中亚造山带东段晚古生代伸展构造环境的证据:内蒙古双井地区哲斯组沉积学及年代学研究

本研究从沉积学与年代学角度切入,聚焦于中亚造山带东段晚古生代末期的演化历史。以内蒙古双井地区中二叠统哲斯组陆源粗碎屑沉积岩为研究对象,利用沉积剖面实测、岩相古地理分析及锆石年代学测试等方法,厘定其沉积时限与沉积构造环境,以探讨晚古生代末期中亚造山带东段的构造演化历史。来自哲斯组的2个砂岩样品的最年轻谐和锆石组的谐和年龄分别258. 1±1. 9Ma与261. 6±1. 7Ma,在误差范围内相等,限定了研究区内哲斯组地层的最大沉积年龄约为260Ma,处于中二叠世末的Capitanian期;其主要物质来源包括华北板块太古代至早元古代的结晶基底、华北板块北缘早古生代陆缘弧及中-晚泥盆世西别河组。碎屑锆石年代学与沉积学研究表明,研究区内哲斯组所处沉积盆地类型为伸展构造环境下的裂谷盆地,早期具有短时间内快速充填巨厚层粗碎屑沉积的补偿盆地特征,并伴有活跃的同沉积火山与构造活动,发育近岸水下扇相沉积;晚期逐渐转变为过补偿盆地,发育陆相干旱型冲积扇相沉积;表现出沉积环境由海相变为陆相、碎屑物供应充足且近源低成熟度碎屑增多的盆地充填过程。根据沉积相组合及展布、沉积年龄与碎屑锆石主要结晶年龄间隔等特征,结合研究区存在双峰式火山岩及碱性岩带等证据,哲斯组应代表晚古生代末期的裂谷盆地沉积。上述研究提供了中亚造山带东段二叠纪发生陆内伸展过程的证据。

内蒙古克什克腾旗哲斯组沉积学和年代学研究及其古地理意义

为了重建西拉木伦河北部晚古生代沉积古地理格局并探讨古亚洲洋的闭合过程,本研究对克什克腾旗西部的哲斯组地层进行了详细的沉积环境与沉积相分析、锆石U-Pb年代学研究。来自哲斯组的凝灰质砂岩与安山岩样品的最年轻锆石组的谐和年龄为262±1Ma和258±17Ma,限定研究区内地层沉积下限为中晚二叠世。前人认为哲斯组地层为深海环境下的浊流沉积,本文研究表明哲斯组以近源快速堆积、快速沉降为特征,沉积环境为三角洲前缘相与前三角洲相的多次交替,同时受到火山活动的影响。通过详细的沉积岩野外剖面观察,区内地层并没有发现以单调的递变层理为特征的连续鲍马序列层序,而是出现从砂岩到粉砂岩或泥岩的不规则截然互层层序,并与巨厚层的滑塌堆积交替发育,表明研究区中二叠世古地理格局并不具备深海浊积扇的发育条件,也暗示中二叠世不存在向南发育的广阔大陆边缘;另一方面,结合古流向恢复和物源分析,哲斯组的沉积物应主要来自于南部的华北克拉通以及南造山带陆缘弧,说明研究区在中二叠世已与华北板块连通,并没有类似大洋俯冲带的阻隔作用。因此,研究区中二叠世古地理格局并不具备深海远源浊积扇的发育条件,而是处于近源快速堆积的伸展环境,中二叠世既不存在向南发育的广阔大陆边缘,也不存在代表板块边界的俯冲带。

内蒙古西部温都尔庙群的时代及其在中亚造山带中的位置

内蒙古西部的温都尔庙群下部为含铁石英岩、变质火山岩与绢云石英片岩,上部由各类绢云石英片岩、石英岩组成,局部夹碳酸盐沉积。利用SHRIMP和ICP-MS定年方法,获得该群下部的变质火山岩时代为（460±4）Ma,上部绢云石英片岩中最年轻的峰值年龄为417 Ma和444 Ma。结合已有的锆石年龄分析结果,本文认为温都尔庙群的发育时代可能为500～415 Ma。根据温都尔庙群的物质组成,推测其形成于松辽—浑善达克地块周围的大陆边缘海域并命名为温都尔庙洋,代表我国境内早古生代时期的古亚洲洋。根据碰撞造山带理论探讨了温都尔庙群的构造位置,提出在早—中古生代时期,以温都尔庙群为代表的古亚洲洋发生了向南部华北地块和向北部兴安—艾力格庙地块的双向俯冲,其主体部分形成南、北两个加积楔,而其边缘部分卷入南、北混杂岩带成为基质,因此温都尔庙群的褶皱及变质历史记录了中亚造山带东段的演化过程。对碎屑锆石年龄分布的研究表明,温都尔庙群的前寒武纪物源特征与蒙古国下古生界的相似,而与华北陆块显著不同,表明温都尔庙群的物源很可能来自华北陆块之外的前寒武纪古陆。

内蒙古苏尼特左旗卓仑音诺尔地区中二叠统哲斯组沉积环境、形成时代及意义

内蒙古苏尼特左旗卓仑音诺尔地区哲斯组可以分为下部的粉砂岩、页岩段和上部的砾岩-砂岩段,分别代表扇中亚相的漫流沉积和扇根亚相的近源快速沉积,反映研究区二叠纪以陆相盆地干旱型冲积扇为特征的岩相古地理面貌。碎屑岩年代学研究揭示,哲斯组的物源为兴安-艾力格庙地块、早古生代的岛弧岩浆岩带及晚石炭世和早二叠世的岩浆岩体,表明盆地具有复杂源区。测年样品中最年轻一组锆石年龄的峰值为281Ma,侵入该组的石英闪长玢岩年龄为248±3Ma,限定陆相盆地的形成时代为中二叠世—三叠纪初。区域地质分析表明,中—晚二叠世兴蒙造山带中西部的不同地区均发育陆源碎屑沉积盆地,但层序特征各不相同,可能属于互不连通的小型盆地,代表二叠纪的盆岭构造,揭示兴蒙造山带在二叠纪整体处于陆内伸展的构造环境。