区二者的碰撞拼合时限可能为早石炭世中期。     

新疆萨吾尔地区晚古生代岩浆作用的时限、地球化学特征及地球动力学背景

西准噶尔萨吾尔地区地处新疆阿勒泰地区吉木乃县及塔城地区和丰县。区内广泛发育晚古生代后碰撞岩浆岩，其中侵入岩年龄在328．2～290．7Ma之间，时代上属于晚石炭世至早二叠世，哈尔加乌组、卡拉岗组火山岩年龄在296．7～280Ma之间，为早二叠世火山活动产物。区内侵入岩由早到晚（森塔斯岩体、沃肯萨拉岩体→塔斯特岩体→喀尔交岩体→阔依塔斯岩体、恰其海岩体）具有明显的地球化学演化特征。哈尔加乌组火山岩具有弱双峰式特征，卡拉岗组火山岩具有典型的双峰式特征，均形成于拉张的构造背景。基于萨吾尔地区晚古生代岩浆岩的时间框架、地球化学演化特征及其形成的地球动力学背景，我们认为晚石炭世至早二叠世，萨吾尔地区处于后碰撞构造背景，并逐渐由挤压-拉张过渡阶段演化到拉张阶段。