湘中长安组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

我国南方扬子板块是国际上新元古代冰期地层最具代表性的地区之一,冰期地层出露广泛,为国内外学者所关注.对扬子地块东南缘湘中大乘山地区长安组二段底部的凝灰质板岩中所获得的碎屑锆石的U-Pb LA-ICP-MS同位素年代分析研究结果显示,长安组碎屑锆石年龄主要为831 ～ 720 Ma,少数为新元古早期1005 ～ 842Ma,含有少量古元古—中元古的2500 ～ 1933 Ma的锆石.长安组较年轻的两组锆石加权年龄为769 Ma(2σ,n=9,MSWD=11.3)和828 Ma(2σ,n=16,MSWD=7.9),最小年龄720.2±12 Ma(206Pb/238U表面年龄).长安组碎屑锆石的U-Pb年代学表明,该地层最早形成时代＜770 Ma,那么长安冰期的启动年龄应不大于770 Ma.组成碎屑锆石年龄谱中最大碎屑锆石群体的年龄组构750～830Ma为华南在新元古代时期的生长和再造时代,可能与Rodinia超大陆的裂解有关.古元古代2500 ～ 1933 Ma年龄信息在长安组碎屑锆石的出现,则暗示了湘中大乘山地区或扬子东南缘的一次地壳再造事件.     

武当地块与扬子陆核区新元古代早期沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学对比及其地质意义

系统收集并总结了武当地块与扬子陆核区(崆岭地区)已发表的新元古代沉积岩中碎屑锆石的U-Pb年代学数据,对二者的相互关系进行分析,并讨论了扬子克拉通北缘新元古代时期的构造演化过程及特征。对前人发表的年代学数据进行的统计和对比结果表明,武当地块沉积岩中碎屑锆石年龄谱记录了~710Ma和~2.5Ga的年龄峰值,同时缺乏3.0Ga年龄的锆石,表明其沉积物质来源可能并非扬子陆核区,其在新元古代之前可能作为一个独立的微陆块与扬子陆核区(崆岭地区)分离开来,二者于新元古代中期发生碰撞拼合而成为一个整体。     

扬子陆块三峡地区莲沱组砂岩中碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

对扬子陆块三峡地区黄牛岩剖面莲沱组顶部砂岩中的120颗碎屑锆石进行了U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析.结果显示,黄牛岩剖面莲沱组中碎屑锆石的年龄谱具有～880～800 Ma、～2 000 Ma、～2 500 Ma及～2 700 Ma的峰值,其中最年轻的碎屑锆石年龄为724±8 Ma.结合前人对该地区莲沱组顶部凝灰岩开展的年代学工作,将莲沱组顶部砂岩沉积时代限定为724～714 Ma.莲沱组砂岩沉积时间与其中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄接近,反映了其源区地壳物质的快速再循环.碎屑锆石Hf同位素两阶段模式年龄(TDM2)集中在～3.7～3.1 Ga、～2.5～2.0 Ga和～1.3～1.0 Ga,反映其物源区存在古-中太古代、古元古代以及中元古代末期的初生地壳生长.对比近年来三峡地区不同剖面莲沱组砂岩中已报道的碎屑锆石年龄和Hf同位素数据,黄牛岩剖面的莲沱组碎屑锆石年龄和Hf同位素组成与之以北的王丰岗剖面均存在明显差异,说明莲沱组沉积期两者的陆源物质供给区有较大差别.     

扬子陆块西南缘3.8 Ga碎屑锆石及其地质意义

古老锆石和岩石的发现,是探索地球早期地质演化的关键.为进一步揭示扬子陆块基底物质组成和早期地壳形成演化,采用LA-ICP-MS锆石微区U-Pb测年,对扬子陆块西南缘禄丰地区东川群变质砂岩进行了年代学研究,发现3 822±21 Ma的古老碎屑锆石.这是目前在扬子陆块获得的第2颗>3.8 Ga的古老锆石,也是目前在该地区发现的最老锆石.变质砂岩碎屑物质主要包括4个峰值年龄（~2 320 Ma、~2 162 Ma、~2 036 Ma和~1 915 Ma）,2颗最年轻的锆石年龄基本限定了东川群早期最大沉积时限,与区域上火山岩时代相吻合.另外还包含少量中-晚太古代（2.6~2.9 Ga）和始太古代（3.7~3.8 Ga）的碎屑物质.Hf同位素组成显示这些碎屑锆石具有不同成因,其中2 674~3 822 Ma的碎屑锆石总体具有正的ε_Hf（t）值和2.9~3.9 Ga的两阶段模式年龄,暗示扬子陆块在冥古宙-古太古代时期就有一定规模的新生陆壳分布.古元古代（1.9~2.4 Ga）的岩浆活动除有少量古元古代（2.3~2.4 Ga）新生地壳组分熔融外,大多为太古宙（2.5~3.7 Ga）古老地壳部分熔融.中元古代更多表现为古老地壳的熔融和物质再循环.研究结果为深化扬子陆块早前寒武纪地质演化认识提供了新资料.      

扬子北缘大洪山地区中元古代打鼓石群碎屑锆石年代学及其地质意义

扬子陆块出露了较多前南华纪地层和岩浆岩,碎屑沉积岩中保存的碎屑锆石对限定地层沉积时代、示踪沉积物源和反演早期大陆构造演化具有重要意义.通过对扬子北缘大洪山地区中元古代打鼓石群碎屑锆石年代学的研究,结果显示李家咀组最年轻的锆石年龄为1 250±64 Ma,主要峰值为2 078 Ma、2 437 Ma、2 659 Ma和3 084 Ma附近;罗汉岭组最年轻锆石年龄为1 077±51 Ma,主要峰值为1 126 Ma、2 044 Ma、2 458 Ma和2 635 Ma附近.根据结果认为:李家咀组的沉积时代在1 250±64 Ma与1 126 Ma之间,罗汉岭组沉积时代晚于1 077±51 Ma,可以确定打鼓石群的沉积时代为中元古代.另外,通过对打鼓石群、神农架群、会理群和东川群的碎屑锆石统计频谱特征的对比分析,发现在扬子陆块不同地区出露的中元古代地层,具有明显不同的锆石年谱特征,反映了各地层单元的物源差异很大,在中元古时期应分属不同的地块,经历了中-新元古代构造演化,才逐渐拼合成统一的扬子陆块基底.      

华南扬子陆块成冰纪冰川作用的启动时限及其全球对比*

江口冰期和南沱冰期是华南地区引人注目的2次成冰纪冰川事件,但其确切启动时间及其全球对比关系仍未有定论。为此,对桂北地区成冰系(南华系)长安组底部和南沱组底部冰成杂砾岩开展了碎屑锆石U-Pb年代学研究。长安组碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于958—717 Ma,显著峰值为720、753、805及848 Ma,最年轻一组 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄的加权平均值为719.6±6.1 Ma,可解释为长安组最大沉积年龄;南沱组碎屑锆石U-Pb 年龄集中分布于987—649 Ma,显著峰值为650、720、753、779、803、823及848 Ma,最年轻一组 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄的加权平均值为649.3±6.2 Ma,可解释为南沱组最大沉积年龄。结合已发表的相关年龄数据可知,江口冰期很可能启动于ca.715 Ma,与塔里木、阿拉伯—努比亚、劳伦等陆块的Sturtian冰川作用高度同步;南沱冰期的启动应晚于650 Ma,与西伯利亚、澳大利亚、劳伦等陆块的Marinoan冰川作用基本同步。另外,碎屑锆石U-Pb年龄谱与CL图像显示,长安组和南沱组的物质来源主要为下伏新元古界岩浆—沉积记录,揭示出冰川对下伏地层的强烈刨蚀作用和华南新元古代幕式构造岩浆热事件。扬子陆块成冰纪冰川刨蚀作用可能与Rodinia 超大陆“裂离”有关的强烈伸展活动存在联系,并可能持续至Marinoan 冰期结束。     

南秦岭东河群碎屑锆石U-Pb年龄及其板块构造意义

南秦岭微陆块是秦岭造山带的重要构造单元,其早白垩世沉积物是研究物源区及南秦岭微陆块构造演化的理想对象.南秦岭微陆块南缘观音坝盆地早白垩世砂砾岩中的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄给出了5个年龄峰,范围分别是2600～2300Ma、2050～1800Ma、1200～750Ma、650～400Ma和350～200Ma,对应于Kenor、Columbia、Rodinia、Gondwana和Pangaea等5次超大陆事件.碎屑锆石源区复杂,但主要源自华北克拉通和北秦岭增生带,表明晚古生代南秦岭微陆块是秦岭-华北联合大陆板块的一部分,而非独立的微陆块.最年轻的锆石年龄峰给出了勉略洋向秦岭-华北大陆俯冲的时限,即350～ 200Ma;扬子与秦岭-华北联合大陆板块的碰撞造山作用始于三叠纪-侏罗纪之交,强烈的挤压造山作用发生在侏罗纪,而非三叠纪或更早.     

东秦岭镇平县南湾组碎屑锆石U-Pb年代学及地质意义

东秦岭位于秦岭造山带与大别造山带的结合部位,其构造演化对于了解华北陆块与扬子陆块的碰撞拼合起着至关重要的作用;而南湾组是了解东秦岭构造过程的一个重要窗口,目前却少有关于其区域物质组成差异的研究.对东秦岭镇平县望火楼一带南湾组碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学研究.结果表明,锆石年龄峰值主要集中于2 757~2 500 Ma、2 500~2 400 Ma、2 150~1 800 Ma、1 800~1 700 Ma、1 520~1 165 Ma、1 100~1 000 Ma、1 000~880 Ma、840~630 Ma、550~471 Ma,原岩物质主要来源于华北陆块、北秦岭构造带和南秦岭构造带.对比镇平县南湾组、秦岭地区刘岭群、信阳地区南湾组及大别山造山带北侧佛子岭群的年龄峰值及物质组成,结果显示均存在一定的差异.因此,四者是否具有真正意义上的可对比性需要进一步研究.      

内蒙古西乌珠穆沁旗本巴图组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其意义

在前人研究的基础上,对本巴图组的野外地质特征、岩石类型、岩石组合、锆石年代学等进行了研究。镜下特征显示本巴图组砂岩主体为岩屑晶屑含砾砂岩;碎屑锆石阴极发光图像显示,它们多具有震荡生长环带或条痕状吸收,Th/U比值为0.06~1.03(平均0.55),具有岩浆锆石的典型特点。应用LA-ICP-MS测年技术对本巴图组进行了碎屑锆石分析,其206Pb/238U年龄可以分为5组：①319~451Ma,峰期年龄为363Ma;②457~543Ma,峰期年龄为513Ma;③724~996Ma,峰期年龄为945Ma;④1031~1836Ma,峰期年龄为1572Ma;⑤2469~2505Ma,峰期年龄为2487Ma。年龄分布的意义：研究区本巴图组沉积的时间下限应为319Ma之后;457~543Ma发生泛非期构造热事件,沉积物源主要来源于佳-蒙地块;另外几组峰值年龄945Ma、1572Ma和2487Ma主要反映了佳-蒙地块基底的年龄信息。     

内蒙古西乌珠穆沁旗本巴图组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其意义

在前人研究的基础上,对本巴图组的野外地质特征、岩石类型、岩石组合、锆石年代学等进行了研究.镜下特征显示本巴图组砂岩主体为岩屑晶屑含砾砂岩;碎屑锆石阴极发光图像显示,它们多具有震荡生长环带或条痕状吸收,Th/U比值为0.06～1.03(平均0.55).具有岩浆锆石的典型特点.应用LA-ICP-MS测年技术对本巴图组进行了碎屑锆石分析,其206Pb/238U年龄可以分为5组:①319～451Ma,峰期年龄为363Ma;②457～543Ma,峰期年龄为513Ma;③724～996Ma,峰期年龄为945Ma;④1031～1836Ma.峰期年龄为1572Ma;⑤2469～2505Ma,峰期年龄为2487Ma.年龄分布的意义:研究区本巴图组沉积的时间下限应为319Ma之后:457～543Ma发生泛非期构造热事件,沉积物源主要来源于佳-蒙地块;另外几组峰值年龄945Ma、1572Ma和2487Ma主要反映了佳一蒙地块基底的年龄信息.     

黔北大竹园组碎屑锆石年代学及成矿指示意义

晚石炭世大竹园组分布于黔北-渝南一带,是重要的含铝土矿层。为示踪铝土矿的成矿物质来源,本文对大竹园铝土矿中的铝土岩进行了激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)碎屑锆石年代学研究。结果表明,84组锆石谐和年龄分布于447~2825 Ma之间,集中在505~660 Ma(n=15)、714~794 Ma(n=13)、900~1302 Ma(n=42)和2473~2500 Ma(n=5)四个年龄段。与华南古生界碎屑锆石年龄频谱相比,缺失中、上泥盆统中400~440 Ma的年龄段,更类似于奥陶系-下泥盆统的碎屑锆石年龄频谱。结合区域地质特征,认为:①铝土岩中的碎屑锆石可能为下伏韩家店群(S₁hj)中的再循环锆石,韩家店群是铝土矿的重要成矿母岩;②加里东造山事件使华夏和扬子地块发生碰撞拼合,志留纪华夏地块迅速隆升、被剥蚀,为铝土矿的形成提供了大量成矿物质基础。     

赣南地区寒武纪高滩组碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及地质意义

寒武纪高滩组广泛分布于赣南武功山-雩山地区,主体为一套浅变质砂岩夹板岩的复理石建造。为分析其物源,并对源区地壳生长和构造演化提供约束,本文对采自高滩组的变长石石英杂砂岩进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。锆石U-Pb年龄数据显示2 500 Ma、1 100~900 Ma和900~700 Ma 3个主要年龄峰值。2 500 Ma的年龄峰值代表了新太古代末期—古元古代的古陆核生长事件。1 100~900 Ma和900~700 Ma两个峰最显著,表明Rodinia超大陆聚合裂解在华南地区的响应,为该区寒武纪地层提供了主要物源。此外,3 003 Ma锆石年龄的捕获说明,华夏地块可能存在太古宙地壳基底。Hf同位素数据表明,源区锆石结晶多为古老地壳组分部分熔融产生的岩浆。结合锆石年龄数据分析认为,华南地区存在强烈的新元古代岩浆活动,该时期岩浆活动主要是古老地壳物质的再循环。     

黔东震旦-寒武系转换期碎屑锆石年龄及其地质意义

通过对注溪地层剖面岩性、含矿性及接触关系进行详细考察,及对其黑色岩系中长石岩屑砂岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得84组有效年龄,其中864~742 Ma年龄最集中,表明新元古代黔东地区存在大规模的岩浆活动.江南造山带为黔东早寒武世黑色岩系的主要沉积物源区,而钒等成矿元素源于基性-超基性侵入岩体.雪峰运动导致这些含矿岩体剥顶,大量金属元素注入海洋.海侵海底缺氧,富含这些成矿元素藻类死亡,钒等金属元素随同有机质进入沉积物中,在利于其沉淀富集的留茶坡和九门冲组地层成矿.536 Ma为留茶坡组最后接受沉积时限和九门冲组最大沉积年龄,震旦与寒武系界线位于留茶坡组中上部硅质岩中,清水江组地层岩性的变形、变质和角度不整合于上覆、下伏地层的现象为雪峰运动地质效应.      

塔里木盆地碎屑锆石年龄分布对前寒武纪基底的指示

应用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法研究塔里木盆地前寒武纪基底与超大陆的关系,对盆地内部不同地区井下11个碎屑岩样品进行锆石年代学分析.塔里木盆地南部与北部分别检测到早元古代、中元古代产生的物源,结合周边造山带测年资料分析佐证了早中元古代塔里木南北块体演化有差异,北部大量的中元古代早期年代数据可能预示塔北微块体存在与Columbia超大陆裂解时间相近的构造-热事件.南北塔里木在新元古代早期才发生碰撞拼合形成统一的基底与演化进程,所有样品都检测到南华纪年龄数据证实塔里木板块及其周缘在此期发生大规模裂解事件,南华纪大规模火成岩活动形成了盆地显生宙碎屑岩最主要的蚀源,塔里木板块存在与Rodinia超大陆裂解时间相当的构造-热事件.碎屑锆石测年资料为研究塔里木板块与超大陆的关系提供了来自盆地内部的证据.     

唐王陵昭陵组砾岩碎屑锆石U-Pb年代学分析

唐王陵砾岩的时代归属及其沉积物源环境一直是鄂尔多斯盆地南缘新元古界-下古生界沉积地层学研究和油气地质勘探备受关注且长期存有争议的问题。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学方法,定量分析探讨了唐王陵昭陵组砾岩的时代归属和物质来源。结果表明:昭陵组砾岩的碎屑锆石U-Pb测年数据主要分布在744~943 Ma(n=6)、1 005~1 412 Ma (n=15)、1 449~2 209 Ma(n=255)和2 274~2 696 Ma (n=49)四个年龄区间,相应的峰值年龄集中在815 Ma、1 182 Ma、1 811 Ma、2 454 Ma,最年轻的单颗粒锆石年龄为744 Ma。它与盆地西缘贺兰山地区震旦纪正目观组的碎屑锆石U-Pb年龄谱非常相似,但明显有别于盆地南缘晚奥陶世平凉组,尤其是缺少平凉组碎屑锆石主要集中在454 Ma的峰值年龄,由此限定昭陵组砾岩的沉积时代主要发生在晚前寒武纪或震旦纪。锆石U-Pb年龄谱的区域对比揭示,昭陵组砾岩的沉积物源主要来自于华北(鄂尔多斯)地块的古元古代变质基底岩系和其南缘北秦岭构造带的晚前寒武纪岩浆岩-变质杂岩,呈现稳定地块与活动带双向混合物源特征。     

湘东北新元古代冷家溪群沉积岩的地球化学特征和碎屑锆石U-Pb年代学

江南造山带已被普遍接受为是由扬子陆块与华夏陆块在新元古代碰撞拼合而形成,正确理解江南造山带形成机制是探索华南前寒武纪地质演化的前提,也是深入剖析华南显生宙构造演化的重要因素,但是人们对其拼贴时限及构造属性仍存在争议.沉积岩的矿物组成及地球化学特征可以对其沉积物源及形成的构造背景起到很好的指示作用.然而,前人多聚焦于岩浆岩的地球化学－年代学研究或地层中碎屑锆石的年代学研究,江南造山带新元古代沉积物的物源示踪研究相对薄弱.针对江南造山带中段平江地区冷家溪群中段小木坪组及黄浒洞组沉积岩开展了详细的岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,结果表明,这些样品具有较高的SiO₂（58.82%~70.62%,平均为64.68%）和Al₂O₃（13.35%~20.99%,平均为16.78%）,高的Al₂O₃/（CaO+Na₂O）（3.8~12.4,平均6.6）、K₂O/Na₂O（0.95~3.20,平均1.8）、La/Sc（2.0~2.7）、Th/Sc（0.84~0.86）比值,与此同时,具有较低的CaO、MgO和Na₂O含量（分别为0.19%~2.85%、1.43%~2.13%、和1.44%~2.27%）和Co/Th（0.83~5.30）比值.同时,这些沉积岩富集轻稀土元素（LREE）,具有明显的铕负异常（Eu/Eu*=0.62~0.69）,与澳大利亚后太古代页岩（PAAS）的稀土元素配分模式相似.其中两件定年样品的碎屑锆石最小年龄峰值分别为856 Ma和860 Ma.综合前人研究成果,江南造山带冷家溪群沉积岩来自于中酸性火成物源区,并经历了快速剥蚀和较弱的风化过程,在860~830 Ma时处于活动大陆边缘的构造环境中.      

广西大明山地块寒武系碎屑锆石U Pb年龄及其构造意义

大明山地区位处扬子地块与华夏地块结合带的西南段,对该区寒武系碎屑锆石开展U-Pb年龄谱研究可为新元古代—早古生代扬子地块与华夏地块结合带构造属性的进一步确定和对华南大地构造演化的深入研究提供新的依据。本次研究对该区2件寒武纪砂岩样品分选出的碎屑锆石进行了LA-ICPMS U-Pb年代测定和分析。锆石的透射光及阴极发光图像、Th/U比值、稀土元素特征说明其主要为岩浆岩锆石。222个谐和年龄数据显示出5个主要年龄区间:550~560Ma、750~780 Ma、950~1020 Ma、1560~1740Ma和2390~2450Ma,其中以950~1020Ma区间表现为最突出的峰值。对比大明山与大瑶山地区的寒武系碎屑锆石年龄谱系,两者表现出相似的分布特征。最明显的年龄峰值(980Ma)揭示物源区曾是Grenville期造山带的一部分。与扬子地块和华夏地块碎屑锆石年龄谱系进行比较,结合古水流及相关地质证据,认为所研究样品的碎屑锆石主要来自华夏地块。根据现有的资料,我们更倾向于认为寒武纪时扬子—华夏之间可能没有大洋的分割,而是一陆间海(intercontinental sea)格局。本次研究还在大明山寒武系中测得8颗具有太古宙年龄的古老锆石(≥2500Ma,其中1颗≥3200Ma)。这些锆石具振荡环带结构,Th/U比值均≥0.4,稀土分布多具有明显的Ce正异常与Eu负异常,指示其来自岩浆岩,反映物源区在太古宙发生过岩浆作用。结合前人研究获得的华夏地块太古宙锆石年龄信息,认为华夏地块可能存在太古宙地壳基底或接受过古老陆块的物源供给。     

云南西盟曼亨花岗岩锆石U-Pb年龄与地质意义

在1∶25万区域地质调查工作的基础上,对出露于西盟县新厂乡一带的曼亨花岗岩进行了岩石地球化学和精确的成岩年代学研究。岩石中w(Si O2)为72.73%~77.24%,w(K2O+Na2O)=4.28%~9.01%(平均7.38%),w(K2O)/w(Na2O)=0.65~20.84(平均2.67),显示高硅和富碱的特点。标准矿物计算结果具较高q值,并出现较高c分子,标准矿物组合为c+q+or+ab+an+hy,属于铝、硅过饱和系列。岩石的A/NCK为1.05~2.66(平均1.29),属S型花岗岩。LA-ICPMS锆石U-Pb测年结果,显示曼亨花岗岩结晶年龄为446.1±2.5 Ma,表明该岩体形成于晚奥陶世。综合研究认为该期花岗岩具有同碰撞岩浆活动的特征,是泛非运动晚期冈瓦纳大陆汇聚过程其外围地区板块持续相互碰撞、造山作用的产物。     

河北宽城中元古代串岭沟组凝灰岩SHRIMP锆石U Pb年龄及其地质意义

通过对采自河北宽城地区串岭沟组上部火山凝灰岩锆石的U-Pb SHRIMP定年,首次获得河北宽城地区中元古代串岭沟组沉积年龄为1621±12 Ma,结合近年来华北地区一系列SHRIMP锆石 U-Pb年龄数据,探讨该地区地层柱的年代学标定。为中国地层委员会对前寒武纪地层年表进行重新标定,即长城系（Ch, 1.8~1.6 Ga）,提供了河北宽城地区中元古代地层新的数据。