桂北地区丹洲期与南华冰期之间沉积转换的年代学记录

文章通过碎屑锆石U-Pb测年和Hf同位素研究,揭示桂北地区丹洲期与南华冰期之间沉积转换的年代学记录。分别对丹洲群合桐组、拱洞组以及南华系长安组进行碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析。结果表明,丹洲群合桐组和拱洞组具有相似的碎屑锆石年龄谱系,U-Pb年龄集中在720~1000 Ma、1700~2300 Ma和2400~2700 Ma。而南华系长安组的U-Pb年龄集中在650~720 Ma和720~1000 Ma,明显区别于丹洲群。丹洲群合桐组和拱洞组具有相似的Hf同位素特征,其ε_Hf(t)以负值为主,且多数锆石的二阶段Hf模式年龄（T_DM2）大于2400 Ma。而南华系长安组的Hf同位素特征区别于丹洲群,其ε_Hf(t)以正值为主,T_DM2值集中于1000~1300 Ma和1400~2200 Ma。碎屑锆石U-Pb年龄谱系和Hf同位素组成的不同,以及锆石形态和物源的差异,表明“雪峰不整合面”上下的南华冰期与丹洲期沉积地层之间存在明显的沉积转换。     

南秦岭勉略构造带火神庙地区关家沟组变质沉积岩系碎屑锆石U-Pb年龄及地质意义

南秦岭勉略构造带南缘的略阳火神庙地区发育一套灰绿色绢云绿泥石英千枚岩、灰白色绢云钠长石英千枚岩和灰色黑云石英千枚岩的岩石组合.该套变质沉积岩系被前人划归关家沟组,但其原岩成岩时代和形成的构造环境都存在争议.采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法对从略阳火神庙地区关家沟组变质沉积岩中获得的碎屑锆石进行了研究,结果表明碎屑锆石的年龄介于932~723 Ma,主要年龄谱分别为727~723 Ma、760~758 Ma、897~809 Ma和932 Ma,主要峰值年龄为848 Ma,次要峰值年龄为725 Ma、758 Ma和932 Ma,最年轻的一组年龄为723~727 Ma（平均年龄为725 Ma）,表明该地层的沉积时代应不早于南华纪.结合区域地质资料认为其碎屑物质的来源比较明确,主要来自勉略构造带和南侧碧口微地块内的岩浆岩,扬子板块北缘汉南地区出露的岩浆岩也为该地层提供了有限的物质.此次获得的碎屑锆石年龄较为集中,反映的皆为青白口纪到南华纪的年龄信息,结合前人对该区沉积地层的研究资料,认为其可能为一套裂谷环境的沉积地层.      

扬子西北缘碧口微地块南华系碎屑锆石物源示踪及其地质意义

扬子板块西北缘碧口微地块华严寺地区碧口群之上发育一套含砾沉积地层,其确切沉积时限对研究该区域的沉积—构造演化具有重要意义。本文对该套地层中的2件砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结果显示,锆石晶型较好,无色透明,磨圆度较差,具典型岩浆生长振荡环带和韵律结构,Th/U比值为0.28～3.6,锆石U-Pb年龄介于706～2 489Ma之间。存在3个主要的年龄组：新元古代年龄组（706～951 Ma）,占92.9%,显著峰值为850 Ma和843 Ma;中元古代年龄组（1 017～1 080 Ma）,占2.6%;古元古代年龄组（1 628～2 489 Ma）,占4.5%。最小年龄组为706～715 Ma（峰值为711 Ma）,结合区域地质和研究资料,华严寺地区沉积地层时代应属于南华纪,沉积时限约为720～635 Ma,物源区主要包括扬子板块西北缘碧口微地块以及南东侧的后龙门山构造带和汉南—米仓山微地块。新元古代晚期碧口微地块及扬子板块西北缘后碰撞—裂解阶段,华严寺地区南华纪沉积为碧口微地块及邻区新元古代岩浆岩在边缘裂谷环境中快速堆积形成。     

辽东半岛细河群沉积岩碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

对辽东半岛青白口系骆驼岭组和钓鱼台组沉积岩碎屑锆石进行了测试,根据沉积岩碎屑锆石年龄分布模式探讨了两地的沉积物源和沉积时代的上限。辽东半岛青白口系细河群钓鱼台组碎屑锆石分布模式中年龄主峰值为1.6Ga,最小年龄为1075Ma,说明钓鱼台组的沉积时代要晚于1000Ma,沉积岩碎屑锆石的年龄分布模式说明该组与华北古陆为不同物源,其时代有可能不一致。同时,根据2009年11月24日全国地层委员会前寒武纪分会扩大会议上形成的一个共识和最新的锆石SHRIMPU-Pb年龄对中国晚前寒武纪地层年表进行重新标定:即长城系(Ch,Pt21)限定为1.8～1.6Ga,蓟县系(Jx,Pt22)限定为1.6～1.4Ga,待建系(Pt23-4)限定为1.4～1.0Ga,青白口系(Qb,Pt31)限定为1000～780Ma,南华系(Nh,Pt32)限定为780～635Ma和震旦系(Z,Pt33)限定为635～542Ma。     

桂北地区南华系沉积物源分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

江南造山带西南部是扬子克拉通新元古代地层发育较完整的地区之一。其中,桂北地区的南华系地层自下而上依次为:长安组、富禄组、大塘坡组和黎家坡组,沉积厚度从几十米到几千米不等,总体趋势是西厚东薄。本文对长安组、富禄组、黎家坡组的5个样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试。其中长安组碎屑锆石U-Pb年龄存在一个峰值,峰值区间为724~972Ma之间,最年轻的年龄加权平均值为746±5Ma(n=19),指示南华系长安组沉积年龄可能介于746~780Ma之间;富禄组碎屑锆石U-Pb年龄有三个峰值,主峰为705~936Ma,两个次峰分别为1823~2163Ma和2241~2673Ma之间;黎家坡组下部121109-3样品的碎屑锆石主峰值为1966~2118Ma,两个次峰为724~921Ma和2221~2688Ma;中部121109-4样品碎屑锆石主峰值为1813~2192Ma,两个次峰为748~944Ma和2296~2726Ma;上部121109-5样品碎屑锆石主峰值为1984~2193Ma,两个次峰为653~1007Ma和2215~2675Ma。桂北地区南华系长安组、富禄组、黎家坡组5个样品的年龄峰值区间相近,但主峰和次峰有明显的区别,反映了三个组沉积地层主要物源可能来自不同的地区,并经历了不同的沉积环境。碎屑锆石年龄分布特征反映了在653~1007Ma之间扬子克拉通东南缘、江南造山带西南部的桂北地区有强烈的岩浆活动,可能与Rodinia超大陆的聚合和裂解事件有关,而1792~2261Ma的岩浆活动则与Columbia超大陆的聚合和裂解事件相对应,2298~2500Ma碎屑锆石年龄可能暗示在扬子克拉通南缘存在古元古代基底,少量大于2500Ma的锆石年龄表明在扬子克拉通南缘还存在太古宙基底物质。5个样品均缺少1100~1300Ma格林威尔造山时期的记录,说明江南造山带并非处在Rodinia超级大陆的中心。总之,扬子克拉通南缘及江南造山带西南部至少经历了三期强烈的构造-岩浆热事件,这三期事件在桂北地区的南华系沉积地层中均有非常清楚的记录。     

扬子板块西北缘早中泥盆世构造演化：来自略阳地区踏坡组岩石学、锆石年代学和微量元素组成的约束

碧口地块北缘下中泥盆统踏坡组的物源长期被认为来自碧口地块新元古界基底——碧口岩群,但一直缺少碎屑锆石物源数据的支持。本文对略阳地区泥盆系踏坡组不同层位的3个碎屑岩样品开展了系统的岩石学、锆石岩相学及其U-Pb定年和微量元素组成研究。锆石晶体特征对比分析显示,研究样品存在两种类型的锆石:普遍发育变质增生边的碎屑锆石(剖面北段样品)和不发育变质增生边的典型岩浆成因的碎屑锆石(剖面南、中段样品)。前者显示2个年龄峰值(～2.5 Ga主峰、～2.0 Ga次峰),还形成了2473±24 Ma的上交点年龄和359±84 Ma的下交点年龄,而后者两个样品有着一致的年龄峰值(～2.0 Ga主峰、～2.5 Ga次峰和～1.39 Ga微小峰值)。3个样品的谐和年龄均大于1.3 Ga,并不能限定踏坡组的沉积时代,且均不支持其物源主要来自碧口岩群的传统认识。碎屑锆石地球化学判别图解指示它们的源岩主要为形成于造山带环境中的花岗岩类(花岗闪长岩和英云闪长岩)、基性岩和钾镁煌斑岩。基于样品中的岩屑类型,结合区域地质、古流向、锆石年龄对比和源岩判别,认为踏坡组的原始物源来自位于扬子板块北缘的太古宙—古元古代基底(鱼洞子杂岩和崆岭杂岩),并且鱼洞子杂岩在踏坡组沉积后期曾大面积出露/抬升。同时表明碧口地块可能至少在早中泥盆世就与扬子板块拼合在一起了。     

锆石U-Pb同位素测年原理及应用

U-Pb法是国内目前最重要的同位素测年方法.通过分析锆石U-Pb同位素测年的基本原理、不同成因锆石的特征及常用测试技术,综述了该方法在母岩形成年龄、地质演化事件、碎屑沉积物来源、沉积时代等方面的应用.指出锆石微区U-Pb年龄测定技术的引进对我国的地质科学研究起到了巨大的推动作用,并且其应用领域仍在进一步扩展.     

鲁西地区寒武系李官组LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄谱特征及其地质意义

近年来,鲁西地区拉伸系土门群中报道了大量与Rodinia大陆汇聚时间相一致的碎屑锆石,而与Rodinia大陆裂解相关的碎屑锆石非常少见。为此本文对鲁西地区寒武系底部李官组进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb同位素测年。测试结果显示李官组碎屑锆石以古元古代碎屑锆石为主体,新元古代碎屑锆石次之,含三个峰值,分别为～756 Ma、～1872 Ma、～2532 Ma。依据地层接触关系以及化石特征,李官组被限定为都匀阶(～514—509 Ma)早期或稍早时期沉积,并可与辽南地区大林子组和淮北地区猴家山组下部进行对比,均为华北克拉通在寒武纪海侵初期最早沉积的一套碎屑岩地层。除～756Ma年龄峰值外,李官组碎屑锆石的年龄均可在华北克拉通找到对应的岩浆事件。依据李官组沉积时间、多数碎屑锆石对应的岩浆事件以及最新的古地理模型,华北克拉通很可能是李官组碎屑锆石的源区。～756 Ma碎屑锆石与Rodinia大陆裂解的时间一致,被解释为与裂解相关的岩浆活动在鲁西地区的记录。     

北秦岭造山带武关岩群年代学研究及其地质意义

武关岩体位于北秦岭武关镇,侵入于丹凤岩群之中,为原泥盆系刘岭群北侧解体出来的变质沉积-火山岩系岩体。锆石阴极发光(CL)及LA-ICP-MS同位素测年分析显示,武关岩体中斜长角闪岩锆石U-Pb年龄为(349±10) Ma,该年龄代表岩体的岩浆结晶年龄,即形成年龄。石榴子石黑云斜长片岩中碎屑锆石峰值年龄为850 Ma,最小年龄为324 Ma,反映武关岩群沉积岩的沉积时代应该晚于早古生代。     

湘中地区南华系沉积序列、物源特征及区域对比

新元古代晚期湘中地区为扬子地台向盆地过渡的区域,是进行南华系地层对比的重要研究区.通过对宁乡菜花田及桃源马金洞剖面的测制并结合区域地质资料,厘定研究区南华系地层沉积序列为长安组、富禄组（局部地区顶部为古城组）、大塘坡组、南沱组（洪江组）,宁乡菜花田剖面为长安组出现的北界.在宁乡菜花田剖面长安组底部取得的碎屑锆石最年轻一组锆石谐和年龄为752.5±4.2 Ma（n=3,MSWD=2.4）,可限定长安组沉积下限不早于760 Ma,碎屑锆石年龄谱显示长安组物源来自扬子地台.对比沉积特征并结合已发表的研究成果,认为长安组为明确的冰期地层,沉积下限可对应Sturtian冰期,区域上古城组冰期沉积可作为富禄组顶部,与下伏长安组一起构成一个冰期→间冰期→冰期的沉积体系,共同组成Sturtian冰期在区域上的沉积记录.由于冰期的阶段性和区域性,沉积显示在各地有所不同;大塘坡组是温暖气候下的间冰期沉积,南沱组/洪江组代表了一次分布范围很广的冰期,对应Marinoan冰期.虽然由于缺少同位素年龄的卡定,大塘坡组之下的地层精细对比还有待新的研究材料支撑,但Sturtian冰期在华南的多次沉积响应对认识当时古气候及早期生命演变历史仍有重要意义.      

秦岭南缘勉略带构造属性及晚古生代地质背景:来自碎屑锆石U-Pb年代学的制约

勉略构造带作为秦岭造山带内重要的构造边界,关于其构造属性及晚古生代以来的地质背景,一直是学术界争论的焦点.碎屑锆石U-Pb年代学在限定地层单元的最大沉积年龄、研究区域构造岩浆事件及约束构造地质背景等方面行之有效.基于此,通过对勉略带内五郎坪北侧两河口变沉积地层和侵入其中的变形花岗岩脉体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb...     

扬子东南缘两界河组碎屑锆石U-Pb年龄及其对Sturtian冰川作用的启示

扬子东南缘两界河组的岩性以岩屑砂岩和石英砂岩为主,代表了长安冰期和古城冰期之间的间冰期沉积,其沉积时限的厘定对认识华南Sturtian冰期地层的时空分布特征具有重要意义.对黔东地区两界河组碎屑锆石进行了系统的形态学和U-Pb年代学研究,大多数锆石为典型的岩浆锆石,锆石U-Pb年龄主要分布于740~900 Ma,另有少量古元古代和太古宙年龄,主要峰值为~760 Ma、~780 Ma、~800 Ma、~820 Ma和880~900 Ma.在两界河组底部获得最年轻的单颗粒锆石年龄为708±15 Ma,在上部获得最年轻的单颗粒锆石年龄为703±22 Ma,结合区域上相当地层渫水河组的顶部年龄（~690 Ma）,认为黔东地区两界河组的沉积时代应在708~690 Ma之间.两界河组碎屑锆石U-Pb年龄谱记录了扬子陆块新元古代幕式岩浆事件及早期地壳演化的信息,结合锆石形态认为其物质来源可能包括下伏新元古代岩浆岩及沉积地层、扬子西北缘和西南缘的基底岩石.研究区两界河组底部碎屑锆石年龄约束了江口间冰期沉积晚于~708 Ma,考虑到南华纪早期地层分布在一定程度上受控于盆地构造活动,不排除长安冰期沉积物在黔东地区局部存在的可能性.      

西秦岭两当地区太阳寺岩组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄：形成时代与源区特征

选取西秦岭两当地区太阳寺岩组的变质碎屑岩为研究对象,依据CL图像,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年方法,探讨两当地区太阳寺岩组的形成时代与物源。两当地区太阳寺岩组的锆石U-Pb年龄及与邻近地层的变质变形关系和时代对比表明,太阳寺岩组的沉积时代为426~420Ma,为晚志留世—末志留世。太阳寺岩组的碎屑锆石年龄谱可分为4组：500~420Ma、955~550Ma、1866~1227Ma和3039~2132Ma。早古生代年龄组呈现最强的烈峰值特征,峰值为438Ma,该组锆石物源以西秦岭北缘构造带为主;新元古代年龄组的碎屑锆石物源为西秦岭北缘构造带和北祁连造山带;中元古代和古元古代—新太古代年龄组的碎屑锆石物源主要来自于北祁连造山带和西秦岭北缘构造带基底岩系。综合分析认为,西秦岭北缘构造带为天水两当地区太阳寺岩组碎屑沉积物的主要源区。     

滇东南震旦-寒武纪沉积岩的碎屑锆石组成和对扬子-华夏界线的限制

滇东南屏边地区的基底组成一直是个谜。该区域的构造属性对约束扬子地块和华夏地块的西段界线非常重要。本文 对出露于该地区的震旦-寒武纪沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb-Hf同位素分析。二个样品的锆石U-Pb同位素分析显示这二个 地层中的碎屑物质组成相似,都是以新元古代（700~937 Ma）碎屑物质为主,构成了~815 Ma的主峰。岩石中都含有少量 古-中元古代碎屑物质。屏边群沉积岩样品六个最年轻谐和锆石年龄变化于696~761 Ma,指示屏边形成于新元古代晚期, 与震旦系相当。屏边地区基底变质沉积岩的碎屑锆石年龄谱为一明显富集新元古代年龄的单峰模式,不同于华夏地块和印 支地块的年龄谱,而与扬子地块南缘及扬子西缘的沉积岩相似。Hf同位素特征也显示了与扬子地块（尤其是西缘）的亲缘 关系。结合其他证据,本文认为滇东南屏边地区属于扬子地块,扬子地块与华夏地块分界线的西延部分应该在研究区以南 或东南,而不可能是研究区以北的师宗-弥勒-罗甸断裂。碎屑锆石年龄分布特征还指示屏边群这套浅变质碎屑岩沉积于弧 后盆地,暗示扬子地块西南缘的新元古代俯冲作用可能一直持续到~752 Ma之后。     

秦岭造山带东段秦岭岩群的年代学和地球化学研究

对东秦岭地区的陕西省洛南县、宁陕县、长安县和河南省淅川县出露的四个秦岭岩群变质岩进行的岩石学和地球化学研究表明,样品主要由变质火山岩和变质沉积岩组成.详细的锆石U-Pb定年结果显示三个正变质岩均形成于新元古代早期(971～843Ma),而副变质岩中富集大量新元古代碎屑锆石,根据最年轻的谐和年龄(859Ma)和早古生代的变质年龄,推测其沉积时代为新元古代中晚期.因此,北秦岭南部的秦岭岩群的变质岩主要由新元古代早期的火成岩和新元古代中晚期的沉积岩组成.变质作用主要发生在加里东期,局部有燕山期的变质作用叠加.指示北秦岭的造山作用主要发生在早古生代.岩石地球化学研究还显示秦岭岩群的新元古代火山岩均形成于火山弧构造环境,沉积岩沉积于大陆弧-活动大陆边缘环境,指示秦岭造山带在新元古代早期是一个火山弧.秦岭岩群的火山岩和沉积岩在形成时代和构造环境方面与扬子克拉通西缘的特征非常相似,表明位于北秦岭造山带的秦岭岩群应归属于扬子克拉通陆块,是扬子北缘的一个大陆边缘弧.     

川西甲基卡地区侏倭组沉积物源分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄证据

松潘-甘孜造山带是青藏高原东北部的重要组成单元,是华北板块、扬子板块和羌塘块体的主要汇聚地区,主要由中生代浅变质沉积地层和一系列岩浆岩组成,记录了印支期以来块体之间的收敛汇聚等构造活动。其中,雅江残余盆地发育一套厚度巨大的中生代碎屑岩和岩浆岩地层组合,是研究松潘-甘孜造山带地质构造演化的理想地区之一。本文对川西甲基卡地区侏倭组的样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试,碎屑锆石U-Pb年龄存在四个峰值,分别为231～281Ma、424～502Ma、707～983Ma、1539～1850Ma,表明扬子克拉通西缘及松潘甘孜造山带南部至少经历了四期强烈的构造—岩浆热事件,这四期事件在三叠系沉积地层中有非常清楚的记录。231～281Ma的锆石来自东昆仑,这一年龄段的锆石最可能来自北部晚二叠世松潘洋向北俯冲于华北板块之下所形成的东昆仑岛弧花岗岩。424～502Ma的锆石来自北秦岭,代表了加里东期南秦岭与北秦岭和华北板块的拼合事件。722～983Ma的锆石来自扬子板块,这一年龄段的锆石最可能来自盆地东部新元古界拉伸系上扬子克拉通盆地向北西俯冲于华北板块之下所形成的南秦岭花岗岩,形成于...     

Study and geological implication of detrital zircons in Shuibei Formation of Early Jurassic in Zhangshudun of northeastern Jiangxi Province

The Early Jurassic basin in Zhangshudun of northeastern Jiangxi Province is located in the southeastern part of Jiangnan orogeny, and revealing the basin depositional source is of great importance for understanding and discussing the orogenic events and ancient geography during Early Mesozoic. The research of petrography, detrital zircons U-Pb geochronology, Lu-Hf isotope geochemistry of Early Jurassic clastic rocks was conducted in this paper. The results show that the Early Jurassic Shuibei Formation includes molasse-like deposits and fluviatile-lacustrine facies, and the detrital zircons U-Pb ages are within the wide scope of 2 431~263 Ma, with no existence of synsedimentary or pensynsedimentary detrital zircons. The detrital zircons display a very obvious peak age in Early Paleozoic of 420~380 Ma, with ε_Hf(t) values between -10.7 and -3 and T_DM^C values between 2.08 and 1.58 Ga. The weak peak ages of 370~355 Ma and 858~663 Ma are displayed in Late Paleozoic and Neoproterozoic,respectively, with ε_Hf(t) values of -18.8 to -6.7 and T_DM^C values of 2.08 to 1.58 Ga. The detrital zircons also contain a few Early Mesozoic (263 Ma) and Paleo-Meso proterozoic (2 431~1 224 Ma) ages. The detrital zircons ages and Lu-Hf isotope are similar with geological entities in northwestern Wuyi area of Cathaysia Block, while they are obviously different from the ages of the geological body in southeastern Yangtze region. The detrital materials are mainly from Early Cambrian basement and Paleozoic geological body northwestern Wuyi area. While little detrital rocks may come from northwestern Zhejiang with sedimentary characters of passive continental margin. Combined with the comprehensive regional research results of Early Mesozoic basin, the authors conclude that the southeastern Jingdezhen-Huangshan of eastern Jiangnan orogenic belt was not uplifting with erosion in Early and Middle Jurassic, and the Mesozoic structural-magmatic activities in the inland of South China were the tectonic response to the dive and influx of multiplates. The uplift in the southezstern part of South China caused by the subduction of the paleo-pacific plate to the East Asian continent from the Late Triassic to Early Jurassic can provide provenance for the inland basin, and the tectonic constitution at the turn of the Early-Middle Jurassic has been transformed into the subduction of the paleo-pacific plate.