用碎屑锆石SHRIMP年代学方法恢复松辽盆地南部前中生代基底的源区特征

松辽盆地东南隆起区基底广泛发育副变质岩,3件样品的SHRIMP锆石U-Pb年龄范围为406~2208Ma,反映了松辽盆地基底源区的复杂性。根据目前有关年代学研究成果,推断1100~2200Ma碎屑锆石可能来源于华北克拉通,而样品中的520Ma的碎屑锆石则可能来源于佳木斯地块。另外,样品的岩石学特征和临近大黑山条垒下二台群具有一定的可比性,推测文中样品可能是大黑山条垒在盆地内的延伸。     

松辽盆地南部北带基底岩浆岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

采用高分辨率二次离子探针(SHRIMPⅡ)定年技术对松辽盆地南部北带两件岩浆岩样品进行了详细分析,结果表明:蚀变安山岩的形成年龄为(368±7)Ma;而二长花岗岩的岩浆侵入年龄为(331±8)Ma.松辽盆地南部基底至少由两期组成:早前寒武纪[(1 839±7)Ma]变质结晶基底和晚古生代火山岩及同期侵入岩基底.认为研究区北带可能不存在大规模的前寒武纪结晶基底.     

松辽盆地南部中生代火山岩: 锆石U-Pb年代学及其对基底性质的制约

为了确定松辽盆地南部中生代火山岩的形成时代, 本文对位于盆地南部7个钻遇中生代火山岩的岩芯样品进行了锆石LA~ICP-MSU-Pb定年.松辽盆地南部中生代含火山岩地层主要包括火石岭组和营城组, 其中火石岭组火山岩由玄武安山岩-粗安岩-粗面英安岩组成, 营城组火山岩由玄武质粗面安山岩-粗面安山岩-流纹岩组成.锆石阴极发光(CL)图像和Th/U比值显示, 所测锆石均具有岩浆成因的特点, 锆石的LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明, 松辽盆地南部中生代火山岩形成时代介于110b133Ma, 其中火石岭组火山岩形成于129-133Ma, 即早白垩世早期, 营城组火山岩形成于110~119/Via, 即早白垩世晚期.捕获锆石的定年结果显示, 本区基底中存在中晚侏罗世(155~169Ma)、印支期(218~236Ma)、海西期(254/Via、294Ma)、加里东期(413Ma)和前寒武纪(1823/Via和2542Ma)岩浆事件, 这与基底岩石中锆石U—Pb的定年结果相吻合.      

鄂尔多斯盆地南部二叠系砂岩碎屑锆石年代学特征及地质意义

陆源碎屑岩物质来源及变化与沉积盆地及构造演化密切相关。通过对鄂尔多斯盆地南部铜川地区晚古生代二叠系山西组、石盒子组及石千峰组砂岩样品岩石薄片鉴定、定量矿物学分析以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,结合古流向特征,对物源进行了追溯,并讨论了盆地南部二叠系的构造—沉积过程。研究结果表明,早二叠世山西组碎屑锆石年龄具364 Ma、450 Ma、946Ma和2 446 Ma四个主要峰值;中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294 Ma、1 963.4 Ma和2 499 Ma三个主要峰值;晚二叠世石千峰组碎屑锆石年龄主要峰值出现在1 876.5 Ma,缺乏北秦岭造山带的新元古代和早古生代碎屑锆石记录。分析认为山西组主要物源区为北秦岭造山带,次要物源区为华北南缘构造带;石盒子组物源由北秦岭造山带、华北板块南缘构造带和内蒙古隆起西段共同提供;石千峰组物源区为华北南缘构造带。早二叠世山西期,华北南缘隆起幅度较低,不影响北秦岭造山带供源。石盒子期,勉略洋由被动拉张转换为主动挤压,秦岭造山带处于持续隆升状态,并造成了华北南缘构造带的不断抬升。石千峰期华北南缘强烈隆升,在为铜川地区提供物源的同时也阻挡了北秦岭造山带...     

碎屑锆石年代学在沉积物源研究中的应用及存在问题

近年来,碎屑锆石U-Pb定年技术的不断突破极大地促进了沉积盆地物源分析的发展,该方法被进一步应用于分析古地理环境、沉积盆地演化以及物源区剥蚀速率等。在广泛应用的同时,国际学者逐渐意识到诸多不确定因素可影响分析结果、导致偏差。在系统总结碎屑锆石年代学在沉积物源研究中值得关注的几个问题的基础上,分析结果认为:①采样过程中要注意采样间隔和水动力对锆石的分选作用;②实验过程中合理地选择U-Pb定年方法,根据特定科学问题选定待测锆石和确定分析数量;③物源对比过程中不应简单地将沉积岩的碎屑锆石年龄谱与周缘造山带结晶岩体（包括岩浆岩和变质岩）的年龄进行对比,还应关注较老沉积岩提供的再旋回锆石、不同源岩的锆石产出能力、剥蚀区适当的隆升时间及碎屑锆石的“滞后时间”等因素。     

库车坳陷北缘早白垩世源区特征:来自盆地碎屑锆石

通过对下白垩统亚格列木组79颗碎屑锆石的LA—ICP—MS U—Pb微区定年分析,结果表明该时期库车坳陷的物源年龄构成复杂,主要集中在427~389 Ma,379~339 Ma、321~283 Ma,266~239 Ma,162~150 Ma五组及前寒武纪基底年龄。结合对潜在的物源区天山造山带岩石属性、年龄构成调研以及以往盆地碎屑组分、重矿物研究成果,作者认为早白垩世时期库车坳陷北缘物源受南天山皱褶带和伊犁—中天山弧造山带源区共同控制,即南天山、塔里木北缘的南天山花岗岩—碱性岩带,伊犁—中天山(包括中天山南缘断裂的古生代花岗岩—火山岩带)均为潜在的物源。并且,前寒武纪基底年龄的发现反映源区剥露程度较深,天山造山带可能存在元古代—太古代结晶基底,但对此类锆石的成因机理尚需进一步研究。另外,碎屑锆石年龄162~150 Ma暗示了天山地区可能存在晚侏罗世岩浆活动,但有待进一步的证实。     

准噶尔盆地基底的探讨：来自原泥盆纪卡拉麦里组砂岩碎屑锆石的证据

准噶尔盆地基底的属性和时代,长期以来一直是地质界激烈争论的问题。根据区域地质背景分析,准噶尔盆地东北缘卡拉麦里蛇绿岩带南侧出露的一套基本连续的、被置于中志留统-下石炭统的浅海相陆源碎屑沉积岩系的物源区,位于准噶尔盆地东部盆地堆积物之下。为此选择其中被1:20万区调置于中泥盆世卡拉麦里组上部层位的砂岩进行碎屑锆石SHRIMP U-Pb 定年研究,以期获得准噶尔盆地东部基底时代和属性的信息。测定的86颗碎屑锆石、89个点的年龄分布范围从(327±8)Ma 至(3073±10)Ma;其中碎屑锆石的表面年龄主要集中分布在320Ma～540Ma,显示出多峰的特征,其主峰为 365Ma,次要的峰分别为460～480Ma、510～520Ma 和530～540Ma。该样品中还含有至少22粒表面年龄大于550Ma 的碎屑锆石,其中550～690Ma 的碎屑锆石有4粒,827Ma～1083Ma 的碎屑锆石有8粒,1513Ma 和1700Ma 锆石各1粒,1942Ma～2051Ma 的锆石有2粒,2464～2490Ma 和2876Ma～3073Ma 的碎屑锆石各3粒。根据样品的岩石学特征和碎屑锆石的矿物学特征及表面年龄,结合区域岩浆活动的分析,我们获得如下初步结论:(1)所研究砂岩的沉积时代不是泥盆纪的,可能是早石炭世晚期,其源区位于准噶尔盆地东部;(2)源区地质体组成主体是奥陶纪至石炭纪活动陆缘岩浆岩,寒武纪至新元古代中期和新元古代早期至中元古代等时期的岩浆杂岩等组成,以及推测的少量早前寒武纪杂岩;表明准噶尔盆地东部的基底为奠基在前奥陶纪陆壳基底之上的古生代岛弧。     

晚中新世红河海底扇碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄：物源区制约及红河袭夺事件探讨

为确定晚中新世红河海底扇物源区以及“红河袭夺”事件,对钻遇红河海底扇的C2井中的53颗锆石颗粒进行了SHRIMP U-Pb年龄的测定。结果表明,该扇体碎屑锆石存在6个年龄段：230~300Ma,400~500Ma,700~1000Ma,1700~1900Ma,2400~2500Ma和~2700Ma。研究结果表明,红河海底扇碎屑锆石年龄频谱特征与红河最为相似,230~300Ma的锆石主要来自呵叻高原-昆嵩地块;400~500Ma、1700~1900Ma的锆石主要来自松潘甘孜地块;700~1000Ma的锆石来自扬子克拉通;2400~2500Ma和~2700Ma的锆石主要来自松潘甘孜地块古老的扬子克拉通的基底;年龄为400~500Ma、1700~1900Ma以及大于2.4Ga的锆石说明了古红河源头曾经延伸至松潘-甘孜地区,红河袭夺现象确实存在。红河物源的存在,为在琼东南盆地深水区中央峡谷水道实施油气勘探提供了重要的理论基础。     

北祁连山西段北大河岩群碎屑锆石SHRIMP U-Pb年代学研究

白云母石英片岩中碎屑锆石的成因矿物学研究及SHRIMP U-Pb同位素年龄测定表明,北大河岩群变质沉积岩的蚀源区存在1400～3035Ma构造热事件,除了年龄为约2457Ma的变质事件外,主要表现为岩浆事件,其中以1800Ma左右的岩浆事件最为强烈,1400～1700Ma事件次之,中-新太古代的岩浆事件也比较明显;北大河岩群可能遭受过863Ma左右的变质作用影响,其沉积岩的沉积作用发生于1400Ma(最小的碎屑锆石年龄)至863Ma(变质年龄)之间,而不是前人所认为的古元古代;根据46%的碎屑锆石为1800Ma左右这一事实,最起码可以肯定北大河岩群的沉积年龄新于1800Ma;北大河岩群的蚀源区存在中-新太古代的古老陆壳。同时,北大河岩群碎屑锆石年龄资料也为朱龙关群蛇绿岩的形成时代提供了有力的制约:朱龙关群蛇绿岩很可能形成于早古生代,而非中元古代早期。     

大兴安岭北段扎兰屯地区铜山组源区特征：地球化学及碎屑锆石U-Pb年代学制约

大兴安岭北段扎兰屯地区铜山组是扎兰屯-多宝山岛弧构造带的重要组成部分,铜山组的源区性质、沉积时限和形成构造环境的研究是该岛弧构造带研究的重要环节,该地区也是研究古亚洲构造域早期构造演化的重要窗口.铜山组细碎屑岩组分和岩相学研究以及岩石主、微量元素地球化学研究表明,铜山组形成于大陆岛弧区或活动大陆边缘及附近,物源主要为长英质岩石及由上地壳向安山弧缘过渡的混合长英质岩石,部分可能混入少量被动陆缘区物质.本研究首次确定了铜山组细碎屑岩LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄谱特征,反映出铜山组源区多样性特点.碎屑岩中566～632 Ma和789～889 Ma碎屑锆石的存在,结合区域年代学信息,暗示本区应该存在新元古代结晶基底和新元古代岩浆事件和变质作用,它们构成铜山组沉积岩的主要物源区;2 543～2 705 Ma和1 773～2 120 Ma古老碎屑锆石信息揭示兴蒙造山带存在前寒武纪微陆块基底,并成为铜山组的重要物源区;根据谐和年龄(572±5)Ma并结合区域对比,确定铜山组沉积时限为早奥陶世.这一研究成果为确定早古生代扎兰屯-多宝山岛弧构造带的演化提供了重要基础资料,为探讨西伯利亚板块南缘大陆地壳演化及构造动力学研究提供了新的制约.     

内蒙古银额盆地哈日凹陷下白垩统碎屑锆石U-Pb测年及其物源意义*

前人认为银额盆地下白垩统物源主要来自凹陷周缘的造山带或凸起区,但对于下白垩统的物源具体属于何套地层、确切源区位置等问题,并未开展过相关研究。笔者以哈日凹陷为例,通过对该凹陷下白垩统8个沉积岩样品开展地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学研究,以期解决以上问题。研究结果表明: (1)碎屑锆石按年龄可以分为三叠纪锆石、二叠纪锆石、石炭纪锆石和古老锆石4类,对应的年龄分别为$237.9\pm3.2\pm-238.3\pm8.4$ Ma, $255.0\pm9.7-285.9\pm4.3$ Ma, $307.0\pm23.0-330.0\pm3.0$ Ma and $434.0\pm4.0-2584.0\pm14.0$ Ma 。(2)微量元素和锆石年龄组成特征表明,下白垩统以二叠系和石炭系物源供给为主,包括二叠纪和石炭纪侵入岩和沉积岩。(3)锆石年龄分布指示哈日凹陷下白垩统物源具有多源区的特征,凹陷西北部的洪格尔吉山、南部的宗乃山和东部的切刀山对其均有物源贡献。(4)3个物源区对巴音戈壁组和苏红图组的物源贡献率具有一定的差异,如宗乃山地区对苏红图组有较大的物源贡献率,这种差异可能由沉积物迁移距离、源区地质体剥蚀速率、构造运动等原因所致。下白垩统物源特征的确定,对于恢复哈日凹陷早白垩世原型盆地、建立早白垩世沉积古地理模型等均具有重要的意义。     

合肥盆地圆筒山组物源分析及其地质意义：来自碎屑锆石的证据

合肥盆地位于华北板块东南缘,形成于华南、华北板块碰撞过程中。合肥盆地形成时表现为大别造山带向北逆冲形成的前陆挠曲盆地,早白垩世在区域伸展背景下转变为断陷盆地。中侏罗统圆筒山组是合肥盆地前陆挠曲阶段的沉积地层之一,主要表现为湖泊相沉积,与下伏的防虎山组典型的河流相沉积明显不同。为了获得圆筒山组更详细的物源信息,对肥西地区出露的圆筒山组紫红色粉砂岩开展了碎屑锆石LA-ICP MS U-Pb定年。定年结果显示,两个粉砂岩样品均获得了约2.0 Ga和约770 Ma两个主要峰值以及约2.4 Ga次要峰值。该特征与扬子板块锆石年龄分布特征几乎完全一致,指示圆筒山组物源应来自扬子板块。考虑到盆地地层的物源不应来自其周边隆起区分水岭的另一侧,因而推测圆筒山组物源应来自张八岭隆起中侏罗世时地表出露岩石。在燕山运动A幕影响下,下扬子地区发生逆冲褶皱活动,张八岭隆起发生明显隆升,上部岩石被剥蚀殆尽,仅保留现今出露的新元古代张八岭群及肥东杂岩,被剥蚀的岩石搬运沉积于合肥盆地内,形成圆筒山组。     

Detrital zircon provenance evidence for an early Permian longitudinal river flowing into the Midland Basin of west Texas

ABSTRACT

Collision of Gondwana and Laurentia in the late Palaeozoic created new topography, drainages, and foreland basin systems that controlled sediment dispersal patterns on southern Laurentia. We utilize sedimentological and detrital zircon data from early Permian (Cisuralian/Leonardian) submarine-fan deposits in the Midland Basin of west Texas to reconstruct sediment dispersal pathways and palaeogeography. New sedimentological data and wire-line log correlation suggest a portion of the early Permian deposits have a southern entry point. A total of 3259 detrital zircon U-Pb and 357 εHf data from 12 samples show prominent groups of zircon grains derived from the Appalachian (500–270 Ma) and Grenville (1250–950 Ma) provinces in eastern Laurentia and the peri-Gondwana terranes (800–500 Ma) incorporated in the Alleghanian-Ouachita-Marathon orogen. Other common zircon groups of Mesoproterozoic-Archaean age are also present in the samples. The detrital zircon data suggest throughout the early Permian, Appalachia and Gondwana detritus was delivered by a longitudinal river system that flowed along the Appalachian-Ouachita-Marathon foreland into the Midland Basin. Tributary channels draining the uplifted Ouachita-Marathon hinterland brought Gondwana detritus into the longitudinal river with headwaters in the Appalachians or farther northeast. This drainage extended downstream westward and delivered sediments into the Permian Basin near the west terminus of the Laurentia-Gondwana suture. Estimated rates of deposition and proportions of zircons from more local (Grenville) versus more distal (Pan-African) sources indicate that river strength decreased throughout early Permian time. Primary sediment delivery pathway was augmented by minor input from the Ancestral Rocky Mountains and wind deflation of fluvial sediments north and east of the basin. Slope failure associated with early Permian deposition in the southeastern margin of the Midland Basin triggered gravity flows leading to submarine fan deposition.     

准噶尔盆地南缘新生代沉积物碎屑锆石记录的天山隆升剥蚀过程

通过对准噶尔盆地南缘有精确古地磁年代控制的金沟河剖面新生代沉积物中7个砂岩样品碎屑锆石的U Pb LA ICP MS测年分析,确定安集海河组（28~23.3 Ma）和沙湾组（23.3~17.5 Ma）的砂岩样品碎屑锆石年龄主要集中在261~328 Ma（P-C）,塔西河组（17.5~13.2 Ma）样品的年龄主要集中在234~311 Ma（T-C）和369~403 Ma（D-S）,独山子组（13.2~6.0 Ma）和西域组（6.0~1 Ma）样品的年龄主要集中在264~333 Ma。经与流域内岩石地层的分布相对比,揭示至少在晚渐新世开始中天山已经隆升并剥蚀为盆地提供物源,从约中新世早期开始北天山的南缘开始隆升,加入物源供给区,从约中新世中晚期开始北天山开始明显隆升,并逐步阻碍了中天山的物源供给,成为物源的主要供给区。天山的这种逐步向北的隆升剥蚀过程,反映了印度欧亚板块碰撞的远程效应。     

鸡西盆地白垩纪碎屑岩地球化学特征及其对物源的制约

鸡西盆地白垩系包括下白垩统滴道组、城子河组、穆棱组、东山组、猴石沟组及上白垩统海浪组等。白垩纪碎屑岩主量元素地球化学特征具有高SiO2、低Fe2O3、FeO、MgO的特点,说明白垩纪碎屑岩的源岩主要为长英质岩石。岩石的稀土元素具轻稀土元素富集,重稀土相对亏损,具弱的负Eu异常,其特征类似于上地壳特征。白垩纪碎屑岩微量元素的含量与上地壳微量元素的含量基本一致。综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征和构造判别图解,可以认为,城子河组砂岩主要反映被动大陆边缘的源区构造背景,穆棱组砂岩反映活动大陆边缘源区背景,猴石沟组砂岩反映的源区为大陆岛弧源区构造背景。结合古水流方向和岩屑所反映的源区岩性特点,认为小兴安岭—张广才岭造山带构造杂岩是鸡西盆地白垩纪沉积碎屑岩的主要物源。但随着物源区剥蚀深度的增加,基底古老变质岩也占有相当的比重。     

松辽盆地基底“多层结构”的探讨及其意义

松辽盆地钻井基底岩系中残留的岩浆锆石和中生代火山岩中捕获的岩浆锆石的测年资料统计显示, 盆地基地的形成时间具有240 Ma ±、350 Ma ±、420 Ma ±、530 Ma ±、1 000～1 100 Ma ±、1 800 ～1 850 Ma ±和2 500 Ma ±七个峰值。结合钻井资料、古生物资料和岩性特征的研究, 松辽盆地基底可划分出6个构造层: 华力西构造层、加里东构造层、贝加尔(兴凯) 构造层、四堡构造层、吕梁构造层、阜平构造层和迁西构造层, 揭示其基底具有“多层结构”的特征, 表明该区前中生代构造演化与兴蒙22吉黑造山带、西伯利亚及华北板块陆缘构造演化协调一致。拟建的古生界地下岩石地层单位与周边地区已有的岩石地层单位可进行对比, 有利于扩大盆地外围和深部油气藏勘查。     

库鲁克塔格下古生界土什布拉克组形成时代及源区：碎屑锆石U-Pb年代学证据

库鲁克塔格地区是土什布拉克组的命名地和典型剖面分布区,主要由灰绿色砂岩及粉砂岩组成。运用LA-ICP-MS U-Pb方法,对土什布拉克组3件砂岩碎屑锆石进行U-Pb年龄测定,共获得了183组U-Pb有效年龄,既限定了地层的最早形成时代,同时又获取研究区早古生代的演化资料。获得14个较年轻锆石年龄表明,土什布拉克组形成于中—晚志留世。碎屑锆石的谐和年龄表明,物源主要集中在422～537 Ma、559～999 Ma、1018～1574Ma和1604～2498Ma。碎屑锆石年龄394～537Ma和CL图像揭示,在早古生代时期发育大量岩浆岩,但目前地表仅有少量的岩浆岩记录。研究区新元古代的岩浆锆石年龄值,可能与罗迪尼亚超大陆的聚合-裂解有关。碎屑锆石也表明研究区发育区域变质作用,部分与哥伦比亚超大陆有关。