北祁连肃南地区阴沟群形成时代及沉积源区讨论——碎屑锆石U-Pb年龄证据

北祁连造山带肃南地区是阴沟群的典型分布区,主要由中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、变质泥岩及砂岩组成。本文对阴沟群上部2件粗砂岩碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄的测定,分别获得最小谐和年龄(425±2)Ma、(425±5)Ma,代表其形成时代可能为早—中志留世,说明肃南地区原划为早奥陶世的阴沟群可能存在不同时代的物质组成,其形成时代需要进一步的厘定。碎屑锆石谐和年龄分布特征表明,其物源主要来自南部的中祁连地块(800~1000 Ma、1600~1800 Ma),其次来自北祁连岛弧和同碰撞/碰撞后花岗岩(425~510 Ma),而源自北部华北板块的沉积物(老于1800 Ma的锆石)则极少。     

阿尔泰递增变质带中夹层石英岩的LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄:对沉积时限及物源的限定

阿尔泰造山带广泛分布各种变质沉积岩并发育典型递增变质带,变质沉积岩变质之前的沉积时代与物源特征对于限定成岩历史以及造山带演化具有重要意义。文章对采自阿勒泰组变质带中石英岩夹层样品进行了岩相学分析并采用LA-ICP-MS方法对其碎屑锆石进行了U-Pb年代学分析。共获得100个谐和或近于谐和的碎屑锆石年龄,表面年龄分布范围为(443±5)Ma至(2682±19)Ma。碎屑锆石年龄主要集中在寒武纪(486~540 Ma)并具有527~535 Ma的年龄峰值,可能源于区域内同时代的岩浆活动。新元古代年龄约占1/4,少量锆石具有古中元古代甚至太古宙年龄。结合年轻碎屑锆石年龄以及直接侵入该变质带中的英云闪长岩年龄可确定石英岩原岩的沉积时限为早志留世—早泥盆世,其后发生变质作用。古老碎屑锆石在该地区缺乏对应的岩石,可能源于区内隐伏的古老基底岩石或邻区古老陆块。     

西秦岭造山带北缘大草滩群物源研究——LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄证据

选取甘肃东部西秦岭造山带北缘晚泥盆世大草滩群碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨大草滩群的物质来源。结果表明,大草滩群碎屑锆石年龄谱明显分为4组:422～518Ma、756～887Ma、1100～1231Ma和2417～2736Ma。其中,422～518Ma的年龄数据约占总体的67%,所占比例最大,年龄相对集中,且呈现出最强烈的峰值,其余年龄段所占比例则较少。422～518Ma年龄组分指示其物源可能以邻近地区的西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为主,该组分年龄是加里东期中南祁连和西秦岭微地块分别向北俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应。碎屑锆石同位素年龄中756～887Ma年龄组分反映其物源可能来自祁连造山带和西秦岭北缘构造带。1100～1231Ma年龄组分反映其物源可能主要来自祁连造山带。2417～2736Ma年龄组分反映了物源来自北祁连造山带和西秦岭北缘构造带的结晶基底,部分物源也有可能来自于华北板块基底。综合分析显示,大草滩群碎屑沉积物质来源较为复杂,具有明显的多元性,存在西秦岭北缘构造带、祁连造山带和华北板块基底3个物源区,祁连造山带和西秦岭北缘构造带对大草滩群的沉积有重大的物源贡献。两者相比较,祁连造山带应为大草滩群最主要的物源区。     

西秦岭造山带北缘大草滩群物源研究——LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄证据

选取甘肃东部西秦岭造山带北缘晚泥盆世大草滩群碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨大草滩群的物质来源。结果表明,大草滩群碎屑锆石年龄谱明显分为4组：422～518Ma、756～887Ma、1100～1231Ma和2417～2736Ma。其中,422～518Ma的年龄数据约占总体的67%,所占比例最大,年龄相对集中,且呈现出最强烈的峰值,其余年龄段所占比例则较少。422～518Ma年龄组分指示其物源可能以邻近地区的西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为主,该组分年龄是加里东期中南祁连和西秦岭微地块分别向北俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应。碎屑锆石同位素年龄中756～887Ma年龄组分反映其物源可能来自祁连造山带和西秦岭北缘构造带。1100～1231Ma年龄组分反映其物源可能主要来自祁连造山带。2417～2736Ma年龄组分反映了物源来自北祁连造山带和西秦岭北缘构造带的结晶基底,部分物源也有可能来自于华北板块基底。综合分析显示,大草滩群碎屑沉积物质来源较为复杂,具有明显的多元性,存在西秦岭北缘构造带、祁连造山带和华北板块基底3个物源区,祁连造山带和西秦岭北缘构造带对大草滩群的沉积有重大的物源贡献。两者相比较,祁连造山带应为大草滩群最主要的物源区。     

北祁连造山带东端早古生代岩浆作用过程——来自甘肃天水长沟河闪长质片麻岩锆石年龄、微量元素及Hf同位素的证据

甘肃天水地区长沟河闪长岩位于北祁连造山带东端,发育片麻状构造面理,长期以来被认为是形成于前寒武纪的侵入岩体。用LA-ICP-MS技术测得2组岩浆锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄为463.3±2.3Ma(MSWD=0.52,n=11)和443.8±2.6Ma(MSWD=0.44,n=9)。锆石微量元素分析表明,2组年龄具有一致的微量元素组成,说明二者晶出于同源封闭的岩浆体系。t-Eu/Eu~*投图显示,约460Ma的岩浆锆石无Eu异常,与幔源岩浆锆石稀土元素特征一致。而约440Ma的岩浆锆石具有负Eu异常,指示母岩开始发生斜长石的结晶分离,与深熔作用过程一致。因此,约460Ma为长沟河闪长质片麻岩原岩的形成年龄,约440Ma为长沟河闪长质片麻岩深熔岩浆的结晶年龄。Hf同位素分析测试结果显示,约460Ma和约440Ma两组锆石的εHf(t)值分别为8.23～11.57和6.36～8.03,指示460Ma发育幔源新生地壳岩浆作用,而440Ma壳源再造活动增强。     

中祁连拉脊山早古生代沉积岩源区和时代限定

拉脊山混杂带之上的早古生代盆地由砾岩、砂岩和粉砂岩组成的陆相碎屑岩,在沉积时代、源区和构造属性方面缺乏研究。本文对两个杂砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和Hf同位素分析。在两个样品中获得年轻的碎屑锆石加权平均年龄为413±5Ma,综合限定沉积时代为晚志留世-早泥盆世;碎屑锆石年龄谱明显分为4组:411~516Ma,619~1149Ma,1500~1621Ma和2356~2549Ma。其中411~516Ma的年龄数据约占总体的56.6%,所占比例最大,年龄相对集中,显示出强烈的峰值为441Ma,指示其物源可能源于中祁连加里东期俯冲增生、碰撞造山过程中产生的一系列岛弧火山岩和岩浆弧花岗岩类,这与碎屑锆石εHf(t)值(-11.1~+13.7)是一致的,同时也表明在加里东期有大量年轻的物质加入,这些物质在造山过程中遭受剥蚀成为主要的物源。碎屑锆石年龄组619~1149Ma约占总体的27.8%,峰值主要表现为950Ma和777Ma,与祁连造山带新元古代岩浆事件有关,反映新元古代大陆的汇聚和裂解相关的岩浆作用,与εHf(t)值是相对应的;1500~1621Ma年龄组反映碎屑物质可能来自祁连造山带;2356~2549Ma年龄组反映物源来自祁连造山带中的结晶地块,或者来自于华北板块结晶基地。综合分析表明,志留纪砂岩具有明显的多元性物源,以中祁连加里东期俯冲增生-碰撞造山过程产生的岩浆岩是主要物源区。     

祁连造山带东端张家川地区长宁驿中元古代花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

在祁连造山带东端古元古界陇山岩群中新识别出中元古代长宁驿花岗质片麻岩。为了精确确定长宁驿花岗质片麻岩的形成时代,对其进行了激光等离子体质谱LA-ICP-MS单颗粒锆石微区U-Pb同位素测年,花岗质片麻岩中锆石Th/U比值介于0.50～2.09,阴极发光图像显示锆石内部发育典型的岩浆生长震荡环带结构,属于岩浆结晶的产物。测得花岗质片麻岩的原岩岩浆结晶年龄为1765Ma±57Ma,表明该花岗质片麻岩原岩的形成时代为中元古代早期,可能形成于华北板块经吕梁运动后的后造山环境中,同时还从捕获的继承性岩浆锆石中得到了时代为1.95Ga、2.20Ga左右的继承年龄。结合区域地质资料,综合分析研究后认为,在中元古代祁连地块仍为华北板块西南缘的一部分,两者之间具有相同的结晶基底和构造属性,它们共同经历了吕梁运动后的后造山和陆内伸展裂解阶段,很可能与Columbia超大陆的聚合和裂解相关。     

北秦岭灵官庙盆地砂岩碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄

秦岭造山带在印支造山作用主造山期之后,发育一系列晚三叠世—早侏罗世伸展断陷盆地。选择陕西丹凤北秦岭灵官庙盆地中低绿片岩相的灰绿色中细粒砂岩,进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析。结果表明,85个以岩浆成因为主的碎屑锆石给出5个年龄组:426~605Ma、661~1174Ma、1494~1789Ma、2113~2261Ma和2826~3298Ma。其中,最年轻的锆石年龄为426Ma±5Ma,最老的锆石年龄为3298Ma±70Ma。主要的年龄峰期为426~605Ma年龄组,其次为661~1174Ma年龄组。这一年龄结构反映出物源区加里东造山期和Grenvillian期岩浆活动的重要影响。年龄谱中缺少中志留世—晚三叠世的锆石,说明普遍发育的印支期岩浆岩体并不构成物源区。通过与现今周缘地体年龄结构对比并结合其他地质证据认为,灵官庙盆地的物源可能主要来自加里东期侵位于二郎坪群、秦岭群中的花岗岩和新元古代宽坪群,少量来自二郎坪群和秦岭群。灵官庙盆地形成之后,盆地内沉积岩遭受了变质变形作用,记录了秦岭造山带在板块构造驱动的造山作用结束后进入了新的陆内造山作用阶段。     

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。     

北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区早志留世碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

以北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区原划为中—下奥陶统的阴沟群碎屑岩为研究对象,进行碎屑锆石LA-ICP-MS UPb测年,探讨其形成时代、物源组成和构造背景。结果表明,碎屑岩沉积时代早于432.5Ma,为早志留世,该套沉积地层并不属于早—中奥陶世阴沟群。碎屑锆石U-Pb同位素年龄可明显分为4组:早古生代年龄组,434～521Ma,峰值为447Ma;新元古代年龄组,791～992Ma,峰值年龄966Ma;中古元古代年龄组,1017～1755Ma,并出现1120Ma、1278Ma、1427Ma和1648Ma多个峰值;古元古代早期—新太古代晚期年龄组,1879～2663Ma,并出现2089Ma、2428Ma和2543Ma多个峰值。综合分析显示,碎屑岩沉积物质来源于祁连造山带和阿拉善地块,祁连造山带早古生代岛弧型岩浆岩和新元古代岩浆岩,以及造山带结晶基底岩系为该套碎屑岩沉积提供了更重要的物源。     

阿尔金喀腊大湾地区卓阿布拉克组沉积岩系年代及其地质意义——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

以阿尔金喀腊大湾地区卓阿布拉克组沉积岩系砾岩为研究对象,应用LA-ICP-MS方法对碎屑锆石进行U-Pb同位素年龄测定,探讨其形成时代、物源组成和构造背景。研究结果表明:(1)碎屑锆石年龄谱明显分为2组:522~427Ma和638~1766Ma,另有2个古老的同位素年龄数据分别为2450Ma、3394Ma;(2)最年轻的碎屑锆石年龄为427±4Ma,说明该砾岩的形成时代晚于427Ma,沉积岩系可能形成于晚志留世—早泥盆世(427~410Ma);卓阿布拉克组存在晚寒武世—早泥盆世的物质组成,应将其解体重新划分;(3)碎屑锆石峰值年龄为456Ma,表明喀腊大湾地区存在该时期的岩浆活动;522~427Ma的年龄数据约占总体的81%,构成了砾岩中最主要的碎屑锆石群体,说明在早古生代,尤其是晚寒武世—奥陶纪形成的岩浆岩是砾岩最重要的物源,该沉积岩系是敦煌地块向南俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应;(4)结合目前北祁连造山带的研究进展和研究区碎屑锆石的研究结果,初步认为喀腊大湾地区卓阿布拉克组沉积岩系和北祁连天祝组、鹿角沟组具有相似的沉积年龄和物质来源,可能同为北祁连-北阿尔金局限洋盆闭合后,陆-陆或弧-陆碰撞造山的产物。     

北祁连牛心山似斑状正长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

青海省祁连县西出露一个似斑状正长花岗岩体,运用LA-ICP-MS方法,对似斑状正长花岗岩中的锆石进行U-Pb同位素分析。测年结果显示,似斑状正长花岗岩的形成年龄为166.6±2.4Ma,表明其形成于燕山期中侏罗世,继承锆石显示前寒武纪源区的时代信息。岩石地球化学特征表明,似斑状正长花岗岩具有高硅、富碱特点,属于过铝质高钾钙碱性岩,具弱负Eu异常,富集Rb、Th、K,亏损Ba、Nb、P、Ti,Rb/Sr值平均为1.86,反映出壳源特点,为S型花岗岩。     

西秦岭舒家坝地区太阳寺岩组碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

为了探讨西秦岭舒家坝地区太阳寺岩组的物源特征及形成时代,本文选取该套地层中碎屑锆石作为研究对象,采用LA—ICP—MS锆石U—Pb同位素年代学方法,界定舒家坝地区太阳寺岩组的形成时代,并探讨其物质来源。结果表明,太阳寺岩组的沉积下限为(437±4)Ma,结合前人对周边地质体研究情况,其主体形成时代为志留纪。舒家坝地区太阳寺岩组碎屑锆石年龄谱明显分为4个年龄组段:(1)437~526Ma,峰值为458Ma,年龄较为集中,呈现最为强烈峰值特征,指示其物源可能来自于西秦岭北缘构造带和北祁连造山带;(2)601~978 Ma,可细分为601~651Ma、738~978Ma2个亚组,峰值分别为650Ma、814Ma,年龄也相对比较集中,这一时期受新元古代Rodinia超大陆汇聚和裂解的影响,在秦岭造山带和祁连造山带产生了一系列的构造岩浆活动,为研究区提供物源奠定了可能性;(3)1032~1245Ma,峰值为1092Ma,这组年龄反映其物源主要来自于北祁连造山带;(4)1668~2546Ma,该组可细分为1668~2019Ma、2304~2546Ma2个亚组,其峰值分别为1920Ma、2418Ma,反映了西秦岭北缘构造带和北祁连造山带二者的结晶基底以及华北板块结晶基底都存在为研究区提供物源的可能性。综合分析显示太阳寺岩组碎屑沉积物质来源比较复杂,具有明显的多元性,有西秦岭北缘构造带、北祁连造山带和华北板块基底3个物源区,其中西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为主要物源区,二者相比,北祁连造山带应为最主要物源区。     

黑龙江黄松群碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb定年

对黑龙江省东部敦—密断裂以南的太平岭边缘隆起带上的黄松群杨木组石榴黑云片岩和阎王殿组黑云石英片岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,结果表明:杨木组石榴黑云片岩中锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均峰值年龄分别为281.8 Ma、317.2 Ma、424.7 Ma、529.3 Ma;阎王殿组黑云石英片岩中锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均峰值年龄分别为310.4 Ma、384.4 Ma、484.7 Ma;两个组所获得的最年轻的锆石~(206)Pb/~(238)U年龄分别为280±4 Ma和285±8 Ma。此外,前人对黄松群研究结果表明其变质作用时代为晚二叠世—早三叠世。因此,黄松群时代为二叠纪,海西期和加里东期岩浆岩构成了黄松群沉积物源的主体。     

南秦岭刘岭群砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其构造意义

秦岭造山带的构造演化是理解华北与扬子陆块缝合过程的关键,位于商丹断裂带以南的刘岭群是揭示秦岭造山带晚古生代构造演化历史的重要窗口。采用LA-ICP-MS对刘岭群3个变质砂岩样品中的碎屑锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,获得最年轻的一组年龄区间为377~395Ma,主要年龄峰值约为442Ma、780~850Ma和900~970Ma,表明刘岭群沉积时代可以持续到晚泥盆世,物质来源于北秦岭构造带。结合刘岭群北侧武关杂岩的最新研究成果可以确定,刘岭群和武关杂岩共同构成了华北陆块南缘中—晚泥盆世弧前盆地的沉积序列,暗示古秦岭洋的最终闭合发生在泥盆纪之后,而华北与扬子陆块碰撞的主缝合线应位于刘岭群的南侧。