海南岛北部古生界时代:碎屑锆石U-Pb年代学约束

海南岛古生界主要分布于南部三亚地块,并在琼中地块零星出露。相对于三亚地块,琼中地块内的古生界由于缺乏古生物化石证据及精细年代学数据,其地层划分及时代归属问题一直广受争议,严重限制了对海南岛北部古生代构造属性的认识。目前,利用沉积岩碎屑锆石年龄限定地层的沉积时代已得到广泛应用。本文在野外地质调查基础上,对海南岛北部邦溪、儋州、琼海等地区原划属为古生界的相关样品进行了锆石激光U-Pb年代学研究。锆石U-Pb年代学分析表明:于邦溪地区原划为奥陶系南碧沟组中采集的变质砂岩和儋州、琼海地区原划为志留系陀烈组中采集的变质砂岩的碎屑锆石给出的最年轻206Pb/238 U表观年龄分别为373、352和369 Ma,其年龄谱系与屯昌地区二叠系砂岩相类似,总体上年龄峰值为370 Ma左右,另外在约447、980、1 969~1 520和2 681~2 328Ma呈现次要峰值。结合其他资料,本文认为前人在海南岛北部划属的下古生界中至少有部分岩石应划属石炭系—下二叠统。上述研究丰富了海南岛古生界的年代学资料,也为海南岛构造演化等问题提供了新的约束。     

Detrital Zircon U-Pb Geochronology of the Xilin Group:Constraints for the Early Paleozoic Tectonic Evolution of the Songliao Massif

The Xilin Group, composed of the Chenming, Laodaomiaogou, Qianshan and Wuxingzhen formations, is one of the Early Paleozoic terranes in the eastern Songliao Massif, mainly consisting of thick layers of fine clastic and carbonate rocks. This study presents LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronological data for the Laodaomiaogou and Qianshan formations, further constraining their provenance and the Early Paleozoic tectonic evolution of the Songliao Massif on the eastern Central Asian Orogenic Belt. Most zircons from the Laodaomiaogou and Qianshan formations show magmatic oscillatory zoning and high Th/U ratios (0.26–2.41). Zircon U-Pb dating results indicate that the detrital zircons from the silty mudstone of the Laodaomiaogou Formation yield peak ages of 634 Ma, 775 Ma, 820 Ma, 880 Ma and 927 Ma, as well as multi-episodic Archean to Paleoproterozoic and Mesoproterozoic ages (1405–643 Ma), implying its deposition time is younger than ~634 Ma. Furthermore, the occurrence of Early Cambrian fossils indicates that the Laodaomiaogou Formation was deposited during the late stage of the Early Cambrian (~514 Ma). The zircons from the K-bentonite of the Qianshan Formation show four peak ages of 444 Ma, 471 Ma, 489 Ma and 518 Ma and the youngest age peak of 444 ± 4 Ma (n = 6) indicates that the Qianshan Formation was deposited during the Late Ordovician. In addition, the peak ages of the detrital zircons in the silty mudstone of the Qianshan Formation are 472 Ma and 498 Ma, as well as two other concordant points with 207Pb/206Pb apparent ages of 1824 Ma and 1985 Ma. The dating results in this study, together with published data, indicate the absence of Pan-African magmatic events in the Songliao Massif prior to the initial deposition of the Xilin Group, in contrast to those distributed widely in the Jiamusi Massif. Taken together, we conclude that the depositional provenance of the Laodaomiaogou and Qianshan formations was derived from the Songliao Massif. Furthermore, the characteristics of the detrital zircon age composition and rock associations indicate that the Laodaomiaogou Formation formed in a passive continental margin environment, in contrast to the Qianshan Formation, which formed in an active continental margin environment. The above results also imply that the Songliao and Jiamusi massifs might not have collided before the Late Ordovician.     

北大巴山地区晚古生代滔河口组碎屑锆石年代学研究及对古生代岩浆事件的限定

长期以来,一直认为北大巴山地区仅分布着早古生代地层,实际并非如此。滔河口组主要为一套火山-沉积组合序列,保留相对完整的地层记录。本文运用LA-ICP-MS U-Pb方法,对由灰绿色砂岩和玄武岩组成的滔河口组同一采样位置的2件砂岩碎屑锆石进行U-Pb年龄测定,获得了52组U-Pb有效年龄,重新限定了滔河口组的形成时代,且为北大巴山地区早古生代构造演化提供了详细资料。获得的11个较年轻的锆石年龄表明,滔河口组形成不早于早泥盆世。碎屑锆石的谐和年龄表明,物源主要集中在407~434Ma侵入岩、粗面岩和玄武岩等。研究区的岩浆成因碎屑锆石年龄值表明,古生代时期发育3期岩浆作用,分别对应431~439Ma侵入岩、426.9Ma斑鸠关组粗面岩和414.3Ma滔河口组玄武岩。     

冈底斯中部松多岩组形成时代及物源:来自碎屑锆石U-Pb年代学证据

冈底斯中部广泛发育的松多岩组因缺少化石依据,其沉积时代一直存在争议,严重制约了对冈底斯古生代构造演化的认识.在详细野外地质调查基础上,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年对松多岩组中变质砂岩进行了锆石U-Pb同位素测定,获得变质砂岩中最小碎屑锆石年龄值为316 Ma,时代为晚石炭世,代表了松多岩组形成时代的下限.通过碎屑锆石年龄示踪和区域对比研究,松多岩组物源很可能来自拉萨地块内部(南拉萨地块和北拉萨地块),可能是松多古特提斯洋初始洋盆的沉积记录.研究区松多岩组沉积时代下限的厘定,进一步完善了该区晚古生代地层系统,对冈瓦纳大陆北缘晚石炭世－早二叠世岩相古地理研究具有重要意义.      

Age and Provenance of the Lower Paleozoic Tushibulake Formation in the Quruqtagh Area: Evidence from Detrital Zircon U-Pb Dating

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.碎屑锫石的谐和年龄表明,物源主要集中在422～537 Ma、559～999 Ma、1018～1574 Ma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.     

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。     

大兴安岭中段晚石炭世-早二叠世砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

位于中亚造山带东段的中国东北地区由众多微地块拼合而成,但各地块间的拼贴时间、位置和演化过程一直是地学界争议的关键科学问题.针对大兴安岭中段蘑菇气地区晚石炭世-早二叠世宝力高庙组砂岩开展了详细的岩相学、碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,分析了砂岩母岩区大地构造背景,进而约束兴安地块与松辽地块的汇聚过程.研究结果表明,砂岩具有成分成熟度低、近源快速沉积特点,碎屑骨架成分显示了火成岩区物源供给.锆石颗粒CL图像、Th/U值及REE特征均指示了锆石为岩浆成因.测试样品中锆石U-Pb年龄主要集中在282~360 Ma（n=134）,峰值年龄约为290 Ma、305 Ma、325 Ma和350 Ma.结合区域内前人的研究成果,暗示了其物源可能来自蘑菇气-嫩江-黑河一线的晚古生代俯冲-同碰撞期岩浆弧;样品中最年轻的锆石U-Pb年龄分别为282±4 Ma（样品15MG10）和287±4 Ma（样品15MG11）,可以限定砂岩的沉积下限为早二叠世.对比索伦-蘑菇气地区晚石炭世-早三叠世砂岩的碎屑锆石年龄组成,发现兴安地块内晚石炭世-早二叠世碎屑组分与松辽地块内中二叠世-早三叠世碎屑组分基本相同,说明兴安地块与松辽地块已于晚石炭世前沿贺根山-黑河缝合带完成拼合.      

东昆仑地区赛什腾组碎屑锆石U-Pb年代学:对其物质来源及地层时代的约束

出露于东昆仑地区的赛什腾组是一套变碎屑岩,底部为具鲍马序列的深海浊流沉积,往上总体为下细上粗的浅海–滨浅海沉积,构成一套海退沉积序列,是东昆仑地区原特提斯洋闭合过程中形成的物质记录。由于赛什腾组中缺少化石记录,前人对其地层时代的归属一直存在争议。本文通过对赛什腾组碎屑锆石年龄谱的研究,恢复了物源区经历的几期重大构造–岩浆事件,对其物质来源及沉积时代进行了约束,为构建东昆仑及其邻区的构造演化历史提供了参考。研究得到赛什腾组碎屑锆石年龄谱存在2500 Ma、2300~2600 Ma、1600~1800 Ma、800~1200 Ma和421~600 Ma五个年龄区间,相应指示其最终物源区可能存在古老结晶基底,并先后经历了早元古代早期构造–岩浆事件、早元古代晚期构造–岩浆事件、中元古代晚期构造–岩浆事件(格林威尔运动)、新元古代早期构造–岩浆事件和早古生代构造–岩浆事件(原特提斯洋演化阶段);将赛什腾组碎屑锆石年龄与恢复得到的古水流方向相结合,推测北部邻区的白沙河岩组、小庙群、万宝沟群和新元古代早期构造–岩浆活动及原特提斯洋演化后期在东昆仑地区形成的大量中酸性岩浆岩是其主要物源;根据得到的年龄为421±7 Ma的最年轻碎屑锆石,结合侵入其中的年龄为413.8±0.8 Ma的二长花岗岩,将赛什腾组的沉积时代限定于421~413 Ma,结束了前人对其形成时代的争议;并进一步根据赛什腾组是东昆仑地区原特提斯洋发生俯冲消减直至碰撞闭合的填满沉积序列,提出赛什腾组的地层沉积时代可认为是东昆仑地区局部原特提斯洋发生闭合的最大年龄。     

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...     

准噶尔盆地东北缘卡拉麦里组物源区特征:碎屑岩地球化学及锆石U-Pb年代学的制约

准噶尔盆地东北缘广泛发育泥盆纪卡拉麦里组,其形成时代与构造背景一直备受争议.对卡拉麦里组碎屑岩开展岩石学、地球化学和同位素年代学研究,结果显示:卡拉麦里组形成于斜坡-半深海沉积环境,具浊积岩特征.砂岩样品SiO₂含量高,Al₂O₃/SiO₂比值低,K₂O/Na₂O比值高,REE配分曲线总体表现为右倾,ΣLREE/ΣHREE=4.81~8.03,δEu=0.59~0.80,Eu具有弱负异常,构造环境判别图解揭示卡拉麦里组砂岩物源区构造背景为被动大陆边缘.砂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定表明,锆石年龄分为2期,主要为393~524 Ma,其次是823~3 077 Ma,表明卡拉麦里组物源区地质体时代主要为早古生代和前寒武纪,分别对应于准噶尔盆地周缘早古生代造山带和前寒武纪结晶基底.综合分析认为,卡拉麦里组形成时代为早-中泥盆世,沉积于准噶尔地块东北缘被动陆缘一侧.中泥盆世开始,卡拉麦里古生代洋盆持续向北俯冲消减,形成了野马泉岛弧及其弧前沉积体系,最终闭合于早石炭世之前.      

昌宁-孟连结合带弄巴地区泥盆系、石炭系的时代及沉积环境:放射虫、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素约束

造山带中远洋深水沉积物是恢复古大洋的重要依据之一,昌宁-孟连古特提斯结合带存在大量海相沉积物,但是否存在大洋盆地相的远洋沉积还不清楚.对弄巴地区被认为最可能是洋盆相沉积的石炭系岩片和海相泥盆系岩片进行了岩石学、放射虫时代、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究.石炭系岩片放射虫硅质岩中鉴定出放射虫6属8种,时代为早石炭世早-中期.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,泥盆系岩片岩屑石英杂砂岩碎屑锆石年龄范围为387~3 266 Ma,最年轻一组年龄为387~413 Ma;石炭系岩片中与放射虫硅质岩共生的基性凝灰岩碎屑锆石年龄为341~3 403 Ma,最年轻一组年龄为341~354 Ma.综合锆石年龄和化石资料,限定泥盆系岩片原始沉积时代为早-中泥盆世,石炭系岩片时代为早石炭世早-中期.碎屑锆石U-Pb年龄谱特征和Hf同位素组成指示泥盆系岩片和石炭系岩片具有相似的物质源区,主要来源于亲冈瓦纳的陆壳,少量来自于古生代特提斯域新生岛弧.早-中泥盆世地层岩片原始沉积于亲冈瓦纳的大陆斜坡环境;早石炭世地层岩片原始沉积于亲冈瓦纳的大陆斜坡至古特提斯洋盆边缘环境,不是远洋深水的大洋盆地环境.寻找以远洋深水沉积物为代表的大洋盆地相沉积并开展研究是当前昌宁-孟连古特提斯研究的重要方向之一.      

三亚石榴霓辉石正长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄:对海南岛海西-印支期构造演化的制约

在海南岛南端的三亚地体上发现了一些石榴霓辉石正长岩,其矿物学及岩石地球化学特征表明,它们是硅饱和的过碱性侵入岩,富集大离子亲石元素(Rb ,Th ,U ,K ,Pb)和轻稀土元素,具有较明显的Nb ,Ta ,Ti,Sr,Ba ,Eu ,P负异常,重稀土含量相对较高且分异不明显;Sr,Nd ,Pb同位素组成与EMⅡ型富集岩石圈地幔类似。锆石的SHRIMPU Pb测定给出11个分析点的2 0 6Pb/ 2 3 8U年龄为2 37～2 5 1Ma,加权平均值为2 4 4±7Ma。根据这些资料,揭示了三亚过碱性正长岩是在中三叠世由于岩石圈拆沉、软流圈上涌导致减薄后的富集岩石圈地幔在较浅深度(<6 0km)因增温减压而发生低度的脱水部分熔融而形成。强调三叠纪时海南岛属于后造山伸展环境,是海西期造山事件连续演化的结果,不应划分出独立的印支期造山事件或印支旋回。提出三亚地体可能于晚二叠世通过九所—陵水断裂的大规模右旋走滑而移置到和琼中地体相邻。指出海南东南部存在一条北东向的三叠纪富碱侵入岩带,该岩带可能延伸到广东罗定—福建明溪。认为华南三叠纪时可能也属于后造山环境     

思茅陆块东缘二叠世末期碎屑锆石U-Pb年代学及微量元素组成研究

本文对采自云南哀牢山构造带西侧、思茅陆块东缘二叠纪末的四个砂岩样品中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄和微量元素测试,所有样品的年龄谱都显示出250～290 Ma的显著特征峰, XD37、XD40还得到900～1000 Ma的主特征峰和400～600 Ma的次特征峰;另外两个样品XD41和XD50也具有400～600 Ma和900～1000 Ma的特征峰,但是锆石数量较少。绝大部分的碎屑锆石微量元素都指示其源岩来自岩浆弧/造山带构造环境。结合前人研究成果,我们认为这些砂岩沉积于一个靠近思茅陆块边缘的弧后盆地,该弧后盆地可能是哀牢山洋二叠纪自东向西俯冲消减而产生。     

松潘-甘孜盆地中、晚三叠世沉积物来源及演化的锆石U-Pb年代学制约

从松潘-甘孜构造带东北部若尔盖盆地的红参一井内分别采取中三叠世晚期和晚三叠世早期的砂岩样品,用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)方法对其中的碎屑锆石颗粒进行了U-Pb年龄分析,结果显示锆石形成年龄的范围在2432 741 Ma间,主要峰值集中在240～290,400～480,1 800～2 000,2 200～2 500 Ma.通过对碎屑锆石年龄分布特征的研究,并结合古水流条件的约束,认为松潘-甘孜盆地东部中、晚三叠世沉积盖层内形成于240～290 Ma和400～480 Ma的锆石分别来自东昆仑南部和北秦岭,形成于1 800～2 000 Ma和2 200～2 500 Ma的锆石来自华北板块.由不同时期沉积物中碎屑锆石年龄分布特征的变化表明:晚三叠世中期以后有更多扬子板块的物质进入了松潘-甘孜盆地,使盆地内沉积物的组合发生了明显的改变,这样的变化反映了晚三叠世中期以后扬子板块西缘存在一个快速抬升的过程.     

南海西部晚中生代岩浆弧:KP1-1-1井碎屑锆石约束

晚中生代是古太平洋板块俯冲和南海北部岩浆弧发育时期,开展珠江口盆地KP1-1-1井钻遇的浅变质砂岩的近源沉积研究有助于揭示岩浆弧源区的构造特点.根据LA-ICPMS碎屑锆石分析,KP1-1-1浅变质砂岩中存在129~155 Ma、155~172 Ma和172~196 Ma三个年龄组分,这一特点与区域上构造岩浆事件一致.碎屑岩浆锆石流体活动性元素富集（如U和Th）,高场强元素亏损（如Nb、Hf和Ti）;元素组成U/Yb（0.34~3.92）、Sc/Yb（0.48~2.28）、Hf/Th（14.4~186.6）和Th/Nb（24.3~462.7）具有大陆岩浆弧特点;计算的锆石Ti温度为551~786℃,表明属于低温弧岩浆作用.碎屑岩中172~196 Ma锆石组分记录了东沙-大仑-雁荡岩浆弧向西南的进一步延伸,与侏罗纪早期古太平洋斜向俯冲到华南陆块之下有关.155~172 Ma岩浆锆石与古板块强烈俯冲有关,对应于华南165~150 Ma大规模花岗质岩浆活动.129~155 Ma时期板块俯冲减弱或俯冲带后撤,可与浙闽同时期板内强烈火山活动对比.碎屑岩中测得最年轻年龄为128.8 Ma,表明KP1-1-1钻遇浅变质砂岩形成时代晚于128 Ma,应属于白垩系,不是传统上认为的下古生界岩系.      

U-Pb Zircon, Geochemical and Sr-Nd-Hf Isotopic Constraints on Age and Origin of Early Paleozoic I-type Granites from Western Yunnan Province, SW China

The tectonic definition of western Yunnan Province (e.g., Tengchong-Baoshan Block) remains controversial.The Early Paleozoic igneous rocks help to understand the provenance and tectonic environment of the western Yunnan.     

海南岛早古生代大地构造格局:来自志留纪早期碎屑锆石年代学的约束

北东向乐东-定安断裂的具体位置及演化对海南岛大地构造单元划分及构造演化研究意义重大.本文采用碎屑锆石年代学方法,分析了乐东-定安断裂南西段两侧志留纪兰多维列世沉积物物源的特征及其差异,并讨论其中蕴含的大地构造意义.研究结果表明东方江边娜姆河地区志留纪兰多维列世陀烈组中碎屑锆石年龄介于1457～3124 Ma之间,显示1...     

Detrital Zircon Ages of Hanjiang River： Constraints on Evolution of Northern Yangtze Craton, South China

Clastic sedimentary rocks are natural samples of the exposed continental crust over large areas. The Hanjiang (汉江) River drains the northern Yangtze craton,including the South Qinling (秦岭) belt and the northern parts of the Yangtze craton. Detrital zircons from this river thus provide an ideal sample for studying the formation and evolution of the northern Yangtze craton. Here we report laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometer U-Pb ages of 122 detrital zircons from one sand sample of the Hanjiang River. The 110 concordant zircons reveal four major age groups of 768,444,212,and 124 Ma,which well correlate with known magmatic events in the northern Yangtze craton. A minor group is present at 1 536 Ma,which is less known in the study area. Only seven zircons have ages of >1 750 Ma. Our results show that the Early Paleozoic,Late Triassic,and Early Cretaceous are important episodes of zircon growth and crustal growth/reworking in addition to the previously documented Neoproterozoic event. Our results suggest very limited exposures of Paleoproterozoic and Archean rocks in the northern parts of the Yangtze craton.     

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。