莱阳凹陷瓦屋夼组碎屑锆石年代学和碎屑成分研究及其地质意义

• 作 者: 任祥
• 出 处: 山东科技大学
• 发表日期: 2021年06期
• 关键词: 碎屑锆石 U-Pb年龄 物源 瓦屋夼组 莱阳凹陷

在早白垩世,华北克拉通东部发生显著的破坏,在～125Ma达到了峰期,胶东半岛记录了广泛的岩浆活动、成矿作用和断裂构造。在胶东半岛,胶北地体在早白垩世经历了一次快速隆升,但是隆升的时限及与克拉通破坏的联系没有被很好的限制;苏鲁造山带在早白垩世是否折返到地表目前还存在争议,胶莱盆地很好地记录了胶北地体和苏鲁造山带的隆升、剥蚀历史。因此本研究选取莱阳凹陷瓦屋夼组为研究对象,开展了详细的碎屑锆石U-Pb年代学、Hf同位素和碎屑成分特征研究,对莱阳群的沉积时代、物源特征和盆地周缘地质单元在早白垩世的构造演化进行了深入探讨。本研究对采自瓦屋夼组3个不同层位的砂岩样品进行碎屑锆石年代学和Hf同位素分析,5个不同层位的14个砂岩样品进行了碎屑成分分析。三个砂岩样品的碎屑锆石显示不同的年龄特征,砂岩W-1采自瓦屋夼组的底部,碎屑锆石的年龄范围为114～3580Ma,在频谱图中显示～125Ma、～750Ma、～2500Ma三个主要的峰值和～1800 Ma一个次要的峰值;εHf(t)值的范围在-28.81至+0.88。砂岩W-5采自瓦屋夼组的中部,碎屑锆石的年龄范围为126～2899 Ma,谱图显示出～130 Ma和～1850 Ma两个主要的峰值和～245 Ma、～715 Ma、～2450 Ma三个次要的峰值;εHf(t)值的范围在-27.01至+6.04。砂岩W-9采自瓦屋夼组的上部,碎屑锆石的年龄范围为1790～2121 Ma,在频谱图中只有一个年龄峰值(～1850Ma);εHf(t)值的范围在-8.15至-2.83。砂岩的碎屑组分沿着沉积序列总体上表现为石英趋于减少,长石的含量逐渐增加,岩屑的组分主要为变质岩岩屑。地层底部的砂岩成分变化较大,石英的含量为55.65～75.53%,长石的含量为8.7～31.25%,变质岩岩屑的含量为0.39～29.84%。地层中部的砂岩成分比较均一,石英的含量为54.37～59.37%,长石的含量为30.07～31.55%,变质岩岩屑的含量为5.51～8.02%。在地层上部的砂岩中,石英的含量为40.87～57.34%,长石的含量为33.45～47.75%,变质岩岩屑的含量为2.63～6.02%。碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征表明地层底部的碎屑主要来自苏鲁造山带,自下而上地层的物源区逐渐变为胶北地体。另外,砂岩的碎屑组分特征指示源区由造山带转变为大陆区域,对应物源区由苏鲁造山带转变为胶北地体。地层底部的砂岩包含了来自苏鲁造山带的碎屑,表明在～125Ma之前苏鲁造山带已经折返到地表作为周围盆地的一个物源区。物源区的转变表明胶北地体在～125 Ma发生了快速的隆升,胶北地体的隆升与华北克拉通破坏峰期岩石圈地幔的减薄有关。