唐王陵砾岩碎屑锆石U-Pb年代学及其构造古地理意义

鄂尔多斯(地块)盆地南缘唐王陵砾岩的沉积时代长期存在晚前寒武纪(或震旦纪)与奥陶纪之争,沉积环境和物源组成也存在不同认识,是盆地南缘海相沉积地层及构造古地理研究关注的热点争议问题。本文采用碎屑锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究方法,综合分析探讨了唐王陵砾岩的沉积时代、物源组成及其构造古地理环境。结果表明：唐王陵砾岩自下而上三个组段的砂岩夹层样品、共计396颗碎屑锆石U-Pb谐和年龄数据主要分布在2531~2364Ma (n=25)、2120~1618Ma (n=268)、1230~940Ma (n=29)和905~744Ma (n=10)等四个年龄区间,相应的峰值年龄分别为2440Ma、1800Ma、1090Ma和810Ma,各组段样品单颗粒锆石最小年龄为829±11Ma、820±17Ma和744±8Ma。
这一测年结果与盆地西南缘的震旦系正目观组和罗圈组碎屑锆石U-Pb年龄分布基本相似,但明显缺少其近邻剖面奥陶系平凉组碎屑锆石接近454Ma的高频年龄组分,表明唐王陵砾岩的沉积时代更接近新元古代晚期或震旦纪。碎屑锆石年龄谱物源示踪与岩石地球化学、沉积建造特征等综合分析结果揭示,唐王陵砾岩沉积具有来自(华北)鄂尔多斯陆块与祁连-北秦岭(杂岩)地体的双向混合物源特征,总体属于含有多套滑塌和水下扇堆积的滨浅海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积建造组合体,主体形成于鄂尔多斯地块南缘新元古代晚期的被动大陆边缘伸展断陷海盆环境。唐王陵砾岩碎屑锆石测年数据接近1.09Ga和0.81Ga的年轻峰值年龄组分,提供并支持祁连-北秦岭地区存在格林威尔期Rodinia大陆聚合-裂解相关的构造岩浆活动事件,指示(华北)鄂尔多斯陆块与北秦岭地体至少在唐王陵砾岩沉积之前的格林威尔期曾经历过拼贴聚合-陆缘增生作用;随后受Rodinia大陆裂解事件的影响,鄂尔多斯地块南缘拼贴增生型大陆边缘发育形成了包括唐王陵砾岩在内的新元古代晚期陆缘滨浅海滑塌-碎屑流沉积。