青藏高原东北缘祁连山三叠系砂岩碎屑锆石U-Pb定年及其物源分析

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.096

现代地质 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (05): 1178-1193.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.096

青藏高原东北缘祁连山三叠系砂岩碎屑锆石U-Pb定年及其物源分析

吴龙¹(), 柳长峰²(), 刘文灿³, 张宏远³

1.湖北省地质调查院,湖北武汉 430034
2.中国地质大学(北京) 海洋学院,北京 100083
3.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083

收稿日期:2020-06-30 修回日期:2021-08-30 出版日期:2021-10-10 发布日期:2021-11-04
通讯作者: 柳长峰
作者简介:柳长峰,男,副研究员,1982年出生,古生物学与地层学专业,主要从事区域地质研究。Email: liuchangfeng@cugb.edu.cn。
吴龙,男,硕士研究生,1988年出生,构造地质学专业,主要从事构造地质、区域地质调查工作。Email: 609061644@qq.com。
基金资助:
中国地质调查局地质调查专题项目“新疆且末县阿克苏河一带构造变形特征及动力学机制研究”(D216080);中国地质调查局地质调查项目(1212011121188)

Detrital Zircon U-Pb Dating and Provenance Analysis for the Triassic Sandstone in Qilianshan Orogen, NE Margin of Tibetan Plateau

WU Long¹(), LIU Changfeng²(), LIU Wencan³, ZHANG Hongyuan³

1. Hubei Geological Survey, Wuhan, Hubei 430034,China
2. School of Ocean Sciences, China University of Geosciences, Beijing 100083,China
3. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Received:2020-06-30 Revised:2021-08-30 Online:2021-10-10 Published:2021-11-04
Contact: LIU Changfeng

摘要/Abstract

摘要：

三叠系沉积物广泛覆盖青藏高原东北缘,其中松潘—甘孜地区三叠系的沉积物得到了较系统的研究,但是青藏高原北缘的祁连山三叠系盆地的研究却较为缺乏。为了丰富相关研究和揭示区域构造演化的特点,通过古水流方向统计、砂岩中碎屑矿物统计和碎屑锆石U-Pb测年等方法对祁连山三叠纪盆地物源进行系统研究。结果表明,祁连山三叠系盆地的古流向主要有南东向、正南向、南西向,物源来自岩浆弧和大规模褶皱造山作用的混合区。祁连山三叠系砂岩中的碎屑锆石的年龄谱主要峰值集中在250~290 Ma、360~460 Ma、1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma这4个年龄段。通过对比分析华北板块、华南板块中和秦祁昆中央造山带中岩浆锆石年龄谱特征可知:1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma年龄段的锆石来自华北板块,360~460 Ma年龄段的锆石来自北祁连造山带,250~290 Ma年龄段的锆石来自东昆仑的火山岛弧。此外,600~1 000 Ma年龄段锆石很少,这些锆石来自扬子板块,表明在三叠纪扬子克拉通和华北克拉通发生碰撞形成了秦岭造山带,阻断了来自扬子克拉通的物源。

关键词: 祁连山, 三叠系砂岩, 碎屑锆石U-Pb定年, 物源分析

Abstract:

Triassic detrital sediments occurring in the northern margin of the Tibetan Plateau, which has been well studied in the Songpan-Ganzi terrane, yet the Triassic basin in the Qilianshan remain poorly understood. In this contribution, we integrated stratigraphy, sedimentology, zircon U-Pb dating on the Triassic sandstones in the Qilianshan to decipher their complex regional tectonic evolution. The results show that the ages of detrital zircons concentrate at four populations in 250-290 Ma,360-460 Ma,1,600-2,000 Ma,and 2,200-2,600 Ma. By comparing with the zircon age spectra in the North China Craton, South China Craton, and the Qinling-Qilian-Kunlun Central Orogenic belt, we suggest that the 1,600-2,000 Ma and 2,200-2,600 Ma zircon age populations were probably sourced from North China Craton, whereas a zircon age population of 360-460 Ma was derived from the North Qilian Orogenic Belt. The 250-290 Ma zircon population may have sourced from the volcanic arc of Eastern Kunlun Orogen in the south. The rare 600-1,000 Ma zircons were probably sourced from the Yangtze Block, since the Triassic North China-Yangtze collision along the Qinling Orogen may have acted as a barrier for the sediments from the Yangtze Block.

Key words: Qilianshan, Triassic sandstone, detrital zircon U-Pb dating, provenance analysis

中图分类号:

P588.2
P597

吴龙, 柳长峰, 刘文灿, 张宏远. 青藏高原东北缘祁连山三叠系砂岩碎屑锆石U-Pb定年及其物源分析[J]. 现代地质, 2021, 35(05): 1178-1193.

WU Long, LIU Changfeng, LIU Wencan, ZHANG Hongyuan. Detrital Zircon U-Pb Dating and Provenance Analysis for the Triassic Sandstone in Qilianshan Orogen, NE Margin of Tibetan Plateau[J]. Geoscience, 2021, 35(05): 1178-1193.

图/表 8

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测量标志	地层产状/(°)	原始标志测量产状/(°)	复原后古水流方向/(°)
斜层理	224∠63	210∠40、215∠35、211∠41、217∠44、 215∠40、220∠38、225∠34、221∠35、 228∠46、218∠40、222∠30、216∠38	225、233、232、230、230、223、215、 230、178、190、191、183、181
槽膜	165∠68	226	226
砾石叠瓦构造	30∠65	179	179
斜层理	155∠70	178∠40、165∠44、168∠51、166∠45、 161∠46、160∠41、165∠39、166∠50、 160∠45、159∠48、165∠48	165、168、170、185、175、176、 180、182、175、185、184
波痕	160∠72	166	166
砾石叠瓦构造	33∠63	182	182

测量标志	地层产状/(°)	原始标志测量产状/(°)	复原后古水流方向/(°)
斜层理	224∠63	210∠40、215∠35、211∠41、217∠44、 215∠40、220∠38、225∠34、221∠35、 228∠46、218∠40、222∠30、216∠38	225、233、232、230、230、223、215、 230、178、190、191、183、181
槽膜	165∠68	226	226
砾石叠瓦构造	30∠65	179	179
斜层理	155∠70	178∠40、165∠44、168∠51、166∠45、 161∠46、160∠41、165∠39、166∠50、 160∠45、159∠48、165∠48	165、168、170、185、175、176、 180、182、175、185、184
波痕	160∠72	166	166
砾石叠瓦构造	33∠63	182	182

青藏高原东北缘祁连山三叠系砂岩碎屑锆石U-Pb定年及其物源分析

Detrital Zircon U-Pb Dating and Provenance Analysis for the Triassic Sandstone in Qilianshan Orogen, NE Margin of Tibetan Plateau

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分析点号		同位素比值						²³²Th/²³⁸U		同位素年龄/Ma
分析点号		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²³²Th/²³⁸U		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ
W821-001	0.101 1		3.919 7		0.281 3		0.395 5		1 644		15	1 618	12	1 598	13
W821-002	0.108 5		4.484 1		0.299 9		0.733 7		1 774		59	1 728	40	1 691	31
W821-003	0.104 1		4.085 6		0.284 8		0.344 7		1 698		12	1 651	10	1 615	12
W821-005	0.162 4		9.760 2		0.436 0		0.947 1		2 481		9	2 412	10	2 333	17
W821-006	0.051 6		0.295 4		0.041 5		0.691 0		268		46	263	6	262	2
W821-007	0.121 8		5.947 6		0.354 2		0.570 2		1 983		9	1 968	10	1 955	14
W821-009	0.104 6		4.421 2		0.306 8		0.326 3		1 706		7	1 716	7	1 725	11
W821-010	0.113 5		5.082 1		0.324 8		1.089 4		1 856		12	1 833	11	1 813	13
W821-013	0.112 7		5.102 0		0.328 3		1.405 4		1 844		22	1 836	18	1 830	18
W821-014	0.114 5		4.324 8		0.274 0		1.038 3		1 485		112	1 506	44	1 521	21
W821-015	0.115 9		5.220 8		0.326 8		2.644 9		1 894		27	1 856	22	1 823	21
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W821-018	0.059 6		0.536 3		0.065 3		0.648 4		588		111	436	23	408	7
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W821-027	0.100 5		2.811 2		0.202 9		0.576 6		1 257		116	1 197	39	1 165	16
W821-028	0.148 9		8.466 5		0.412 4		0.402 7		2 242		32	2 224	14	2 205	17
W821-029	0.124 7		6.162 9		0.358 5		1.373 0		2 025		11	1 999	11	1 975	15
W821-030	0.103 3		3.829 3		0.269 0		0.953 6		1 684		28	1 599	20	1 536	16
W821-031	0.105 0		4.340 1		0.299 8		0.649 7		1 715		18	1 701	14	1 690	14
W821-032	0.093 2		2.136 7		0.166 4		0.251 7		935		98	956	28	965	11
W821-033	0.049 5		0.298 6		0.043 8		0.800 1		171		377	265	57	276	11
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W822-056	0.100 8		3.931 0		0.283 1		0.956 6		1 589		49	1 597	19	1 602	13
W822-057	0.114 1		5.308 8		0.337 7		1.217 7		1 866		12	1 870	11	1 875	14
W822-058	0.111 9		5.003 2		0.324 6		0.519 2		1 830		15	1 820	13	1 812	15
W822-059	0.132 2		6.896 6		0.378 6		0.388 0		2 079		27	2 070	11	2 061	14
W822-060	0.098 0		3.470 2		0.257 0		1.084 4		1 586		14	1 520	11	1 475	11
W822-061	0.102 5		4.308 4		0.305 1		0.658 1		1 670		18	1 695	14	1 717	14
W822-062	0.118 6		5.628 2		0.344 5		1.955 9		1 935		22	1 920	18	1 908	18
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W822-065	0.146 7		8.604 6		0.425 7		0.650 6		2 308		11	2 297	12	2 286	18
W822-066	0.125 1		5.880 7		0.341 1		1.341 4		2 031		12	1 958	12	1 892	15
W822-067	0.153 3		9.427 0		0.446 5		1.388 7		2 383		10	2 380	12	2 379	18
W822-068	0.106 9		4.805 2		0.326 3		1.013 2		1 747		16	1 786	13	1 820	15
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W822-070	0.109 5		4.881 1		0.323 7		3.192 4		1 791		20	1 799	16	1 808	16
W822-072	0.111 7		4.765 5		0.309 7		0.950 3		1 828		23	1 779	18	1 739	17
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W822-083	0.104 3		4.384 5		0.305 3		0.596 7		1 702		39	1 709	27	1 718	22
W822-084	0.105 7		4.647 8		0.319 2		0.580 9		1 727		17	1 758	14	1 786	15
W822-085	0.122 4		6.215 8		0.368 8		0.266 9		1 992		11	2 007	11	2 024	15
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W823-059	0.118 7		5.185 5		0.317 0		0.483 7		1 831		47	1 793	19	1 760	16
W823-061	0.158 4		9.113 6		0.417 2		0.387 4		2 380		21	2 311	9	2 233	14
W823-062	0.121 1		5.363 2		0.321 2		0.786 8		1 832		39	1 802	16	1 776	14
W823-063	0.113 4		5.167 9		0.330 7		0.645 5		1 854		10	1 847	9	1 842	13
W823-065	0.054 8		0.485 8		0.064 3		0.247 3		405		44	402	9	402	4
W823-066	0.163 9		10.436 9		0.461 8		1.283 1		2 497		7	2 474	9	2 448	16
W823-067	0.109 4		4.471 4		0.296 4		1.057 1		1 790		8	1 726	8	1 674	11
W823-068	0.051 4		0.289 9		0.040 9		0.795 7		259		65	258	8	258	3
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W823-070	0.053 8		0.331 8		0.044 8		0.744 4		361		80	291	11	282	3
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W823-072	0.162 9		10.370 2		0.461 9		0.399 2		2 460		22	2 451	9	2 441	15
W823-073	0.122 5		6.130 8		0.363 0		3.047 8		1 993		22	1 995	19	1 997	20
W823-074	0.164 7		10.431 9		0.459 4		1.227 6		2 405		30	2 407	14	2 409	17
W823-075	0.113 7		5.217 2		0.332 9		2.917 7		1 859		6	1 855	7	1 853	11
W823-076	0.050 4		0.292 7		0.042 1		0.466 8		213		95	261	12	266	3
W823-077	0.052 3		0.320 8		0.044 5		1.428 1		298		106	282	14	281	4
W823-079	0.096 2		3.650 5		0.275 1		0.758 8		1 552		11	1 561	9	1 567	11
W823-080	0.053 1		0.319 3		0.043 6		0.656 7		333		66	281	9	275	3
W823-081	0.052 4		0.337 0		0.046 7		1.159 1		302		86	295	12	294	3
W823-082	0.053 0		0.330 5		0.045 2		1.110 7		330		67	290	10	285	3
W823-083	0.121 6		4.987 0		0.297 5		0.676 9		1 649		93	1 643	38	1 638	22
W823-084	0.169 6		10.195 1		0.436 0		0.760 5		2 488		26	2 408	12	2 314	16
W823-085	0.110 4		4.863 2		0.319 5		1.101 6		1 806		25	1 796	19	1 787	18
W823-086	0.124 1		5.660 8		0.330 8		1.452 0		2 016		20	1 925	17	1 842	18
W823-087	0.102 7		4.224 5		0.298 3		1.157 2		1 674		22	1 679	16	1 683	15
W823-088	0.120 4		6.137 3		0.369 6		0.389 1		1 963		23	1 996	20	2 027	21
W823-089	0.100 3		0.593 6		0.042 9		0.995 4		327		171	262	17	255	3
W823-090	0.116 8		5.324 0		0.330 5		0.146 2		1 858		21	1 845	7	1 834	11
W823-091	0.115 7		5.337 2		0.334 7		1.087 2		1 890		20	1 875	16	1 861	17
W823-092	0.111 0		4.902 8		0.320 4		0.933 4		1 816		24	1 803	18	1 791	17
W823-093	0.107 3		4.600 8		0.310 9		0.740 1		1 755		34	1 749	25	1 745	21
W823-094	0.053 2		0.306 7		0.041 8		0.969 5		338		49	272	7	264	2
W823-095	0.176 4		11.873 5		0.488 1		0.806 9		2 620		9	2 594	11	2 562	19
W823-096	0.159 9		10.142 9		0.460 1		0.647 3		2 454		17	2 448	18	2 440	24
W823-097	0.055 2		0.366 2		0.048 1		1.411 6		420		50	317	8	303	3
W823-099	0.055 3		0.332 3		0.043 6		0.377 5		422		50	291	8	275	3
W823-100	0.160 4		10.336 2		0.467 2		0.082 0		2 460		6	2 465	7	2 471	14

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