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准噶尔盆地北部基底属性及其演化的锆石原位U-Pb年龄和微量元素分析

杨甫  
【摘要】:准噶尔盆地北部基底属性和演化,是近年来区域古亚洲洋格局重建、盆地构造岩相古地理面貌恢复及其油气资源勘探等备受关注的重要基础科学问题。本文在区域地质构造研究的基础上,有针对性地采集了准噶尔盆地陆梁隆起区两口钻井剖面的石炭系火山碎屑岩、二叠系—下白垩统砂岩岩心样品和盆地西北缘德伦山露头剖面的下白垩统砂岩样品,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和微量元素同时测定的原位微区分析方法,系统开展了不同时代、不同岩性样品的锆石显微图像、U-Pb定年和微量元素地球化学分析,在时间链条下探讨了准噶尔盆地北部的基底时代、物质组成及其演化特征。主要取得了如下成果认识: 1.在区域地质构造和岩石地层单元分析的基础上,系统建立了准噶尔盆地北部的构造层序格架,并通过对区域蛇绿混杂岩和典型花岗岩已有年龄数据的统计分析及其对比关系研究,认为准北区域古生代洋盆至少经历了与490Ma±和410Ma±峰值年龄相对应的两期次主要扩张事件,晚石炭-早二叠世的(315-290)Ma是古洋盆俯冲消减-碰撞闭合、盆地基底形成并由此转向陆内变形体制的重要构造转换期。 2.通过石炭系火山碎屑岩岩心样品、中生界砂岩样品的LA-ICP-MS锆石原位U-Pb定年及其年代学数据统计分析,系统建立了准噶尔盆地北部及其邻区的锆石U-Pb年龄谱系,定量获取了准北区域基底和盖层构造演化事件的峰值年龄记录及其分布序列。 (1)区域石炭系—下白垩统不同岩石地层单元样品锆石U-Pb年龄的统计分析表明,准噶尔盆地北部及其相邻区域具有丰富而有序的构造事件年代学记录,前寒武纪主要包括3022~2102Ma、1747~1202Ma、996~915Ma、885~544Ma的三个年龄组,古生代—中生代主要包括539~420Ma、416~356Ma、354~300Ma共三个年龄组及其相应490Ma±、410Ma±、330Ma±的峰值年龄,指示准北及邻区可能存在中太古代3Ga以来的古老陆块,经历了多阶段复杂陆壳形成演化。 (2)准噶尔盆地北部陆梁隆起区石炭系火山岩钻井岩心样品锆石U-Pb定年获得了与区域中、晚元古代两组峰值年龄相应的1447~1410Ma、885-559Ma的年龄记录,以及古生代早中期536~420Ma、401~360Ma、359-303Ma等三组年龄及其相应的490Ma±、356Ma±和336Ma±的峰值年龄,指示准北区域可能存在至少1.4Ga以来的古老陆块,经历了多阶段复杂陆壳形成演化。 (3)二叠纪—白垩纪盆地多旋回沉积盖层的构造演化经历了二叠纪299~250Ma、中生代210~176Ma、175~148Ma和147~132Ma及其相应峰值年龄为290Ma±、180Ma±、163Ma±和140Ma±等四个期次的主要构造事件,指示准噶尔盆地北部区域盖层也遭受了多阶段复杂演化过程。 3.准噶尔盆地北部及其相邻区域不同岩石地层单元的前二叠纪(300Ma)锆石微量元素分析表明,盆地中北部及其相邻区域的前二叠纪基岩物质组成主要经历了多个成分演化阶段,早前寒武纪(3022~1202Ma)主要为基性岩,伴随有中酸性岩;晚前寒武纪(996~544Ma)较早前寒武纪基性岩比例增加,中酸性岩比例减少;早古生代(539~420Ma)主要为基性岩,伴随有酸性岩;晚古生代早期(419~356Ma)主要为中酸性岩,伴随有基性岩;晚古生代中期(354~300Ma)主要为基性岩,伴随有中酸性岩,它们在U/Yb-Hf和Y图解中都落入大陆锆石范围,总体指示准北及相邻区域可能存在中太古代3Ga以来的古老陆块,并经历了多阶段复杂陆壳基底物质组成的演化过程。 4.准噶尔盆地中北部陆梁隆起石炭系火山碎屑岩钻井“探针”岩心样品的不同年龄组锆石微量元素分析表明,盆地中北部前二叠纪基底主体属于由花岗岩、(歪碱)正长岩、玄武岩和辉长岩组成的花岗岩和中基性岩侵入型活动陆壳基底,早前寒武纪(1447~1410Ma)主要为中基性岩;晚前寒武纪(885~559Ma)主要为基性岩和酸性岩;早古生代(536~420Ma)主要为基性岩,伴随有酸性岩;晚古生代早期(401~360Ma)主要为中酸性岩,伴随有基性岩;晚古生代中期(359~303Ma)主要为基性岩,伴随有中酸性岩,它们在U/Yb-Hf和Y图解中都落入大陆锆石范围,总体反映了盆地区从中元古代至晚古生代石炭纪多期次复杂陆壳基底物质组成的演化过程。


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