华北克拉通东南缘寒武系底部黑色碎屑岩系的物源分析及其对晚前寒武纪地质演化的约束

华北克拉通东南缘新元古代—寒武纪交替时期黑色碎屑岩系马店组(或称为凤台组)的层序划分、时代归属、物源等基础地质问题仍存在分歧,本文从元素地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学等角度开展综合分析,为合理建立华北克拉通东南缘地层格架及中、新元古代—早古生代构造演化提供重要证据。马店组整套碎屑岩系的绝大部分元素的富集系数(EF值)基本一致;碎屑锆石U-Pb年龄主要集中于2.6~1.0Ga之间,包括~2.5Ga、~2.1Ga、~1.8Ga、1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga等多个年龄峰。马店组整体为寒武纪第二世的被动大陆边缘连续海侵地层;沉积物来源于华北克拉通内部徐淮地区,具有碳酸盐质新元古代盖层物源和非碳酸盐质早前寒武纪变质基底物源的两端元混合作用,其中1.8Ga碎屑锆石来源于早前寒武纪变质基底,而中元古代碎屑锆石及砂砾级白云质碎屑来源于新元古代盖层,极少量新元古代碎屑锆石来源于新元古代初期基性岩墙群。华北克拉通周缘新元古界—下古生界中丰富的1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga碎屑锆石记录证实至少华北克拉通东缘和南缘曾有与北秦岭地区类似的中、新元古代构造带。该构造带中元古代时强烈地参与了Columbi超大陆裂解和Rodinia超大陆聚合过程,于新元古代初期为华北克拉通周缘盆地的主要物源供给区;约900 Ma可能与华北克拉通开始裂解,至早古生代马店组沉积时期其物源贡献已经完全缺失。     

鄂尔多斯盆地西北缘晚三叠世早期物源组成

利用碎屑锆石LA?ICP?MS U?Pb测年方法,对鄂尔多斯盆地西缘北部贺兰山炭井沟、插旗沟和中部磁窑堡3个地区晚三叠世早期的物源进行分析。结果表明:研究区部分碎屑锆石阴极发光（CL）图像具有环带结构,大部分锆石Th/U值大于0.4,极少部分小于0.1,表明锆石来源以岩浆为主,变质为次。3个地区锆石年龄分布均有三组年龄峰值:古元古代早期—新太古代（2 204.3~2 610.1 Ma）、古元古代（1 667~2 171.8 Ma）和晚古生代（245.1~322.6 Ma）,这3组年龄分别与新太古代末华北克拉通化的基本完成、古元古代晚期华北克拉通三大陆块（阴山陆块、鄂尔多斯陆块和东部陆块）之间的相互碰撞拼合以及晚古生代古亚洲洋向华北板块俯冲而形成的构造岩浆事件相对应。结合锆石年龄对比和岩相古地理分析得知,鄂尔多斯盆地西北缘晚三叠世早期物源来自北部和西北部地区,主要为古元古代孔兹岩带和阿拉善地块的变质岩和岩浆岩,其次为华北板块西部基底的岩浆岩和阿拉善地块海西期的岩浆岩。     

豫西汝阳群、洛峪群碎屑锆石年代学特征及其地质意义

华北克拉通南缘"豫陕裂陷槽"发育大量中—新元古代地层,其中汝阳群和洛峪群分布于渑池—确山地层小区,其形成时代一直存有争议.本文针对汝阳群和洛峪群沉积岩进行了系统的碎屑锆石年代学研究工作,结合地层发育和岩石组合分析,为建立华北克拉通南缘中—新元古代地层框架提供依据.根据云梦山组下部碎屑锆石中获得年轻锆石年龄平均值1723.6 Ma,结合前人从洛峪群凝灰岩夹层中获得的年代学资料(1611±8 Ma、1640±16 Ma、1638±9 Ma、1634±10 Ma),将汝阳群-洛峪群的沉积时限限定在1720～1600 Ma之间.本文所采集的云梦山组、白草坪组和崔庄组样品中碎屑锆石207Pb/206Pb年龄分别在2657～1739 Ma、2712～1780 Ma和2654～1819 Ma之间,说明三个组沉积物质主要来源于古元古代地质体,部分为新太古代地质体.鲁山地区发育的新太古代—古元古代的太华杂岩,登封地区发育的新太古代登封群以及古元古代嵩山群和花岗质岩石等,均可为中—新元古代沉积岩提供物源.豫西地区汝阳群-洛峪群碎屑锆石中～2.7 Ga、～2.5 Ga、2.1～2.0 Ga和1.85～1.8 Ga的年龄谱峰值分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件.越来越多资料显示华北克拉通在2.2～2.0Ga时期存在强烈的岩浆活动,豫西地区～2.1 Ga的岩浆作用也逐渐被识别出来.     

鄂尔多斯盆地西南缘二叠系上石盒子组碎屑锆石U-Pb年龄与地质意义

运用碎屑锆石LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,结合碎屑锆石矿物特征、阴极发光图像和年龄谱分布特征,对鄂尔多斯盆地西南缘麟游地区二叠系上石盒子砂岩进行了碎屑物源分析。结果表明:碎屑锆石U-Pb年龄分布主要包含3组峰值年龄:1864 Ma、2500 Ma和441 Ma,另外具有一颗3.3 Ga古老的碎屑锆石年龄及一组次级年轻年龄组299~363 Ma。1864 Ma和2500 Ma两组峰值的锆石颗粒约占总体的82.2%,表明二叠纪末上石盒子期华北克拉通为鄂尔多斯盆地西南缘提供主要物源,3.3 Ga年龄的存在也指示其来源于华北克拉通;441 Ma峰值的锆石颗粒约占总数的10.4%,指示其可能来自秦岭-祁连造山带,由于缺少800~1000 Ma的新元古代年龄,表明秦-祁造山带在上石盒子期抬升及剥蚀程度较低;299~363 Ma年龄组指示其可能来源于华北克拉通北缘的兴-蒙造山带岩浆弧。     

鄂尔多斯盆地延河剖面延长组碎屑锆石U-Pb年龄分布特征及地质意义

通过鄂尔多斯盆地东部延河剖面上三叠统延长组中下部地层中碎屑锆石U-Pb同位素年龄测定显示：锆石年龄以2 271-2 567Ma和1 599-1 937 Ma最为突出,还有少量的261-285 Ma年轻岩浆锆石。研究表明,分布在2 271-2 567 Ma、以2 500 Ma为峰值的碎屑锆石年龄是华北克拉通晚太古代与地幔添加有关的玄武质岩浆活动的证据。1 599-1 937 Ma、以1 800 Ma为峰值的年龄为华北克拉通早元古代哥伦比亚超大陆陆-陆碰撞构造热事件以及中元古代构造运动的证据。出现的5颗261-285 Ma的岩浆锆石,主要为华力西期岩浆侵入活动的证据。笔者从碎屑锆石年龄的角度确定了延河剖面碎屑沉积物来自以约2 500 Ma为主的华北克拉通物源区,即来源于阴山地区的晚太古代、早元古代的深变质闪长岩、片麻岩和变粒岩。     

华北克拉通古元古代末-新元古代地质事件——来自北京西山地区寒武系和侏罗系碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学的证据

华北克拉通是否同华南克拉通一样保存有与Rodinia超大陆聚合和裂解有关的年龄记录是理解华北克拉通元古宙构造演化的重要科学问题.本文对位于华北克拉通燕辽裂陷槽的北京西山地区的寒武系和侏罗系碎屑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,目的是通过碎屑锆石年龄揭示华北克拉通前寒武纪尤其是古元古代末-新元古代重要地质事件.定年结果显示,北京西山寒武系徐庄组的钙质细砂岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～1.38Ga和～1.14Ga.此外,还有～ 1.56Ga、～912Ma、～814Ma、～740Ma、～630Ma和～507Ma的年龄组.侏罗系窑坡组长石质岩屑细砂岩和粉砂质泥岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～2.5Ga、1.88～1.8Ga、～1.74Ga、～1.6Ga和186Ma.此外,还有～2.77Ga、～2.0Ga、～1.2Ga、～488Ma、～256Ma和～233 Ma的年龄组.这三个岩石具有较低的成分和结构成熟度,指示较近的物源区,其碎屑物质可能大部分来自华北克拉通内部和北缘,因此其碎屑锆石的年龄组可记录华北克拉通前寒武纪重要地质事件.～2.77Ga、～2.5Ga、2.1～ 2.0Ga和1.88～1.8Ga的年龄组分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件;～ 1.74Ga、～ 1.6Ga、～ 1.56Ga、～1.38Ga、～912Ma和～814Ma的年龄组记录了华北克拉通最终克拉通化后开始的古元古代末-新元古代的多期裂谷事件.与1.3～ 1.0Ga、～740Ma和～630Ma的年龄组相对应的岩石在华北克拉通出现甚少,而该时期的岩浆岩和变质岩在华南克拉通广泛发育,且可能与Rodinia超大陆汇聚和裂解的不同阶段相对应.华北克拉通显生宙碎屑岩中碎屑锆石保存的古元古代末-新元古代地质事件的记录对探讨华北克拉通在元古宙的地质演化及华北克拉通与华南克拉通的关系可提供重要的依据.     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿含矿目的层——洛河组砂岩的沉积物源特征

鄂尔多斯盆地西南缘洛河组砂岩中见有较好的铀矿化现象,具有较大的铀成矿潜力。文章针对盆地西南缘洛河组砂岩开展了碎屑锆石U-Pb定年及重矿物组合分析,并综合探讨了盆地西南缘洛河组沉积物源特征。研究表明：区内洛河组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在460～95 Ma、1 133～982 Ma、2 114～1 483 Ma、2 719～2 230 Ma四个年龄区间,以锆石+赤褐铁矿+磷灰石为主的重矿物组合表示沉积物源可能以中酸性岩浆岩为主。通过与周缘岩体年龄进行对比分析,认为研究区洛河组物源主体来源于盆地北侧华北克拉通北缘地区显生宙、古元古代以及新太古代中酸性岩浆岩及变质岩,同时存在西北侧阿拉善地块与兴蒙造山带的小部分贡献。     

渣尔泰群、白云鄂博群碎屑锆石特征对源区地壳结构的启示

近年来,锆石的晶体形态、内部结构、年龄和Hf-O同位素分析已经成为盆地沉积物源区示踪的重要探针。渣尔泰群和白云鄂博群中碎屑锆石年龄主要集中在新太古代末期（～2.50 Ga）与古元古代末期（～1.90 Ga）两组,这两组碎屑锆石的相对丰度在层序上出现“振荡性”变化,这种变化特征与经典的源汇系统中构造—沉积响应的年代记录明显不一致。为研究渣尔泰群、白云鄂博群沉积层序中碎屑锆石年龄分布特征与源区构造演化之间的关系。本文系统总结了区域内大量相关的锆石U-Pb年龄数据,同时对渣尔泰群书记沟组和增隆昌组进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。研究表明这两组年龄与南部大青山—乌拉山造山带中基底岩石记录的构造热事件年龄相一致,同时根据锆石结构特征认为～2.50 Ga的锆石来源于造山带内新太古代岩浆—变质地体,～1.90 Ga的锆石来源于高级变质—深熔地体。大青山—乌拉山造山带与这套中-新元古代沉积地层构成源汇系统。源区造山带下地壳新太古代与古元古代变质岩系近水平互层叠置是大青山—乌拉山造山带下地壳结构的基本特征,岩性变化率在垂向上远大于水平方向,是控制盆地中碎屑锆石组合变化的直接原因。     

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

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...     

鄂尔多斯盆地二叠纪石盒子组沉积期南部沉积边界探讨

为了确定石盒子组沉积期鄂尔多斯盆地的南部边界,在大量野外露头观测及实验测试基础上,通过岩石学对比及物 源综合分析,对鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组物源区的构造属性进行了研究,并对物源区进行了分析与对比。 研究结果表明:所研究两个地区的石盒子组的岩屑组成相似,均以浅变质岩、花岗岩为主,含少量构造岩;砂岩碎屑成分 相似,都与来源于再循环造山带源区中的碰撞造山带与前陆隆起物源区相关;并且在 SiO2/Al2O3-K2O/Na2O 和 K2O/Na2O-SiO2 及 Zr-Th,La-Th-Sc,Th-Sc-Zr/10 构造环境判别图解中两研究区物源区的构造环境基本一致,F1-F2 判别图显示物源区一致, 并且稀土元素配分模式相似。北秦岭元古界的变质岩、岩浆岩及其以南地区的再循环造山带中的低级变质的沉积岩可能为 鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组砂岩碎屑的主要风化母岩。结合构造环境分析认为,在石盒子组沉积期,鄂尔多 斯盆地的南部边界可能已经越过洛南断裂,达到北秦岭及其更南的区域。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

通过对鄂尔多斯盆地西南部晚古生代山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结合周缘地层年龄结构和地质历史事件,进而追寻盆地沉积物物源,推断盆地与造山带的盆山耦合过程。研究表明105个岩浆成因的碎屑锆石可分为4个年龄组段:(1)260~340 Ma,占总数的21.9%,推断物源主要来自北秦岭和西秦岭构造带;(2)370~470 Ma,占总数的24.8%,反映物源主要来自北秦岭、西秦岭构造带和北祁连造山带;(3)1600~2000 Ma,占总数的32.4%,指示物源来自北秦岭造山带、北祁造山带和华北板块;(4)2300~2600 Ma,占总数的15.2%,物源分别来自华北板块基底结晶岩系、北祁连构造带、北秦岭构造带和西秦岭构造带。研究区总体上具有来自北秦岭造山带、西秦岭造山带、北祁连造山带、兴蒙造山带及华北板块基底五个物源区,其中兴蒙造山带、北秦岭造山带和北祁连造山带为主要物源区。古生代碎屑锆石年龄证实了鄂尔多斯盆地西南部奥陶纪被动大陆边缘形成,志留纪—泥盆纪转化为陆-陆碰撞造山带,石炭纪—二叠纪逐渐由造山带转化为沉积盆地。     

U-Pb ages and Hf isotope compositions of detrital zircons from the sandstone in the early cretaceous Wawukuang formation in the Jiaolai Basin,Shandong Province and its tectonic implicationsEI北大核心CSCD

LA-ICP-MS U-Pb dating and in situ Hf isotope analysis were carried out for the detrital zircons to constrain the depositional age and provenance of the Wawukuang Formation, which is believed as the earliest unit of the Laiyang Group in the Jiaolai Basin, and its implications. Most of these detrital zircons from the feldspar quartz sandstone in the Wawukuang Formation are magmatic in origin, which are euhedral-subhedral and display oscillatory zoning in CL images; whereas few Late Triassic detrital zircons are metamorphic in origin and structureless in CL images. U-Pb isotopic dating of 82 zircon grains yields age populations at ca. 129 Ma, 158 Ma, 224 Ma, 253 Ma, 461 Ma, 724 Ma, 1851 Ma and 2456 Ma. U-Pb dating and Hf isotopic results indicate that: 1) the Wawukuang Formation deposited during the Early Cretaceous (129-106 Ma); 2) the detrital zircons with the ages of 1851 Ma and 2456 Ma mainly sourced from the Precambrian basement rocks of the North China Craton; the Neoproterozoic (729-721 Ma) magmatic zircons and the Late Triassic (226-216 Ma) metamorphic zircons sourced from the Su-Lu terrane; The Late Paleozoic detrital zircons could source from the Late Paleozoic igneous rocks in the northern margin of the North China Craton; the Late Triassic (231-223 Ma) magmatic zircons and the 158-129 Ma zircons sourced from the coeval igneous rocks in the Jiaobei and Jiaodong; 3) the deposition age and provenance of the Jiaolai Basin are different from those of the Hefei Basin; 4) the recognition of clastic sediments from the Su-Lu terrane in the Wawukuang Formation suggests that the Su-Lu terrane was under denudation in the Early Cretaceous. ©, 2015, Science Press. All right reserved.     

鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系山西组—石盒子组母岩类型和构造背景

通过岩石学及地球化学分析方法,对鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系山西组1段—石盒子组8段碎屑岩物源区的母岩类型和构造属性进行分析。研究结果表明: 山1段和盒8段的砂岩碎屑组成相似,具有基本相同的物源区组成,它们在构造背景、物源及物源特征上具有很好的继承性;砂岩碎屑颗粒镜下特征及石英阴极发光颜色显示母岩主要为变质岩和火成岩;轻矿物特征反映物源与再循环造山带源区中的碰撞缝合线及褶皱—逆掩带物源区密切相关;研究区与北秦岭地区秦岭群和宽坪群斜长石种类一致;构造环境判别图解反映物源区长期受被动大陆边缘物源影响,到晚古生代后期有向主动大陆边缘转换的趋势;源岩判别图解显示物源区主要是长英质岩石;山1段、盒8段沉积岩的REE配分模式均呈右倾型且基本相互平行,与北秦岭地区秦岭群、宽坪群变质岩的稀土元素配分模式相似;锆石U-Pb同位素定年结果显示物源主要来自元古代,有少部分来自晚古生代。综合分析认为研究区主要受被动大陆边缘物源影响,其次为主动大陆边缘物源,母岩主要为北秦岭下元古界秦岭群的片麻岩、石英岩等和中、上元古界宽坪群的绿泥石片岩、阳起石片岩,其次为北秦岭造山带晚古生代岩浆岩。     

西藏尼玛县牛山日干配错组沉积岩中碎屑锆石的U-Pb定年及意义

羌塘地块作为近年地质研究的热点,其构造属性及是否存在太古宙-元古宙基底等问题一直存在争议。文中采用LA ICP MS锆石U Pb法对西藏荣玛牛山上三叠统日干配错组碎屑锆石进行年代学研究,结果表明：(1)日干配错组沉积岩中最年轻碎屑锆石年龄为(215±2) Ma,表明日干配错组的最大沉积年限为该时间,结合区域地质资料可将其沉积时代限定为晚三叠世诺利期-瑞替期。(2)年龄介于(580±6)～(212±2) Ma,峰值为(298±2) Ma,表明在晚古生代早期受古特提斯洋发育早期地壳减薄伸展阶段岩浆活动影响,冈瓦纳古陆为其物源区;峰值为(442±3) Ma,表明在中古生代受加里东期扬子板块和华夏板块碰撞、拼合而形成的岩浆活动的影响,物源区为扬子大陆周缘;只获得1颗锆石650～500 Ma年龄,表明源区基本未受到泛非运动岩浆活动的影响。(3)碎屑锆石出现相对少量介于(1 091±6)～(757±6) Ma的年龄,表明在中-新元古代受格林威尔-晋宁构造岩浆热事件的影响,物源区与羌南地块一致。(4)日干配错组沉积岩碎屑锆石测年得到大量介于(3 214±7)～(1 380±15) Ma年龄值,占总量的近60%,峰值为(1 875±5) Ma和(2 531±6) Ma,表明羌塘地块受元古宙羌塘结晶基底主期构造热事件和太古宙末全球超大陆拼合事件影响显著,且羌塘地块存在太古宙-元古宙基底。     

陕西省洛南地区二叠系石盒子组砂岩特征及物源区探讨

为了认识陕西省洛南地区二叠系石盒子组砂岩特征及其物源,给探索渭河盆地前新生代基底组成提供依据,本文综合分析了洛南二叠系石盒子组砂岩组分和重矿物特征。结果表明,砂岩物源区主要为再旋回造山带和克拉通地块,物源区与北秦岭造山带的演化关系密切,南秦岭构造带北部下古生界也为石盒子组提供部分物源,中二叠世晚期华北、秦岭板块面接触碰撞,北秦岭构造带快速隆升,南秦岭物源区提供物源减少,砂岩物源主要为中酸性岩浆岩+低级变质岩+沉积岩。二叠纪鄂尔多斯盆地南缘向南延至洛南—栾川断裂附近,洛南地区二叠系石盒子组河流沼泽相含煤岩系沉积应该属于鄂尔多斯盆地南缘沉积,结合渭北—渭河—洛南地区晚古生代地层对比成果,认为渭河地区二叠纪至少曾沉积过二叠系石盒子组地层,渭河新生代盆地基底具有残存二叠系的可能。     

U–Pb detrital zircon geochronology and its implications: The early Late Triassic Yanchang Formation,south Ordos Basin,China

U–Pb detrital zircon geochronology has been used to identify provenance and document sediment delivery systems during the deposition of the early Late Triassic Yanchang Formation in the south Ordos Basin. Two outcrop samples of the Yanchang Formation were collected from the southern and southwestern basin margin respectively. U–Pb detrital zircon geochronology of 158 single grains (out of 258 analyzed grains) shows that there are six distinct age populations, 250–300 Ma, 320–380 Ma, 380–420 Ma, 420–500 Ma, 1.7–2.1 Ga, and 2.3–2.6 Ga. The majority of grains with the two oldest age populations are interpreted as recycled from previous sediments. Multiple sources match the Paleozoic age populations of 380–420 and 420–500 Ma, including the Qilian–Qaidam terranes and the North Qilian orogenic belt to the west, and the Qinling orogenic belt to the south. However, the fact that both samples do not have the Neoproterozoic age populations, which are ubiquitous in these above source areas, suggests that the Late Triassic Yanchang Formation in the south Ordos Basin was not derived from the Qilian–Qaidam terranes, the North Qilian orogenic belt, and the Qinling orogenic belt. Very similar age distribution between the Proterozoic to Paleozoic sedimentary rocks and the early Late Triassic Yanchang Formation in the south Ordos Basin suggests that it was most likely recycled from previous sedimentary rocks from the North China block instead of sediments directly from two basin marginal deformation belts.     

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。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组多物源体系: 来自矿物学及碎屑锆石U-Pb年代学的证据

鄂尔多斯盆地北部上古生界砂岩碎屑组分、岩屑类型和重矿物组合具有明显的东西分带性,但是其物源来源及差异性尚不明确.利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法,对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组碎屑锆石年龄分布及变化特征进行了研究,明确了不同年龄组分碎屑锆石的来源,并分析了不同物源体系及差异性.结果表明:不同地区下石盒子组碎屑矿物含量存在明显差异,由西向东岩屑含量逐渐增加,石英含量逐渐减小;下石盒子组锆石年龄主要呈现280~340 Ma、400~450 Ma、1 700~2 000 Ma和2 200~2 500 Ma 4个峰值区间段,从东部地区到西部地区,锆石显生宙年龄组分所占比例逐渐增加,且中部、西部地区新出现400~450 Ma的年龄段;对比周源岩体同位素年龄,西部地区物源主要来自于阿拉善地块,东部和中部地区物源主要来自于大青山-乌拉山、阴山和集宁地区,同时中部地区还受到阿拉善地块物源输入的影响;结合下石盒子组砂岩锆石定年结果和碎屑矿物含量、岩屑类型分布特征,认为杭锦旗地区发育多物源体系,并据此将研究区分为西部物源区、中部混合物源区及东北部物源区.      

Decoding Provenance and Tectonothermal Events by Detrital Zircon Fission‐Track and U‐Pb Double Dating: A Case of the Southern Ordos Basin

Multi-dating on the same detrital grains allows for determining multiple different geo-thermochronological ages simultaneously and thus could provide more details about regional tectonics. In this paper, we carried out detrital zircon fission-track and U-Pb double dating on the Permian-Middle Triassic sediments from the southern Ordos Basin to decipher the tectonic information archived in the sediments of intracratonic basins. The detrital zircon U-Pb ages and fission-track ages, together with lag time analyses, indicate that the Permian-Middle Triassic sediments in the southern Ordos Basin are characterized by multiple provenances. The crystalline basement of the North China Craton (NCC) and recycled materials from pre-Permian sediments that were ultimately sourced from the basement of the NCC are the primary provenance, while the Permian magmatites in the northern margin of NCC and Early Paleozoic crystalline rocks in Qinling Orogenic Collage act as minor provenance. In addition, the detrital zircon fission-track age peaks reveal four major tectonothermal events, including the Late Triassic-Early Jurassic post-depositional tectonothermal event and three other tectonothermal events associated with source terrains. The Late Triassic-Early Jurassic (225–179 Ma) tectonothermal event was closely related to the upwelling of deep material and energy beneath the southwestern Ordos Basin due to the coeval northward subduction of the Yangze Block and the following collision of the Yangze Block and the NCC. The Mid-Late Permian (275–263 Ma) tectonothermal event was associated with coeval denudation in the northern part of the NCC and North Qinling terrane, resulting from the subduction of the Paleo-Asian Ocean and Tethys Ocean toward the NCC. The Late Devonian-early Late Carboniferous (348±33 Ma) tectonothermal event corresponded the long-term denudation in the hinterland and periphery of the NCC because of the arc-continent collisions in the northern and southern margins of the NCC. The Late Neoproterozoic (813–565 Ma) tectonothermal event was associated with formation of the Great Unconformity within the NCC and may be causally related to the Rodinia supercontinent breakup driven by a large-scale mantle upwelling.