碎屑颗粒裂变径迹热年代学在沉积物源区剥露历史分析中的应用

沉积盆地中未遭受热重置的碎屑颗粒裂变径迹(FT)热年代学正成为山前冲断带蚀源区抬升-剥露过程及其与相邻盆
地沉积作用关系研究的重要方法。对于未热重置碎屑岩样品的磷灰石(或锆石)单矿物颗粒裂变径迹年龄(FTGA)数据,采用高斯
或二项式拟合方法可以获得样品中不同组分碎屑颗粒矿物的FT峰值年龄或称蚀源区抬升-剥露事件的FT封闭(冷却)年龄。
已有的统计分析结果表明,抬升冷却矿物的FT封闭年龄(tc)与其剥露搬运至相邻盆地的沉积年龄(td)之间具有较好的线性关系
(tc=A+Btd),二者的滞后时间(Δt=tc-td≈tc-te,te 为抬升冷却的碎屑颗粒矿物剥露到近地表的剥露年龄)构筑了蚀源区抬
升冷却矿物FT封闭深度(Zc)与抬升剥露速率(E)之间的定量关系(E=Zc/Δt)和不同碎屑颗粒的滞后时间与其沉积年龄之间相
关变化的统计预测模型Δt=A+(B-1)td。显然,滞后时间越短,造山带蚀源区的抬升剥露速率越大、物源供应越充分,山前带沉
积-沉降作用趋于增强,反之亦然。      

长江上游表壳岩系Pb同位素组成特征及对三峡贯通的示踪意义

理论分析表明,碎屑钾长石Pb同位素在大河流域沉积物物源示踪及追索河流演化研究中具有独特意义。近年来,随着
单颗粒碎屑矿物微区分析技术的快速发展,碎屑钾长石Pb同位素已成为一种有效的物源示踪方法,在判别沉积物物源、重建古水
系等方面已得到了较好的应用,同时沉积物全岩的Pb同位素能对碎屑钾长石Pb同位素的示踪起到一定的补充作用。通过对长
江流域不同河段和支流流域钾长石及全岩Pb同位素的空间分异特征的即可识别性分析、河流地貌和水文特性对源-汇之间物质
的可通达性分析以及流域地质环境条件的分析,认为利用Pb同位素方法来示踪江汉盆地不同时期沉积物的源区,并重建长江水
系的演化过程是可行的。最后对开展此项研究的思路进行了讨论。      

济源地区中-下三叠统碎屑锆石年代学特征及其物源分析

沉积物源组成及其演化是研究沉积盆地及盆山系统演化的关键。对济源地区中-下三叠统3个组进行了碎屑锆石U-Pb同位素分析,结果显示,下三叠统刘家沟组碎屑锆石具有6个年龄峰值:270,329,385,450,1885,2511Ma,其中晚古生代碎屑锆石应来自内蒙古隆起,早古生代碎屑锆石来自秦岭造山带,而新太古代-古元古代碎屑锆石则来自华北克拉通基底。下三叠统和尚沟组碎屑锆石年龄主峰值为420Ma,次峰值为745Ma和952Ma,均来自秦岭造山带。中三叠统二马营组碎屑锆石年龄主峰值为254Ma,可能来自华北板块南缘再旋回的沉积物,次峰值为1690Ma和2524Ma,应来自华北克拉通基底,其中1690Ma的碎屑锆石对应了华北板块南缘广泛出露的熊耳群。新元古界碎屑锆石由刘家沟组至和尚沟组增多,说明秦岭造山带基底逐渐剥露,是造山作用增强的体现。中三叠世末,秦岭造山带进入全面碰撞造山阶段,从地质演化过程来看,秦岭造山带在中三叠世也应处于持续隆升状态,然而二马营组中却没有来自秦岭造山带的碎屑锆石记录,而是以华北板块南缘盖层和基底为主,推测秦岭造山带的造山作用影响到了华北板块南缘,使华北板块南缘不断抬升,阻挡了秦岭造山带为济源地区提供沉积物。     

云南绿春下志留统-上三叠统砂岩碎屑组分与物源分析

通过对云南省绿春地区下志留统—上三叠统地层中砂岩岩屑成分的统计分析,研究了沉积物物源的变化及其所代表的
构造意义。研究区砂岩碎屑组分源区大地构造背景的判别结果表明,下志留统—中石炭统砂岩中的沉积物物源为混合造山带砂
岩源区,而中二叠统—上三叠统砂岩中的沉积物物源为火山弧造山带源区。下志留统—上三叠统砂岩物源的属性经历了从再循
环造山带到火山弧造山带的转变。志留纪—早二叠世为被动陆缘盆地发育时期,砂岩的物源主要来自于盆地边缘的造山带;到中
二叠世,随着哀牢山洋盆向西俯冲,洋盆逐渐关闭,研究区由之前的拉张环境转变为挤压环境,盆地性质转变为弧后盆地,此时盆
地沉积物的物源应来自于研究区东侧的火山弧。      

论浙江山麓快速粗碎屑建造及其作用

本文系统地论述了发育在浙江地质历史时期内，各个不同大地构造阶段中，各山麓快速粗碎屑建造（PFMF）的特征。运用历史—动力学方法，综合分析研究了它们与造山—造盆作用及其大地构造学意义。指出PFMF是具有严格时空概念的构造—沉积相，为造山—造盆作用的重要组成部分；是研究造山带沉积地质学及造山—造盆作用关键的沉积纪录；认为浙江东南部PFMF的时空演变从地洼造山—造盆作用由早期至晚期，其演变自西向东迁移，其力学性质由任性向张性转变的过程，具有重要的大地构造学意义。     

论大同晚古生代含煤盆地区域地质背景及盆山关系

分析了大同晚古生代含煤盆地地层格架、沉积特征、砂岩碎屑成分及物源区构造背景,认为大同晚古生代含煤盆地形成于华北和西伯利亚两大板块发生陆-陆碰撞的区域地质构造背景,论述了大同晚古生代含煤盆地与内蒙古造山带之间盆山耦合关系.     

即墨地区莱阳群底部止凤庄组地质特征及其碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄地质意义

为了了解盆地沉积初期的物源特征,对位于胶莱盆地东缘即墨地区早白垩世莱阳群止凤庄组沉积特征、物质组成及碎屑锆石进行了U-Pb同位素测年研究。野外调查表明,止凤庄组为一套陆源碎屑沉积,具有近源沉积的特点。南泊一带止凤庄组底部碎屑岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄介于233~734 Ma,年龄分布于5个区间,呈现明显的幕式特征,至少记录了2次重要的构造热事件。侵入于止凤庄组石英二长岩的锆石U-Pb加权平均年龄为(123.50±0.95)Ma,限定了止凤庄组地层沉积上限年龄为123.50 Ma。综合分析认为,止凤庄组物源主要来自苏鲁造山带,部分来自扬子板块。这有助于了解胶莱盆地沉积初期其物源区苏鲁造山带的地体情况。     

北京周口店三好砾岩的时代、物源背景及其古地理意义:来自沉积学和碎屑锆石年代学的证据

三好砾岩出露于北京周口店地区太平山北坡,不整合覆盖于中奥陶统马家沟组之上,以分选好、磨圆好、胶结好为特征。研究表明:三好砾岩是一套二次改造的滨岸砾岩,代表了晚石炭世海侵过程中的底砾岩。来自于砾岩和其夹层中砂岩层的碎屑岩浆锆石年龄均集中在330~300 Ma之间,峰值年龄为约310 Ma,结合区域地层展布情况与华北北缘的构造热事件记录认为,它是晚石炭世至早二叠世沉积,具备准同生沉积特征。借助上述U Pb年代学数据,结合碎屑组分特征、古流向分析及同期华北北缘岩相古地理分布特征表明,三好砾岩的物源区为内蒙古隆起。以三好砾岩为代表的上石炭统底砾岩反映了内蒙古隆起迅速隆升、剥蚀、搬运和沉积的过程,这套砾岩亦可以作为当时盆山边界的标识物。三好砾岩中高含量的晚石炭世岩浆锆石暗示了内蒙古隆起初始隆升的时限应在330~300 Ma之间。      

华南加里东运动初探

华南加里东运动包含了郁南运动、北流运动(崇余运动)和广西运动,具多幕陆内造山特点。其影响范围包括扬子板块
东缘“江南隆起”以东、以南广大地区。华南加里东构造带总体呈东西向展布,南部桂西右江盆地-粤南地区泥盆系不整合于下伏
的寒武系之上,中部桂东-粤中-闽西-赣南-湘南地区泥盆系不整合于奥陶系之上,靠近“江南隆起”的湘中-浙西地区泥盆系
不整合于志留系之上,但钦防盆地志留系与泥盆系整合接触。寒武系-志留系为同造山盆地的复理石沉积。从寒武纪-志留纪
同造山盆地由南向北迁移,盆地展布、物源供给等显示“南山北盆”的盆山格局和造山带“由南向北”挤压的趋势。      

渤海湾周缘主要河流钾长石物源示踪指标研究

渤海湾盆地碎屑物质的物源示踪研究,对于渤海湾盆地的自身演化,周缘造山带隆升和剥蚀过程,以及中国东部陆架海的物质扩散研究均具有重要意义,受到国内外学者的广泛关注,同时也存在诸多争议。钾长石是地壳中最主要的造岩矿物之一,在河流沉积物中广泛出现,在进行物源示踪研究时具有代表性。基于此,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对渤海湾盆地主要注入河流的碎屑钾长石进行了原位地球化学特征分析,结果表明,黄河干流碎屑钾长石的常量元素Na₂O、Al₂O₃、SiO₂、K₂O的标准偏差与滹沱河、滦河、辽河和漳河4条河流存在差异。在钾长石常量元素Al₂O₃质量分数与Na₂O和K₂O质量分数二维散点图中,部分黄河样品的Al₂O₃值较之整体部分（其他4条河流和黄河样品）偏低;微量元素中Ba、Pb、Sr、Rb和Ca的质量分数占主体部分,尤其Ba、Pb、Sr、Rb的含量较高。在Ba和Sr以及Ba和Pb质量分数二维散点图中,黄河与其他4条河流明显不同。该研究结果表明,钾长石的Ba和Sr含量变化可以成为环渤海湾盆地沉积物中黄河物源示踪的特征指标。      

黑龙江东部“新元古代”黄松群杨木组沉积时限和物源组成:来自锆石U-Pb年代学的制约

以出露于黑龙江东部地区前人原定为新元古代的黄松群底部杨木组为研究对象,对其中的二云母石英片岩和晚期片麻状二长花岗岩分别进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,旨在准确限定杨木组的沉积时限并揭示其物源组成。结果表明:采自黑龙江东宁地区黄松群杨木组标准剖面的二云母石英片岩中锆石多为岩浆成因,同位素年龄集中在古生代—早中生代,并且呈现出248、263、270、290、318、326、约360、426 Ma等多个显著的年龄峰值,而侵入到其中的晚期片麻状二长花岗岩的形成时代为(221±3)Ma;黄松群杨木组沉积于早—中三叠世(221~248 Ma),并非前人所厘定的新元古代。基于杨木组碎屑锆石年龄频数和区域地质年代学资料的对比分析,杨木组沉积物主要来源于周边的晚古生代—早中生代地质体以及次要的早古生代地质体。此外,新元古代岩浆锆石的出现证明研究区可能存在新元古代岩浆事件,而中—古元古代碎屑锆石的存在同时暗示早中生代期间该区地表或地表浅部应存在更为古老的前寒武纪残片。     

碎屑锆石微量元素对物源区的指示:以辽东半岛辽河群为例

碎屑锆石U Pb年代学方法已被广泛用于物源分析,但其微量元素数据很少被利用。系统地总结了不同成因锆石的微量元素特征,并对碎屑锆石微量元素数据的应用做了详细介绍,进而探讨了碎屑锆石微量元素对物源区的指示意义。以碎屑锆石微量元素综合研究为基础,结合碎屑锆石年代学的解释,系统分析了辽东半岛辽河群物源区的特征。辽河群沉积岩中2.2~2.1 Ga的碎屑锆石主要来自于花岗岩类,与区域上胶-辽-吉活动带内出露的花岗岩类和同时期的酸性火山岩相吻合;而2.1~2.0 Ga岩浆事件虽并未在地表大量出露,但碎屑锆石微量元素显示该期年龄的碎屑锆石主要来自于花岗岩类,其次是基性岩。辽河群沉积岩的碎屑锆石微量元素研究不仅验证了碎屑锆石微量元素用于物源分析的可行性,而且对2.1~2.0 Ga岩浆事件的性质提供了制约,为胶-辽-吉活动带的形成演化提供了新的依据。      

鄂西秭归盆地中三叠世-早侏罗世沉积记录及其对秦岭印支碰撞造山作用的启示

随着印支期南秦岭勉略洋盆闭合,华南和华北两大块体最终拼贴、构成中国大陆的基本轮廓。普遍认为这一洋陆转换、碰撞造山发生在三叠纪,但具体时间和空间过程仍存在较多争议。秭归盆地位于秦岭逆冲褶皱带东段南缘,是扬子北缘前陆盆地系统的重要组成,在沉积序列和碎屑来源上与秦岭印支期造山作用密切相关。该盆地经历早中三叠世滨-浅海相到晚三叠世-早侏罗世三角洲-河流相的沉积转变,中三叠统巴东组和上三叠统九里岗组之间发育平行不整合。不整合面之上的上三叠统-下侏罗统砂岩在碎屑组分上不仅含有泥岩、粉砂岩等沉积岩岩屑和千枚岩、板岩和片岩等中-低级变质岩岩屑,而且还见有中酸性火山岩岩屑。结合碎屑锆石颗粒U-Pb定年和古流向数据,这些火山岩岩屑揭示北部的秦岭造山带源区在晚三叠世(225~200 Ma)存在火山活动,与同期的花岗质侵入岩一起反映秦岭印支期的同碰撞造山岩浆活动。      

甘肃北山地区泥盆系三个井组碎屑锆石年龄及其地质意义

北山地区构造演化的关键时期是洋-陆转化发生时期,红柳园地区泥盆系三个井组是造山作用形成的前陆盆地磨拉石
建造,其沉积过程反映了造山带的隆升过程。通过对三个井组3个样品共计162个数据点LA-ICP-MSU-Pb同位素年龄的研究
认为,三个井组锆石主要为岩浆锆石,也有少量变质锆石,锆石年龄在157~2610Ma之间,分布范围很宽,但主要集中在350~
600Ma这一年龄区间内,共95个数据,占所有统计数据的66%,最小的具有重复性的年龄为(365±7)Ma。结合前人资料,认为
三个井组的主要沉积时间在420~365Ma之间,时代为晚志留世-晚泥盆世,其物源主要为北部的造山带及逆冲推覆体;三个井
组反映的古生代造山作用应始于晚志留世,延续到晚泥盆世,但板块俯冲效应可能延续到早石炭世。      

扬子地块东南缘南华系长安组同位素年龄及其意义

长安组为扬子地块东南缘确认的一套冰源相碎屑沉积,其精确沉积时限对于了解华南新元古代冰期的起点时间和演化
历程具有重要意义。以往限于定年技术的精度和测试对象的稀缺,长安组的年龄一直少有报道。最近在湘中新化县碧溪地区发
现长安组下部存在沉凝灰岩夹层,获得了大量岩浆型锆石,对其进行了高精度锆石LA-ICP-MS与SHRIMPU-Pb同位素年代学
对比研究。结果表明,其锆石206Pb/238Pb加权平均年龄分别为(751±5),(764±10)Ma。综合分析相关地层的最新年龄数据可以
确定,长安组可与西北地区同期沉积以及澳大利亚Sturtian冰期的年龄进行比较。沉积旋回分析表明,长安组底部沉积物具有典
型的重力流特征,沉积速率较大。结合相关地质证据分析认为,长安组的底界年龄置于760Ma较为合适。      

西秦岭吴家山群地层时代及物源特征:来自碎屑锆石U-Pb年龄证据

对西秦岭吴家山群4件样品碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年研究,限定地层沉积时代并示踪沉积物源。锆石U-Pb年龄介于(399±3)~(2 858±43)Ma,主要集中分布在0.40~0.50、0.70~1.05Ga两个年龄段,少量分布在1.10~1.40、1.45~1.85、2.35~2.65Ga等年龄区间。其中两粒锆石的最小年龄为399 Ma和401 Ma,限定了吴家山群地层沉积的最大年龄约为400Ma,由此推断沉积地层形成于早—中泥盆世。吴家山群碎屑锆石U-Pb年龄谱与北秦岭地体、华北地块、南秦岭地体、华南(扬子)地块岩浆活动U-Pb年龄对比结果表明:0.40~0.50Ga锆石碎屑源区应主要为北秦岭地体;0.70~1.05Ga锆石主体应来自北秦岭地体,有少量南秦岭地体或扬子地块物质的加入;1.10~1.85Ga锆石应来自北秦岭地体;而2.35~2.65Ga锆石来自南秦岭地体或扬子地块,也可能来自华北地块。总体来看,吴家山群源区主要为北秦岭地体,少量来自南秦岭地体或扬子地块。结合吴家山群地层时代及陆源物质源区的示踪结果,秦岭早古生代洋盆在西秦岭地区闭合时间应不晚于泥盆纪。     

龙门山造山带与川西前陆盆地的盆山耦合关系对油气成藏的控制作用

综合地球化学、野外剖面和钻测井等资料,运用岩石学和地层对比、盆地模拟等方法,剖析了龙门山造山带和川西前陆盆地的盆山耦合关系,探讨了这种盆山耦合关系对油气成藏的控制作用,最后给出了勘探建议及有利区带预测.结果表明:龙门山造山带和川西前陆盆地在沉积和构造方面表现出良好的盆山耦合关系,具体表现在沉降与隆升的对应、物源与沉积的对应以及构造多幕性和沉积旋回性的对应等特征上;沉积耦合关系控制着烃源岩的沉积厚度及热演化程度,并影响着储层的垂向和横向分布,而构造耦合关系则对造山带和前陆盆地的断层发育以及油气运移和成藏所需圈闭具有决定性作用;盆山耦合呈多期性,具有沉积、沉降中心以及沉积相展布不断迁移和多期叠加的特征;形成了川西前陆盆地深、中、浅层的三维立体幕式演化成藏模式.有利区带预测表明:梓潼坳陷南端是深盆气的有利聚集区;浅层气主要分布在古隆起发育的盆地中、南段;深层气则多分布于盆地北部及中部地层尖灭带.     

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪

黄土高原广泛沉积的新近纪红黏土序列对东亚古气候具有重要的指示意义。通过甘肃灵台红黏土剖面7.0、6.5、5.5、3.2Ma沉积物和山西保德红黏土剖面6.56、5.24、3.50 Ma沉积物碎屑锆石U-Pb年龄的对比,表明黄土高原不同区域红黏土沉积物物源在空间上具有一致性,而在时间上具有差异性。通过与周缘潜在物源区碎屑锆石U-Pb年龄对比,可将黄土高原红黏土沉积物物源的差异划分为3个沉积阶段:第一阶段(5.7~7.0 Ma)物源主要为西昆仑山、帕米尔高原;第二阶段(3.4~5.7 Ma)物源主要来自塔克拉玛干沙漠;第三阶段(2.6~3.4 Ma)物源主要为阿拉善区域。红黏土沉积物物源的变化表明2.6~7.0 Ma处于西风逐渐减弱伴随东亚季风逐渐增强的过程,物源的两次变化对应于约5.7Ma墨西拿盐度危机和约3.4Ma青藏高原的隆升,说明青藏高原以及中国西部山脉的隆升和板块运动控制下的特提斯洋演化是影响黄土高原风成沉积的重要因素。     

突泉盆地突D2井林西组碎屑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

内蒙古突泉盆地南部突D2井钻遇厚层的暗色泥岩,发现具有晚二叠世特征的孢粉化石。为获取精确的地层同位素年龄,对500.0m井段发育的粉砂岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测试分析,得到100颗锆石的谐和—近谐和年龄。结果表明:碎屑锆石按年龄和频率分布特征可以分为5组:245.0～279.0 Ma(12颗,占12%),峰值年龄为263.0 Ma;282.0～346.0Ma(48颗,占48%);355.0～531.0Ma(21颗,占21%);615.0～993.0Ma(6颗,占6%);1.022～2.163Ga(13颗,占13%,207Pb/206Pb年龄)。最小年龄段年龄的加权平均为(261.7±6.2)Ma(MSWD=0.93,12颗),与最小峰值263.0 Ma的年龄吻合,测年样品沉积时间下限为263.0 Ma,沉积时代为晚二叠世,证实突泉盆地存在林西组暗色泥岩,以及大地电磁测深剖面上存在的第二套广泛连续发育的低阻层为林西组。沉积物源具有多样性和复杂性,主体来自东北各地块,同时存在华北板块和西伯利亚板块的物源信息((1.658±0.023)、(1.877±0.016)、(1.891±0.041)、(2.163±0.011)Ga)。林西组沉积时期,华北板块与西伯利亚板块开始俯冲碰撞过程,最终闭合时间在晚二叠世之后。     

胶莱盆地莱阳群杨家庄组沉凝灰岩SHRIMP U-Pb年代学特征及地质意义

胶莱盆地为一发育于华北陆块东部的白垩纪断陷盆地,该次工作主要对盆地底部莱阳群杨家庄组中沉凝灰岩层进行了初步研究,通过对沉凝灰岩岩石学、锆石SHRIMP U-Pb年代学的研究,认为胶莱盆地莱阳群杨家庄组中凝灰岩层形成时代为131.1±1.7Ma,限制了莱阳群杨家庄组的沉积时限,为胶莱盆地早期的形成与演化提供了新的年代学依据。沉凝灰岩中获得单颗碎屑锆石年龄为835±23Ma,指示苏鲁造山带为莱阳群提供了物质来源。