【摘 要】
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平顶山砂岩是华北陆块晚古生代地层上部的一个显著的标志层,以其广泛的分布、特殊的岩性,以及对晚古生代地层的分划性而著称,暗示了平顶山砂岩可能是一次地质事件的记录,但对于平顶山砂岩的沉积时代和沉积环境一直是争论的焦点。本项研究选取华北陆块南部宜阳地区的平顶山砂岩及其下伏上石盒子组上部样品,通过对碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,分析平顶山砂岩的最大沉积年龄和沉积物源区,在此基础上,通过岩石薄片
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平顶山砂岩是华北陆块晚古生代地层上部的一个显著的标志层,以其广泛的分布、特殊的岩性,以及对晚古生代地层的分划性而著称,暗示了平顶山砂岩可能是一次地质事件的记录,但对于平顶山砂岩的沉积时代和沉积环境一直是争论的焦点。本项研究选取华北陆块南部宜阳地区的平顶山砂岩及其下伏上石盒子组上部样品,通过对碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,分析平顶山砂岩的最大沉积年龄和沉积物源区,在此基础上,通过岩石薄片、电子显微镜等方法,进一步讨论平顶山砂岩的沉积环境。研究表明,华北陆块南部宜阳地区平顶山砂岩下伏上石盒子组上部的细粒长石石英砂岩样品的碎屑锆石主要为古生代岩浆锆石和前寒武纪变质锆石,古生代锆石占29%,具有~278Ma和~304Ma的峰值年龄;前寒武纪锆石占71%,具有显著的~1894Ma和~2520Ma峰值年龄,平顶山砂岩下部三个连续样品的碎屑锆石也主要为古生代岩浆锆石和前寒武纪变质锆石,古生代锆石占14%,具有~262Ma、~326Ma和~458Ma的峰值年龄;前寒武纪锆石占86%,具有显著的~1866Ma和~2542Ma峰值年龄,此外,还有三个3颗锆石年龄分别为~778Ma、~874Ma和~1088Ma;采用最年轻单颗粒年龄(YSG)限定地层最大沉积年龄的方法,确定出平顶山砂岩下伏上石盒子组顶部砂岩的YSG年龄为266±8Ma,与古生物资料确定的晚二叠世长兴期-吴家坪期相符合,平顶山砂岩三个连续样品的YSG年龄分别为259±8Ma、248±7Ma和252±7Ma,与二叠系-三叠系沉积界线年龄251.0±0.4Ma相接近,推测平顶山砂岩的底界可能是二叠纪与三叠纪的接触界线,华北陆块南部平顶山砂岩的地质时代应归属于早三叠世;根据碎屑锆石年龄谱与潜在物源区年龄图谱的对比,结合平顶山砂岩的沉积和构造背景分析,平顶山砂岩及其下伏上石盒子组上部砂岩的物源区主要为华北陆块北部内蒙古隆起上的晚古生代侵入岩体和华北陆块的变质基底,但平顶山砂岩相较下伏地层混入有大量北秦岭造山带加里东期的中-酸性花岗质侵入岩和~1000Ma花岗岩或被侵入的该地区的主要变质地层(秦岭群、二郎坪群和宽坪群)的物源;根据平顶山砂岩及其下伏上石盒子组砂岩沉积物源区分析,结合平顶山砂岩下伏地层(山西组、下石盒子组和上石盒子组)沉积物几乎全部来源于华北陆块北部的内蒙古隆起,平顶山砂岩上覆的石千峰组(除平顶山砂岩之外)的物源主要来源于北秦岭造山带的认识,推测平顶山砂岩可能是二叠纪与三叠纪之交沉积和构造环境变化在华北陆块南部的物质表现;根据上述分析,结合平顶山砂岩的沉积构造和岩石学分析,对平顶山砂岩的沉积环境进行了讨论,认为平顶山砂岩可能是滨岸相沉积。
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