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706~2489 Ma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（1017~1080 Ma）,占2.6%;古元古代年龄组（1628~2489 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。

     

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。     

罗布泊第四纪湖盆物源与盆地构造演化特征：来自LDK01孔碎屑锆石U-Pb年龄证据

为揭示罗布泊盐湖第四系潜在物源区及凹陷阶段性演化过程,本文对罗布泊第一口钾盐科探深钻LDK01孔更新统不同深度样品进行碎屑锆石U-Pb微区定年分析。Th/U比值显示,钻孔碎屑锆石类型主要为岩浆锆石,少量为变质成因锆石。锆石年龄主要集中在209~240Ma、265~304Ma、320~385Ma、406~446Ma、705~880Ma及2376~2405Ma几个区间。综合分析潜在物源区的岩石属性和年龄构成,初步认为罗布泊地区前寒武纪年龄来自北部山前库鲁克塔格地区,加里东期碎屑锆石可能来源于阿尔金造山带和(或)南天山构造带。276Ma的峰值记录了塔里木盆地二叠纪大火成岩省事件,南天山最有可能为主导物源区。印支期和新生代碎屑锆石年龄暗示了北山地块和东天山,甚至较远的帕米尔-西昆仑山等地可能也提供了物源。凹陷周缘富钾岩体广泛出露,经风化、淋滤搬运至罗布泊,为凹陷第四纪成钾提供了有利的物质来源。塔里木盆地内部流域带来的碎屑组分是主要的物质来源,近源地区造山带岩体提供的物源有限。碎屑锆石年龄纵向变化特征显示,罗布泊北部地区在中更新世发生一次明显的构造抬升,可能是导致罗北凹地形成的重要原因。     

江汉平原周老孔中碎屑锆石LA-ICPMS定年及物源示踪

碎屑锆石物源示踪是当今国际上研究大河演化的重要手段。通过对湖北省监利县周老镇钻孔中砂样Gsh6(86.76～88.58m)和Gsh10(126.22～128.42m)的碎屑锆石原位U Pb年龄进行分析,并与周围可能源区的岩石年龄进行对比,发现Gsh6的U-Pb年龄主要可以分为11个年龄峰值： >3.0Ga,2490～2386Ma,2006～1784Ma,838～723Ma,654～625Ma,453～415Ma,257Ma,235Ma,212Ma,166Ma 和<17Ma。Gsh10中碎屑锆石年龄表现出8个年龄峰值： >3.0Ga,2543～2273Ma,1979～1535Ma,835～723Ma,638Ma,451～423Ma,235Ma和212Ma。Gsh6比Gsh10多的3个年龄峰值表明长江流域面积逐渐扩大,其中257Ma的年龄峰值的出现表明峨眉山玄武岩已成为长江的源区,14.8±0.4Ma和16.5±0.3Ma锆石的出现,预示着长江源头已到达青藏高原。分析认为,Gsh6 样沉积时（大约800kaB.P.）,长江三峡已经贯通。
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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。     

大别山北缘石炭系碎屑岩地球化学及碎屑锆石年代学分析及其对物源区大地构造属性判别的制约

大别山北缘石炭系作为古生代唯一不变质或轻微变质的沉积地层,记录了其物源信息和古生代的构造演化.针对研究区这一地质特征,本文分析了研究区砂岩的碎屑组分、常量元素、微量元素和稀土元素,以及碎屑锆石的同位素年龄,并据此对物源区的大地构造属性进行了研究.研究区碎屑岩主要以中细粒石英砂岩和长石石英砂岩为主,砂岩的QFL平均值为Q 76.2％,F 15.9％,L7.9％,Q/(F+ L) 4.26;主要元素氧化物平均百分含量SiO263.69％,Al2O3 11.25％,MgO 3.66％,CaO 5.15％,Fe2O3T 6.15％,K2O 1.68％,Na2O 0.68％;部分特征微量元素Th,U,Hf,Sc,Zr,Y平均含量分别为10.78×10-6、2.64×10-6、4.39×10-6、15.67×10-6、166×10-6、25.33×10-6.Rb/Sr,Th/U,La/Y,La/Sc,Th/Sc比值分别为1.49、4.10、14.75、31.92和0.89;稀土元素总量ΣREE平均146.2×10-6(54.11×10-6 ～256.0×10-6),Eu异常0.64,轻稀土略有富集,La/Yb为12.58(3.94～15.42),(La/Yb)N为9.02.锆石年龄测定表明,早石炭世地层中碎屑锆石的年龄主要集中在400 ～500Ma,晚石炭世地层中碎屑锆石年龄主要为900～ 1300Ma,其次为2000～ 2800Ma.上述结果表明大别山北缘石炭系沉积物来源于不同的源区,包括早古生代的大陆岛弧、扬子板块中-新元古代基底以及华北板块古-中元古代基底.     

安徽宿松志留系—泥盆系碎屑锆石物源分析及其大地构造意义

安徽宿松志留系—泥盆系分布于下扬子地层区西部,大别造山带东南缘,郯庐断裂带南端东侧.为了获得宿松地区志留系—泥盆系的物源信息,对出露于宿松地区的坟头组、茅山组及五通组细砂岩及粉砂岩进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年.结果显示,3个样品均获得了约970 Ma、820 Ma的主要峰值年龄和约450 Ma的次要峰...     

塔里木盆地塔中志留系柯坪塔格组物源示踪:碎屑锆石U-Pb年代学证据

目前对塔中志留系物源的认识仍存在不确定性.利用LA-ICP-MS分析技术对塔里木盆地塔中地区志留系柯坪塔格组2件样品开展碎屑锆石U-Pb年代学研究.结果表明塔中志留系碎屑锆石主要为岩浆结晶成因,锆石年龄主要分布在早古生代460～490 Ma、新元古代760～1000 Ma、古元古代1600～2200 Ma及新太古代晚期...     

沉积再循环碎屑锆石的地质意义及其识别——以长江流域的碎屑物源研究为例

碎屑锆石U-Pb年代学分析被广泛应用于限定地层沉积时代、重建沉积物源和古地理格局,结合Lu-Hf-O同位素的分析可以进一步制约地壳生长演化历史。锆石在地表过程中具有极强的稳定性,沉积再循环的碎屑锆石长期以来被认为广泛存在于各类碎屑沉积岩中,对碎屑锆石的数据解读产生重要影响,但是目前还没有简单直接的方式进行有效识别。本文对沉积再循环作用和再循环碎屑锆石判别手段的原理和相关地质应用做了简要总结,包括碎屑矿物结构、岩石化学成分、锆石多同位素年代学分析、多种碎屑副矿物联合示踪和放射性损伤评估等方法,评述了不同方法的优劣和适用条件。本文以长江流域的碎屑物源研究为例,使用源归一化的辐射剂量（α-dose）评估流域内再循环碎屑锆石的存在及其对物源重建的意义。我们强调基于碎屑锆石的研究应该综合区域的沉积记录和岩浆构造历史,考虑沉积再循环作用对数据解读的可能影响,为碎屑锆石数据赋予更加合理的地质解释。     

Geochronology and Geochemistry of Mafic Dikes from Hainan Island and Tectonic Implications

Abstract: In the present study, the major and trace element compositions, as well as Sr, Nd isotopic compositions and K-Ar age data in mafic dikes from Hainan Island, China, have been analyzed. Whole-rock K-Ar dating yielded a magmatic duration of 61–98 Ma for mafic dikes. Mafic dikes have a very high concentration of incompatible elements, for example, Ba, Rb, Sr, K, rare earth elements, and especially light rare earth elements (LREE), and negative anomalies of Nb, Ta, and Ti in the normalized trace element patterns. The initial 87Sr/86Sr ratios and εSr(t) of the mafic dikes are 0.70634–0.71193 and +27.7 to +112.2, respectively. In the 87Sr/86Sr versus εNd(t) diagram, the Hainan Island mafic dikes plot between fields for depleted mantle and enriched mantle type 2. All these characteristics show that the mantle (source region) of mafic dikes in this area experienced metasomatism by fluids relatively enriched in LREE and large ion lithophile elements. The genesis of Hainan Island mafic dikes is explained as a result of the mixing of asthenospheric mantle with lithospheric mantle that experienced metasomatism by the subduction of the Pacific Plate. This is different from the Hainan Island Cenozoic basalts mainly derived from depleted asthenospheric mantle, and possibly, minor metasomatised lithospheric mantle. This study suggests that the Mesozoic and Cenozoic lithospheric revolutions in Hainan Island can be divided into three stages: (1) the compression orogenesis stage before 98 Ma. The dominant factor during this stage is the subduction of the ancient Pacific Plate beneath this area. The lithospheric mantle changed into enriched mantle type 2 by metasomatism; (2) the thinning and extension stage during 61–98 Ma. The dominant factor during this stage is that the asthenospheric mantle invaded and corroded the lithospheric mantle; and (3) the large-scale thinning and extension stage after 61 Ma. The large-scale asthenospheric upwelling results in the strong erupting of Cenozoic basalts, large-scale thinning of the lithosphere, the southward translating and counterclockwise rotating of Hainan Island, and the opening of the South China Sea.     

海南岛北部古生界时代:碎屑锆石U-Pb年代学约束

海南岛古生界主要分布于南部三亚地块,并在琼中地块零星出露。相对于三亚地块,琼中地块内的古生界由于缺乏古生物化石证据及精细年代学数据,其地层划分及时代归属问题一直广受争议,严重限制了对海南岛北部古生代构造属性的认识。目前,利用沉积岩碎屑锆石年龄限定地层的沉积时代已得到广泛应用。本文在野外地质调查基础上,对海南岛北部邦溪、儋州、琼海等地区原划属为古生界的相关样品进行了锆石激光U-Pb年代学研究。锆石U-Pb年代学分析表明:于邦溪地区原划为奥陶系南碧沟组中采集的变质砂岩和儋州、琼海地区原划为志留系陀烈组中采集的变质砂岩的碎屑锆石给出的最年轻206Pb/238 U表观年龄分别为373、352和369 Ma,其年龄谱系与屯昌地区二叠系砂岩相类似,总体上年龄峰值为370 Ma左右,另外在约447、980、1 969~1 520和2 681~2 328Ma呈现次要峰值。结合其他资料,本文认为前人在海南岛北部划属的下古生界中至少有部分岩石应划属石炭系—下二叠统。上述研究丰富了海南岛古生界的年代学资料,也为海南岛构造演化等问题提供了新的约束。     

江汉盆地河流碎屑锆石U-Pb年龄特征及其对物源研究的启示

江汉盆地位于扬子板块北部,是长江演化研究的关键地区.锆石是河流沉积物中常见的副矿物,其U-Pb年龄谱对比被广泛用于物源示踪研究,但在江汉盆地还未系统研究.本文利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)分别对江汉盆地12条流入河流进行了922颗碎屑锆石U-Pb年龄分析,结合多维判别图(MDS)和已报道的河流碎屑...     

广西大明山地块寒武系碎屑锆石U Pb年龄及其构造意义

大明山地区位处扬子地块与华夏地块结合带的西南段,对该区寒武系碎屑锆石开展U-Pb年龄谱研究可为新元古代—早古生代扬子地块与华夏地块结合带构造属性的进一步确定和对华南大地构造演化的深入研究提供新的依据。本次研究对该区2件寒武纪砂岩样品分选出的碎屑锆石进行了LA-ICPMS U-Pb年代测定和分析。锆石的透射光及阴极发光图像、Th/U比值、稀土元素特征说明其主要为岩浆岩锆石。222个谐和年龄数据显示出5个主要年龄区间:550~560Ma、750~780 Ma、950~1020 Ma、1560~1740Ma和2390~2450Ma,其中以950~1020Ma区间表现为最突出的峰值。对比大明山与大瑶山地区的寒武系碎屑锆石年龄谱系,两者表现出相似的分布特征。最明显的年龄峰值(980Ma)揭示物源区曾是Grenville期造山带的一部分。与扬子地块和华夏地块碎屑锆石年龄谱系进行比较,结合古水流及相关地质证据,认为所研究样品的碎屑锆石主要来自华夏地块。根据现有的资料,我们更倾向于认为寒武纪时扬子—华夏之间可能没有大洋的分割,而是一陆间海(intercontinental sea)格局。本次研究还在大明山寒武系中测得8颗具有太古宙年龄的古老锆石(≥2500Ma,其中1颗≥3200Ma)。这些锆石具振荡环带结构,Th/U比值均≥0.4,稀土分布多具有明显的Ce正异常与Eu负异常,指示其来自岩浆岩,反映物源区在太古宙发生过岩浆作用。结合前人研究获得的华夏地块太古宙锆石年龄信息,认为华夏地块可能存在太古宙地壳基底或接受过古老陆块的物源供给。     

石臼坨凸起西南陡坡带扇三角洲锆石定年与源汇示踪

为了示踪渤海湾盆地石臼坨凸起西南陡坡带扇三角洲源汇体系,对其东三段层序（Ed₃）的6个砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年分析.西部扇体（C6-4-4井）富含白垩纪（K）锆石并具有110 Ma峰值,母岩以白垩系义县组火成岩为主;中部（C6-4-3、C6-4-6D井）、东部扇体（C6-4-5D）富含侏罗纪（J）锆石并具有152 Ma或168 Ma峰值,母岩以侏罗系蓝旗组火成岩为主,古生代（Pz）锆石则来自中生界碎屑岩.所有样品都含有太古代（Ar）、元古代（Pt）锆石,母岩为花岗岩基底.研究表明,除古生界碳酸盐岩外,源区的母岩地层均可通过碎屑锆石U-Pb年龄示踪,各扇体物源的差异性是由母岩地层倾向控制的,由于中生界向西北倾斜,白垩系主控西部扇体沉积,侏罗系则是中部、东部扇体的主要物源区.      

老挝西北部二叠纪砂岩碎屑锆石U-b年代学、地球化学特征及其构造意义

老挝西北部的沉积演化历史一直未能很好地界定.因此,在老挝西北部地区出露较好的二叠纪地层中采集了4个砂岩样品,并系统开展了岩石学、地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学的研究.岩相学表明该套样品主要包括了长石石英砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩.全岩地球化学结果显示这些砂岩样品以高SiO₂（64.9%~91.2%）、高Al₂O₃（5.0%~17.4%）和高CIA（59.6~89.9）为特征,说明它们经历了中等至强的风化作用.另外,样品的微量元素地球化学特征也暗示其物源主要为来自岛弧环境和活动大陆边缘的长英质岩石,并伴有少量再循环沉积物.碎屑锆石U-Pb年代学结果显示出这4个样品具有1 880~1 870 Ma、1 470~1 450 Ma、890~860 Ma、450~415 Ma和275~252 Ma的5个主要年龄峰,其中275~252 Ma为最大的沉积年龄,因此,可以将研究区地层时代限定在不早于晚二叠世.综合前人研究及与邻近盆地碎屑锆石U-Pb年龄谱系的对比,认为前志留纪的锆石大多来自于扬子板块古老基底的再循环沉积物,志留纪至二叠纪的碎屑锆石主要来源于长山带、昌宁-孟连带、临沧-素可泰岩浆岩带和邻近金三角地区,证明了印支板块北缘与思茅地块在古特提斯演化时期为一个整体,在二叠纪时期具有扬子板块的亲缘性.      

海南白垩纪六罗村组火山岩的年代学、地球化学特征及其大地构造意义

琼南分布有大量白垩纪火山岩,目前对这些火山岩的研究程度仍然较低。本文对出露在三亚六罗地区六罗村组的白垩纪火山岩进行了精细的年代学和元素地球化学分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,六罗村组上部的流纹岩和下部的玄武安山岩具有一致的形成年龄,均为102±1 Ma。其中流纹岩样品富硅高钾,Si O2含量73.77%~74.79%,K2O含量5.09%~6.77%,K2O/Na2O比值1.71~2.80;属强过铝质(A/CNK=1.17~1.22)、高钾钙碱性岩系。样品具中等负Eu异常(δEu=0.51~0.61),亏损Nb、Ta,富集Rb、Ba等大离子亲石元素(LILE);轻、重稀土元素分馏程度较强,(La/Yb)CN值为15.05~16.97。玄武岩-安山岩样品的Si O2含量在49.82%~57.93%之间,其K2O/Na2O比值(0.32~1.11)明显低于流纹岩样品,Mg#(46~58)明显高于流纹岩样品。样品的轻、重稀土元素分馏程度相对流纹岩样品要弱,其(La/Yb)CN值为9.42~12.24;Eu异常不明显(δEu=0.86~0.94),亏损Nb、Ta,富集LILE,P、Ti元素的负异常相对流纹岩样品要弱。Sr-Nd同位素研究结果显示,流纹岩和玄武岩–安山岩样品的(87Sr/86Sr)i值分别为0.708222~0.708965和0.707532~0.708401;εNd(t)值分别为–2.49~–2.69和–2.35~–4.09,二者具有一致的Sr-Nd同位素组成。综合分析认为这套火山岩的源区可能来自受俯冲组分交代的大陆岩石圈地幔,形成于伸展环境,可能与古太平洋板块俯冲引起的岩石圈伸展有关。     

哀牢山构造带两侧上志留统-下泥盆统碎屑锆石年代学:物源及其构造意义

哀牢山古特提斯洋的打开时限及其缝合带的具体位置对理解哀牢山古特提斯洋构造演化具有非常重要的意义。本文采用碎屑锆石年代学方法,分析了哀牢山构造带及其两侧不同时期沉积物源的特征及其变化,解译了其物源差别所指示的哀牢山古特提斯洋盆打开时限以及缝合带的构造位置。碎屑锆石年代学显示,哀牢山构造带两侧上志留统碎屑锆石都记录一个~450 Ma的最年轻的峰值和一个格林威尔期造山事件的年龄群(1100~800 Ma),以及一个2600~2400 Ma的次峰;不同于上志留统,构造带东侧下泥盆统碎屑锆石并未出现年轻的~450 Ma峰值年龄信息,西侧U-Pb年龄分布模式与上志留统一致,记录~450 Ma峰值年龄信息,而且构造带两侧下泥盆统碎屑锆石的2600~2400 Ma的峰值明显要强于上志留统。区域上发表的碎屑锆石年代学资料,也揭示相同的年龄峰值。因此,综合区域上的其他地质资料,我们认为哀牢山古特提斯洋盆的打开时限应该在晚志留世-早泥盆世,哀牢山断裂带代表了哀牢山洋盆闭合的位置。     

碎屑锆石U?Pb年代学定量物源分析的基本原理与影响因素

碎屑锆石U-Pb年代学数据获取快,物源对比精确度高,还可以估算源区剥蚀量,在定量物源分析方面具有显著优势,广受沉积学界青睐。但由于采样、实验过程中的不确定性,常常导致一些物源判别结果存在多解性,甚至产生了很多争议。从碎屑锆石U-Pb年代学定量物源分析的原理入手,综述了由于沉积水动力、母岩锆石产率、沉积再旋回、人类活动、以及数据获取与处理5方面因素对年龄谱可能产生的影响。结果表明,河流砂相比地层中的沉积岩,物源区母岩性质明确,运移路径非常清晰,可以进行锆石产率的准确测定,并能够同时开展混合模型正演和反演,是理想的定量物源分析研究对象。对开展基于现代河流砂的定量物源分析机理研究进行了展望,指出应用新技术、新方法开展小流域碎屑锆石U-Pb年代学研究是揭示锆石侵蚀、搬运和沉积过程行为机理的重要手段、也是构建定量物源分析方法的重要基础,将为规范开展沉积地层的物源研究提供重要的理论依据。     

Detrital Zircon Geochronology and Provenance of Metasedimentary Rocks from the Susong Complex Zone in the Dabie Orogen

The Susong complex zone is a relatively low-grade metamorphic unit located in the southern part of the Dabie orogen and preserves a variety of metasedimentary rocks, mostly with epidote–amphibolite facies. However, their depositional age, provenance and tectonic setting of sedimentary protolith remain controversial due to the lack of fossils, precise dating and integrated geochemical investigation. This study has conducted whole-rock elemental, and zircon U-Pb SHRIMP dating and Lu-Hf isotope ana...