甘肃北山地区上石炭统—下二叠统干泉组的时代、分布及其构造意义

甘肃北山地区位于中亚造山带最南端,上古生界的沉积层序对探讨该区构造与盆地演化有重要意义。上石炭统—下二叠统干泉组的时代和分布尚不明确,限制了沉积层序和构造演化的研究。本研究通过对北山南部独山地区和柳园地区的地层学研究,获得干泉组上段火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄293.8±4.8 Ma和"石炭系未分"火山岩年龄293.9±2.7 Ma和291.7±2.3 Ma。同位素年龄和古生物数据证明干泉组时限为晚石炭世卡西莫夫期(Kasimovian)—早二叠世萨克马尔期(Sakmarian),在研究区广泛出露。北山南部下石炭统维宪阶—中二叠统卡匹敦阶为基本连续的沉积层序,代表了研究区由小型断陷海盆发育为大型裂谷盆地的演化过程:早石炭世维宪期—早二叠世阿瑟尔期,白山组、石板山组和干泉组下段为一系列分散的断陷海盆中的滨浅海相沉积物;早二叠世萨克马尔期(约294~292 Ma),干泉组上段的火山岩表明盆地演化进入火山活动强烈的裂陷期;早二叠世亚丁斯克期—中二叠世卡匹敦期(约286~265 Ma),双堡塘组和菊石滩组组成裂谷盆地沉降期的海侵充填序列。     

青海德令哈市夏吾一带巴龙贡噶尔组地质特征及时代

1∶5万区域地质调查工作对青海夏吾一带巴龙贡噶尔组的岩性特征、基本层序、沉积构造、岩相变化、时代依据等进行了系统收集及研究,于该套地层中新发现了变玄武安山岩。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得锆石U-Pb同位素年龄为427.2±2.8Ma,即该套火山岩形成于早志留世。结合前人研究成果,确定巴龙贡噶尔组的形成时代为早志留世。研究成果对于厘定南祁连的早古生代地层层序及构造演化具有重要意义。     

新疆库鲁克塔格早志留世地层沉积学、物源分析新认识

库鲁克塔格地区早志留世地层主要由灰绿色砂岩和粉砂岩组成,为浊流成因,沉积环境为海底扇。运用LA-ICP-MS U-Pb方法,对早志留世2件砂岩碎屑锆石进行U-Pb年龄测定,共获得了89组U-Pb有效年龄,获得了地层的物源、研究区区域对比和早古生代的构造演化资料。碎屑锆石的谐和年龄表明,689~836Ma为早志留世地层的主要物源区,866~986Ma、1055~1463Ma和1708~2490Ma为次要物源区,部分为二次搬运。志留纪碎屑锆石的年龄概率图指出,早志留世可能为岩浆活动的安静期,早志留世之后,库鲁克塔格地区中—晚奥陶世岩石大规模隆升。碎屑锆石年龄和CL图像揭示,新元古代时期发育大量岩浆活动,可能与南天山洋向塔里木板块俯冲相关。区域变质作用同样在碎屑锆石中有所反映。     

藏北羌塘中部冈玛错—日湾茶卡地区下石炭统望果山组的建立及其地质意义

望果山组是发育在龙木错—双湖—澜沧江板块缝合带内的一套早石炭世基性—酸性火山岩沉积地层,以火山角砾岩、火山凝灰岩、安山岩及流纹岩为主,夹少量玄武岩,具有多旋回式喷发的特点,被下石炭统日湾茶卡组整合覆盖,总体为一套近火山口相的海相火山岩沉积地层,表现出扬子型地层的亲缘性。在青山梁地区获得的望果山组安山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为350Ma±1Ma,结合下石炭统日湾茶卡组砂岩碎屑锆石的最年轻年龄峰值(362Ma),认为望果山组应形成于早石炭世杜内阶。望果山组的建立对龙木错—双湖构造地层区地层系统的完善,以及探讨龙木错—双湖—澜沧江洋的演化历史等具有重要的地质意义。     

内蒙古巴林左旗谭家湾剖面中三叠统幸福之路组厘定及其物源分析——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年的证据

内蒙古巴林左旗谭家湾剖面位于大兴安岭南部,岩性上表现为一套复成分砾岩及其上覆的以紫灰、灰紫色砂岩为主的红层沉积。通过区域地层对比认为,该剖面地层相当于幸福之路组建组剖面的中、下段。本文对采自该剖面幸福之路组中段下部的砂岩样品开展碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析,测年结果显示出最年轻的锆石年龄为244 Ma,最年轻的峰值年龄为268 Ma,可知该剖面幸福之路组中段沉积时代应晚于244 Ma;结合同层位粉砂岩中孢粉化石鉴定结果,推测该剖面幸福之路组中段沉积时代为中三叠世中期。砂岩样品碎屑锆石谐和年龄的组成和分布特征说明该剖面幸福之路组沉积物来源多样,结合相关区域构造和前人锆石U-Pb测年资料,推测主要物源为苏尼特左旗—锡林浩特—西乌旗一带古生代岩浆岩、林西地区中二叠世—中三叠世花岗岩(花岗质片麻岩)、华北板块北缘早古生代岩浆岩。     

六盘山地区中生代煤系地层时代归属重新厘定

为正确划分六盘山地区具"上三叠统或下-中侏罗统"之争的中生代煤系地层,通过野外沉积现象观察、镜下矿物学研究并结合砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年,重新厘定了该套煤系地层的时代。六盘山地区争议地层普遍发育铁质结核,砂岩差异风化严重,这与邻区下-中侏罗统延安组地层相似,而与邻区上三叠统延长组差异较大;争议地层砂岩样品中含13颗中生代年轻碎屑锆石((188±3)~(254±8)Ma)(占总数17%),其中3颗碎屑锆石U-Pb年龄小于200 Ma,最年轻的碎屑锆石年龄限制了争议地层最大沉积年龄小于(188±3)Ma。争议地层中发育的晚三叠世孢粉组合,是三叠系孢粉化石再旋回的结果,鄂尔多斯盆地西南缘强烈的印支运动导致三叠系很快抬升至地表遭受剥蚀,为近区早—中侏罗世地层提供物源,古生物化石亦随之混入近区沉积地层中。根据上述证据和讨论,将六盘山地区中生代煤系地层时代重新归为早—中侏罗世,这一结论具有重要科学研究和油气勘探价值。     

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。     

内蒙古科右中旗—突泉地区晚二叠世林西组碎屑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

内蒙古科右中旗—突泉地区出露一套缺少化石、遭受接触变质作用的巨厚层碎屑岩,其先后被划归为早二叠世索伦组、晚二叠世林西组、下寒武统。取自该套地层砂岩样品的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年数据表现为2个主要年龄区间:255~354Ma,峰值年龄为263Ma和283Ma;413~529Ma,峰值年龄为485Ma。另有5颗锆石的年龄值分别为625Ma、965Ma、1372Ma、1707Ma、1727Ma。263Ma的峰值年龄限定了该套地层的沉积下限应为晚二叠世,结合区域地层对比,认为是晚二叠世林西组。该地层年代为突泉盆地下伏第二低阻层为林西组的推断提供了年代学证据。     

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.      

内蒙古西乌旗罕乌拉地区下二叠统寿山沟组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

中亚造山带南缘二叠纪的构造背景一直存在争议。以内蒙古西乌旗罕乌拉地区发育的寿山沟组为研究对象,开展了野外地质、岩石学、碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄研究。2个样品锆石阴极发光图像和Th/U值指示,锆石为岩浆成因锆石。103颗碎屑锆石年龄测试结果显示,年龄信息可划分为5组:285~328Ma,峰期年龄302Ma;338~361Ma;455~490Ma;757Ma;1278Ma、2380Ma。最年轻的年龄为285Ma,结合侵入其中的花岗岩同位素年龄,指示西乌旗罕乌拉地区寿山沟组沉积时限介于285~280Ma之间,主体沉积时代应为早二叠世Sakmarian期—Artinskian期。寿山沟组碎屑锆石反映出近源、快速沉积的特点,沉积物源中含有较多的火山碎屑物,可能代表弧后盆地沉积,为早二叠世古亚洲洋闭合前洋壳俯冲消减作用的沉积响应。结合区域资料,寿山沟组碎屑锆石的年龄对应于东北地区的变质基底及其后的构造岩浆事件,物源区物质主要来自于苏尼特左旗—锡林浩特—西乌旗一带早石炭世末—晚石炭世岩浆弧及贺根山—东乌旗一带,并进一步限制了华北与西伯利亚两大板块的缝合线应位于寿山沟组发育地区的南部,即索伦缝合带,拼合时代最可能为晚二叠世—早三叠世。     

Detrital Zircon U‐Pb Ages and Geochemistry of the Silurian to Permian Sedimentary Rocks in Central Inner Mongolia,China: Implications for Closure of the Paleo‐Asian Ocean

The Solonker suture zone has long been considered to mark the location of the final disappearance of the PaleoAsian Ocean in the eastern Central Asian Orogenic Belt(CAOB). However, the time of final suturing is still controversial with two main different proposals of late Permian to early Triassic, and late Devonian. This study reports integrated wholerock geochemistry and LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of sedimentary rocks from the Silurian Xuniwusu Formation, the Devonian Xilingol Complex and the Permian Zhesi Formation in the Hegenshan-Xilinhot-Linxi area in central Inner Mongolia, China. The depositional environment, provenance and tectonic setting of the Silurian-Devonian and the Permian sediments are compared to constrain the tectonic evolution of the Solonker suture zone and its neighboring zones. The protoliths of the silty slates from the Xuniwusu Formation in the Baolidao zone belong to wacke and were derived from felsic igneous rocks with steady-state weathering, poor sorting and compositional immaturity. The protoliths of metasedimentary rocks from the Xilingol Complex were wackes and litharenites and were sourced from predominantly felsic igneous rocks with variable weathering conditions and moderate sorting. The Xuniwusu Formation and Xilingol Complex samples both have two groups of detrital zircon that peak at ca. 0.9–1.0 Ga and ca. 420–440 Ma, with maximum deposition ages of late Silurian and middle Devonian age, respectively. Considering the ca. 484–383 Ma volcanic arc in the Baolidao zone, the Xuxiniwu Formation represents an oceanic trench sediment and is covered by the sedimentary rocks in the Xilingol Complex that represents a continental slope sediment in front of the arc. The middle Permian Zhesi Formation metasandstones were derived from predominantly felsic igneous rocks and are texturally immature with very low degrees of rounding and sorting, indicating short transport and rapid burial. The Zhesi Formation in the Hegenshan zone has a main zircon age peak of 302 Ma and a subordinate peak of 423 Ma and was deposited in a back-arc basin with an early marine transgression during extension and a late marine regression during contraction. The formation also crops out locally in the Baolidao zone with a main zircon age peak of 467 Ma and a minor peak of 359 Ma, and suggests it formed as a marine transgression sedimentary sequence in a restricted extensional basin and followed by a marine regressive event. Two obvious zircon age peaks of 444 Ma and 280 Ma in the Solonker zone and 435 Ma and 274 Ma in Ondor Sum are retrieved from the Zhesi Formation. This suggests as a result of the gradual closure of the Paleo-Asian Ocean a narrow ocean sedimentary environment with marine regressive sedimentary sequences occupied the Solonker and Ondor Sum zones during the middle Permian. A restricted ocean is suggested by the Permian strata in the Bainaimiao zone. Early Paleozoic subduction until ca. 381 Ma and renewed subduction during ca. 310–254 Ma accompanied by the opening and closure of a back-arc basin during ca. 298–269 Ma occurred in the northern accretionary zone. In contrast, the southern accretionary zone documented early Paleozoic subduction until ca. 400 Ma and a renewed subduction during ca. 298–246 Ma. The final closure of the Paleo-Asian ocean therefore lasted at least until the early Triassic and ended with the formation of the Solonker suture zone.     

内蒙古阿拉善左旗乌兰尚德地区志留系圆包山组笔石化石的发现及其地质意义

阿拉善盟阿拉善左旗杭乌拉山以北哈日奥布日格断凹陷盆地两侧,北东向出露770km2的哑地层,前人将其划为二叠系双堡塘组,但该套地层的岩性和岩石组合及层序特征,与内蒙古岩石地层所述的双堡塘组的现在定义和地质特征及区域变化完全相悖。采用现代沉积学理论和层序地层学方法,开展岩石组合、基本层序、沉积构造与沉积环境研究,划分出3个段级填图单元。根据发现的笔石化石和被晚泥盆世中粗粒黑云母花岗闪长岩侵入的关系,将地层时代确定为早志留世,改划为志留系圆包山组。泥盆纪区域变质变形作用使其发生浅变质和片理化变形,并形成轴向北东的复式向斜构造。后期叠加构造变形,形成紧闭倒转褶皱。志留系圆包山组的确定对本区地层划分和区域构造演化研究有重要意义。     

兴蒙造山带中段南缘晚古生代演化过程:来自苏尼特右旗地区沉积地层及火山岩的证据

本文选取内蒙古苏尼特右旗地区石炭-二叠纪地层及火山岩为研究对象,通过典型地层剖面测制、锆石U-Pb年代学、古生物和地球化学等方法,查明其形成时代、物质来源及沉积环境,并进一步探讨兴蒙造山带中段南缘晚古生代的演化过程。本巴图组2个碎屑岩样品最小年龄为299Ma和296Ma,结合古生物化石研究,其形成时代应为晚石炭-早二叠世;三面井组2个碎屑岩样品的最小年龄为271Ma和272Ma,同样结合其古生物化石资料,判断其形成时代为早-中二叠世。锆石组成和岩相特征显示本巴图组和三面井组形成于不同的沉积背景之下。本巴图组的沉积相变化显示为一个海进序列,形成于弧后伸展背景之下;三面井组则与之相反,显示沉积环境由稳定变为活动,形成于汇聚背景之下。安山岩的喷出年龄为277±1.4Ma,有着高镁安山岩的属性,显示出俯冲背景下陆缘弧火山岩的特征。结合以往区域地质资料,我们认为晚古生代兴蒙造山带南缘的构造演化过程可分为五个阶段:(1)泥盆纪,碰撞后伸展阶段;(2)早石炭世,俯冲开始阶段;(3)晚石炭,俯冲不强烈、局部发生伸展作用阶段,以本巴图组和阿木山组的碎屑岩-碳酸盐组合为代表;(4)早中二叠世,俯冲加强阶段,发育三面井组和大量的陆缘弧火山岩,此时古亚洲洋仍然存在;(5)晚二叠世之后,碰撞结束、古亚洲洋消失阶段,区域开始出现大量A型花岗岩,整体进入造山后环境。     

东昆仑南缘哥日卓托地区马尔争组沉积物源分析：碎屑锆石U-Pb年代学证据

为研究东昆仑南缘中下二叠统马尔争组沉积物源及沉积构造背景,对东昆仑南缘哥日卓托地区中下二叠统马尔争组进行了详细的沉积地层划分、沉积环境及碎屑锆石U-Pb年代学进行了研究。结果表明,马尔争组为一套形成于大陆斜坡半深海-深海环境的浊积岩系。碎屑锆石U-Pb年龄谱可明显划分为早古生代和新元古代两个主年龄谱及古、中元古代两个次级年龄谱。主年龄谱分别为396~573Ma和727~947Ma,峰值年龄分别为421 Ma和862Ma。次级年龄谱分别为1117~1993Ma和2319~3063Ma,峰值年龄不明显。本文认为东昆仑南缘哥日卓托地区马尔争组物质来源较为复杂,显示早古生代、新元古代、中元古代和古元古代多个时代物源共同供给的特征。东昆仑造山带早古生代岩浆岩和新元古代岩浆岩为其提供了约60~65%的沉积物源,而古老的变质基底为其提供了仅约30~35%的沉积碎屑。综合区域资料认为马尔争组形成于相对稳定的被动大陆边缘沉积构造背景,该期阿尼玛卿古特提斯洋还未开始向北俯冲。     

闽西南下古生界东坑口组与魏坊组地层层序与物源区特征——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年的约束

闽西南地区下古生界魏坊组与东坑口组地层层序长期以来一直存在争议。应用LA-ICP-MS U-Pb测年,对闽西南地区下古生界魏坊组与东坑口组进行了120颗碎屑锆石的U-Pb测年,获得锆石年龄范围为506~3431Ma,主要分布于511~2796Ma之间,主要峰值年龄为964Ma,次要峰值年龄为514Ma,并存在813Ma、1231Ma、2483Ma的次级峰。年龄谱特征显示,魏坊组沉积早于东坑口组,东坑口组时代不属于中上寒武世。下古生界物源以964Ma峰值为代表,反映Grenville构造热事件的物源最显著。还获得了较丰富的峰值年龄为514Ma的泛非期构造热事件年龄,以及古太古代锆石年龄记录,为闽西南地区下古生界地层层序的确立和物源研究提供了重要新资料。     

甘蒙北山地区下石炭统绿条山组 时代修正及其构造意义

甘肃—内蒙古北山地区位于中亚造山带中段,其晚古生代洋盆最终闭合时间倍受关注且久有争议。早石炭世是该区洋陆转换的关键时期之一,下石炭统下部绿条山组与下伏的下、中泥盆统之间的角度不整合被认为是该区构造隆升的主要证据之一。但由于研究程度限制,绿条山组的时代尚有争议,一定程度上制约了该区构造演化的深入分析。北山北部甜水井北与碎石山剖面绿条山组火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为296.8±3.5Ma与311.1±3.2Ma,产出晚石炭世巴什基尔期(Bashkirian)菊石Gastrioceras和Branneroceras,时代应修订为晚石炭世—早二叠世早期。研究区下泥盆统—上石炭统沉积充填及生物群落特征表明该区可能在晚石炭世由大陆边缘浅海演化至裂谷盆地,上石炭统与下、中泥盆统之间的角度不整合代表洋陆转化造成的长时间隆升剥蚀。     

关中盆地上新世地层形成时代、层序划分及沉积相特征研究

关中盆地位于华北板块西南缘,为一新生代断陷盆地,具典型地堑形态,沉积巨厚的新生代地层。针对盆地新近纪上新世地层形成时代有争议、地层层序划分不明确、沉积相界定较笼统等问题,利用钻测井资料及野外调研,结合前人研究成果,对盆地新生代地层进行了重新划分,明确了上新世各地层形成时代及其地层层序划分和沉积相类型。研究结果表明,上新统可划分为蓝田组(11Ma—7 Ma)、灞河组(7.3 Ma—2.6 Ma)、张家坡组(3.4 Ma—2.6 Ma);新生代层序地层可划分为古近系构造层序、中新统构造层序、上新统构造层序和第四系构造层序等4个一级层序,存在6个构造层序界面。蓝田组以"三趾马红黏土"的风成沉积为特征。灞河组沉积时期,关中盆地的西安凹陷为一套冲(洪)积相、河流、三角洲相沉积,固市凹陷为一套冲(洪)积、河流、三角洲及滨浅湖相沉积;盆地边部开始出现小范围的风成黏土沉积。张家坡组以河湖相沉积为主,沉积中心向南移;盆地南北两侧或边部为冲(洪)积扇相、河流相及三角洲相沉积,边部也有小范围的风成黏土沉积。     

北山地区红柳园组沉积时代、沉积环境及源区构造背景分析

北山地区位于华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块交汇带,晚古生代构造演化倍受关注且久有争议,该地区晚古生代地层的研究对探讨大地构造演化具有重要意义。利用同位素定年、沉积相分析、粒度分析和碎屑成分统计分析方法对北山地区早石炭世红柳园组进行研究。在下部火山岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为359.9±1.4 Ma,参考区域古生物资料,其形成时代应为早石炭世早期。红柳园组上部碎屑岩中发育大量浊流沉积构造和典型鲍马序列,其中砂岩成熟度较低,并且粒度分析结果显示具有浊流沉积的粒度特征,这些证据共同指示红柳园组为近物源浊流沉积。此外通过碎屑组分统计和Qt-F-L、Qm-F-Lt以及Qp-Lv-Ls图解对沉积构造背景进行了探讨,发现研究区红柳园组物源主要来自火山弧,表明其形成的构造环境应为与岛弧邻近的沉积盆地。     

柴达木盆地东部扎布萨尕秀组的时代归属讨论

柴达木盆地石炭系是中国北方新区新层系油气勘探调查研究的热点,盆地东部地区石炭系出露较全,但多数学者认为柴东地区不存在二叠系。针对扎布萨尕秀组归属于石炭纪还是二叠纪的争议,采集扎布萨尕秀组的砂岩碎屑锆石开展了U-Pb LA-ICP-MS同位素测年,获得40个和谐年龄分布在2488±34 Ma至288±3 Ma之间,最年轻的一组碎屑锆石的加权平均年龄288.0±2.0 Ma（MSWD=0.112,n=21）。这意味着该扎布萨尕秀组中的砂岩沉积于288 Ma之后,晚于国际石炭—二叠纪界限（299 Ma）。依据野外调查和已有研究成果,扎布萨尕秀组中赋存丰富的虫筳科化石,其中膨胀型虫筳属Pseudoschwagerina或Sphaeroschwagerina的出现是进入二叠纪的重要标志。结合碎屑锆石年代学和虫筳属化石特征,扎布萨尕秀组应归属早二叠世,说明柴达木东部地区存在二叠纪沉积记录。该认识为深化柴达木盆地晚古生代—中生代沉积建造和构造演化提供了重要的地层学证据。