库车坳陷北缘早白垩世源区特征_来自盆地碎屑锆石U_Pb年龄的信息.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第27卷 第5期 2009年10月 沉 积 学 报 ACTA SED I MENTOLOGICA SI N I CA Vol . 27 No15 Oct . 2009 文章编号 100020550 2009 0520956211 ① 国家自然科学基金项目批准号 40472069和国家重点研究发展规划项目“973”批准号 2006CB202304资助。 收稿日期 2009209203 库车坳陷北缘早白垩世源区特征来自盆地碎屑锆石 UPb年龄的信息 ① 彭守涛 1, 2 李 忠 3 许承武 4 1. 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京 100083; 2.中国地质大学北京 100083; 3.中国科学院地质与地球物理研究所北京 100029; 4.大庆油田勘探开发研究院黑龙江大庆 163712 摘 要通过对下白垩统亚格列木组79颗碎屑锆石的LAICPMS UPb微区定年分析,结果表明该时期库车坳 陷的物源年龄构成复杂,主要集中在427～389Ma, 379～339Ma、321～283Ma, 266～239Ma, 162～150Ma五组及前寒 武纪基底年龄。结合对潜在的物源区天山造山带岩石属性、 年龄构成调研以及以往盆地碎屑组分、 重矿物研究成果, 作者认为早白垩世时期库车坳陷北缘物源受南天山皱褶带和伊犁 中天山弧造山带源区共同控制,即南天山、 塔里木 北缘的南天山花岗岩 碱性岩带,伊犁 中天山包括中天山南缘断裂的古生代花岗岩 火山岩带均为潜在的物 源。并且,前寒武纪基底年龄的发现反映源区剥露程度较深,天山造山带可能存在元古代 太古代结晶基底,但对此 类锆石的成因机理尚需进一步研究。另外,碎屑锆石年龄162～150 Ma暗示了天山地区可能存在晚侏罗世岩浆活动, 但有待进一步的证实。 关键词 库车坳陷 天山 白垩系 碎屑锆石 物源 第一作者简介 彭守涛 男1979年出生 博士后 沉积学E2mail pengstpepris . com 中图分类号 P512. 2 文献标识码A 沉积盆地与相邻造山带是不可分割的整体,二者 形成于统一的大地构造背景下,作为盆山耦合作用的 产物,通过对盆地沉积碎屑物的研究可以提供再造山 过程的信息,探讨陆内造山过程中盆山演化及构造格 局,已经成为大陆动力学研究的新方法和突破口 [1 ]。 目前,对天山及其周缘盆地系统的研究已是国际大陆 动力学研究的热点之一 [2～7 ]。以往中外学者对库车 坳陷开展了大量的沉积学研究 [8～12 ] ,包括盆地沉积 相和沉积体系分析、 沉降史研究、 沉积碎屑组分、 重矿 物组合、 全岩或单矿物地球化学等,以追溯物源和分 析地球动力学演化过程。天山自白垩纪开始新一轮 的构造挤压隆升,物源岩石类型复杂,对其物源背景 和源岩类型尚存争议,有作者认为三叠纪 古近纪库 车坳陷的物源一直为再旋回造山带 [13 ] , Hendrix认为 库车坳陷中生代砂岩的源岩为上古生界碱性花岗岩 和变质岩混杂体,志留系的层状燧石和下古生界的被 动大陆边缘沉积 [12 ]。 锆石由于富含放射性元素,不受各种沉积循环分 馏过程的影响,是反映沉积物源区的良好示踪剂 [14 ]。 随着高分辨率电子探针和激光剥蚀等离子质谱仪的 发展,盆地碎屑锆石定年作为沉积物源区示踪的有效 手段得到广泛应用 [15～17 ]。本文首次对库车坳陷内下 白垩统地层代表性砂岩样品中碎屑锆石进行UPb 定年分析,并结合前人沉积碎屑组分的研究和对天山 造山带的岩石学和年代学调研,进一步明确了库车坳 陷下白垩统砂岩物源的年代学和岩石属性。此研究 对认识早白垩世这一关键构造变革时期的盆山格局 以及盆地充填特征具有重要意义。 1 地质背景 天山造山带位于西伯利亚、 伊犁伊塞克湖和塔里 木三个板块的汇聚部位,是中亚型造山带的重要组成 部分。天山造山带形成于晚古生代 [18～20 ] ,中天山南 缘SCTS和北缘缝合线NCTS两条晚古生代缝合 线,将天山造山带及邻区划分为准噶尔、 伊犁 中天 山和塔里木三大板块 [21 ] 图 1a 。 中 新生代由于欧亚板块南缘的一系列块体拼 合作用 [22～24 ] ,导致包括天山在内的陆内地区发生多 期次构造变革和大规模沉降作用,并造就了天山两侧 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 山前地区。库车坳陷位于天山南麓,是塔里木盆地北 缘重要的中、 新生代构造单元,其中发育了6 000～ 7 000 m的中新生代沉积,是解析大陆盆山关系和构 造演化的有利地区。白垩系地层与上覆第三系和下 伏侏罗系地层呈平行不整合或冲刷接触,沿北缘山前 带最厚,可达2000m,向南变薄上超。 在库车河剖面 图1 天山 库车坳陷构造格局a及库车坳陷碎屑锆石取样位置图b 图1a据新疆地质矿产局, 1994年1∶500万地质图修改;构造单元划分据Gao J,et al. , 1998, NCTS中天山北缘缝合线, SCTS中天山南缘缝合线 Fig . 1 Schematic plot showing a the tectonic framework of the Tian Shan and Kuqa Depression and b the location of sampling site for detrital zircons in Kuqa Depression 759 第5期 彭守涛等库车坳陷北缘早白垩世源区特征来自盆地碎屑锆石UPb年龄的信息 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 42 o 06′38“N, 83 o 08′38“ E发育完整,总体为辫状河 三角洲-宽浅湖泊沉积体系。自下而上包括亚格列 木组、 舒善河组、 巴西盖组和巴什基奇克组图 1b 。 亚格列木组以紫红色砂砾岩、 砾岩为主,横向上变化 不大,厚约91 m;舒善河组主要为紫红色、 灰紫色泥 岩、 泥质粉砂岩夹薄层状细砂岩、 粉砂岩,厚约190. 8 m;巴西盖组下部为棕红、 紫红色砂质泥岩夹粉砂岩 薄层,偶夹细砂岩,上部棕红色、 紫红色中细砂岩夹暗 棕色泥岩,总厚约273 m;巴什基奇克组为紫红色砂 岩夹粉砂岩、 泥岩、 砂砾岩和砾岩,厚247 m。磁性地 层研究揭示巴什基奇克组跨越时限约为79. 1～65. 6 Ma,而亚格列木组 巴西盖组地层连续,年龄约为 141. 9～124. 1 Ma,相当于早白垩世早中期 [25 ]。盆地 内白垩系沉积时期总体上向南的古水流系统指示了 北部的天山是潜在的物源区 [10]。 2 样品和分析方法 本文所涉及的砂岩样品采自库车坳陷库车河白 垩系剖面亚格列木组顶部砾岩中的粗砂岩夹层,库车 河西岸图 1b 。 岩样约3kg被粉碎后经多次精细 图2 代表性锆石阴极发光图象 Fig . 2 CL images of typical detrital zircons 859 沉 积 学 报 第27卷 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 淘洗和电磁选初步分离出重矿物组份,再经镜下挑选 干净清晰、 结晶完好的、 单成因的和蜕晶化程度低的 锆石。锆石样品靶的制备与SHR I MP定年的锆石样 品制备方法基本相同 [26]。在开始锆石 UPb分析 前,先进行阴极发光CL分析,以确定锆石颗粒的形 态和内部结构。锆石阴极发光图像在中国科学院地 质与地球物理研究所的Cameca电子探针仪器上完 成,分析电压为50 kV,电流为15 nA。代表性锆石的 阴极发光图象见图2。 锆石年龄测定在西北大学大陆动力学国家重点 实验室激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪 LA I CP MS 上完成,激光剥蚀系统LA为德国Micro2 Las公司生产的GeoLas200M,电感耦合等离子体质谱 仪为HewlettPackard公司最新一代带有ShieldTorch 的Agilent7500a ICPMS。样品分析时激光斑束直径 设定为30μm,激光剥蚀样品的深度为20～40μm。 实验中采用He作为剥蚀物质的载气,采样方式为单 点剥蚀,信号采集选用快速跳峰方式,接收质量峰 有 202 Hg, 204 Pb, 204 Hg, 206 Pb, 207 Pb和 238 U。样品信号数 据的采集按照先采集30s气体空白,然后开启激光采 集40 s样品信号。样品之间保持1 min以上的冲洗 时间,以避免剥蚀出的样品颗粒在剥蚀腔或者传输管 道上沉积并引起记忆效应即以前的样品残余物对 后续样品的干扰。锆石年龄测定采用国际标准锆 石91500作为外标,元素含量测定采用N ISTSRM610 作为外标, 29Si作为内标元素锆石中SiO2的质量分 数为32. 8 。分析过程中,分别间隔5次和10次 锆石样品UPb同位素测量,各进行一次标准锆石 样品91500和N ISTSRM610分析 [27]。 数据处理是采用软件Glitter4. 0,并应用Anders2 en介绍的方法对Pb同位素组成进行普通Pb校 正 [28 ] ,然后通过Isoplot/ExRev . 2. 49软件计算作图 分析 [29]。按照碎屑锆石年龄的范围 ,对 ≥1000 Ma 的样品,由于含有大量放射成因Pb,因而采用 207 Pb/ 206 Pb表面年龄,但对1 000 Ma的样品,由于可用于 测量的放射成因Pb含量低和普通Pb校正的不确定 性,因而采用更为可靠的 206 Pb/ 238U表面年龄。 3 锆石年代分析结果 该样品中锆石多为无色透明,少量呈紫色,晶形 以次浑圆、 次棱角状、 柱状为主,少数为棱角钝化的自 形柱状,晶体中可见凹坑、 沟槽及断口磨蚀痕迹,见裂 纹和固气相包体,粒径以0. 05～0. 25 mm为主。 任意地对79个锆石颗粒,选择无环带重叠、 裂隙 和包裹体的区域,作UPb定年分析,共获得了80 个数据点。其中4个高度不谐和不谐和度值大于 20 ,可能由Pb丢失引起,因而未参与最后的统计 分析; 4个不谐和度值中等20～10 ,剩下的不 谐和度值全部小于10 ,表明数据总体可靠。分析 结果见谐和度图图3,表 1 。 锆石年龄分布的范围介于1501Ma和2962 7Ma之间,年龄峰值集中在427～389 Ma, 379～ 339 Ma、321～283 Ma, 266～239 Ma, 162～150 Ma五 组,还有一些老的前寒武纪年龄图4a, b ,这说明白 垩系时期源区岩石类型极为复杂。 图3 库车坳陷亚格列木组碎屑锆石年龄谐和度图 a 0 ～3 200 Ma; b 100～500Ma Fig . 3 Concordia plots for the detrital zircons from sandstone samples in Yageliemu ation, Kuqa Depression.Errors are shown at 22sigma level a 0 to 3 200 Ma grains; b 100～500 Ma grains; Sample codes referred to Table 1 959 第5期 彭守涛等库车坳陷北缘早白垩世源区特征来自盆地碎屑锆石UPb年龄的信息 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表1 库车坳陷亚格列木组碎屑锆石LAICPM S U/Pb测年数据表 Table 1 Table of LAI CPM S UPb ages of detrital zircons of Yageliemu ation, in Kuqa Depression 编号 238U /ppm232Th /ppm232Th/238U207Pb/206Pb/Ma 1σ 207Pb/235U /Ma 1σ 206Pb/238U /Ma 1σ不谐和度 DK2K1y260860. 7410. 50. 517810151115011 DK2K1y268324. 0394. 31. 217410157115611 DK2K1y267251. 8191. 30. 83799174115919 DK2K1y230274. 3298. 01. 119510164116211 DK2K1y224121. 974. 50. 6661102092171220 DK2K1y243134. 6160. 01. 227210242223921 DK2K1y280303. 0144. 50. 53589263225324 DK2K1y2221066. 9609. 30. 630410269226521 DK2K1y238245. 2129. 10. 525554265526630 DK2K1y265112. 056. 80. 53309288228322 DK2K1y273207. 9181. 60. 966093313286315 DK2K1y228103. 769. 00. 775393473289318 DK2K1y234345. 8169. 80. 529710291229130 DK2K1y275187. 2158. 20. 83299303230031 DK2K1y240188. 4175. 40. 94839322330037 DK2K1y250247. 6120. 70. 53249303230131 DK2K1y256508. 0180. 00. 43669309230133 DK2K1y212205. 497. 70. 529910302230230 DK2K1y244144. 3106. 80. 735810310230432 DK2K1y276253. 599. 00. 44059316230434 DK2K1y23676. 545. 00. 631510310330930 DK2K1y232393. 9406. 61. 027310307231131 DK2K1y217360. 1195. 70. 532610319331830 DK2K1y218141. 388. 90. 635510323331832 DK2K1y258280. 2197. 20. 75099342331837 DK2K1y251199. 9118. 90. 64489335331935 DK2K1y259312. 4217. 50. 73659326332132 DK2K1y29111. 952. 40. 533010329332930 DK2K1y266104. 190. 60. 94029347333932 DK2K1y262262. 6302. 11. 24039351334332 DK2K1y24136. 5127. 20. 938610356335131 DK2K1y261292. 7347. 21. 23549352335230 DK2K1y252188. 6176. 00. 94739381336634 DK2K1y237512. 6209. 20. 445755381736933 DK2K1y253153. 491. 00. 641967382937642 DK2K1y249281. 2230. 90. 85169399337935 DK2K1y247184. 3305. 21. 765094203379310 DK2K1y25222. 6129. 40. 665694313389410 DK2K1y239377. 4167. 20. 44429400339332 DK2K1y257191. 2204. 21. 15239414339535 DK2K1y264151. 9191. 41. 34839411339933 DK2K1y26391. 154. 10. 66079431339938 DK2K1y214102. 373. 90. 738110400340341 DK2K1y235331. 9211. 80. 64069409340940 DK2K1y220211. 1110. 70. 537910408341241 DK2K1y255210. 9128. 60. 64429418341441 DK2K1y2388. 938. 20. 441510416341640 DK2K1y28379. 7324. 40. 94519422341641 DK2K1y216185. 9116. 50. 64619423341642 DK2K1y223251. 6174. 00. 74309420341741 DK2K1y242144. 1219. 21. 54589426341942 DK2K1y279256. 6128. 10. 54429425342241 069 沉 积 学 报 第27卷 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. DK2K1y269218. 9143. 60. 74699430342441 DK2K1y225201. 8112. 10. 64699433342542 DK2K1y241141. 2103. 20. 75099440342743 DK2K1y27262. 838. 40. 678595054446412 DK2K1y227196. 8206. 61. 14589456345540 DK2K1y254106. 164. 00. 64899468346441 DK2K1y215127. 7160. 51. 340510457346742 DK2K1y246576. 2517. 40. 97929763575361 DK2K1y21063. 253. 10. 810399839676479 DK2K1y270162. 3177. 41. 18969805577374 DK2K1y27305. 1132. 00. 48109851586582 DK2K1y271139. 1116. 00. 89508933692781 DK2K1y229177. 2226. 71. 39999989698381 DK2K1y274150. 6142. 60. 91023810206101980 DK2K1y277281. 1137. 20. 51023810206101980 DK2K1y23117. 818. 71. 117848175181723142 DK2K1y22185. 656. 00. 719518194981947160 DK2K1y26238. 2152. 00. 62423292410122394201 DK2K1y219591. 2103. 80. 224237242382420190 DK2K1y21101. 178. 70. 824347243692437190 DK2K1y213140. 270. 20. 526477266092675201 DK2K1y22112. 144. 70. 426747268492694210 DK2K1y278127. 05. 20. 026837268082678190 DK2K1y24557. 20. 90. 029627294992930211 a 对 ≥1000 Ma的样品,采用 207Pb/206Pb表面年龄;对 0. 4;变质锆石一般不存在分带 结构,有 低 而 分 散 的Th/U比, Th/U值 一 般 0. 1 [35, 36 ]。 该组锆石阴极发光图像大都具备岩浆成因 锆石所具有的规则韵律生长环带图2 ,也说明其以 岩浆成因类型为主。5颗锆石除了1颗 206 Pb/ 238U表 面年龄较高外,其余4颗的 206 Pb/ 238U表面年龄值在 误差范围内一致,平均值为156. 8 Ma,它们可能属于 同一次岩浆活动结晶的产物。目前尽管在西北地区 发现众多的侏罗纪火山岩,如安西-敦煌地区托格、 多坝沟和芦草沟等地见中侏罗世碱性玄武岩 [37 ] ,但 是,在天山地区除了在西南天山托云盆地及其以西的 吉尔吉斯境内的天山部分发现有中新生代岩浆活动 外 [38 ] ,天山地区尚未发现二叠纪之后的岩浆活动,仅 在新疆侏罗系齐古组红层中发现有灰白火山凝灰 岩 [39 ] ,托云地区中生代火山岩KAr年龄为123～ 101 Ma [40 ]。锆石总体晶形较为完整 ,多呈次浑圆、 次 棱角状,尽管显示搬运磨蚀迹象,但是不可能为远源 沉积。由此,推测天山地区可能存在晚侏罗世岩浆活 动,但分布比较局限,由于后期强烈的构造活动和风 化作用而被剥蚀。 321～283 Ma,该组年龄包含16粒碎屑锆石,大 部分为岩浆锆石。这一时期天山陆内造山作用开始, 伴随着大规模的火山活动和花岗岩侵入,主要为中天 山南缘碱性钾长花岗岩,塔里木北缘南天山一带的碱 性侵入岩。年龄证据如下科克苏河的后造山碱性钾 长花岗岩单颗粒UPb年龄280～266 Ma [32] ,塔里 木北缘黑英山克其克可勒霓霞锆石单颗粒UPb年 龄275 Ma、 依南里克黑云霞石歪长伟晶岩锆石单颗 粒UPb年龄273 Ma [41] ,南天山褶皱带中闪长岩锆 石UPb年龄298. 2 Ma、 似斑状花岗岩锆石UPb 269 沉 积 学 报 第27卷 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年龄284. 4 Ma [42]。根据锆石年龄的相似性 ,上述类 型岩石早白垩世可能成为库车坳陷的物源。266～ 239 Ma,该组年龄包含4粒碎屑锆石,其中2粒为变 质锆石。这与在南天山褶皱带中碱长花岗岩锆石 UPb年龄264～230 Ma [42 ]较一致。 379～339 Ma,该组年龄包含9粒碎屑锆石图 4b ,谐和度良好,从CL图像结构特征观察绝少数 为变质成因锆石。该组年龄在天山造山带广泛存 在图4d, f ,如艾尔宾山花岗岩体锆石UPb年龄 378 Ma [43 ] 、 中天山南缘新源那拉提山二长花岗岩锆 石UPb年龄370 Ma [44 ] 、 库米什北部花岗岩锆石 UPb年龄365 Ma、336 Ma [45 ] 。该时期是塔里木 板块与伊犁 中天山板块主碰撞阶段,晚泥盆世 早石炭世花岗岩与此相关,并在早白垩世时期向库 车坳陷提供物源。另外,峰期变质事件可能在早石 炭世发生,岩石产物主要是伊犁中天山板块南缘俯 冲带增生楔内的变质俯冲杂岩 [32 ]。但是 ,该期变质 事件在盆地中却少有记录,可能与高压变质带分布 较局限有关。 427～389 Ma,该组年龄包括18粒碎屑锆石,约 占全部有效年龄数据的25. 0 ,不谐和度都 ≤10 , 平均年龄约为410. 8 Ma。其突出的化学特征是具有 高的Th/U比值,从0. 40到1. 50。此外,它们的阴极 发光图像大都具备岩浆成因锆石所具有的规则韵律 生长环带图2 ,说明该组锆石也主要为岩浆成因, 约占72. 7。中天山南缘带中,拉尔墩达坂钾长花 岗岩锆石UPb 457 Ma [46 ] ,新源那拉提山二长花岗 岩锆石SHR I MPUPb年龄为436 Ma [44 ]、 巴仑台北 糜棱岩化花岗岩锆石SHR I MP UPb年龄416～ 405Ma [47 ]、 库米什北中天山花岗闪长岩锆石 UPb 年龄415～398Ma [45 ] ,独库公路南段库尔干道班黑云 母花岗岩体锆石TI MSUPb年龄425. 1 Ma [48 ] ,库勒 湖基性辉长岩中锆石UPb年龄425 Ma等,证实了 早古生代花岗岩或蛇绿岩的存在 [49]。该组年龄主要 分布在中天山南缘断裂北侧那拉提山 额尔宾山的 花岗岩和火山岩带以及沿塔里木北缘的南天山花岗 岩 碱性岩带,少量为蛇绿岩体,其形成可能与南天 山洋的扩张或南天山洋向伊犁 中天山板块俯冲过 程有关 [32 ]。这些岩石在早白垩世时期开始暴露 ,并 为库车坳陷提供物源。 1 023～753 Ma,该组年龄范围内共有8粒锆石, 除一粒锆石不谐和度为9 ,其它的表面年龄不谐和 度都 ≤4 ,本组年龄范围内的锆石岩浆和变质成因 各占50。该时期与罗丁尼亚Rodinia超大陆裂解 -聚合期相当,天山地区表现为强烈变质作用和岩浆 活动 [43, 53 ] ,主要的年龄证据于下西天山前寒武纪天 窗花岗片麻岩锆石UPb年龄798 Ma [54 ] ,西天山温 泉群混合岩化片麻岩锆石UPb年龄821 Ma,西天 山独库公路拉尔敦达坂处花岗片麻岩锆石UPb年 龄882 Ma [55 ] ,南天山库勒湖蛇绿岩基性熔岩7粒锆 石SHR I MPUPb平均年龄917 Ma [49 ] ,塔里木板块 阔克苏地区片麻状石英闪长岩锆石UPb年龄868 Ma [56 ]。年龄分布表明 , Rodinia超大陆解体的影响在 天山及邻近盆地都有显示,盆地碎屑锆石记录了该事 件,但尚难确定其来源。 1 951～1 784 Ma,相当于早元古晚期,该组年龄 仅有2粒锆石,年龄高度谐和,都为变质锆石。该时 期为天山、 昆仑、 阿尔金造山带基底形成时期,发生重 要的壳幔分异事件 [43 ] ,相关年龄有伊犁地块北部温 泉群片麻岩SmNd全岩年龄1 727 Ma [57] ; 10个角 闪石Nd模式年龄集中在1 800～1 600 Ma。这两粒 锆石可能与该期壳幔分异活动有关。 2 674～2 423 Ma,相当于晚太古 早元古早期, 该组年龄范围内共有6粒锆石,年龄高度谐和,锆石 呈浑圆 次浑圆粒状,无明显的结晶环带,都为变质 锆石。从年龄统计分布来看,基底年龄报道多集中在 塔里木板块东北的库鲁克塔格区及中天山南北两缘 的缝合带中图 1a 。天山内部结晶基底年龄局限在 1 900～700 Ma,尚无太古代 古元古代年龄报道图 4c, e ,只在塔里木板块东北的库鲁克塔格地区有老 于古元古代的基底年龄报道,如红卫庄地区早前寒武 纪表壳岩系斜长角闪岩锆石UPb年龄2 492 Ma, 托格地区灰色片麻岩锆石捕获晶年龄2 660Ma,库鲁 克塔格西段蓝石英花岗岩锆石Pb蒸发年龄2 487. 7 Ma [58 ]。胡蔼琴等认为塔里木盆地属于古大陆太古 宙 古元古代3 200～2 200 Ma基底区、 天山属于 古 中元古基底区2 100～800 Ma [43 ]。根据年龄 对比,塔里木板块东北的库鲁克塔格可能为库车坳陷 提供物源,但是其东西向古水流不明显;按照物源方 向推断,库车坳陷白垩系时期天山是潜在的物源区, 这样盆地碎屑锆石老的基底年龄似乎暗示了天山造 山带存在太古代基底,但有待进一步的发现。若此推 论成立,则可能支持了南天山微板块说的观点 [21 ] ,即 南天山是由塔里木北部被动大陆边缘发生地壳拉张 作用而解体形成的,二者可能具有统一的基底。当 然,并不排除下白垩统的碎屑沉积中有可能包含古生 369 第5期 彭守涛等库车坳陷北缘早白垩世源区特征来自盆地碎屑锆石UPb年龄的信息 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 代碎屑沉积的再循环组份,古生代沉积中的太古代碎 屑可能来自塔里木基底。 综上,中天山弧造山带物源与南天山褶皱冲断带 在早白垩世时期都可能为库车坳陷提供物源。南天 山在晚中生代 140 ～100 Ma发生较大规模的隆升 和剥蚀 [50, 51 ] ,但是,南天山的隆升高度尚不足以完全 遮挡中天山的物源贡献。有通过对库车坳陷白垩 系 新近系砂岩中重矿物含量特征和碎屑石榴石和 电气石的化学组成分析认为南天山在渐新世以来进 一步隆升才逐渐遮挡了中天山对对库车坳陷的物质 贡献 [52 ]。另外 ,前寒武纪锆石的揭示反映该时期物 源区暴露已有相当程度。 值得指出的是,以往沉积记录研究揭示库车坳陷 白垩系物源区的构造背景是再旋回造山带,其源区母 岩主要由高级变质岩、 沉积岩和酸性火山岩组成 [10 ]。 南天山大面积出露古生界海相碳酸岩,夹少量基性 岩、 超基性岩、 酸性火山岩,而碳酸岩和基性岩中锆石 的产出量极少,据对哈尔克山和克孜勒塔格地区石炭 系主干剖面岩性厚度统计,估计南天山石炭系火山岩 体积约占总岩石产出量的7. 1。这说明南天山再 旋回造山带物源被盆地碎屑锆石所记录的量很小。 这也是应用盆地碎屑锆石年龄分析物源必须考虑的 一个问题,即不同的岩石类型单位体积的锆石产出量 是不对等的,所以必须结合盆地碎屑组分、 重矿物组 合及地球化学特征先确定物源背景和母岩类型,再由 碎屑锆石年龄进一步限定源区位置。 5 结论 库车坳陷北缘下白垩统亚格列木组沉积源区是 相当复杂的,本文通过碎屑锆石LAICPMS U Pb年龄研究表明 1该组沉积的物源年龄构成主要有427～389 Ma, 379～339 Ma, 321～283 Ma, 266～239 Ma, 162～ 150 Ma五组,还有一些老的前寒武纪年龄,说明了该 时期源区物源类型比较复杂。 2早白垩世时期中天山弧造山带物源与南天 山褶皱冲断带共同为库车坳陷提供物源,源区剥露已 有相当程度。 3该组沉积记录的碎屑锆石年龄170～150 Ma,指示了天山地区可能存在晚侏罗世岩浆活动,但 对其存在的可能性、 动力来源以及与天山白垩世隆升 的动力机制之间的关系有待进一步探索。老的碎屑 锆石年龄揭示了天山地区可能存在太古代和元古代 基底,但对其来源和机理尚需进一步研究。 致谢 锆石年龄测定得到西北大学大陆动力学国 家重点实验室柳晓明教授、 第五春荣博士和林慈銮硕 士的帮助, CL图像分析得到中国科学院地质与地球 物理研究所电子探针室毛骞、 马玉光工程师的帮助, 锆石年龄解译得到了高俊研究员、 陈福坤研究员的指 导,在此谨向他们表示由衷的感谢 参考文献 References 1 肖庆辉,李晓波,贾跃明.当代造山带研究中值得重视的若干前 沿问题[J ].地学前缘, 1995, 212 43250 2 W indleyB F, AllenM B, Zhang C,et al. 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