LA-ICP-MS U-Pb dating of detrital zircons from the Upper Permian Gequ Formation on the southern margin of the East Kunlun Mountains and its tectonics implications
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摘要:
东昆仑南缘上二叠统（乐平统）格曲组为一套由砾岩、砂岩、钙质泥岩构成的扇三角洲-浅海碳酸盐台地相沉积组合，在区域地质演化分析上具有重要的意义。经测定，格曲组砂岩的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的范围为412~2448Ma，包括1869~1602Ma、1396Ma~1270Ma、1197~877Ma和572~412Ma四个年龄区间，指示物源区先后经历了古元古代早期的构造-岩浆事件、古元古代晚期的汇聚事件、中元古代的裂解事件、中元古代晚期—新元古代早期的构造-岩浆-变质事件和新元古代晚期—早古生代的裂解-扩张-汇聚事件。其中，与新元古代—早古生代洋陆转化相关的产物是格曲组的主要物源。格曲组砂岩碎屑锆石年龄组成表明沉积盆地具有前陆盆地“冷盆地”的特征。相对于格曲组，下中二叠统存在大量大于2000Ma的年龄信息，而下三叠统开始出现了大量海西末期-印支期的年龄信息。碎屑锆石年龄组成出现两次明显的变化，分别为格曲组和洪水川组底部不整合所代表的构造运动的沉积响应，表现出较好的构造-沉积耦合关系。
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关键词:
- 上二叠统 /
- 格曲组 /
- 东昆仑 /
- 碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年 /
- 构造演化
Abstract:The Upper Permian (Lopingian) Gequ Formation on the southern margin of the East Kunlun Mountains is composed of conglomerates, sandstones and calcareous mudstones of fan delta-sea carbonate plateau. It is of important significance for the analyzing of regional tectonic evolution. This paper reports the detrital zircon ages for sandstone from the Gequ Formation in the area north of Huashixia. The sandstone sample has ages of 412~2448Ma, which can be mainly divided into four age ranges, i.e., 1869~1602Ma, 1396~1270Ma, 1197~877Ma and 572~412Ma. The age ranges indicate that the source regions of the Gequ Formation experienced complex multi-phase geological events, which included the Early Paleoproterozoic tectono-magmatic event, Late Paleoproterozoic assembly event, Mesoproterozoic rifting event, Late Mesoproterozoic-Early Neoproterozoic tectono-magmatic event and Late Neoproterozoic-Early Paleozoic rifting-extension-assembly event. Magmatic rocks formed during Late Neoproterozoic-Early Paleozoic constituted the main provenance of the Gequ Formation. According to the detrital zircons ages, basin of the Gequ Formation was a"cold basin"similar to foreland basin. Contrast to the Upper Permian, there were many >2000Ma ages in the Lower-Middle Permian, and the dated zircons yielded Hercynian-Indosinian ages, which was first found in the Lower Triassic. The two significant changes were the sedimentary response to the unconformities between Upper Permian and Lower-Middle Permian, Lower Triassic and Upper Permian and the tectonic events represented by them, exhibiting a good tectono-depositional coupling relationship.
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表 1 样品TD2B碎屑锆石U-Th-Pb同位素数据
Table 1. Results of detrital zircon LA-ICP-MS U-Th-Pb age dating for the sample TD2B
测点
号含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma 谐和
度Th 206Pb 207Pb 208Pb Pb* U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 1.1 262 83 5 11 27 293 0.89 0.0591 0.0011 0.5884 0.0090 0.0722 0.0005 572 22 470 6 449 3 104.7 2.1 410 120 8 17 40 407 1.01 0.0608 0.0010 0.6270 0.0086 0.0748 0.0005 630 19 494 5 465 3 106.2 3.1 78 215 19 8 60 257 0.31 0.0830 0.0011 2.4294 0.0230 0.2121 0.0013 1270 10 1251 7 1240 7 102.4 4.1 236 75 5 9 24 277 0.85 0.0582 0.0010 0.5466 0.0083 0.0681 0.0004 538 22 443 5 425 3 104.2 5.1 306 132 8 11 39 474 0.65 0.0571 0.0009 0.5561 0.0072 0.0706 0.0004 496 18 449 5 440 3 102.0 6.1 217 71 4 8 22 249 0.87 0.0559 0.0013 0.5559 0.0112 0.0721 0.0005 448 32 449 7 449 3 100.0 7.1 126 457 53 19 132 368 0.34 0.1074 0.0013 4.6371 0.0361 0.3130 0.0018 1756 7 1756 7 1756 9 100.0 8.1 408 113 7 16 37 372 1.09 0.0565 0.0011 0.5954 0.0097 0.0765 0.0005 471 24 474 6 475 3 99.8 9.1 275 105 7 10 32 370 0.74 0.0577 0.0010 0.5696 0.0083 0.0717 0.0005 516 21 458 5 446 3 102.7 10.1 218 52 4 8 18 178 1.23 0.0722 0.0014 0.7302 0.0127 0.0733 0.0005 992 24 557 7 456 3 122.1 11.1 429 779 131 56 246 674 0.64 0.1553 0.0017 6.1894 0.0397 0.2890 0.0016 2405 5 2003 6 1636 8 147.0 12.1 275 100 6 10 31 344 0.80 0.0569 0.0011 0.5707 0.0091 0.0727 0.0005 488 24 458 6 453 3 101.1 13.1 526 125 9 19 42 410 1.28 0.0697 0.0010 0.7318 0.0085 0.0762 0.0005 919 14 558 5 473 3 118.0 14.1 229 151 10 8 43 537 0.43 0.0596 0.0008 0.5758 0.0062 0.0701 0.0004 588 14 462 4 437 2 105.7 15.1 217 101 6 8 30 355 0.61 0.0577 0.0010 0.5621 0.0084 0.0707 0.0005 518 22 453 5 440 3 103.0 16.1 506 132 8 18 43 496 1.02 0.0554 0.0009 0.5043 0.0070 0.0660 0.0004 429 20 415 5 412 2 100.7 17.1 188 119 8 8 35 394 0.48 0.0564 0.0011 0.5806 0.0109 0.0747 0.0005 468 45 465 7 464 3 100.2 18.1 407 219 14 18 65 699 0.58 0.0586 0.0008 0.6279 0.0066 0.0778 0.0005 552 13 495 4 483 3 102.5 19.1 231 738 81 33 213 686 0.34 0.1017 0.0012 3.7386 0.0261 0.2668 0.0015 1655 6 1580 6 1524 8 108.6 20.1 104 128 14 15 42 114 0.91 0.1020 0.0015 3.9188 0.0468 0.2788 0.0019 1660 12 1618 10 1585 10 104.7 21.1 325 110 7 13 35 393 0.83 0.0579 0.0010 0.5514 0.0078 0.0691 0.0004 525 20 446 5 431 3 103.5 22.1 864 168 14 30 59 610 1.42 0.0743 0.0010 0.6946 0.0073 0.0678 0.0004 1049 12 536 4 423 2 126.7 23.1 180 104 6 8 31 365 0.49 0.0569 0.0009 0.5503 0.0075 0.0702 0.0004 486 19 445 5 437 3 101.8 24.1 231 295 24 19 86 473 0.49 0.0754 0.0009 1.5911 0.0136 0.1531 0.0009 1079 9 967 5 918 5 105.3 25.1 617 433 36 60 144 586 1.05 0.0761 0.0009 1.9042 0.0159 0.1815 0.0010 1098 8 1083 6 1075 6 102.1 26.1 86 357 27 7 96 598 0.14 0.0688 0.0008 1.3839 0.0137 0.1458 0.0008 894 24 882 6 877 5 100.6 27.1 83 286 23 8 78 420 0.20 0.0729 0.0009 1.6694 0.0176 0.1662 0.0010 1010 25 997 7 991 5 100.6 28.1 113 262 25 13 75 314 0.36 0.0871 0.0010 2.4426 0.0256 0.2033 0.0012 1364 24 1255 8 1193 6 114.3 29.1 436 184 11 20 57 626 0.70 0.0576 0.0008 0.5691 0.0062 0.0717 0.0004 515 14 457 4 446 2 102.5 30.1 32 98 11 5 28 89 0.36 0.0995 0.0019 3.9416 0.0679 0.2871 0.0025 1615 19 1622 14 1627 13 99.3 31.1 225 84 5 9 26 278 0.81 0.0566 0.0016 0.6148 0.0160 0.0787 0.0007 476 43 487 10 489 4 99.6 32.1 522 240 16 25 74 708 0.74 0.0586 0.0012 0.7155 0.0129 0.0886 0.0006 550 27 548 8 547 4 100.2 33.1 175 41 3 7 14 137 1.28 0.0568 0.0024 0.6119 0.0251 0.0780 0.0009 485 71 485 16 484 5 100.2 34.1 464 193 15 18 60 607 0.76 0.0680 0.0016 0.7889 0.0166 0.0841 0.0007 869 30 591 9 520 4 113.7 35.1 333 105 7 13 34 341 0.98 0.0574 0.0017 0.6395 0.0182 0.0808 0.0007 505 47 502 11 501 4 100.2 36.1 368 106 7 15 35 377 0.98 0.0558 0.0013 0.5654 0.0118 0.0735 0.0005 444 33 455 8 457 3 99.6 37.1 49 97 8 5 28 125 0.39 0.0785 0.0017 2.1878 0.0433 0.2021 0.0017 1160 26 1177 14 1186 9 97.8 38.1 203 196 13 8 54 646 0.31 0.0568 0.0010 0.6187 0.0098 0.0790 0.0005 485 23 489 6 490 3 99.8 39.1 127 77 5 5 22 259 0.49 0.0610 0.0020 0.6762 0.0206 0.0804 0.0008 639 49 524 13 498 5 105.2 40.1 94 184 15 8 52 283 0.33 0.0727 0.0013 1.6888 0.0274 0.1685 0.0012 1005 21 1004 10 1004 7 100.1 41.1 145 315 31 16 91 340 0.43 0.0886 0.0014 2.9559 0.0389 0.2419 0.0017 1396 15 1396 10 1397 9 99.9 42.1 98 244 29 15 73 213 0.46 0.1069 0.0016 4.4503 0.0552 0.3018 0.0022 1748 12 1722 10 1700 11 102.8 43.1 360 503 38 26 143 852 0.42 0.0690 0.0011 1.4311 0.0180 0.1504 0.0010 898 15 902 8 903 5 99.9 44.1 224 450 44 26 132 491 0.46 0.0875 0.0012 2.8706 0.0318 0.2378 0.0016 1372 12 1374 8 1375 8 99.8 45.1 76 122 11 8 36 157 0.48 0.0800 0.0015 2.2440 0.0373 0.2036 0.0016 1196 21 1195 12 1194 8 100.2 46.1 243 80 5 10 26 267 0.91 0.0568 0.0016 0.6145 0.0163 0.0785 0.0007 484 43 486 10 487 4 99.8 47.1 285 94 6 12 30 301 0.95 0.0576 0.0017 0.6452 0.0175 0.0813 0.0007 514 44 506 11 504 4 100.4 48.1 474 137 9 18 45 432 1.10 0.0577 0.0015 0.6591 0.0155 0.0828 0.0007 519 37 514 9 513 4 100.2 49.1 157 121 10 13 38 184 0.85 0.0717 0.0015 1.7100 0.0310 0.1731 0.0013 976 24 1012 12 1029 7 94.8 50.1 65 398 33 6 106 558 0.12 0.0760 0.0014 1.9379 0.0299 0.1849 0.0014 1095 19 1094 10 1094 7 100.1 51.1 352 96 6 14 32 333 1.06 0.0567 0.0016 0.5952 0.0153 0.0762 0.0006 478 42 474 10 473 4 100.2 52.1 253 76 5 10 25 264 0.96 0.0566 0.0020 0.5865 0.0197 0.0752 0.0007 476 57 469 13 467 4 100.4 53.1 3060 931 129 114 313 6968 0.44 0.0822 0.0024 0.3708 0.0106 0.0327 0.0003 1251 59 320 8 208 2 153.8 54.1 115 213 13 5 57 718 0.16 0.0574 0.0011 0.6220 0.0099 0.0786 0.0005 506 23 491 6 488 3 100.6 55.1 196 925 116 37 268 663 0.30 0.1143 0.0013 5.7378 0.0445 0.3640 0.0022 1869 6 1937 7 2001 10 93.4 56.1 282 116 8 13 37 347 0.81 0.0584 0.0015 0.7104 0.0169 0.0883 0.0007 543 38 545 10 546 4 99.8 57.1 157 120 8 6 34 365 0.43 0.0628 0.0020 0.7397 0.0219 0.0855 0.0008 701 47 562 13 529 5 106.2 58.1 52 104 12 9 32 102 0.50 0.0988 0.0027 3.7005 0.0938 0.2715 0.0027 1602 52 1571 20 1549 13 103.4 59.1 191 111 10 15 37 189 1.01 0.0806 0.0017 1.7031 0.0326 0.1534 0.0012 1210 25 1010 12 920 7 109.8 60.1 144 150 10 6 41 466 0.31 0.0578 0.0016 0.6744 0.0179 0.0846 0.0007 523 43 523 11 524 4 99.8 61.1 196 672 52 17 182 1099 0.18 0.0708 0.0011 1.5535 0.0189 0.1591 0.0010 953 14 952 8 952 6 100.0 62.1 237 145 10 12 43 411 0.58 0.0640 0.0015 0.8184 0.0177 0.0928 0.0007 742 32 607 10 572 4 106.1 63.1 49 218 26 7 62 185 0.27 0.1080 0.0017 4.6937 0.0606 0.3152 0.0024 1766 13 1766 11 1766 12 100.0 64.1 782 318 29 28 98 1216 0.64 0.0844 0.0015 0.7935 0.0121 0.0682 0.0005 1303 19 593 7 425 3 139.5 65.1 243 724 62 23 200 989 0.25 0.0800 0.0011 2.1050 0.0220 0.1909 0.0012 1197 11 1150 7 1126 7 106.3 66.1 100 176 19 13 53 164 0.61 0.1007 0.0017 3.9681 0.0588 0.2859 0.0023 1637 16 1628 12 1621 11 101.0 67.1 423 118 8 18 39 375 1.13 0.0617 0.0015 0.6945 0.0160 0.0817 0.0007 663 35 536 10 506 4 105.9 68.1 350 116 8 14 37 367 0.95 0.0614 0.0018 0.6941 0.0195 0.0820 0.0008 654 45 535 12 508 4 105.3 69.1 153 120 8 6 34 399 0.38 0.0603 0.0013 0.6671 0.0130 0.0803 0.0006 613 29 519 8 498 4 104.2 70.1 137 499 85 28 154 285 0.48 0.1593 0.0021 9.9973 0.1004 0.4554 0.0033 2448 8 2435 9 2419 15 101.2 71.1 146 151 10 6 42 457 0.32 0.0593 0.0013 0.7002 0.0140 0.0857 0.0006 577 30 539 8 530 4 101.7 72.1 174 49 3 7 16 176 0.99 0.0621 0.0021 0.6187 0.0198 0.0723 0.0007 676 52 489 12 450 4 108.7 73.1 240 96 6 10 30 334 0.72 0.0597 0.0018 0.6533 0.0183 0.0794 0.0007 593 45 510 11 492 4 103.7 74.1 173 96 7 8 29 305 0.57 0.0620 0.0019 0.7218 0.0207 0.0844 0.0008 674 46 552 12 523 5 105.5 75.1 100 61 7 7 20 104 0.96 0.0920 0.0038 2.1772 0.0859 0.1717 0.0025 1466 53 1174 27 1022 14 143.4 76.1 384 92 6 15 31 318 1.21 0.0595 0.0018 0.6233 0.0181 0.0760 0.0007 586 47 492 11 472 4 104.2 77.1 1459 379 48 62 135 1179 1.24 0.1180 0.0017 1.3724 0.0153 0.0844 0.0006 1926 11 877 7 522 3 168.0 78.1 382 95 7 18 34 309 1.24 0.0608 0.0026 0.6623 0.0281 0.0790 0.0007 632 96 516 17 490 4 105.3 79.1 138 206 24 19 65 178 0.78 0.1116 0.0019 4.7835 0.0701 0.3109 0.0025 1825 15 1782 12 1745 12 104.6 注：Pb*代表放射成因铅；谐和度：对于年龄大于1Ga的为100×(207Pb/206Pb年龄)/(206Pb/238U年龄)；年龄小于1Ga的为100×(207Pb/235U年龄)/(206Pb/238U年龄) 
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图(6)
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