嵩山五佛山群碎屑锆石定年、软沉积变形构造及其大地构造意义

发布时间：2020-11-11 08:43

　　 河南嵩山地区属华北克拉通的南缘,广泛发育中-新元古代稳定类型沉积建造,是认识华北古陆南缘构造古地理格局及其演化、古板块构造和地球动力学环境的重要“窗口”。本文选择五佛山群及兵马沟组开展同位素年代学、沉积地质学、大地构造学等学科的综合研究,取得以下新进展:1.通过对五佛山群骆驼畔组和何窑组砂岩开展了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究,确认年龄在1.6~1.0Ga的碎屑锆石占比最大,最小~(207)Pb/~(206)Pb年龄为1020±47Ma,表明骆驼畔组和何窑组的下限年龄不大于1020±47Ma,暗示其地质时代有可能延至新元古代早期。2.五佛山群骆驼畔组和何窑组碎屑锆石U-Pb年龄大部分集中分布于1.8~1.0Ga范围内,与秦岭群具有相似的年龄谱段,且年龄峰值与北秦岭构造带前寒武纪构造-热事件记录一致,表明北秦岭格林维尔期造山带可能是骆驼畔组和何窑组的物源区。3.何窑组中识别出丘槽构造、球枕构造、液化脉、流化砾岩、底辟构造和震裂断层等软沉积变形构造,结合“臼齿”构造研究成果,通过典型剖面对比研究,分析了软沉积变形构造的时空发育样式,探讨了它们形成的地球动力学条件,提出地震是最有可能的触发机制。4.通过对五佛山群及兵马沟组沉积相、斜层理位态、碎屑锆石年龄谱等的综合研究,确定兵马沟组与上覆马鞍山组不整合面、葡峪组与上覆骆驼畔组不整合面是嵩山地区最重要的构造转换面,指示华北古陆南缘构造古地理格局及其板块构造环境在晚前寒武纪经历了两次重要转换。5.基于上述新成果,结合前人资料,分析五佛山群的沉积地质过程及其对北秦岭中、新元古代造山过程的响应关系,探讨了嵩山及邻区的中-新元古代构造古地理格局及其演化。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：P512.2;P548
【部分图文】：

中国地质大学（北京）硕士学位论文1第1章绪论研究区位于河南嵩山地区，地处偃师市南部，紧邻登封市，西邻洛阳，东临郑州，地理坐标E112°56′07″~113°11′32″，N34°23′31″~34°35′53″。该地区交通非常便利，主干公路贯穿南北，硬化公路直通各自然村（图1-1）。图1-1研究区地理位置及交通图1.1研究现状与选题依据从上世纪60年代左右，地质工作者就开始对嵩山地区的地质特征进行区域地质调查和地质研究，迄今对地层划分、时代归属及沉积环境已经有了较为详细的认识。1951年张伯声教授首次发现了登封群与嵩山群之间的不整合面，将其命名为“嵩阳运动”，并把不整合面之下的地层称作“泰山杂岩”，不整合面之上的地层按照分布地点及岩性分别称作“嵩山石英岩”和“五指岭片岩”。1954年，张尔道在五佛山地区发现了一套未变质的地层，将其命名为“五佛山系”，认为其与华北地区的滹沱系相当，并将“五佛山系”与“嵩山石英岩”之间的不整合命称为“中岳运动”，随后，又在五指岭盘龙沟的岩层中找到了三叶虫化石，便将“五佛山系”划为寒武系下统。1957年，马杏垣将“泰山杂岩”更名

中国地质大学（北京）硕士学位论文5积环境及物源进行对比，探讨了嵩山地区中-新元古代所处的大地构造背景变化。研究思路如下（图1-2）。图1-2研究思路图1.3实物工作量论文由中国地质调查局地质调查类项目《中国晚前寒武纪地层综合研究》资助。2018年8月开始，笔者便开始了与论文相关的研究工作，首先是收集整理与研究区及研究内容有关的资料文献，并制定详细的野外路线。2019年4月，在河南嵩山及周边地区进行了首次野外地质工作，并取得了初步认识。2019年11月，再次前往河南嵩山及周边地区进行了详细全面的野外调研，并进行样品采集等方面工作。至此，并初步开展部分样品的处理和分析测试工作。至今，野外的实物工作量如下：1)详细研究地质剖面3条；2)采获锆石测年样品3件、岩石样品35块；3)测量野外斜层理47组；4)拍摄野外数码地质照片150余张。在室内，对样品进行了处理和测试，完成工作量如下：1)LA-ICP-MS锆石U-Pb测年2件147个测点；

中国地质大学（北京）硕士学位论文7第2章区域地质概况华北克拉通是我国克拉通时间最早、矿产资源最为丰富、前寒武纪岩系发育最好的大地构造单元，范围包括华北与中国东北部、大部分朝鲜半岛、蒙古南部，面积达1.7×106平方千米。华北克拉通以断裂和年轻的造山带为边界，东部的边界是苏鲁造山带，北部是中亚（兴蒙）造山带，西部的边界是祁连造山带，南部的边界是秦岭-大别造山带。豫西地区地处华北克拉通南缘，以栾川-确山-固始断裂带为界，与南侧北秦岭新元古代造山带相邻。豫西地区内发育有较完整的前寒武纪岩石（＞1.8Ga）序列，其中新太古代登封群、古元古代嵩山群等共同组成了结晶基地，古元古代末-新元古代的地层（古元古代末的熊耳群火山-沉积岩系，中-新元古界的汝阳群、洛峪口群、官道口群、栾川群、五佛山群）组成了沉积盖层，与基底之间呈角度不整合接触（图2-1）。根据地层发育特征，将豫西地区划分为3个地层分布小区，分别为嵩箕地层小区、渑池—确山地层小区、熊耳山地层小区（关德宝等，1988）。本文研究地区位于嵩箕地层小区。图2-1豫西地区地质略图（据河南省地质图修改）
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