鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过LA-ICP-MS碎屑锆石的U-Pb测年和U、Th元素含量分析,结合邻区年龄数据和岩性特征,对鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界山西组1段和下石盒子组8段砂岩进行了同位素定年物源示踪研究。研究揭示,盒8段和山1段源区母岩形成年龄属于太古代、古元古代、中元古代、晚古生代,分别与华北块体的形成、增生和克拉通化相关,是华北克拉通演化多阶段地质事件作用下的产物。沉积物源区主要为华北克拉通内部或盆地北缘,物源主要来自华北地台东部的早太古代基底古老变质岩系和新太古代的变质岩系、乌拉山和东部集宁地区的新太古代晚期的片麻状花岗岩、早元古代早期的古老的TTG片麻岩及麻粒岩和早元古代晚期的孔兹岩带,此外,阴山地块390～310 Ma岩浆岩也是重要物源之一。该项成果不仅查明了乌审旗地区上古生界山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石年龄与华北克拉通地质事件在时间上的对应关系,指明了年龄区间碎屑物质成分来源的归属性,而且对研究区可能存在的华北克拉通地质事件首次从岩性上提供了重要信息。     

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。     

鄂尔多斯盆地西南缘二叠系上石盒子组碎屑锆石U-Pb年龄与地质意义

运用碎屑锆石LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,结合碎屑锆石矿物特征、阴极发光图像和年龄谱分布特征,对鄂尔多斯盆地西南缘麟游地区二叠系上石盒子砂岩进行了碎屑物源分析。结果表明:碎屑锆石U-Pb年龄分布主要包含3组峰值年龄:1864 Ma、2500 Ma和441 Ma,另外具有一颗3.3 Ga古老的碎屑锆石年龄及一组次级年轻年龄组299~363 Ma。1864 Ma和2500 Ma两组峰值的锆石颗粒约占总体的82.2%,表明二叠纪末上石盒子期华北克拉通为鄂尔多斯盆地西南缘提供主要物源,3.3 Ga年龄的存在也指示其来源于华北克拉通;441 Ma峰值的锆石颗粒约占总数的10.4%,指示其可能来自秦岭-祁连造山带,由于缺少800~1000 Ma的新元古代年龄,表明秦-祁造山带在上石盒子期抬升及剥蚀程度较低;299~363 Ma年龄组指示其可能来源于华北克拉通北缘的兴-蒙造山带岩浆弧。     

鄂尔多斯盆地南部二叠系砂岩碎屑锆石年代学特征及地质意义

陆源碎屑岩物质来源及变化与沉积盆地及构造演化密切相关。通过对鄂尔多斯盆地南部铜川地区晚古生代二叠系山西组、石盒子组及石千峰组砂岩样品岩石薄片鉴定、定量矿物学分析以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,结合古流向特征,对物源进行了追溯,并讨论了盆地南部二叠系的构造—沉积过程。研究结果表明,早二叠世山西组碎屑锆石年龄具364 Ma、450 Ma、946Ma和2 446 Ma四个主要峰值;中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294 Ma、1 963.4 Ma和2 499 Ma三个主要峰值;晚二叠世石千峰组碎屑锆石年龄主要峰值出现在1 876.5 Ma,缺乏北秦岭造山带的新元古代和早古生代碎屑锆石记录。分析认为山西组主要物源区为北秦岭造山带,次要物源区为华北南缘构造带;石盒子组物源由北秦岭造山带、华北板块南缘构造带和内蒙古隆起西段共同提供;石千峰组物源区为华北南缘构造带。早二叠世山西期,华北南缘隆起幅度较低,不影响北秦岭造山带供源。石盒子期,勉略洋由被动拉张转换为主动挤压,秦岭造山带处于持续隆升状态,并造成了华北南缘构造带的不断抬升。石千峰期华北南缘强烈隆升,在为铜川地区提供物源的同时也阻挡了北秦岭造山带...     

鄂尔多斯盆地南部下白垩统宜君组碎屑锆石U-Pb年龄及物源意义

早白垩世为中生代鄂尔多斯盆地演化的最晚阶段,构造环境与沉积物源体系发生了明显的改变,对盆地演化及多能源矿藏（产）赋存具有重要影响。以鄂尔多斯盆地南部下白垩统宜君组为主要研究对象,利用碎屑锆石定年方法,结合周邻地质体锆石U-Pb年龄谱峰及构造演化特征,示踪了宜君组沉积物质来源并探讨了其地质意义。结果表明,宜君组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要集中分布于早中生代（195～250 Ma）和早古生代（400～500 Ma）时期,峰值年龄分别为218 Ma和450 Ma,与今北秦岭地区广泛出露岩体的时代具明显的时空一致性,而元古宙—太古宙锆石年龄不但数量少且较为分散。经区域对比,指出宜君组物源主要来自秦岭造山带,秦岭造山带早中生代岩体侵位后,最晚在早白垩世初已抬升剥露至地表,并开始向盆地南部提供大量物源。本研究在一定程度上间接约束了秦岭晚中生代隆升剥露及渭北隆起发育的时限,对明确盆地南部中生代砂岩型铀矿铀源及成矿分布具有一定的指示意义。     

鄂尔多斯盆地西北缘奥陶纪凝灰岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

鄂尔多斯盆地西缘北段奥陶纪剖面中出露有火山凝灰岩夹层,它们是火山喷发的凝灰物质沉积的产物,其研究对于鄂尔多斯盆地奥陶纪年代地层格架的厘定和构造背景的确定有重要意义。本文报道了鄂尔多斯盆地西缘北段乌海地区哈图克沟剖面乌拉力克组顶部火山凝灰岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征。锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为454.9±3.4Ma,SHRIMP U-Pb年龄为456.4±4.2Ma,结合古生物地层学,将乌拉力克组的沉积时代厘定为中奥陶世达瑞威尔阶晚期—晚奥陶世桑比阶。锆石原位微区Hf同位素εHf(t)=+4.02~+10.98,n(176Hf)/n(177Hf)值变化范围为0.282 619~0.282 963之间,二阶段模式年龄变化范围为729~1178Ma。根据凝灰岩与研究区周缘造山带的锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征对比判断火山凝灰岩物质应主要来自于其西南方向的北祁连造山带和/或北秦岭造山带。鄂尔多斯盆地西缘和南缘广泛分布的火山凝灰岩具有一致的就位时间和物源,表明盆地西缘和南缘都受到了中—晚奥陶世北祁连和/或北秦岭洋壳俯冲引起的火山弧喷发的影响。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段凝灰岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源层中广泛分布了薄层和纹层状凝灰岩,凝灰岩中锆石U-Pb同位素年代学研究表明,长7段凝灰岩结晶年龄为234Ma左右。对比勉略缝合带、南秦岭的花岗岩的年龄,三叠系延长组凝灰岩应该形成于俯冲阶段。锆石的Hf同位素分析表明延长组长7段凝灰岩主要来自地壳岩石部分熔融,并且有一定的地幔物质加入。Hf同位素二阶段模式年龄大部分集中在1.1~1.3Ga,其中以1.2Ga为主峰,表明延长组凝灰岩主要来自元古代增生的地壳物质,在物质组成和时代上可能类似于南秦岭基底中的耀岭河群基性火山岩和郧西群酸性的混合。     

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。     

桂东南水汶盆地白垩系大坡组碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

为讨论桂东南地区水汶盆地大坡组的物质来源和盆地属性,对大坡组红色砂岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。大坡组红色砂岩(样品NPM30)的碎屑颗粒呈棱角状、次棱角状,磨圆度较差,分选性中等,显示近源沉积的特征。碎屑锆石亦呈现自形程度较好的CL图像,其U-Pb年龄介于2781～105 Ma之间。碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于180～145 Ma、270～200 Ma、480～390 Ma,少数介于570～540 Ma、780～720 Ma、1000～820 Ma、1300～1000 Ma、2000～1400 Ma和2800～2300 Ma。物源分析表明大坡组碎屑物质主体来自于云开地区燕山早期、华力西—印支期和加里东期岩浆岩,少量来自于扬子东南缘新元古代岩浆事件和华夏陆块格林威尔期和新太古代物质。大坡组碎屑锆石主体来自于沉积成岩之前的岩浆活动,与地层沉积时代一致的碎屑锆石含量极少;结合区域构造演化历史,判定水汶盆地为白垩纪伸展构造背景下的断陷拉分盆地。     

鄂尔多斯盆地西南缘崆峒山组砾岩中的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其构造意义

甘肃省平凉崆峒山地区是崆峒山组地层命名所在地,该套地层主要由大套红色砾岩层组成,通常称为崆峒山组砾岩。长期以来,对崆峒山组砾岩的成因、形成时代和物源存在争议。本文选取崆峒山组砾岩层中的3块砾石为研究对象,运用LA-ICP-MS方法对砾石样品中的碎屑锆石进行了年代学研究。结果表明,崆峒山组砾岩碎屑锆石年龄谱可分为380~479Ma、561~1198Ma、1285~1982Ma、2319~2612Ma和2714~2764Ma共5个年龄区间。依据崆峒山组砾岩碎屑锆石年龄谱分布特征,以及前人研究成果,认为崆峒山组砾岩的主要物源来源于秦祁造山带,少量来源于阿拉善地块和鄂尔多斯地块。崆峒山组砾岩的沉积时代为中三叠世至晚三叠世,崆峒山组砾岩是秦祁造山带造山过程的沉积响应,而非板内造山带的产物。     

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。     

鄂尔多斯盆地北部中生代中晚期地层碎屑锆石U-Pb定年与物源示踪

本文采用LA-ICP-MS碎屑锆石原位微区测年方法,对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区中侏罗统直罗组和下白垩统志丹群进行了砂岩碎屑锆石U-Pb年龄分布及其变化特征研究,统计和对比了前人对该区周缘岩体的同位素年代学结果,结合区域构造背景,系统地研究了盆地北部直罗组及志丹群地层物源及其演变。结果表明:(1)4个直罗组样品和2个志丹群样品锆石年龄总体呈现出270~280Ma、320~340Ma、1800~2000Ma、2300~2500Ma 4个峰值年龄段,在志丹群样品中出现有少量230~240Ma锆石年龄;(2)杭锦旗地区上述砂岩的物源主要来自阴山、大青山—乌拉山的片麻岩、麻粒岩、孔兹岩以及形成于海西期的中酸性侵入岩,同时也有狼山地区岩体、集宁地区孔兹岩的一部分贡献;(3)1800~2000Ma、2300~2500Ma峰值年龄均为华北克拉通基底构造热事件的反映,270~280Ma、320~340Ma两个峰值年龄可能记录了早石炭世—中二叠世古亚洲洋向华北板块北缘的两次快速俯冲事件;(4)下白垩统志丹群样品中出现的230~240Ma的锆石,指示晚侏罗世的燕山运动在盆地北缘引起的强烈逆冲推覆造山作用使得印支期侵入岩被抬升至地表并遭受剥蚀,从而为研究区地层进一步增加了来自蚀源区印支期侵入岩的物源;(5)与中侏罗统直罗组样品相比,下白垩统志丹群样品在2300~2500Ma峰值测点所占比例明显增加,这可能是由于早白垩世时期盆地北部沉积边界较中侏罗世相对扩展,使来自阴山的物源比例增加。     

鄂尔多斯盆地西南缘下-中侏罗统碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

改造盆地主要发育时期原始沉积边界的厘定具有重要的油气地质和区域构造意义。物源分析是厘定盆地原始沉积边界的重要内容和有效手段。对鄂尔多斯盆地西南缘邻区下-中侏罗统砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄谱的研究,为厘定盆地西南沉积边界提供了新的依据。盆地西南缘六盘山地区上流水和炭山剖面的下-中侏罗统延安组砂岩碎屑锆石年龄谱较为相似,而与靖远地区红会四矿剖面同期地层的碎屑锆石年龄谱相差较大。将这三区碎屑锆石的年龄谱与周邻构造单元结晶岩体的年龄对比表明,早-中侏罗世期间靖远地区沉积物来源于西南侧的祁连造山带,而六盘山地区沉积物来源于西北侧阿拉善地块和北侧的华北克拉通北缘。对物源、地层厚度、岩性、煤层特征等差异的综合研究认为,这两个地区在早-中侏罗世期间属不同沉积域,鄂尔多斯盆地的西南沉积边界为海原断裂带。     

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...     

东昆中构造带沟里地区浅变质地层碎屑锆石UPb年龄及其地质意义

东昆中构造带具有复杂的物质组成与结构构造,其中沟里地区出露的原划石炭系浅变质沉积地层是东昆中蛇绿构造混杂岩基质岩系的重要组成部分,其形成时代和属性研究对东昆中构造带研究具有重要意义。运用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析方法,对浅变质沉积地层变砂岩碎屑锆石进行详细研究,结果显示,碎屑锆石年龄谱可分为4组：①加里东期（499~565Ma）。②新元古代中期至早期（693~969Ma）。③古元古代晚期-中元古代中期（1 254~1 967Ma）。④新太古代-古元古代早期（2 348~2 776Ma）。结合前人研究资料认为浅变质沉积地层形成时间在427~499Ma,应归属于早古生代纳赤台岩群变沉积岩。其沉积物源以新元古代早期至中期响应Rodinia超大陆汇聚、裂解的物质记录及新太古代-元古代结晶基底为主,少量东昆仑地区加里东期与原特提斯洋扩张俯冲相关岩浆岩。东昆中构造带沟里地区基质地层主要是早古生代纳赤台岩群变沉积岩,而不是前人认为的石炭纪地层。东昆中构造带主要构造活动在早古生代末期就已经基本完成。     

鄂尔多斯盆地安塞地区三叠系延长组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

通过统计前人对周缘岩浆岩、变质岩体的年代学成果,对比邻区碎屑锆石年龄结果,结合区域构造背景,运用LA-ICP-MS U-Pb年代学分析方法,对鄂尔多斯盆地安塞地区三叠系延长组上部砂岩中的碎屑锆石进行系统研究,以探讨延长组长2段地层物质来源。结果表明:1)安塞地区延长组长2段沉积时代不早于230±2 Ma;2)物源来自盆地北部、东北部;3)碎屑锆石中2 600~2 400 Ma的锆石来自于阴山和大青山—乌拉山地区,与2 500 Ma克拉通化形成大规模岩浆事件相对应;2 000~1 800 Ma的锆石来自于大青山—乌拉山、集宁以及阴山地区,与吕梁运动的两幕发生裂陷盆地闭合和非造山岩浆活动和基底抬升相关;显生宙中380~350 Ma、300~250 Ma、250~230 Ma的锆石来自于大青山—乌拉山、阴山地区,记录了古亚洲洋向华北板块北缘的快速俯冲事件,对应了海西期和印支期的岩浆事件。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组多物源体系:来自矿物学及碎屑锆石U-Pb年代学的证据

鄂尔多斯盆地北部上古生界砂岩碎屑组分、岩屑类型和重矿物组合具有明显的东西分带性,但是其物源来源及差异性尚不明确.利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法,对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组碎屑锆石年龄分布及变化特征进行了研究,明确了不同年龄组分碎屑锆石的来源,并分析了不同物源体系及差异性.结果表明:不同地区下石...     

High‐precision Dating and Geological Significance of Chang 7 Tuff Zircon of the Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin in Central China

The Ordos Basin, as the second largest petroliferous basin of China, contains abundant oil and gas resources, oil shale, and sandstone-type uranium mineral resources. Chang 7 shale is not only the major source rock of the Mesozoic petroliferous system of the Basin, but is also crucial in determining the space-time distribution relationship of the shale section for the effective exploration and development of the Basin's oil and gas resources. To obtain a highly precise age of the shale development section, we collected tuff samples from the top and bottom profile of the Chang 7 Member, Yishi Village, Yaoqu Town, Tongchuan District, on the southern margin of the Ordos Basin and performed high-precision chemical abrasion(CA)–isotope dilution(ID)–thermal ionization mass spectrometry(TIMS) zircon U-Pb dating on the basis of extensive laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry(LA-ICP-MS) zircon U-Pb dating data. Our results show the precise ages of the top and bottom zircon in the Chang 7 shale to be 241.06±0.12 Ma and 241.558±0.093 Ma, respectively. We first obtained Chang 7 age data with Grade 0.1-Ma precision and then determined the age of the shale development in the Chang 7 Member to be the early-Middle Triassic Ladinian. This result is supported by paleontological evidence. The deposition duration of the Chang 7 shale is 0.5 Ma with an average deposition rate of the shale section being 5.3 cm/ka. Our research results provide time scale and basic data for further investigation of the basin–mountain coupling relation of the shale section, the sedimentary environment and volcanic ash and organic-matter-rich shale development relation, and the organism break-out and organic-matter enrichment mechanism.     

塔里木盆地北部志留系碎屑锆石测年及其地质意义

志留系是塔里木盆地第一套砂岩储层广泛分布的沉积盖层,其沉积来源与成因对志留纪构造演化及周边造山带的研究具有重要意义。塔里木盆地北部地区2个志留系代表性样品的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究表明,志留系具有比较集中的三期物源年龄:中元古代早期1500～1600Ma、新元古代早期750～900Ma、奥陶纪450～500Ma。碎屑锆石定龄表明东部地区志留系物源主要来自阿尔金地区奥陶纪火成岩,而西部塔北地区志留系物源主要来自北部古隆起前寒武纪基底。前寒武纪锆石年龄揭示塔里木板块在新元古代时期与Rodinia超大陆具有相似的聚合与裂解演化史,塔里木北部地区在中元古代存在与Columbia超大陆裂解时间一致的构造-热事件。