北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区早志留世碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

以北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区原划为中—下奥陶统的阴沟群碎屑岩为研究对象,进行碎屑锆石LA-ICP-MS UPb测年,探讨其形成时代、物源组成和构造背景。结果表明,碎屑岩沉积时代早于432.5Ma,为早志留世,该套沉积地层并不属于早—中奥陶世阴沟群。碎屑锆石U-Pb同位素年龄可明显分为4组:早古生代年龄组,434～521Ma,峰值为447Ma;新元古代年龄组,791～992Ma,峰值年龄966Ma;中古元古代年龄组,1017～1755Ma,并出现1120Ma、1278Ma、1427Ma和1648Ma多个峰值;古元古代早期—新太古代晚期年龄组,1879～2663Ma,并出现2089Ma、2428Ma和2543Ma多个峰值。综合分析显示,碎屑岩沉积物质来源于祁连造山带和阿拉善地块,祁连造山带早古生代岛弧型岩浆岩和新元古代岩浆岩,以及造山带结晶基底岩系为该套碎屑岩沉积提供了更重要的物源。     

北祁连肃南地区阴沟群形成时代及沉积源区讨论——碎屑锆石U-Pb年龄证据

北祁连造山带肃南地区是阴沟群的典型分布区,主要由中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、变质泥岩及砂岩组成。本文对阴沟群上部2件粗砂岩碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄的测定,分别获得最小谐和年龄(425±2)Ma、(425±5)Ma,代表其形成时代可能为早—中志留世,说明肃南地区原划为早奥陶世的阴沟群可能存在不同时代的物质组成,其形成时代需要进一步的厘定。碎屑锆石谐和年龄分布特征表明,其物源主要来自南部的中祁连地块(800~1000 Ma、1600~1800 Ma),其次来自北祁连岛弧和同碰撞/碰撞后花岗岩(425~510 Ma),而源自北部华北板块的沉积物(老于1800 Ma的锆石)则极少。     

北祁连造山带石包城地区花岗岩年代学及成因

北祁连造山带内发育大量早古生代花岗质岩石,对其进行研究有助于加深对造山带构造演化的理解。本文以带内西段石包城地区的花岗岩为研究对象,对其进行锆石U-Pb年代学、Hf同位素以及地球化学方面的研究。结果表明:(1)该花岗岩形成时代为465~463Ma,地球化学数据表明其属于钙碱性系列,并具强过铝质特征;(2)该花岗岩T_(Zr)和T_(REE)平均温度分别为760℃和732℃,ε_(Hf)(t)变化于+7.6~+13.5,二阶段模式年龄变化于581~957Ma;(3)可能属I-S过渡型花岗岩,是新生基性地壳低温条件下由于角闪石脱水分解而发生部分熔融而成,并混入了少量中-新元古代沉积组分,岩浆未发生明显的分离结晶作用,残留相为石榴石、角闪石和斜长石为主的麻粒岩;(4)该花岗岩形成于北祁连洋北向俯冲的活动大陆边缘背景之下,并在侵位上升过程中加入了部分沉积物质。     

北秦岭-祁连结合区大草滩群碎屑锆石U-Pb年代学研究

应用LA-ICP-MS法对北秦岭-祁连结合区的晚泥盆世大草滩群进行了系统的碎屑锆石U-Pb年代学研究。地层剖面从下至上,大草滩群三个岩组的碎屑锆石U-Pb年龄谱具有以下特征:①古生代年龄组分(550Ma)所占的比例依次变小(分别为36%,32%,25%),且最年轻的锆石年龄值也是逐渐变小(分别为403±5Ma,385±5Ma,375±6Ma),这一特征反映的是大陆边缘岩浆弧前缘同岩浆活动的隆升-剥蚀和沉积。②750～2600Ma年龄组分所占的比例逐渐增大(分别为54%,65%,72%),且主要的峰值年龄向老的方向变化,这一特征反映的是往造山带深部基底和大陆内部逐渐延伸的隆升和剥蚀。本研究工作阐明大草滩群的碎屑沉积物来自多种构造环境中的岩石地层单元,主要来自北秦岭-祁连微陆块基底,其次是来自古生代洋壳持续俯冲形成的大陆边缘岩浆弧和加里东期碰撞造山带再旋回物质,还有少量来源于华北克拉通西部地块的物质成分。晚泥盆世大草滩群陆相粗碎屑沉积组合在构造位置上是处于弧(微陆)-大陆碰撞造山带的南缘与安第斯型大陆边缘岩浆弧的弧前盆地这一构造叠加复合地区,是弧(微陆)-大陆碰撞造山作用以后,洋壳持续俯冲造山作用阶段同火山-岩浆活动的沉积响应。     

南祁连北缘东段晚奥陶世构造演化:多藏角闪辉长岩U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学证据

为约束多藏角闪辉长岩的岩石成因和南祁连北缘东段晚奥陶世的构造演化,对多藏角闪辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学分析。结果表明,角闪辉长岩中锆石具条痕状吸收和高的Th/U比值(0.37~1.16),暗示其岩浆成因。岩浆锆石的206Pb/238 U定年结果为(444±3)Ma,表明多藏角闪辉长岩形成于晚奥陶世,两组捕获锆石的年龄为520 Ma和484 Ma,代表早期的岩浆事件。多藏岩体具相对低的SiO_2含量(51.68%~55.66%)和高的MgO(4.48%~7.37%)、TiO_2(1.01%~1.24%)、FeO~T(7.99%~8.72%)含量以及高的Mg#值(53~63);LREEs相对富集、HREEs相对亏损,(La/Yb)N=4.03~7.89,具有弱的Eu异常(δEu=0.78~1.16),富集LILEs(Rb、Ba、K)、亏损HFSEs(Nb、Ta),具Sr、P、Ti元素的亏损。结合矿物化学分析表明,南祁连北缘东段多藏角闪辉长岩起源于受俯冲流体交代的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,形成于洋-洋汇聚向洋-陆碰撞转换背景下俯冲大洋板片断离后的伸展构造环境。     

北祁连下古城花岗岩体LA ICP MS锆石U Pb年代学及岩石化学特征

下古城花岗岩体分布于北祁连造山带南缘,岩性主要为石英闪长岩—花岗闪长岩,SiO2质量分数在58.78%~69.53%之间,Al2O3含量为14.30%~15.30%之间,A/CNK为0.86~1.08,属准铝质—弱过铝质,钙碱性—高钾钙碱性系列的I型花岗岩。整体上,具有低SiO2,高CaO、FeOT和MgO的岩石地球化学特征。稀土总量(ΣREE)为87.22×10-6~150.54×10-6,ΣLREE/ΣHREE为6.24~11.11,表明轻重稀土弱分异。富集大离子亲石元素Rb、Th、U、Pb、La等,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等,说明下古城花岗岩主要由壳源物质部分熔融形成。锆石原位Lu-Hf同位素分析结果表明,石英闪长岩的εHf(t)=-5.7~-0.7,二阶段模式年龄(tDM2)为1.51~1.83Ga,暗示源岩可能主要为中元古代增生的地壳物质。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学结果表明,下古城石英闪长岩的侵位年龄为505.4±4.1Ma(MSWD=0.78,n=21),与北祁连造山带南缘的柯柯里花岗岩(512Ma~501Ma)、野马咀花岗岩(~508Ma)形成的地球动力学背景相似,均属于北祁连洋向南俯冲活动大陆边缘的岛弧环境。     

祁连山西段玉石沟地区上二叠统砂岩碎屑锆石年代学及其地质意义

玉石沟地区位于青藏高原东北缘,大地构造属于北祁连造山带南缘,其石炭纪—三叠纪是上叠盆地发育时期,表现为浅海相、海陆交互相至陆相稳定型沉积建造。对玉石沟北部紫红色粗砂岩样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年,其年龄结果主要分布在4个区间:260～350 Ma(峰值314 Ma)、400～500 Ma(峰值445 Ma)、1 700～2 000 Ma、2 200～2 600 Ma,800～1 000 Ma锆石数仅有2颗,另有1颗锆石为2 056 Ma。锆石CL图像显示:260～350 Ma锆石中既有变质锆石也有岩浆锆石,可能响应南祁连地区石炭纪—早二叠世的热事件。400～500 Ma锆石以岩浆锆石为主,表明北祁连造山带和中祁连地块广泛发育的弧岩浆岩和同碰撞花岗岩提供了物源。1 700～2 000 Ma和2 200～2 600 Ma锆石主要为变质锆石,反映了祁连地块基底变质岩的年龄信息,推测来源于基底变质岩的剥露。800～1 000 Ma年龄区间的锆石数量稀少,可能反映新元古代侵入体在该组沉积时期尚未大规模剥露。砂岩中最年轻的锆石年龄为(289±2)Ma,限定了其沉积时代的下限为早二叠世,结合实测地层剖面上的岩石组合和层序变化,将之归属于上二叠统红泉组。碎屑锆石年龄结构表明玉石沟地区红泉组兼具北祁连造山带和中—南祁连地块的年龄信息,红泉组沉积物可能具有南、北两个物源区。     

从弧后盆地到前陆盆地--北祁连造山带奥陶纪-泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪-早、中泥盆世碰撞造山而形成的.奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积.志留纪-早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期.除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主.志留系底部多见一套砾岩层.下-中志留统为典型复理石相的浊流沉积.上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积.早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积.从空间分布上看,志留系-泥盆系在走廊-北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征.北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩-志留系复理石-海相磨拉石-中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列.     

从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪-泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪-早、中泥盆世碰撞造山而形成的.奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积.志留纪-早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期.除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主.志留系底部多见一套砾岩层.下-中志留统为典型复理石相的浊流沉积.上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积.早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积.从空间分布上看,志留系-泥盆系在走廊-北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征.北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩-志留系复理石-海相磨拉石-中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列.     

从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪—泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪—早、中泥盆世碰撞造山而形成的。奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积。志留纪—早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期。除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主。志留系底部多见一套砾岩层。下—中志留统为典型复理石相的浊流沉积。上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积。早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积。从空间分布上看,志留系—泥盆系在走廊—北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征。北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩—志留系复理石-海相磨拉石—中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列。     

北祁连造山带东段上奥陶统一下、中泥盆统砂岩碎屑组分与物源分析

北祁连造山带东部武威斜豪-古浪石城子-靖远水泉-带上奥陶统一下、中泥盆统砂岩碎屑组分源区大地构造背景的判别结果表明,上奥陶统砂岩中的沉积物主要来自弧造山带内的过渡岛弧源区,并且早期可能含有较多的来自未分割岛弧源区的物质,下志留统砂岩中的沉积物主要来自碰撞造山带,而下、中泥盆统砂岩中的沉积物主要来自卷入碰撞造山带内的分割...     

龙门山中北段印支晚期构造活动:来自构造解析及碎屑锆石年代学的证据

晚三叠世是四川盆地演化过程中的重要阶段,该时期盆地西部经历了从被动大陆边缘向前陆盆地的演变.为进一步厘定龙门山中北段印支晚期构造的具体活动时间及活动强度,本研究选择龙门山前中北段某地震剖面进行构造几何分析,结果显示龙门山前中北段大规模的逆冲推覆很可能在须家河组四段沉积初期就已经出现,其恢复的推覆位移量至少达到11 km...     

北祁连永登石灰沟奥陶纪硅质岩地球化学特征及大地构造意义

北祁连造山带位于华北板块西南缘,是中一南祁连微板块与华北板块碰撞形成的加里东造山带。永登石灰沟位于北祁连东段,跨奥陶纪岛弧构造带。永登石灰沟一带奥陶系主要分布中堡群,其主要为中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、大理岩、板岩及变质砂岩。硅质岩的沉积地球化学研究表明,与岛弧火山岩共生的硅质岩为生物成因,形成于大陆边缘盆地的构造背景。但硅质岩稀土元素特征反映其受陆源影响不明显,为远离陆源的深水盆地沉积。推测北祁连奥陶纪处于多岛洋的构造背景,北祁连奥陶纪存在宽阔、多岛的古洋盆。     

勉略构造带新元古代中期构造演化特征:来自略阳关天门变质沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学和地球化学的证据

秦岭南缘勉略构造带略阳关天门地区发育有一套绿片岩相-低角闪岩相岩石组合,是勉略构造带内强烈韧性变形的变质沉积岩系,其形成时代和构造属性长期存在争议,制约区域大地构造演化的研究。为查明其形成时代与构造背景,对其中的变质细碎屑岩进行系统的岩石学、碎屑锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。2件碎屑锆石U-Pb年龄样品的年龄分布特征相似,主要年龄区间为新元古代早中期(ca.880~800 Ma),并且显示出ca.830 Ma的显著峰值;最年轻的一组碎屑锆石年龄为747~736 Ma(平均年龄742±6 Ma)。地球化学研究结果表明,关天门变沉积岩原岩应为一套细碎屑岩偶夹碳酸盐岩的沉积组合,原岩经历了较低程度的化学风化和沉积物再旋回,其物源主要为大陆岛弧背景下的中-酸性岩浆岩。结合区域已有研究成果,认为关天门变沉积岩的物源主要为碧口微地块、汉南—米仓山微地块的新元古代早中期岩浆弧。通过野外地质调查,并与已有的区域碎屑锆石年龄谱系进行对比,认为关天门变沉积岩岩片的沉积时代应晚于碧口微地块横丹群形成的时间(720 Ma),即关天门变沉积岩岩片的沉积时限应晚于720 Ma,形成于新元古代中期伸展裂陷体制,是Rodinia超大陆裂解过程的响应。     

Geochronology and Tectonic Evolution of the West Section of the Jiangnan Orogenic Belt

As an important part of South China Old Land, the Jiangnan Orogenic Belt plays a significant role in explaining the assembly and the evolution of the Upper Yangtze Block and Cathaysia, as well as the structure and growth mechanism of continental lithosphere in South China.The Lengjiaxi and the Banxi groups are the base strata of the west section of the Jiangnan Orogenic Belt.Thus, the research of geochronology and tectonic evolution of the Lengjiaxi and the Banxi groups is significant.The maximum sedimentary age of the Lengjiaxi Group is ca.862 Ma, and the minimum is ca.822 Ma.The Zhangjiawan Formation, which is situated in the upper part of the Banxi Group is ca.802 Ma.The Lengjiaxi Group and equivalent strata should thus belong to the Neoproterozoic in age.The Jiangnan Orogenic Belt consisting of the Lengjiaxi and the Banxi groups as important constituents is not a Greenville Orogen Belt(1.3 Ga–1.0 Ga).The Jiangnan Orogenic Belt is a recyclic orogenic belt, and the prototype basin is a foreland basin with materials derived from the southwest and the sediments belong to the active continental sedimentation.By combining large amounts of dating data of the Lengjiaxi and the Banxi groups as well as equivalent strata, the evolutionary model of the western section of the Jiangnan Orogenic Belt is established as follows: Before 862 Ma, the South China Ocean was subducted beneath the Upper Yangtze Block, while a continental island arc was formed on the side near the Upper Yangtze Block.The South China Ocean was not closed in this period.From 862 Ma to 822 Ma, the Upper Yangtze Block was collided with Cathaysia; and sediments began to be deposited in the foreland basin between the two blocks.The Lengjiaxi Group and equivalent strata were thus formed and the materials might be derived from the recyclic orogenic belt.From 822 Ma to 802 Ma, Cathaysia continued pushing to the Upper Yangtze Block, experienced the Jinning-Sibao Movement(Wuling Movement); as result, the folded basement of the Jiangnan Orogenic Belt was formed.After 802 Ma, Cathaysia and the Upper Yangtze Block were separated from each other, the Nanhua rift basin was formed and began to receive the sediments of the Banxi Group and equivalent strata.These large amounts of dating data and research results also indicate that before the collision of the Upper Yangtze Block with Cathaysia, materials of the continental crust became less and less from the southwest to the east in the Jiangnan Orogeneic Belt; only island arc and neomagmatic arc were developed in the eastern section.Ocean-continent subduction or continent-continent subduction took place in the western and southern sections, while intra-oceanic subduction occurred in the eastern section.Comprehensive analyses on U-Pb ages and Hf model ages of zircons, the main provenance of the Lengjiaxi Group is Cathaysia.     

LA-ICP-MS U-Pb Zircon Geochronology of Basic Dikes within Maxianshan Rock Group in the Central Qilian Orogenic Belt and Its Tectonic Implications

A large number of basic dikes, which indicate an important tectonic-magmatic event in the eastern part of the Central Qilian (祁连) orogenic belt, were found from Maxianshan (马衔山) rock group, Yongjing (永靖) county, Gansu (甘肃) Province, China. According to the research on the char- acteristics of geology and petrology, the basic dike swarms, widely intruded in Maxianshan rock group, are divided into two phases by the authors. U-Pb isotope of zircons from the basic dikes above two phases is separately determined by LA-ICP-MS in the Key Laboratory of Continental Dynamics of Northwest University, China and the causes of formation of the zircons are studied using CL images. The formation age of the earlier phase of metagabbro dikes is (441.1±1.4) Ma (corresponding to the early stage of Early Silurian), and the age of the main metamorphic period is (414.3±1.2) Ma (corre- sponding to the early stage of Early Devonian). The formation age of the later phase of diabase dike swarms is (434±1.0) Ma (corresponding to the late stage of Early Silurian). The cap- tured-zircons from diabase dike swarms saved some information of material interfusion by Maxianshan rock group(207Pb/206Pb apparent ages are (2 325±3)–(2 573 ±6) Ma), and some zircons from diabase dike swarms also saved impacted information by tec- tonic thermal event during the late period of Caledonian movement (206Pb/238U apparent ages are (400±2)–(429±2) Ma). By combining the results of the related studies, the basic dikeswithin Maxianshan rock group were considered to be formed in the transfer period, from subductional orogeny towards collisional orogeny, which represents geological records of NW-SE extension during regional NE-SW towards intense compression in the Central Qilian block.     

柴北缘北部中吾农山构造带及邻区中吾农山群物源和构造环境:来自地球化学与锆石年代学的证据

中吾农山构造带位于南祁连地块和柴北缘欧龙布鲁克地块之间,其构造特征研究对邻区的构造演化有重要的启示意义。目前关于中吾农山构造带加里东期构造-地层-热事件的研究很少,且对于该构造带及邻区中吾农山群的物质来源和其形成的构造环境仍存在不同观点。本文对中吾农山构造带及邻区中吾农山群开展岩石学、地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学及其微区原位Hf同位素分析,结果显示中吾农山群碎屑岩具有较低的化学蚀变指数(CIA72)和斜长石蚀变指数(PIA=50.26~68.12),较高的成分变异指数(ICV=1.21~1.58),表明成熟度较低,经历了弱-中等的化学风化、不具"沉积再循环"特征。地球化学指标(La/Sc,Th/Sc,Zr/Sc,Cr/Th,Th/Co等)和判别图解(Zr/Sc-Th/Sc和La/Sc-Co/Th)显示源岩主要为长英质岩石。锆石U-Pb年龄谱存在新元古代(0.8~1.0 Ga)和早古生代(0.4~0.45 Ga)两个主要峰值,对应ε_(Hf)(t)分别为-9.6~-3.09和-15.87~9.5,而最年轻碎屑锆石年龄为410 Ma。结合前人研究,推测中吾农山群可能形成于晚奥陶世-早泥盆世早期,而柴北缘鱼卡-沙柳河高压-超高压变质带内新元古代花岗片麻岩和早古生代滩间山蛇绿杂岩带内大陆弧型花岗岩为其主要物源,其沉积形成于早古生代活动大陆边缘-大陆岛弧环境下的弧后盆地。     

Volcanism and Tectonic Evolution in the North Qilian Mountains during Ordovician Period

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｍａｒｉｎｅｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈＱｉｌｉａｎｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｐｅａｔｅｄｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅａｎｄｂｅｅｎｃｏｎ－ｓｉｄｅｒｅｄａｄｉｓｔｉｎｃ...