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.      

黑龙江省东部早古生代地层的确定:地质与碎屑锆石U-Pb年代学证据

通过研究黑龙江省东部早古生代地层晨明组和宝泉组碎屑锆石的U-Pb定年结果,讨论了晨明组和宝泉组的所属时代和物源.大多数锆石呈自形-半自形晶,显示出典型的岩浆生长环带或条痕状吸收,暗示其岩浆成因,极少数的锆石具有经变质作用形成的暗色增生边.定年结果表明:采自晨明组上部长石石英砂岩中碎屑锆石59个分析点产生了以下年龄组:561 Ma、621 Ma、683 Ma、752 Ma、803 Ma、822 Ma、851 Ma、900 Ma、922 Ma、954 Ma、1 781 Ma、1 865 Ma和1 933 Ma,这表明晨明组沉积于561 Ma之后.而以不整合接触关系覆盖于晨明组之上的宝泉组底部泥质板岩中碎屑锆石60个分析法点产生了425 Ma、450 Ma、485 Ma、900 Ma和1 750 Ma年龄众数.由上述地质关系和年代学测定结果,结合晚古生代地层中碎屑锆石的年龄组合,可以判定位于黑龙江省东部地区晨明组的形成时代介于561~510 Ma之间,这是首次在黑龙江省东部确定的具有确切年代学证据的早古生代地层.上述年龄组碎屑锆石的存在,表明其物源主要为该区新元古代和古元古代的地质体,这进一步揭示在早古生代期间,松嫩-张广才岭地块东缘可能存在前寒武纪残片.      

桂东早古生代地层碎屑锆石U-Pb同位素年代学及其对华夏陆块加里东期构造事件性质的约束

对广西东部大瑶山-大明山地区分别位于早古生代不整合面之下和之上的寒武纪和泥盆纪地层进行了系统的碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究.除少数为早太古宙锆石外, 寒武纪地层碎屑锆石的年龄主要有2.7~2.6、~1.8、1.4~1.1和~1.0Ga四组峰值及分别为250Ma和105Ma的热液改造年龄记录; 泥盆纪地层碎屑锆石除少数具有古太古代年龄外, 其余主要形成于~1.7和~1.0Ga, 并记录了强烈的~100Ma的热改造事件.这些特征表明, 研究区具有华夏陆块的属性, 扬子与华夏陆块的边界应位于该区西北以远; 经加里东构造事件后, 研究区沉积盆地的物源区发生了改变, 因而加里东期岩浆作用在本区并没有显示.结合前人研究成果分析, 加里东事件可能指示了已裂开古陆块与华夏陆块间发生的斜向碰撞, 而大瑶山-大明山地区为沿垂直于该碰撞方向挤压形成的被动盆地.区域地层中部分碎屑锆石U-Pb同位素组成的重置和热液锆石的形成, 反映了研究区在印支期和燕山期存在大规模流体参与的热改造事件, 这些热液对流作用应是导致本地区乃至整个华南褶皱带陆缘Au-Cu多金属矿带形成的重要原因之一.      

海南岛南部侏罗系的发现——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据

海南岛一直被认为缺失侏罗纪沉积记录,指示了海南岛与大陆内部不一样的中生代演化特征。对海南岛南部三亚地区尖岭剖面和海螺岭剖面紫红色碎屑岩,以及早白垩世鹿母湾组进行了详细的野外地质调查和碎屑锆石U-Pb同位素分析。结果表明,尖岭剖面和海螺岭剖面的紫红色碎屑岩具有高度一致的碎屑锆石年龄谱,限定的最大沉积年龄为172～174Ma,完全不同于下伏晚奥陶世榆红组和海南岛早白垩世鹿母湾组沉积岩的碎屑锆石年龄谱。综合区域构造-岩浆活动和中—新生代碎屑锆石年代学分析结果及尖岭剖面紫红色碎屑岩中锆石Hf同位素特征,认为海南岛三亚地区尖岭和海螺岭紫红色碎屑岩应沉积于172～158Ma之间,属于中—晚侏罗世沉积岩。其沉积物源和构造背景与广东东部和福建沿海同时代沉积岩相似,指示华南东南沿海地区在中—晚侏罗世具有统一的大地构造背景。     

黔北北部铝土矿床成矿物源碎屑锆石U-Pb年代学证据

黔北北部道真铝土矿床是黔-渝铝土矿富集区重要组成部分,铝土矿产于下伏石炭系上统黄龙组或志留系中下统韩家店组侵蚀面之上的中二叠统梁山组中,矿石中含有大量的碎屑锆石,应用LA-ICP-MS U-Pb定年方法,在道真新民、桃园、三江、三清庙等矿床的典型剖面取样,对梁山组铝土矿(岩)、黄龙组、韩家店组中的碎屑锆石进行了系统的U-Pb年代学研究,结果显示锆石U-Pb年龄变化范围较大(413~2896 Ma),但绝大部分测点位于锆石U-Pb年龄演化线上,多数年龄分布于400~700 Ma、700~1300 Ma、1700~1900 Ma和2400~2600Ma年龄段,铝土矿、韩家店组、黄龙组的锆石U-Pb年龄分布特征基本一致,主要集中于700~1300 Ma年龄段中,指示铝土矿物源复杂,韩家店组和黄龙组为铝土矿提供过物源,但最终物源应主要来源于杨子地块西缘和华夏陆块南部新元古-中元古岩浆岩,反映了铝土矿成矿物质经历过不止一个侵蚀沉积旋回的分异富集过程。     

扬子与华夏地块西南端界线:来自钦防地区碎屑锆石U-Pb年代学的制约

广西钦防地区位于扬子地块和华夏地块结合带的西南段,是华南唯一的海相志留系与下泥盆统连续沉积出露区.对钦防地区志留系地层中的沉积岩展开了精细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析和测试.分析结果表明,7个代表性沉积岩样品的年龄频谱图显示出了~2.5 Ga、~1.0 Ga、~0.47 Ga 3个明显的年龄峰值,暗示太古代全球地壳生长事件（~2.5 Ga）、格林威尔期造山运动（~1.0 Ga）以及早古生代构造事件（~0.47 Ga）在华南地区保存有记录.结合锆石的阴极发光图像特征和相关区域地质资料,推测~2.5 Ga、~1.0 Ga和~0.47 Ga碎屑锆石均主要来源于钦防地区东北侧的云开地块,钦防地区与华夏地块具有亲缘性,早古生代时期钦防地区可能为一夭折的裂谷,这一时期华夏与扬子地块西南端的分界线至少位于钦防地区的西北侧.      

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。     

内蒙东部晚古生代构造格局:来自中、晚二叠-早三叠世砂岩碎屑锆石U-Pb年代学的证据

内蒙东部的克旗-林西-阿鲁科尔沁-扎鲁特-索伦-蘑菇气地区位于华北板块与西伯利亚板块所夹持的中亚造山带东段,西拉木伦缝合带与贺根山-黑河缝合带之间,是古亚洲洋晚古生代残余海盆最后消失的地区,保存了上述两缝合带构造演化过程的相关信息。本文针对中、晚二叠-早三叠世砂岩开展碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。测试的上二叠统林西组与下三叠统陶海营子组、老龙头组砂岩均具有成分成熟度低,近源快速沉积的特点,碎屑骨架成分显示多为火山岩区物源供给。锆石CL图和Th/U值也指示了绝大多数锆石为岩浆成因锆石。结合前人研究成果,区域内已获得的2533粒碎屑锆石U-Pb年龄主要分为3组:约230~570Ma(峰值年龄为270~315Ma、430Ma和500Ma)、700~1100Ma(峰值970Ma)及1500Ma(峰值1800Ma和2500Ma)。较古老的峰值年龄1800Ma和2500Ma,暗示了华北克拉通基底的物源信息。其余两组年龄则与西拉木伦缝合带北侧的额尔古纳-兴安-锡林浩特地块内部岩浆事件的时间相吻合。对比分析内蒙东部不同区域(克旗-林西地区、阿鲁科尔沁-扎鲁特地区和索伦-蘑菇气地区)、不同时代(中、晚二叠世-早三叠世)沉积物碎屑组分变化趋势,推测古亚洲洋最终沿西拉木伦缝合带自西向东呈"剪刀"式闭合,时间持续至早三叠世。此外,索伦-蘑菇气地区中、晚二叠-早三叠世相对稳定的物源供给,证实了额尔古纳-兴安地块与松辽-锡林浩特地块至少在中二叠世沉积以前就已经沿贺根山-黑河缝合带完成拼贴,应为前人提出的早石炭世末。     

内蒙古二连浩特北部查干楚鲁地区变质岩系碎屑锆石年代学及地质意义

兴蒙造山带中段二连浩特北部查干楚鲁地区发育一套变质岩系,前人将其划为古元古代宝音图岩群,本次工作通过石英岩中碎屑锆石年代学分析,在区中获得了259 Ma的最小谐和年龄,结合区域地质特征,表明其形成于晚二叠世.结合前人研究表明,二连-东乌旗地区不存在前寒武纪基底,晚古生代是发育在早古生代岛弧基底之上的活动陆缘.     

新疆博格达山晚古生代地层的形成时代、物源及其演化:碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆博格达山主体由石炭系海相火山—沉积岩系组成, 以发育两期双峰式火山岩, 但不发育花岗岩为特征, 对其晚古生代地层时代的划分和演化争议较大.本文重点对博格达山北部两个晚古生代砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学分析, 重新标定博格达山地区晚古生代地层的形成时代; 利用物源区的演化, 约束晚古生代构造演化.测年结果显示博格达上亚群砂岩的碎屑锆石表面年龄值分布范围较宽, 主峰年龄为343～284 Ma(80%), 次峰年龄为386～375 Ma(3%)、503～441 Ma(7%)和871～735 Ma(10%); 芦草沟组砂岩的碎屑锆石表面年龄值非常集中, 主峰年龄为358～279 Ma(97%), 次峰年龄为257～251 Ma(约3%).博格达山中部原石炭纪博格达群上亚群与西部和南部下芨芨槽群相当, 应属于早二叠世, 中部—东部的石炭—二叠纪界线应在博格达下亚群—上亚群或居里得能组—沙雷塞尔克组之间的不整合面之中.博格达北部地区晚二叠世以南侧天山物源区供给为主, 反映出晚古生代期间博格达山地区至少存在晚石炭世末和中二叠世两期构造隆升.结合区域火山岩与火山碎屑岩的研究, 认为博格达山地区晚古生代主要经历4个演化阶段: 早石炭世弧后盆地裂解阶段、晚石炭世碰撞拼贴阶段、早二叠世碰撞后伸展阶段、中-晚二叠世再次隆升到稳定阶段.     

前中生代海南岛与华夏、扬子陆块的关系——来自海南岛下二叠统峨查组碎屑锆石年龄的信息

海南地块的亲缘性质归属一直存在分歧。选择海南东方市江边乡白查村峨查组进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得年龄为635～1814Ma,具4个年龄峰值,分别为1700Ma、1580Ma、1073Ma和680Ma,记录了哥伦比亚(1700Ma和1580Ma)、罗迪尼亚(1073Ma)和泛非(680Ma)三大地质事件。1700 Ma、1580Ma和1073Ma三个峰值可与南极洲、越南Song Hien、华夏造山带和扬子陆块东南缘同期的碎屑锆石U-Pb年龄峰值对比,说明海南地块在中元古代与南极洲、越南、华夏和扬子陆块东南缘共同经历了哥伦比亚和格林威尔(罗迪尼亚)造山事件。1700Ma和1580Ma的峰值虽然在扬子陆块东南缘有弱的显示,但在扬子陆块内部基本没有该年龄峰值的报道,680Ma峰值在扬子陆块未出现,说明中—新元古代海南地块与扬子陆块之间相距较远,而与华夏、越南和南极洲较近。     

大兴安岭北部红水泉组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其地质意义

红水泉组广泛出露于大兴安岭北部地区,主要由杂砂岩、砂板岩、碳酸盐岩和凝灰岩组成,含腕足、珊瑚和苔藓虫化石,时代为早石炭世。对额尔古纳右旗和扎兰屯地区的红水泉组砂岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。结果显示,87个谐和-近谐和年龄主要分布在4个年龄区间：353~379 Ma,峰值年龄约为366 Ma;428~473 Ma,峰值年龄约为441 Ma和464 Ma;487~521 Ma,峰值年龄约为502 Ma;1 790~1 943 Ma,峰值年龄约为1 848 Ma。其中:约366、441、464和502 Ma的峰值年龄与额尔古纳、兴安地块的岩浆事件基本吻合,1 848 Ma的峰值年龄普遍存在于2个地块,说明红水泉组的沉积物主要来自额尔古纳－兴安地块;约366 Ma的峰值年龄反映沉积物部分来自大兴安岭北部晚泥盆世火山弧,物源区具有双向性（古老陆壳和火山弧）。结合区域早石炭世沉积特征认为红水泉组为一套弧后盆地沉积。     

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.     

琼北翁田铝质A型花岗岩的锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

琼北地区花岗岩出露较少,多零星分布在翁田镇至大致坡镇一带.本次研究选取该区域的翁田岩体为研究对象,通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,限定该岩体形成时代为245.1±2.4 Ma,属于中三叠世.翁田岩体主要岩性为中粒斑状黑云母正长花岗岩,属于高钾钙碱性系列,具有高SiO2(74.57~76.15 wt%)、高碱(Na2O+K2O=7.15~8.48 wt%)、低MgO(0.19~0.31 wt%)的特征,属于准铝质-过铝质花岗岩.岩石轻稀土富集,重稀土亏损,具强的负Eu异常,富集大离子亲石元素如Rb、Th、U、K等,明显亏损Nb、Ta,强烈亏损Ba、Ti、Sr、P,具高104 Ga/Al、FeOt/MgO、K2O/Na2O比值和高(Zr+Nb+Ce+Y)含量,具有铝质A型花岗岩特征.结合区域资料,翁田铝质A型花岗岩的出现,表明海南岛在中三叠世处于伸展环境.     

大样本量(large-n)碎屑锆石U-Pb年代学分析技术研究进展

碎屑锆石U-Pb年代学是识别沉积物来源和确定地层最大沉积年龄的重要工具。利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)进行物源分析的碎屑锆石测试数量为60~120颗,在这个范围内,年龄组分通常不能从样本中识别出来。近年来,为提高物源分析的可靠性,LA-ICP-MS测试要求有更多数量的锆石颗粒(n≥300),甚至大于1000颗的大样本量(large-n)试验。大样本量碎屑锆石U-Pb年代学的出现对数据测试方法、处理和评估都提出了挑战。本文通过对国内外大样本量文献进行梳理,总结了大样本量碎屑锆石U-Pb年代学在测试方法、数据处理以及数据评估方面的进展。首先,单颗粒测试需要对U、Pb同位素信号进行快速获取,这可以通过改进气溶胶传输效率实现,“峰值”信号模式代替“平顶”信号接收也可实现快速测试。其次,大样本量产生的数据,需要高效的数据处理协议和强大的软件(如Iolite)进行处理,以减少实验室间比较的误差;针对U-Pb数据处理流程,介绍了同位素分馏校正以及不确定度传播等方面的方法优化;此外,还引入了累积计数法和线性回归校正法两种处理方法专门处理“峰形”信号。在数据评估方面,新的U-Pb和Pb-Pb年龄不谐和度计算方法的提出,如采用Aitchison谐和距离,使数据过滤更加合理。基于上述新进展,对仪器和处理软件的选取进行了讨论,并对未来大样本量碎屑锆石U-Pb年代学分析的自动化、规范化提出了展望。基于已有研究,未来大样本量碎屑锆石U-Pb年代学的发展具有广阔前景,在物源示踪及确定地层年代等研究中将发挥更大的作用。     

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     

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。     

西南天山前陆盆地侏罗纪-白垩纪盆山格局——来自碎屑锆石年代学的证据

目前对天山地区,特别是天山南缘中生代盆山格局认识尚存分歧。本文着眼于侏罗纪-白垩纪这一盆山演化关键阶段,利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年法对西南天山前陆盆地康苏剖面中侏罗统杨叶组、下白垩统克孜勒苏群沉积开展物源分析。发现中侏罗统杨叶组碎屑锆石U-Pb年龄分布于369~2687 Ma间,基本分布在369~404 Ma(约占4%)、418~501 Ma(约占19%)和544~2687 Ma(约占77%)3个范围;下白垩统克孜勒苏群碎屑锆石U-Pb年龄分布于243~2820 Ma间,集中于253~414 Ma(约占35%)、423~489 Ma(约占27%)和668~2820 Ma(约占37%)3个范围。中侏罗统碎屑锆石年龄分布范围广,各年龄组分均较突显,反映中侏罗世西南天山前缘流域体系宽广,天山内各主要源区均得到沟通,物源范围广阔。下白垩统克孜勒苏群锆石年龄分布明显集中,反映早白垩世西南天山前缘源区范围有所缩小。西南天山前缘与库车前陆盆地的物源构成在中侏罗世存在一定差异,而在早白垩世呈现相似特征。包括西南天山前陆盆地在内的天山南缘或于早白垩世经历一期小规模构造反转,导致山-盆构造分异与抬升-剥蚀增强。