内蒙古宁城和辽西凌源热水汤地区道虎沟生物群与相关地层SHRIMP锆石U-Pb定年及有关问题的讨论

应用SHRIMP锆石U-Pb测年方法, 对内蒙古宁城道虎沟生物群和辽西凌源热水汤地区含蝾螈类化石层上、下火山岩进行了定年研究. 测年结果表明, 道虎沟生物群(岩系)最年轻年龄为164~152 Ma, 最老年龄为168 Ma. 综合研究表明, 宁城道虎沟生物群与凌源热水汤一带含蝾螈类化石层属于同一生物群(时代), 发育于168~152 Ma的中侏罗世晚期-晚侏罗世早期. 研究区道虎沟生物群(岩系)为正常产状的火山-沉积序列, 底部平行不整合在下伏九龙山组之上, 顶部为土城子组或早白垩世含热河生物群岩系平行或角度不整合覆盖. 道虎沟生物群(岩系)及相关地层对比冀北-辽西地区髫髻山组或是它的相变产物. 髫髻山组(道虎沟生物群)化石组合和综合研究表明, 它们和热河生物群不是同一生物群, 更不是代表热河生物群最早的生物记录, 道虎沟生物群及岩系与义县组是不同时代和构造演化阶段火山-沉积旋回的产物.     

辽西建昌玲珑塔地区侏罗纪地层的离子探针锆石U-Pb定年:对最古老带羽毛恐龙的年代制约

辽西建昌玲珑塔地区髫髻山组火山-沉积岩地层中富含燕辽生物群(又称道虎沟生物群)的重要化石,并记录了若干重要的生物演化事件,特别是对研究鸟类的起源以及最早鸟类和恐龙祖先的分化均具有关键的意义,因而其地层时代问题备受关注.本文对建昌玲珑塔大西山含化石沉积层中的3个凝灰岩样品进行了详细的SIMS锆石U-Pb定年,获得了160.7±1.7,159.5±2.3和158.9±1.7Ma的年龄结果.根据近年广泛使用的地质年表GTS2004和新近修订的地质年表GTS2012,由侏罗兽和近鸟龙等构成的燕辽生物群生存于晚侏罗世早期,从而为最早哺乳动物和最早带毛恐龙的出现年代提供了确凿的同位素年代学证据.     

长江中下游繁昌-宁芜火山盆地火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

繁昌和宁芜火山盆地是长江中下游中段的两个重要的中生代火山盆地, 其中最晚期喷发的分别是蝌蚪山组双峰式火山岩和娘娘山组超钾质火山岩. 选择这两组火山岩为研究对 象, 应用LA-ICPMS锆石微区分析技术进行了精确定年. 结果表明, 火山岩含有大量的岩浆成因锆石, 以高的Th/U比为特征, 蝌蚪山组火山岩21点的加权平均年龄为(130.7±1.1) Ma, 娘娘山组火山岩20点的加权平均年龄为(130.6±1.1) Ma, 代表了火山岩的结晶年龄. 与目前长江中下游地区中生代火山盆地火山岩的高质量年龄数据对比表明, 金牛盆地、庐枞盆地、繁昌盆地和宁芜盆地的最晚期火山活动几乎都是在128~130 Ma结束, 庐枞和宁芜盆地早期火山岩的喷发年龄和晚期火山活动没有明显的时间间隔, 表明这两个盆地火山活动的持续时间较短, 暗示了130 Ma前后本地区处于拉张的峰期. 综合分析表明, 长江中下游地区燕山晚期岩浆岩的年代学格架与本地区由挤压转为拉张, 加厚的岩石圈下部发生重力拆沉、岩石圈减薄、软流圈上涌、壳幔相互作用等动力学过程是一致的.     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组微体化石新材料及锆石SHRIMP U-Pb年龄

湖北宜昌樟村坪位于峡东黄陵背斜北翼, 区内埃迪卡拉系陡山沱组沉积序列与贵州瓮安地区相似. 在其上部硅磷质结核中发现大量以具刺疑源类为主的微体化石, 微体化石组合面貌显示出与瓮安磷酸盐化生物群和峡东硅化生物群具有明显的相似性, 表明樟村坪地区陡山沱组可以作为贵州瓮安与峡东地区陡山沱组地层对比的桥梁. 同时, 还报道了在该区陡山沱组中部暴露间断面之下火山岩夹层中所获得的锆石SHRIMP Ⅱ U-Pb年龄(614.0±7.6) Ma. 这是首次在陡山沱组中部获得锆石年龄, 这一结果不但丰富了扬子板块埃迪卡拉系陡山沱组的同位素测年数据, 也为埃迪卡拉纪年代地层的精确划分提供了一个新的数据; 该数据也将扬子板块陡山沱组中部普遍发育的暴露间断面的地质时代均限定在晚于(614.0±7.6) Ma, 同时, 这一数据将黔中地区陡山沱组中部暴露间断面之上出现的磷酸盐化生物群的地质时代也限定在晚于(614.0±7.6) Ma.     

安徽庐枞地区巴家滩和矾山-石马滩岩体的时代和岩浆物质来源

庐枞地区火山岩自下而上分为四个旋回,即龙门院、砖桥、双庙、浮山。以前所发表的火山岩同位素年龄数据相差很大,如砖桥旋回火山岩有11组数据为135—109Ma,相当于K_1。另有9组为136—178Ma,约相当于J_2-J_3。这些数据多用全岩K-Ar法测定。我们通过对该地区火山-侵入岩巴家滩和矾山-石马滩岩体的Sm-Nd,Rb-Sr同位素研究,为解决庐枞中生代火山岩时代和岩浆来源提供了重要依据,并得出了新认识。     

西藏林周盆地林子宗火山岩40Ar/39Ar年代格架

在详细的地质填图和地层层序研究基础上, 系统采集西藏林周盆地林子宗火山岩底部、近顶部以及各组不同层位的样品, 测定了其阶段升温⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄. 由此建立了林子宗火山岩各组的年代学框架, 确定林子宗火山岩活动时期为古新世~始新世中期(64.43~43.93 Ma). 其中, 帕那组: 48.73~43.93 Ma; 年波组: 54.07 Ma; 典中组: 64.43~60 Ma. 通过火山岩地球化学特征及西藏南部地层综合研究对比, 认为不整合于晚白垩世设兴组之上的林子宗火山岩典中组最底部火山岩的形成年龄可能最接近西藏南部印度-亚洲大陆碰撞开始的时间.     

沧水铺火山岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及“南华系”底界新证据

湖南益阳地区沧水铺组陆相火山岩-火山碎屑沉积砾岩为一套高角度不整合于中元古界冷家溪群复理石浊积岩之上的楔状地层. 取自该组地层下部火山岩段底部的英安质火山集块岩样品(N3)的高精度离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb同位素年龄为814±12 Ma, 这一年龄数据与已有的沧水铺组火山岩年龄数据(921~933 Ma)差距较大, 它代表了该地区新元古界新的底界年龄. 此项研究结果改变了沧水铺火山岩的时代归属, 并支持以下观点: (1) 研究区缺失了新元古代早期(814~1000 Ma之间)的沉积地层; (2)华南裂谷系始于约820 Ma左右; (3) 820 Ma可能是中国新元古界“南华系”的底界年龄.     

内蒙古宁城道虎沟化石层的地层关系与时代讨论

近年来详细的野外区域地质调查发现, 道虎沟化石层的分布并非仅仅局限在道虎沟村附近, 还断续出露于相邻其他几个地区. 道虎沟化石层角度不整合在复杂的基底地层之上, 岩石地层层序由三部分组成, 其中下部为夹红色页岩沉积, 这一地层曾经被误认为是下伏土城子组. 野外大规模化石发掘显示, 道虎沟层的化石主要富集在上部地层的湖相页岩中; 由于后期强烈的构造改造, 地层在多处发生褶皱倒转. 新发现的地层接触界线清楚地证明, 一直被认为是“上覆”地层的髫髻山组中酸性火山熔岩(同位素年龄159~164 Ma)实际上为其下伏地层, 道虎沟化石层的时代不可能早于这一年龄, 也不可能是中侏罗世“九龙山组”. 目前的化石发现和研究显示, 叶肢介和昆虫组合所反映的时代要早于脊椎动物化石所代表的时代, 如辽西螈、热河翼龙和带羽毛的手盗龙类等与义县组同一类群的分子非常相似. 虽然目前还没有发现可靠的热河生物群鱼类化石, 但是这一地层的脊椎动物化石组合更接近于早白垩世热河群. 道虎沟层与热河群无论从沉积地层特征、火山活动和脊椎动物群面貌都很相似, 属于相同的火山-沉积旋回, 化石动物群可能代表了热河生物群最早的记录.     

长江中下游鄂东南地区大寺组火山岩SHRIMP定年及其意义

鄂东南地区金牛盆地是长江中下游地区最西部的一个重要火山岩盆地. 金牛盆地火山岩分布于马家山组、灵乡组和大寺组, 岩性主要分别为流纹岩、玄武岩和玄武质安山岩及(粗面)玄武岩、玄武质粗面安山岩、(粗面)安山岩、(粗面)英安岩和流纹岩, 其中大寺组火山岩是分布范围最广和规模最大的.选择大寺组火山岩为研究对象, 应用SHRIMP锆石微区U-Pb测年技术对大寺组英安岩进行了精确测年, 结果表明:火山岩存在大量的岩浆成因锆石, 以高U和Th含量为特征, 13个点SHRIMP谐和年龄为(128 ± 1) Ma (MSWD = 3.0). 根据锆石形态和高的Th/U值, 该年龄代表了火山岩的结晶年龄. 马架山组、灵乡组与大寺组具有相似的富集大离子亲石元素和轻稀土特征, 其同位素(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _i和(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd) _i分别为0.7063~0.7070, 0.7065, 0.7066~0.7072和0.5121~0.5123, 0.5121, 0.5121~0.5122. 结合区域资料分析表明: 鄂东南盆地火山岩主体形成于早白垩世, 与长江中下游地区其他火山岩盆地形成时代类似, 白垩纪长江中下游地区处于伸展构造背景.     

长江中下游溧水盆地中基性次火山岩-侵入岩的锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素

对溧水盆地8件典型的中生代次火山岩-侵入岩进行了详细的锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究.结果显示,老虎头角闪闪长玢岩年龄为130.5±1.6 Ma,大铜山角闪闪长玢岩年龄为136.0±3.4 Ma,大魏庄角闪闪长玢岩年龄为132.7±2.7 Ma,野山凹粗安斑岩年龄为127.0±1.9 Ma,砚瓦桥石英闪长玢岩年龄为129.4±1.7 Ma,西北山辉石闪长玢岩年龄为133.2±2.1 Ma,长山头黑云母安山玢岩年龄为131.1±2.3 Ma,尖山黑云母粗安斑岩年龄为127.4±1.8 Ma.所有岩浆岩均为早白垩世产物,指示了溧水盆地岩浆活动的峰期时代.岩浆岩的锆石?Hf(t)值变化于-3.54~-9.11,其中大多数变化于-3.54~-5.93,与长江中下游其他火山岩盆地中同时代火山岩和侵入岩的锆石Hf同位素组成相似,表明它们具有相似的源区组成.在分析长江中下游地区以及邻区同时代岩浆特征的基础上,提出俯冲太平洋板块后撤模式来解释中国东部晚中生代岩浆活动.侏罗纪中晚期-白垩纪早期(170~135 Ma),太平洋板块向欧亚大陆俯冲,总体处于挤压背景,岩浆活动呈现出由沿海向内陆年轻化的趋势,且多具壳源特征;白垩纪早期(~135 Ma)之后,太平洋板块的俯冲作用减弱,俯冲板片发生后撤,研究区总体转变为拉张背景,从而形成了一系列火山盆地,造成大量富集地幔和较少量古老地壳物质的熔融,形成大量中基性岩浆岩.     

遵义牛蹄塘组底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

制约扬子地台早寒武世地层的精确锆石U-Pb年龄稀少,对最近于遵义松林地区下寒武统牛蹄塘组底部发现的凝灰岩中的锆石斑晶进行SHRIMP U-Pb测年,结果显示凝灰岩的就位年龄为(518±5)Ma(MSWD=0.37),从而提供了扬子地台下寒武统第二个精确锆石U-Pb年龄数据,构建了该区下寒武统以精确锆石U-Pb年龄为基础的时间框架雏形.结合区域地层对比,凝灰岩年龄数据显示澄江生物群及三叶虫首现(FAD)的绝对年龄应该晚于(518±5)Ma.该年龄数据同时表明,遵义松林地区牛蹄塘组底部Ni-Mo-PGE多金属富集层的Re-Os等时线年龄数据(537～542Ma)不代表地层的年龄.     

北淮阳晚中生代火山岩定年及火山砾石地球化学:对大别灰色片麻岩隆升和中生代地层格架的约束

对北淮阳晚中生代火山岩的野外调查和K－Ar定年结果表明，该区发生过两期火山喷发作用：主要分布于金寨、鲜花岭和毛坦厂地区的原毛坦厂组火山岩，形成于149－138Ma；主要分布于舒城一带的原晓天组火山岩K－Ar年龄为132－116Ma。两者之间为含灰色片麻岩、榴辉岩和火山岩砾石的火山沉积砾岩层。砾岩层内火山砾石的地球化学特征与毛坦厂组火山岩一致，而有别于晓天组火山岩。该砾岩层于138－132Ma堆积而成，暗示135Ma前后北大别灰色片麻岩已从中上地壳折返至地表接受剥蚀，成为北淮阳中生代沉积盆地的重要蚀源区。结合北淮阳地区中生代火山－沉积特征，将该区中生代沉积地层依次划分为防虎山组（＞160Ma)、圆筒山组（三尖铺组中下部，约160－149Ma?)、毛坦厂组（周公山组／三尖铺组上部／凤凰台组，约149－135Ma，顶部为砾岩层）、晓天组（白大畈组／黑石渡组，底部为砾岩层，135－116Ma).     

青藏高原昆仑山垭口盆地晚新生代高精度磁性地层及其意义

位于青藏高原北部的昆仑山垭口盆地发育较完整的晚新生代地层, 在青藏高原北部具有很好的代表性, 确定盆地形成和消亡的年代对高原隆升过程具有重要的科学意义. 过去依据盆地的构造沉积特征提出了“昆仑-黄河运动”, 因其与这一时期的许多全球和高原重大气候环境事件同期而引起了人们的更多关注, 但上述构造运动时代的界定是建立在不明确的年代学基础之上. 文中对昆仑山垭口盆地剖面晚新生代沉积物进行了详细磁性地层学研究, 高密度古地磁采样和测年表明剖面年龄约为3.6~0.5 Ma BP, 地层的沉积演化记录了垭口盆地形成发展及构造经历了五个阶段, 揭示晚上新世以来高原北部~3.6, 2.69~2.58, 1.77, 1.20, 0.87和~0.78 Ma构造隆升的历史, 确定昆仑组砾石层和“昆仑-黄河运动”的年代分别为3.6~2.69 Ma和1.20~0.78 Ma, 为高原隆升过程和全球变化研究提供可靠年代数据.     

新疆东准噶尔北部俯冲花岗岩的SHRIMP U-Pb锆石定年

对东准噶尔北部地区侵入于中泥盆世北塔山组地层的希勒克特哈腊苏花岗闪长斑岩和喀腊萨依二长闪长斑岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 其形成时代分别为(381 ± 6)和(376 ± 10) Ma, 代表俯冲过程形成的花岗质岩石, 这是该地区迄今为止首次报道的位于350~390 Ma的花岗质岩石的同位素年龄. 喀腊萨依二长闪长斑岩锆石的另一组年龄(408 ± 9 Ma)可能代表了其下部下泥盆统火山岩的时代. 同时, 同位素测年结果暗示了准噶尔洋由南西向北东俯冲过程的时间间隔可能为408~376 Ma(实际间隔间隔可能要略大一些). 由于含矿斑岩是在中泥盆世北塔山组火山岩形成后不久侵位的, 因此本区与产出有世界级斑岩铜矿的安第斯山的构造背景相似, 具有形成大型斑岩铜矿的成矿潜力.     

南秦岭武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群锆石U-Pb同位素年代学及其地质意义

武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群是南秦岭出露规模最大的前寒武纪地质单元组合, 对采自武当山群的5件火山-火山碎屑岩、2件耀岭河群火山岩和1件基性侵入岩体样品进行了锆石原位LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)方法U-Pb同位素定年. 结果表明, 武当山群的形成时代为(755±3) Ma (5件样品年龄值的加权平均值, MSWD=0.47, 95%置信度, 下同), 而耀岭河群火山岩和基性侵入岩群分别为(685 ± 5) Ma(两件样品年龄值加权平均值, MSWD=0.36)和(679 ± 3) Ma(MSWD=1.6)的年龄在误差范围内相同. 所获年龄均明显小于早期多数文献的报道值, 武当山群和耀岭河群火山-沉积岩地层的时代分别对应于峡东剖面的莲沱组和略早于南沱组. 岩浆岩中捕获锆石显示, 南秦岭武当地区存在与扬子克拉通内部和陆缘区时代相同的830~780 Ma岩浆事件记录, 指示了区域内存在晋宁期基底岩系或来自扬子克拉通北缘晋宁期物源区沉积物, 表明新元古代时期南秦岭武当地区是现今扬子克拉通北缘的组成部分.     

南秦岭武当山群碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

报道了武当山群沉积地层碎屑锆石的U-Pb年代学特征, 并对其地质意义进行了探讨. 样品采自武当山群底部的杨坪组和中部双台组火山岩层之上的石英砂岩, 并对切割两地层组水系中的河砂进行了采集. 对碎屑锆石进行激光剥蚀-等离子体质谱原位分析, 结果显示, 杨坪组碎屑锆石的年龄主要为830~780 Ma, 少数为新元古代早期(约1.0~0.84 Ga), 含少量新太古代(~2.6 Ga)、古元古代(~2.4 Ga)和中元古代(~2.0 Ga)锆石; 双台组砂岩除少量的1.9~0.86 Ga锆石外, 主要由~755 Ma的锆石(交点年龄)组成, 与武当山群火山岩形成年龄相同. 两件河砂样品中碎屑锆石的年龄组成分别与杨坪组和双台组砂岩锆石相似. 武当山群碎屑锆石的U-Pb年代学特征表明, 该地层的最早形成时代<780 Ma; 主要由约1.0~0.85和约830~780 Ma两组碎屑锆石组成, 与华南陆块西北缘汉南地区新元古代岩浆作用记录相似, 指示了其物源区来自汉南或相似地区. 武当山地区记录了~755和~680 Ma两期具陆内拉张性质的岩浆事件, 指示其经历了与汉南地区不同的构造-岩浆演化过程. 因此, 南秦岭地区~755 Ma岩浆作用可能指示了华南陆块北缘与Rodinia超大陆之间的裂解事件, 而~680 Ma发生的岩浆事件标志了南秦岭与另一未知陆块之间的进一步分离.     

原羽鸟的层位与热河生物群的脊椎动物化石早期组合

产自河北丰宁四岔口盆地的原羽鸟是迄今所知最为原始的反鸟类化石, 其产出岩段不含辽西义县组的标志性化石; 该岩段所含的鱼类和鸟类化石显示了比义县组相关属种更原始的特征状态, 且叶肢介化石为多见于冀北大北沟组和大店子组的属种. 就地层发育序列而言, 含原羽鸟的沉积岩段在相邻盆地伏于含义县组标志性化石的地层之下, 因而确认原羽鸟的层位应低于辽西的义县组, 大致相当于冀北的大店子组, 这是目前国内鸟类化石与世界上反鸟类的最低产出层位. 与原羽鸟相伴的还有其他鸟类、鲟形鱼类、有尾两栖动物和哺乳动物, 据此新建丰宁北票鲟-丰宁原羽鸟脊椎动物组合, 这一组合将热河生物群中脊椎动物的演变历史推进到130.7 Ma前. 建议以控制生物阶段性发展的大尺度构造沉积旋回来界定热河生物群, 并以北票鲟替代狼鳍鱼作为热河生物群的代表化石.     

滇中昆阳群凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄:华南格林威尔期造山的证据

滇中地区出露的昆阳群是一套与华南格林维尔期造山密切相关的沉积岩系. 隶属黑山头组的富良棚段上部发育厚近百米的安山质熔结凝灰岩、层凝灰岩, 是昆阳群最早出现的中性火山岩系, 与昆阳群沉积由陆源碎屑岩转化为碳酸盐岩, 以及震积岩开始大量发育同步. 在这套凝灰岩下部、顶部分别采获样品G3-29-2, G3-29-3, 选出百余粒锆石. 样品G3-29-2获得的锆石Th/U大于0.65, 并具清晰的振荡环带结构, 表明为岩浆成因的锆石. 该样品获得的SHRIMP U-Pb加权平均年龄为(1032 ± 9) Ma. 样品G3-29-3获得多种类型的锆石. 其中, 最老的继承性单颗粒碎屑锆石谐和年龄为(1938 ± 26) Ma, 显示滇中地区存在早前寒武纪基底. 基于以上定年数据, 结合康滇地区火山岩发育特征, 进一步论证了康滇南部格林维尔期造山存在的可能性.     

中国北京恐龙足迹的首次记录

北京市延庆县在筹报世界地质公园的地质遗迹野外调查中,在延庆硅化木国家地质公园核心区晚侏罗世-早白垩世土城子组地层发现的大批恐龙足迹,初步研究表明这批标本可归属于覆盾甲龙类(cf.Deltapodusisp.)、兽脚类、鸟脚类及疑似蜥脚类恐龙足迹.其中大量的覆盾甲龙类足迹表明,早在晚侏罗世,冀北-辽西地区就活动着覆盾甲龙类,它们承接了辽宁朝阳下白垩统义县组发现的甲龙类化石.而罕见的,极高速奔跑的兽脚类恐龙足迹揭示了独特的古行为学.延庆发现的恐龙足迹群不但是北京地区首次发现恐龙存活过的证据,而且极大丰富了土城子组的恐龙类群,为承接其后的热河动物群提供了绝好的演化样本.     

大陆造山过程的多期演化: 以西大别为例

大陆碰撞造山带的形成和演化是汇聚板块边缘的重要特征, 其形成和演化大多经历了复杂的过程. 以西大别为例, 利用锆石成因矿物学、U-Pb年龄和Hf同位素组成特点等, 结合区域地质情况, 对造山带的多期演化提供了较为重要的制约. 结果得到, 浒湾地区洋壳的形成时间约为400~430 Ma, 稍晚于北秦岭与华北的碰撞时间, 可能是碰撞后扬子板块北缘伸展作用形成的边缘盆地. 浒湾地区榴辉岩相变质作用峰期发生在约310 Ma的石炭纪, 浒湾地区洋壳初始抬升时间约为270 Ma. 新县和红安地区榴辉岩的原岩时代和性质与大别-苏鲁其他地体一致, 超高压变质作用也发生在中三叠纪, 并经历了多阶段的抬升作用过程, 应该是大别-苏鲁造山带的西延部分. 因此, 秦岭-大别-苏鲁地区是一个典型的多阶段复合型造山带, 其聚合过程可能持续了200 Ma以上.