祁连造山带东段早古生代葫芦河群变质碎屑岩中碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄:源区特征和沉积时代的限定

祁连造山带东段葫芦河群的形成时代长期存在争议。选择葫芦河群变质碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨葫芦河群的形成时代和物源特征。结果表明,葫芦河群的2个样品碎屑锆石同位素年龄数据以及侵入其中的花岗岩同位素年龄表明,葫芦河群沉积时代限定为447～434Ma,其主体形成时代为早志留世。葫芦河群变质碎屑锆石年龄谱明显分为4组:(1)震旦纪—早古生代年龄组,426～595Ma,峰值为479Ma;(2)新元古代年龄组,738～981 Ma,峰值为887 Ma;(3)中元古代年龄组,1000～1 913Ma,峰值为1499Ma;(4)古元古代—新太古代年龄组,2053～2 872Ma,峰值为2448Ma。其中,早古生代年龄组可进一步细分为426～493 Ma和527～595 Ma两个年龄段,峰值分别为445 Ma和559Ma,前者年龄段指示其物源可能以邻近地区的北祁连造山带和西秦岭北缘构造带为主,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;后者年龄段则与北祁连造山带和西秦岭北缘构造带中泛非造山事件中的岩浆活动有关。新元古代年龄组可细分为738～799Ma、839～862Ma和902～981Ma 3个年龄段,峰值分别为768Ma、848Ma和948Ma,以902～981Ma年龄组为主;第一年龄段(738～799Ma)与北祁连造山带新元古代晚期岩浆事件的年龄大致相对应,与Rodi-nia超大陆的裂解事件相关;第二年龄段和第三年龄段(839～862 Ma、902～981 Ma)与中祁连地区和西秦岭北缘的新元古代早期构造岩浆事件年龄大致相对应,与Rodinia超大陆汇聚事件及岛弧型岩浆作用相关。中元古代年龄组可细分为1 000～1 197Ma和1 243～1 913Ma 2个年龄段,峰值分别为1 036Ma和1 593Ma,其物源可能来自祁连造山带和华北板块基底岩系。古元古代—新太古代年龄组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岩系。综合分析显示,葫芦河群碎屑沉积物质来源较为复杂,具有明显的多元性,存在祁连造山带、西秦岭北缘构造带和华北板块基底3个物源区,其中祁连造山带和西秦岭北缘构造带提供了大部分物源,而祁连造山带应为葫芦河群贡献最大的物源区。     

大兴安岭南部扎赉特旗团发村晚古生代沉积岩源区和时代限定

大兴安岭南部扎赉特旗地区分布着一套晚古生代地层,由砂岩、粉砂岩和泥岩组成,由于缺乏古生物化石和年代学证据,前人依据地层对比将其定为晚二叠世林西组。本次工作在详细地野外地质调查基础上,运用锆石LA-ICP-MS U-Pb测年技术,对三个砂岩样品(样品号:18TF-01、18YSL-04和18XBL-01)中的碎屑锆石进行了测定,共获得219颗碎屑锆石U-Pb年龄值,其主要分布在243~269Ma,273~298Ma,305~339Ma,350~377 Ma,445~507 Ma和754~1053 Ma六个年龄区间。其中获得最年轻的一组锆石的谐和年龄为245 Ma,并结合区域上侵入该地层花岗岩的年龄,限定其沉积时代可能为中三叠世。根据碎屑锆石的年龄值特征反映出该地层具有多物源供给的特点,其中年龄为243~269Ma的碎屑物质源区主要来自于古亚洲洋闭合及碰撞造山相关的岛弧花岗岩类;年龄为273~298 Ma主要来自于大石寨组火山岩;年龄为305~339 Ma可能主要来自于格根敖包组火山岩;350~377 Ma的碎屑锆石可能源于北部大民山组火山岩;年龄为754~1053 Ma的碎屑锆石与漠河杂岩、兴华渡口群及佳木斯微陆块中元古代的岩浆事件有关;较古老~1800 Ma的碎屑锆石可能来自于古亚洲洋中微陆块或结晶基底。砂岩中锆石的形成年龄与地层沉积年龄较为相近,显示出汇聚背景下的特征。因此,综合砂岩物质组成、锆石年龄特征及弧-盆之间时空关系,显示中三叠世该地区可能形成于汇聚背景下的弧前盆地。     

胶东地区蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和物源

分布于鲁东胶北地区蓬莱群为一套浅变质沉积岩，角度不整合覆盖在太古宙胶东群、元古宙粉子山群上。关于蓬莱群的沉积时代尚存较大的争议，认为是震旦纪或古生代沉积形成的。蓬莱群和五莲杂岩、北淮阳变质岩带都是位于大别-苏鲁超高压变质造山带北部的重要岩石构造单元。本文报道蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和始同位素分析资料，并探讨其可能的物质来源。 在栖霞地区采集了14个蓬莱群样品，主要岩石为石英岩、千枚岩、片岩、页岩，从其中4个挑出了锆石样品。分选出的碎屑锆石均为浅棕色，浑圆状，反映锆石经历了搬运作用。CL图像显示绝大多数锆石颗粒具有清晰的韵律环带内部结构，具有岩浆成因特征。在中国科学院地质与地球物理所固体同位素地球化学实验室IsoProbe-T质谱计上，采用即蒸即测方法，测得锆石207Pb/206Pb比值，其对应的年龄值主要分布在1000~1800 Ma,峰值为1200 Ma和1600 Ma左右（图1)。应用中国科学院地质与地球物理所多通道等离子质谱计Neptune MC-ICP-MS测定碎屑锆石 同位素组成。根据所获得的同位素组成，计算得到比同位素模式年龄TDM(Hf）分布在1300~3200 Ma之间，峰值为1700 Ma左右；对应的初始εHf(1200 Ma）和εHf (1600 Ma）平均值分别为-5.8和2.9（图2)。 碎屑锆石1350~1800 Ma年龄段，特别是峰期的1600 Ma，可能对应全球广泛分布的非造山事件，可能和Columbia超大陆的裂解有一定的联系。大部分锆石初始εHf (1600 Ma）值大于0，可以说明岩浆来源为幔源。而1050~1300 Ma的锆石则可能与Rodinia超大陆的汇聚形成阶段或Grenville造山事件有较密切的联系。华北克拉通大量地出露太古宙末期（2500 Ma左右）和早元古代末期(1800 Ma左右）的岩石，但在所分析的蓬莱群沉积岩几乎没有显示，可能可以排除华北克拉通为主要的沉积物源。所获得的碎屑锆石年龄虽在扬子板块有一定的出露，但缺少与Rodinia裂解有关的晚元古代700~800 Ma的岩浆锆石信息。上述资料可能暗示沉积时代为1000~800 Ma之间，但与目前的古生物证据不吻合。因此，这些碎屑锆石年龄和铅同位素数据尚不能肯定蓬莱群变质沉积岩是来源于扬子陆块，还是游离于华北、扬子的一个微陆块。如果是一个微陆块，该微陆块与Columbia裂解作用和Grenville造山作用有关，但可能未遭受到Rodinia超大陆裂解事件的影响。     

中祁连党河南山-木里地区早古生代火山-沉积岩系锆石U-Pb年代学、物源示踪及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

造山带内与板块俯冲-碰撞过程相关的一系列沉积盆地对于重建造山带演化历史具有重要意义。本文以党河南山-木里地区早古生代火山-沉积岩系为研究对象,对其开展沉积序列、锆石U-Pb年代学、Hf同位素及碎屑物源综合分析,研究结果表明:(1)该火山-沉积岩系从底部吾力沟组到中部盐池湾组,整体上表现为弧后盆地的演化特征,顶部多索曲组具有向前陆盆地演化的特征;(2)获得吾力沟组玄武安山岩锆石U-Pb年龄为472±10Ma,限定盐池湾组和多索曲组沉积时代分别为467~450Ma和450~440Ma;(3)盐池湾组碎屑锆石年龄谱系和锆石ε;(t)组成说明盐池湾组碎屑物质主要来源于中祁连岩浆弧;而多索曲组的早古生代碎屑物质主要来源于伴生的火山岩或南祁连花岗岩,前寒武纪碎屑物质主要来自于中祁连。综合分析与汇聚板块边缘相关的沉积盆地特征和前人研究资料,本文认为党河南山-木里地区的早古生代火山-沉积岩系可能形成于弧后盆地及其闭合过程的前陆盆地环境。     

佳木斯地块北部早古生代沉积建造的时代与物源:来自岩浆和碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的制约

本文对出露于佳木斯地块北部金银库组变沉积岩和侵入其中的火成岩脉体中的锆石进行了系统的LA-ICP-MS/SIMS U-Pb定年和Hf同位素研究,旨在限定金银库组的沉积时限,并揭示其物源及沉积环境。3个样品中锆石呈自形-半自形,显示典型的岩浆生长环带或条痕状吸收,暗示其岩浆成因。研究结果显示:采自金银库组绢云母片岩中的碎屑锆石72个分析点给出1 955~457 Ma的年龄区间,主要峰期年龄为814、757、568、491和463 Ma,其ε_Hf（t）值为-13.9~-0.1,Hf同位素一阶段模式年龄T_DM1和二阶段模式年龄T_DM2分别为1 827~1 307 Ma和2 411~1 715 Ma。采自侵入金银库组的花岗细晶岩和辉绿岩分别给出了263和267 Ma的结晶年龄,前者的ε_Hf（t）值为0.9~2.0,Hf同位素二阶段模式年龄T_DM2为1 110~1 047 Ma;后者的ε_Hf（t）值为-7.7~6.4,Hf同位素一阶段模式年龄T_DM1为1 206~662 Ma。结合佳木斯地块及邻区约430 Ma火成岩的存在和金银库组中该期碎屑锆石的缺乏以及碎屑锆石年龄众数及其Hf同位素组成,我们认为金银库组的形成时代应为晚奥陶世至早志留世（463~430 Ma）,形成于被动大陆边缘背景,沉积物源主要来自佳木斯地块及其邻区的古元古代和早古生代早期火成岩。     

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。     

中天山卡瓦布拉克杂岩带中闪长岩的锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

卡瓦布拉克杂岩带出露于中天山地块东段卡瓦布拉克—阿克塔格地区,沿卡瓦布拉克断裂呈东西向展布。笔者选择构成该杂岩带的中—基性岩石主体闪长岩,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素研究。结果表明:闪长岩中锆石呈自形—半自形,发育典型的岩浆锆石振荡生长环带,Th/U值较高(均大于0.40),且Th、U含量呈现较好的正相关关系,为典型的岩浆成因锆石;这些锆石的206Pb/238 U年龄加权平均值为(375±1)Ma,MSWD=0.081,属晚泥盆世,可代表其结晶年龄;锆石具有较均一的Hf同位素组成,初始比值为0.282 655~0.282 747、εHf(t)值为4.0~7.2,其对应的亏损地幔模式年龄为714~842Ma。结合区域地质资料认为,卡瓦布拉克杂岩带中的闪长岩由亏损岩石圈地幔发生部分熔融而形成。     

南大别蕲春构造混杂岩带中变质沉积岩源区和时代限定

大别造山带南缘蕲春混杂岩带构造属性和地质时限存在争议.本文在1/5万区域地质调查和岩石地层学研究的基础上,通过对实测剖面中四个变质沉积岩基质样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和原位Hf同位素分析,为混杂带的形成和演化提供约束.结果表明,碎屑锆石年龄谱主要集中在802-911 Ma,1331-1536 M...     

内蒙古林西地区上二叠统-中三叠统沉积序列的碎屑锆石记录及对古亚洲洋（东段）闭合时间的制约

晚二叠世-中三叠世在中亚造山带东段构造演化过程中是重要的转折期,它涉及古亚洲洋的最终闭合、沉积环境剧变等重大地质问题,而上二叠统林西组和中-下三叠统幸福之路组沉积序列记录了相应的构造演化过程。笔者对内蒙古东南部林西地区出露良好的林西组与幸福之路组,采取砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,解析年代学、沉积物源等信息。研究显示,被认为是三叠系标志层的陆相红色砂泥岩始现于晚二叠世。幸福之路组细砾岩样品最年轻碎屑锆石年龄为241Ma,从而将地层沉积时代上延至中三叠世后期。它与下伏林西组为整合接触关系,但在幸福之路组下部地层中发现微角度不整合,沉积时代存在间断(早、中三叠世之间)。林西组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄组成分为4组:254~336Ma、372~528Ma、669~1000Ma和1300~2534Ma,εHf(t)值变化范围较大(-25.6~+17.2)。幸福之路组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄集中于241~278Ma,εHf(t)值=+8.6~+16.5,其石炭纪和古元古代碎屑锆石少量。对比研究显示,林西组砂岩除兴蒙造山带物源外,还含有大量华北克拉通物源。与之相反,幸福之路组砂岩物源主要来自林西周边岩浆岩。结合区域地质特征,笔者认为古亚洲洋闭合于晚石炭世之前,晚古生代末是残余陆表浅海环境。内蒙古东南部地区在晚石炭世以来,表现为西伯利亚和华北克拉通联为一体后的陆内裂陷沉积活动及岩浆活动。     

Tectonic Setting and Provenance Analysis of Late Paleozoic Sedimentary Rocks in the Ordos Basin

鄂尔多斯盆地周缘物源均来自上地壳,以长英质岩石为主,主要为太古宇、元古宇的各类变火山-沉积岩组成的古老变质岩系,同时具有一定量的花岗岩和碱性玄武岩的混合,但物源成分及南北源区构造背景有所差异.在常量元素及稀土元素组成上,盆地南北物源区的沉积岩在地区及层位之间存在差异,且该变化符合大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘常量元素、稀土元素以及负Eu异常的变化趋势.常量元素变化分析表明盆地北部物源主要来自板块俯冲碰撞地带,与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关,少数为与活动大陆边缘相关的岛弧构造环境有关,到晚古生代中晚期才逐渐与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关.稀土元素对比分析表明,盆地北部物源与太古宙、元古宙的花岗片麻岩、闪长片麻岩、二长花岗岩、变余岩屑砂岩及千枚岩具有亲源性;而盆地南部早—中二叠世长期受被动大陆边缘物源影响,具有高SiO2,低Na2O的特征,这与太古宙—元古宙的太华群、秦岭群、宽坪群等岩系的高SiO2含量,K2O/Na2O＞1的特征一致,到晚古生代后期,逐渐与活动大陆边缘物源相关.北秦岭晚古生代山间盆地具有快速混杂堆积的沉积特点,属于盆地外缘,并与鄂尔多斯盆地呈连续过渡的状况,物源上具有继承关系;盆地晚古生代沉积岩中Gd含量及(Gd/Yb)N比值具有随时间迁移的特征,分析表明北部物源区在太原期处于构造快速活动期,而南部物源从山西期才开始进入快速活动期,这与区域构造演化背景一致,即北部物源区抬升要早于南部.     

长江中下游地区早古生代沉积岩地球化学特征及其构造背景与物源分析

长江中下游地区位于扬子板块北缘,自晋宁期结束至晚三叠世一直接受长期而稳定的沉积。粉砂岩和泥岩的主量、微量和稀土元素(REE)分析表明,研究区早古生代沉积岩的源岩主要来自大陆上地壳,物源区岩石类型主要为长英质沉积岩和火成岩,以及少量基性岩,构造背景为主动和被动大陆边缘。样品具有非常一致的REE配分曲线,表明研究区早古生代沉积物具有稳定且均一的物源。综合微量和稀土元素特征以及前人获得的Nd同位素模式年龄,判断长江中下游地区早古生代沉积岩物源区主要为北淮阳地块卢镇关群,而与上溪群、大别造山带和崆岭群没有联系。     

南祁连拉脊山构造带早古生代岩浆混合作用: 以马场岩体为例

拉脊山构造带位于南祁连构造带北缘,发育大量早古生代岩浆岩。其南缘马场岩体主要由黑云母花岗岩和花岗闪长岩组成,花岗闪长岩中发育大量的镁铁质微粒包体。黑云母花岗岩、花岗闪长岩和镁铁质包体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为467±7Ma、468±6Ma、466±6Ma。黑云母花岗岩具有低K₂O/Na₂O（0.28~0.37）、高Sr/Y（125~168）比值特征,为埃达克质岩;同时,黑云母花岗岩还具有相对低的MgO、Cr、Ni含量和Mg^#值,富集轻稀土、大离子亲石元素（Ba、K、Pb、Sr）以及Zr、Hf,亏损重稀土和高场强元素（Nb、Ta、Ti）,具有Eu正异常（Eu/Eu^*=1.30~1.58）,亏损Sr-Nd和锆石Hf同位素组成（（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_t=0.7044~0.7046,ε_Nd（t）=+2.05~+2.21,ε_Hf（t）=+8.2~+10.2）,指示黑云母花岗岩是新生地壳物质重熔的产物。镁铁质微粒包体与寄主花岗闪长岩之间呈过渡-截然接触界线,发育反向脉,角闪石嵌晶结构、斜长石不平衡生长结构、镁铁质凝块以及刀刃状黑云母、针状磷灰石等显微结构反映典型的岩浆混合特征。镁铁质微粒包体与寄主花岗闪长岩均富集大离子亲石元素（Cs、K、Pb、Sr）,亏损高场强元素（Nb、Ta、Zr、Hf）,具有与黑云母花岗岩一致的Sr-Nd同位素组成,但镁铁质微粒包体具有更高的MgO含量（6.15%~9.12%）、Mg^#值（57~60）和Cr（271×10^-6~424×10^-6）、Ni（54.7×10^-6~86.6×10^-6）含量,暗示镁铁质微粒包体与花岗闪长岩是由受俯冲流体交代的地幔熔体与新生地壳物质重熔形成的熔体经岩浆混合而成。结合区域背景分析,本文认为马场岩体的形成与南祁连洋俯冲过程中幔源岩浆底侵加热新生地壳以及岩浆混合作用相关。

     

Jurassic Subduction of the Paleo-Pacific Ocean in NE China: Zircon U–Pb and Sr-Nd-Hf isotopic Evidence from the Huashan and Taili Monzogranites

The Qilian orogen along the NE edge of the Tibet‐Qinghai Plateau records the evolution of Proto‐Tethyan Ocean that closed through subduction along the southern margin of the North China block during the Early Paleozoic. The South Qilian belt is the southern unit of this orogen and dominated by Cambrian‐Ordovician volcano‐sedimentary rocks and Neoproteozoic Hualong complex that contains similar rock assemblages of the Central Qilian block. Our recent geological mapping and petrologic results demonstrate that volcano‐sedimentary rocks show typical rock assembles of a Cambrian‐early Ordovician arc‐trench system in Lajishan Mts. along the northern margin of the Hualong Complex. Island arc rocks including basalt, andesite, dacite, rhyolite, and breccia is in fault contact with ophiolite complex consisting of mantle peridotite, serpentinite, gabbro, dolerite, plagiogranite, and basalt. Accretionary complexes are tectonically separated from the ophiolite‐arc rocks, with various rock assemblages spatially. They consist of pillow basalt, basalt breccia, tuff, chert, and limestone blocks with a seamount origin within the scaly shale in Dingmaoshan and Donggoumeikuang areas, and basalt, chert, and sandstone blocks within muddy shale matrix and mélange at Lajishankou area. Abundant radiolarians occur in red chert, and trilobite, brachiopod, and coral fossils occur within Dingmaoshan limestone blocks. Although partial basalt or chert blocks are highly disrupted, duplex, thrust fault, rootless intrafolial fold, tight fold, and penetrative foliation are well‐developed at Donggoumeikuang area. Spatially, accretionary complexes lie structurally beneath ophiolite complex and above the turbidites of the Central Qilian block. Ophiolite and accretionary complexes are also overlapped by late Ordovician molasse deposits sourced from Cambrian arc‐trench system and the Central Qilian block. These observations demonstrate that a Cambrian‐early Ordovician trench‐arc system within the South Qilian belt formed during the early Paleozoic southward subduction of the South Qilian Ocean collided with the Central Qilian block prior to the late Ordovician.     

尤溪地区侏罗系梨山组沉积岩沉积环境分析

本文在１：５万尤溪县等四幅区域调研工作的基础上，就本区广泛分布的梨山组沉积岩的沉积环境。通过沉积地层的基本层序划分、地方性剖面模式层序的建立及采用相分析，划分出辫状河及交织河沉积。辫状河积的河道宽、深化值大、沙滩及坝形成侧向连续的带状砂体。细粒沉积薄而少，多呈不连续状，构成“砂包泥”的宏观特征，交织河流具低梯度、低弯度、快速填积的低能及广阔的洪泛盆地，河道沉积的砂体在侧向上包含于细粒沉积物中，由于     

Sedimentary Paleoenvironment of the Eastern Hexi Corridor,NW China: Constraints from Chert Geochemistry and Sedimentary Analysis of Early Paleozoic Strata

The eastern Hexi Corridor, northwest China, is located at the tectonic junction of the Alxa Block, the North China Craton, and the Qinling‐Qilian Orogen. The early Paleozoic Xiangshan Group record critical information regarding paleoenvironment, paleoclimate and paleotectonic setting, from which we here present a focused study on the chert beds within the Xiangshan Group. Through field mapping, microstructural observation, whole‐rock geochemistry analyses and detrital zircon dating, we suggest that the Xiangshan Group chert was deposited along a passive continental margin, formed primarily through biological activity with minor hydrothermal influence and terrestrial input. The characteristics of the chert support a low latitude sedimentary paleoenvironmental origin, and reveal the fact that the Alxa Block was separated from the North China craton, while emerged some paleogeographic affinity with the Qilian region in the Middle‐Late Cambrian.     

北祁连山早古生代硅质岩稀土元素特征及环境指相意义

本文通过对北祁连山不同地质环境与火山岩相伴生硅质岩稀土元素特征的分析，证明产于不同地质环境硅质岩的稀土元素，特别是∑REE、Ce／Ce*、LaN／YbN具有特定的规律性变化。该研究为利用硅质岩稀土元素判定古老造山带构造环境提供了参考标准。