东准造山带原泥盆系的形成时代及源区：碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆东准地区晚古生代地层出露广泛,其沉积时限的精确限定对理解中亚造山带的增生和拼贴过程、确立该地区构造框架及油气开发具有深远意义。然而,目前的研究主要集中于岩浆岩方面,对于晚古生代地层时代及其空间展布的研究则相对缺乏,特别是石炭系和泥盆系沉积地层标定较为模糊。为此,本文选取了3个原泥盆系砂岩进行了细致的野外剖面测制、岩石学观测和碎屑锆石U-Pb年代学分析。研究显示：原泥盆纪砂岩的最年轻碎屑锆石年龄为346～312 Ma,碎屑锆石年龄谱图分为：380～310 Ma（晚泥盆世-早石炭世,71.8%）、445～385 Ma（志留纪-早-中泥盆世,11.7%）、480～450 Ma（奥陶纪,3.9%）、540～485 Ma（寒武纪,4.5%）和前寒武纪年龄段（8.1%）,碎屑锆石年龄谱图区域上具有由南向北、由西向东呈简单化趋势且晚古生代年龄比重增加。结合该区岩浆岩年代学研究成果,将研究区原泥盆系沉积时代重新厘定到晚石炭系早-中期,认为东准地区的碰撞拼贴时间应发生于晚石炭世,并非是不同期次碰撞拼贴之产物。     

鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过LA-ICP-MS碎屑锆石的U-Pb测年和U、Th元素含量分析,结合邻区年龄数据和岩性特征,对鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界山西组1段和下石盒子组8段砂岩进行了同位素定年物源示踪研究。研究揭示,盒8段和山1段源区母岩形成年龄属于太古代、古元古代、中元古代、晚古生代,分别与华北块体的形成、增生和克拉通化相关,是华北克拉通演化多阶段地质事件作用下的产物。沉积物源区主要为华北克拉通内部或盆地北缘,物源主要来自华北地台东部的早太古代基底古老变质岩系和新太古代的变质岩系、乌拉山和东部集宁地区的新太古代晚期的片麻状花岗岩、早元古代早期的古老的TTG片麻岩及麻粒岩和早元古代晚期的孔兹岩带,此外,阴山地块390～310 Ma岩浆岩也是重要物源之一。该项成果不仅查明了乌审旗地区上古生界山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石年龄与华北克拉通地质事件在时间上的对应关系,指明了年龄区间碎屑物质成分来源的归属性,而且对研究区可能存在的华北克拉通地质事件首次从岩性上提供了重要信息。     

安徽巢湖北部地区早石炭世碎屑锆石年代及其沉积意义分析

安徽巢湖北部地区石炭系出露完整,层序清楚,沉积类型多样,是下扬子地区研究石炭系的重要地区之一。本研究在分析石炭系剖面的基础上,结合U-Pb碎屑锆石年代学分析,探讨了巢湖北部地区早石炭世物源特征。本研究共对两组岩石样品进行了LA-ICP-MS U-Pb锆石年代学分析,第一组样品为采集于高骊山组中段的砂岩,第二组样品为采集于和州组顶部的砂屑生屑灰岩。高骊山组样品锆石最晚年龄为404.4±10.2Ma,最早年龄为3194.1±40.7Ma,获得了两个峰值年龄435±6Ma与846±14Ma。和州组样品锆石最晚年龄为410±10.8Ma,最早年龄为2780±46.0Ma,获得了两个峰值年龄448±20Ma与849±12Ma。早石炭世沉积特征及年龄数据表明,巢湖北部地区早石炭世的陆源碎屑沉积主要来源于扬子海周围晋宁期及加里东期形成的古陆,部分沉积物可能来自其他古陆。     

大兴安岭地区扎兰屯变质杂岩的碎屑锆石U-Pb年龄及其大地构造意义

兴安地块位于额尔古纳和松辽地块之间,长期存在着是稳定陆块和造山带等不同的认识。本文针对兴安地块南部扎兰屯地区出露的原兴华渡口群进行了专项研究,结合前人的研究成果,对该变质杂岩的形成时代、碎屑锆石年龄谱进行了研究,研究成果对该地块的大地构造属性具有重要的制约作用。(1)扎兰屯地区变质杂岩主要为绿片岩-低角闪岩相变质的碎屑岩-火山碎屑岩系,其形成时代晚于481Ma,为早古生代晚期。岩石组合、变质程度与年代学研究表明其与北部的典型兴华渡口群不同,两者不能作为同一地层单元,应该予以解体。(2)扎兰屯变质杂岩碎屑锆石年龄谱主要分为三期:481~580Ma,峰期年龄为529Ma;699~998Ma,峰期年龄为833Ma和1213~3200Ma峰期年龄为2000Ma,分别记录了泛非期Gondwana、新元古Rodinia两期重大地质事件和变质基底的年龄信息。(3)兴安地块以发育兴华渡口群为标志,存在时代为新元古代甚至为太古代的变质结晶基底,因此兴安地块应为一稳定的微陆块,而非夹持于额尔古纳和松辽地块之间的造山带。     

黔东震旦-寒武系转换期碎屑锆石年龄及其地质意义

通过对注溪地层剖面岩性、含矿性及接触关系进行详细考察,及对其黑色岩系中长石岩屑砂岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得84组有效年龄,其中864~742 Ma年龄最集中,表明新元古代黔东地区存在大规模的岩浆活动.江南造山带为黔东早寒武世黑色岩系的主要沉积物源区,而钒等成矿元素源于基性-超基性侵入岩体.雪峰运动导致这些含矿岩体剥顶,大量金属元素注入海洋.海侵海底缺氧,富含这些成矿元素藻类死亡,钒等金属元素随同有机质进入沉积物中,在利于其沉淀富集的留茶坡和九门冲组地层成矿.536 Ma为留茶坡组最后接受沉积时限和九门冲组最大沉积年龄,震旦与寒武系界线位于留茶坡组中上部硅质岩中,清水江组地层岩性的变形、变质和角度不整合于上覆、下伏地层的现象为雪峰运动地质效应.      

西拉木伦构造带克德河砂砾岩的时代及构造意义

西拉木伦构造带北部双井地区发育一套巨厚的、成熟度低的快速堆积的粗碎屑沉积建造,为同造山磨拉石沉积,前人称其为克德河砂砾岩带并将其时代分别划为中二叠世(哲斯组)、晚二叠世(林西组)。本次工作对该套地层进行了大比例尺剖面测量,对取自剖面第下、中、上(1、25、86层)三个部分的砂岩样品进行LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,结果显示：3个样品具有相似的主要年龄区间,依次为405-485Ma、401-463Ma、363-520Ma,其峰值年龄分别为427Ma、445Ma、440Ma,锆石数量分别占总量的48％、52.5％和38.75％;其次为大于1000Ma的年龄,锆石数量分别占30.7%、22.5%、45%,且均具有1800Ma和2500Ma左右的峰值年龄,明显具有华北板块基底年龄信息;自下而上3个测年样品最年轻峰值年龄分别为312Ma、376Ma,282Ma,最年轻的锆石年龄分别为304Ma、244Ma和245Ma。在第85层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现晚石炭－早二叠世阿木山组的蜓和珊瑚化石,在41及43层发现中生代孢粉化石。综合碎屑锆石测年及生物化石研究结果,克德河砂砾岩带的时代应为中三叠世。推测西拉木伦构造带经历了一个较长的演化过程,中二叠世开始华北板块和西伯利亚板块进入碰撞造山阶段, 同造山磨拉石建造(克德河砂砾岩带)标志着中亚造山带演化的终止,华北板块和西伯利亚板块的碰撞拼合造山一直延续到中三叠世才结束。     

大兴安岭中段林西组砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

大兴安岭中段扎赉特旗西北部分布大面积的晚二叠世林西组沉积地层,该沉积地层主要为长石砂岩、粉砂岩、长石岩屑砂岩夹不同规模的含砾砂岩及灰岩,中部含有较为丰富的双壳类、植物化石。本次研究针对林西组下部的长石岩屑砂岩进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年工作,共获得98个有效年龄,年龄分布范围为（2 552.3±22.5）~（227.6±5.4）Ma,大部分年龄位于谐和曲线上,部分结果偏离曲线,根据测试数据按年龄值和频率分布特征大致分为以下几组：上泥盆世—晚二叠世（380.0~246.1 Ma）、志留纪—寒武纪晚期（489.0~413.8 Ma）、中元古代—新元古代（1 239.5～808.1 Ma）、古元古代（2 554.0～1 784.3 Ma）。上述年龄与区域上的岩浆事件基本吻合。综合研究表明研究区内林西组沉积下限为（253.4±1.5） Ma,林西组的物源主体应来自于西拉木伦河—延吉一线,其余锆石来源主要为兴蒙造山带内部、华北板块北缘和东北各地块,1.8和2.5 Ga的碎屑锆石更有可能来自华北板块北缘,华北板块和西伯利亚板块在（253.4±1.5） Ma之前已经完成碰撞、拼合,古亚洲洋已经闭合,兴蒙海槽形成。林西组海相核形石的发现表明晚二叠世大兴安岭中段地区应以海相环境为主,直到三叠纪早期才逐渐转变为陆相沉积环境。     

内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组沉积时代及物源区分析:碎屑锆石U-Pb年代学,Lu-Hf同位素地球化学证据

选取内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组石英砂岩进行碎屑锆石U-Pb年龄、原位Lu-Hf同位素研究,尝试限定该地层形成时代及碎屑物质来源,并探讨其沉积大地构造环境。结果显示,采自该地层的2个砂岩样品中的碎屑锆石多数发育典型的岩浆振荡生长环带,呈自形–半自形且具有较高的Th/U值(0.12~1.63),均暗示它们多数为岩浆成因。结合微量元素特征及稀土元素配分模式图,认为碎屑锆石寄主岩石应为花岗质杂岩体。2个砂岩样品具有相似的年龄和Hf同位素组成,锆石年龄分布大致可分为3个主要年龄区间:(1)440~540 Ma,主峰值年龄约为492 Ma和506 Ma,次峰值年龄为447 Ma;ε_Hf(t)值介于?2.77~+11.73之间,Hf的两阶段模式年龄为680~1636 Ma;(2)750~950 Ma,主峰值年龄为805 Ma,次峰值年龄为825 Ma和961 Ma;ε_Hf(t)值介于?1.14~+11.43之间,Hf的两阶段模式年龄为1100~1824 Ma;(3)1700~2000 Ma,峰值年龄为1787 Ma;ε_Hf(t)值介于?9.18~?2.75之间,Hf的两阶段模式年龄为2682~3016 Ma。所有样品碎屑锆石ε_Hf(t)值为?9.18~+11.73,Hf的两阶段模式年龄为680~3016 Ma,大部分锆石的Hf同位素组成集中于球粒陨石与亏损地幔标准线之间,表明沉积物源以早古生代和新元古代新增生地壳物质为主,同时存在少量中元古代晚期古老地壳物质的活化改造。结合前人已报道的邻区相关岩体年代学及地球化学资料,研究区乌宾敖包组的沉积时代不早于晚奥陶世,沉积物主要来自额尔古纳和兴安地块的近缘碎屑物,其形成与早古生代时期古亚洲洋演化过程中额尔古纳与兴安地块碰撞拼贴以及随后的伸展垮塌相关。     

寒冻风化控制的祁连山风化碎屑的空间分布

寒冻风化是冰缘地貌区及高寒山区的主要物理风化过程,其提供的风化碎屑物质是该区域崩塌等灾害性地貌过程的主要物质来源。由于寒冻风化对基岩的破碎是由温度控制的累积过程,过去温度变化对地貌演化具有重要意义,但其时间尺度的选取尚需进一步探究。因此本文选取祁连山北部为研究区,通过对比分析风化碎屑的空间分布特征与不同时间尺度温度变化控制的平均寒冻风化强度的空间分布特征,探讨干旱半干旱高寒山区风化碎屑空间分布的主要控制因素。结果显示,万年尺度及十万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界存在较好的空间一致性,祁连山西段万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界的空间相关性优于十万年尺度。本研究同时指出,温度升高导致寒冻风化的作用区向高海拔区域移动,进而产生新的高风险灾害区域。本研究强调寒冻风化对灾害性地貌过程的调控作用,为全球变暖背景下灾害性地貌过程的预测提供了新的思路,可以成为防灾减灾决策的重要参考。