西秦岭临潭地区十里墩组上段形成时代及物源:来自LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄的证据

从前人的研究来看,十里墩组缺少限定其形成时代的标准化石,这导致其沉积时限尚有诸多争议,并且对于该套地层物源的相关研究甚少.以西秦岭临潭地区十里墩组上段碎屑岩为研究对象,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,探讨其形成时代及物源.结果表明:十里墩组上部层位的2个样品中最小锆石年龄组加权平均年龄为265.7±6.5 Ma,即十里墩组上段沉积时代应不老于265.7±6.5 Ma,综合古生物化石信息将其形成年代厘定为中晚二叠世.所获得碎屑锆石年龄可划分为4组:①显生宙年龄组,265~467 Ma;②新元古代年龄组,564~996 Ma,该组有小段峰值,峰值年龄为955 Ma;③中元古代年龄组,1 099~1 539 Ma;④古元古代-太古代年龄组,1 622~3 153 Ma,该组年龄又可细分为古元古代中晚期年龄段:1 622~2 194 Ma,峰值为1 902 Ma;古元古代早期-太古代年龄段:2 343~3 153 Ma,峰值为2 516 Ma.综合研究认为,十里墩组上段的物源具多元性,包括华北板块南缘、祁连造山带东段以及西秦岭北缘构造带,且华北板块南缘古老基底为其主要物源.据沉积相、岩相古地理以及区域构造演化分析认为,十里墩组上段沉积于扬子板块俯冲伴随勉略洋收敛所形成的弧后盆地北缘斜坡地带.      

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.      

东秦岭商丹地区刘岭群浅变质沉积岩系碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

传统意义的刘岭群广泛分布于南秦岭北缘地区,由于特殊的大地构造位置,其一直被视为揭示秦岭造山带早古生代南秦岭构造带和北秦岭构造带汇聚过程的重要窗口.丹凤－商南－西坪地区的刘岭群较山阳－柞水地区的刘岭群变质程度深且变形复杂,分别被称为刘岭群浅变质沉积岩系和刘岭群沉积岩系以示区分.山阳－柞水地区的刘岭群沉积岩系据可靠的古生物化石证据被划归为中泥盆统或上泥盆统,而商丹地区的刘岭群浅变质沉积岩系则无可靠的时代证据,被划归为下古生界.通过对商丹地区浅变质沉积岩系中的石榴二云母石英片岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄研究,获得碎屑锆石年龄谱介于2 598~390 Ma,2个主要峰值年龄段分别为~1.0~0.6 Ga和~0.5~0.4 Ga,3个次要峰值年龄段分别为~2.6~2.3 Ga、~1.71~1.60 Ga和~1.3~1.2 Ga.综合本次及前人研究结果表明:刘岭群浅变质沉积岩系和沉积岩系物源具有双源性,南、北秦岭构造带均为其提供重要物源;商丹地区刘岭群浅变质沉积岩系最大沉积时限为~390 Ma,该地层最可能形成于中晚泥盆世;刘岭群沉积岩系和刘岭群浅变质沉积岩系可能为同时代沉积物,后期经历不同构造变形,形成于前陆盆地构造环境.      

东昆仑东段下三叠统洪水川组砾岩源区研究:来自砾岩特征及锆石U-Pb年龄的证据

东昆仑东段下三叠统洪水川组主要分布于东昆南断裂带和东昆中断裂带之间的红水川—托索河一带。笔者分别对出露于宝日禾日俄地区和可可沙地区洪水川组底部层位砾岩的砾石成分、磨圆度和粒度进行综合统计对比分析。结果显示:可可沙地区砾石成分主要为灰岩和变质岩,宝日禾日俄地区砾石成分主要为花岗岩和变质岩。从宝日禾日俄地区花岗岩砾石中获得的LA-ICP-Ma锆石U-Pb年龄为(464.9±9.3)Ma(MSWD=2.9)。砾石特征表明可可沙地区物源来自可可沙地区下伏地层哈拉郭勒组,而宝日禾日俄地区物源主要为早古生代岩浆岩,表明洪水川组底部层位物源主要为加里东期弧岩浆岩,而晚滇西—印支期弧岩浆岩并未提供沉积物质。结合前人资料认为,布青山—阿尼玛卿古特提斯洋于晚二叠世开始向北俯冲,洪水川组为一套弧前盆地的沉积产物,早三叠世早期布青山—阿尼玛卿古特提斯洋处于向北俯冲初始阶段。     

东昆仑东段古特提斯洋俯冲作用——乌妥花岗岩体锆石U-Pb年代学和地球化学证据

东昆仑东段发育了一条晚二叠世-中三叠世以花岗质岩石为主的巨型弧岩浆岩。本文对东昆仑东段的中三叠世乌妥花岗岩体开展了岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学研究。结果表明,乌妥花岗岩体主要包括花岗闪长岩、斑状二长花岗岩和正长花岗岩三种岩石类型,对应的锆石U-Pb年龄分别为248Ma、247Ma和245Ma,形成时代为中三叠世。主量元素特征显示其具有高钾钙碱性、准铝质-弱过铝质的I型花岗岩的属性。球粒陨石标准化稀土元素配分图解具轻稀土明显富集、重稀土亏损和Eu弱负异常-强负异常特征。原始地幔标准化微量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Th、Ba、U等)、亏损高场强元素(Nb、Ti、Ta等)、而Zr和Hf无明显异常的特点。乌妥岩体总体具有负的Hf同位素组成特征,花岗闪长岩εHf(t)为-1. 5～+3. 4、斑状二长花岗岩εHf(t)为-4. 1～-0. 6、正长花岗岩εHf(t)为-6. 9～-0. 9。多种微量元素构造环境判别图解表明其形成于类似安第斯型陆缘弧的构造环境。岩石成因研究表明洋壳俯冲带上部壳幔接触过渡部位多次岩浆MASH过程及分离结晶作用是形成乌妥花岗岩体的重要方式。综合前人东昆仑地区有关三叠纪沉积地层及岩浆岩资料,认为布青山-阿尼玛卿古特提斯洋于晚二叠世向北俯冲于东昆仑地块之下,弧岩浆岩记录的布青山古特提斯洋盆向北俯冲过程一直持续到中三叠世晚期。晚三叠世,东昆仑南缘古特提斯洋盆关闭,东昆仑造山带转换为碰撞及后碰撞造山阶段,并形成了区域上具碰撞构造属性的侵入岩。     

东昆仑东段巴隆花岗质片麻岩年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑东段巴隆南侧古元古界白沙河岩组中可识别出一套花岗质片麻岩。采用LA-MC-ICP-MS方法进行锆石UPb年代学分析,获得加权平均年龄为870.6±7.7Ma(MSWD=2.6)和875.3±6.3Ma(MSWD=0.92),显示该岩体形成于新元古代早期,并经历了早古生代变质作用。地球化学特征显示,岩石具有高Si O2、Al2O3、K2O,低Ti O2、Na2O的特征,A/CNK平均为1.14,A/NK平均为1.47,矿物组合中出现石榴子石和白云母等富铝矿物,显示S型过铝质花岗岩特征;球粒陨石标准化配分曲线显示轻稀土元素富集((La/Yb)N=6.22~25.37),有明显的铕负异常(δEu=0.16~0.44)。原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、Th,明显亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P和Ti元素。综合分析,岩浆来源于陆壳部分熔融,可能为古元古界白沙河岩组长英质岩石发生脱水熔融的产物,形成于同碰撞环境,是东昆仑地区响应Rodinia超大陆汇聚事件的物质记录。     

西秦岭两当地区太阳寺岩组碎屑锆石LA-ICP-MSU-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。     

东昆仑南缘布青山构造混杂岩带早古生代白日切特中酸性岩浆活动:来自锆石U-Pb测年及岩石地球化学证据

在1∶50000地质填图基础上,运用剖面测制、岩石学、岩石地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年等方法,对东昆仑南缘布青山构造混杂岩带内的白日切特中酸性岩浆岩岩块进行详细研究。结果表明:白日切特剖面中酸性岩浆岩岩块主要由花岗闪长岩岩块和中酸性火山岩岩块组成,其中花岗闪长岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(441±6)Ma(MSWD=0.76),流纹斑岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(438±3)Ma(MSWD=2.0)。花岗闪长岩为高硅,富铝、钠,准铝质,钠质钙碱性系列;中酸性火山岩为硅饱和,铝质,钙碱性系列。二者稀土元素总量(∑REE)较低,LREE相对富集,HREE相对亏损,REE配分曲线呈LREE分馏明显,HREE分馏不明显右倾特征,花岗闪长岩基本上无铕异常,而中酸性火山岩具有弱的负铕异常,均与岛弧钙碱性系列的特征相似,与洋壳的俯冲消减作用有关,代表了在早志留世东原特提斯洋壳俯冲消减而形成的火山弧产物,为研究东特提斯洋演化进程提供了新证据。     

东昆仑东段晚古生代—中生代若干不整合面特征及其对重大构造事件的响应

地层不整合接触是研究地质发展历史和鉴定地壳运动特征的重要依据。通过大范围露头尺度和填图尺度不整合面的识别,结合不同时代地层沉积体系的特征及构造变形样式的对比研究,发现东昆仑造山带东段晚古生代—中生代地层由底到顶共发育有4个不同类型的不整合面,分别是上二叠统格曲组与上石炭统浩特洛哇组之间的角度不整合面、中三叠统希里可特组与闹仓坚沟组之间的微角度不整合面、上三叠统八宝山组与下伏不同时代地层之间的角度不整合面、下侏罗统羊曲组与上三叠统八宝山组之间的平行不整合面。这几个不同时代的不整合面分别代表了东昆仑东段晚古生代—中生代地质演化时期中特定的构造事件。其中,格曲组与浩特洛哇组角度不整合关系代表东昆仑造山带南缘阿尼玛卿—布青山古特提斯洋晚二叠世开始向北俯冲的构造事件;希里可特组与闹仓坚沟组微角度不整合关系与陆(弧)陆局部差异性初始碰撞的洋陆转换构造事件密切相关;八宝山组与下伏不同时代地层角度不整合关系是东昆仑地区分布较广、意义重大的一个不整合面,代表中三叠世晚期—晚三叠世早期东昆仑地区陆(弧)陆全面碰撞的主造山构造事件,同时该期碰撞造山事件铸就了东昆仑及其周缘地区的基本构造格架。羊曲组与八宝山组之间平行不整合面则与晚三叠世晚期—早侏罗世早期陆内演化过程中地壳垂向抬升事件相关。这些不整合面的厘定及其代表的相应构造事件对于合理建立东昆仑地区晚古生代—中生代构造演化过程具有重要意义。     

西秦岭北缘天水地区新元古代花岗质片麻岩 地球化学特征及其形成环境

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩位于天水地区分隔北秦岭造山带和北祁连构造带的新阳－元龙韧性剪切带中。花岗质片麻岩具高Si、高Al的特征,属高钾钙碱性系列,A/CNK在1.104～1.389之间,为硅、铝过饱和类型,属典型的强过铝质S型花岗质岩石。轻、重稀土元素分馏较强,具中等负Eu异常。岩石富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、Th、U、K、La等）,强烈亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti、Hf等）,明显的Ba、P、Sr负异常,相对富集Zr。该花岗质岩石是一种典型的壳源成因类型,主要为上地壳中以成熟度较低、含泥质成分较高的杂砂岩、岩屑杂砂岩为原岩的古元古界秦岭岩群中含水矿物相脱水部分熔融形成的,可能存在少量的分离结晶作用。该花岗质片麻岩具有同碰撞型花岗岩的特征,可能是北秦岭微地块与相邻地块在新元古代早期发生汇聚的产物,是Rodinia超大陆在西秦岭地区汇聚的响应。