长江三角洲晚第四纪地层锆石U-Pb年龄谱时序变化研究

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锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约

锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约
变质流体活动过程中形成的脉体中的锆石一般 具有非常规则的外形,局部或整个锆石颗粒具有明 显的面形分带或振荡环带(图9)‘2 0’23’46’47].混合岩化 深熔作用变质过程中形成的新生变质锆石同样具有
较规则的外形,内部分带特征为无明显分带到面形分 带(图10)弘2,4 71,部分深熔增生锆石具有典型岩浆锆石 的环带特征.受热液作用影响明显的锆石,在锆石颗 粒的边部(图1 1(a))和/或不同生长阶段锆石的边部(图 11(b))会出现晶棱圆化、港湾状结构等外形特征,且这 些区域阴极发光强度较强、无明显分带,为热液溶蚀 作用形成的变质锆石[24,25,53】.当热液蚀变作用进一步 增强时,在锆石的周围会出现较宽的白色蚀变边(图 1 l(c)),对这些热液蚀变作用较为彻底的锆石区域进 行微区定年,可以得到热液蚀变作用的准确年龄M引.
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万方数据
1589
钭学屯苏 第49卷第16期2004年8月
评述

图1 HF酸蚀刻、BSE和CL图像显示的锆石内部结构
(a)HF酸蚀刻图像;(b)BSE图像;(c)CL图像.(a)引自Pidgeon等人…,(b)引自Nasdala等人‘3”,(c)引自Vavra等人o”
变质锆石是指在变质作用过程中形成的锆石.变 质锆石的形成主要有如下五种机制:(1)深熔过程中
从熔体中结晶嘶,42,431;(2)固相矿物分解产生的zr和 si,成核和结引44’451;(3)从变质流体中结晶[20,23,46,471; (4)原岩锆石的变质重结晶作用[36,48~521;(5)热液蚀变 作用对原有锆石的淋滤和溶蚀[26,34,51,53,54].因此,变质 锆石的形成既可以是变质过程中新生长的锆石(图3(a), (b)),又可以是变质作用对岩石中原有锆石不同程度 的改造(图3(c)),其中变质增生锆石既可以形成独立 的新生颗粒(图3(a)),还可以在原有锆石基础上形成 变质新生边(图3(b)).此外,锆石的蜕晶质化或蜕晶质 化锆石的重新愈合作用同样会对原有锆石产生不同程 度的影响"l'”J.

长江三角洲地区TZK3孔碎屑锆石U-Pb年龄及其物源意义

长江三角洲地区TZK3孔碎屑锆石U-Pb年龄及其物源意义

长江三角洲地区TZK3孔碎屑锆石U-Pb年龄及其物源意义程瑜;李向前;赵增玉;张祥云;郭刚【期刊名称】《地质力学学报》【年(卷),期】2018(24)5【摘要】以TZK3孔的磁性地层学为基础,结合沉积物的岩性、结构构造及锆石年龄谱系特征,探讨沉积物的物质来源及长江贯通的时限。

古地磁结果表明:96.7 m、263.3 m、603.75 m分别对应B/M界线、M/G界线、晚上新世/早上新世的界线(3.58 Ma)。

锆石年龄谱系数据显示,TZK3孔的U-Pb锆石年龄主要分为5组:100~300 Ma,400~500 Ma,700~850 Ma,1800~2000 Ma,2400~2600 Ma。

其中3.7 Ma的锆石年龄谱相对简单,以白垩纪(100~150 Ma)为主,物质主要来自于长江中下游的火山盆地,为近源沉积。

TZK3孔3.04 Ma以来,锆石年龄谱变得复杂且主峰相对较多,表明物源区更广且加入了远源的成分。

3.04 Ma的锆石年龄谱中开始出现峨眉山玄武岩年龄段(251~260 Ma)的锆石,表明在此时期长江上游的物质就已到达了长江三角洲地区,即长江贯通的时限为3.04~3.7 Ma。

【总页数】10页(P635-644)【关键词】长江贯通时限;U-Pb锆石年龄谱;磁性地层;长江三角洲【作者】程瑜;李向前;赵增玉;张祥云;郭刚【作者单位】江苏省地质调查研究院【正文语种】中文【中图分类】P539.3;P534.63【相关文献】1.珠江沉积物碎屑锆石U-Pb年龄特征及其物源示踪意义 [J], 赵梦;邵磊;乔培军2.鄂尔多斯盆地东南部延长组长6沉积碎屑锆石U-Pb年龄物源、构造指示意义——来自黄龙县、铜川市金锁关地区延长组碎屑锆石年代学证据 [J], 乔向阳;林进;朱晴;弓虎军;王娟;李忠峰3.罗布泊第四纪湖盆物源与盆地构造演化特征:来自LDK01孔碎屑锆石U-Pb年龄证据 [J], 吕凤琳;刘成林;焦鹏程;张华;孙小虹4.漠河盆地西部二十二站组碎屑锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其物源意义 [J], 段明新;周传芳;杨华本;蔡艳龙;魏小勇;徐建鑫;赵佳琪5.环渤海湾盆地主要河流碎屑锆石U-Pb年龄特征及其物源示踪意义 [J], 林旭;刘静;吴中海;岳保静;董延钰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

SIMS锆石U-Pb定年方法-中国科学院地质与地球物理研究所

SIMS锆石U-Pb定年方法-中国科学院地质与地球物理研究所

SIMS锆石U-Pb定年方法用于U-Pb年龄测定的样品(号码)用常规的重选和磁选技术分选出锆石。

将锆石样品颗粒和锆石标样Plésovice (Sláma et al., 2008) (或TEMORA, Black et al., 2004)和Qinghu (Li et al., 2009)粘贴在环氧树脂靶上,然后抛光使其曝露一半晶面。

对锆石进行透射光和反射光显微照相以及阴极发光图象分析,以检查锆石的内部结构、帮助选择适宜的测试点位。

样品靶在真空下镀金以备分析。

U、Th、Pb的测定在中国科学院地质与地球物理研究所CAMECA IMS-1280二次离子质谱仪(SIMS)上进行,详细分析方法见Li et al. (2009)。

锆石标样与锆石样品以1:3比例交替测定。

U-Th-Pb同位素比值用标准锆石Plésovice (337Ma, Sláma et al., 2008(或TEMORA (417Ma, Black et al., 2004))校正获得,U含量采用标准锆石91500 (81 ppm, Wiedenbeck et al., 1995) 校正获得,以长期监测标准样品获得的标准偏差(1SD = 1.5%, Li et al., 2010)和单点测试内部精度共同传递得到样品单点误差,以标准样品Qinghu (159.5 Ma, Li et al., 2009) 作为未知样监测数据的精确度。

普通Pb校正采用实测204Pb值。

由于测得的普通Pb含量非常低,假定普通Pb主要来源于制样过程中带入的表面Pb污染,以现代地壳的平均Pb同位素组成(Stacey and Kramers, 1975)作为普通Pb组成进行校正。

同位素比值及年龄误差均为1σ。

数据结果处理采用ISOPLOT软件(文献)。

参考文献Black, L.P., Kamo, S.L., Allen, C.M., Davis, D.W., Aleinikoff, J.N., Valley, J.W., Mundil, R., Campbel, I.H., Korsch, R.J., Williams, I.S., Foudoulis, Chris., 2004.Improved 206Pb/238U microprobe geochronology by the monitoring of atrace-element-related matrix effect; SHRIMP, ID-TIMS, ELA-ICP-MS andoxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol.,205: 115-140.Jiří Sláma, Jan Košler, Daniel J. Condon, James L. Crowley, Axel Gerdes, John M.Hanchar, Matthew S.A. Horstwood, George A. Morris, Lutz Nasdala, Nicholas Norberg, Urs Schaltegger, Blair Schoene, Michael N. Tubrett , Martin J.Whitehouse, 2008. Plešovice z ircon —A new natural reference material for U–Pb and Hf isotopic microanalysis. Chemical Geology 249, 1–35Li, Q.L., Li, X.H., Liu, Y., Tang, G.Q., Yang, J.H., Zhu, W.G., 2010. Precise U-Pb and Pb-Pb dating of Phanerozoic baddeleyite by SIMS with oxygen floodingtechnique. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 25, 1107-1113.Li, X.-H., Y. Liu, Q.-L. Li, C.-H. Guo, and K. R. Chamberlain (2009), Precise determination of Phanerozoic zircon Pb/Pb ageby multicollector SIMS without external standardization, Geochem. Geophys. Geosyst., 10, Q04010,doi:10.1029/2009GC002400.Ludwig, K.R., 2001. Users manual for Isoplot/Ex rev. 2.49. Berkeley Geochronology Centre Special Publication. No. 1a, 56 pp.Stacey, J.S., Kramers, J.D., 1975. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth Planet. Sci. Lett., 26, 207-221.Wiedenbeck, M., Alle, P., Corfu, F., Griffin, W.L., Meier, M., Oberli, F., V onquadt, A., Roddick, J.C., Speigel, W., 1995. Three natural zircon standards for U-Th-Pb,Lu-Hf, trace-element and REE analyses. Geostand. Newsl. 19: 1-23.SIMS U-Pb dating methodsSamples XXX for U-Pb analysis were processed by conventional magnetic and density techniques to concentrate non-magnetic, heavy fractions. Zircon grains, together with zircon standard 91500 were mounted in epoxy mounts which were then polished to section the crystals in half for analysis. All zircons were documented with transmitted and reflected light micrographs as well as cathodoluminescence (CL) images to reveal their internal structures, and the mount was vacuum-coated with high-purity gold prior to secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis.Measurements of U, Th and Pb were conducted using the Cameca IMS-1280 SIMS at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences in Beijing. U-Th-Pb ratios and absolute abundances were determined relative to the standard zircon 91500 (Wiedenbeck et al., 1995), analyses of which were interspersed with those of unknown grains, using operating and data processing procedures similar to those described by Li et al. (2009). A long-term uncertainty of 1.5% (1 RSD) for 206Pb/238U measurements of the standard zircons was propagated to the unknowns (Li et al., 2010), despite that the measured 206Pb/238U error in a specific session is generally around 1% (1 RSD) or less. Measured compositions were corrected for common Pb using non-radiogenic 204Pb. Corrections are sufficiently small to be insensitive to the choice of common Pb composition, and an average of present-day crustal composition (Stacey and Kramers, 1975) is used for the common Pb assuming that the common Pb is largely surface contamination introduced during sample preparation. Uncertainties on individual analyses in data tables are reported at a 1 level; mean ages for pooled U/Pb (and Pb/Pb) analyses are quoted with 95% confidence interval. Data reduction was carried out using the Isoplot/Ex v. 2.49 program (Ludwig, 2001).。

长江三角洲前缘晚第四纪层序特征及冰后期海平面波动沉积响应

长江三角洲前缘晚第四纪层序特征及冰后期海平面波动沉积响应

长江三角洲前缘晚第四纪层序特征及冰后期海平面波动沉积响应赵宝成【摘要】利用位于长江三角洲前缘南汇边滩水下砂体的HYK16钻孔的测年、岩性、微体古生物化石资料,分析末次冰期长江下切河谷阶地的晚第四纪层序特征及冰后期海平面波动控制下的沉积环境演变。

钻孔沉积物自下而上记录了末次冰期以来的发育的3套沉积体系:河流体系(海拔-47~-31m,晚更新世晚期低水位体系域)、河口湾体系(海拔-31~-21m,早全新世海侵体系域)和三角洲体系(海拔-21~-3.6m,中晚全新世高水位体系域)。

岩性、有孔虫、花粉记录共同揭示了10~7.7ka BP在海平面快速上升作用下钻孔所在地经历了滨海湖沼至滨海的快速转变,尤其是9~8.5ka BP期间,海面的大幅度上升使得河口快速向陆移动,导致钻孔所在地水深明显变大。

钻孔所在地约7.7ka BP开始发育水下三角洲,约1.07ka BP开始变为潮滩。

% Late Quaternary stratigraphic sequences control ed by postglacial sea level fluctuations are examined in the last glacial terrace of the paleo-Yangtze River incised val ey. The sedimentary evolution of the sequences is revealed by dating and analysis of sediments and microfossils from borehole HYK16 located in the Nanhui shoal in the Yangtze River delta-front. The borehole sediment records three depositional systems since the last glacial, which in ascending orderare:fluvial (to sea level 47–31m, Late Pleistocene regression system tract and lowstand);estuarine (to sea level 31–21m, early Holocene transgression system tract);and deltaic (to sea level 21–3.6m, mid–late Holocene highstand). The sedimentary environment changed remarkably from marshto near-shore during~10–7.7 ka BP as a result of rapid stepped sea-level rise. In particular, a very rapid rise in sea level during~9–8.5 ka BP caused the paleoestuary to shift quickly landward and be immersed under deeper water, and a possible hiatus (several hundred years long) occurred at the studied depositional site. The subaqueous delta was initiated at ca. 7.7 ka BP and the tidal flat developed at ca. 1.07 ka BP at the depositional site.【期刊名称】《上海国土资源》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】6页(P50-54,63)【关键词】长江三角洲前缘;层序地层;古海平面;第四纪地质;沉积环境【作者】赵宝成【作者单位】上海市地质调查研究院,上海200072【正文语种】中文【中图分类】P534.63随着海洋经济的发展,近年来海岸带地质环境调查成为上海市基础地质调查的重要工作内容[1]。

长江三角洲河口地区晚第四纪下切河谷层序特征与生物气成藏有利地

长江三角洲河口地区晚第四纪下切河谷层序特征与生物气成藏有利地

旋 回( P G ) , 亦 即五六万年来的记录。前者相 当于氧 同位素 第 2期 的大部 和第 3期 即末 次 盛冰期 和末 次
2 0 1 5年 4月 2 9日收到 中国地质调查局调查工作项 目 ( 资[ 2 0 1 4] 0 3 - 0 2 9 - 0 0 5 ) 资助
第一作者简介 : 徐 振宇 ( 1 9 7 8 一) , 男, 工 程 师 。研 究 方 向 : 沉 积 学 与 岩 相 古 地 理 。E - m a i l : x z y ~ n j @f o x m a i l . c o n。
长江 三角洲 河 口地 区发育 的下切 河谷 由于其下 切 的
深度深 、 规模 大 , 历 来 受 到 人 们 的关 注 。前 人 研究 了从 亚间 冰期开 始到末 次盛 冰期 结束 长 江下切 河谷 的充填 过程 以及其 对应 的沉 积环 境特 征 ¨ j 。 但 对 下切 河谷 的 内部结 构 、 层 序 特 征 与 浅 层 生物 气 藏 的关 系并 未开 展 系统 研 究 , 这 也 是 长 江 三 角洲 地
1 地 质 背景
长 江 三角 洲 地 区是 一 片广 阔 的 冲积平 原 , 趋 势
西 高东 低 , 面积 5 . 2×1 0 k m , 该 区域 可 以划 分 为三
角洲 主体 和南北 两翼 。所 述 的长江 晚第 四纪河 口地
层, 是指 末次 亚 问冰期 海侵 旋 回( L G) 和 冰后 期海 侵
期海 侵 与河 口湾发 育 阶段 和 河 口湾 充填 及三 角洲 发
重视 ¨ J , 下切 河谷 充 填 层 序 因其 往往 具 有 丰 富 的 油气 资源 , 成 为油 气 勘 探 过 程 中重 要 的 目标 层 ; 同时 它还 蕴藏着 丰 富 的沉 积 环 境 和 地 质事 件 信 息 。

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪谢文斌;弓虎军【摘要】黄土高原广泛沉积的新近纪红黏土序列对东亚古气候具有重要的指示意义.通过甘肃灵台红黏土剖面7.0、6.5、5.5、3.2 Ma沉积物和山西保德红黏土剖面6.56、5.24、3.50 Ma沉积物碎屑锆石U-Pb 年龄的对比,表明黄土高原不同区域红黏土沉积物物源在空间上具有一致性,而在时间上具有差异性.通过与周缘潜在物源区碎屑锆石 U-Pb 年龄对比,可将黄土高原红黏土沉积物物源的差异划分为3个沉积阶段:第一阶段(5.7~7.0 Ma)物源主要为西昆仑山、帕米尔高原;第二阶段(3.4~5.7 Ma)物源主要来自塔克拉玛干沙漠;第三阶段(2.6~3.4 Ma)物源主要为阿拉善区域.红黏土沉积物物源的变化表明2.6~7.0 Ma 处于西风逐渐减弱伴随东亚季风逐渐增强的过程,物源的两次变化对应于约5.7 Ma墨西拿盐度危机和约3.4 Ma青藏高原的隆升,说明青藏高原以及中国西部山脉的隆升和板块运动控制下的特提斯洋演化是影响黄土高原风成沉积的重要因素.%The widely deposited Neogene red clay sequence in Loess Plateau has important directive significance on East Asian paleoclimate.The comparison of the detrital zircon U-Pb ages of 7.0,6.5,5.5,3.2 Ma from Lingtai red clay section in Gansu and 6.56,5.24,3.50 Ma from Baode red clay section in Shanxi was studied;the comparison of the detrital zircon U-Pb ages from red clay in Loess Plateau and the peripheral potential provenance regions was also studied. The results show that the sedimentary source of red clay in Loess Plateau has a spatial homogeneity and temporal variation.According to the difference of sedimentary sources,the red clay sediment in Loess Plateau can be divided into three stages:the first stage (5.7-7.0 Ma),the mainsources are West Kunlun Mountain and Pamir Plateau;the second stage (3.4-5.7 Ma),the main source is Taklimakan desert;the third stage (2.6-3.4 Ma),the main source is Alxa area.The variation of provenance from red clay sediment shows that the west wind weakens and monsoon grows at 2.6-7.0 Ma,and the two changes of provenances correspond to Messina salinity crisis at ~5.7 Ma and the uplift of Qinghai-Tibet Plateau at ~3.4 Ma,respectively.In general,the important factors influencing the eolian deposition in Loess Plateau are the uplift of Qinghai-Tibet Plateau and the western mountains of China,and the Tethys ocean evolution under the control of plate motion.【期刊名称】《地球科学与环境学报》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】10页(P101-110)【关键词】红黏土;沉积序列;物源示踪;锆石U-Pb年龄;古气候;黄土高原【作者】谢文斌;弓虎军【作者单位】西北大学地质学系,陕西西安 710069;西北大学地质学系,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】P660 引言晚中新世以来,中国北方广泛发育红黏土沉积。

长江三角洲前缘晚第四纪层序特征及冰后期海平面波动沉积响应

长江三角洲前缘晚第四纪层序特征及冰后期海平面波动沉积响应
赵 宝成
( 上海市地质调查研究 院,上海 2 0 0 0 7 2 )
摘 要: 利用位于长江三角洲前缘南汇边滩水下砂体的H Y K1 6 钻孔的测年、岩性、微体古生物化石资料 , 分析末 次冰期长 江下切河谷阶地的晚第 四纪层序特征 及冰后期海平面 波动控制下的沉积环境演变 。钻孔 沉积 物自下而上 记 录了末 次冰期 以来的发育的3 套沉积体系 :河流体系 ( 海拔一 4 7 ~3 l m,晚更新世晚 期低水位体系域 )、河 口湾体 系 ( 海拔. 3 1  ̄ 一 2 1 m,早 全新世 海侵体 系域)和三角洲体系 ( 海拔一 2 1 ~3 . 6 m,中晚全新世高水位体系域 )。岩性 、 有 孔虫 、花粉记 录共 同揭 示了 1 0 - 7 . 7 k a B P 在 海平面快速 上升作用 下钻孔所在地 经历了滨海 湖沼至滨海 的快速转 变 ,尤其是9 ~ 8 . 5 k a B P 期 间 ,海面的大幅度上 升使得 河 口快速向陆移 动 ,导致钻孔所在地水深明 显变大 。钻孔所
随着海洋经济的发展 ,近年来海岸带地质环境调查 成为上海市基础地质调查的重要工作 内容 - 一 。过去几 十 年来 ,基于长江三角洲陆域 的大量第四纪钻孔 ,确立 了 地层与沉积环境格架 ,尤其是具有精确地质年龄约束的
晚第四纪地层层 序和沉积演化模 式。李从先等利用长江
规律 以及估算历 史时期长江泥沙 “ 从源到汇”和 “ 从汇
5 0 i 2 0 1 3 年第3 4 卷第2 期
S h a n g h a i L a n d&R e s o u r c e s上 海 国 土 资 源 《 仅有 孔虫丰度 、分异度略有波动和优势花粉的含量有所
降低 。
潮 流的作用 ,根据 长江三 角洲主体 进积 、长江河道 和 南翼平原岸 线演变历史 ] ,推断沉积环境为水下分流河 道 。顶部 块状层理状细砂、中砂且含量大量 贝壳碎屑 , 反映了潮 流、波浪的强烈淘洗 ,属于河 口砂坝相环境。 根据S U 4 的AMS C日历年龄和沉积速率估算 ,该层底部

长江三角洲地区晚第四纪年代地层框架及两次海侵问题的初步探讨

长江三角洲地区晚第四纪年代地层框架及两次海侵问题的初步探讨

长江三角洲地区晚第四纪年代地层框架及两次海侵问题的初步探讨王张华;赵宝成;陈静;李晓【期刊名称】《古地理学报》【年(卷),期】2008(10)1【摘要】根据对长江三角洲地区两个以细颗粒沉积为主的晚第四纪钻孔进行OSL 测年、U系测年、孢粉分析和微体古生物分析,试图建立高分辨率气候地层,从而建立本区晚第四纪的年代地层框架,并探讨本区晚第四纪的标志层和期间发生的两次海侵及其机制.研究结果显示,两孔记录的古气候波动可与深海氧同位素曲线进行对比:对应于深海氧同位素曲线第6阶段(MIS 6),堆积厚层的河道相粗颗粒沉积及第3硬土层,反映当时气候寒冷;第5阶段(MIS 5),为滨海湖沼沉积,沉积物的颗粒显著变细;第4阶段(MIS 4),本区形成第2硬土层;第3阶段(MIS 3)的早期,本区也发育滨海湖沼沉积,中晚期则形成漏湖-砂坝体系,在滨海平原区普遍发育粉、细砂层;第2阶段(MIS 2),地层由下粗上细的沉积序列构成,下部为黄灰、棕黄色粉砂,上部则为棕黄色或暗绿色硬粘土.其中MIS 6、MIS 4和MIS 2期间发育的3层硬土层可作为本区晚第四纪沉积的标志层.在MIS 5和MIS 3期间,本区均发生海侵,MIS 5时期由于古地势较高、淡水径流和陆源物质输入丰富,因此海水影响微弱;MIS 3时期的中晚期为缺乏淡水输入的潟湖-砂坝环境,从而形成广泛的海侵层.【总页数】12页(P99-110)【作者】王张华;赵宝成;陈静;李晓【作者单位】华东师范大学地理系,上海,200062;华东师范大学地理系,上海,200062;华东师范大学地理系,上海,200062;上海市地质调查研究院,上海,200072【正文语种】中文【中图分类】P534.63【相关文献】1.晚第四纪长江和钱塘江河口三角洲地区的层序界面和沉积间断 [J], 李从先;张桂甲2.福建沿海地区晚第四纪海侵研究进展及存在的问题 [J], 马明明;刘秀铭;周国华;刘庚余;车柏林3.长江三角洲地区晚第四纪古土壤中的植物硅酸体及其古环境意义 [J], 刘宝柱;李从先;业治铮4.晚第四纪长江三角洲高分辨率层序地层学的初步研究 [J], 李从先;张桂甲5.长江三角洲地区晚第四纪地层及潜在环境问题 [J], 李从先;范代读;张家强因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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长江三角洲晚第四纪地层锆石U-Pb年龄谱时序变化研究长江三角洲晚第四纪地层锆石 U-Pb 年龄谱时序变化研究#10 15 20 25 30 35 40摘要:河流系统受构造运动、气候变化与海平面升降等的影响,通过物源分析可以反演上述过程的演化历史。

选择长江三角洲现代表层沉积和钻孔(YQ03 与 HM03)中全新世与末次盛冰期沉积等三个层位,进行重矿物组合特征、锆石 U-Pb 年龄谱系研究,发现全新世与末次盛冰期沉积物源有较大的差别,前者的重矿物成熟度 ZTR 指数较小,来自长江支流涪江与湘江的特征矿物榍石和锆石含量较低,见较多的古元古代锆石,但白垩纪、新元古代锆石含量较少。

可见,冰期-间冰期旋回长江沉积物源区发生了较大变化,冰期沉积物更多源自中、下流区域,随着间冰期气候回暖,尤其是中全新受强烈的夏季风降雨影响,径流增强可携带更多的上游的物质入海.关键词:沉积地球化学;物源分析;锆石 U-Pb 年龄;气候变化中图分类号:P737Changes in zircon U-Pb Age in the late Quaternary strata ofYangtze River DeltaWang Yangyang, Fan DaiduSchool of Ocean and Earth Science, Tongji University, Shanghai200092Abstract: Fluvial systems are particularly sensivite to climatic and tectonic change, and theseprocess could be reversed by provenance analysis. On the basis of heavy mineral and zircon U-Pb age of modern surface sediments from Yantze River delta, Holocene and late Quaternarysediments from YQ03 hole and HM03 hole, the research shows that there is a big differencebetween Holocene sediments and late Quaternry sediments: there are fewer titanites and zirconswhich are character mineral of Peijiang River and Xiangjiang River, less ZTR value, lessCretaceous and Neoproterozoic zircons but more Paleoproterozoic zircons from estuary sedimentsin Holocene. It suggests that the estuary sediments provenance changed during Holocene, which isrelated to more sediments influx from upper reaches of Yangtze River due to strong summermonsoon.Key words: Sedimentary Geochemistry; provenance analyses; Zircon U-Pb age; climate change0 引言流域的形成与演化、河流沉积物的输运与沉积过程等受流域构造运动、气候变化与海平面升降等的共同影响。

近 2 万年内,全球经历了末次盛冰期大幅降温、降雨减少和海平面下降,以及末次冰消期以来气温快速回暖、降雨增多和海平面上升的强烈变化,河流沉积物的源-汇过程因应发生较大改变。

该问题已引起河流地貌学与沉积学、古气候与古环境研究的广泛关注。

目前在南亚、东南亚大河流域已开展较系统的研究,运用锆石U-Pb 年龄、Nd同位素、白云母 Ar-Ar 定年、 14C 定年、层序地层学等方法,对晚第四纪印度河、恒河与红河等三角洲沉积物源、沉积速率变化及其影响因素的分析表明,全新世夏季风增强、降雨-1-增多是导致河流侵蚀增强、入海物质通量增多的主导因素[1]。

长江作为中国第一大河,其流域演化与青藏高原隆升、新生代东亚地形宏观演变和东亚季风演化有密切关系,成为中外地质学家的重要研究热点[2~5]。

晚第四纪流域构造活动较平静,冰期-间冰期气候显著变化对长江流域源-汇过程的影响尚未有系统研究。

本文拟通过取自长江三角洲现代表层、中全新世和末次盛冰期的三个层位共六个沉积物样品,进行重矿物组合和碎屑锆石 U-Pb 年代学的研究,探讨冰期-间冰期旋回长江流域物源区的变化和气候变化对沉积物源-汇过程的影响。

1 样品来源、分析测试与数据处理方法501.1样品来源本文采集现代表层沉积物 2 个,其中 M-RC 采自长兴岛振华港机石边新围滩上,填沙来自相邻的河道,通过水泵抽至岸上;M-SF 采自横沙东滩中高潮滩的贝壳沙堤。

末次盛冰期和中全新世沉积物样分别采自钻孔岩芯表 1,图 1 。

HQ03、HM03 孔分别位于长江三角洲发育过程中形成的黄桥期、海门期河口沙坝之上,MH-HQ 与 MH-HM 分别采自 HQ03 孔55(26.8-27.2m)、HM03 孔(22.6-22.9m)的中全新世河口沙坝相沉积,LGM-HQ 与 LGM-HM分别为 HQ03 孔(70.0-70.3m)、HM03 孔(77.7-78.0m)末次盛冰期的河床相沉积。

表 1沉积物样品信息表Tab.1Sediment sampling locations 601.2M-RCM-SF MH-HQ LGM-HQ MH-HM LGM-HM 实验方法现代表层沉积物现代表层沉积物HQ03 钻孔岩芯HM03 钻孔岩芯采样点或钻孔坐标121°38′E,31°24′N 121°32′E,31°18′N 121°24′E,31°37′N 121°09′E,31°53′N取样深度(m)026.8-27.2 70.0-70.3 22.6-22.9 77.7-78.0沉积相现代河床现代潮滩贝壳沙堤中全新世河口沙坝相末次盛冰期河床相中全新世河口沙坝相末次盛冰期河床相研究认为,选择 0.063~0.125 mm 粒级进行重矿物分析足以代表整个沉积物中的重矿物特征,而且还可以尽量减少水动力及光性矿物比例的影响[6,7]。

运用长江水系沉积物碎屑锆石 U-Pb 年龄进行物源示踪研究同样推荐该粒级范围[8]。

因此,本次实验流程首先是利用筛析法分选出六个沉积物中的 0.063~0.125 mm 粒级组份,然后利用三溴甲烷(2.89 g/cm3)65 70进行轻重矿物分离,之后进行轻重矿物组合鉴定,并从每件样品随机挑选出500 颗以上的锆石,以上重矿物分析是在河北廊坊地调院完成。

每个样品挑选出来的碎屑锆石颗粒单独制作成靶,表面喷碳后在中国科学院广州地球化学研究所进行阴极发光(CL)成像分析;锆石 U-Pb 年龄测试在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)进行。

样品测试过程中激光的束斑孔径设定为 32μm,激光脉冲为 10Hz,能量为70-80 mJ。

测试过程中以标准锆石 91500 为外标,校正仪器质量歧视与元素分馏;以标准锆石 GJ-1 与 Ple? ovice为盲样,检验 U-Pb 定年数据质量;以 NIST SRM 610 为外标,以 Si 为内标标定锆石中的Pb 元素含量,以 Zr 为内标标定锆石中其余微量元素含量。

-2-751.3数据分析处理图 1 Fig.1长江三角洲表层和钻孔沉积物采样位置Sampling locations in the Yangtze River delta原始的测试数据经过 ICPMSDataCal 软件离线处理完成,样品的加权平均年龄的计算80及谐和图的绘制采用 Isoplot 程序(ver 4.11)处理。

标样 91500、GJ-1 的分析结果与推荐值(1062.4±0.6)Ma(2σ)[9]、(608.53±0.37)Ma(2σ)[10]在误差范围内一致。

2 重矿物与锆石 U-Pb 年龄组成特征2.1重矿物组合特征六个样品中重矿物的颗粒百分比统计结果见表 1。

其中角闪石的含量普遍较高,均大于90 95 10045%,多数呈绿色或灰绿色,少数无色,为次棱角柱状或块状,玻璃光泽,透明-半透明,表面有少量胶结物。

绿帘石除在 MH-HM 样品中相对较少(4.21%)外,其他几个样品中含量均大于 8%,多数呈黄绿色,次棱角块状,透明-半透明,玻璃光泽。

多数样品硅灰石含量大于 5%,为无色,次滚圆、次棱角板状或柱状,透明,有金属光泽。

不同样品磁铁矿、钛铁矿和石榴石含量变化较大(0.23~9.88%),但有比较一致的变化趋势;磁铁矿与钛铁矿均呈黑色,不透明,金属光泽,前者多为半自形粒状或次棱角块状,后者多呈半自形次滚圆、扁粒状或厚板状;石榴石多呈粉色,次棱角块状,透明,玻璃光泽。

榍石含量介于 0.3~2.3%,主要呈黄色,半自形次滚圆扁粒状,透明,显弱金刚光泽。

每个样品都见少量的电气石与金红石,但含量普遍很低( 0.3%),前者为褐色,自形、半自形柱状,半透明,有玻璃光泽;后者呈棕色,黑红色或黑色,半自形次滚圆柱状或次棱角块状,半透明-微透明,有油脂光泽。

此外,每个样品都见一定量的赤褐铁矿、白钛矿、磷灰石和锆石等(表2)。

进一步分析各沉积物样品中重矿物颗粒百分含量,发现其主次重矿物组合存在一定的差别。

现代表层沉积(M-RC、M-SF)的主要重矿物组合均以角闪石-绿帘石-硅灰石为特征;中全新世沉积(MH-HQ、MH-HM)分别为角闪石-绿帘石和角闪石-硅灰石;末次盛冰期河床相沉积(LGM-HQ、LGM-HM)则分别以角闪石-绿帘石和角闪石-绿帘石-石榴石为特征(表 2,图 2)。

次要重矿物百分含量同时存在横向(相同层位不同钻孔间)和纵向(同-3-一钻孔不同层位)上的变化,但在比较同一时期不同钻孔的重矿物含量变化时,发现锆石、锐钛矿、磷灰石、榍石、电气石等具统一增高或减少的趁势,且变化的幅度小于同一钻孔不同时期之间的差异。

总之,两个代表同一沉积时期的样品由于实际采样地理位置的差异造成相应的重矿物组合上的变化,其变幅要小于三个大的不同沉积时期之间的变化,为了更好地105探讨不同气候期流域物源变化,在后面讨论部分常以同一层位的两个样品平均值(包括重矿物组合和 U-Pb 年龄统计参数)作为不同时期物源分析的依据。

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