辽东半岛东北部宽甸地区南辽河群沉积时限的确定及其构造意义

辽东半岛东北部宽甸地区出露大面积南辽河群变质表壳岩系,本文通过对其中黑云石英片岩、含电气石浅粒岩和花岗质片麻岩进行精确的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及微区痕量元素分析,并结合锆石阴极发光(CL)图像研究来制约其原岩形成时代和变质时代,进而探讨胶-辽-吉活动带的大地构造属性。Cl图像显示锆石可以分为三类,第一类无核边结构,呈灰黑色均质特征;第二类发育核边结构,核部不发育或具弱生长环带,第三类锆石整体或者核部发育明显生长环带或具条痕状吸收特点,而后两类多数发育灰色均质边,与第一类特征一致。微区痕量元素分析结果显示,灰色均质锆石或边部具有高U(731.2×10-6～1383×10-6)、低Th(51.09～85.15×10-6)和Th/U(0.06～0.07)等特征,为变质成因;第二类锆石核部具有较高Th(97.68～219.7×10-6)和Th/U(0.21～0.27),为岩浆成因;第三类具有高Th(249.6×10-6～469.4×10-6)和Th/U(0.60～0.74),为岩浆成因。定年结果显示,所有测点均位于谐和线上或附近,三类锆石207Pb/206Pb年龄分别介于1878～1903Ma,2011～2043Ma和2082～3285Ma,前两者峰期年龄分别为1885Ma和2035Ma,表明该区南辽河群的原岩形成于～2035Ma之后,而峰期变质作用应发生在～1885Ma,其沉积作用应发生于2035～1885Ma之间;第三类锆石年龄区域上与古元古代辽吉花岗岩、火山岩及古老结晶基底年龄相吻合,暗示它们为南辽河群提供重要物源。结合前人有关辽吉花岗岩及区域构造变形、变质作用等资料,本文研究认为辽东半岛东北部宽甸地区南辽河群应形成于伸展的构造环境。

黑龙江东部“新元古代”黄松群杨木组沉积时限和物源组成:来自锆石U-Pb年代学的制约

以出露于黑龙江东部地区前人原定为新元古代的黄松群底部杨木组为研究对象，对其中的二云母石英片岩和晚期片麻状二长花岗岩分别进行LA-ICP-MS锆石 U-Pb 年代学研究，旨在准确限定杨木组的沉积时限并揭示其物源组成。结果表明：采自黑龙江东宁地区黄松群杨木组标准剖面的二云母石英片岩中锆石多为岩浆成因，同位素年龄集中在古生代—早中生代，并且呈现出248、263、270、290、318、326、约360、426 Ma等多个显著的年龄峰值，而侵入到其中的晚期片麻状二长花岗岩的形成时代为（221±3）Ma；黄松群杨木组沉积于早—中三叠世（221-248 Ma），并非前人所厘定的新元古代。基于杨木组碎屑锆石年龄频数和区域地质年代学资料的对比分析，杨木组沉积物主要来源于周边的晚古生代—早中生代地质体以及次要的早古生代地质体。此外，新元古代岩浆锆石的出现证明研究区可能存在新元古代岩浆事件，而中—古元古代碎屑锆石的存在同时暗示早中生代期间该区地表或地表浅部应存在更为古老的前寒武纪残片。

鸭绿江盆地鹰嘴砬子组和馒头组的沉积时限及物源:碎屑锆石U-Pb年代学证据

鸭绿江盆地中生界鹰嘴砬子组与古生界馒头组河口段碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb的年代学研究结果表明,采自鹰嘴砬子组的凝灰质粉砂岩(样品HD1-3),其碎屑锆石年龄分布区间为3 259~123Ma。主要年龄峰为2 500 Ma(33%)、1 807 Ma(11%)、282 Ma(11%)、235 Ma(5%)、150 Ma(7%)和126 Ma(5%),最年轻的一组锆石加权平均年龄(126 Ma)限定地层的沉积下限为早白垩世,其沉积物源来自于盆地内部及其邻区古元古代、古生代和中生代岩浆作用的产物。采自馒头组河口段的岩屑长石砂岩(样品SD2-1),其碎屑锆石年龄分布区间为2 350~503 Ma。形成的年龄峰值主要为1 553 Ma(13%)、1 396 Ma(13%)、1 086 Ma(17%)和787 Ma(30%)。最小的锆石年龄(503 Ma)限定地层沉积下限为晚寒武世,其沉积物源主要来自鸭绿江盆地内部及其邻区的中元古代和新元古代岩浆作用的产物。

从构造热事件探讨湖南志留纪沉积时限兼论盆地演化特征

湖南地区志留纪的沉积时限一直以来争议颇多,笔者通过对该区沉积特征及层序地层、构造运动分析发现:小溪峪组属于一套有障壁海岸浅海细碎屑沉积,是海水由南东向北西退却期的沉积响应,属于早期高水位体系域;泥盆系云台观组属一套海侵型的海相陆源碎屑岩沉积,从野外的界面特征分析云台观组为一套开阔海岸受波浪作用明显的以石英砂为主体的沉积物,属于广西运动之后由东南向北西形成的海侵过程的沉积响应。小溪峪组与云台观组二者所属沉积盆地环境和演化不同,其界面属于Ⅰ型层序界面,不整合接触。广西运动导致的江南造山带的隆起在430Ma左右结束,志留纪沉积盆地应大部分消亡,由此认为志留纪沉积盆地接受的沉积物时间也应在相对应时段中,小溪峪组在湖南地区不存在晚志留纪沉积物。

大兴安岭南段阿鲁科尔沁旗地区林西组沉积环境特征及其时限的地质意义

针对兴蒙-松嫩地区林西组沉积环境、沉积时限及古亚洲洋最终闭合时间等争议问题,通过对阿鲁科尔沁旗罕庙地区林西组的岩性、古生物、微量元素及碎屑锆石U-Pb测年等综合研究认为:林西组发育淡水双壳类和叶肢介化石,微量元素Sr/Ba值主要分布在0.05~0.18之间(平均值为0.12),B/Ga值主要分布在1.84~3.22之间(平均值为2.50),V/Cr值介于1.36~2.21之间(平均值为1.81),其沉积时期应为缺氧或贫氧的淡水湖泊环境。结合林西组砂岩碎屑锆石具有多时代物源特征、最年轻年龄为251 Ma、沉积下限年龄为晚二叠世等特征推测,古亚洲洋在研究区的最终闭合时限应为中二叠世末期,晚二叠世时期研究区即已转化为陆相沉积。

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1 955~457Ma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TDM1和二阶段模式年龄TDM2分别为1 827~1 307Ma和2 411~1 715Ma。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TDM2为1 110~1 047Ma;后者的ε_(Hf)(t)值为-7.7~6.4,Hf同位素一阶段模式年龄TDM1为1 206~662Ma。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。

扬子陆块新元古代首次冰期前的区域沉降及其沉积响应研究

赣北及邻区休宁组(莲沱组)与湖北宜昌、通山地区的莲沱组是华南新元古代中期的重要地层单元,但对其沉积大地构造背景和时代归属一直存在不同认识。本文在详细的沉积学调查和区域对比研究基础上,对采自通山石门塘剖面莲沱组底部含砾砂岩、上部的沉凝灰岩和上饶华坛甘岭剖面的上墅组顶部英安岩、休宁组中部沉凝灰岩分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得通山莲沱组最大沉积年龄为784.0±11.0 Ma,莲沱组中上部沉积年龄约为727.3±6.7 Ma;获得华坛甘岭剖面上墅组顶部英安岩形成年龄为779.0±6.6 Ma、休宁组中部沉积年龄为733.6±5.9 Ma,因此,赣北及邻区的莲沱组或休宁组沉积时限与宜昌地区基本一致。沉积学调查显示,华坛甘岭休宁组沉积构造不发育,主体为冲积扇—滨浅海至深水陆棚相沉积;通山莲沱组沉积构造发育,斜层理、交错层理、沙纹层理及波痕等牵引流沉积构造发育,为河流—三角洲沉积序列。研究认为,在扬子陆块内,浙皖赣邻区的莲沱组(休宁组)与宜昌莲沱组、滇中澄江组及湘黔桂地区的板溪群及其相当地层的上部沉积时限(780~720 Ma)大体相当,为南华冰期开启前在区域热沉降背景下,南华裂谷系的第一套呈区域性展布的裂谷盖沉积。

以地质事件性质讨论华北克拉通古元古界典型地层时代--以五台地区滹沱群为例

从滹沱群底部四集庄组不同的分布区选择了1件正长花岗斑岩、1件似斑状二长花岗岩砾石及1件侵入于蒋村四集庄组的正长花岗斑岩,进行了锆石U-Pb-Hf同位素分析。获得正长花岗斑岩和似斑状二长花岗岩砾石的锆石207Pb/206Pb加权平均年龄分别为2507±14 Ma和2519±35 Ma,推断花岗岩砾石的物源可能为五台新太古代晚期峨口花岗岩和兰芝山花岗岩;侵入于四集庄组的正长花岗斑岩锆石207Pb/206Pb年龄为2157±15 Ma。结合四集庄组、五台地区高凡群火山岩年龄结果和华北克拉通2.2~2.0 Ga地质事件的性质,认为滹沱群底界可能为2.2~2.18 Ga,顶界时代约为2.0 Ga,其沉积对应一期强烈的陆内裂谷伸展过程。新太古代花岗岩砾石和古元古代花岗岩锆石Hf同位素结果指示,五台地区新太古代早期出现明显的地壳生长,新太古代晚期也存在地壳增长。

内蒙古东部上二叠统林西组砂岩锆石SHRIMP U-Pb年代学及其构造意义

林西县官地—翟家沟剖面和阿鲁科尔沁旗陶海营子剖面是二叠系上统林西组的典型剖面,岩性为灰、灰黑、黄绿色的砂板岩组合,时代为晚二叠世。砂岩主要由长石岩屑砂岩和粉砂岩组成。长期以来,林西组的沉积时限尚未准确限定,还存在争议;沉积物来源区也较复杂,还需进一步确认。这一问题的解决也将为解决华北与西伯利亚板块拼贴时限和拼贴位置提供年代学数据支撑。本文选取陶海营子地区的长石岩屑砂岩(TH01)和林西县官地—翟家沟地区的粉砂岩(2GD002)作为研究对象,选取锆石进行SHRIMP U-Pb测年。结果显示,碎屑锆石的206Pb/238U年龄分布区间为:256.2±2.5Ma^276.4±2.4Ma(N=20),327.2±2.6Ma^363.7±3.5Ma(N=2),415.0±3.5Ma^481.1±4.4Ma(N=8),531.4±3.8Ma^577.5±5.0Ma(N=2),598.9±6.0Ma^974.6±7.8Ma(N=6),1049±11Ma^2606±7Ma(N=4,207Pb/206Pb年龄);年轻锆石的206Pb/238U年龄加权平均值分别为260.7±1.2Ma(MSWD=1.13,N=13,TH01)和262.6±1.9Ma(MSWD=1.6,N=7,2GD002),最年轻的锆石年龄分别是256.0±2.5Ma(TH01)和257.9±2Ma(2GD002)。综合研究认为林西组的沉积下限为253~257Ma,沉积上限可能延伸至238~242Ma,年轻锆石的峰值年龄(260Ma、262Ma)与华北板块北缘和大兴安岭南部西拉木伦河缝合带附近与板块碰撞、拼合相关的岩浆事件相吻合;林西组物源主要来自西拉木伦河缝合带北部的东北地区,也有可能来自西拉木伦河缝合带南部,华北板块与西伯利亚板块在早三叠世之后拼合,古亚洲洋消失,并尝试对研究区林西组油气资源潜力进行初步评价。

桂北三江地区丹洲群的锆石U-Pb年龄及其地质意义

桂北地区丹洲群是一套分布于江南造山带西段的裂谷充填型沉积地质,其沉积时限与上覆南华系冰期沉积的年代学格架一直未能得到较好的约束。在野外地质调查的基础上,运用LA-ICP-MS技术,对桂北三江地区丹洲群拱洞组顶部的凝灰质砂岩进行碎屑锆石U-Pb定年,约束丹洲群的沉积时限。锆石CL图像特征及Th、U含量均表明,所测锆石为岩浆成因的碎屑锆石。锆石自形程度高,磨圆度差,暗示丹洲群沉积地层为近源沉积的产物。41粒碎屑锆石中,最年轻的一组锆石给出了723.9±3.6 Ma的206Pb/238U加权平均年龄。结合前人研究成果,及研究区丹洲群拱洞组与南华系长安组呈整合接触关系,以及全球低纬度南华冰期起始年龄(~718 Ma)的地质事实,将丹洲群的沉积时代限定为820~720 Ma,同时约束上覆南华系冰期沉积起始于~720 Ma。

内蒙古陶海营子地区林西组形成时代——来自侵入岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

长期以来,内蒙古阿鲁科尔沁旗陶海营子地区晚二叠世林西组的沉积时限未得到进一步确认。笔者在对该区林西组典型剖面进行详细野外调查的基础上,对侵入其二段的黑色厚层状细砂岩花岗细晶岩脉中的锆石进行了LA-ICP-MS同位素测定,得到锆石的206Pb/238U年龄加权平均值为242.0Ma±3.7Ma(MSWD=2.8,N=19),表明该细晶岩脉侵位年龄为中三叠世早期。在该剖面林西组二段未有上覆沉积岩系的情况下,该花岗岩脉的侵位年龄可以作为该区林西组沉积上限的间接证据。

华南上奥陶统宝塔组天文年代格架及其地质意义

对华南四川盆地及周缘地区的四川省南江县桥亭剖面、重庆市南川区三泉剖面和贵州省习水县良村剖面上奥陶统宝塔组高分辨率磁化率(MS)数据进行了旋回地层学分析,识别出405ka长偏心率、100ka短偏心率、30ka斜率和20ka岁差沉积旋回,其中偏心率和岁差旋回信号最强。利用405ka长偏心率旋回进行天文调谐后得出三条剖面宝塔组的沉积时限分别为4.17Ma、5.64Ma和5.05Ma,平均沉积速率分别为7.67m·Ma^(-1)、4.68m·Ma^(-1)和6.37m·Ma^(-1),呈现出从北往南沉积时限变长,沉积速率变小的趋势,指示了北部接受沉积时间要比南部更晚,海侵从南向北推进。良村剖面宝塔组中所产牙形石Hamarodus brevirameus带和Protopanderodus insculptus带的延续时限分别为3.62 Ma和1.43 Ma;桥亭剖面三叶虫Niuchangella angustilimbata间隔带、Dislobosaspis xixiangensis延限带和未建带的延续时限分别是2.83 Ma、0.41Ma和0.81Ma。

新疆西南天山阿万达金矿区赋矿围岩物源及形成时代：碎屑锆石U-Pb年代学制约

阿万达金矿位于西南天山造山带内。此次研究在简要总结其矿床地质特征基础上,对与阿万达金矿成矿密切相关的阿克苏群中硅质片岩围岩分别进行了岩石地球化学分析和LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年研究,以期对围岩的沉积环境、物源及形成时代进行讨论。岩石地球化学分析结果显示,阿万达金矿赋矿围岩中硅质片岩的原岩可能为一套成熟度较低的泥岩或砂岩,物源主要为石英岩质沉积物,沉积环境可能处于活动大陆弧内的沉积盆地内。U-Pb定年结果显示,其碎屑锆石定年数据主要形成了加权平均年龄值为405 Ma或406 Ma的年龄峰,其谐和年龄最小峰值即405 Ma可以作为其最大沉积年龄。因此笔者认为阿克苏群中硅质片岩的沉积时代并不是前人所定的长城纪,而是不老于早泥盆世。另外,这一地层的物源组成具有多样性,～405 Ma碎屑锆石占主体,可能与哈尔克山北缘火山弧内的早泥盆世岩浆活动有关;～745Ma的碎屑锆石的出现,表明其物源有少部分来自新元古代岩石;极少数～2.50 Ga的碎屑锆石的出现,反映了华北地台对本地层有物源上的贡献。

坦桑尼亚古元古代姆柏兹地体锆石U-Pb-Hf同位素特征及其指示的构造环境研究

通过研究坦桑尼亚乌本迪变质活动带内姆柏兹地体(初)糜棱岩的锆石U-Pb-Hf同位素特征,认为初糜棱岩物质来源于古老地壳的再循环。对比研究坦桑尼亚鲁呼呼盆地和鲁夸盆地卡鲁超群沉积特征,结合卡鲁超群底部砂岩的碎屑锆石年龄谱系特征,推测鲁夸盆地内卡鲁系的最大沉积时限为晚石炭纪-早二叠纪,其物质来源于乌本迪带或南部伊鲁米德带内的新元古代-寒武纪岩浆岩。通过计算碎屑锆石年龄与地层沉积时代差值的累频分布特征,确定了晚古生代时期的鲁夸沉积盆地构造属性为拉张背景的陆间裂谷。结合本次锆石U-Pb-Hf同位素特征研究和区域地质资料分析结果,认为姆柏兹地体经历了两次俯冲-造山-裂解(伸展)构造旋回,响应了哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆的聚合、裂解。冈瓦纳大陆裂解期间形成的裂谷盆地接受沉积,形成了卡鲁超群沉积。

藏东吉塘群黑云二长片麻岩锆石U-Pb年龄及其变质时代的厘定

藏东吉塘群变质基底时代归属一直以来存在较大争议,至今未形成统一认识。对藏东察雅县吉塘镇多穷沟吉塘群黑云二长片麻岩进行了碎屑锆石U-Pb定年,同时与西北部的类乌齐地区吉塘群进行了对比研究。碎屑锆石U-Pb年龄结果表明:吉塘群黑云二长片麻岩最大沉积时限不早于566±9.5 Ma,时代为新元古代晚期;吉塘群黑云二长片麻岩原岩为副片麻岩,推测其碎屑物质多来源于太古宙、新元古代的花岗质岩石、长英质火山岩等。对比研究发现,吉塘地区吉塘群与类乌齐地区吉塘群在物质组成上具有一定的相似性,后者的正片麻岩单元属于华力西期—印支期岩浆作用的产物,不属于吉塘群结晶基底物质。结合已有的研究成果,认为吉塘群原岩成岩后经历了5期构造热事件改造,变质年龄峰值分别为427 Ma、377~359 Ma、308~273 Ma、255~252 Ma、226~203 Ma,其中226~203 Ma的岩浆活动可能导致了吉塘群的重融。