祁连山西段玉石沟地区上二叠统砂岩碎屑锆石年代学及其地质意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.01.11

摘要/Abstract

摘要：

玉石沟地区位于青藏高原东北缘,大地构造属于北祁连造山带南缘,其石炭纪—三叠纪是上叠盆地发育时期,表现为浅海相、海陆交互相至陆相稳定型沉积建造。对玉石沟北部紫红色粗砂岩样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年,其年龄结果主要分布在4个区间:260~350 Ma(峰值314 Ma)、400~500 Ma(峰值445 Ma)、1 700~2 000 Ma、2 200~2 600 Ma,800~1 000 Ma锆石数仅有2颗,另有1颗锆石为2 056 Ma。锆石CL图像显示:260~350 Ma锆石中既有变质锆石也有岩浆锆石,可能响应南祁连地区石炭纪—早二叠世的热事件。400~500 Ma锆石以岩浆锆石为主,表明北祁连造山带和中祁连地块广泛发育的弧岩浆岩和同碰撞花岗岩提供了物源。1 700~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma锆石主要为变质锆石,反映了祁连地块基底变质岩的年龄信息,推测来源于基底变质岩的剥露。800~1 000 Ma年龄区间的锆石数量稀少,可能反映新元古代侵入体在该组沉积时期尚未大规模剥露。砂岩中最年轻的锆石年龄为(289±2) Ma,限定了其沉积时代的下限为早二叠世,结合实测地层剖面上的岩石组合和层序变化,将之归属于上二叠统红泉组。碎屑锆石年龄结构表明玉石沟地区红泉组兼具北祁连造山带和中—南祁连地块的年龄信息,红泉组沉积物可能具有南、北两个物源区。

关键词: 北祁连造山带, 上二叠统, 红泉组, 碎屑锆石, U-Pb测年

Abstract:

Yushigou area is located in the northeastern margin of the Qinghai-Tibetan plateau, and lies tectonically on the southern margin of the North Qilian orogenic belt. We conducted LA-ICP-MS detrital zircon U-Pb dating on the red sandstones from Yushigou. The results yielded four age groups at 260-350 Ma (peak at 314 Ma), 400-500 Ma (peak at 445 Ma), 1,700-2,000 Ma, and 2,200-2,600 Ma. Besides, two zircon grains were dated to be 800-1,000 Ma and another zircon to be 2,056 Ma.Zircons of 260-350 Ma show mainly magmatic (and minor metamorphic) features in CL imaging, reflecting the occurrence of Carboniferous to Early Permian magmatic-metamorphic events. Zircons of 400-500 Ma have mainly a magmatic origin, suggesting that the detrital provenance of the Yushigou sandstones were from arc magmatic rocks and syn-collisional felsic rocks. Zircons of 1,700-2,000 Ma and 2,200-2,600 Ma are dominantly metamorphic with old age information, indicating that the highly metamorphosed basement rocks were the detrital provenance of the sandstones. The few 800-1,000 Ma zircons indicate that the Neoproterozoic batholith had not been significantly exhumed. The youngest detrital zircon age from these sandstones (289±2 Ma) constrains the maximum deposition age of the Yaogou Group to the Early Permian. Comparing the rock features along the geological section, the strata likely belong to the Upper Permian Hongquan Formation. The broad age spectrum reflects the tectono-magmatic events in both the North Qilian orogenic belt and the South-Central Qilian block, and indicates that the Hongquan Formation has two detrital provenances.

Key words: North Qilian orogenic belt, Upper Permian, Hongquan Formation, detrital zircon, U-Pb dating

中图分类号:

P588.21

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图/表 5

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测点号	w_B/10^-6			同位素比值							年龄/Ma
测点号	Pb	U		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	Th/U	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	最佳年龄	1σ
1	21		285	0.072 0	0.000 5	0.552 2	0.017 8	0.055 7	0.001 8	0.353 3	448	3	446	14	439	71	448	3
2	28		361	0.070 6	0.000 5	0.547 5	0.015 0	0.056 2	0.001 5	0.649 8	440	3	443	12	461	61	440	3
3	22		431	0.049 9	0.000 3	0.365 5	0.006 7	0.053 1	0.001 0	0.399 3	314	2	316	6	334	43	314	2
4	8		24	0.325 1	0.002 2	4.998 7	0.038 6	0.111 5	0.001 0	0.056 3	1 815	12	1 819	14	1 824	16	1 824	16
5	53		154	0.333 9	0.002 1	5.429 2	0.036 4	0.117 9	0.000 9	0.186 7	1 857	12	1 889	13	1 925	14	1 925	14
6	231		707	0.337 4	0.002 2	5.375 8	0.039 8	0.115 5	0.001 0	0.013 5	1 874	12	1 881	14	1 888	15	1 888	15
7	73		204	0.338 0	0.002 2	5.367 6	0.060 3	0.115 2	0.001 4	0.346 6	1 877	12	1 880	21	1 883	22	1 883	22
8	52		159	0.309 8	0.001 9	4.529 8	0.043 0	0.106 0	0.001 1	0.368 6	1 740	11	1 736	16	1 732	19	1 732	19
9	62		193	0.309 4	0.002 0	4.560 7	0.045 3	0.106 9	0.001 2	0.329 4	1 738	11	1 742	17	1 747	20	1 747	20
10	34		90	0.377 8	0.002 4	6.612 4	0.055 2	0.126 9	0.001 2	0.054 8	2 066	13	2 061	17	2 056	17	2 056	17
11	25		70	0.368 5	0.002 3	6.142 6	0.083 2	0.120 9	0.001 7	0.029 1	2 022	13	1 996	27	1 969	25	1 969	25
12	17		42	0.341 1	0.002 3	5.492 2	0.040 0	0.116 8	0.001 0	1.010 2	1 892	13	1 899	14	1 908	15	1 908	15
13	42		117	0.340 0	0.002 2	5.423 1	0.098 3	0.115 7	0.002 0	0.403 0	1 886	12	1 889	34	1 891	32	1 891	32
14	17		49	0.304 5	0.002 2	4.429 2	0.035 6	0.105 5	0.001 0	0.629 9	1 714	12	1 718	14	1 723	17	1 723	17
15	49		641	0.073 7	0.000 5	0.566 4	0.029 6	0.055 7	0.002 9	0.465 9	459	3	456	24	441	117	459	3
16	11		135	0.073 6	0.000 5	0.561 6	0.111 3	0.055 3	0.010 8	0.593 3	458	3	453	90	425	436	458	3
17	3		54	0.052 9	0.000 7	0.395 4	0.018 1	0.054 2	0.002 5	0.505 2	332	4	338	16	380	105	332	4
18	6		86	0.068 6	0.000 5	0.513 7	0.004 1	0.054 3	0.000 5	0.316 9	428	3	421	3	385	20	428	3
19	23		71	0.305 3	0.001 9	4.546 6	0.371 0	0.108 0	0.008 4	0.428 3	1 717	11	1 740	142	1 766	142	1 766	142
20	7		114	0.049 9	0.000 4	0.359 8	0.002 4	0.052 3	0.000 4	1.140 7	314	3	312	2	297	18	314	3
21	15		286	0.045 8	0.000 3	0.329 0	0.011 3	0.052 1	0.001 8	1.150 5	289	2	289	10	288	79	289	2
22	18		236	0.071 2	0.000 5	0.548 4	0.005 5	0.055 9	0.000 5	0.637 2	443	3	444	4	448	22	443	3
23	39		140	0.236 0	0.001 8	2.851 2	0.022 2	0.087 6	0.000 8	0.974 5	1 366	10	1 369	11	1 374	17	1 374	17
24	37		138	0.241 3	0.001 5	2.970 1	0.020 2	0.089 3	0.000 7	0.732 8	1 393	9	1 400	10	1 410	16	1 410	16
25	96		162	0.494 5	0.003 1	11.848 3	0.118 7	0.173 8	0.001 9	0.943 2	2 590	16	2 592	26	2 594	18	2 594	18
26	44		647	0.071 4	0.000 5	0.551 0	0.005 2	0.056 0	0.000 6	0.179 1	444	3	446	4	452	23	444	3
27	32		66	0.435 8	0.002 8	9.056 1	0.468 2	0.150 7	0.007 8	0.710 9	2 332	15	2 344	121	2 354	88	2 354	88
28	5		70	0.071 6	0.000 5	0.551 3	0.005 4	0.055 9	0.000 6	0.443 4	446	3	446	4	447	23	446	3
29	38		119	0.307 7	0.002 0	4.567 7	0.974 0	0.107 7	0.023 2	0.416 3	1 729	11	1 743	372	1 760	394	1 760	394
30	5		77	0.068 9	0.001 0	0.526 3	0.016 7	0.055 4	0.001 8	0.589 0	429	6	429	14	429	71	429	6
31	12		157	0.071 4	0.000 5	0.548 2	0.005 2	0.055 7	0.000 6	0.503 1	445	3	444	4	440	23	445	3
32	24		48	0.416 0	0.002 7	8.181 3	6.329 2	0.142 6	0.080 7	1.006 7	2 242	15	2 251	1 742	2 260	976	2 260	976
33	3		49	0.053 0	0.000 5	0.389 6	0.003 6	0.053 3	0.000 5	0.423 3	333	3	334	3	344	23	333	3
34	31		82	0.338 0	0.002 1	5.415 1	0.044 0	0.116 2	0.000 9	0.655 4	1 877	12	1 887	15	1 899	14	1 899	14
35	298		549	0.472 6	0.003 9	10.779 6	0.242 6	0.165 4	0.003 7	0.608 8	2 495	20	2 504	56	2 512	38	2 495	38
36	13		168	0.073 6	0.000 5	0.576 3	0.004 0	0.056 8	0.000 5	0.646 8	458	3	462	3	483	18	458	3
37	45		137	0.306 4	0.002 0	4.476 4	0.030 9	0.106 0	0.000 9	0.449 9	1 723	11	1 727	12	1 731	15	1 731	15
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40	13		229	0.050 8	0.000 3	0.379 2	0.004 4	0.054 1	0.000 6	0.652 0	320	2	326	4	375	24	320	2
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42	5		13	0.337 7	0.002 8	5.348 2	0.150 9	0.114 9	0.003 2	0.751 6	1 875	15	1 877	53	1 878	50	1 878	50
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测点号	w_B/10^-6			同位素比值							年龄/Ma
测点号	Pb	U		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	Th/U	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	最佳年龄	1σ
44	35		53	0.473 3	0.003 1	10.736 8	0.100 9	0.164 5	0.002 6	1.604 2	2 498	17	2 501	24	2 503	27	2 503	27
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64	138		278	0.454 3	0.005 2	9.782 4	0.107 3	0.156 2	0.001 8	0.331 3	2 414	28	2 414	26	2 415	20	2 415	20

测点号	w_B/10^-6			同位素比值							年龄/Ma
测点号	Pb	U		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	Th/U	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	最佳年龄	1σ
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测点号	w_B/10^-6			同位素比值							年龄/Ma
测点号	Pb	U		²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	Th/U	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	最佳年龄	1σ
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50	6		71	0.067 1	0.001 0	0.515 5	0.014 0	0.055 7	0.002 9	1.313 4	419	6	422	11	441	116	419	6
51	19		52	0.300 7	0.007 1	4.337 2	0.153 7	0.104 6	0.006 5	0.867 9	1 695	40	1 700	60	1 708	115	1 708	115
52	9		131	0.053 5	0.000 4	0.396 0	0.023 7	0.053 7	0.003 2	1.066 0	336	2	339	20	358	133	336	2
53	9		107	0.070 6	0.000 6	0.556 3	0.006 3	0.057 1	0.003 4	0.949 8	440	4	449	5	496	131	440	4
54	7		78	0.070 0	0.000 4	0.540 8	0.006 2	0.056 0	0.000 7	0.920 8	436	3	439	5	454	26	436	3
55	20		28	0.418 4	0.002 8	8.199 9	0.118 5	0.142 1	0.009 9	2.279 0	2 253	15	2 253	33	2 253	120	2 253	120
56	3		38	0.070 6	0.000 7	0.561 2	0.004 5	0.057 7	0.000 6	0.728 6	440	4	452	4	517	23	440	4
57	52		148	0.314 7	0.002 2	4.682 9	0.151 3	0.107 9	0.001 4	0.481 3	1 764	12	1 764	57	1 765	24	1 765	24
58	24		161	0.144 9	0.001 0	1.376 6	0.044 2	0.068 9	0.002 2	0.352 1	872	6	879	28	896	67	872	6
59	26		312	0.073 7	0.000 5	0.570 5	0.005 3	0.056 1	0.000 6	0.531 8	458	3	458	4	458	23	458	3
60	56		679	0.071 7	0.000 5	0.555 1	0.003 8	0.056 2	0.000 7	0.819 5	446	3	448	3	460	29	446	3
61	63		95	0.453 8	0.006 2	9.807 6	0.106 1	0.156 7	0.003 9	1.634 7	2 412	33	2 417	26	2 421	42	2 421	42
62	15		193	0.071 3	0.000 5	0.549 7	0.006 9	0.055 9	0.000 8	0.615 0	444	3	445	6	448	30	444	3
63	45		281	0.157 7	0.001 0	1.531 4	0.089 4	0.070 4	0.000 9	0.267 8	944	6	943	55	940	27	944	6
64	138		278	0.454 3	0.005 2	9.782 4	0.107 3	0.156 2	0.001 8	0.331 3	2 414	28	2 414	26	2 415	20	2 415	20