华南地区二叠纪-三叠纪界线酸性火山灰的源区与规模

华南地区二叠纪-三叠纪之交(Permian-Triassic Boundary,简称PTB)火山灰与生物灭绝事件在地层层位上高度相关,可能是灭绝事件的触发因素之一,对其成因、来源和规模的研究具有重要科学意义。本研究在对广西来宾地区蓬莱滩剖面大隆组顶部凝灰质砂岩岩相学研究的基础上,通过碎屑锆石年代学、Hf同位素及微量元素的分析,结合华南地区PTB凝灰岩和火山粘土岩时空分布特征对其源区和规模进行讨论和限定。蓬莱滩剖面大隆组顶部2个凝灰质砂岩样品中81%的碎屑锆石U-Pb年龄集中在235±2.7Ma~258±4.8Ma之间,呈现出~252Ma的单一峰值;11%的锆石年龄为260±3.2Ma~276±3.6Ma;年龄为294±5.8Ma~561±6.9Ma的锆石6颗;元古宙锆石5颗,最老年龄为2063±13.4Ma。样品中晚二叠世碎屑锆石的Hf同位素表现出地壳来源特征,除一颗锆石值为+10.3外,其余均落在-16.5~-5.0之间,与华南PTB典型剖面基本一致。碎屑锆石U-Th-Hf-Nb微量元素特征显示其具有来源于大陆岩浆弧的属性。蓬莱滩剖面凝灰质砂岩中存在大量粒径0.5~2mm的晶屑,部分粒径甚至达到3mm,这些粗粒火山碎屑物暗示该剖面距离火山口源区较近。蓬莱滩剖面火山碎屑物的锆石U-Pb年龄和地层位置与华南PTB火山灰基本一致,并具有相似的锆石Hf同位素和微量元素特征,表明两者可能来自同一源区。在空间分布上,华南地区PTB附近的火山碎屑沉积岩和较粗的凝灰岩仅出现在华南的西南部,而华南北部主要分布粒度小于0.3mm的细粒火山灰,火山碎屑粒度由西南向东北逐渐减小的规律表明火山物质来源于华南西南缘。近年来,包括海南岛二叠纪花岗岩及桂西南酸性火山岩在内的众多证据表明华南板块西南缘存在一个二叠纪大陆岩浆弧。因此,本文提出华南PTB火山灰可能来源于华南板块西南缘古特提斯大陆岩浆弧。PTB火山灰仅分布在华南地区,在华北、西北等地区均未发现或报道同时期的火山灰,说明与这次俯冲作用相关的弧岩浆火山喷发规模有限,推测其不是触发全球性PTB生物灭绝事件的主要原因。     

扬子西缘荥经地区三叠纪碎屑物源分析

扬子西缘早三叠世处于伸展环境,而晚三叠世为前陆盆地。扬子西缘三叠系保存较好,是研究三叠纪构造转换物源响应方面的理想场所。本文根据重矿物电子探针和碎屑锆石测年,分析三叠系的物质来源,进而探讨与构造环境的对应关系。电气石探针结果显示,下三叠统主要源自贫锂花岗岩类伴生伟晶岩和细晶岩、变质板岩、变质砂岩、钙质硅酸盐岩和电气石石英岩,上三叠统主要来自贫锂花岗岩类伴生伟晶岩和细晶岩、贫钙变质板岩、变质砂岩和电气石石英岩,且自下三叠统至上三叠统变板岩和变砂岩的物源区比重逐渐增加;尖晶石显示,下三叠统砂岩主要来自大火成岩省、洋岛玄武岩和岛弧玄武岩类,上三叠统主要来自岛弧玄武岩类。碎屑锆石U-Pb测年结果表明,早三叠世碎屑锆石峰值为251~265 Ma、460~535 Ma和544~987 Ma,晚三叠世碎屑锆石峰值为228~251 Ma、255~387 Ma、429~523 Ma、573~954 Ma、1720~2004 Ma和和2453~2494 Ma。综合分析表明,下三叠统沉积物主要来自峨眉山玄武岩、康滇古陆,少量来自南秦岭造山带,而上三叠统的物源区主要为峨眉山玄武岩、康滇古陆、秦岭造山带和华北板块。三叠系物源的差异,主要与晚三叠世秦岭造山带与扬子板块碰撞有关。     

上扬子西缘晚二叠世宣威组凝灰岩： 对峨眉山大火成岩省火山活动及古特提斯弧火山作用的约束

扬子西缘二叠系—三叠系之交凝灰岩的研究对探讨峨眉山大火成岩省及古特提斯周缘岩浆弧火山活动的时限约束具有重要意义。本次工作在上扬子西缘永善地区晚二叠世宣威组中发现多层凝灰岩。对其底部和顶部凝灰岩进行LA- MC- ICP- MS锆石U- Pb测年和Hf同位素研究显示:底部凝灰岩加权平均年龄为258. 9±0. 7 Ma，锆石Th/Nb比值为2. 53~13. 05，εHf(t)值为3. 0~5. 0，TDM2为988~871 Ma；锆石微量元素、Hf同位素及二阶模式年龄显示其具有与峨眉山玄武岩相关的特征，为峨眉山大火成岩省后期产物。顶部凝灰岩加权平均年龄为254. 9±0. 6 Ma，锆石Th/Nb比值为36. 50~311. 85，εHf(t)值为-7. 4~-6. 9，TDM2为1573~1529 Ma；锆石微量元素、Hf同位素及二阶模式年龄特征表明其形成于宋马- 哀牢山- 金沙江构造带弧火山活动。研究表明:宣威组下部凝灰岩为峨眉山大火成岩省后期酸性火山活动的产物，研究区峨眉山火山活动至少持续到了258. 9±0. 7 Ma。古特提斯弧火山作用至少于254. 9±0. 6 Ma就已启动。     

塔里木柯坪地区二叠系沉积岩碎屑锆石U-Pb定年和Hf同位素特征及其对塔里木块体地质演化的限定

塔里木早二叠世大火成岩省是我国继峨眉山大火成岩省得到国际公认后的又一个重要的大火成岩省,对其中广泛出露的多层玄武质熔岩的夹层沉积岩中的锆石年代学和Hf同位素特征研究可以对塔里木早二叠世大火成岩省的岩浆演化以及之前的地质史方面的认识提供重要的信息。本文选取塔里木西北缘柯坪地区印干村大湾沟剖面玄武岩的夹层粉砂岩中3个不同层位的沉积岩样品,对其中碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成进行了较系统的研究。研究表明3个样品碎屑锆石U-Pb年龄中最年轻的一组年龄峰值介于284~291Ma之间,与前人对塔里木早二叠世大火成岩省大规模溢流玄武质岩浆事件相吻合。此外,还存在老于1.7Ga、0.9~1.0Ga和750~850Ma以及410~450Ma的几组年龄,可能分别对应于塔里木哥伦比亚超大陆聚合、罗迪尼亚超大陆的聚合和裂解以及志留系地层的剥蚀沉积等一系列地质事件的发生。对上述3个沉积岩样品中锆石Hf同位素成分分析得出其碎屑锆石源区成分复杂,主要源自塔里木前寒武纪基底、志留系地层和塔里木早二叠世大火成岩省岩浆事件。具有二叠纪年龄的锆石ε_Hf(t)值在-10~4之间,平均值为-4.8,Hf同位素亏损地幔模式年龄t_DM^Hf为 801~1363Ma,表明这些玄武质熔岩中沉积岩夹层的碎屑锆石应该来自古老的富集岩石圈地幔。通过对柯坪地区这些夹层沉积岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素成分研究,有助于对塔里木早二叠世大火成岩省岩浆演化的认识。     

扬子西缘荥经地区三叠纪碎屑物源分析

扬子西缘早三叠世处于伸展环境,而晚三叠世为前陆盆地。扬子西缘三叠系保存较好,是研究三叠纪构造转换物源响应方面的理想场所。本文根据重矿物电子探针和碎屑锆石测年,分析三叠系的物质来源,进而探讨与构造环境的对应关系。电气石探针结果显示,下三叠统主要源自贫锂花岗岩类伴生伟晶岩和细晶岩、变质板岩、变质砂岩、钙质硅酸盐岩和电气石石英岩,上三叠统主要来自贫锂花岗岩类伴生伟晶岩和细晶岩、贫钙变质板岩、变质砂岩和电气石石英岩,且自下三叠统至上三叠统变板岩和变砂岩的物源区比重逐渐增加;尖晶石显示,下三叠统砂岩主要来自大火成岩省、洋岛玄武岩和岛弧玄武岩类,上三叠统主要来自岛弧玄武岩类。碎屑锆石U-Pb测年结果表明,早三叠世碎屑锆石峰值为251～265 Ma、460～535 Ma和544～987 Ma,晚三叠世碎屑锆石峰值为228～251 Ma、255～387 Ma、429～523 Ma、573～954 Ma、1720～2004 Ma和和2453～2494 Ma。综合分析表明,下三叠统沉积物主要来自峨眉山玄武岩、康滇古陆,少量来自南秦岭造山带,而上三叠统的物源区主要为峨眉山玄武岩、康滇古陆、秦岭造山带和华北板块。三叠系物源的差异,主要与晚三叠世秦岭造山带与扬子板块碰撞有关。     

西秦岭舒家坝地区太阳寺岩组碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

为了探讨西秦岭舒家坝地区太阳寺岩组的物源特征及形成时代,本文选取该套地层中碎屑锆石作为研究对象,采用LA—ICP—MS锆石U—Pb同位素年代学方法,界定舒家坝地区太阳寺岩组的形成时代,并探讨其物质来源。结果表明,太阳寺岩组的沉积下限为(437±4)Ma,结合前人对周边地质体研究情况,其主体形成时代为志留纪。舒家坝地区太阳寺岩组碎屑锆石年龄谱明显分为4个年龄组段:(1)437~526Ma,峰值为458Ma,年龄较为集中,呈现最为强烈峰值特征,指示其物源可能来自于西秦岭北缘构造带和北祁连造山带;(2)601~978 Ma,可细分为601~651Ma、738~978Ma2个亚组,峰值分别为650Ma、814Ma,年龄也相对比较集中,这一时期受新元古代Rodinia超大陆汇聚和裂解的影响,在秦岭造山带和祁连造山带产生了一系列的构造岩浆活动,为研究区提供物源奠定了可能性;(3)1032~1245Ma,峰值为1092Ma,这组年龄反映其物源主要来自于北祁连造山带;(4)1668~2546Ma,该组可细分为1668~2019Ma、2304~2546Ma2个亚组,其峰值分别为1920Ma、2418Ma,反映了西秦岭北缘构造带和北祁连造山带二者的结晶基底以及华北板块结晶基底都存在为研究区提供物源的可能性。综合分析显示太阳寺岩组碎屑沉积物质来源比较复杂,具有明显的多元性,有西秦岭北缘构造带、北祁连造山带和华北板块基底3个物源区,其中西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为主要物源区,二者相比,北祁连造山带应为最主要物源区。     

鄂尔多斯盆地周缘地壳形成与演化历史:来自锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成的证据

锆石U-Pb定年及Hf同位素测定结果表明,鄂尔多斯盆地周缘的华北板块北缘、兴蒙造山系及扬子板块-秦岭-大别-苏鲁造山带等构造单元系统具有明显不同的形成与演化历史。华北板块北缘锆石年龄平均值为1 837 Ma,最强烈的岩浆活动出现于2 200~1 800 Ma,该期锆石约占全部的40%;次为强烈的岩浆活动在2 800~2 200 Ma,其众数在全部锆石中约占30%;1 500~1 200 Ma、500~100 Ma这两个阶段形成的锆石在全区所占比例各约为15%。华北板块北缘最突出的特征是基本不含1 000~700 Ma期间形成的锆石,>3 000 Ma的锆石在全区分布极为有限。锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄表明华北板块北缘平均值为2.55 Ga,较U-Pb平均年龄老,说明2 200~1 800 Ma期间形成的锆石含有较多的古老地壳再循环组分。Hf亏损地幔模式年龄最强峰值约为2.8 Ga,与全岩Nd亏损地幔模式年龄的峰值相一致,Hf模式年龄为3.0~2.25 Ga的颗粒占全部的近95%,证明华北板块北缘的地壳增生主要在太古宙至古元古代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄>3.0 Ga的锆石颗粒所占比例不到0.1%,另外近5%锆石的模式年龄分布于中元古代。晚古生代-中生代所形成的锆石均是先存地壳组分,尤其是中元古代增生地壳的熔融作用形成。兴蒙造山系中锆石U-Pb年龄平均值为497 Ma,最强峰分布于石炭纪(约320 Ma),石炭纪-二叠纪末(350~250 Ma)形成的锆石所占比例达30%以上。新元古代至早古生代(600~440 Ma)形成的锆石占全部锆石的55%以上,而中元古代末-新元古代期间(1 200~600 Ma)形成的锆石在全区仅占4%。中元古代以前形成的锆石非常有限,说明该区最早形成的地壳组分在兴蒙造山系的形成过程中较充分地参与到后期的岩浆作用过程中。兴蒙造山系中锆石相应的Hf同位素亏损地幔模式年龄平均为1.13 Ga,明显较相应的U-Pb年龄老,最强峰值出现于约0.6 Ga。Hf亏损地幔模式年龄为0.7~0.28 Ga的颗粒在兴蒙造山系所占比例达57%,证明该区最强烈的地壳增生发生于新元古代至古生代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄分布于1.5~0.7 Ga的锆石在全区约占38%,说明此期间也是该区地壳较强烈的增生期。Hf亏损地幔模式年龄大于1.5 Ga的锆石所占比例不到5%,古生代以后兴蒙造山系也基本没有明显的地壳增生。扬子与秦岭-大别-苏鲁造山带构造单元中的锆石U-Pb年龄平均为799 Ma,年龄为1 300~750 Ma的锆石在全部锆石中约占70%。晚古生代-燕山期形成的锆石约占20%。年龄在3 500~2 650 Ma、2 118~1 680 Ma的锆石在该区各约占5%。结合扬子与秦岭-大别-苏鲁造山带平均为1.56 Ga的Nd亏损地幔模式年龄特征,说明1 300~750 Ma期间该区较强烈的岩浆作用事件中有较多的古老地壳组分加入其中。锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成均说明鄂尔多斯盆地周缘各构造单元具有不同的形成演化历史。地壳是幕式增长的,但各构造单元每幕发生的时间、强度存在明显差别。因此,由盆地中不同时代地层中碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成及全岩Nd同位素特征的系统研究可反演盆地物源供给与周围构造单元之间的关系。     

华北克拉通东部及苏鲁造山带的地壳生长: 来自现代河流碎屑锆石的U-Pb定年和Hf同位素证据

来自年轻沉积物或现代河流的碎屑锆石是研究大陆地壳生长演化的理想载体.为揭示华北克拉通东部和苏鲁造山带大陆地壳的生长演化, 采集了中国东部大清河、潮白河、辽河、大沽河和胶莱河的5个地方的河沙样品, 并对分选出来的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS和MC-LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素微区原位分析, 获得了396个锆石U-Pb谐和年龄及其对应的Hf同位素组成.2.4~2.5 Ga和1.8~1.9 Ga两个年龄特征峰指示大清河、潮白河和辽河的碎屑锆石来源于华北克拉通东部.辽河一部分100~500 Ma的锆石具有正的ε_Hf(t)值和年轻的Hf模式年龄, 显示出显生宙的地壳生长.苏鲁造山带大沽河和胶莱河的碎屑锆石U-Pb年龄分布相对比较复杂, 但锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征表明其为华北克拉通和扬子克拉通的混合来源.来自大清河、潮白河和辽河的锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据, 表明华北克拉通东部地壳生长的主要时期为2.4~3.0 Ga, 并在2.6~2.7 Ga时处于生长的最高峰, 次一级的生长期为1.3~2.3 Ga, 而在其他阶段几乎没有地壳的生长或者不明显.华北克拉通东部现存大陆地壳的80%来源于太古代和古元古代的生长, 而自古元古代开始大陆地壳的演化就以古老地壳的重熔再改造为主.此外, 大沽河碎屑锆石的Hf同位素组成揭示出苏鲁造山带在古生代(300~500 Ma)存在明显的地壳生长.      

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。     

长江现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成与物源示踪研究

为研究长江沉积物物质来源,对长江流域24个现代沉积物样品进行碎屑锆石U-Pb年龄测试,并对10个样品做Hf同位素分析,结果表明:长江河流沉积物的碎屑锆石多为岩浆成因.碎屑锆石U-Pb年龄主要有6组峰:2.4 ～2.6Ga,1.8 ～2.0Ga,700 ～ 1000Ma,400 ～ 550Ma,200～300Ma和＜65Ma,其中200～300Ma和700 ～1000Ma为主要的两组峰.锆石U-Pb年龄谱系可区分出长江4个区段,即金沙江段、川江段、长江中游段和下游段,与地理分段相吻合.结合Hf同位素研究,可认为长江流域沉积物中生代-新生代的锆石主要来自松潘-甘孜褶皱带和秦岭造山带;古生代的锆石多来自秦岭造山带;元古代-太古代的锆石则多来自扬子克拉通、华夏地块和大别造山带.     

松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统物源及构造抬升:碎屑锆石年代学和Hf同位素证据

碎屑锆石年代学不但能够限定地层沉积开始的最大时限,还能为示踪沉积物源区提供关键信息。中国西南部的松潘-甘孜褶皱带广泛出露一套巨厚的三叠纪复理石沉积,其物源区和可能存在的同期抬升与剥蚀历史并未得到很好约束。本文获得的松潘-甘孜褶皱带南部雅江地区上三叠统四套地层（由老至新分别为侏倭组、新都桥组、两河口组和雅江组）5件砂岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素数据表明,最年轻锆石年龄指示侏倭组从~229Ma后开始沉积,新都桥组则从~223Ma后开始沉积。碎屑锆石年龄频谱图显示四套地层都具有中奥陶世-早泥盆世（465~398Ma）和中二叠世-晚三叠世（271~225Ma）的年龄峰。除两河口组外的其他三套地层还具有较强的古元古代（1.90~1.86Ga）和新元古代（872~712Ma）的年龄峰。锆石Hf同位素显示松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统小于300Ma的锆石颗粒主要来自峨眉山大火成岩省和义敦岩浆弧。本文物源区示踪结果表明,华南板块和义敦地体可能为松潘-甘孜褶皱带南部地层的主要物源区。晚三叠世由于周缘地体的强烈汇聚,松潘-甘孜褶皱带在小于~18Myr的时间内经历了快速的隆升和剥蚀作用,剥蚀产生的碎屑物质被搬运至四川盆地的西缘再沉积。     

渝北温泉镇地区三叠系“绿豆岩”特征及其地质意义

华南地区三叠系广泛分布蚀变火山灰(俗称“绿豆岩”)。对渝北温泉镇地区平洪村剖面与谢家槽剖面的“绿豆岩”进行矿物学、全岩地球化学和锆石U-Pb测年及地球化学分析。X射线衍射分析表明,矿物组成均以石英和碱性长石为主,此外还含有伊利石、蒙脱石等黏土矿物。锆石岩相学、Th/U比值及锆石REE配分模式都显示典型的岩浆成因锆石特征,但样品和锆石的地球化学特征明显不同。锆石U-Pb测年结果揭示平洪村样品的形成年龄为(247.2±0.59) Ma(MSWD=2.3,n=30),与早、中三叠世的界线年龄(247.2 Ma)高度吻合,其锆石地球化学特征显示板内成因,推测是在峨眉山大火成岩省主要活动期之后板内火山活动过程中形成的。谢家槽剖面样品年龄为(225.9±1.4) Ma(MSWD=1.6,n=29),锆石地球化学特征显示岩浆弧成因,结合区域地质演化特征分析,特别是研究区北部(华北南缘)同时期火山灰的发现,认为谢家槽剖面“绿豆岩”很可能是勉略洋闭合过程中的产物。     

右江盆地上二叠统-中三叠统凝灰岩年龄及其地质意义

右江盆地上二叠统-中三叠统地层中常含有多层凝灰岩, 对采自广西河池九圩及田林利周罗楼组和百逢组底部的4件凝灰岩样品进行锆石原位LA-ICPMS方法U-Pb同位素定年, 结果显示凝灰岩的形成年龄分别为252.8±1.8 Ma、253.0±2.4 Ma、247.2±1.5 Ma和239.3±2.7 Ma, 指示晚二叠世末期到中三叠世Bithynian期华南地块西南缘存在多期火山活动, 其可能与华南西南缘陆块的裂解与汇聚有关.凝灰岩中继承或捕虏锆石年龄(260~270 Ma)记录了中晚二叠世峨眉山大火成岩省岩浆活动或华南西南缘岛弧火山活动事件.凝灰岩的岩相学研究表明, 中三叠世特别是Bithynian期之后右江盆地由伸展型向挤压型转换, 盆地进入快速坳陷期.      

南秦岭佛坪泥盆纪砂岩锆石U-Pb 定年及Hf 同位素分析：对物质源区和构造环境的制约

泥盆纪地层广泛分布于南秦岭地区,为揭示南秦岭地质演化过程提供了重要的信息。目前,对于南秦岭泥盆纪沉积物源、构造环境存在争议,相关泥盆纪物质源区地壳生长仍旧缺乏深入讨论。本文通过对采自南秦岭佛坪地区泥盆纪砂岩碎屑锆石U-Pb 年代学研究揭示,样品中锆石年龄主要分布于500～400 Ma 和1 300～700 Ma,少量为～1.85 Ga、～2.5 Ga和～2.7 Ga。这些碎屑锆石U-Pb 年龄和相应Hf同位素数据表明,该时期碎屑物质主要来自于南、北秦岭和华北板块南缘,缺少来自扬子板块北缘的物源供给。综合已发表的刘岭群碎屑锆石Hf同位素数据,我们识别出南秦岭泥盆纪物质源区存在3 期地壳生长事件,并且分别对应于北秦岭早古生代（500～407 Ma）弧岩浆岩事件、华北板块南缘新太古末期-古元古代早期（～2.5 Ga）和新太古代中期（～2.7 Ga）的岩浆事件。结合累积曲线分布特征和前人研究成果,我们认为刘岭群该时期为前陆盆地沉积环境。     

南秦岭佛坪地区地层格架与物源分析:变质沉积岩中碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年提供的制约

南秦岭佛坪地区位于东西秦岭交汇部位,以前寒武纪基底穹状隆升为主要特征,因其特殊的构造位置和变质变形特征而受到广泛关注。为了更好地揭示南秦岭构造带的性质及其在秦岭造山带构造演化中的作用,本文对佛坪地区的前寒武纪基底和沉积盖层进行了系统的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。佛坪穹隆核部前寒武纪基底中碎屑锆石主要年龄峰值为600~820Ma、2021Ma和2467Ma,其中3个样品给出最年轻的年龄区间约为615~728Ma,沉积时代不早于新元古代,另外1个样品给出的最年轻的年龄峰值为1113Ma,沉积时代不早于中元古代,否定了关于认为其为太古代或古元古代的变质结晶基底的认识,其碎屑物质可能来源于南秦岭构造带和扬子陆块北缘。佛坪穹隆上覆盖层和外围南侧盖层给出了相似的年龄图谱,主要年龄峰值为410～450Ma、650～880Ma和910～950Ma,其中最年轻的年龄区间为344～416Ma,表明其沉积时代晚于泥盆纪,碎屑物质来源为北秦岭构造带和南秦岭构造带。上述研究结果表明,南秦岭构造带(前寒武纪基底)于新元古代已增生为扬子陆块北缘的重要组成部分,于晚古生代(泥盆纪)紧邻华北-北秦岭构造带南缘,并共同为南秦岭大面积的泥盆纪盆地提供碎屑物质。     

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。     

Late Permian–Triassic siliciclastic provenance,palaeogeography, and crustal growth of the Songpan terrane,eastern Tibetan Plateau: evidence from U–Pb ages,trace elements,and Hf isotopes of detrital zircons

In order to constrain the detrital provenance of the siliciclastic rocks, palaeogeographic variations, and crustal growth history of central China, we carried out simultaneously in situ U–Pb dating and trace element and Hf isotope analyses on 368 detrital zircons obtained from upper Permian–Triassic sandstones of the Songpan terrane, eastern Tibetan Plateau. Two groups of detrital zircons, i.e. magmatic and metamorphic in origin, have been identified based on cathodoluminescence images, zircon Ti-temperatures, and Th/U ratios. Our data suggest that the derivation of siliciclastic rocks in the Songpan terrane was mainly from the Qinling, Qilian, and Kunlun orogens, whereas the Yangtze and North China Cratons served as minor source areas during late Permian–Triassic times. The detrital zircons from Middle–Late Triassic siliciclastic rocks exhibit wide age spectra with two dominant populations of 230–600 Ma and >1600 Ma, peaking at ~1.8–1.9 Ga and ~2.4–2.5 Ga, suggestive of a derivation from the Qinling, Qilian, and Kunlun orogens and the Yangtze Craton being the minor source area. The proportions of detrital zircon populations from the northern Qinling, Qilian, and Kunlun orogens distinctly decreased during Middle–Late Triassic time, demonstrating that the initial uplift of the western Qinling occurred then and it could have blocked most of the detritus from the Qilian–northern Qinling orogens and North China Cratons into the main Songpan–Ganzi depositional basin. The relatively detrital zircon proportions of the Yangtze Craton source decreased during Early-Middle Late Triassic time, indicating that the Longmenshan orogen was probably being elevated, since the early Late Triassic and gradually formed a barrier between the Yangtze Craton and the Songpan terrane. In addition, our Lu–Hf isotopic results also reveal that the Phanerozoic magmatic rocks in central China had been the primary products of crustal reworking with insignificant formation of a juvenile crust.     

赣南地区寒武纪高滩组碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及地质意义

寒武纪高滩组广泛分布于赣南武功山-雩山地区,主体为一套浅变质砂岩夹板岩的复理石建造。为分析其物源,并对源区地壳生长和构造演化提供约束,本文对采自高滩组的变长石石英杂砂岩进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。锆石U-Pb年龄数据显示2 500 Ma、1 100~900 Ma和900~700 Ma 3个主要年龄峰值。2 500 Ma的年龄峰值代表了新太古代末期—古元古代的古陆核生长事件。1 100~900 Ma和900~700 Ma两个峰最显著,表明Rodinia超大陆聚合裂解在华南地区的响应,为该区寒武纪地层提供了主要物源。此外,3 003 Ma锆石年龄的捕获说明,华夏地块可能存在太古宙地壳基底。Hf同位素数据表明,源区锆石结晶多为古老地壳组分部分熔融产生的岩浆。结合锆石年龄数据分析认为,华南地区存在强烈的新元古代岩浆活动,该时期岩浆活动主要是古老地壳物质的再循环。     

扬子陆块三峡地区莲沱组砂岩中碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

对扬子陆块三峡地区黄牛岩剖面莲沱组顶部砂岩中的120颗碎屑锆石进行了U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析.结果显示,黄牛岩剖面莲沱组中碎屑锆石的年龄谱具有~880~800 Ma、~2 000 Ma、~2 500 Ma及~2 700 Ma的峰值,其中最年轻的碎屑锆石年龄为724±8 Ma.结合前人对该地区莲沱组顶部凝灰岩开展的年代学工作,将莲沱组顶部砂岩沉积时代限定为724~714 Ma.莲沱组砂岩沉积时间与其中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄接近,反映了其源区地壳物质的快速再循环.碎屑锆石Hf同位素两阶段模式年龄(T_DM2)集中在~3.7~3.1 Ga、~2.5~2.0 Ga和~1.3~1.0 Ga,反映其物源区存在古-中太古代、古元古代以及中元古代末期的初生地壳生长.对比近年来三峡地区不同剖面莲沱组砂岩中已报道的碎屑锆石年龄和Hf同位素数据,黄牛岩剖面的莲沱组碎屑锆石年龄和Hf同位素组成与之以北的王丰岗剖面均存在明显差异,说明莲沱组沉积期两者的陆源物质供给区有较大差别.      

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。