鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组沉积物源:来自古流向与碎屑锆石U-Pb年代学的证据

采用LA-ICP-MS碎屑锆石原位微区测年方法,对鄂尔多斯盆地南部黄陵地区及彬县地区中侏罗统直罗组砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年龄分布特征研究,统计和对比盆地周缘岩体的同位素年代学结果,结合盆地南部直罗组地层典型露头实测古水流数据,综合研究了盆地南部直罗组沉积物源。结果表明:(1)黄陵地区直罗组样品总体呈169~438 Ma、1 435~2 083 Ma、2 300~2 767 Ma三个年龄组,对应峰值分别为274 Ma、1 851 Ma和2 366 Ma。彬县地区直罗组样品总体呈213~485 Ma、802~974 Ma、1 633~1 894 Ma和2 143~2 739 Ma 4个年龄组,对应峰值分别为430Ma、450Ma、1 720Ma和2 254Ma。(2)黄陵地区直罗组地层物源主体来自西北部阿拉善地块的中酸性侵入岩及变质岩。彬县地区直罗组地层物源主体来自西部的北、中祁连造山带,源岩为中酸性侵入岩、基性侵入岩及变质岩,同时存在火山岩、碎屑岩及变质碎屑岩的部分贡献。(3)盆地南部直罗组下段地层各典型露头古水流优势方向集中于110°~140°,表明古流向以向东和东南为主,即该时期物源主要来自盆地西、西北方向,这与碎屑锆石年代学对比所指示的物源区相一致,这些物源分析结果对于进一步认识侏罗纪时期盆地原型及古地理格局具有较重要的参考价值。     

鄂尔多斯盆地南部下白垩统宜君组碎屑锆石U-Pb年龄及物源意义

早白垩世为中生代鄂尔多斯盆地演化的最晚阶段,构造环境与沉积物源体系发生了明显的改变,对盆地演化及多能源矿藏（产）赋存具有重要影响。以鄂尔多斯盆地南部下白垩统宜君组为主要研究对象,利用碎屑锆石定年方法,结合周邻地质体锆石U-Pb年龄谱峰及构造演化特征,示踪了宜君组沉积物质来源并探讨了其地质意义。结果表明,宜君组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要集中分布于早中生代（195～250 Ma）和早古生代（400～500 Ma）时期,峰值年龄分别为218 Ma和450 Ma,与今北秦岭地区广泛出露岩体的时代具明显的时空一致性,而元古宙—太古宙锆石年龄不但数量少且较为分散。经区域对比,指出宜君组物源主要来自秦岭造山带,秦岭造山带早中生代岩体侵位后,最晚在早白垩世初已抬升剥露至地表,并开始向盆地南部提供大量物源。本研究在一定程度上间接约束了秦岭晚中生代隆升剥露及渭北隆起发育的时限,对明确盆地南部中生代砂岩型铀矿铀源及成矿分布具有一定的指示意义。     

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。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地长城系碎屑锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素研究

沉积盖层的碎屑锆石内部结构和年龄谱是了解碎屑沉积岩形成环境和物源区的重要研究对象。本文报道了鄂尔多斯盆地3口钻井中的4个长城系(变质)沉积岩样品的碎屑锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素分析结果。结果表明,主年龄峰值为～1. 8Ga,另外,在～2. 5Ga存在一个次年龄峰值,最年轻碎屑锆石年龄为～1. 6Ga,但存在大的误差。锆石的Hf同位素组成存在很大变化,εHf(t)值变化范围为-10. 5～+6. 7。结合前人研究,可得出如下结论:(1)鄂尔多斯盆地长城系底界沉积时代小于1. 7Ga,与华北克拉通东部的类似;(2)鄂尔多斯盆地长城系碎屑沉积物来自其北部古元古代孔兹岩系和/或鄂尔多斯变质基底本身;(3)鄂尔多斯盆地长城系与华北克拉通东部地区长城系形成于类似的构造环境,如大陆裂谷或坳拉槽。     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组内碎屑锆石和铀矿物赋存形式简析及其对铀源的指示

鄂尔多斯盆地作为中国重要的多种能源共生的大型盆地,发育了大量的砂岩型铀矿床。本次工作选择盆地东北部纳岭沟铀矿床作为研究对象,在直罗组含矿段附近采取5个砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年,并针对含矿样品进行电子探针分析。该地区直罗组含矿段碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于5个阶段:(2479±11)Ma~(2460±19)Ma、(2300~1950)Ma、(1896±21)Ma~(1820±32)Ma、(316~266)Ma及165 Ma。同时,本文整理了鄂尔多斯盆地北部造山带内古老变质基底、孔兹岩带和晚古生代侵入岩时代,并发现在直罗组内获得的碎屑锆石年龄与北部造山带内地质体所记录的年龄相一致。结合前人地球化学及古地理研究,本次工作推断纳岭沟地区直罗组砂岩沉积物最终来自于鄂尔多斯盆地北部造山带。纳岭沟铀矿床内铀矿赋存形式主要为存在于碎屑颗粒内部、黏土矿物周边、黄铁矿周边和炭屑裂隙内部。结合野外地质体放射性异常测量,本次工作认为铀源主要来自于沉积成岩阶段含铀碎屑颗粒的预富集和后期高放射性异常地质体通过含铀含氧水向盆地内部的迁移。     

长江现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成与物源示踪研究

为研究长江沉积物物质来源,对长江流域24个现代沉积物样品进行碎屑锆石U-Pb年龄测试,并对10个样品做Hf同位素分析,结果表明:长江河流沉积物的碎屑锆石多为岩浆成因。碎屑锆石U-Pb年龄主要有6组峰:2.4~2.6Ga,1.8~2.0Ga,700~1000Ma,400~550Ma,200~300Ma 和<65Ma,其中200~300Ma和700~1000Ma为主要的两组峰。锆石U-Pb年龄谱系可区分出长江4个区段,即金沙江段、川江段、长江中游段和下游段,与地理分段相吻合。结合Hf同位素研究,可认为长江流域沉积物中生代-新生代的锆石主要来自松潘-甘孜褶皱带和秦岭造山带; 古生代的锆石多来自秦岭造山带; 元古代-太古代的锆石则多来自扬子克拉通、华夏地块和大别造山带。     

合肥盆地中生代地层时代与源区的碎屑锆石证据

合肥盆地位于大别造山带北侧、郯庐断裂带西侧,其发育过程与这两大构造带演化密切相关。本次工作对合肥盆地南部与东部出露的中生代砂岩与火山岩进行了锆石年代学研究,从而限定了各组地层的沉积时代,确定了火山岩喷发时间,指示了沉积物的源区。这些年代学数据表明,合肥盆地南部的中生代碎屑岩自下而上分别为下侏罗统防虎山组、中侏罗统圆筒山组或三尖铺组、下白垩统凤凰台组与周公山组(或黑石渡组)与上白垩统戚家桥组,其间缺失上侏罗统。盆地东部白垩系自下而上为下白垩统朱巷组与响导铺组和上白垩统张桥组。该盆地出露的毛坦厂组或白大畈组火山岩喷发时代皆为早白垩世(130～120 Ma)。盆地南部的下——中侏罗统及白垩系源区皆为大别造山带,分别对应该造山带的后造山隆升与造山后伸展隆升。而盆地东部白垩系的源区始终为东侧的张八岭隆起带,后者属于郯庐断裂带伸展活动中的上升盘。     

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。     

鄂尔多斯盆地延河剖面延长组碎屑锆石U-Pb年龄分布特征及地质意义

通过鄂尔多斯盆地东部延河剖面上三叠统延长组中下部地层中碎屑锆石U-Pb同位素年龄测定显示：锆石年龄以2 271-2 567Ma和1 599-1 937 Ma最为突出,还有少量的261-285 Ma年轻岩浆锆石。研究表明,分布在2 271-2 567 Ma、以2 500 Ma为峰值的碎屑锆石年龄是华北克拉通晚太古代与地幔添加有关的玄武质岩浆活动的证据。1 599-1 937 Ma、以1 800 Ma为峰值的年龄为华北克拉通早元古代哥伦比亚超大陆陆-陆碰撞构造热事件以及中元古代构造运动的证据。出现的5颗261-285 Ma的岩浆锆石,主要为华力西期岩浆侵入活动的证据。笔者从碎屑锆石年龄的角度确定了延河剖面碎屑沉积物来自以约2 500 Ma为主的华北克拉通物源区,即来源于阴山地区的晚太古代、早元古代的深变质闪长岩、片麻岩和变粒岩。     

青藏高原东北缘祁连山三叠系砂岩碎屑锆石U-Pb定年及其物源分析

三叠系沉积物广泛覆盖青藏高原东北缘,其中松潘—甘孜地区三叠系的沉积物得到了较系统的研究,但是青藏高原北缘的祁连山三叠系盆地的研究却较为缺乏。为了丰富相关研究和揭示区域构造演化的特点,通过古水流方向统计、砂岩中碎屑矿物统计和碎屑锆石U-Pb测年等方法对祁连山三叠纪盆地物源进行系统研究。结果表明,祁连山三叠系盆地的古流向主要有南东向、正南向、南西向,物源来自岩浆弧和大规模褶皱造山作用的混合区。祁连山三叠系砂岩中的碎屑锆石的年龄谱主要峰值集中在250~290 Ma、360~460 Ma、1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma这4个年龄段。通过对比分析华北板块、华南板块中和秦祁昆中央造山带中岩浆锆石年龄谱特征可知:1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma年龄段的锆石来自华北板块,360~460 Ma年龄段的锆石来自北祁连造山带,250~290 Ma年龄段的锆石来自东昆仑的火山岛弧。此外,600~1 000 Ma年龄段锆石很少,这些锆石来自扬子板块,表明在三叠纪扬子克拉通和华北克拉通发生碰撞形成了秦岭造山带,阻断了来自扬子克拉通的物源。     

塔里木盆地北部志留系碎屑锆石测年及其地质意义

志留系是塔里木盆地第一套砂岩储层广泛分布的沉积盖层,其沉积来源与成因对志留纪构造演化及周边造山带的研究具有重要意义。塔里木盆地北部地区2个志留系代表性样品的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究表明,志留系具有比较集中的三期物源年龄:中元古代早期1500～1600Ma、新元古代早期750～900Ma、奥陶纪450～500Ma。碎屑锆石定龄表明东部地区志留系物源主要来自阿尔金地区奥陶纪火成岩,而西部塔北地区志留系物源主要来自北部古隆起前寒武纪基底。前寒武纪锆石年龄揭示塔里木板块在新元古代时期与Rodinia超大陆具有相似的聚合与裂解演化史,塔里木北部地区在中元古代存在与Columbia超大陆裂解时间一致的构造-热事件。     

莺歌海盆地黄流组二段碎屑锆石年龄与储层物源分析

莺歌海盆地位于昆嵩隆起和海南隆起之间的南海西北部海域,是发育在南海北部大陆架西区的新生代含油气盆地。黄流组二段作为优质的天然气储层,其物源特征一直是当前研究的重要课题。本文利用LA-ICP-MS定年技术对莺歌海盆地四个不同局部构造区的上中新统黄流组二段沉积岩中碎屑锆石进行了U-Pb同位素分析。结果显示,东方构造区(DF13)和海口构造区(HK29)年龄频谱相似,有40~34 Ma、154~139 Ma、245~241 Ma、416~394 Ma和2191~1772 Ma几个主要年龄峰或年龄区间,与区域上的几次构造事件密切相关。结合盆地周边区域地质特征,应用地震沉积学、重矿物和Sr-Nd同位素等资料,发现这两个构造区均以红河物源为主,但后者受盆地东侧海南隆起的物源影响较大。莲花构造区(L1X)年龄频谱相对简单,有247 Ma一个主要年龄峰,431 Ma、935 Ma和1851 Ma三个次要峰,缺少喜山期和燕山期锆石年龄,物源可能主要来自盆地西侧的昆嵩隆起;岭头构造区(LT11)有99 Ma和234 Ma两个主要年龄峰,157 Ma和939 Ma两个次要峰,其物源以海南隆起为主,同时有部分红河物源的加入。通过碎屑锆石年代学分析,对莺歌海盆地黄流组二段储层物源特征有了更清楚的认识,为今后莺歌海盆地天然气勘探提供重要的理论依据。