塔里木盆地基底碎屑锆石定年的证据

应用碎屑LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法研究塔里木盆地志留系物源,测年结果表明志留系物源年龄有4期：700-900Ma、400～500Ma、1450～1650Ma、2000～2200Ma,志留系都具有新元古界物源,塔中具有古元古界物源,塔北、塔东具有奥陶纪与中元古界早期物源,不同地区物源时代具有明显差异。塔中与塔北、塔东地区志留系具有不同的物源区,塔东地区志留系物源主要来自阿尔金地区奥陶系火成岩,库车-温宿前寒武系基底是塔北志留系的主要源区,塔中志留系物源来自塔南隆起前寒武系基底。来自盆地内部碎屑锆石年代学数据表明塔里木板块早中元古代没有形成统一基底,南北塔里木块体演化各异,塔北微块体可能存在与Columbia超大陆裂解时间一致的构造事件。南北塔里木在新元古界早期才发生碰撞拼合形成统一的基底与演化进程,盆地内部碰撞拼合的时间可能始于前900Ma,大规模裂解期发生在前760Ma,并形成盆地碎屑岩最广泛的蚀源区,塔里木板块在新元古界与Rodinia超大陆具有相似的聚合与裂解演化史。     

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪

黄土高原广泛沉积的新近纪红黏土序列对东亚古气候具有重要的指示意义。通过甘肃灵台红黏土剖面7.0、6.5、5.5、3.2 Ma沉积物和山西保德红黏土剖面6.56、5.24、3.50 Ma沉积物碎屑锆石U-Pb年龄的对比,表明黄土高原不同区域红黏土沉积物物源在空间上具有一致性,而在时间上具有差异性。通过与周缘潜在物源区碎屑锆石U-Pb年龄对比,可将黄土高原红黏土沉积物物源的差异划分为3个沉积阶段:第一阶段(5.7～7.0 Ma)物源主要为西昆仑山、帕米尔高原;第二阶段(3.4～5.7 Ma)物源主要来自塔克拉玛干沙漠;第三阶段(2.6～3.4 Ma)物源主要为阿拉善区域。红黏土沉积物物源的变化表明2.6～7.0 Ma处于西风逐渐减弱伴随东亚季风逐渐增强的过程,物源的两次变化对应于约5.7 Ma墨西拿盐度危机和约3.4 Ma青藏高原的隆升,说明青藏高原以及中国西部山脉的隆升和板块运动控制下的特提斯洋演化是影响黄土高原风成沉积的重要因素。     

扬子北缘下高川盆地上泥盆统铁矿梁组沉积物源分析

下高川盆地为扬子地块和秦岭造山带结合处的特殊构造单元,其构造演化与相邻的构造单元存在明显差异,晚泥盆世尤为突出。为全面理解下高川盆地的构造演化,重点研究了下高川盆地上泥盆统铁矿梁组砂岩的沉积物源。以石英砂岩为研究对象,分析重矿物组成,进而进行电气石电子探针分析和LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年。砂岩样品的闪锌矿、白钛石、钛铁矿重矿物组合说明其物源为岩浆岩。电气石电子探针分析结果表明,铁矿梁组石英砂岩主要来自于变质板岩和变质砂岩,少量为贫锂花岗岩类、伟晶岩和细晶岩。砂岩锆石U Pb年龄谱分析表明,铁矿梁组砂岩的主要物源来自425~530 Ma的天水和丹凤花岗岩、佛坪片麻岩、清水英安岩,以及578~982 Ma的柞水（黑沟）碱性花岗岩、天水和西峡的花岗质片麻岩、丹凤和卢氏的花岗岩。另外,1 015~1 551 Ma的佛坪黑云母斜长片麻岩,1 658~1 957 Ma的太白和宝鸡花岗岩、佛坪片麻岩,2 329~2 502 Ma的丹凤石榴黑云斜长片麻岩和2 625~3 147 Ma的商南太古宙结晶基底岩石均经历多次搬运,为扬子北缘下高川盆地提供次要物源。综合区域资料,晚泥盆世的物源大致来自北部,同时古地理格局表现为天水、丹凤、清水、西峡等地区岩体隆升剥蚀,成为物源区,而在华北古陆与扬子北缘下高川盆地之间可能存在多个较小古陆,如佛坪也属于物源区。     

四川北川地区中泥盆统养马坝组碎屑锆石U-Pb年代学特征及其构造意义

扬子板块与冈瓦纳大陆在中泥盆世是否存在亲缘性一直有较大的分歧,两者的古地理位置关系对扬子板块的构造演化具有重要意义。扬子板块西北缘四川北川地区中泥盆统养马坝组的碎屑锆石U-Pb定年结果表明:碎屑锆石年龄谱主要集中在1 000～900、850～720、650～500 Ma等3个区间,与冈瓦纳大陆以及下伏地层志留系碎屑锆石年龄谱进行比较,发现它们具有相似的碎屑锆石特征,均显示出典型的冈瓦纳特征。结合古地磁数据、养马坝组沉积环境演化特征、岩相古地理特征、大地构造演化特征以及前人研究成果等信息,综合分析了研究区养马坝组陆源碎屑的可能来源,认为其碎屑物质可能来自于下伏地层志留系沉积岩的沉积再旋回,中泥盆世扬子板块与冈瓦纳大陆不具有亲缘性。     

中上扬子地区海相隆坳格局与油气聚集保存

隆坳格局是海相油气聚集区及其保存条件的早期控制因素。综合地质、钻井、地震、测试等多种资料,编制关键界面埋深图、剥蚀程度图、古地质图、构造叠合图及构造演化剖面等,研究中上扬子地区海相隆坳格局特征,分析油气运移聚集和保存条件。结果表明:加里东期隆坳格局以EW向和NE向为主,出现鄂西坳陷、川南坳陷、黔东南坳陷、江汉盆地北部坳陷等四大坳陷以及江南—雪峰隆起、黔中隆起及乐山—龙女寺隆起等三大隆起;古隆起及扬子板块南、缘长期稳定的大规模斜坡带控制了以下寒武统为烃源岩的油气运移和聚集;印支期对加里东期的构造反转作用明显,印支期的坳陷基本上位于加里东期古隆起之上;扬子地区的隆坳格局主要呈SN向和NE向,形成泸州隆起、川西坳陷、湘鄂西—黔西南坳陷;此时形成的古隆起控制了以下志留统和下二叠统为烃源岩的油气运移和聚集。     

吐鲁番坳陷侏罗系物源体系变迁及其油气意义

为明确吐鲁番坳陷侏罗系物源体系特征,基于重矿物特征、砂岩碎屑组分、元素地球化学、碎屑锆石U-Pb测年等物证,从不同角度对坳陷中东部的物源方向和沉积体系进行了系统研究.认为中下侏罗统存在南、北2个物源区,坳陷不同部位、不同时期主物源体系存在明显差异.物源的变迁控制着沉积体系的演化,北部山前掩伏带为找油新领域.研究结果表明:水西沟群沉积早中期,轻、重矿物及源岩判别图解(La-Th,La/Yb-∑REE等)显示的物源方向一致,坳陷北部碎屑锆石显示2组年龄峰值,主峰值为(297±2)Ma,次峰值为(427±4)Ma,对应于2期构造热事件,与南缘觉罗塔格山具有良好的亲缘性.受南缘长物源控制,坳陷发育北西-南东向展布的远源、长轴三角洲沉积体系,北部博格达地区为汇水沉积区,V/V+Ni,V/Cr,Ni/Co等泥岩地化指标表明古水介质为还原环境,有利于油气的形成.在水西沟晚期和三间房沉积期,重矿物和碎屑成分具有明显分区性,坳陷北部物源和沉积环境均具有近源沉积的特征,主物源来自博格达山,表明水西沟晚期是博格达山再次隆升的初始时间.     

华北克拉通南缘古-中生代构造转换期的泥岩地球化学特征响应

豫西宜阳地区晚古生代—早中生代连续的沉积记录为研究华北南缘沉积和构造演化提供了重要窗口。通过对研究区中二叠统—下三叠统的泥岩主量、微量和稀土元素地球化学特征分析,讨论包括源岩成分、源区化学风化条件和源区构造背景在内的源区属性特征,对沉积物源区进行限定。结果表明:宜阳地区中二叠统—下三叠统泥岩源岩整体上都以上地壳长英质物源为主,源岩性质主要为花岗岩类并伴有古老沉积岩成分参与;石盒子组的源岩经历了强烈的化学风化作用,沉积物可能经历了稳定构造环境下的沉积再循环,从孙家沟组开始,化学风化作用降低,沉积物开始向构造活动区域的初次沉积转变;源区构造背景在垂向上由石盒子组的以被动大陆边缘为主向孙家沟组的以被动大陆边缘、大陆岛弧和活动大陆边缘多种性质混合背景过渡,最后向刘家沟组与和尚沟组的以大陆岛弧和活动大陆边缘为主的趋势演变。结合古流向和碎屑锆石等证据,指示华北南缘和北秦岭可能从孙家沟组平顶山砂岩段开始,产生了强烈隆起并成为华北克拉通南缘宜阳地区的主要物源区,其显著的地球化学特征差异为华北克拉通南缘古-中生代产生的构造转换提供了重要的地球化学依据。     

广西西大明山隆起带寒武-泥盆系碎屑锆石年龄谱系及其地质意义

广西西大明山地区地处钦-杭缝合带的西南端,是研究华南板块西南缘大地构造演化的关键位置.选取西大明山地区中寒武统黄洞口组和下泥盆统莲花山组中的2件砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb年代学测试,结果显示:黄洞口组谐和年龄数据主要集中在550、750、1000、1400～1500、2470～2600 Ma;莲花山组碎屑锆石年龄呈现...     

伊犁地块北缘别珍套山中泥盆统汗吉尕组物源特征及其地质意义

天山造山带位于中亚造山带西南缘,是探索中亚造山带增生造山过程的重要窗口。西北天山是伊犁地块与准噶尔地块的结合部位,保存了两者之间构造演化的重要地质信息。出露于伊犁地块北缘别珍套山的泥盆系是记录西北天山晚古生代早期构造演化过程的重要载体。基于此,对中泥盆统汗吉尕组砂岩进行岩相学和LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年与微量元素研究。结果表明:碎屑锆石U-Pb年龄介于500～370 Ma,并可以分为两期,主峰年龄为386 Ma,次峰年龄为490 Ma,结合岩相学和锆石微量元素特征,汗吉尕组砂岩的物源主要为晚古生代早期中酸性岩浆岩和早古生代早—中期中基性岩浆岩。综合分析认为,汗吉尕组于中泥盆世晚期沉积于弧前盆地沉积构造环境,物源主要为伊犁地块北缘的古生代岩浆弧,暗示伊犁地块北缘在晚古生代早期受准噶尔洋向南俯冲作用影响,为活动大陆边缘。     

塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源特征及其地质意义

根据砂岩岩石薄片、石英阴极发光和重矿物组合分析,结合沉积构造及地震解释成果,对塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源体系及其演化进行详细分析,确定了物源方向及母岩性质。结果表明:塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源主要来自北部南天山造山带物源区,以岩浆岩和变质岩母岩为主,兼有少量沉积岩物源的影响。其中,塔里奇克组砂岩中陆源碎屑岩岩屑含量较高,阴极发光条件下不发光石英含量较高,重矿物组合具有高锆石、白钛矿和磁铁矿含量以及低石榴子石含量的特征,母岩可能为上奥陶统—上三叠统早期沉积; 阿合组及阳霞组砂岩中岩浆岩岩屑含量升高,重矿物组合以较高的石榴子石含量为特征,阴极发光条件下石英主要为蓝紫色及棕褐色发光,其母岩主要来自二叠系及其下伏地层; 克孜勒努尔组及恰克马克组砂岩中变质岩岩屑含量明显升高,石榴子石含量极高,阴极发光条件下棕褐色发光石英含量增多,表明变质岩母岩的影响增强。晚三叠世—中侏罗世,研究区物源区母岩演化具有明显规律性,即晚三叠世受较多沉积岩母岩影响,早侏罗世岩浆岩母岩供给增多,中侏罗世以变质岩母岩为主。晚三叠世,库车坳陷东部南天山造山带大幅抬升,导致大量变质岩母岩卷入造山带遭受剥蚀; 早—中侏罗世,南天山造山带中段构造活动具有东西分段的特点,吐格尔明30团剖面以东早侏罗世砂岩率先具有高石榴子石含量的特点,而西部地区中侏罗世砂岩才大量出现石榴子石,表明南天山造山带中段的虎拉山及额尔宾山在早侏罗世隆升-剥蚀强烈,而哈尔克山在中侏罗世才进入强烈抬升期。     

塔里木盆地西北缘柯坪地区二叠纪玄武岩喷发时限:来自碎屑锆石的证据

塔里木盆地西北缘柯坪地区玄武岩由夹于二叠纪沉积岩系中的两套玄武岩组成,被普遍认为是塔里木大火成岩省的组成部分。对其喷发时限,目前有270~290 Ma和290 Ma前后两种认识。这些认识不仅在时限上存在明显差别,也与该区现在被广泛接受的地层划分方案不协调。针对这一问题,采用碎屑锆石定年方法,对采自3个剖面不同层位7个砂岩样品的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年,结合已有其他资料,试图通过限定夹有玄武岩的碎屑岩沉积时代,间接探讨该区玄武岩喷发时限。采自下部玄武岩之下的3个碎屑岩样品都含有数量可观的年龄介于275~290 Ma的碎屑锆石, 指示其沉积时代不早于早二叠世晚期;采自下部玄武岩中陆源碎屑岩夹层的1个砂岩样品,除了含有20粒年龄介于280~290 Ma的碎屑锆石外,还含有11粒年龄介于270~279 Ma的碎屑锆石;采自两套玄武岩之间陆源碎屑岩的3个砂岩样品都含有大量年龄介于260~280 Ma的碎屑锆石。这些碎屑锆石的年龄表明,柯坪地区夹有玄武岩的二叠纪地层沉积时代不会早于早二叠世晚期,很可能是中二叠世至晚二叠世早期。因此,该区的这些沉积岩所夹玄武岩不可能是在早二叠世期间喷发的。考虑到这些碎屑锆石从结晶经过隆升剥蚀搬运再到沉积需要一定的时间,以及两套玄武岩之间和上部玄武岩之上的沉积岩中所含的古生物化石,推测柯坪地区玄武岩喷发时限可能为中—晚二叠世。这些资料揭示出,塔里木盆地西北缘柯坪地区玄武岩的喷发时限有可能与峨眉山玄武岩是大致相同的。     

下扬子地区志留系高家边组沉积时代及页岩气潜力

上扬子地区龙马溪组的页岩气勘探与开发已取得重大突破,而下扬子地区高家边组与龙马溪组属于同一时期的沉积地层,其页岩气开发潜力尚待挖掘。选择江苏仑山地区高家边组凝灰岩夹层中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,探讨高家边组沉积时代、古环境、页岩气潜力,并与上扬子地区龙马溪组进行对比分析。结果表明:下扬子地区高家边组形成年龄为(442.8±2.6)Ma,属于早志留世,这一年龄使得下扬子地区高家边组沉积时代第一次得到准确可靠的年代学约束;高家边组沉积时的水体为还原环境;高家边组总有机碳(2%~4%)中等偏上,生烃能力较强,镜质体反射率为1.5%~2.3%,热演化程度为高成熟晚期;下扬子地区高家边组与上扬子地区龙马溪组在总有机碳、镜质体反射率、岩性组合、笔石类型以及沉积环境等方面均具有高度相似性,指示其具备页岩气勘探开发潜力。     

西昆仑慕士塔格岩体锆石U-Pb和黑云母40Ar-39Ar年龄及其地质意义

西昆仑造山带作为古特提斯洋消减、洋盆闭合的重要构造域,对古特提斯洋的演化研究有着重要意义,并且其与青藏高原、塔里木盆地的构造演化和气候变化有着密切的联系。以西昆仑西北段慕士塔格岩体为研究对象,对其中的暗色包体进行锆石U-Pb同位素分析和黑云母⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素分析,探讨岩体的演化历史。锆石U-Pb同位素分析给出n(²⁰⁶Pb)/n(²³⁸U)加权平均年龄为(218.8±1.9)Ma,为晚三叠世,解释为岩体的结晶年龄,结合区域资料可推断岩体形成于古特提斯洋闭合后的后碰撞阶段;黑云母⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素分析得到坪年龄为(6.018±0.072)Ma和(5.675±0.059)Ma,解释为岩体的隆升冷却年龄,表明西昆仑地区中新世晚期经历了冷却隆升事件,该隆升事件使西昆仑地区中新世晚期以来地形地貌及区域构造强烈改变,造成了区域内的干旱气候,并加速了在塔里木盆地形成塔克拉玛干沙漠。     

新疆阿尔泰克兰盆地泥盆纪花岗岩年代学特征及其地质意义

新疆阿尔泰克兰盆地及外围广泛发育花岗质侵入岩。对分布于克兰盆地西南部和东北部的花岗岩开展了详细的岩相学及年代学研究,旨在为进一步研究克兰盆地的形成和演化机制提供新的依据。研究的花岗岩类有中细粒含二云正长花岗岩、中粗粒二云二长花岗岩、白云二长花岗岩和中粗粒英云闪长岩,LA-MC-ICP-MS 锆石U-Pb年龄分别为(404.6±4.7)、(386.7±4.8)、(395.6±2.9)和(406.6±3.1)Ma,表明岩体侵位于早—中泥盆世。结合区域年代学和地质背景的研究成果认为,克兰盆地花岗岩形成时代有奥陶纪、泥盆纪和二叠纪,其中泥盆纪花岗岩的分布范围最大,泥盆纪特别是400 Ma左右为克兰盆地花岗质岩浆侵入活动的高峰期,与区域上一致。克兰盆地泥盆纪花岗岩与康布铁堡组火山岩时代大体一致,花岗岩侵位略晚于火山岩,花岗岩与火山岩的时空关系表明两者为陆缘弧构造背景下同一岩浆事件的产物。     

西秦岭吴家山群地层时代及物源特征:来自碎屑锆石U-Pb年龄证据

对西秦岭吴家山群4件样品碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年研究,限定地层沉积时代并示踪沉积物源。锆石U-Pb年龄介于(399±3)～(2 858±43)Ma,主要集中分布在0.40～0.50、0.70～1.05 Ga两个年龄段,少量分布在1.10～1.40、1.45～1.85、2.35～2.65 Ga等年龄区间。其中两粒锆石的最小年龄为399 Ma和401 Ma,限定了吴家山群地层沉积的最大年龄约为400 Ma,由此推断沉积地层形成于早—中泥盆世。吴家山群碎屑锆石U-Pb年龄谱与北秦岭地体、华北地块、南秦岭地体、华南(扬子)地块岩浆活动U-Pb年龄对比结果表明:0.40～0.50 Ga锆石碎屑源区应主要为北秦岭地体;0.70～1.05 Ga锆石主体应来自北秦岭地体,有少量南秦岭地体或扬子地块物质的加入;1.10～1.85 Ga锆石应来自北秦岭地体;而2.35～2.65 Ga锆石来自南秦岭地体或扬子地块,也可能来自华北地块。总体来看,吴家山群源区主要为北秦岭地体,少量来自南秦岭地体或扬子地块。结合吴家山群地层时代及陆源物质源区的示踪结果,秦岭早古生代洋盆在西秦岭地区闭合时间应不晚于泥盆纪。