库车坳陷北缘早白垩世源区特征:来自盆地碎屑锆石

通过对下白垩统亚格列木组79颗碎屑锆石的LA—ICP—MS U—Pb微区定年分析,结果表明该时期库车坳陷的物源年龄构成复杂,主要集中在427~389 Ma,379~339 Ma、321~283 Ma,266~239 Ma,162~150 Ma五组及前寒武纪基底年龄。结合对潜在的物源区天山造山带岩石属性、年龄构成调研以及以往盆地碎屑组分、重矿物研究成果,作者认为早白垩世时期库车坳陷北缘物源受南天山皱褶带和伊犁—中天山弧造山带源区共同控制,即南天山、塔里木北缘的南天山花岗岩—碱性岩带,伊犁—中天山(包括中天山南缘断裂的古生代花岗岩—火山岩带)均为潜在的物源。并且,前寒武纪基底年龄的发现反映源区剥露程度较深,天山造山带可能存在元古代—太古代结晶基底,但对此类锆石的成因机理尚需进一步研究。另外,碎屑锆石年龄162~150 Ma暗示了天山地区可能存在晚侏罗世岩浆活动,但有待进一步的证实。     

库车坳陷侏罗系砂岩碎屑组分及物源分析

库车坳陷位于塔里木盆地的北部,其侏罗系发育良好,为一套陆相含煤沉积,可分为中、下部的煤系地层和上部的杂色碎屑沉积两部分。侏罗系包括阿合组、阳霞组、克孜勒努尔组、恰克马克组、齐古组和喀拉扎组。该区砂岩碎屑成分以石英为主,其次是长石及各种岩屑,有时含少量云母及绿泥石等碎屑矿物。砂岩结构不一,粗砂、中砂和细砂状结构均有,很少一部分为含砾结构。砂岩分选性以中等为主,少量分选好或分选差。砂粒的磨圆度各层位有所差异。本文对库车坳陷侏罗纪地层的砂岩进行了骨架矿物统计分析,通过碎屑岩矿物成分与结构的变化研究了库车坳陷侏罗系沉积岩石学特征,并应用Dickinson的分析理论及结果,对库车坳陷的碎屑岩进行物源与板块构造关系的分析与探讨,重点对库车河剖面的砂岩作了系统采样和测定,显微镜下观察了砂岩的碎屑组分,并对各组分采用点记法进行整个全视域薄片的砂岩的骨架矿物成分统计工作,根据碎屑组分特征与重矿物组合特征,结合区域构造、沉积古地貌及盆地演化史,对库车坳陷的物源进行了探讨。认为侏罗系下部的碎屑岩物源区以再旋回造山带为主,已经过一段时间的风化开始隆升,遭受强烈剥蚀,反映了前陆盆地形成时的早期旋回阶段的特征,来自三叠纪古前隆的物源较少,母岩以沉积岩为主;侏罗系中上部碎屑物源仍以盆地边缘再旋回造山带为主,但三叠纪古前缘隆起提供物源已比较明显。除此之外,在盆地边缘形成的早期沉积物经水流机械破碎、改造作用的泥砾沉积物增多,受双物源区的控制,母岩为沉积岩。     

库车坳陷中一新生界碎屑组分对物源类型及其构造属性的指示

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径。天山南麓库车坳陷不同剖面的砾岩碎屑、砂岩骨架颗粒、碎屑重矿物组分显示,它们的成熟度及演变时限总体可以类比,表明其成因演化主要受控于物源区——(古)天山的构造活动与造山作用。对碎屑沉积记录的综合分析进一步指示,天山物源总体以“再旋回造山带”类型为特征,其演变细节包括五期：①早三叠世古天山继承石炭纪以来的构造挤压和隆升,物源岩石类型主要为沉积岩、中高级变质岩,以“碰撞造山和褶皱冲断带”及“混合造山带”类型为特征;②中三叠世一中侏罗世构造活动较弱,代表高成熟度的“锆石一金红石一电气石”重矿物组合发育,主要物源岩石类型包括变质岩和酸性火山岩,与“弧造山带”以及“混合造山带”类型关系密切;③晚侏罗世一白垩纪,天山开始新一轮的构造挤压隆升,物源岩石类型复杂;④第三纪(特剐是中新世)构造挤压和隆升活动加强,稳定性极差的碎屑“角闪石一辉石”组合增多,物源组分东西分异明显,西部沉积岩相对较多,物源构造属性趋向“碰撞造山和褶皱冲断带”;东部结晶岩相对较多,物源构造属性复杂或以“混合造山带”类型为特征;⑤上新世南天山强烈隆升和向南推进,与前一阶段相比沉积岩物源增多,但物源构造属性基本同上。第④⑤两个阶段砾岩层和不稳定碎屑组合的发育除受控于天山强烈隆升外,可能还与气候环境的频繁变化密切相关。     

碎屑金红石地球化学特征对库车坳陷中生代沉积物源的启示

本文主要对库车坳陷的库车河流域和巴音布鲁克盆地中生代砂岩样品进行了碎屑金红石微量元素电子探针分析。结果显示,巴音布鲁克地区侏罗纪砂岩中的碎屑金红石来自变质泥质岩和来自基性变质岩的比例大致相当,而库车坳陷中生代砂岩中碎屑金红石则主要来自变质泥质岩。两地金红石的变质级别以角闪岩相/榴辉岩相为主,并有一定比例麻粒岩相变质的金红石。库车坳陷中生代砂岩中麻粒岩相金红石的含量,从三叠纪至白垩纪呈现出低—高—低的特点,说明侏罗纪时期物源方向有所变化,可能有东南部物源的参与。白垩纪时期,库车河地区砂岩中麻粒岩相变质金红石含量减少,可能与南天山再度抬升隆起成为优势物源区有关。     

库车坳陷中-新生界碎屑组分对物源类型及其构造属性的指示

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径.天山南麓库车坳陷不同剖面的砾岩碎屑、砂岩骨架颗粒、碎屑重矿物组分显示,它们的成熟度及演变时限总体可以类比,表明其成因演化主要受控于物源区--(古)天山的构造活动与造山作用.对碎屑沉积记录的综合分析进一步指示,天山物源总体以"再旋回造山带"类型为特征,其演变细节包括五期:①早三叠世古天山继承石炭纪以来的构造挤压和隆升,物源岩石类型主要为沉积岩、中高级变质岩,以"碰撞造山和褶皱冲断带"及"混合造山带"类型为特征;②中三叠世-中侏罗世构造活动较弱,代表高成熟度的"锆石-金红石-电气石"重矿物组合发育,主要物源岩石类型包括变质岩和酸性火山岩,与"弧造山带"以及"混合造山带"类型关系密切;③晚侏罗世-白垩纪,天山开始新一轮的构造挤压隆升,物源岩石类型复杂;④第三纪(特别是中新世)构造挤压和隆升活动加强,稳定性极差的碎屑"角闪石-辉石"组合增多,物源组分东西分异明显,西部沉积岩相对较多,物源构造属性趋向"碰撞造山和褶皱冲断带";东部结晶岩相对较多,物源构造属性复杂或以"混合造山带"类型为特征;⑤上新世南天山强烈隆升和向南推进,与前一阶段相比沉积岩物源增多,但物源构造属性基本同上.第④⑤两个阶段砾岩层和不稳定碎屑组合的发育除受控于天山强烈隆升外,可能还与气候环境的频繁变化密切相关.     

新疆塔里木盆地库车坳陷北缘白垩系储层沉积相研究

库车坳陷北缘白垩系储层主要分布在巴西盖组和巴什基奇克组。白垩纪时期,库车坳陷发育了不同类型的三角洲沉积体系,巴西盖期为湖泊三角洲沉积体系;巴什基奇克早期主要为扇三角洲沉积体系;巴什基奇克中晚期主要为湖泊-辫状三角洲沉积体系。垂向上,巴西盖组下部砂岩段总体表现为加积序列,上部泥岩段整体表现为向上砂质增多的进积序列;巴什基奇克组下部第Ⅲ岩性段表现为进积-加积演化序列特征;巴什基奇克组中上部Ⅱ-Ⅰ段总体上构成一个向上变粗的进积序列。平面上,从巴西盖期至巴什基奇克晚期,库车坳陷北缘沉积相总体上呈近东西向展布,南北相带变化明显的特点。在沉积相研究的基础上,结合构造活动和成岩作用分析认为,研究区内白垩系巴什基奇克组中上部辫状三角洲前缘砂体为优质储层,以克拉2井区最好,向西至克拉1井,向东至克拉3井储层均变差。     

塔里木盆地库车坳陷东部早-中侏罗统沉积物源分析

根据岩心观察、重矿物特征、单井岩性剖面及相关指数的综合研究,认为早-中侏罗世期间,库车坳陷东部主要接受南天山物源区提供的碎屑物,而塔北隆起提供的碎屑物则比较有限。根据下-中侏罗统碎屑岩中重矿物和碎屑组分的差异,进一步将各期物源区在东西方向上划分成4个物源补给亚区。此外,从下侏罗统阿合组、阳霞组到中侏罗统克孜勒努尔组,南天山物源区逐渐向南天山造山带的腹部扩展,反映夷平作用进一步加强,构造活动性相对比较稳定。     

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。     

锆石裂变径迹年龄对济阳坳陷新生界源区构造背景的指示意义

沉积物中的锆石裂变径迹分析可以用于示踪沉积盆地的源区性质及其构造演化信息。济阳坳陷新生界9块砂岩样品的锆石裂变径迹中值年龄介于183.1±15.0 Ma～100.0±5.6 Ma之间,锆石单颗粒年龄均大于其地层沉积年龄。对没有通过χ2检验的6块样品进行了多组分年龄分离分析,表明多数样品主要由2个年龄组分组成。总体上,砂岩锆石裂变径迹单组分年龄具有较好的一致性,主要介于389.1±5.1 Ma～272.7±14.6 Ma(P1)、238.1±7.8 Ma～203.6±6.6 Ma(P2)、179.3±13.9 Ma～96.8±17.8 Ma(P3)、80.3±15.7 Ma～55.3±6.0 Ma(P4)之间。这4组年龄组分分别记录了晚古生代、三叠纪、晚侏罗—早白垩世及晚白垩世—古新世时期内锆石裂变径迹完全退火时的年龄。结合区域地质背景认为,济阳坳陷新生界的主要物源是燕山运动中期强烈的构造岩浆活动期内发育的上侏罗统—下白垩统的火山岩和火山—碎屑岩系; 海西期、印支期以及燕山晚期—喜马拉雅山早期过渡时期的构造岩浆活动也对坳陷有少量物源贡献。     

碎屑锆石对班公湖地区晚侏罗世-早白垩世沉积物源的制约

本文对班公湖地区中生代沙木罗组（J3—K1s）和日松组（J3r）地层的碎屑锆石进行了形态学及U-Pb年代学的研究。结果表明：锆石颗粒粒径约为100～150 μm,内部结构清晰,晶体为长柱状,自形程度较高,多数锆石不含暗色包体及浑圆形内核; 有些锆石颗粒有扇型分带结构。Th/U比值较大,多数大于0.1,均值约为0.86,说明岩浆的成因以锆石为主体,部分颗粒或晶体可能为变质成因; 锆石年龄主要分布在6个区间范围内： 1）180～100 Ma, 2）350～180 Ma, 3）600～450 Ma, 4）1100～600 Ma, 5）1800～1400 Ma, 6）2200～1800 Ma。锆石U-Pb年龄谱对应了羌塘地块经历的几次构造热事件,验证了晚侏罗世—早白垩世班公湖地区的物源主要来自其北部的羌塘地块。     

库车盆地白垩系碎屑白云母物源区示踪与构造意义

沉积盆地碎屑岩记录了相邻造山带构造演化及隆升剥蚀的重要信息。本文对库车盆地白垩系砂岩中的白云母进行了电子探针及~(40)Ar/~(39)Ar定年分析,并与天山造山带的数据对比研究表明:库车盆地白垩系砂岩中白云母为多硅白云母,硅原子数小于西南天山蓝片岩及榴辉岩中的多硅白云母,形成时的压力低于目前保留在西南天山蓝片岩中多硅白云母;白垩系砂岩多硅白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄为396.6 Ma,与在低温高压变质带中获得的多硅白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄419~310Ma一致,表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带已抬升至地表遭受剥蚀,为库车盆地提供大量的物质,也表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带高度(海拔)高于其南部的哈尔克山,而现今天山地貌形态显示低温高压变质岩海拔低于哈尔克山,这可能是由于新生代天山地区差异隆升剥蚀引起的。     

新疆西南天山阿万达金矿区赋矿围岩物源及形成时代:碎屑锆石U-Pb年代学制约

阿万达金矿位于西南天山造山带内。此次研究在简要总结其矿床地质特征基础上,对与阿万达金矿成矿密切相关的阿克苏群中硅质片岩围岩分别进行了岩石地球化学分析和LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年研究,以期对围岩的沉积环境、物源及形成时代进行讨论。岩石地球化学分析结果显示,阿万达金矿赋矿围岩中硅质片岩的原岩可能为一套成熟度较低的泥岩或砂岩,物源主要为石英岩质沉积物,沉积环境可能处于活动大陆弧内的沉积盆地内。U-Pb定年结果显示,其碎屑锆石定年数据主要形成了加权平均年龄值为405 Ma或406 Ma的年龄峰,其谐和年龄最小峰值即405 Ma可以作为其最大沉积年龄。因此笔者认为阿克苏群中硅质片岩的沉积时代并不是前人所定的长城纪,而是不老于早泥盆世。另外,这一地层的物源组成具有多样性,～405 Ma碎屑锆石占主体,可能与哈尔克山北缘火山弧内的早泥盆世岩浆活动有关;～745Ma的碎屑锆石的出现,表明其物源有少部分来自新元古代岩石;极少数～2.50 Ga的碎屑锆石的出现,反映了华北地台对本地层有物源上的贡献。     

内蒙古锡林浩特小乌兰沟早白垩世二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过1∶5万区域地质调查,对中亚造山带南缘内蒙古锡林浩特小乌兰沟地区发育的二长花岗岩进行了岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学等研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,该花岗岩的侵位年龄为(121.29±0.63)Ma,其形成时代为早白垩世。岩石地球化学研究表明,二长花岗岩具有高硅、富钾、贫镁、贫钙、低磷和低钛的特征,属于高钾钙碱性、过铝质系列岩石;微量元素特征表现为富含大离子亲石元素Rb和高场强元素Th、Ta,而亏损Nb、Sr、Ba;稀土元素以略富集轻稀土、Eu亏损为特征。地球化学特征反映其为A型花岗岩,是陆壳岩石部分熔融的产物。构造环境判别图解表明该岩体具有典型的后造山A2型花岗岩特征,说明早白垩世期间锡林浩特小乌兰沟地区已经处于后造山岩石圈伸展构造环境。     

南秦岭勉略构造带横现河地区变质沉积岩形成时代及物源——来自LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄的证据

朱家山岩组、乔子沟岩片位于南秦岭勉略构造带横现河以北,是勉略构造带中强烈韧性变形的沉积岩系,是勉略构造混杂岩带的基质岩系,研究其形成时代、沉积物源,对于深入了解勉略构造带的形成时代与构造演化具有重要意义。笔者以横现河以北地区朱家山岩组、乔子沟岩片中的变质沉积岩（绢英千枚岩）为研究对象,进行碎屑锆石LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,探讨其形成时代及沉积物源。所获得的碎屑锆石年龄可以分为3组：古生代年龄组（375~542 Ma）,可以划分为晚古生代早期-早古生代晚期年龄组（375~424 Ma）,主要峰值为390 Ma、394 Ma,早古生代早期年龄组（530~542 Ma）;新元古代年龄组（552~977 Ma）,可以划分为新元古代晚期年龄组（552~797 Ma）,主要峰值为758 Ma、787 Ma,新元古代早中期年龄组（800~977 Ma）,主要峰值为855 Ma、951 Ma;中元古代晚期年龄组（1 008~1 124 Ma）。朱家山岩组、乔子沟岩片碎屑锆石最小年龄组分别为375~385 Ma（平均年龄为380.3 Ma）、377~389 Ma（平均年龄为383 Ma）,说明朱家山岩组、乔子沟岩片浅变质沉积岩系的沉积时代不早于中-晚泥盆世。综合研究认为2件样品物源主要都来自勉略构造带、碧口微地块和扬子板块北缘地区的岩浆岩,沉积环境为裂陷盆地且由伸展裂陷过渡为稳定的台盆-台地沉积。     

西藏那曲南部早白垩世闪长玢岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

北冈底斯带东部那曲地区存在中三叠世、中—晚侏罗世和晚白垩世岩浆活动,却鲜有早白垩世岩浆活动的报道。对北冈底斯带东部那曲地区的罗马区闪长玢岩进行了系统的采样研究,并对其中2件样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果分别为116.1Ma±0.4Ma和115.9Ma±0.5Ma,在误差范围内几乎一致,应该代表了其形成的时代。表明北冈底斯带东部地区亦存在早白垩世晚期岩浆活动,这对探讨北冈底斯带早白垩世的地质演化具有重要意义。     

西藏那曲南部早白垩世闪长玢岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄

北冈底斯带东部那曲地区存在中三叠世、中—晚侏罗世和晚白垩世岩浆活动,却鲜有早白垩世岩浆活动的报道。对北冈底斯带东部那曲地区的罗马区闪长玢岩进行了系统的采样研究,并对其中2件样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果分别为116.1Ma±0.4Ma和115.9Ma±0.5Ma,在误差范围内几乎一致,应该代表了其形成的时代。表明北冈底斯带东部地区亦存在早白垩世晚期岩浆活动,这对探讨北冈底斯带早白垩世的地质演化具有重要意义。     

西藏那曲南部早白垩世闪长玢岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

北冈底斯带东部那曲地区存在中三叠世、中—晚侏罗世和晚白垩世岩浆活动,却鲜有早白垩世岩浆活动的报道。对北冈底斯带东部那曲地区的罗马区闪长玢岩进行了系统的采样研究,并对其中2件样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果分别为116.1Ma±0.4Ma和115.9Ma±0.5Ma,在误差范围内几乎一致,应该代表了其形成的时代。表明北冈底斯带东部地区亦存在早白垩世晚期岩浆活动,这对探讨北冈底斯带早白垩世的地质演化具有重要意义。     

Late Triassic Intracontinental Deformation of South Tianshan, Central Asia: Evidence from Syn-tectonic Sedimentation and Detrital Zircon Provenances of the Kuqa Depression

The Tianshan range, a Paleozoic orogenic belt in Central Asia, has undergone multiple phases of tectonic activities characterized by the N–S compression after the early Mesozoic, including the far-field effects of the Cenozoic Indian–Asian collision. However, there are limited reports on the tectonic deformation and initiation of Triassic intracontinental deformation in the Tianshan range. Understanding this structural context is crucial for interpreting the early intracontinental deformation history of the Eurasian continent during the early Mesozoic. Growth strata and syn-tectonic sediments provide a rich source of information on tectonic activities and have been extensively used in the studies of orogenic belts. Based on detail fieldwork conducted in this study, the middle–late Triassic Kelamayi Formation of the northern Kuqa Depression in the southern Tianshan fold-thrust belt has been identified as the typical syn-tectonic growth strata. The youngest detrital zircon component in two lithic sandstone samples from the bottom and top of the Kelamayi growth strata yielded U-Pb ages of 223.4 ± 3.1 and 215.5 ± 2.9 Ma, respectively, indicating that the maximum depositional age of the bottom and top of the Kelamayi growth strata is 226–220 and 218–212 Ma. The geochronological distribution of detrital samples from the Early–Middle Triassic and Late Triassic revealed abrupt changes, suggesting a new source supply resulting from tectonic activation in the Tianshan range. The coupling relationship between the syn-tectonic sedimentation of the Kelamayi Formation and the South Tianshan fold-thrust system provides robust evidence that the Triassic intracontinental deformation of the South Tianshan range began at approximately 226–220 Ma (during the Late Triassic) and ended at approximately 218–212 Ma. These findings provide crucial constraints for understanding the intraplate deformation in the Tianshan range during the Triassic.