江汉盆地东部早中生代沉积地层碎屑云母成分:对大别高压-超高压岩石暴露作用的约束

碎屑白云母是碎屑岩中常见的、来自源区的稳定成分,可以用来指示源区性质,多硅白云母是碰撞造山高压-超高压变质岩石的特征矿物。对大别造山带同造山期沉积而成的江汉盆地东部上三叠统-中侏罗统砂岩碎屑白云母化学成分研究表明:上三叠统该区地层砂岩中碎屑白云母多以低硅白云母(Si<3.2)为特征,暗示此时大别造山带高压-超高压岩石很可能没有出露地表;自下侏罗统开始,砂岩中碎屑白云母中多硅白云母(Si>3.3)大量出现,中侏罗统砂岩多硅和低硅白云母发育,表明大别高压-超高压岩石在早侏罗世即已出露地表并经剥蚀搬运至盆地。这一结果从沉积学角度为约束高压-超高压岩石的折返时序和大别造山带演化提供了新的资料。     

合肥盆地中生代地层时代与源区的碎屑锆石证据

合肥盆地位于大别造山带北侧、郯庐断裂带西侧,其发育过程与这两大构造带演化密切相关。本次工作对合肥盆地南部与东部出露的中生代砂岩与火山岩进行了锆石年代学研究,从而限定了各组地层的沉积时代,确定了火山岩喷发时间,指示了沉积物的源区。这些年代学数据表明,合肥盆地南部的中生代碎屑岩自下而上分别为下侏罗统防虎山组、中侏罗统圆筒山组或三尖铺组、下白垩统凤凰台组与周公山组(或黑石渡组)与上白垩统戚家桥组,其间缺失上侏罗统。盆地东部白垩系自下而上为下白垩统朱巷组与响导铺组和上白垩统张桥组。该盆地出露的毛坦厂组或白大畈组火山岩喷发时代皆为早白垩世(130～120 Ma)。盆地南部的下——中侏罗统及白垩系源区皆为大别造山带,分别对应该造山带的后造山隆升与造山后伸展隆升。而盆地东部白垩系的源区始终为东侧的张八岭隆起带,后者属于郯庐断裂带伸展活动中的上升盘。     

高压—超高压岩石对合肥盆地侏罗系沉积的贡献

合肥盆地侏罗系沉积包括防虎山组、三尖铺组、周公山组和凤凰台组。上述地层中砂岩普遍产出碎屑白云母，而且几乎都为多硅白云母，Si原子数多从3．3至3．6（p.f.u），表明大别造山带高压－超高压变质岩石是合肥盆地沉积的重要物源。由於防虎山组地层沉积於早侏罗世，该地层中碎屑多硅白云母的新发现表明大别造山带高压－超高压岩石在早侏罗世时期已经出露地表。     

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     

合肥盆地早侏罗世防虎山组沉积岩碎屑锆石的矿物包裹体及内部结构

防虎山组的下部砂岩地层是合肥盆地最古老的中生代沉积地层,在样品FH4中选出了碎屑锆石,通过显微激光拉曼光谱、电子探针的研究发现,锆石中含有柯石英、绿辉石、多硅白云母等典型的高压-超高压(HP-UHP)矿物包裹体、熔体玻璃包裹体以及磷灰石、石英、斜长石、白云母等矿物包裹体。结合阴极发光图像所揭示的锆石内部结构的分析以及锆石的微区测年数据,对碎屑锆石的物源进行了讨论。HP-UHP矿物包裹体在具有三叠纪年龄的变质碎屑锆石中的发现,进一步证明大别造山带高压-超高压岩石在早侏罗世时期已经出露地表并为合肥盆地提供了重要物源;碎屑锆石内部结构及成因的多样性表明当时作为源区的大别造山带岩石的复杂性。     

新疆库车盆地晚三叠世-早侏罗世沉积碎屑矿物成分及其物源区示踪与构造意义

通过同构造沉积物质记录了解物源区剥蚀作用过程进而探索盆山构造相互关系,是大陆构造动力学研究的一个重要方面。砂岩骨架成分分析和重矿物及部分标型矿物分析方法,已被较多地用来探索新疆天山造山带与其南部库车盆地晚中生代以来的相互关系和构造演变过程,但是关于中生代较早时期库车盆地构造属性及北部造山带隆升剥蚀过程的认识仍存在较大分歧。本文运用电子探针微区成分分析方法,对库车盆地北缘中段晚三叠世和早侏罗世砂岩中具代表性的15个砂岩样品中的38颗碎屑长石和26颗碎屑白云母矿物进行了矿物化学成分分析。结果表明,长石主要来自变质岩物源区,25颗碎屑白云母均属多硅白云母,表明其源区岩石曾经历了高压变质作用。这些多硅白云母中Si原子含量显示它们比目前保留在天山造山带高压变质带蓝片岩和榴辉岩中的多硅白云母形成的压力要低,可能反映了源区高压变质岩的正常剥露顺序。这项研究结果表明,至少在晚三叠世-早侏罗世时期,库车盆地北部天山造山带中的高压变质岩已经剥露于地表并遭受剥蚀成为物源供给区。具体是中天山南缘早古生代高压变质带还是晚古生代南天山高压变质带作为重要物源区,尚需进一步的研究工作。     

宁芜盆地中三叠统黄马青组是大别造山带最早剥露的记录

由于后造山期的构造运动改造和巨量剥蚀,大别造山带的初始剥露时间,即开始为周缘盆地提供物源的时间缺乏精确限定。文章对下扬子宁芜盆地中三叠统黄马青组三角洲相陆源碎屑岩进行野外调查,并开展了沉积岩石学和物源分析。结果显示,黄马青组以岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩为主,石英含量76%~84%,岩屑含量10%~14%,长石含量6%~11%。岩屑以富含石英的变质岩或变泥质岩岩屑为主,指示变质岩的特殊物源的存在;黄马青组砂岩碎屑锆石年龄主要分布在350~250 Ma、420~400 Ma、900~700 Ma、2000~1600 Ma、2500~2100 Ma等区间,反映了华南板块北缘、华北板块南缘的混合信号,其物源供应主要来自大别造山带南部的宿松杂岩带、华北板块南缘基底及沉积盖层物质;通过与大别造山带周缘中生代沉积记录进行对比,发现在中—晚三叠世各盆地具有物源相似性,认为大别造山带低级变质带的早期折返导致了造山带的初始抬升和剥露,宁芜盆地中三叠统黄马青组至少一部分沉积物来自造山带早期抬升与剥蚀。     

合肥盆地中新生代三维埋藏史分析

在合肥盆地地震资料的基础上,求得现今盆地内部中新生代各个地层的厚度分布。并通过回剥技术模拟盆地埋藏史,获得合肥盆地中生代以来三维演化历史。结果显示中生代以来,合肥盆地沉积地层最厚超过万米,中上侏罗统为主要沉积地层;三维埋藏史揭示合肥盆地的中新生代沉积演化历史受大别造山带和郯庐断裂带的共同控制,盆地沉积中心的迁移与大别造山带和郯庐断裂的活动密切相关。     

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。     

扬子西南缘晚三叠世-早侏罗世盆山格局演化过程：来自楚雄盆地碎屑锆石U-Pb年代学的证据

印支期扬子西南缘沉积盆地大地构造性质及盆山格局演化过程长期存在较大分歧.对楚雄盆地西侧祥云剖面上三叠统-下侏罗统砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年和碎屑物源分析.结果显示,上三叠统云南驿组和罗家大山组碎屑物源主要来自上扬子地区的中-下三叠统和二叠系,而上三叠统白土田组和下侏罗统冯家河组碎屑物源主要来自松潘-甘孜地体和康滇古陆.结合沉积环境演变和区域地质背景,认为在晚三叠世早期,区域内造山作用相对较弱,楚雄盆地碎屑物源供给不足,为欠补偿盆地;晚三叠世晚期-早侏罗世,虽然楚雄盆地的构造演化受哀牢山造山带逆冲推覆作用的控制,但是楚雄盆地的沉积充填过程主要受控于快速崛起的松潘-甘孜造山带.     

合肥盆地圆筒山组物源分析及其地质意义：来自碎屑锆石的证据

合肥盆地位于华北板块东南缘,形成于华南、华北板块碰撞过程中。合肥盆地形成时表现为大别造山带向北逆冲形成的前陆挠曲盆地,早白垩世在区域伸展背景下转变为断陷盆地。中侏罗统圆筒山组是合肥盆地前陆挠曲阶段的沉积地层之一,主要表现为湖泊相沉积,与下伏的防虎山组典型的河流相沉积明显不同。为了获得圆筒山组更详细的物源信息,对肥西地区出露的圆筒山组紫红色粉砂岩开展了碎屑锆石LA-ICP MS U-Pb定年。定年结果显示,两个粉砂岩样品均获得了约2.0 Ga和约770 Ma两个主要峰值以及约2.4 Ga次要峰值。该特征与扬子板块锆石年龄分布特征几乎完全一致,指示圆筒山组物源应来自扬子板块。考虑到盆地地层的物源不应来自其周边隆起区分水岭的另一侧,因而推测圆筒山组物源应来自张八岭隆起中侏罗世时地表出露岩石。在燕山运动A幕影响下,下扬子地区发生逆冲褶皱活动,张八岭隆起发生明显隆升,上部岩石被剥蚀殆尽,仅保留现今出露的新元古代张八岭群及肥东杂岩,被剥蚀的岩石搬运沉积于合肥盆地内,形成圆筒山组。     

合肥盆地中-新生代物源及古水流体系研究

根据地球物理和地质资料,利用地震地层学和沉积学方法,对合肥盆地中生代侏罗系、白垩系和新生代的下第三系的物源及古水流进行了研究。合肥盆地中-新生代主要发育大别、张八岭、霍邱和蚌埠等物源及古水流体系。其中,在侏罗纪以大别物源及古水流体系为主,在白垩纪张八岭和大别物源及古水流体系为主要的物源及古水流体系,蚌埠物源及古水流体系主要发育在新生代。张八岭和大别物源及古水流体系为主要的物源及古水流体系,霍邱、蚌埠物源及古水流体系是盆地内部次一级的物源及古水流体系。     

准噶尔盆地南缘侏罗系碎屑成分特征及其对构造属性、盆山格局的指示意义

砂岩碎屑成分分析是进行沉积物源岩石类型、构造属性和盆山演化分析的重要途径。准噶尔盆地南缘侏罗系物源构造属性以“再旋回造山带”、“弧造山带”和部分“岩浆弧”物源为特征,物源岩石类型主要为中酸性岩浆岩、变质岩和沉积岩,岩石成分、重矿物含量及其组合显示东、西剖面在物源上存在一定差异。天山内部侏罗系物源构造属性以“再旋回造山带”、“混合造山带”为主,物源岩石类型主要为中酸性岩浆岩和变质岩,但各剖面的岩石成分、重矿物组合特征及相对含量差异较大。综合天山内部与准噶尔盆地南缘野外剖面沉积特征、岩屑成分及钻井岩心分析表明,天山地区早、中侏罗世盆山格局以盆地沉积范围大、天山正地形较小为特征,不存在地理分割明显的天山山脉,侏罗纪盆地南缘至少存在三个物源体系(西准噶尔山、克拉麦里山和(古)天山);晚侏罗世一早白垩世早期,岩石成分成熟度偏低,砾岩等粗碎屑沉积明显增多,同时不稳定重矿物及其组合稍有增加可能与晚侏罗世天山构造格局分异、构造活动相对活跃有关,天山山脉明显隆升并造就天山南北沉积环境的巨大差异。     

Sedimentary provenance of the Hengyang and Mayang basins,SE China,and implications for the Mesozoic topographic change in South China Craton: Evidence from detrital zircon geochronology

Detrital zircon U–Pb data from sedimentary rocks in the Hengyang and Mayang basins, SE China reveal a change in basin provenance during or after Early Cretaceous. The results imply a provenance of the sediment from the North China Craton and Dabie Orogen for the Upper Triassic to Middle Jurassic sandstones and from the Indosinian granitic plutons in the South China Craton for the Lower Cretaceous sandstones. The 90–120 Ma age group in the Upper Cretaceous sandstones in the Hengyang Basin is correlated with Cretaceous volcanism along the southeastern margin of South China, suggesting a coastal mountain belt have existed during the Late Cretaceous. The sediment provenance of the basins and topographic evolution revealed by the geochronological data in this study are consistent with a Mesozoic tectonic setting from Early Mesozoic intra-continental compression through late Mesozoic Pacific Plate subduction in SE China.     

Detrital zircon geochronology analysis of the Late Mesozoic deposition in the Turpan‐Hami basin: Implications for the uplift history of the Eastern Tian Shan,north‐western China

Analysing the provenance changes of synorogenic sediments in the Turpan‐Hami basin by detrital zircon geochronology is an efficient tool to examine the uplift and erosion history of the easternmost Tian Shan. We present detrital zircon U‐Pb analysis from nine samples that were collected within marginal lacustrine Middle‐Late Jurassic and aeolian‐fluvial Early Cretaceous strata in the basin. Middle‐Early Jurassic (159–172 Ma) zircons deriving from the southern Junggar dominated the Middle Jurassic sample from the western Turpan‐Hami basin, whereas Permian‐Carboniferous (270–330 Ma) zircons from the Bogda mountains were dominant in the Late Jurassic to Early Cretaceous samples. Devonian‐Silurian (400–420 Ma) and Triassic (235–259 Ma) zircons from the Jueluotage and Harlik mountains constituted the subordinate age groups in the Late Jurassic and Early Cretaceous samples from the eastern basin respectively. These provenance transitions provide evidence for uplift of the Bogda mountains in the Late Jurassic and the Harlik mountains since the Early Cretaceous.     

Late Jurassic-Cretaceous fluvial evolution of central Africa: Insights from the Kasai-Congo Basin,Democratic Republic Congo

The Congo Basin in central Africa is one of the largest intracratonic sedimentary basins in the world. The geological knowledge of Congo Basin is mainly based on studies from the central part of the basin (“Cuvette Centrale”). We present the results of sedimentary provenance investigations of the Jurassic–Cretaceous strata from the southwestern part of the basin, called the Kasai region. This study combines sandstone petrography with U-Pb and Lu-Hf analyses of detrital zircons to assess the stratigraphy, sedimentary provenance and drainage history of the Upper Jurassic-Cretaceous strata in the Kasai region. The stratigraphy is subdivided into a single Upper Jurassic unit (J1) and four Cretaceous units (C1–C4). Petrographically, sandstones from all units except the conglomeratic C3 are texturally and compositionally mature, dominated by quartzarenite and subarkosic compositions. These characteristics can be attributed to considerable recycling of older sedimentary strata and crustal sources, along with long distance fluvial and aeolian processes. The analyses of fifteen detrital zircon samples from the Upper Jurassic–Cretaceous strata yielded mainly Archean and Proterozoic zircons. This result suggests that sandstones are likely sourced from the underlying Archean-Paleoproterozoic Congo–Kasai Craton and from nearby Proterozoic mobile belts, particularly the Irumide and Lufilian Belts to the south of the basin. The dominance of Archean and Proterozoic detrital zircons in Upper Jurassic–Cretaceous strata suggests that the Kasai portion of the Congo Basin experienced exhumation and erosion, which is possibly associated with far-field reactivation of Archean and Proterozoic structures during and following Gondwana rifting in the late Mesozoic. A large fluvial drainage network sourced from the south of the basin, is interpreted to have developed across central Africa during the Late Jurassic–Cretaceous. This fluvial system is believed to have flowed northward across the Congo Basin and ultimately drained into a wrench fault system called the Central African Shear Zone, which extends in an ENE direction from the Gulf of Guinea through Cameroon into Sudan and Kenya.     

大别造山带折返剥露历史:来自合肥盆地南缘中生界变质岩碎屑的证据

在合肥盆地南缘广泛分布的中生界内,砾石主要由变质岩碎屑组成。碎屑在地层中分布及垂向上的变化,为重塑造山带折返剥露历史提供了证据。防虎山组和三尖铺组底部砾岩碎屑组合为:石英片岩+云母片岩+石墨片岩+千枚岩+石英岩+脉石英+片麻岩(局部),表明在早侏罗世晚期Pliensbachian期(距今195Ma)之前,佛子岭群和卢镇关群已经折返到地表并遭受剥露。早白垩世凤凰台组、毛坦厂组和周公山组中砾岩碎屑组合为:片岩+石英岩+片麻岩+混合岩+榴辉岩+角闪岩+斜长岩+花岗岩+大理岩等,榴辉岩以及其它基性岩的微量元素特征表明它们可能是一个在早白垩世以前(距今135Ma)折返到地表并遭受完全剥露,而现在已经从造山带消失的超高压构造地层单元。大别造山带出露的超高压变质带(大别杂岩)在北缘中生代地层中目前尚未发现有可靠的沉积记录,推测它们的大规模折返和剥露可能在新生代,并持续到现在。据此认为大别造山带大规模的折返剥露分为3个阶段:早侏罗世之前、晚侏罗世—早白垩世早期和新生代。