四川盆地西部上三叠统须家河组凝灰岩la-icp-ms锆石u-pb年代学研究.docx

四川盆地西部上三叠统须家河组凝灰岩la-icp-ms锆石u-pb年代学研究 晚三叠纪（237-201mab.p.）华北板块与华北板块的碰撞是中国古陆架形成和发展的一次重要地质事件。 本研究在对四川盆地西部上三叠统须家河组火山碎屑岩夹层中的锆石用LA-ICP-MS进行U-Pb同位素年龄测定的基础之上,对须家河组的沉积时间提供了直接年龄约束,为该组相关次一级岩石地层的划分和对比提供依据,也为龙门山隆升和古特提斯洋的关闭时限提供了新的证据。 1 须家河组剖面位置 扬子板块北侧为秦岭造山带,西侧为龙门山造山带和松潘-甘孜褶皱带,西南部为义敦岛弧和羌塘地块。四川盆地位于扬子板块西部,周缘受西部龙门山、北缘米仓山-大巴山、东部齐岳山、南部大娄山和大凉山围限(图1) 位于四川省崇州市西北的鸡冠山乡的须家河组剖面,主体出露须家河组第三、第四、第五和第六段,底部受断层作用破坏,顶部与下侏罗统白田坝组呈假整合接触关系,须家河组的地层厚度1.3km。 2 样品采集和提纯 本次研究采用的样品来自于四川盆地西部崇州市鸡冠山剖面须家河组的上部(传统意义上的须五段,采样位置距离须家河组顶部330 m处,GPS:N:30°47′20.0″,E103°23′59.7″,海拔高度869m;图1),其岩性为细砂岩与含植物碎片的黑色泥岩互层,砂岩中夹有一层3cm厚的凝灰岩层。野外凝灰岩未见较好的块状样品,因凝灰岩的岩性主体为黏土,其松软性质导致后期无法进行薄片制样;其主要矿物由高岭石组成,样品具体出露位置见图2。 本次采集的凝灰岩野外样品质量为9.25kg,经手工破碎、淘洗、电磁选、重液分离等进行单矿物提纯以后,在双目镜下挑选,提取含包裹体少、无明显裂隙且晶型完好的锆石单矿物。将锆石晶体制作成环氧树脂靶,经打磨和抛光使得锆石中心暴露,然后拍摄阴极发光和透、反射光图像,观察锆石内部结构,便于U-Pb年龄测定时避开裂纹和包裹体 3 u-pb锆年代学分析 须家河组凝灰岩中锆石的Th、U含量较高且变化大,Th的质量分数(w 4 讨论 4.1 须家河组沉积年龄约束 古生物化石在地层年代确定中发挥了重要的作用,但仍存在3个主要的局限性:(1)大部分的古生物化石往往仅能精确到阶,无法精确到某一个时间节点 国际上常用火山凝灰岩中岩浆锆石的同位素年代学结果约束沉积地层的精确时代 本次研究所获得的凝灰岩沉积年龄明显比前人通过古生物组合约束的须家河组沉积年龄要老,前人研究中仅辐鳍鱼类化石组合表明须家河组的沉积年代为诺利阶 针对上述这一古生物与凝灰岩中岩浆锆石的同位素年龄结果的偏差,将前人在四川盆地须家河组中所测试的砂岩中碎屑锆石的U-Pb年代学结果进行初步统计 4.2 回采凝灰岩的种类 虽然本次研究首次在四川盆地发现了晚三叠世的凝灰岩,但在四川盆地周缘地区,前人已在西南部的羌塘地体的那底岗日组发现了流纹质的凝灰岩(年龄为216.1±4.5 Ma) 由于凝灰岩是来自火山喷发产生的火山灰 5 凝灰岩火山岩夹层 本次研究工作在四川盆地西部崇州的上三叠统须家河组中发现了一套火山碎屑岩夹层,并对这件凝灰岩样品的锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,初步获得如下认识。 a.凝灰岩样品中的锆石形成年龄加权平均值为(214.7±1.6)Ma,属于晚三叠世诺利期中期。 b.此次工作系初次报道四川盆地须家河组火山岩夹层及其可能代表的较为精准的火山喷发年龄。 c.结合四川盆地及周缘区域同时代凝灰岩和火山岩的时空研究,表明四川盆地西侧松潘-甘孜古特提斯洋的残留海盆终结可能发生在瑞替期。 这些火山碎屑岩夹层对四川盆地须家河组的岩石地层单元的划分与对比可提供重要参考,同时为进一步约束印支期中国西部地区的碰撞-造山事件时限提供了新证据。