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。     

南黄海NT1孔沉积物稀土元素组成与物源判别

为研究黄河、长江以及韩国河流输运的大陆物质对南黄海沉积的贡献,对南黄海中部泥质区NT1孔沉积物做了稀土元素分析和物源判别。研究发现,南黄海NT1孔沉积物物源主要为长江源和黄河源,NT1孔上部0—7．70m沉积物以长江源为主,中部7．70．16．60m和40．00～50．70m沉积物以黄河源为主,其间夹近24m厚的沉积物则以长江源为主,底部50．70～69．76m沉积物以长江源为主。结果表明,长江从晚更新世早期到现代对南黄海中部泥质区沉积起着主要作用,而黄河则在晚更新世晚期的早玉木冰期时已开始对南黄海陆架沉积作用有明显影响。     

南黄海NT2孔沉积物物源研究

用等离子体质谱法(ICP—MS)对苏北岸外南黄海陆架区NT2孔72个沉积物样品的稀土元素(REE)进行了分析,研究了中更新世中、晚期以来苏北岸外南黄海陆架区沉积物物源的变化。相关分析揭示NT2孔粒度和化学风化对REE组成影响较小。判别函数和稀土元素配分模式表明南黄海NT2孔沉积物物源主要为长江源和黄河源。 REE判别图解揭示NT2孔上部0~5.50 m和5.50~19.30 m沉积物以长江源为主,中部19.30~27.00 m沉积物以黄河源为主,27.00~54.60 m沉积物以长江源为主,下部54.60~70.31 m沉积物以黄河源为主。研究表明黄河在中更新世中晚期已开始对南黄海陆架沉积作用有明显影响,而长江从晚更新世早期到现代对南黄海陆架起着主要作用。     

库布齐沙漠碎屑锆石U-Pb年龄组成及其物源分析

库布齐沙漠的物源一直存在很大的争议,并存在周缘山脉侵蚀、就地起沙、黄河补给等诸多观点。碎屑锆石U-Pb年龄谱是物源示踪的有效手段。本研究在野外考察的基础上,通过对比沙漠不同地区地表沙及其潜在物源碎屑锆石的U-Pb年龄谱解析库布齐沙漠的物源。本研究采集了包括河套古湖的滨湖相细砂、沙漠底部基岩、黄河及其二级支流河道砂、沙丘表面沙等在内的9个样品,测试了其中900粒碎屑锆石的U-Pb年龄;同时还测定了2个古滨湖相样品的光释光年代。结果显示,库布齐沙漠碎屑锆石U-Pb年龄主要有5个谱峰,分别为2.5Ga、1.9Ga、960Ma、450Ma和280Ma,且在沙漠内部显示一定的空间分带性。其中3个沙漠沙样品显示了>1.4Ga的古老锆石组分从自西向东逐渐增加的现象（KD-1：34.4%;KD-3：42.4%;KD-8：56.8%）;同时, < 450Ma的年轻锆石存在自西向东逐渐减少的现象（KD-1：41.6%;KD-3：40.2%;KD-8：28.4%）,这可能反映了库布齐沙漠东部地区本地物质的贡献大,而库布齐沙漠西部地区黄河沉积物的贡献较大。湖盆干枯后经风化剥蚀产生的沙粒,以及黄河携带的泥沙为库布齐沙漠提供了主要物质,湖泊、河流和风力活动在沙漠形成过程中可能各自扮演了重要的角色。

     

碎屑锆石年代学在沉积物源研究中的应用及存在问题

近年来,碎屑锆石U-Pb定年技术的不断突破极大地促进了沉积盆地物源分析的发展,该方法被进一步应用于分析古地理环境、沉积盆地演化以及物源区剥蚀速率等。在广泛应用的同时,国际学者逐渐意识到诸多不确定因素可影响分析结果、导致偏差。在系统总结碎屑锆石年代学在沉积物源研究中值得关注的几个问题的基础上,分析结果认为:①采样过程中要注意采样间隔和水动力对锆石的分选作用;②实验过程中合理地选择U-Pb定年方法,根据特定科学问题选定待测锆石和确定分析数量;③物源对比过程中不应简单地将沉积岩的碎屑锆石年龄谱与周缘造山带结晶岩体（包括岩浆岩和变质岩）的年龄进行对比,还应关注较老沉积岩提供的再旋回锆石、不同源岩的锆石产出能力、剥蚀区适当的隆升时间及碎屑锆石的“滞后时间”等因素。     

莺歌海盆地黄流组二段碎屑锆石年龄与储层物源分析

莺歌海盆地位于昆嵩隆起和海南隆起之间的南海西北部海域,是发育在南海北部大陆架西区的新生代含油气盆地。黄流组二段作为优质的天然气储层,其物源特征一直是当前研究的重要课题。本文利用LA-ICP-MS定年技术对莺歌海盆地四个不同局部构造区的上中新统黄流组二段沉积岩中碎屑锆石进行了U-Pb同位素分析。结果显示,东方构造区(DF13)和海口构造区(HK29)年龄频谱相似,有40~34 Ma、154~139 Ma、245~241 Ma、416~394 Ma和2191~1772 Ma几个主要年龄峰或年龄区间,与区域上的几次构造事件密切相关。结合盆地周边区域地质特征,应用地震沉积学、重矿物和Sr-Nd同位素等资料,发现这两个构造区均以红河物源为主,但后者受盆地东侧海南隆起的物源影响较大。莲花构造区(L1X)年龄频谱相对简单,有247 Ma一个主要年龄峰,431 Ma、935 Ma和1851 Ma三个次要峰,缺少喜山期和燕山期锆石年龄,物源可能主要来自盆地西侧的昆嵩隆起;岭头构造区(LT11)有99 Ma和234 Ma两个主要年龄峰,157 Ma和939 Ma两个次要峰,其物源以海南隆起为主,同时有部分红河物源的加入。通过碎屑锆石年代学分析,对莺歌海盆地黄流组二段储层物源特征有了更清楚的认识,为今后莺歌海盆地天然气勘探提供重要的理论依据。     

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。     

青藏高原东北缘祁连山三叠系砂岩碎屑锆石U-Pb定年及其物源分析

三叠系沉积物广泛覆盖青藏高原东北缘,其中松潘—甘孜地区三叠系的沉积物得到了较系统的研究,但是青藏高原北缘的祁连山三叠系盆地的研究却较为缺乏。为了丰富相关研究和揭示区域构造演化的特点,通过古水流方向统计、砂岩中碎屑矿物统计和碎屑锆石U-Pb测年等方法对祁连山三叠纪盆地物源进行系统研究。结果表明,祁连山三叠系盆地的古流向主要有南东向、正南向、南西向,物源来自岩浆弧和大规模褶皱造山作用的混合区。祁连山三叠系砂岩中的碎屑锆石的年龄谱主要峰值集中在250~290 Ma、360~460 Ma、1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma这4个年龄段。通过对比分析华北板块、华南板块中和秦祁昆中央造山带中岩浆锆石年龄谱特征可知:1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma年龄段的锆石来自华北板块,360~460 Ma年龄段的锆石来自北祁连造山带,250~290 Ma年龄段的锆石来自东昆仑的火山岛弧。此外,600~1 000 Ma年龄段锆石很少,这些锆石来自扬子板块,表明在三叠纪扬子克拉通和华北克拉通发生碰撞形成了秦岭造山带,阻断了来自扬子克拉通的物源。     

江汉盆地河流碎屑锆石U-Pb年龄特征及其对物源研究的启示

江汉盆地位于扬子板块北部,是长江演化研究的关键地区.锆石是河流沉积物中常见的副矿物,其U-Pb年龄谱对比被广泛用于物源示踪研究,但在江汉盆地还未系统研究.本文利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)分别对江汉盆地12条流入河流进行了922颗碎屑锆石U-Pb年龄分析,结合多维判别图(MDS)和已报道的河流碎屑...     

新疆库鲁克塔格北部现代河流沉积物源分析：碎屑锆石U-Pb年代学的证据

古生代时期塔里木北缘是否为主动大陆边缘对于了解南天山洋俯冲方式及塔里木北缘地质演化具有极其重要的意义。本文对取自乌斯腾高勒河沟的69粒碎屑锆石进行阴极发光和LA-ICP-MSU-Pb定年,获得的50组U-Pb有效年龄数据表明:1)物源主要集中在库鲁克塔格北部379～466 Ma、651～817 Ma及1844～2122 Ma的岩石;2)碎屑锆石U-Pb有效年龄记录了至少3期构造热事件,其中,锆石年龄379～466 Ma的碎屑锆石表明,在古生代中期库鲁克塔格地区发育大规模岩浆作用,经对比研究发现,这些事件可能与该期南天山洋向南俯冲,塔里木北缘为主动大陆边缘有关,晚元古代的岩浆作用可能记录了罗迪尼亚超大陆裂解事件,早元古代变质锆石的存在可能与哥伦比亚超大陆有关。     

Geochemistry Characteristics of Sediment and Provenance Relations of Sediments in Core NT1 of the South Yellow Sea

The contribution of substance from Yellow River, Yangtze River, and Korean rivers to the sedimentation of Yellow Sea is studied through geochemical analysis and through characterization of the source of the substance about sediment from Core NT1 among the lutaceous area in Central South Yellow Sea. The research finds out that the sediment in Core NT1 mainly comes from Yangtze River and Yellow River, the sediment between 0-7.70 m in upper Core NT1 mainly belongs to Yangtze River source; the sediments between 7.70-16.60 m and 42.0-54.80 m in middle Core NT1 are mainly from Yellow River, the 26 m thick sediment interlayer in it mainly comes from Yangtze River; and the sediment between 54.80-69.76 m in the bottom of Core NT1 is mainly from Yangtze River. The results demonstrate that Yangtze River has been playing a main role in the lutaceous area in the Central South Yellow Sea since early Late Pleistocene, and Yellow River started to influence the continental sedimentation of Yellow Sea from early Warm Glaciation of late Late Pleistocene.     

南黄海表层沉积物的碎屑矿物、地球化学特征及物源分析

以南黄海中、西部表层沉积物的测试数据为基础,分析了表层沉积物的碎屑矿物组合特征、分布规律和能灵敏指示物源的CaCO₃、TiO₂、Cu、Sr和Ba的含量特征、分布规律,将这些特征分别与黄河和长江沉积物、黄土进行对比,探讨了南黄海中、西部的物质来源。南黄海西北部主要来源于现代黄河物质和山东半岛及邻近海域的侵蚀基岩;苏北黄河三角洲沉积物主要来源于全新世海侵期海水对古黄河沉积物的改造,其次为海水对基岩的侵蚀,现代黄河物质的影响较小;中部表现出多源性,沉积物部分来源于海侵期海水对海底基岩的侵蚀、改造、再沉积,部分来源于长江物质、黑潮物质及古黄河物质,长江物质影响大于古黄河物质;南部主要来源于长江物质。研究结果表明,现代黄河物质影响的范围小于长江物质;古黄河曾于晚更新世在苏北入海。     

Provenance analysis of the Upper Miocene turbidite sand-bodies in deep-sea basin of northern South China Sea

The International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 367/368 reported massive Upper Miocene deep-sea turbidite in the northern South China Sea basin. The Upper Miocene turbidite sand-bodies at Site U1500 were examined with detrital zircon U-Pb dating to conduct the source-to-sink analysis. This study shows that the U-Pb age spectrums of Site U1500 sample are similar to those detrital zircons from the Miocene Qiongdongnan Basin and the Pearl River Mouth Basin. Multidimensional scaling (MDS) plot also shows that the turbidite sand-bodies at Site U1500 are closely related to the sediments in the Pearl River Mouth Basin and Qiongdongnan Basin. It is likely that the thick deep-sea turbidite succession in the deep-water basin of northern South China Sea was formed by a mixed provenance pattern during the late Miocene. On the one hand, terrigenous sediments from the west of the South China Sea were transported along the Central Canyon to the eastern South China Sea deep-sea basin in the form of turbidity current. On the other hand, terrigenous sediments were also transported from the Pearl River through the slope canyon system to the northern South China Sea in the form of gravity flow . Those mixed sediments from two different source areas have collectively deposited at the deep-sea basin and thus, give rise to turbidite sequence of hundred meters. Provenance analysis of the thick turbidites sand-bodies in the deep-sea basin is of great significance to the profound understanding of the tectonic evolution, filling processes, provenance evolution, and the palaeogeographic characteristics of the Cenozoic basins of the South China Sea.     

南海北部深海盆地上中新统浊积砂体物源分析*

IODP367/368航次在南海北部深海盆地多个站位发现上中新统厚达数百米的大规模深海浊积岩。采用碎屑锆石U-Pb年龄谱系分析方法对U1500站上中新统浊积砂体进行源汇对比分析。研究结果表明U1500站上中新统浊积岩碎屑锆石年龄谱系与其西侧琼东南盆地和北侧珠江口盆地中新世沉积物特征类似。多维排列分析(MDS)结果也显示,该站位样品与珠江口盆地、琼东南盆地沉积物关系密切,表明南海北部深海盆地内厚达数百米的上中新统浊积砂体为南海北部物源和南海西部物源混合堆积形成。南海西部陆源输入物质以浊流搬运的方式,沿中央峡谷从西到东搬运至南海东部深海盆地;南海北部珠江物源以重力流的形式,经南海北部陆坡峡谷搬运至深海盆地中,两种来源的沉积物在深海盆地发生混合沉积,形成U1500站厚达数百米的浊积砂体。南海北部深海盆地厚层浊积砂体物质来源的准确识别,对深刻理解南海新生代盆地的构造演化、沉积物充填过程、物源演变以及古地理特征均具有重要意义。     

Detrital Zircon Geochronology and Provenance of Core Sediments in Zhoulao Town,Jianghan Plain,China

In our study,the U-Pb age spectrum of detrital zircons from terrigenous sediments is used to determine the sources.The Middle and Upper Reaches of the Yangtze River drain the western Yangtze craton and eastern Tibetan plateau,and take lots of sediments to the Jianghan (江汉) plain.Detrital zircons collected from Zhoulao (周老) core provide an ideal sample for the provenance studies.Here we report LA-ICP-MS U-Pb ages of 125 detrital zircons from one sand sample in the core sediments,which is recovered from a dep...     

北黄海盆地上侏罗统–下白垩统火山岩形成时代:锆石LA-ICP-MSU-Pb定年证据

北黄海盆地X钻井岩心揭示了中生界两套碎屑岩系:下部的暗色岩系和上部的红色岩系。暗色岩系底部和顶部存在两层火山岩。下层火山岩的岩石学鉴定为粗面英安岩,化学成分位于英安岩–流纹岩分区,靠近粗面英安岩分区。上层火山岩的岩石学鉴定为碎屑碎斑英安岩,化学成分位于英安岩分区。下层和上层火山岩锆石的阴极发光图像显示出自形–半自形柱状的晶形和韵律环带结构,下层粗面英安岩中22颗锆石的206Pb/238U年龄介于141~151 Ma之间,其加权平均年龄为145±2 Ma。上层碎屑碎斑英安岩中18颗锆石的206Pb/238U年龄介于139~149 Ma之间,其加权平均年龄为141±2 Ma。反映X井火山岩属于晚侏罗世晚期–早白垩世早期,因此这套暗色岩系应为晚侏罗世–早白垩世地层。对比山东半岛中生代岩浆作用的年代学和地球化学资料发现,北黄海盆地与胶莱盆地火成岩可能具有相同的动力学机制,形成于与俯冲有关的火山弧或弧后伸展环境背景。     

鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义

由于构造位置的特殊性和勘探开发工作的局限性,鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组6段的物源分析一直存在较大的分歧。本文选取鄂尔多斯盆地西南部里78井、庄33井、演40井以及汭水河地区上三叠统长6段砂岩为研究对象,运用LA-ICP-MS U-Pb方法对样品中的碎屑锆石进行了年代学研究。结果表明,4个样品都存在250~350 Ma、400~660 Ma、920~1200 Ma、1750~1950 Ma和2200~2600 Ma 5个基本相近的年龄区间,与之对应的峰值年龄主要集中在284~330 Ma、430~460 Ma、950~1000 Ma、1850~1915 Ma以及2250~2450Ma。通过与邻区碎屑锆石年龄分布特征对比并结合重矿物资料,对研究区长6段物源的方向、母岩时代及岩性进行了系统全面的分析,认为研究区物源具有多方向、多时期、多岩石类型的特点,主要来自于盆地西南缘、南缘分布的北秦岭西段、北祁连东段及西秦岭的加里东期岩浆岩、晋宁期岩体和位于盆地东北部的古元古代孔兹岩系,盆地西北缘阿拉善地块的华力西期岩浆岩、鄂尔多斯地块东南部的变质基底也提供了部分物源。这一研究结果将有助于进行原盆沉积环境的恢复和指导下一步油气勘探的部署。