河南南召盆地上三叠统碎屑岩地球化学特征及物源示踪

三叠纪是秦岭造山带全面碰撞造山的关键时期,随着扬子、秦岭和华北板块分别沿勉略、商丹缝合带的汇聚拼合, 秦岭造山带逐渐形成并从板块构造体制向陆内造山体制转化,同时强烈的造山作用控制着周缘盆地的形成与演化。文章通 过研究区的碎屑岩元素地球化学分析,对河南南召盆地上三叠统的物源区及构造背景特征进行探讨。结果表明,上三叠统 源岩成分主要为上地壳长英质火山岩;源岩经历了中等的化学风化强度,校正后CIA值指示其形成于温暖潮湿的气候和相 对较强的构造活动环境;太山庙组源区构造背景主要为大陆岛弧与活动大陆边缘,太子山组源区构造背景主要为大陆岛弧 与被动大陆边缘。根据南召盆地近源沉积特征和秦岭造山带构造演化过程推断,秦岭造山带和华北南缘是南召盆地晚三叠 世的重要物源区,前期太山庙组物源主要由北秦岭隆升基底提供,后期太子山组物源可能来自南秦岭、北秦岭和华北南缘 沉积再循环。南召盆地上三叠统物源区的转变是晚三叠世秦岭造山带逆冲推覆作用逐渐增强的体现,对研究恢复秦岭构造 带造山隆升过程和周缘盆地盆山系统演化具有重要的意义。     

黑龙江省老黑山盆地下白垩统穆棱组砂岩地球化学特征及其地质意义

为研究黑龙江老黑山盆地下白垩统穆棱组砂岩的源岩属性和源区大地构造背景,在穆棱组进行系统取样,开展地球化学特征和显微镜下分析。研究结果表明：穆棱组砂岩主量元素显示Fe2O3的含量小于FeO,CaO的含量大于MgO的含量,稀土元素具有轻稀土富集、重稀土平坦、多数样品的δEu值具有负异常等特征,样品间微量元素的富集和亏损差异明显。相关系列判别图解表明穆棱组源岩未经沉积再循环作用,属于短距离搬运堆积,且源岩主要为来自上地壳的长英质岩石,但存在多个物源。结合砂岩地球化学特征和Dickinson图解及区域构造背景认为,物源区主要形成于印支运动晚期活动大陆边缘构造背景下的再旋回造山源区和基底隆起区,源岩主要来自于晚三叠世—早中侏罗世的长英质火山岩和侵入岩,而少量可能来自于晚二叠世的变质岩。     

甘肃省灵台县灵1井延长组碎屑岩地球化学特征及对源区构造的示踪性

对灵1井延长组长9—长10油层组砂岩样品的岩石化学、微量元素及稀土元素特征进行了系统研究,并利用不同的常量、微量元素构造属性判别图解对灵1井区的源区构造属性进行分析和探讨,结果表明:灵1井区延长组砂岩样品稀土元素含量稳定,稀土元素配分曲线显示轻稀土明显富集、重稀土贫化的"右倾"型;利用常量和微量元素构造判别图,表明物源区构造背景主要为活动大陆边缘和大陆岛弧环境;位于泛鄂尔多斯盆地腹地的灵1井区,沉积物具有混构造源区的特点,受控于华北板块与扬子板块拼合作用下的秦岭造山带的整个演化过程,至晚三叠世,秦岭造山带成为该井区稳定的供屑区。     

鄂尔多斯盆地西南部汭水河地区上三叠统碎屑锆石U Pb年代学特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地西南部延长组物源及其演化是进行区域原盆恢复和认识区域构造演化及华北克拉通西部破坏的关键。本文以鄂尔多斯盆地西南部汭水河地区晚三叠世延长组砂岩为研究对象,采用锆石LA-ICP-MS测年方法,通过砂岩样品中碎屑锆石U-Pb年龄及其变化,结合区域背景及古水流资料,系统地研究了盆地西南部延长组物源及其演化。研究认为,晚三叠世早期(231～225Ma),盆地西南部延长组沉积物源主要为盆地东北部阜平杂岩及盆地北部的海西期岩浆岩,部分搬运来的物质与来自秦祁造山带的剥蚀物质一起经宝鸡—武都裂陷槽流入松潘—甘孜地区;晚三叠世中期(225～218Ma),来自秦岭造山带的挤压开始增强,盆地西南部延长组地层中来自南缘秦岭造山带的物源开始增加,盆地西南部沉积物源开始与松潘—甘孜地区出现明显差别,宝鸡—武都裂陷槽开始关闭;至晚三叠世晚期(218～210Ma),秦岭与祁连造山带完成拼贴,宝鸡—武都裂陷槽最终完全关闭。     

鸡西盆地白垩纪碎屑岩地球化学特征及其对物源的制约

鸡西盆地白垩系包括下白垩统滴道组、城子河组、穆棱组、东山组、猴石沟组及上白垩统海浪组等。白垩纪碎屑岩主量元素地球化学特征具有高SiO2、低Fe2O3、FeO、MgO的特点,说明白垩纪碎屑岩的源岩主要为长英质岩石。岩石的稀土元素具轻稀土元素富集,重稀土相对亏损,具弱的负Eu异常,其特征类似于上地壳特征。白垩纪碎屑岩微量元素的含量与上地壳微量元素的含量基本一致。综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征和构造判别图解,可以认为,城子河组砂岩主要反映被动大陆边缘的源区构造背景,穆棱组砂岩反映活动大陆边缘源区背景,猴石沟组砂岩反映的源区为大陆岛弧源区构造背景。结合古水流方向和岩屑所反映的源区岩性特点,认为小兴安岭—张广才岭造山带构造杂岩是鸡西盆地白垩纪沉积碎屑岩的主要物源。但随着物源区剥蚀深度的增加,基底古老变质岩也占有相当的比重。     

内蒙古赤峰北部下二叠统于家北沟组碎屑沉积岩地球化学特征

内蒙古赤峰北部下二叠统于家北沟组碎屑沉积岩主要分布于华北克拉通北缘的内蒙古隆起。碎屑沉积岩主要以杂砂岩为主, 源区岩石没有经过充分的搬运、分选, 成熟度比较低。常量及稀土元素分析结果显示, 轻重稀土元素分异明显, 轻稀土元素富集, 重稀土元素含量稳定, δEu的值在0.72~0.99之间, 表现出一定的负Eu异常, 与NASC或PAAS配分模式相似, 说明物源来自于上地壳。结合前人的研究成果, 认为其母岩原岩可能以沉积岩和花岗岩为主, 或有少量的玄武岩; 物源区大地构造背景为活动大陆边缘或者大陆岛弧, 说明研究区在早二叠世或更早处于西伯利亚板块与华北克拉通缝合阶段。      

鄂尔多斯盆地东北部下侏罗统富县组沉积物源分析——来自榆林安崖剖面砂岩的岩石学及元素地球化学证据

鄂尔多斯盆地位于华北克拉通的西部,处于中国西部活动带和东部稳定区域之间的结合部位,其物源体系研究是探讨该地区盆—山演化的关键,但是前人对于鄂尔多斯盆地下侏罗统的物源体系研究还较薄弱。以鄂尔多斯盆地东北部榆林安崖剖面富县组砂岩为研究对象,对富县组砂岩进行了岩石学及地球化学分析,利用地球化学和岩石学特征对富县组的物质来源、源区构造背景进行判别,并结合周缘潜在源区的稀土元素数据对物源体系进行了探讨。结果表明,研究区富县组物源来自同一物源体系,物源物质主要形成于再旋回造山带构造背景,母岩岩性为中酸性岩浆岩及变质岩;稀土元素分配整体表现为“缓右倾斜”的样式,呈平坦型分布,与阴山造山带源岩的稀土元素分配模式相似,指示鄂尔多斯盆地东北部富县组的主物源区为阴山造山带。二叠纪—三叠纪,古亚洲洋板块俯冲形成的洋壳根部发生断裂拆离导致大量的花岗岩侵入阴山造山带,至早—中侏罗世富县组时期被风化剥蚀,随后被搬运至鄂尔多斯盆地东北部沉积。     

鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组砂岩微量元素特征及构造背景:以陇县段家峡剖面为例

由于缺乏可靠的沉积物源数据,晚奥陶世鄂尔多斯盆地西南缘的构造背景及其物质来源没有定论,为此选择陕西陇县段家峡剖面上奥陶统平凉组砂岩展开系统研究。综合分析实测剖面、镜下薄片以及微量元素等资料,取得如下认识:(1)薄片分析显示砂岩分选较好但磨圆较差,颗粒以石英占主导,岩屑成分主要是多晶石英和碳酸盐砂屑,杂基含量极少,这说明浊积砂岩经历了明显的深水牵引流的改造;(2)稀土元素配分模式表明砂岩轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,并且Eu存在负异常,表明物源主要来自上地壳中酸性岩;(3)物源判别图解显示平凉组砂岩为沉积岩与中酸性岩的混合;(4)构造背景判别图解表明物源可能与大陆岛弧和被动大陆边缘相关。结合北祁连洋和北秦岭洋俯冲的地质背景,综合前人研究成果,认为陇县地区平凉组砂岩的物源很可能主要来自北祁连—北秦岭岛弧。晚奥陶世平凉期研究区位于弧后盆地位置,具有典型的沟—弧—盆结构,此时华北板块西南缘已经完成了由被动大陆边缘向活动大陆边缘的转换。该成果可为研究奥陶纪鄂尔多斯盆地南缘的构造演化提供依据。     

四川盆地西缘上二叠统宣威组顶部泥岩、砂岩的地球化学特征及其地质意义

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径。了解四川盆地西南缘上二叠统宣威组物源,对于重建晚二叠世扬子克拉通周缘演化具有重要意义。本文对峨眉山地区宣威组顶部泥岩、砂岩开展了岩石学和全岩地球化学分析,进行了物源、沉积环境和构造背景的研究。宣威组泥岩主要成分为黏土矿物,SiO₂含量(平均49.42%)中等;砂岩成分大部分为火山岩屑,含有少量石英及长石,具中等的SiO₂含量(平均44.12%),属于杂砂岩系列。泥岩与砂岩均具有轻稀土元素富集、重稀土元素较右倾的稀土元素配分型式,微量元素相对大陆上地壳富集高场强元素(如Nb、Zr),亏损大离子亲石元素(如Sr、Ba)。根据地球化学分析结果结合已发表的扬子克拉通周缘二叠系沉积岩数据,认为上二叠统宣威组顶部沉积岩物源区经历了强烈的化学风化作用,沉积古环境为富氧的淡水沉积环境;宣威组顶部沉积物物源不仅来自于近源搬运的峨眉山高Ti玄武岩,还接受了扬子克拉通的补给,扬子克拉通西缘晚二叠世时期是活动大陆边缘沉积。     

漠河盆地中侏罗统砂岩地球化学特征及物源属性分析

漠河盆地的中侏罗统.砂岩具有高SiO2、低Fe2O3、FeO 、MgO 和轻稀土元素富集, 重稀土相对亏损,显示弱的负Eu异常的特征.综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征,经构造判别图解,笔者认为漠河盆地中侏罗统沉积时物源区具有大陆岛弧和活动大陆边缘的构造环境.盆地南侧的额尔古纳地块北缘古生代杂岩可能是盆地的主要物源.     

豫西济源盆地中生代泥岩地球化学特征对物源区的指示

秦岭造山带印支期造山作用控制着济源盆地的形成与演化,对盆地中沉积物物源进行研究,有利于恢复造山带造山-隆升的细节.通过对济源盆地中生代泥岩地球化学的系统分析,发现样品的CIA(化学风化指数)校正值在早-中三叠世、晚三叠世、早-中侏罗世和中侏罗世后期的平均值分别为68.5、76.4、86.0和73.7,这一演化特征可能反映其经历了古气候控制的化学风化过程.但是三叠纪样品CIA值明显过低,可能与源区活动的构造背景相关;ICV(成分变异指数)值显示沉积物具有初次沉积的特征,反映了源区早期发生过弧-陆碰撞或具备陆缘弧特征的克拉通基底隆升.而早-中侏罗世样品表现为高的CIA值,ICV值显示沉积物具有再循环特征,其初次沉积可能发生在弧后盆地中,后随造山带的隆升,被剥露再搬运而沉积下来.泥岩物源区构造环境判别结果显示,沉积物主要来自活动大陆边缘和被动大陆边缘,且含有较多大陆岛弧(陆缘弧)的信息.由此说明,中生代济源盆地盆缘构造活动经历了由克拉通基底隆升到造山带剥露的过程,这一过程与秦岭造山带印支期的造山作用密切相关.      

陕西省洛南地区二叠系石盒子组砂岩特征及物源区探讨

为了认识陕西省洛南地区二叠系石盒子组砂岩特征及其物源,给探索渭河盆地前新生代基底组成提供依据,本文综合分析了洛南二叠系石盒子组砂岩组分和重矿物特征。结果表明,砂岩物源区主要为再旋回造山带和克拉通地块,物源区与北秦岭造山带的演化关系密切,南秦岭构造带北部下古生界也为石盒子组提供部分物源,中二叠世晚期华北、秦岭板块面接触碰撞,北秦岭构造带快速隆升,南秦岭物源区提供物源减少,砂岩物源主要为中酸性岩浆岩+低级变质岩+沉积岩。二叠纪鄂尔多斯盆地南缘向南延至洛南—栾川断裂附近,洛南地区二叠系石盒子组河流沼泽相含煤岩系沉积应该属于鄂尔多斯盆地南缘沉积,结合渭北—渭河—洛南地区晚古生代地层对比成果,认为渭河地区二叠纪至少曾沉积过二叠系石盒子组地层,渭河新生代盆地基底具有残存二叠系的可能。     

鄂尔多斯盆地二叠纪石盒子组沉积期南部沉积边界探讨

为了确定石盒子组沉积期鄂尔多斯盆地的南部边界,在大量野外露头观测及实验测试基础上,通过岩石学对比及物 源综合分析,对鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组物源区的构造属性进行了研究,并对物源区进行了分析与对比。 研究结果表明:所研究两个地区的石盒子组的岩屑组成相似,均以浅变质岩、花岗岩为主,含少量构造岩;砂岩碎屑成分 相似,都与来源于再循环造山带源区中的碰撞造山带与前陆隆起物源区相关;并且在 SiO2/Al2O3-K2O/Na2O 和 K2O/Na2O-SiO2 及 Zr-Th,La-Th-Sc,Th-Sc-Zr/10 构造环境判别图解中两研究区物源区的构造环境基本一致,F1-F2 判别图显示物源区一致, 并且稀土元素配分模式相似。北秦岭元古界的变质岩、岩浆岩及其以南地区的再循环造山带中的低级变质的沉积岩可能为 鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组砂岩碎屑的主要风化母岩。结合构造环境分析认为,在石盒子组沉积期,鄂尔多 斯盆地的南部边界可能已经越过洛南断裂,达到北秦岭及其更南的区域。     

华北盆地三叠纪物源特征及其沉积—构造演化

华北盆地三叠纪沉积厚度大,分布广泛,其地层沉积特征很好地记录了周缘造山带或隆起区在该时期的构造演化过程。目前,前人已经对华北各地区三叠纪碎屑物源进行了大量研究,而对于物源区的认识仍存在分歧,对于盆缘地区沉积—构造演化过程的研究也相对较少。通过整理前人对华北各地区三叠纪碎屑物源研究的锆石年龄数据,并结合造山带构造演化过程和地层沉积特征,对华北盆地三叠纪碎屑物源及沉积—构造演化过程进行了整体研究。结果表明:华北北部三叠纪沉积物源均来自北缘的内蒙古隆起,锆石年龄和地层沉积特征记录了源区逐渐增强的岩浆活动和隆升过程。华北南部地区在该时期主要接受来自华北南缘二叠纪沉积盖层和北秦岭造山带的碎屑物质供给,华北南缘伴随着秦岭造山过程可能在中三叠世就已经逆冲隆升并遭受剥蚀,两者的协同演变共同控制着盆地南部沉积演化过程。鄂尔多斯盆地西北部碎屑物源主要来自阿拉善地块和北祁连造山带,西南部地区物源则主要来自盆地西南缘再旋回沉积盖层和北祁连造山带,分别为伸展和挤压状态下的内陆盆地沉积。早—中三叠世,华北盆地为统一的大型内陆沉积盆地,晚三叠世,盆地南、北缘发育沿褶皱逆冲带分布的陆内前陆盆地系统。     

Geochronology and geochemistry of metasedimentary rocks from the Dongnancha Formation in the Huadian area,central Jilin Province,Northeast (NE) China: Implications for the tectonic evolution of the eastern segment of the Paleo-Asian Ocean

To constrain the tectonic evolution of the eastern segment of the Paleo-Asian Ocean, we conducted zircon U–Pb-Hf dating and whole-rock geochemical analyses for metasedimentary rocks from the Dongnancha Formation in the Huadian area in central Jilin Province, Northeastern (NE) China. Most detrital zircons from the metasedimentary rocks display clear oscillatory zoning and striped absorption in cathodoluminescence (CL) images and have Th/U ratios of 0.1–1.8, thus indicating a magmatic origin. U–Pb isotopic dating using LA-ICP-MS method for zircon samples from the metasedimentary rocks reveals that the depositional age can be constrained to the period between 250 and 222 Ma. Geochemical data reveal low to intermediate degrees of weathering of the source material and compositionally low to intermediate maturity. Detailed analyses of detrital zircon U–Pb-Hf geochronology and geochemistry show that these metasedimentary rocks are derived from a bidirectional provenance. The predominant derivation is from Permian–Early Triassic felsic-intermediate igneous rocks of central Jilin Province and adjacent regions in the northern margin of the North China Craton, although felsic-intermediate igneous rocks and continental material in the eastern segment of the Central Asian Orogenic Belt from the Cambrian–Carboniferous represent additional sources and minor amounts of Paleoproterozoic–Neoproterozoic material have been input from the North China Craton. A number of geochemical indicators and tectonic discrimination diagrams collectively indicate a continental island arc-active continental margin setting for the deposition of the protoliths of the metasedimentary rocks. The results of geochemical and geochronological analyses of the provenance and tectonic setting of the metasedimentary rocks indicate that the Dongnancha Formation was likely deposited in an intermountain basin in a post-orogenic fast uplift setting, suggesting that the final closure of the eastern segment of the Paleo-Asian Ocean in the Huadian area of central Jinlin Province likely occurred between the Early Triassic and Middle Triassic.     

秦岭造山带泥盆系形成构造环境：来自碎屑岩组成和地球化学方面的约束

秦岭造山带中分布于商丹和勉略缝合带之间的泥盆系,发育有众多Au、Ag和Pb-Zn矿床,长期以来备受关注。对于泥盆系物源和形成环境认识始终存在不同认识。砂岩碎屑组成、碎屑重矿物、地球化学成分、砾岩组成以及古水流研究表明,北秦岭是秦岭泥盆系的主要物源区,盆地基底隆起也是泥盆系重要物源区。砂岩碎屑组成、碎屑重矿物和砾岩组成表明,泥盆系物源区曾出露有岛弧火山岩、花岗岩、变质岩及少量沉积岩、超镁铁岩。砂岩地球化学成分和砂岩碎屑模式研究表明,秦岭造山带中泥盆系主要形成于活动大陆边缘,其碎屑沉积物来自多种构造环境中的岩石单元。     

Petrographic and geochemical characteristics of the Paleogene sedimentary rocks from the North Jiangsu Basin,Eastern China: implications for provenance and tectonic setting

The petrography and geochemistry (major, trace, and rare earth elements) of clastic sedimentary rocks from the Paleogene Dainan Formation (E₂ d) in the North Jiangsu Basin, eastern China, are investigated to trace their provenance and to constrain their tectonic setting. The studied samples are characterized by LREE enrichment, flat HREE, and negative Eu anomaly similar to the upper continental crust composed chiefly of felsic components in the source area. Petrographic observation indicates that the sandstones contain predominant metamorphic and sedimentary clasts that were derived from peripheral recycled orogen and intrabasinal materials. The trace element ratios (Co/Th, La/Sc, La/Th, and Th/U) and the La-Th-Sc ternary plot further confirm that the sandstones are derived from granitic gneiss sources from recycled orogen and the intrabasinal mixed sedimentary provenance. The granitic gneiss source rocks may have derived from the Proterozoic granitic gneiss denuded in the eastern Dabie-Sulu orogen; and the intrabasinal provenance may come from the underlying strata during the Late Paleocene Wubao movement. The chemical index of alteration (CIA) and A-CN-K plot show that these source rocks may have experienced weak to medium chemical weathering. Analysis on tectonic setting of the source area suggests an active continental margin, which is intimate with tectonic feature of the Dabie-sulu orogen and the Yangtze block. In summary, we suggest that the North Jiangsu Basin is an ideal site for the study of the coupling between the uplift of the orogen and the subsidence of the foreland basin.     

中国西秦岭碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

西秦岭是北接华北克拉通、西接祁连与柴达木、南接松潘—甘孜地块的东秦岭造山带的西延。文中研究了该区从前寒武纪到三叠纪的碎屑沉积岩。这些碎屑沉积岩中分离出的锆石由LA-ICPMS(激光剥蚀等离子体质谱)进行了U-Pb定年。全岩Nd亏损地幔模式年龄类似于扬子克拉通年龄,主要分布于1.55~1.98Ga,峰值为1.81Ga,而与华北克拉通主要为古元古代与太古宙的模式年龄形成明显的对比。泥盆系中的碎屑锆石930~730Ma的U-Pb年龄指示其与扬子克拉通具亲缘性。930~730Ma是源区地壳的强烈增长阶段。二叠系—三叠系的碎屑沉积岩主体以含老于1600Ma的碎屑锆石为特征。碎屑锆石U-Pb年龄与Sm-Nd同位素组成指示此时华北克拉通南缘的基底岩石成为二叠系—三叠系碎屑沉积岩的重要物源。扬子克拉通在三叠纪时与华北克拉通拼接。西秦岭二叠系—三叠系碎屑沉积岩含有高达50%的华北克拉通南缘的基底岩石。     

青海南部治多-杂多地区石炭纪-三叠纪砂岩地球化学特征与构造背景探讨

选取青海南部治多-杂多地区石炭纪-三叠纪的砂岩、粉砂岩样品,进行主量元素地球化学分析,利用分析结果判别物源区大地构造背景,探讨北羌塘盆地的性质及演化。研究结果表明:北羌塘中段的治多-杂多地区物源区大地构造背景早石炭世为被动大陆边缘;早中二叠世为被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧;晚三叠世为被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧。结合地层学、沉积学和岩石学,治多-杂多地区的沉积盆地经历了早石炭世被动陆缘克拉通盆地-早中二叠世裂陷盆地和早中三叠世被动边缘克拉通盆地-晚三叠世弧后前陆盆地的两个演化旋回,体现了金沙江缝合带和甘孜-理塘缝合带成生发展在研究区内的沉积响应。