扬子西北缘碧口微地块南华系碎屑锆石物源示踪及其地质意义

扬子板块西北缘碧口微地块华严寺地区碧口群之上发育一套含砾沉积地层,其确切沉积时限对研究该区域的沉积—构造演化具有重要意义。本文对该套地层中的2件砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结果显示,锆石晶型较好,无色透明,磨圆度较差,具典型岩浆生长振荡环带和韵律结构,Th/U比值为0.28~3.6,锆石U-Pb年龄介于706~2489 Ma之间。存在3个主要的年龄组：新元古代年龄组（706~951 Ma）,占92.9%,显著峰值为850 Ma和843 Ma;中元古代年龄组（1017~1080 Ma）,占2.6%;古元古代年龄组（1628~2489 Ma）,占4.5%。最小年龄组为706~715 Ma（峰值为711 Ma）,结合区域地质和研究资料,华严寺地区沉积地层时代应属于南华纪,沉积时限约为720~635 Ma,物源区主要包括扬子板块西北缘碧口微地块以及南东侧的后龙门山构造带和汉南—米仓山微地块。新元古代晚期碧口微地块及扬子板块西北缘后碰撞—裂解阶段,华严寺地区南华纪沉积为碧口微地块及邻区新元古代岩浆岩在边缘裂谷环境中快速堆积形成。

     

湘中地区南华系沉积序列、物源特征及区域对比

新元古代晚期湘中地区为扬子地台向盆地过渡的区域,是进行南华系地层对比的重要研究区.通过对宁乡菜花田及桃源马金洞剖面的测制并结合区域地质资料,厘定研究区南华系地层沉积序列为长安组、富禄组（局部地区顶部为古城组）、大塘坡组、南沱组（洪江组）,宁乡菜花田剖面为长安组出现的北界.在宁乡菜花田剖面长安组底部取得的碎屑锆石最年轻一组锆石谐和年龄为752.5±4.2 Ma（n=3,MSWD=2.4）,可限定长安组沉积下限不早于760 Ma,碎屑锆石年龄谱显示长安组物源来自扬子地台.对比沉积特征并结合已发表的研究成果,认为长安组为明确的冰期地层,沉积下限可对应Sturtian冰期,区域上古城组冰期沉积可作为富禄组顶部,与下伏长安组一起构成一个冰期→间冰期→冰期的沉积体系,共同组成Sturtian冰期在区域上的沉积记录.由于冰期的阶段性和区域性,沉积显示在各地有所不同;大塘坡组是温暖气候下的间冰期沉积,南沱组/洪江组代表了一次分布范围很广的冰期,对应Marinoan冰期.虽然由于缺少同位素年龄的卡定,大塘坡组之下的地层精细对比还有待新的研究材料支撑,但Sturtian冰期在华南的多次沉积响应对认识当时古气候及早期生命演变历史仍有重要意义.      

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。     

塔里木盆地北缘上石炭统砂岩碎屑组分及其对物源类型和构造属性的指示

南天山在晚古生代以来经历的一系列碰撞和微板块的拼合事件在塔里木盆地北缘的沉积作用和构造演化中都有明显的反映,而沉积物物源分析是认识盆地演化、解释构造背景的重要途径和方法。根据对塔里木盆地北缘地区多个剖面的研究,上石炭统阿依里河组砂岩碎屑组分以石英为主,其次是长石及各种岩屑,有时含有机质杂基及云母。其中石英平均含量为70.7%(53%～86%),长石平均含量7.1%(5%～17%),岩屑平均含量为22.5%(20%～30%)。物源分析结果表明,砂岩物源主要来自再旋回造山带,并且主要具俯冲消减的缝合带和碰撞造山属性,少量具弧造山属性。结合塔里木北缘晚石炭世的岩相古地理特征,认为物源可能来自于北侧的古天山造山带。     

贵州省三穗地区青白口系隆里组砂岩碎屑组分和物源分析

物源分析是确定盆地演化的重要条件之一,物源成分变化反映盆山耦合关系。砂岩骨架矿物成分变化反映沉积物源区的构造属性及其变化。通过对三穗地区青白口系隆里组的砂岩系统采样,进行了详细的鉴定,观察砂岩的碎屑组分与结构的变化特征,同时还应用Dickinson的分析理论对其进行了砂岩骨架矿物统计分析。结果表明,隆里组砂岩具有混合物源,由大陆块物源区和火山弧物源区共同提供。     

库鲁克塔格地区新元古代沉积物源分析:来自碎屑锆石年代学的证据

库鲁克塔格位于南天山和塔里木盆地接合部,保留相对较完整的地层记录。新元古代贝义西组主要为一套火山-沉积组合序列,育肯沟组为浊流成因的砂岩和粉砂岩组合。对取自两个地层的沉积岩样品,分别进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,并分别获得了93组和71组U-Pb有效年龄。其中贝义西组锆石U-Pb年龄主峰值为821Ma、次峰值为861Ma的碎屑锆石(761~847Ma)具有显著优势,育肯沟组年龄值为768Ma(次峰值为800Ma和741Ma)的碎屑锆石比较集中,说明库鲁克塔格地区在741Ma、768Ma、800Ma、821Ma和861Ma有大规模的岩浆活动。10个太古代碎屑锆石年龄以及综合已有的研究成果,确认库鲁克塔格存在中-新太古代基底。贝义西组砂岩主要源自761~847Ma、851~972Ma和1808~2498Ma岩石。育肯沟组主要来自734~845Ma、858~963Ma和1708~2486Ma的岩石。     

合肥盆地南部侏罗系砂岩碎屑组分及其物源构造属性

根据侏罗系砂岩碎屑的岩矿组成及主元素地球化学分析, 认为合肥盆地南部侏罗系物源主要来自大别造山带, 具有明显的陆壳 岛弧混杂属性。主要物源类型经历了下—中侏罗统的 “再旋回造山带”类型向上侏罗统 “弧造山带”类型的复杂演变, 期间中侏罗世特别是相当于凤凰台组时期由于强烈的剥离作用, 大别造山带切割的 （ｄｉｓｓｅｃｔｅｄ） 岩浆弧物源已有所暴露。据古地理恢复, 推断侏罗纪合肥盆地南部沉积演化曾受控于挤压动力体制, 极可能与扬子板块进一步陆内俯冲作用有关     

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。     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组物源分析及热演化

本文以鄂尔多斯盆地南部旬邑地区上三叠统延长组为例系统研究了其物源区属性及热演化。采用碎屑锆石LA-ICP-MS定年的方法,通过分析砂岩样品中碎屑锆石U-Pb的年龄结构及组成,明确了其物源区属性。研究表明:长7碎屑锆石存在225～264 Ma、276～408 Ma、413～458 Ma、727～851 Ma、1249～1749 Ma和1868～2469 Ma 6个年龄区间,分别对应于印支期、海西期、加里东晚期、Rodinia超大陆裂解、晋宁运动早中期和古元古代的构造热事件,研究区物源复杂,主要来自于北秦岭西段、秦祁造山带、西秦岭、祁连造山带东段及天山—兴蒙造山带,阿拉善地块和盆地北部山区也可能为本区提供物源,古水流分析表明研究区的物源方向为近南部。通过磷灰石裂变径迹年龄分析及热史模拟,明确了研究区在100 Ma左右的早白垩世经历了重要的构造热事件,是油气藏形成的重要时期。自此以后,又经历了4次比较明显的热演化,100～43 Ma为缓慢抬升阶段,进入部分退火,冷却速率大概在0.44℃/Ma,43～36 Ma为一快速抬升阶段,冷却速率达到4.3℃/Ma,36～24 Ma为又一期的缓慢抬升,冷却速率在0.52℃/Ma左右,从24～17 Ma样品又经历了一次快速的抬升过程,冷却速率在1.5℃/Ma左右。研究区43 Ma以来的抬升剥蚀明显受到印度板块与亚欧板块碰撞的影响。     

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。     

新疆库鲁克塔格地区新元古代南华纪与震旦纪冰期划分与研究

库鲁克塔格地区以发育南华纪和震旦纪冰川沉积驰名中外,从1928年瑞典地质学家诺林发现后,多年来中外地质学者在该地区进行了冰碛专题研究工作,并划分了三个冰期。2003至2006年,通过艾日斯克斯达坂幅、恰克马克铁什幅、金龙沟幅1∶5万区域地质调查,重新确认库鲁克塔格地区南华纪和震旦纪冰川沉积为四个冰期和三个间冰期。     

库鲁克塔格下古生界土什布拉克组形成时代及源区：碎屑锆石U-Pb年代学证据

库鲁克塔格地区是土什布拉克组的命名地和典型剖面分布区,主要由灰绿色砂岩及粉砂岩组成。运用LA-ICP-MS U-Pb方法,对土什布拉克组3件砂岩碎屑锆石进行U-Pb年龄测定,共获得了183组U-Pb有效年龄,既限定了地层的最早形成时代,同时又获取研究区早古生代的演化资料。获得14个较年轻锆石年龄表明,土什布拉克组形成于中—晚志留世。碎屑锆石的谐和年龄表明,物源主要集中在422～537 Ma、559～999 Ma、1018～1574Ma和1604～2498Ma。碎屑锆石年龄394～537Ma和CL图像揭示,在早古生代时期发育大量岩浆岩,但目前地表仅有少量的岩浆岩记录。研究区新元古代的岩浆锆石年龄值,可能与罗迪尼亚超大陆的聚合-裂解有关。碎屑锆石也表明研究区发育区域变质作用,部分与哥伦比亚超大陆有关。     

南华冰期的底界讨论:来自沉积学与同位素年代学证据

目前国内对于我国新元古代南华系划分的分歧很大,主要原因之一在于对板溪群及其相当层位地层的构造属性及其上限年龄的认识存在较大差异,为此,在详细的沉积学调查的基础上,对湘黔桂地区典型丹州群和下江群(与板溪群相当)有关剖面上顶部地层沉凝灰岩开展了锆石年代学研究.沉积学调查表明,板溪期沉积地层与上覆南华冰期沉积地层之间的转换界面清晰,界面上下岩性、结构、构造、沉积相特征迥异,显示板溪群和上覆南华纪冰期沉积期间存在明显的沉积—构造转换过程.而板溪晚期沉凝灰岩的锆石U-Pb同位素年代学研究则表明,板溪群及其相当层位的上限年龄均趋向于720 Ma,这与Sturtian冰期的启动年龄718 Ma接近.因此,基于沉积盆地演化的阶段性、全球性重要古气候演化的区域可对比性以及同位素年代学分析,将南华冰期启动年龄设定为720 Ma是恰当的,将我国南华系底界置于江口冰期沉积层系之底也是合理的,这为我国南华系底界GSSP的选定提供了重要的年代学和沉积学约束.     

早期碳酸盐胶结作用对砂岩孔隙演化的影响——以塔里木盆地满加尔凹陷志留系砂岩为例

塔里木盆地满加尔凹陷志留系砂岩为无障壁的潮坪、滨岸及辫状河三角洲沉积的岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩,对满北和满东、满南地区志留系砂岩成岩作用序次尤其是碳酸盐胶结的时间、方式和特征、物性的对比研究认为:砂岩中碳酸盐胶结的时间早晚对砂岩孔隙演化具有重要影响,满北地区志留系砂岩发育有大量早期泥晶碳酸盐胶结,显微镜下研究表明这种胶结作用发生在岩石受到充分压实之前,呈基底式胶结,岩石颗粒呈点接触或漂浮状分布于早期碳酸盐胶结物之中,这种胶结作用抑制了岩石后期的压实作用。尽管目前其埋藏达5 000～6 500 m,但其经历的压实作用并不强烈,粒间发育大量早期的碳酸盐胶结物,后来这些胶结物被溶蚀,形成了大量次生孔隙。而在满东和满南地区的志留系砂岩,碳酸盐胶结发生在岩石经过充分压实之后,晚期的碳酸盐胶结物仅分布于岩石经充分压实后的粒间孔隙中,含量较前者低,后期可供溶蚀的碳酸盐比前者少,因而溶蚀形成的次生孔隙有限。因此,尽管满东满南地区志留系埋藏比满北浅（3 700～5 000 m）,碳酸盐胶结物含量也低,也发育晚期碳酸盐胶结物的溶蚀,但岩石的压实作用比满北强,物性比满北低差。这主要与碳酸盐胶结的早晚有关,早期碳酸盐胶结对孔隙演化具有明显控制作用,有利于岩石孔隙的保存,为后来的溶蚀形成次生孔隙提供了条件。     

滇东北待补地区碎屑锆石U-Pb年龄及其对新元古代康滇裂谷盆地沉积古地理演化的启示

扬子西缘新元古代康滇裂谷盆地是华南新元古代裂谷盆地系统的重要组成单元,其充填序列和演化模式研究对华南扬子古大陆的形成演化具有重要意义。报道了位于扬子西缘待补地区新元古代康滇裂谷盆地中“板溪-南华楔状地层”成熟期相当的澄江组顶部碎屑锆石(PM109-51)LA-ICP-MS U-Pb年龄,获得10组峰值年龄,认为最年轻的一组年龄加权平均值(723±9 Ma)代表了区域内华南长安冰期(Sturtian)的启动时间;通过与区内早寒武世沧浪铺组底部碎屑锆石(PM005-14)LA-ICP-MS U-Pb年龄值比较,发现两者在801 Ma峰值与816 Ma峰值区间的物源贡献率上存在较大的差别,结合前人资料数据的分析,认为在新元古代康滇裂谷盆地的发展期甚至物源无明显变化的震旦纪—早寒武世地层中,这些表现为裂谷盆地幼年期的物源贡献率突变现象,代表了康滇裂谷半地堑盆地系统对物源的约束控制作用：早期由裂谷肩老地层或岩浆岩提供物源,由于小型半地堑盆地群的存在,物源对远离主边界断裂的区域贡献率较低,随着小型半地堑盆地的连通性加强,后期物源辐射则更广泛。     

东秦岭-大别造山带南侧中生代砂岩碎屑组分及其构造意义

利用Dickinson、Suczek等人建立的砂岩碎屑模型,对东秦岭-大别造山带南侧中生代盆地碎屑岩的组分特征进行研究,分析碎屑岩的物源区类型,认为中生代砂岩物源主要来自东秦岭-大别造山带、龙门山、江南逆冲带,具有明显的再旋回造山带属性,碎屑组分变化序列是盆缘造山带3期逆冲活动的沉积响应。通过分析中生代砂岩碎屑组分的构造意义,探讨了东秦岭-大别造山带中生代的构造演化及其盆山耦合关系。     

Provenance of the Early–Middle Devonian Shugouzi Formation in the Quruqtagh, Northeastern Xinjiang: Constraints from Sandstone Geochemistry and Heavy Mineral Analysis

The Early-Middle Devonian Shugouzi Formation in the Quruqtagh block consists mainly of clastic rocks.However,their provenance has been scarcely studied since it was named.Geochemistry of clastic rocks was commonly used to interpret the provenance.Detrital heavy mineral analyses help frame the U-Pb age from zircon grains,integrated with geochemical data from detrital tourmaline and spinels.These techniques were used to characterize components of the sediment flux and define erosion areas in the Qurugtagh block,further providing evidence about the tectonic evolution of the South Tianshan and Tarim plate.The maximum depositional age constrained by detrital zircon dating was Early-Middle Devonian.Multiple diagrams for sedimentary provenance using major and trace elements indicate that continental island arc-related felsic rocks were the major source rocks for the Shugouzi Formation.Detrital tourmalines are dravite and schorl.The results of detrital tourmaline electron probe microanalysis(EPMA)show that the source rocks are mainly metasedimentary rocks and granitoids.The detrital chromian spinels within the sediments are characterized by high chroumium(Cr^#)and varying magnesium(Mg^#).The discrimination plots reveal that these spinels were sourced from island arc magmatic rocks.The laser ablation inductively-coupled plasma mass spectrometry(LA-ICP-MS)U-Pb chronology of detrital zircons suggests that the sediments were derived mainly from 414-491 Ma and 744-996 Ma magmatic rocks.Paleocurrent restoration,sandstone geochemistry,EPMA,and detrital zircon geochronology indicate that the source rocks were predominantly derived from Late Ordovician and Devonian magmatic rocks and subordinately from recycled Neoproterozoic magmatic rocks.Comprehensive analyses of the source areas suggest that a remnant arc still existed in the Early Devonian and the Shugouzi Formation was deposited in a passive continental margin.     

日喀则弧前盆地碎屑铬尖晶石地球化学与物源判别

该工作在藏南日喀则弧前盆地砂岩中发现了大量碎屑铬尖晶石。电子探针化学成分分析显示这些铬尖晶石具有高铬(铬指数Cr#为0.52~0.89)、低Fe3+含量(Fe3+/ Fe2+<0.5)、低TiO2含量(多小于0.2%)的特征,指示这些铬尖晶石来源于与洋壳俯冲作用有关的橄榄岩和火成岩,因此弧火山岩和SSZ型蛇绿岩套是其最可能的物源。考虑到日喀则弧前盆地的碎屑物主要来源于拉萨地体,而拉萨地体北侧的班公-怒江缝合带的碎屑物质不可能穿过晚白垩世时期已经隆起的冈底斯岩浆弧。笔者推测,铬尖晶石可能来自于冈底斯弧和拉萨地体内部已经消失的古蛇绿岩套。     

北羌塘盆地三叠系康南组砂岩地球化学特征及其对物源区和构造背景的制约

沉积盆地中碎屑砂岩的地球化学特征主要受物源区的制约,分析碎屑砂岩的化学成分可以揭示盆地砂岩的物源属性和构造背景。笔者对北羌塘盆地三叠系康南组碎屑砂岩进行全岩分析。样品具有高SiO2含量,K2O/Na2O值变化较大,TFe2O3+MgO含量中等。稀土元素配分模式图显示富集轻稀土元素,（La/Yb）N=3.96~9.25,平均为6.32,δEu明显负异常;δCe呈弱负异常。碱土金属元素和化学蚀变指数（CIA）以及成分变异指数（IPV）说明其源区物质较新鲜,成熟度相对较低,化学风化作用较弱-中等。此外,微量元素Th/U、La/Sc、Th/Sc等值以及TiO2-Ni、La/Th-Hf、Co/Th-La/Sc和Th/Sc-La/Sc源岩判别图解反映砂岩的物源具有长英质特征。砂岩的SiO2-K2O/Na2O、La-Th、La/Y-Sc/Cr双变量图解,La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10三变量图解以及Th/U、Rb/Sr等值表明北羌塘三叠系康南组碎屑砂岩的物源区构造背景以大陆岛弧为主,兼有被动大陆边缘构造背景特征。