北秦岭柳叶河盆地上三叠统物源区及其与鄂尔多斯盆地的关系——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

对陕西省周至地区北秦岭晚古生代—中生代柳叶河盆地上三叠统石英砂岩进行单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析。以岩浆锆石为主的77个测试点给出的年龄值形成7个年龄组:256~475Ma、1500~1680Ma、1750~2190Ma、2190~2310Ma、2400~2650Ma、2700~2800Ma和2850~2960Ma。其中最年轻的锆石年龄为256±4Ma,最老的锆石年龄是2954±25Ma。峰值年龄以1750~2190Ma古元古代年龄组为代表(占总测点的64%)。将柳叶河盆地上三叠统与石炭系碎屑锆石年龄结构进行对比,前者新元古代年龄结构缺失,表明晚古生代介于柳叶河与鄂尔多斯盆地间的北秦岭北部具新元古代年龄结构的古陆,晚三叠世相对沉降,成为盆地次要物源区。结合与周缘地体年龄结构对比,北秦岭南部二郎坪群、秦岭群、丹凤群、南缘的沉积楔形体刘岭群及北秦岭与加里东期活动陆缘沟-弧-盆体系相关的岩浆作用产物此时则成为盆地主要物源区。北秦岭内部北降南升。柳叶河盆地上三叠统碎屑锆石与鄂尔多斯盆地西南缘上三叠统延长组砂岩碎屑锆石较好的可对比性,以及柳叶河盆地北侧源区(北秦岭北部)的构造变动、化石等证据表明,柳叶河盆地与鄂尔多斯盆地在晚三叠世很有可能连通,柳叶河盆地可能代表鄂尔多斯盆地的南部边缘。     

豫西济源盆地中三叠世-中侏罗世碎屑锆石年代学及其对秦岭造山带造山过程的启示

豫西济源盆地位于秦岭造山带北部, 是三叠纪-侏罗纪秦岭造山带的同造山盆地.对济源盆地中三叠世-中侏罗世6个组的碎屑锆石样品进行了LA-ICP-MS的U-Pb年龄分析.结果表明, 碎屑锆石年龄主要分布于以下区间: 2.9~1.7 Ga、1.6~1.0 Ga、1.0~0.8 Ga、800~650 Ma、520~380 Ma、350~245 Ma和~220 Ma, 其中除了2.9~1.7 Ga的碎屑锆石主要来自于华北克拉通基底外, 其他几个年龄段的锆石则主要来自于秦岭造山带, 并且显示出随着地层年龄的逐渐变新, 碎屑锆石年龄有逐渐变老的趋势.在中三叠世-晚三叠世早期样品中, 主要年龄是350~245 Ma, 在晚三叠世晚期-中侏罗世早期样品中, 1.6~1.0 Ga、1.0~0.8 Ga、800~650 Ma和520~380 Ma则逐渐增多, 到了中侏罗世晚期, 1.6~1.0 Ga和520~380 Ma依然存在于样品中, 并且还发现了~220 Ma年龄.碎屑锆石年龄结构指示了秦岭造山带印支期经历了由年轻的盖层到较老的基底的去顶过程.并与合肥、黄石盆地的碎屑锆石数据对比发现, 早侏罗世时, 去顶强度东强西弱; 东部高压-超高压变质岩或晚三叠世岩体可能暴露于早侏罗世, 而西部则到了中侏罗世.      

河南银洞沟银金钼矿床铼-锇同位素定年和加里东期造山-成矿事件

河南内乡银洞沟银金钼矿床是夏馆银多金属矿田新发现的造山型矿床,赋矿地层为新元古代-早古生代弧后盆地堆积的二郎坪群火山-沉积岩系,二郎坪群在志留纪或加里东运动中遭受区域变形和变质.矿床5件辉钼矿Re-Os同位素模式年龄介于423.4±4.4～432.2±3.4Ma,加权平均年龄为429.3±3.9Ma(MSWD=0.73),指示秦岭地区存在显著的加里东期造山-成矿事件.     

大巴山及川东北前陆盆地盆山物质耦合—来自LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学证据

利用阴极发光和LA-ICP-MS微区定年分析方法,对川东北前陆盆地中生界上三叠统须家河组和中侏罗统上沙溪庙组砂岩中碎屑锆石进行了U-Pb同位素分析,结果显示锆石具多成因类型,年龄具分组分段特征。上三叠统须家河组碎屑锆石年龄值有5组:213～283Ma、312～448Ma、694～710Ma、1430～1988Ma和2133～2708Ma;中侏罗统上沙溪庙组碎屑锆石年龄值有7组:163～194Ma、213～274Ma、404Ma、712Ma、1742～1972Ma、2116～2594Ma和3025～3140Ma。研究表明,川东北前陆盆地沉积物主要为源自秦岭造山带燕山期陆内造山岩浆活动产物(163～194Ma)、晚海西—印支期秦岭俯冲碰撞岩浆活动的产物(213～283Ma;213～274Ma)、北秦岭俯冲造山-构造岩浆作用的物质(312～448Ma;404Ma)、南秦岭南华纪与Rodinia超大陆裂解相关物质(694～710Ma;712Ma)、秦岭造山带褶皱基底(1430～1988Ma;1742～1972Ma)和秦岭造山带变质基底(2133～2708Ma;2116～2594Ma、3025～3140Ma)。结合已有古水流及区域资料综合分析,秦岭造山带与川东北前陆盆地具较好的盆山物质耦合关系。     

川西甲基卡地区侏倭组沉积物源分析—来自碎屑锆石U- Pb年龄证据

松潘- 甘孜造山带是青藏高原东北部的重要组成单元,是华北板块、扬子板块和羌塘块体的主要汇聚地区,主要由中生代浅变质沉积地层和一系列岩浆岩组成,记录了印支期以来块体之间的收敛汇聚等构造活动。其中,雅江残余盆地发育一套厚度巨大的中生代碎屑岩和岩浆岩地层组合,是研究松潘- 甘孜造山带地质构造演化的理想地区之一。本文对川西甲基卡地区侏倭组的样品进行了碎屑锆石LA- ICP- MS U- Pb年龄测试,碎屑锆石U- Pb年龄存在四个峰值,分别为231~281Ma、424~502Ma、707~983Ma、1539~1850Ma,表明扬子克拉通西缘及松潘甘孜造山带南部至少经历了四期强烈的构造—岩浆热事件,这四期事件在三叠系沉积地层中有非常清楚的记录。231~281Ma的锆石来自东昆仑,这一年龄段的锆石最可能来自北部晚二叠世松潘洋向北俯冲于华北板块之下所形成的东昆仑岛弧花岗岩。424~502Ma的锆石来自北秦岭,代表了加里东期南秦岭与北秦岭和华北板块的拼合事件。722~983Ma的锆石来自扬子板块,这一年龄段的锆石最可能来自盆地东部新元古界拉伸系上扬子克拉通盆地向北西俯冲于华北板块之下所形成的南秦岭花岗岩,形成于扬子板块晋宁期陆壳增生事件。1539~1850Ma与华北板块基底年龄特征值正相对应,是吕梁期华北克拉通东西两大块体在中部发生碰撞,华北古陆进一步固结、扩大的时间,这其中包含了继承东西块体的太古宙物质和新生的火成岩和沉积岩,在中- 晚三叠世,随着秦岭洋的关闭和碰撞造山,将大量碎屑物质经华北板块南缘东西向的疏导体系注入松潘甘孜盆地。说明松潘甘孜三叠纪复理石盆地侏倭组主要接受来自东昆仑、华北板块和秦岭造山带的物质。最年轻碎屑锆石可以限定沉积岩的最大沉积年龄,侏倭组4颗年轻碎屑锆石加权平均计算得出241. 8±4. 5Ma（n=4）,推测侏倭组沉积年龄介于231. 6~249. 9Ma之间。     

北秦岭柳叶河盆地石炭系—二叠系含砾砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

通过北秦岭黑河地区柳叶河盆地碎屑锆石年龄研究,探讨盆地沉积物年龄结构,并进一步推断其物源及与秦岭造山带的盆山耦合过程。采自柳叶河盆地石炭系—二叠系含砾砂岩样品中的82颗碎屑锆石年龄可分为6组:260~542Ma、800~1100Ma、1320~1560Ma、1640~2250Ma、2300~2660Ma和2720~2870Ma。其中260~542Ma年龄段所占测点比例最大,占锆石总数的31%,其次为1640~2250Ma、2300~2660Ma和800~1100Ma年龄段。最老年龄值为2834±40Ma,最年轻者为264±5Ma。从碎屑锆石年龄结构对比及石炭纪地层交错层理推断,柳叶河盆地石炭系—二叠系物源区主要为当时的北秦岭山地。此外,碎屑锆石年龄结构对比表明,鄂尔多斯盆地南部与柳叶河原始盆地有相同的年龄谱特征,意味着它们具有同一物源区。北秦岭山地是在加里东造山作用后期影响下迅速隆升而形成的。其后,随着南侧勉略洋的打开,华北地台相对沉降及沿商丹带的走滑断陷使柳叶河盆地出现,仍旧处于隆升状态的北秦岭山地开始作为该盆地及其北侧鄂尔多斯盆地南部的主要物源区。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

通过对鄂尔多斯盆地西南部晚古生代山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结合周缘地层年龄结构和地质历史事件,进而追寻盆地沉积物物源,推断盆地与造山带的盆山耦合过程。研究表明105个岩浆成因的碎屑锆石可分为4个年龄组段:(1)260~340 Ma,占总数的21.9%,推断物源主要来自北秦岭和西秦岭构造带;(2)370~470 Ma,占总数的24.8%,反映物源主要来自北秦岭、西秦岭构造带和北祁连造山带;(3)1600~2000 Ma,占总数的32.4%,指示物源来自北秦岭造山带、北祁造山带和华北板块;(4)2300~2600 Ma,占总数的15.2%,物源分别来自华北板块基底结晶岩系、北祁连构造带、北秦岭构造带和西秦岭构造带。研究区总体上具有来自北秦岭造山带、西秦岭造山带、北祁连造山带、兴蒙造山带及华北板块基底五个物源区,其中兴蒙造山带、北秦岭造山带和北祁连造山带为主要物源区。古生代碎屑锆石年龄证实了鄂尔多斯盆地西南部奥陶纪被动大陆边缘形成,志留纪—泥盆纪转化为陆-陆碰撞造山带,石炭纪—二叠纪逐渐由造山带转化为沉积盆地。     

裂变径迹对豫西宜阳地区中新生代构造演化过程的约束

为了研究宜阳地区与鄂尔多斯盆地中新生代构造演化过程的时空关系,对宜阳地区开展了锆石、磷灰石裂变径迹测年分析。结果表明,锆石裂变径迹年龄为185±8 Ma,磷灰石裂变径迹年龄为49±3 Ma～41±3 Ma,结合前人资料,认为宜阳地区中新生代以来共经历了两期较大规模的构造改造,分别是晚三叠世—早侏罗世印支运动和始新世—渐新世喜马拉雅运动对本区的影响。这两期构造运动与鄂尔多斯三叠纪原型盆地萎缩及秦岭造山带快速造山均有很好的等时性,说明宜阳地区与鄂尔多斯盆地自中生代以来具有相似的构造背景。     

北秦岭地区三叠纪南召盆地演化及成因机制探讨

秦岭造山带作为中国中央造山带的重要组成部分,还原其复杂、漫长的演化历史始终是地质科学的研究焦点,也是亟待解决的关键科学问题。前人从构造地质学、变质岩石学等方面展开了丰富的讨论,但始终缺乏造山带内同沉积记录的精细研究。南召盆地作为北秦岭造山带唯一保存的三叠纪的地层,为研究秦岭造山带印支期的构造环境提供了最直接可靠的证据。因此本文基于精细的地质图分析,野外地质观察,利用盆地构造沉降和构造年代格架的分析方法,系统研究三叠纪南召盆地的沉积充填和沉降特征,总结出南召盆地的伸展裂陷沉积序列：底部砾岩向上迅速水体加深,形成以灰黑色页岩为主的深湖相,随后向上变为以黄褐色砂岩夹灰黑色泥岩为特征的湖泊三角洲—辫状河相;明确了快速—缓慢沉降的伸展型盆地沉降特征;厘定了南召地区的8个主要不整合面,其中,中-上三叠统太山庙组的底部为一个763～121.9 Ma的穿时不整合面;确定了南召盆地4期主要演化阶段。研究表明：南召盆地是一个伸展裂陷盆地,形成于加里东运动、印支运动共同作用产生的造山带复合基底之上,发育于印支期北秦岭造山带两次重要隆升事件之间,代表晚三叠世卡尼阶的北秦岭造山带构造活动的暂停。     

闽西南晚三叠世文宾山组碎屑锆石U-Pb年龄及地质意义

日益增多的资料表明中国东南沿海并不是后加里东地台,而是由不同地块拼贴而成。闽西南晚三叠世文宾山组具有类磨拉石沉积特征,其盆地沉积物碎屑锆石U-Pb年龄信息,可以为了解盆地源区组成及其变化及区域构造演变过程研究提供约束。闽西南晚三叠世文宾山组碎屑锆石形态学及U-Pb测年分析表明：(1)晚三叠世文宾山组物源复杂,其主要源区是闽西北隆起带;(2)闽西南晚三叠世具有大于2 500 Ma的太古宙的源区,华夏古陆可能存在太古宙陆核或东南沿海还存在另一古老基底;(3)980~1 190 Ma的碎屑锆石说明晚三叠世闽西南具有Grenville期物质来源,它们可能来自另外一个陆块,由于印支期古特提斯洋关闭与华夏地块拼接,并为晚三叠世盆地提供物源;(4)区内印支期岩浆岩带也是晚三叠世沉积的重要物源区。      

西秦岭两当地区太阳寺岩组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄：形成时代与源区特征

选取西秦岭两当地区太阳寺岩组的变质碎屑岩为研究对象,依据CL图像,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年方法,探讨两当地区太阳寺岩组的形成时代与物源。两当地区太阳寺岩组的锆石U-Pb年龄及与邻近地层的变质变形关系和时代对比表明,太阳寺岩组的沉积时代为426~420Ma,为晚志留世—末志留世。太阳寺岩组的碎屑锆石年龄谱可分为4组：500~420Ma、955~550Ma、1866~1227Ma和3039~2132Ma。早古生代年龄组呈现最强的烈峰值特征,峰值为438Ma,该组锆石物源以西秦岭北缘构造带为主;新元古代年龄组的碎屑锆石物源为西秦岭北缘构造带和北祁连造山带;中元古代和古元古代—新太古代年龄组的碎屑锆石物源主要来自于北祁连造山带和西秦岭北缘构造带基底岩系。综合分析认为,西秦岭北缘构造带为天水两当地区太阳寺岩组碎屑沉积物的主要源区。     

北秦岭二郎坪杂岩变沉积岩碎屑锆石年代学及其构造地质意义

碎屑锆石为沉积岩中最稳定的矿物,其年龄谱系不仅可限定沉积物的最大沉积年龄与物源性质,而且能够为探讨其形成构造环境提供关键约束。作为北秦岭构造带主要构造岩石地层单元之一,二郎坪杂岩由北、中、南三个构造岩片——北部碎屑岩片、中部蛇绿岩片和南部变碎屑岩片组成。本文对二郎坪杂岩南部变碎屑岩片中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测试研究,获得样品锆石谐和年龄值分布在500±7Ma~3894±5Ma之间,1个年龄高频集中区为0.9~1.0Ga,6个次要年龄集中区分别为500~600Ma、750~850Ma、1.35~1.48Ga、1.6~1.75Ga、2.6~2.7Ga和3.0~3.4Ga。研究结果表明:1)最小峰值年龄限定二郎坪杂岩南部碎屑岩片原岩的最大沉积时代为500Ma,结合西庄河花岗闪长岩侵入南部岩片的地质事实,南部岩片的形成时代应为早古生代寒武-奥陶纪(500~475Ma),明显早于中部蛇绿岩片中的火山岩的形成时代(463~475Ma);2)通过与邻区地质事件年龄谱峰及其锆石阴极发光图像特征的对比,二郎坪杂岩变碎屑岩原岩的物源分别主要来自南部秦岭杂岩中的早新元古代花岗岩和北部华北南缘熊耳群中元古代火山岩,其物源具有双源性,暗示其形成于与伸展作用相关的裂谷或弧后盆地构造背景,而二郎坪蛇绿岩片所代表的古洋盆可能正是在此基础上发育产生的;3)结合区域地质背景资料分析,二郎坪杂岩中的沉积碎屑岩片可能形成于商丹洋向北俯冲期间所产生的弧后伸展盆地构造环境;4)通过与宽坪岩群沉积岩中的碎屑锆石年龄数据的对比,揭示二者碎屑锆石具有相似的年龄谱峰,结合宽坪群变沉积岩中发现大量疑源类、几丁虫和虫颚等早-中奥陶世化石组合以及二郎坪杂岩蛇绿岩片中的火山岩夹层硅质岩中发现早-中奥陶世牙形石和放射虫的研究,分析认为二者沉积物的沉积时代相近,沉积物源几乎完全一致,暗示它们形成的构造环境可能具有一致性;5)二郎坪蛇绿岩片中的典型的与洋壳俯冲有成因联系的弧火山岩的形成时代(463~475Ma)明显迟后于区内高压-超高压岩石的峰期变质时代(514~484Ma)约20~30Myr,清楚地表明二郎坪洋壳拖曳秦岭杂岩发生陆壳俯冲-深俯冲作用的可能性不大;6)二郎坪杂岩南部碎屑岩片和宽坪岩群碎屑沉积物中碎屑锆石中最主要的年龄集中区(0.9~1.0Ga)的物源来自秦岭杂岩中的早新元古代花岗质岩石,而缺少秦岭杂岩中的早古生代岩浆岩和HP/UHP变质岩石锆石的年龄信息,明确指示二郎坪与宽坪盆地沉积时,秦岭杂岩重要组成的早新元古代花岗质岩石已出露于地表接受剥蚀,而秦岭杂岩中出露的HP/UHP岩石和早古生代岩浆岩未抬升出露地表,即秦岭杂岩现今出露的前早古生代陆壳物质不是整体而是部分经历了陆壳俯冲-深俯冲作用。     

东秦岭加里东期沉积-构造演化过程

前人基于北秦岭带广泛分布的与加里东期俯冲-碰撞相关的火山-岩浆-变质事件,认为秦岭加里东期造山运动仅仅局限于北秦岭带,中-南秦岭带由于"软碰撞"表现为泥盆系与下伏地层为连续或平行不整合接触关系,不存在加里东造山作用响应.通过对东秦岭地区中-南秦岭带出露的22条泥盆系与下伏地层接触关系剖面进行变形差异和间断缺失特征研究,且对不整合面之间"志留系红层"进行SHRIMP U-Pb年代学和沉积环境研究,结果显示东秦岭地区泥盆系与下伏褶皱基底地层（Pt₃-S₁）整体上呈区域性角度不整合接触（局部微角度不整合）,不整合面之间缺失地层南北存在明显差异,上下地层存在明显不同构造变形特征.而旬阳县关防-公馆一线不整合面之间"志留系红层"时代为中-晚志留世（S_2-3,＜435 Ma）,其为东秦岭加里东期造山运动形成的前陆盆地在南秦岭地区前缘沉积的响应.基于上述事实,证实不仅北秦岭受加里东期造山运动影响且中-南秦岭带也发生强烈褶皱造山作用,从而为更深入地探讨东秦岭加里东期造山及沉积响应演化过程提供依据.      

西秦岭两当地区太阳寺岩组碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄：形成时代与源区特征

选取西秦岭两当地区太阳寺岩组的变质碎屑岩为研究对象,依据CL图像,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年方法,探讨两当地区太阳寺岩组的形成时代与物源。两当地区太阳寺岩组的锆石U-Pb年龄及与邻近地层的变质变形关系和时代对比表明,太阳寺岩组的沉积时代为426～420Ma,为晚志留世—末志留世。太阳寺岩组的碎屑锆石年龄谱可分为4组：500～420Ma、955～550Ma、1866～1227Ma和3039～2132Ma。早古生代年龄组呈现最强的烈峰值特征,峰值为438Ma,该组锆石物源以西秦岭北缘构造带为主;新元古代年龄组的碎屑锆石物源为西秦岭北缘构造带和北祁连造山带;中元古代和古元古代—新太古代年龄组的碎屑锆石物源主要来自于北祁连造山带和西秦岭北缘构造带基底岩系。综合分析认为,西秦岭北缘构造带为天水两当地区太阳寺岩组碎屑沉积物的主要源区。     

秦岭造山带东段秦岭岩群的年代学和地球化学研究

对东秦岭地区的陕西省洛南县、宁陕县、长安县和河南省淅川县出露的四个秦岭岩群变质岩进行的岩石学和地球化学研究表明,样品主要由变质火山岩和变质沉积岩组成.详细的锆石U-Pb定年结果显示三个正变质岩均形成于新元古代早期(971～843Ma),而副变质岩中富集大量新元古代碎屑锆石,根据最年轻的谐和年龄(859Ma)和早古生代的变质年龄,推测其沉积时代为新元古代中晚期.因此,北秦岭南部的秦岭岩群的变质岩主要由新元古代早期的火成岩和新元古代中晚期的沉积岩组成.变质作用主要发生在加里东期,局部有燕山期的变质作用叠加.指示北秦岭的造山作用主要发生在早古生代.岩石地球化学研究还显示秦岭岩群的新元古代火山岩均形成于火山弧构造环境,沉积岩沉积于大陆弧-活动大陆边缘环境,指示秦岭造山带在新元古代早期是一个火山弧.秦岭岩群的火山岩和沉积岩在形成时代和构造环境方面与扬子克拉通西缘的特征非常相似,表明位于北秦岭造山带的秦岭岩群应归属于扬子克拉通陆块,是扬子北缘的一个大陆边缘弧.     

罗布泊第四纪湖盆物源与盆地构造演化特征：来自LDK01孔碎屑锆石U-Pb年龄证据

为揭示罗布泊盐湖第四系潜在物源区及凹陷阶段性演化过程,本文对罗布泊第一口钾盐科探深钻LDK01孔更新统不同深度样品进行碎屑锆石U-Pb微区定年分析。Th/U比值显示,钻孔碎屑锆石类型主要为岩浆锆石,少量为变质成因锆石。锆石年龄主要集中在209~240Ma、265~304Ma、320~385Ma、406~446Ma、705~880Ma及2376~2405Ma几个区间。综合分析潜在物源区的岩石属性和年龄构成,初步认为罗布泊地区前寒武纪年龄来自北部山前库鲁克塔格地区,加里东期碎屑锆石可能来源于阿尔金造山带和(或)南天山构造带。276Ma的峰值记录了塔里木盆地二叠纪大火成岩省事件,南天山最有可能为主导物源区。印支期和新生代碎屑锆石年龄暗示了北山地块和东天山,甚至较远的帕米尔-西昆仑山等地可能也提供了物源。凹陷周缘富钾岩体广泛出露,经风化、淋滤搬运至罗布泊,为凹陷第四纪成钾提供了有利的物质来源。塔里木盆地内部流域带来的碎屑组分是主要的物质来源,近源地区造山带岩体提供的物源有限。碎屑锆石年龄纵向变化特征显示,罗布泊北部地区在中更新世发生一次明显的构造抬升,可能是导致罗北凹地形成的重要原因。