唐王陵砾岩碎屑锆石U-Pb年代学及其构造古地理意义

鄂尔多斯(地块)盆地南缘唐王陵砾岩的沉积时代长期存在晚前寒武纪(或震旦纪)与奥陶纪之争,沉积环境和物源组成也存在不同认识,是盆地南缘海相沉积地层及构造古地理研究关注的热点争议问题。本文采用碎屑锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究方法,综合分析探讨了唐王陵砾岩的沉积时代、物源组成及其构造古地理环境。结果表明：唐王陵砾岩自下而上三个组段的砂岩夹层样品、共计396颗碎屑锆石U-Pb谐和年龄数据主要分布在2531~2364Ma (n=25)、2120~1618Ma (n=268)、1230~940Ma (n=29)和905~744Ma (n=10)等四个年龄区间,相应的峰值年龄分别为2440Ma、1800Ma、1090Ma和810Ma,各组段样品单颗粒锆石最小年龄为829±11Ma、820±17Ma和744±8Ma。这一测年结果与盆地西南缘的震旦系正目观组和罗圈组碎屑锆石U-Pb年龄分布基本相似,但明显缺少其近邻剖面奥陶系平凉组碎屑锆石接近454Ma的高频年龄组分,表明唐王陵砾岩的沉积时代更接近新元古代晚期或震旦纪。碎屑锆石年龄谱物源示踪与岩石地球化学、沉积建造特征等综合分析结果揭示,唐王陵砾岩沉积具有来自(华北)鄂尔多斯陆块与祁连-北秦岭(杂岩)地体的双向混合物源特征,总体属于含有多套滑塌和水下扇堆积的滨浅海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积建造组合体,主体形成于鄂尔多斯地块南缘新元古代晚期的被动大陆边缘伸展断陷海盆环境。唐王陵砾岩碎屑锆石测年数据接近1.09Ga和0.81Ga的年轻峰值年龄组分,提供并支持祁连-北秦岭地区存在格林威尔期Rodinia大陆聚合-裂解相关的构造岩浆活动事件,指示(华北)鄂尔多斯陆块与北秦岭地体至少在唐王陵砾岩沉积之前的格林威尔期曾经历过拼贴聚合-陆缘增生作用;随后受Rodinia大陆裂解事件的影响,鄂尔多斯地块南缘拼贴增生型大陆边缘发育形成了包括唐王陵砾岩在内的新元古代晚期陆缘滨浅海滑塌-碎屑流沉积。

     

鄂尔多斯盆地西南缘崆峒山砾岩碎屑锆石U-Pb

鄂尔多斯盆地西南缘平凉崆峒山砾岩的地层时代和沉积物源环境一直存在争议。本文选取崆峒山主峰南、北两侧的 崆峒山组和三桥组碎屑岩样品,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析方法,探讨崆峒山砾岩的物质来源及其地质构造意 义。结果表明,上三叠统崆峒山组碎屑锆石U-Pb年龄主要包含438~778Ma(n=16)、827~1269Ma(n=40)、1354~1706Ma(n= 16)、1826~2080Ma(n=15)和2410~2809Ma(n=17),相应的峰值年龄为540Ma、995Ma、1660Ma、1930Ma和2480Ma;下 白垩统三桥组碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在281~413Ma(n=6)、445~643Ma(n=12)、712~1386Ma(n=45)、1563~1808Ma (n=14)、1888～2039Ma(n=10)和2150～2633Ma(n=23)六个年龄区间,相应的峰值年龄为335Ma、488Ma、980Ma、1676Ma、 1805Ma、1970Ma和2488Ma。锆石U-Pb年龄谱对比分析认为,崆峒山组和三桥组的沉积物源分别主要来自于祁连山东 段-北秦岭西段的前志留纪和前二叠纪岩石地层单元,少量来自（华北）鄂尔多斯古陆的沉积岩和变质基底岩系。崆峒山 组砾岩的沉积物源以北秦岭西段的秦岭群、宽坪群、大草滩群和加里东期岩浆岩贡献相对较大,且主要受控于印支期秦祁碰撞造山带的构造作用;三桥组砾岩的沉积物源则以祁连山东段的马衔山群、葫芦河群和祁连-北秦岭地区加里东中晚 期岩浆岩等为主,且主要受控于（华北）鄂尔多斯地块西南缘燕山中期的秦-祁陆内造山作用。     

鄂尔多斯盆地西南缘崆峒山组砾岩中的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其构造意义

甘肃省平凉崆峒山地区是崆峒山组地层命名所在地,该套地层主要由大套红色砾岩层组成,通常称为崆峒山组砾岩。长期以来,对崆峒山组砾岩的成因、形成时代和物源存在争议。本文选取崆峒山组砾岩层中的3块砾石为研究对象,运用LA-ICP-MS方法对砾石样品中的碎屑锆石进行了年代学研究。结果表明,崆峒山组砾岩碎屑锆石年龄谱可分为380~479Ma、561~1198Ma、1285~1982Ma、2319~2612Ma和2714~2764Ma共5个年龄区间。依据崆峒山组砾岩碎屑锆石年龄谱分布特征,以及前人研究成果,认为崆峒山组砾岩的主要物源来源于秦祁造山带,少量来源于阿拉善地块和鄂尔多斯地块。崆峒山组砾岩的沉积时代为中三叠世至晚三叠世,崆峒山组砾岩是秦祁造山带造山过程的沉积响应,而非板内造山带的产物。     

刚果盆地西南缘Inkisi组碎屑锆石U-Pb年代学: 对地层时代及物源的约束

Inkisi组是泛非运动之后刚果盆地最早的沉积地层之一。确定Inkisi组地层时代、物源及恢复构造演化过程,对研究刚果盆地的演化具有重要地质意义。本文通过对Inkisi组碎屑锆石进行U-Pb年代学研究,深入探讨了其形成时代,对泛非运动进行了约束,并进一步探讨了其物源。研究发现,Inkisi组下段与上段碎屑锆石最小年龄分别为526±6 Ma和534±14 Ma,最年轻的4颗锆石的加权平均年龄为532±9.4 Ma,由此限定了Inkisi组的最大沉积时代。因此将其时代划归早寒武世,并将其从新元古界Xisto-Gresoso群解体。另外,Inkisi组岩石并未发生变质变形,也说明其形成于泛非运动之后。碎屑锆石年龄谱结果显示,Inkisi组碎屑锆石的年龄变化范围较广,整体呈现五个年龄峰值：＞2800 Ma、2800~2400 Ma、2100~1750 Ma、1500~900 Ma、850~500 Ma。通过将年龄峰值及周围地质体进行对比,认为西刚果造山带、卡赛克拉通、安哥拉克拉通是其主要的物源,卢弗里安构造带等是其次要物源。     

鄂尔多斯盆地南缘南曹德组与庄河沟组碎屑锆石年代学及其地质意义

运用LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学方法,分析探讨了鄂尔多斯盆地南缘南曹德组和庄河沟组的沉积时代、物源特征及其所处的华北(鄂尔多斯地块)与北秦岭地体之间的构造演化关系。结果表明:两件砂岩样品的碎屑锆石年龄谱基本一致,测年数据集中分布在820~995 Ma(n=13)、1041~1203 Ma(n=23)、1223~1451 Ma(n=36)、1458~1650 Ma(n=24)、1659~1935 Ma(n=39)、2017~2445 Ma(n=7)6个区间,对应的峰值年龄分别接近832Ma、1120 Ma、1330 Ma、1590 Ma、1856 Ma和2090 Ma。这与邻区经典的震旦系正目观组和罗圈组具有相似的碎屑锆石年龄谱特征,年轻主峰年龄832Ma,包含有4个820~834Ma的年轻单颗粒锆石年龄,显著有别于以往认为与之可比的研究区近邻剖面锆石U-Pb高频主峰年龄主要集中在454Ma的奥陶系平凉组,由此认为南曹德组和庄河沟组应属于新元古代晚期832Ma之后或震旦纪的沉积岩石单元。锆石U-Pb年龄谱的区域对比进一步揭示,南曹德组和庄河沟组的滨浅海沉积碎屑物源明显具有来自华北(鄂尔多斯)陆块与北秦岭(杂岩)地体的双向混合物源特征,表明华北陆块与北秦岭地体至少在832Ma之前的格林威尔晚期已经碰撞拼合为一体,随后在新元古代晚期拼合大陆边缘接受了大致与Rodinia超大陆裂解事件相当的陆缘海相碎屑岩沉积。     

右江盆地中三叠统砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学

在野外考察及岩石学研究的基础上,对右江盆地不同位置的中三叠统砂岩3件样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb同位素测年数据,表明中三叠砂岩的物源区可能均主要存在1100、950、850、740、440、360、300和260 Ma八组年龄的地壳或再循环地壳组分,对比前人对盆地周边不同大地构造单元已有年龄数据统计结果,指示右江盆地中三叠统砂岩物源区可能主要为扬子地块、华夏地块和越北古陆,但由于扬子地块与华夏地块两个物源区影响程度不一致,盆地的不同位置表现出一定的差异。     

西藏许如错地区古近纪盆地碎屑锆石U-Pb年代学充填记录分析

西藏许如错地区在国内鲜有学者研究,仅在少有的区域地质报告中出现。研究区内发育一套古近系碎屑岩沉积——日贡拉组,该地层在研究区局部具有一套火山岩夹层。文章通过对许如错地区古近系日贡拉组碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结合周边盆地年龄结构及研究区沉积现象,进而追寻盆地沉积物物源和盆地充填记录。研究表明,日贡拉组为一套由粗变细最终又变粗的碎屑岩沉积夹少量火山岩,根据沉积原生构造和宏观剖面判断其主要是扇三角洲-浅湖相-扇三角洲的沉积环境;岩浆成因的碎屑锆石年龄峰值集中在127～134 Ma年龄段内,结合周缘年龄推断日贡拉组物源来自北—北西中部拉萨地块的早白垩世花岗岩。通过对研究区日贡拉组岩石组合、岩石地层序列、物源分析、沉积演化过程以及年代证据等方面的研究,发现日贡拉组的发育处于青藏高原俯冲碰撞隆升阶段和汇聚挤压隆升阶段。     

二连盆地中部白垩系赛汉组碎屑锆石U-Pb年代学及地质意义

正砂岩型铀矿是世界上最重要的铀矿床类型,亦是我国铀矿勘查的主攻方向。二连盆地位于中亚造山带,是我国北方砂岩型铀矿的主攻和重点突破地区。近年来,随着找矿勘查工作的深入,在盆地中部先后发现了巴彦乌拉、赛汉高毕和哈达图等多个古河道型砂岩型铀矿床,实现了铀矿找矿的重大突破(张金带,2016)。这些矿床产于盆地中部,主     

东秦岭镇平县南湾组碎屑锆石U-Pb年代学及地质意义

东秦岭位于秦岭造山带与大别造山带的结合部位,其构造演化对于了解华北陆块与扬子陆块的碰撞拼合起着至关重要的作用;而南湾组是了解东秦岭构造过程的一个重要窗口,目前却少有关于其区域物质组成差异的研究.对东秦岭镇平县望火楼一带南湾组碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学研究.结果表明,锆石年龄峰值主要集中于2 757~2 500 Ma、2 500~2 400 Ma、2 150~1 800 Ma、1 800~1 700 Ma、1 520~1 165 Ma、1 100~1 000 Ma、1 000~880 Ma、840~630 Ma、550~471 Ma,原岩物质主要来源于华北陆块、北秦岭构造带和南秦岭构造带.对比镇平县南湾组、秦岭地区刘岭群、信阳地区南湾组及大别山造山带北侧佛子岭群的年龄峰值及物质组成,结果显示均存在一定的差异.因此,四者是否具有真正意义上的可对比性需要进一步研究.      

塔里木盆地塔中志留系柯坪塔格组物源示踪:碎屑锆石U-Pb年代学证据

目前对塔中志留系物源的认识仍存在不确定性.利用LA-ICP-MS分析技术对塔里木盆地塔中地区志留系柯坪塔格组2件样品开展碎屑锆石U-Pb年代学研究.结果表明塔中志留系碎屑锆石主要为岩浆结晶成因,锆石年龄主要分布在早古生代460～490 Ma、新元古代760～1000 Ma、古元古代1600～2200 Ma及新太古代晚期...     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组多物源体系:来自矿物学及碎屑锆石U-Pb年代学的证据

鄂尔多斯盆地北部上古生界砂岩碎屑组分、岩屑类型和重矿物组合具有明显的东西分带性,但是其物源来源及差异性尚不明确.利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法,对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组碎屑锆石年龄分布及变化特征进行了研究,明确了不同年龄组分碎屑锆石的来源,并分析了不同物源体系及差异性.结果表明:不同地区下石...     

鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义

由于构造位置的特殊性和勘探开发工作的局限性,鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组6段的物源分析一直存在较大的分歧。本文选取鄂尔多斯盆地西南部里78井、庄33井、演40井以及汭水河地区上三叠统长6段砂岩为研究对象,运用LA-ICP-MS U-Pb方法对样品中的碎屑锆石进行了年代学研究。结果表明,4个样品都存在250~350 Ma、400~660 Ma、920~1200 Ma、1750~1950 Ma和2200~2600 Ma 5个基本相近的年龄区间,与之对应的峰值年龄主要集中在284~330 Ma、430~460 Ma、950~1000 Ma、1850~1915 Ma以及2250~2450Ma。通过与邻区碎屑锆石年龄分布特征对比并结合重矿物资料,对研究区长6段物源的方向、母岩时代及岩性进行了系统全面的分析,认为研究区物源具有多方向、多时期、多岩石类型的特点,主要来自于盆地西南缘、南缘分布的北秦岭西段、北祁连东段及西秦岭的加里东期岩浆岩、晋宁期岩体和位于盆地东北部的古元古代孔兹岩系,盆地西北缘阿拉善地块的华力西期岩浆岩、鄂尔多斯地块东南部的变质基底也提供了部分物源。这一研究结果将有助于进行原盆沉积环境的恢复和指导下一步油气勘探的部署。     

西藏比如盆地碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及其地质意义

对比如盆地中上侏罗统和下白垩统地层中采集的4个砂岩样品的碎屑锆石进行了LA-ICP-MSU-Pb测年,并将其结果与前人对盆地两侧地质体的测试年龄信息进行对比,据此得出样品405-3物源为盆地北侧喀喇昆仑—南羌塘陆块,其他3个样品物源均来自于盆地南侧的冈底斯—拉萨陆块。通过对比分析认为样品405-3中几组较老的锆石年龄是对羌塘盆地存在结晶基底并遭受后期多期变质变形的肯定。样品417-7,424-1及429-1的年龄既反映了600～500Ma的泛非期活动年龄数据,又显示了拉萨地块存在的中新元古代基底的年龄信息。     

鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组碎屑岩锆石U-Pb年龄及物源分析

运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析方法,探讨分析了鄂尔多斯地块西南缘奥陶系平凉组沉积期的物源环境。结果表明:①平凉组凝灰质砂岩中的碎屑锆石U-Pb年龄大致包含3组:第一组为早古生代的407~477Ma,峰值为454Ma,占总体的72.5%;第二组为中—新元古代的588~1548Ma,峰值为962Ma,占总体的22.5%;第三组为古元古代的1612~2496Ma,占总体的5%。②集中在407~477Ma年龄组分指示其物源主要来自于祁连—北秦岭岛弧杂岩带,588~1548Ma和1612~2496Ma的年龄组分反映的物源主要来自于北秦岭造山带,祁连造山带和华北板块基底。③锆石年龄谱综合分析,平凉组碎屑沉积物质来源复杂,具有明显的多源性,指示晚奥陶世平凉期的沉积环境应属于祁连—北秦岭岛弧杂岩带与鄂尔多斯地块西南缘之间的局限残留边缘海盆地。     

碎屑锆石U-Pb年代学在地学应用中的现状

锆石U-Pb年代学作为地学研究中一种有效的定年方法,通过半个世纪的发展,已经形成了完善的理论体系和实验方法。随着其测试效率和精度不断提高,成本逐渐降低,其研究也朝更广的邻域延伸,近年来碎屑锆石U-Pb年代学在地学中得到了广泛的应用。本文重点介绍碎屑锆石U-Pb年代学在最大沉积年龄分析、物源分析、构造演化分析三方面的应用和扩展,以及碎屑锆石研究中需要注意的再循环锆石、锆石Pb丢失、锆石的滞后时间、锆石生产力差异以及分析结果存在误差导致的年龄偏差的问题。     

大兴安岭北部中侏罗统漠河组砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄:对漠河盆地源区的制约

对大兴安岭北部漠河盆地中侏罗统漠河组砂岩进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试,获得的碎屑锆石U-Pb年龄为1425~170 Ma,反映了中侏罗时期漠河盆地源区的复杂性。该时期漠河盆地物源主要有:中元古代变质火山岩,碎屑锆石年龄1425~1064 Ma;新元古代变质侵入岩,碎屑锆石年龄888~550 Ma;寒武—奥陶纪变质表壳岩与深成侵入岩,碎屑锆石年龄517~441 Ma;石炭—二叠纪侵入岩,碎屑锆石年龄327~252 Ma;三叠纪—中侏罗世侵入岩,碎屑锆石年龄250~170 Ma。这一测试数据与盆地现在南缘分布的地质体的时代基本对应,说明盆地的物源主要来自南部的中元古代—中侏罗世地质体,碎屑锆石中最小年龄为170 Ma,反映漠河组沉积下限不早于中侏罗世早期。这一成果对研究漠河盆地源区的物质组成、盆地沉积年代和油气成藏条件提供了新的素材。     

鄂尔多斯盆地西南缘下-中侏罗统碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

改造盆地主要发育时期原始沉积边界的厘定具有重要的油气地质和区域构造意义。物源分析是厘定盆地原始沉积边界的重要内容和有效手段。对鄂尔多斯盆地西南缘邻区下-中侏罗统砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄谱的研究,为厘定盆地西南沉积边界提供了新的依据。盆地西南缘六盘山地区上流水和炭山剖面的下-中侏罗统延安组砂岩碎屑锆石年龄谱较为相似,而与靖远地区红会四矿剖面同期地层的碎屑锆石年龄谱相差较大。将这三区碎屑锆石的年龄谱与周邻构造单元结晶岩体的年龄对比表明,早-中侏罗世期间靖远地区沉积物来源于西南侧的祁连造山带,而六盘山地区沉积物来源于西北侧阿拉善地块和北侧的华北克拉通北缘。对物源、地层厚度、岩性、煤层特征等差异的综合研究认为,这两个地区在早-中侏罗世期间属不同沉积域,鄂尔多斯盆地的西南沉积边界为海原断裂带。     

鄂尔多斯盆地西缘石槽村地区直罗组砂岩地球化学特征和碎屑锆石U-Pb年代学特征:对构造背景及物源的启示

石槽村矿区位于鄂尔多斯盆地西缘宁东地区,为近几年鄂尔多斯盆地西缘新发现的中型铀矿。本文选取矿区中侏罗统直罗组砂岩进行岩石地球化学及碎屑锆石U-Pb年代学研究,限定其物质来源,探讨其沉积构造背景。石槽村矿区直罗组下段源区岩石类型主要为长英质沉积岩,源岩构造背景为大陆边缘弧环境。综合岩石的微量和稀土元素特征以及碎屑锆石U-Pb年龄,认为研究区直罗组物源主要来自华北板块西部的孔兹岩、TTG片麻岩、麻粒岩和镁铁质-超镁铁质层状侵入岩以及阿拉善地块海西期岩浆岩。研究区直罗组的碎屑锆石U-Pb年龄分布特征与相邻瓷窑堡地区中侏罗统延安组差别较大,结合直罗组的沉积体系特征,说明鄂尔多斯盆地西缘在延安组-直罗组沉积期,发生了较大构造运动,使得物源的方向和成分发生了较大变化,随时间推移物源除盆地西缘阿拉善地块的贡献之外,也来自北部造山带。