鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段(以下简称马五段)上部发育两层凝灰岩,通常作为地层划分的区域标志层,研究凝灰岩锆石年龄能厘定马家沟组年代地层格架并确定其沉积期的构造背景。对盆地S148井和T56井马五段凝灰岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年及Hf同位素特征分析,得到两组锆石年龄458.4±2.4 Ma和460.9±2.9 Ma,将马家沟组沉积期厘定为中奥陶统达瑞威尔阶—上奥陶统桑比阶。锆石微区原位Hf同位素测试点n(176Hf)/n(177Hf)值变化范围为0.282687~0.280820,εHf(t)值在6.67~11.32之间,二阶段模式年龄变化范围为720~1024 Ma。对比盆地周缘凝灰岩锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征,认为马家沟组凝灰岩可能来自于盆地西南方向的北秦岭和/或北祁连造山带,凝灰岩就位前北秦岭洋和/或北祁连洋开始向北俯冲消减进入洋陆转换阶段,中奥陶世晚期盆地西南缘开始转化为活动大陆边缘。

鄂尔多斯盆地南缘赵老峪剖面奥陶系凝灰岩锆石SHRIMPU-Pb定年及其地质意义

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系赵老峪组的时代一直是依据古生物化石组合确定的,但基于笔石带其时代为晚奥陶世,而依据牙形石组合则为中奥陶世或者中奥陶世晚期,存在明显的差异,缺少高质量同位素年龄的约束。本文选择富平赵老峪剖面赵老峪组凝灰岩夹层进行精确的SHRIMP锆石U-Pb同位素测年,获得了453.2±6.9 Ma年龄结果,将此前认为的中、晚奥陶世沉积严格地确定为晚奥陶世。结合区域地质资料讨论,认为鄂尔多斯南缘上奥陶统凝灰岩层的形成与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,可能记录了与这个过程伴生的火山喷发事件。该同位素年龄表明这里的奥陶纪地层在华北克拉通是最年轻的,故它不仅准确地确定了地层的形成时代,而且对华北克拉通早古生代地质演化史的认识有着重要的意义。

贵州松桃南华系大塘坡组凝灰岩锆石SHRIMPⅡ U-Pb年龄

新元古代冰期和冰期发生的确切时代一直是全球前寒武纪地质学家关注的话题之一。本文应用高分辨率、高精度离子微探针(SHRIMP)锆石U-Pb定年方法,测定采自贵州松桃黑水溪锰矿大塘坡组底部凝灰岩锆石U-Pb年龄为667.3±9.9Ma(MSWD=1.6)。这一年龄结果与前不久Zhou等(2004)在“Geology”上报道的贵州松桃寨郎沟剖面大塘坡组下部凝灰质层的锆石U-Pb年龄662.9±4.3Ma(MSWD=1.24)完全一致,进一步限定了我国南华系大塘坡组间冰期的下限年龄。综合近年来同位素年代学新资料,认为南华系南沱冰期与新元古代马利诺(Marinoan)冰期相当,时限大致在660～630Ma之间。南华系的下冰期与斯图特(Sturtian)冰期相当,时限大致在750～670Ma之间。

云南东川地区昆阳群黑山组凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地层学意义

云南东川地区昆阳群的形成时代及地层层序一直令人关注,已获得的一些数据虽然具有参考意义,但高质量的SHRIMP定年还很缺乏。在东川地区昆阳群黑山组中上段发育的近180m厚的具有地层意义的晶屑、岩屑凝灰岩中采集样品D0202一件,选出锆石百余粒,获得SHRIMP U-Pb加权平均年龄为(1503±17)Ma。样品D0202的锆石Th/U大于0.48,并具清晰的振荡环带结构,均为岩浆成因的锆石,表明黑山组形成于中元古代早期。这一年龄表明昆阳群的形成时代至少大于1500Ma,为准确地标定昆阳群的时代和层序提供了新的参考依据。

华北青白口系下马岭组凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb定年

华北中、新元古代地层一直是建立中国晚前寒武纪地层标准剖面的主要目标,其年代地层位置一直是地学界关注的基础地质问题。然而,许多关键层位仍缺乏高质量同位素年龄的约束。首次在华北青白口系下马岭组凝灰岩中获得大量岩浆型锆石,利用SHRIMPII技术进行了高精度定年,测得凝灰岩层锆石206Pb/238U加权平均年龄为1368Ma±12Ma。进而结合区域资料讨论了锆石年龄的地质意义。该同位素年代学资料为华北青白口系下马岭组最新的资料,不仅准确地确定了地层的形成时代,而且对整个华北地台中、新元古代地层地质演化史的认识有着重要的意义。

云南东川望厂组熔结凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其意义

本文报道了云南东川地区望厂组中熔结凝灰岩锆石的SHRIMP U-Pb年龄。其中自形结构、环带清晰锆石的不一致曲线与谐和线上交点的207Pb/206Pb年龄分别为2317±13Ma(n=13,MSWD=3.3),13个点的加权平均年龄为2299±14Ma(n=13,MSWD=5.9),表明望厂组地层的沉积时代为古元古代早—中期。东川地区下四组地层与滇中昆阳群(黄草岭组—美党组)和四川会理群(淌塘组—天宝山组)的沉积时代相差近1.0Ga。为了区别于昆阳群和会理群,建议对本区下四组地层(洒海沟组、望厂组、菜园湾组、平顶山组)独立建群,即汤丹群。汤丹群是目前为止康滇地区已发现的最古老的地层建造之一,经历过古元古代中期的挤压过程(东川运动)和古元古代末期的拉张过程,可能是相对于扬子古陆核独立存在、并构成早—中元古宙Columbia超级大陆的一个小的古老陆块。

新疆西准噶尔包古图组凝灰岩锆石SHRIMP年龄及其地质意义

西准噶尔地区出露巨厚层的下石炭统火山-沉积岩,包括太勒古拉组、包古图组和希贝库拉斯组,前人主要通过生物化石来确定各组之间的层位关系,并存在争论。本文对包古图金矿区包古图组中3个蚀变凝灰岩样品开展的锆石SHRIMF年代学研究表明,凝灰岩的年龄分别为328.4Ma(MSWD=0.72)、342.6Ma(MSWD=0.76)和336.5Ma(MSWD=1.6)。结合太勒古拉组年代学数据和下石炭统火山-沉积地层的分布关系,确定西准噶尔下石炭统火山-沉积地层从下到上依次为:希贝库拉斯组、包古图组和太勒古拉组。

黔东南—桂北地区四堡群凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地层学意义

首次获得黔桂地区晚前寒武纪四堡群凝灰岩(斑脱岩)锆石SHRIMP U-Pb年龄,结合新获得的侵位于四堡群的花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄,将四堡群明确定位于新元古界。"江南造山带"普遍发育的新元古代四堡群(梵净山群、冷家溪群、双桥山群)和上覆的丹州群(下江群、板溪群、河上镇群)均为低变质绿片岩系,构成了江南古陆的变质基底。多年来四堡群一直划归中元古界,并且构成"四堡运动"的主体,其时代的定位一直影响着整个江南古陆变质基底的地层划分和对比,也制约着中国地质学家对江南造山带的地质背景和成矿条件解疑。通过对四堡群及其上覆地层中斑脱岩锆石的研究,精确地测定并获得了四堡群斑脱岩锆石的年龄841.7Ma±5.9Ma和黔东南摩天岭地区侵入四堡群的花岗岩锆石的年龄826.8Ma±5.9Ma。

甘肃靖远宝积山地区上三叠统南营儿群底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地层学意义

前人研究认为,晚三叠世鄂尔多斯盆地西缘向西延伸,越过六盘山盆地与河西走廊连通,其相关地层可以相互对比,但上述研究成果一直缺乏高精度、高可置信度的同位素地层年龄数据的支持。本文对靖远县宝积山地区南营儿群底部较厚的一层凝灰岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年研究,获得两组加权平均年龄,分别为439.3±4.1Ma和244.1±3.8Ma。前者是继承锆石结晶年龄,而后者是该层凝灰岩的沉积年龄。通过与鄂尔多斯盆地延长组7段底部的凝灰岩沉积年龄对比,发现它们的沉积年龄在误差范围内相当一致。也就是说,可以用靖远宝积山南营儿群底部的凝灰岩及其延长组7段底部的凝灰岩,作为区域地层对比的标志层,这一研究成果为上述相关地层进行精确的地层划分与对比提供了可靠的依据。

豫西汝阳盆地九店组凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb测年及其对含恐龙化石地层年代约束

豫西汝阳盆地蟒川组陆相地层发育大型恐龙等动物化石,含化石的蟒川组与上覆、下伏地层序列和时代存有争议。通过汝阳盆地陆相地层野外系统调查,厘定了含恐龙地层—沉积序列及时代归属。在汝阳盆地早白垩世九店组凝灰岩中获得锆石SHRIMP U-Pb年龄为133～130Ma,结合九店组—陈宅沟组—蟒川组地层序列、沉积特征和接触关系等,认为汝阳盆地恐龙动物群及其赋存地层时代为早白垩世晚期。

黔东地区下江群凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地层意义

本文报道黔桂地区晚前寒武纪下江群沉积地层凝灰岩(斑脱岩)获得高精度的锆石年龄,结合侵位四堡群花岗岩锆石年龄和四堡群斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年龄,将下江群明确定位于新元古代晚期沉积。该年龄对为重新界定下江群时代及同期地层的区域对比和构造演化都有着重要意义。江南古陆普遍发育的晚元古代低变质绿片岩系四堡群(梵净山群、冷家溪群、双桥山群)及上覆地层丹州群(下江群、板溪群、河上镇群),两者之间的构造界面,是人们争论的主题,其时代的定位一直影响着整个江南古陆变质基底的地层划分和对比,同时制约着中国地质学家对江南造山带的地质背景和成矿条件解疑。本文通过下江群甲路组地层中斑脱岩的锆石研究,精确地测定了甲路组斑脱岩锆石年龄(814.0±6.3)Ma和清水江组斑脱岩锆石年龄(773.6±7.9)Ma。上述锆石年龄解决了黔桂地区新元古代晚期沉积时代问题。

沱沱河地区多才玛铅锌矿晶屑熔结凝灰岩锆石SHRIMP年龄及岩石地球化学特征

多才玛铅锌矿是近年来沱沱河地区发现的一处超大型铅锌矿床,位于青藏高原东北部的东羌塘地块。恶劣的气候条件以及矿床发现时间晚,造成该地区地质研究程度极低。笔者重点对容矿围岩之一的晶屑熔结凝灰岩进行了SHRIMP锆石U-Pb测年和岩石化学成分分析。研究表明,晶屑熔结凝灰岩中锆石呈自形-半自形,发育典型的岩浆锆石振荡生长环带,Th/U值较高（0.39~0.69）,为典型的岩浆锆石。测得晶屑熔结凝灰岩U-Pb加权平均年龄为（254.0±2.9）Ma,MSWD=1.9;谐和年龄值为（254.0±3）Ma,MSWD=1.9,属海西末期。岩石化学成分表现为高硅过铝、贫钙和镁,明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,强烈亏损P、Ti、Nb、Ta等高场强元素,富集LREE,Nb/Ta值（7.78~8.29）等特征表现为壳源岩浆和弧火山岩特征。综合分析认为,254Ma±时期本区处于深俯冲消减阶段。

华北串岭沟组凝灰岩锆石SHRIMP年龄及其地层学意义

华北克拉通燕辽地区是中国中新元古代沉积地层的标准剖面区。蓟县群和青白口群已经取得了很多重要的高精度定年数据,但是长城群除了顶部大红峪组有了高精度定年以外,其他组还缺乏可靠的高精度定年数据。为了准确标定华北克拉通中元古界长城群串岭沟组的年龄,对采自河北宽城地区神仙岭剖面串岭沟组顶部火山岩凝灰岩锆石进行了SHRIMP U-Pb定年。结果表明所测锆石207Pb/206Pb表面年龄加权平均值为(1 634.8±6.9)Ma(95%置信度,MSWD=1.2,n=23)。可见长城群串岭沟组顶部的准确年龄为(1 634.8±6.9)Ma,表明长城群串岭沟组到大红峪组整体上属于中元古代地层。

天津蓟州东水厂中元古代高于庄组凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄——对中元古代生物-环境事件的制约

对华北克拉通北缘中-新元古界标准剖面的高于庄组第三亚组(张家峪亚组)下部凝灰岩样品进行了锆石SHRIMP U-Pb定年,获得207Pb/206Pb加权平均年龄1582±12 Ma。该凝灰岩层厚度约15 cm,层位介于高于庄组第三亚组下部“瘤状灰岩”层与含宏观藻类化石(Parachuaria glabra.)层之间,紧邻藻类化石层。该地层时代为高于庄组属于国际中元古界盖层系(Calymmian System)下部层位提供了新依据,为中元古代高于庄组全球生物-环境事件及全球对比提供了重要约束。

四川茂县渭门组凝灰岩锆石SHRIMPU-Pb测年及地质意义

对出露于松潘-甘孜褶皱带四川茂县渭门一带的渭门组的形成时代一直令人关注,但迄今为止未见其形成年龄的报道,在开展1∶25万绵阳幅区域地质调查（修测）时,在渭门组中上段发育近100 m厚的具地层意义的凝灰岩中采集高精度SHRIMP测年样品一件,获得SHRIMP U-Pb加权平均年龄为530.1±4.3 Ma（MSWD=1.5）。样品中的锆石Th/U介于0.36-1.09 Ma之间,并具清晰的振荡环带结构,均为岩浆成因的锆石,表明渭门组形成于早寒武世,为准确地界定渭门组的时代和层序提供了新的参考依据,对正确认识松潘-甘孜褶皱带的地层格架和构造濱化具有重要意义。

三峡地区新元古代莲沱组底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年代学及其地质意义

湖北三峡地区发育一套新元古代地层,其可能记录了地球系统的一系列剧变,如莲沱组可能记录了与Rodinia超大陆的裂解以及南华冰期起始时间等相关的地质信息。然而,莲沱组的沉积年龄及区域地层对比却仍存在较大争议,限制了我们对这些地质信息的理解。本文从花鸡坡剖面莲沱组底部凝灰岩层获得两组SHRIMP U-Pb锆石年龄(810±7)、(763±10)Ma,前者可能为莲沱组下伏黄陵花岗岩剥蚀后再沉积的结果,而后者应代表莲沱组底部沉积开始的年龄。结合前人在三峡地区对莲沱组地层年代学的研究,认为莲沱组沉积年龄为780~714Ma,区域上可与滇中、川西澄江组/开建桥组及湘北的板溪群、黔东南的下江群及桂北的丹洲群进行对比,但其缺失下江系早期—中早期(820~790 Ma)沉积地层,因此只相当于下江群、丹洲群的中上部地层。

燕山地区团山子组层凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

燕辽地区长城群年代学工作一直是华北克拉通中元古代地质学研究的重点之一。由于团山子组与下伏串岭沟组界限年龄不明确,且此前的年龄都是来自于其中的火山熔岩锆石的年龄,亟待新的测年工作加以验证和完善。本文作者在北京市密云区、平谷区的团山子组下部发现了层凝灰岩,并对其开展了系统的SHRIMP锆石U-Pb测年,获得两个高精度年龄1634±9Ma和1637±8Ma,进一步精确限定了该组的形成年代。结合前人研究,燕辽地区团山子组的底界、也即下伏串岭沟组顶界年龄,可进一步限定为1638Ma。由此可对燕辽地区长城群地层格架进行更准确的年代学厘定,并进一步确认其整体处于持续拉张的裂谷-被动陆缘背景下的快速沉积特征、以及长城群团山子组-大红峪组与华北克拉通南缘汝阳群洛峪口组等相关沉积更为精确的对比关系。结合其他资料还可推断,在团山子组-大红峪组及洛峪口组等形成时,华北克拉通南北两侧都开始被碳酸盐岩浅海覆盖,且最终还可能在其中部出现了南北联通的碳酸盐岩浅海通道。这显示出华北克拉通与早先所拼合克拉通之间已产生明显的拉张性疏离及新生海洋,应标志着华北克拉通从哥伦比亚超大陆裂解的新阶段。

遵义牛蹄塘组底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

制约扬子地台早寒武世地层的精确锆石U-Pb年龄稀少,对最近于遵义松林地区下寒武统牛蹄塘组底部发现的凝灰岩中的锆石斑晶进行SHRIMP U-Pb测年,结果显示凝灰岩的就位年龄为(518±5)Ma(MSWD=0.37),从而提供了扬子地台下寒武统第二个精确锆石U-Pb年龄数据,构建了该区下寒武统以精确锆石U-Pb年龄为基础的时间框架雏形.结合区域地层对比,凝灰岩年龄数据显示澄江生物群及三叶虫首现(FAD)的绝对年龄应该晚于(518±5)Ma.该年龄数据同时表明,遵义松林地区牛蹄塘组底部Ni-Mo-PGE多金属富集层的Re-Os等时线年龄数据(537～542Ma)不代表地层的年龄.

黔东地区梵净山群与下江群凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄

根据黔东地区梵净山群回香坪组第6段凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(840Ma±5Ma),结合下江群芙蓉坝组碎屑锆石年龄谱系及下江群新寨组(板溪群马底驿组)凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(813.5Ma±9.6Ma),将其与广西四堡群和丹州群凝灰岩年龄进行对比。梵净山群回香坪组年龄与四堡群鱼西组凝灰岩年龄一致,2个地区均发育早期基性岩和枕状熔岩、晚期浅色花岗岩。该事件的精确定年对江南造山带西南端构造演化将有重要的地质意义。依据江南古陆新元古代低变质绿片岩的最新锆石U-Pb年龄,梵净山群(贵州)、四堡群(广西)、冷家溪群(湖南)、双桥山群(江西)与仓溪岩群(湖南)、宜丰岩群(江西)、张村群(江西),甚至与双溪坞群(浙西)在沉积年代上有一定的时间差,而上覆贵州下江群甲路组(814Ma)、广西丹州群合桐组(802Ma)、湖南板溪群张家湾组(802Ma)、江西登山群邓家组(766Ma)和浙江河上镇群骆家门组(791Ma)沉积起点的时间也不一致,但是两者之间均为角度不整合接触,反映出明显的造山事件。研究认为,不断地获得精确的地层年代数据将影响整个江南古陆变质基底的地层对比,并制约江南造山带的地质背景和成矿条件。

华南双桥山群和河上镇群凝灰岩中的锆石SHRIMP U-Pb年龄--对江南新元古代造山带演化的制约

通过西澳科庭大学离子探针中心的远程测试,在双桥山群横涌组和安乐林组斑脱岩中获得大量锆石,其SHRIMP U-Pb加权平均年龄为831Ma±5Ma(横涌组)、829Ma±5Ma(安乐林组),在河上镇群上墅组中获得加权平均年龄767Ma±5Ma。锆石SHRIMP U-Pb年龄表明华南地区广为发育的双桥山群应归入新元古界,该年龄为标定双桥山群在地层柱中的位置提供了准确的年代学依据。