西北地质

地区	岩石类型	时代	成岩年龄（Ma）	来源
阿拉善地块	北大山片麻状花岗岩	晚奥陶世—泥盆纪	410～390	宫江华等，2018
雅布赖山黑云母花岗岩	晚奥陶世—泥盆纪	390	宫江华等，2018
北大山花岗糜棱岩	石炭纪	327～324	宫江华等，2018
北大山辉长岩	二叠纪—早三叠世	293±2、267±2	宫江华等，2018
龙首山橄榄岩	二叠纪—早三叠世	284.4±3.5	焦建刚等，2017
北大山花岗闪长岩	二叠纪—早三叠世	295±2	陈炜等，2013
秦岭造山带	石家湾钾长花岗斑岩	早白垩世	144.44±0.59	赵海杰等，2010
文峪和娘娘山黑云母二长花岗岩	早白垩世	138±2.5、142±2.5	王义天等，2010
老牛山黑云二长花岗岩	早白垩世	146.35±0.55	朱赖民等，2008
金堆城含矿斑岩	早白垩世	140.95±0.45	朱赖民等，2008
西秦岭冶力关埃达克岩	印支早期	245±6	金维浚等，2005
西秦岭夏河埃达克岩	印支早期	238±4	金维浚等，2005
华山二长花岗岩	早白垩世	133.8±1.1	郭波等，2009
合峪黑云母二长花岗岩	早白垩世	134.5±1.5	郭波等，2009
祁连造山带	祁连县榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	421	Song et al., 2009
百经寺榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	422±11	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	463±6	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	463±6	Song et al., 2006
百经寺榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	468±13	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	472	Song et al., 2009
瓦窑沟石榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	477±16	Zhang et al., 2007
上香子沟是榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	489±7	Zhang et al., 2007
滩间山群英安岩	中寒武世—奥陶纪	486±13	赵风清等，2003
陇县七桥沟斜长角闪岩	LA-ICP-MS	452±8、417±1.5	何世平等，2006
陇县关山沟陇山岩群中辉绿岩墙	LA-ICP-MS	440.9±1.7	何世平等，2006
陇县铁佛寺陇山岩群中辉长岩墙	LA-ICP-MS	442.8±1.1	何世平等，2006
白银铜矿区变石英角斑岩	LA-ICP-MS	467.3±2.9、414.2±2.7	何世平等，2006
白银铜矿区糜棱岩化石英角斑岩	LA-ICP-MS	467.1±2.2	何世平等，2006

地区	岩石类型	时代	成岩年龄（Ma）	来源
阿拉善地块	北大山片麻状花岗岩	晚奥陶世—泥盆纪	410～390	宫江华等，2018
雅布赖山黑云母花岗岩	晚奥陶世—泥盆纪	390	宫江华等，2018
北大山花岗糜棱岩	石炭纪	327～324	宫江华等，2018
北大山辉长岩	二叠纪—早三叠世	293±2、267±2	宫江华等，2018
龙首山橄榄岩	二叠纪—早三叠世	284.4±3.5	焦建刚等，2017
北大山花岗闪长岩	二叠纪—早三叠世	295±2	陈炜等，2013
秦岭造山带	石家湾钾长花岗斑岩	早白垩世	144.44±0.59	赵海杰等，2010
文峪和娘娘山黑云母二长花岗岩	早白垩世	138±2.5、142±2.5	王义天等，2010
老牛山黑云二长花岗岩	早白垩世	146.35±0.55	朱赖民等，2008
金堆城含矿斑岩	早白垩世	140.95±0.45	朱赖民等，2008
西秦岭冶力关埃达克岩	印支早期	245±6	金维浚等，2005
西秦岭夏河埃达克岩	印支早期	238±4	金维浚等，2005
华山二长花岗岩	早白垩世	133.8±1.1	郭波等，2009
合峪黑云母二长花岗岩	早白垩世	134.5±1.5	郭波等，2009
祁连造山带	祁连县榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	421	Song et al., 2009
百经寺榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	422±11	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	463±6	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	463±6	Song et al., 2006
百经寺榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	468±13	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	472	Song et al., 2009
瓦窑沟石榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	477±16	Zhang et al., 2007
上香子沟是榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	489±7	Zhang et al., 2007
滩间山群英安岩	中寒武世—奥陶纪	486±13	赵风清等，2003
陇县七桥沟斜长角闪岩	LA-ICP-MS	452±8、417±1.5	何世平等，2006
陇县关山沟陇山岩群中辉绿岩墙	LA-ICP-MS	440.9±1.7	何世平等，2006
陇县铁佛寺陇山岩群中辉长岩墙	LA-ICP-MS	442.8±1.1	何世平等，2006
白银铜矿区变石英角斑岩	LA-ICP-MS	467.3±2.9、414.2±2.7	何世平等，2006
白银铜矿区糜棱岩化石英角斑岩	LA-ICP-MS	467.1±2.2	何世平等，2006

北祁连东北缘香黄沟剖面磨拉石沉积岩系碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

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党子豪 ¹^,² , 陈刚 ²^,^* , 赵伟波 ¹ , 周进松 ¹ , 吴海燕 ¹ , 杨振 ¹ , 史彪 ¹ , 刘道宏 ¹ , 张建亭 ¹

西北地质 | 非主题 2026,59(2): 219-235

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西北地质 |非主题 2026 , 59 (2) : 219 -235

北祁连东北缘香黄沟剖面磨拉石沉积岩系碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

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党子豪¹^,², 陈刚²^,^*, 赵伟波¹, 周进松¹, 吴海燕¹, 杨振¹, 史彪¹, 刘道宏¹, 张建亭¹

作者信息

¹陕西延长石油（集团）有限责任公司天然气研究院，陕西西安　710065

²大陆演化与早期生命全国重点实验室，西北大学，陕西西安　710069

通讯作者:

陈刚（1965−），男，教授，博士生导师，主要从事含油气盆地地质学研究。E−mail：chengang@nwu.edu.cn。

作者简介:

党子豪（1998−），男，硕士研究生，主要从事构造地质学研究。E−mail：996189601@qq.com

Detrital Zircon U-Pb Geochronology of Molasse Sedimentary Rock Series in Xianghuanggou Section, Northeastern Margin of North Qilian Mountains and Its Geological Significance

Zihao DANG¹^,², Gang CHEN²^,^*, Weibo ZHAO¹, Jinsong ZHOU¹, Haiyan WU¹, Zhen YANG¹, Biao SHI¹, Daohong LIU¹, Jianting ZHANG¹

Affiliations

¹Natural Gas Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Xi'an 710065, Shaanxi, China

²State Key Laboratory of Continental Evolution and Early Life, Northwest University, Xi'an 710069, Shaanxi, China

出版时间: 2026-04-20 doi: 10.12401/j.nwg.2025100

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摘要

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华北克拉通西南缘相邻的秦–祁–贺交联区早古生代以来的洋陆格局、沉积构造演化及其相邻块体之间的亲缘关系是近年来学界重点关注的热点课题。笔者采取LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学方法，选取北祁连构造带东北缘南华山地区香黄沟剖面出露的一套原先认为属于志留系—泥盆系但缺少化石记录的粗碎屑磨拉石沉积岩系，进行了碎屑岩样品采集与碎屑锆石U-Pb定年分析，探讨其地层时代、碎屑物质来源及其地质构造意义。测试结果表明，该磨拉石建造所含最年轻锆石U-Pb谐和年龄为（230.2±2.6）Ma，还有几个年轻锆石谐和年龄分别为（232±5）Ma、（232±3）Ma和（236.7±2.4）Ma，样品最年轻组分锆石U-Pb加权年龄为（233.2±5.1）Ma，由此限定其宿主地层的最早沉积时代为晚三叠世；结合周邻相近地层单元的碎屑锆石年龄谱对比分析认为，研究区该套磨拉石沉积层系主体应属上三叠统沉积地层单元，不支持过去将其归为志留系—泥盆系的传统认识。区域年龄谱对比分析认为，南华山香黄沟剖面这套晚三叠世的粗碎屑磨拉石沉积岩系早中生代组分碎屑物质来源主要为北秦岭地区和阿拉善地区，早古生代碎屑物质来源主要为祁连–北秦岭地区，前寒武纪碎屑物质来源具有华北板块与祁连–北秦岭造山带的双向混合物源特征。该砾岩沉积主要受控于印支期秦–祁碰撞造山带的构造作用，属于印支期秦–祁海槽最终碰撞闭合过程的沉积构造响应，指示印支期秦–祁碰撞造山事件以后，鄂尔多斯盆地西南部及其相邻秦–祁造山带地区全面进入了陆内或板内构造环境。

关键词

北祁连构造带东北缘 / 晚三叠世 / 碎屑锆石U-Pb年代学 / 物源分析

Abstract

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The ocean-continent pattern, sedimentary tectonic evolution and the relationship between adjacent blocks in the Qin-Qi-He crosslinking area on the southwest margin of the North China Craton since the Early Paleozoic have been the focus of research in recent years. In this paper, LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronological analysis is used to analyze a set of coarse clastic molarite sedimentary rocks, which were previously thought to belong to Silurian and Devonian but lack of fossil records, from Xianghuanggou section in Nanhuashan area, northeastern margin of the North Qilian tectonic belt. Clastic rock samples were collected and detrital zircon U-Pb dating analysis was performed. The results show that the U-Pb concordant age of the youngest zircon is 230.2±2.6 Ma, and the concordant age of several younger zircons is 232±5 Ma, 232±3 Ma and 236.7±2.4 Ma, respectively. U-Pb weighted age of the youngest zircon is 233.2±5.1 Ma, and the earliest depositional age of the host strata is the Late Triassic. Combined with the age spectrum of detrital zircons from the adjacent stratigraphic units, it is concluded that the main body of the molarite sedimentary strata in the study area belongs to the Upper Triassic sedimentary stratigraphic units. It does not support the traditional understanding of the Silurian Devonian system in the past. According to the comparative analysis of regional age spectrum, the Late Triassic coarse clastic molarite sedimentary rocks in Xianghuanggou section of Nanhuashan Mountain are mainly derived from the North Qinling and Alxa areas in the Early Mesozoic, and the Qilian-North Qinling areas in the Early Paleozoic. The source of Precambrian detrital material is a bidirectional mixture source between the North China plate and the Qilian-North Qinling orogenic belt. The conglomerate deposits were mainly controlled by the tectonism of the Qin-Qi collisional orogenic belt in the Indosinian period, and should belong to the sedimentary tectonic response of the final collisional closure process of the Qin-Qi trough in the Indosinian period.

Key words

northeastern margin of the North Qilian tectonic belt / late Triassic / U-Pb chronology of detrital zircons / provenance analysis

引用本文

党子豪, 陈刚, 赵伟波, 周进松, 吴海燕, 杨振, 史彪, 刘道宏, 张建亭. 北祁连东北缘香黄沟剖面磨拉石沉积岩系碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义. 西北地质, 2026 , 59 (2) : 219 -235 . DOI: 10.12401/j.nwg.2025100

Zihao DANG, Gang CHEN, Weibo ZHAO, Jinsong ZHOU, Haiyan WU, Zhen YANG, Biao SHI, Daohong LIU, Jianting ZHANG. Detrital Zircon U-Pb Geochronology of Molasse Sedimentary Rock Series in Xianghuanggou Section, Northeastern Margin of North Qilian Mountains and Its Geological Significance[J]. Northwestern Geology, 2026 , 59 (2) : 219 -235 . DOI: 10.12401/j.nwg.2025100

正文

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华北克拉通西南部相邻的秦–祁–贺交联区的沉积、构造演化及其与相邻陆块的关系一直是中国地学界长期关注的研究争议热点。1988～1990年，宁夏区调队在进行海原县等4幅区调时，将分布于北祁连地层分区西华山地区的旱峡组下部地层根据所含微古植物和遗迹化石划归震旦系，并认为属冰水沉积，与河南的罗圈组、贺兰山的正目观组对比（阎志强等，1992）。老君山组由黄汲清1945年命名的老君山砾岩演变而来，其含义是指一套不整合于下古生界之上，不整合或平行不整合于沙流水组之下的红色磨拉石堆积。北祁连地层分区靖远–西吉地层小区（南华山）的老君山组以宁夏海原县南华山水冲寺香黄沟剖面为代表，（雪山群）老君山组不整合于上志留统旱峡组之上，由暗紫–灰紫色中厚层钙质中粗砾岩、砂砾岩、含砾砂岩及砂岩组成，属山麓堆积相。北祁连构造带东北缘南华山地区香黄沟剖面出露一套缺少化石记录的粗碎屑磨拉石沉积岩系，以往将其划归志留系—泥盆系，但依据碎屑锆石U-Pb年代学数据发现其沉积时代可能存在较大误判，并非以往认识的的志留系—泥盆系。

近些年来，不同学者对北祁连–河西走廊地区奥陶系—泥盆系研究认为中祁连地块和华北板块初始碰撞的时间限定为470～450 Ma，并认为北祁连构造带的碰撞早上过程具有斜向和不规则碰撞的特征（Yang et al.，2009；杜远生等，2009；Xu et al.，2010a，2010b）。中宁县石峡沟剖面泥盆系的锆石U-Pb年代学研究显示其以来自阿拉善地块和北祁连构造带的物质为主（Yuan et al.，2014）。但北祁连构造带东北缘志留系（照花井组和旱峡组）的碎屑锆石U-Pb年代学的研究相对薄弱，而志留系是奥陶纪海相与泥盆纪陆相环境转变的重要沉积记录，对北祁连构造带东北缘加里东晚期—早华力西期构造事件的研究起着至关重要的作用（师晓林，2016）。

南华山香黄沟志留系—泥盆系碎屑锆石U-Pb年代学研究示踪北祁连构造带东北缘志留纪—泥盆纪的沉积物源–环境演化及其与北祁连碰撞造山过程的关系，不仅对深化认识北祁连东北缘志留纪—泥盆纪构造古地理环境和盆–山关系具有重要的科学理论意义，也有可能为华北克拉通西部早古生代洋陆格局和相邻陆块之间构造归属关系研究提供重要约束。

1　地质构造背景及采样位置

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祁连造山带是中国中西部的重要板块缝合带，位于青藏高原东北缘，处在特提斯构造域的最北部，属于中国中央造山系西段，该造山带沿NWW向展布，延伸近1 200 km。其北部以祁连山北缘断裂与河西走廊盆地为界，并通过阿拉善地块与古亚洲洋构造域接壤；南部以柴达木盆地北缘断裂（简称“柴北缘断裂”）与柴达木盆地为界，西北部被阿尔金断裂所切，东部与秦岭造山带等相接（图1）。祁连造山带是典型的增生型造山带，具有很厚的陆壳（可达72 km左右）和典型山根（由花岗质榴辉岩组成）特征（邓晋福等，1995）；祁连造山带包括微陆块、俯冲增生杂岩、蛇绿岩块、岛弧火山岩及相应的盆地沉积等构造单元（肖序常等，1978；Song et al.，2013），主要由复杂变形的早古生界岛弧和岩浆弧等组成，由南向北可分为南祁连造山带、中祁连地块和北祁连造山带等3个近NW向展布的构造单元（杨柳等等，2025）。该造山带主要经历了古大陆、大洋和新大陆等阶段的克拉通演化（刘懿馨等，2019；陈宣华等，2019）。

北祁连地处祁连造山带的北缘，北与阿拉善地块相邻，南与中祁连相接，西北为塔里木地块。是华北古大陆西南边缘的重要缝合带，主要由古生代蛇绿岩、岛弧火山岩、花岗质侵入体、高压蓝片岩相/榴辉岩相变质基性岩和交质沉积岩、志留纪复理石理石建造、泥盆纪磨拉石，以及石炭纪—三叠纪的沉积盖层组成，区内主要有南北两条蛇绿岩带，即以北祁连大洋闭合产生的南蛇绿岩带（大道尔基–熬油沟–玉石沟–东草河）和以祁连古大洋向北俯冲形成的北蛇绿岩带（九个泉–大岔大阪–扁都口）（刘懿馨等，2019）。蛇绿岩有两种不同的来源，南边的蛇绿岩被认为来自成熟的洋盆，玄武岩有类似于MORB的地球化学特征，作为北祁连古大洋闭合的产物，在整个北祁连蛇绿岩带中，玉石沟蛇绿岩形成时代最早（521～550 Ma），古祁连洋（原特提斯洋）在新元古代末期—早寒武世开启（史仁灯等，2004；Song et al.，2013）。具有弧前环境地球化学特征的大岔大坂蛇绿岩，锆石U-Pb 年龄多为502～519 Ma，被看作是北祁连洋在早古生代早期（寒武纪）已开始发生俯冲增生作用的标志（孟繁聪等，2010）。九个泉蛇绿岩形成于弧后盆地扩张脊环境，弧后盆地在早奥陶世打开（Xia et al.，2012；张建新等，2015）。整个奥陶纪为洋壳的俯冲阶段，并在中晚奥陶世开始发生弧后拉张，逐渐形成了沟–弧–盆体系并存的构造格局；志留纪洋盆闭合，发生陆–陆碰撞和造山作用。

前人已对研究区内走廊地层分区志留系进行了岩石组合及古生物特征的研究，并建立了志留系划分对比方案及典型层型剖面，研究区内北祁连地层分区发育上志留统旱峡组（S₃h），以海原县南华山香黄沟剖面为代表（图2；宁夏回族自治区地质矿产局，1990，1996；霍福臣，1993）。上志留统旱峡组覆盖于早志留世花岗闪长岩之上，而与上覆老君山组间为角度不整合接触。底部为一套灰色厚层–块状钙质细–中砾岩、粗–巨砾岩。向上为褐红–紫红色中–厚层钙质中–细粒长石石英砂岩夹少量灰白色粗–巨砾岩及灰绿、紫红色粉砂质泥岩、泥岩，构成向上变粗的层序。砂岩层中发育平行层理和板状斜层理，碎屑粒度自下而上逐渐变粗，上部含少量细砾石，顶部为透镜状，具有向上变粗的特征，应属近滨环境沉积（宁夏回族自治区地质矿产局，1990，1996）。

在研究区采得LJS-1、LJS-2样品（图3），分属于实测剖面上部砂砾岩层段（XHG二段紫红或紫褐色砂砾岩沉积层序即传统认识上的泥盆系中统老君山组或雪山组）等底部和上部；XHG-1、LJS-3样品分属于下部砂砾岩层段（XHG一段砖红色砂砾岩沉积层系即传统认识上的志留系上统旱峡组）的中、上部，采样地理坐标为N 36°26′43.8″， E 105°41′23.6″。

样品LJS-1采自海原县南华山北麓水冲寺北的香黄沟上游假整合于上志留统旱峡组之上的泥盆系老君山组底砾岩夹层砂岩样品，采样位置为N 36˚26′24.4″，E 105°41′28.5″；样品LJS-2采自香黄沟上游假整合于上志留统旱峡组之上的泥盆系老君山组底砾岩向前（南）200 m西侧沟中的老君山组灰褐色中粗粒砂岩，位于底砾岩夹层砂岩样品LJS-1之南200 m，采样位置为N36˚26′09.2″，E 105°41′29.3″；样品LJS-3采自香黄沟下游不整合于蓟县系或花岗岩体上覆上志留统旱峡组砖红色中粒砂岩，采样位置为N 36˚26′43.8″，E 105°41′23.6″；样品XHG-1采自香黄沟口花岗岩上覆上志留统旱峡组紫红色中砂岩，采样位置为N 36˚26′43.8″，E 105°41′23.6″（图4）。

2　测试方法与样品分析结果

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2.1　样品测试方法

重矿物分析和锆石分选在河北省区域地质矿产研究所完成。在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成样品制靶、CL图像分析和锆石U-Pb定年。采用激光剥蚀等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）对锆石进行了U-Pb谐和年龄测定。锆石样品制靶抛光后进行了锆石显微特征研究和锆石颗粒、激光剥蚀位置的选定。进而测定LJS-1、LJS-2、LJS-3和XHG-1砂岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄。激光光斑直径为20-30 μm。当频率为5 Hz时，激光取样方式为单点腐蚀。以国际标准锆石91500为外标测定锆石U-Pb同位素年龄，以NIST610为外标测定元素含量。采用Glitter（ver4.0）程序进行数据处理，以国际标准锆石91500为外标进行锆石年龄校正。Si为内标，NIST610为外标。锆石年龄谱由Isoplot程序（Ver3.0）获得（柳小明等，2007；李艳广等，2023，2025）。

2.2　样品碎屑矿物分析结果

对本次研究所采砂岩样品进行碎屑组分分析，显示出4组砂岩样品中矿物碎屑以石英（68%～68.5%）和长石（6%～8%）为主，岩屑主要为硅质岩（7%～8%）、石英岩（2%～4%），LJS-2样品中含钙质泥岩（4%），其余为石英片岩（1%），细粒石英砂岩（1%）以及其他组分（包括千枚岩、花岗岩、石英片岩等岩屑以及极少量副矿物为锆石和榍石等）。石英碎屑分选中等且以次圆状为主，分选中等，个别石英波状消光。长石碎屑多为次圆状，可见其发生绢云母化和碳酸盐化蚀变。中粒砂状结构，接触式胶结，钙泥质胶结（图5），定名为中粒岩屑石英砂岩。

2.3　碎屑锆石特征

阴极发光图像显示大多数锆石颗粒具有明显的岩浆振荡环带且环带较窄，暗示着该类锆石多为低温条件下花岗岩中的锆石（杨伟等，2025）。该类锆石年龄主要集中于新元古代和早古生代；锆石颗粒的形态多呈长柱状，少部分呈短柱状或者经搬运磨损后的颗粒残余，长宽比为1∶1～2∶1（图6）。

对锆石成因的判别还需要结合锆石Th、U含量及Th/U值，认为岩浆锆石在一般情况下具有较高的Th、U含量，Th/U值＞0.4；而变质锆石中Th和U的含量通常相对较低，Th/U值＜0.1（罗伟等，2017；苏惠等，2023；贾彬等，2025；向浩予等，2025）。Th/U 值为 0.1～0.4 的锆石为经历变质事件的岩浆成因锆石，仍视为岩浆成因锆石。此外，有些岩浆锆石具有异常的Th/U值，其比值＜0.1，而在部分碳酸岩样品中发现的岩浆锆石，其Th/U值很高，这可能与初始熔体具有异常的Th/U值有关（李三忠等，2017）。南华山香黄沟剖面样品锆石Th/U值为0.04～2.46，仅有3粒锆石颗粒Th/U值小于0.1，Th/U值分别为0.04（395±6 Ma）、0.07（401±5 Ma）和0.08（397±4 Ma）。锆石Th/U值分布图显示，4个样品中各个峰值年龄区间内锆石Th/U值均为0.1～0.4和大于0.4，Th/U值总体上显示出大于0.1的特征，暗示该样品锆石颗粒多为岩浆成因的锆石，这与CL图像所见碎屑锆石以岩浆成因锆石为主的结果相一致（图7）。

2.4　碎屑锆石年龄分布

对南华山香黄沟剖面上部砂砾岩层段样品（LJS-1）中84个测点进行U-Pb谐和年龄测定，在谐和度较好区间内（90%～110%）共计有76个测点。样品LJS-1所测锆石最小年龄为244.1 Ma，最大年龄为2506 Ma。76个测点年龄主要为240～330 Ma（n=35）、370～500 Ma（n=12）、1600～2000 Ma（n=21）和2100～2600 Ma（n=8）4个年龄段，峰值年龄分别为275 Ma、462 Ma、1887 Ma和2500 Ma。

对南华山香黄沟剖面上部砂砾岩层段样品（LJS-2）中85个测点进行U-Pb谐和年龄测定，在谐和度较好区间内（90%～110%）共计有83个测点。样品LJS-2所测锆石最小年龄为232 Ma，最大年龄为2541 Ma。83个测点年龄主要为230～570 Ma（n=55）、867 Ma（n=1）、1710～2000 Ma（n=17）和2140～2550 Ma（n=8）4个年龄段，峰值年龄分别为271 Ma、867 Ma、1894 Ma和2486 Ma。

对南华山香黄沟剖面下部砂砾岩层段样品（LJS-3）中85个测点进行U-Pb谐和年龄测定，在谐和度较好区间内（90%～110%）共计有82个测点，样品LJS-3所测锆石最小年龄为232 Ma，最大年龄为2515 Ma。82个测点年龄主要为230～600 Ma（n=54）、981 Ma（n=1）、1730～2000 Ma（n=19）和2395～2520 Ma（n=7）4个年龄段，峰值年龄分别为271 Ma、981 Ma、1831 Ma和2508 Ma。

对南华山香黄沟剖面下部砂砾岩层段样品（XHG-1）中84个测点进行U-Pb谐和年龄测定，在谐和度较好区间内（90%～110%）共计有79个测点，样品XHG-1所测锆石最小年龄为230.2 Ma，最大年龄为2643 Ma。79个测点年龄主要为230～500 Ma（n=42）、850～1000 Ma（n=4）、1520～2 020 Ma（n=19）和2130～2650 Ma（n=12）4个年龄段，峰值年龄分别为273 Ma、884 Ma、1798 Ma和2440 Ma。

南华山香黄沟两个剖面样品的碎屑锆石U-Pb年龄谱特征及谐和图（图8）显示，两者都存在230～600 Ma、850～1000 Ma、1500～2 000 Ma、2100～2650 Ma等4个基本相近的年龄区间，且与之对应的峰值年龄主要集中在273 Ma、1800 Ma、1 900 Ma、2500 Ma，表明南华山香黄沟剖面上部砂砾岩层段和南华山香黄沟剖面下部砂砾岩层段的主要沉积物源具有很大的相似性。值得注意的是，LJS-1年龄区间内缺失约900 Ma的样品，暗示着南华山香黄沟剖面上部砂砾岩层段和南华山香黄沟剖面下部砂砾岩层段的沉积物源可能存在一定的差异性。

4个样品显示出极为相似的峰值年龄分布，测试结果表明，样品最年轻锆石U-Pb谐和年龄为（230.2±2.6）Ma，此粒锆石谐和度为100，充分满足碎屑锆石U-Pb年代学对谐和度的要求并落在谐和曲线上。该锆石具有明显的明暗相间的振荡环带，Th/U值大于0.4（图4）。另有几个年轻锆石谐和年龄分别为（232±5）Ma、（232±3）Ma和（236.7±2.4）Ma，最年轻组分锆石U-Pb加权年龄为（233.2±5.1）Ma，限定其宿主地层的最早沉积时代为晚三叠世。进一步结合周邻相近地层单元的碎屑锆石年龄谱对比分析认为，研究区该套磨拉石沉积层系主体应属上三叠统沉积地层单元。

3　样品分析结果讨论

收起

3.1　地层时代

岩石学特征表明本次样品岩性与研究区不同于传统志留系底部砾岩层，与邻区上三叠统下部灰白色厚层石英细砾岩、长石石英砂岩，上部中细粒石英砂岩、长石石英砂岩以及甘肃崆峒山和策底坡地区发育的褐色、灰褐色细粒或砂质砾岩和含砾砂岩相似（刘帅等，2019，阮壮等，2021）。

近年来，南华山香黄沟剖面所处的北祁连造山带东北缘的潜在物源区的地层特征和碎屑锆石U-Pb年代学研究取得了很大的进展，这种进步在界定研究区物源方面提供了理论支持。搜集研究区潜在物源区的部分岩体锆石年龄、其他同位素测年数据及岩浆-地热事件报道（表1），用前人测试的岩体年龄与本次测试样品的碎屑锆石U-Pb年龄数据共同做图，进行碎屑物源区域对比。

南华山香黄沟剖面碎屑锆石U-Pb年龄谱（图8）显示，该剖面样品主要集中于230～350 Ma和350～600 Ma两个年龄区间内，少量分布于1500～2 000 Ma和2100～2600 Ma年龄区间，极少量位于860～980 Ma年龄区间。分组进行南华山香黄沟剖面碎屑锆石U-Pb分析并作出相应物源推测。

3.2　沉积物源分析

3.2.1　前寒武纪年龄组分及其物源

南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品的前寒武纪碎屑锆石U-Pb年龄主要为600～2600 Ma，在样品测点中占据较小比例，主要存在893 Ma、1 838 Ma和2502 Ma等3个峰值年龄。该年龄段在周缘板块的年龄谱中也有较多分布，南华山西南侧相邻祁连山地区的变质基底主要包括祁连西段的古元古代北大河岩群和祁连中段古元古代湟源岩群、祁连东段古元古代陇山岩群以及葫芦河群（毛景文等，1997；董国安等，2007；何世平等，2008；徐学义等，2008；胡健民等，2012；刘明强等，2013）。整理统计祁连山造山带的同位素定年数据发现（图8），该构造单元普遍存在700～2900 Ma，且包含939.2 Ma、1416 Ma、1782 Ma、2044 Ma和2420.8 Ma等峰值年龄的前寒武纪年龄记录。整理统计研究区相邻的北秦岭地区的同位素定年数据发现，该构造单元普遍存在700～2800 Ma，且包含946 Ma、1816 Ma和2500 Ma等峰值年龄的前寒武纪年龄记录。华北地块–鄂尔多斯盆地区域普遍存在锆石U-Pb峰值年龄分别接近2.5 Ga和1.85 Ga的构造岩浆热变质事件（徐旺春，2007），华北地块存在1700～2 000 Ma和2400～2600 Ma这两个特征年龄峰值（李怀坤等，2007）；与之相比，鄂尔多斯地块南缘相邻的祁连–北秦岭前寒武纪则普遍存在1.7 Ga和0.93 Ga的构造岩浆事件（赵太平等，2004；何世平等，2007；翟明国等，2007；陆松年等，2009；裴先治等，2012；杨昕，2015）。

因此，南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系的前寒武纪碎屑锆石U-Pb年龄与上述华北地块、秦–祁造山带前寒武纪基底岩系的峰值年龄分布具有较好的可比性，表明南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系的沉积物源具有祁连–北秦岭地区和华北板块双向物源特征。

3.2.2　早古生代年龄组分及其物源

南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品的早古生代碎屑锆石U-Pb年龄主要为254～600 Ma，在样品测点中占据较大比例，主要存在276 Ma、435 Ma和535 Ma等3个峰值年龄，大致对应于加里东中晚期的构造岩浆热事件。祁连地块东段出露加里东期与俯冲–碰撞相关的基性侵入体（470～434 Ma）。该地区锆石U-Pb年代学数据的统计分析结果进一步表明，该地区存在414 Ma、416 Ma、468 Ma和552 Ma的峰值年龄（图8），这与南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品所包含的早古生代碎屑锆石U-Pb年龄分布基本接近。南华山南侧的北秦岭地区，早古生代至少存在3期花岗岩浆活动，分别对应于～500 Ma陆壳深俯冲、～450 Ma碰撞地壳增厚和嗣后的～420 Ma地壳抬升构造岩浆活动事件（高景民等，2012）。整理统计研究区相邻的北秦岭地区的同位素定年数据发现（图9），该构造单元早古生代的构造岩浆活动主要分布在403～430 Ma、430～490 Ma、490～540 Ma等3个年龄段，与之对应的峰值年龄主要为446 Ma。因此，北秦岭早古生代岩体的年龄分布与研究区南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品所包含的早古生代碎屑锆石U-Pb峰值年龄相似可比。

上述证据表明，南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品的早古生代碎屑锆石U-Pb年龄分布与祁连山东段和北秦岭加里东期构造岩浆事件总体具有较好的相关可比性，证实北秦岭和祁连山东段的加里东中晚期岩体对南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系的沉积物源均有较大的贡献。

3.2.3　早中生代年龄组分及其物源

南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品的早中生代碎屑锆石U-Pb年龄主要为230～252 Ma。印支期岩浆热事件在秦岭造山带内广泛发育,以陆–陆碰撞为主,如北秦岭西段有宝鸡、翠华山等三叠纪岩体，分别侵入于奥陶系、中石炭统、秦岭岩群和宽坪群中（刘丙祥等，2013），西秦岭造山带内印支期花岗岩体分为早期（245～230 Ma）和晚期（230～205 Ma），早期岩体主要分布在中西部，主体侵入到泥盆纪沉积岩（Dong et al.，2014），这些岩浆活动在北秦岭构造带中产生了大量的花岗质岩石，也暗示着北秦岭地区可能为研究区提供较多物源。此外，石沟驿剖面的样品未显示此期锆石分布；而南面的千阳剖面样品中也有1粒此期锆石（242±2 Ma）（Wang et al.，2013）。指示鄂尔多斯盆地西南部上三叠统地层中发育较少此期锆石。印支期关山花岗岩（227±19 Ma或229±7 Ma）（王晓霞等，2015）与本次测试样品年龄基本相符，推测样品中锆石应来源于印支期关山岩体。

选取南华山香黄沟剖面周邻地区的碎屑锆石U-Pb年龄频谱图与本次测试样品年龄频谱图进行综合对比（图9）。可以看出，南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品的中生代的碎屑锆石U-Pb年龄与阿拉善地区的年龄图谱中中生代的年龄信息相吻合（图10）。阿拉善地区广泛存在二叠纪—早三叠世（236～300 Ma）花岗岩、基性岩和火山岩（何世平等，2007）。这些证据表明，阿拉善地区也为南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系提供碎屑锆石物源。

因此，南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系样品的早中生代的碎屑物质来源主要有北秦岭地区和阿拉善地区。

3.3　沉积构造环境讨论

秦岭–祁连地区最为强烈的主碰撞造山作用主要发生在印支期（张国伟等，2001；Dong et al., 2011）。秦–祁碰撞造山带SW-NE向挤压，导致造山带北麓的鄂尔多斯盆地西南缘南华山地区发生显著沉降和山前坳陷型粗碎屑砾岩堆积，使得南华山近邻的秦岭–祁连造山带陇山群、秦岭群、宽坪群、大草滩群和葫芦河群等岩石地层单元和前石炭纪岩体抬升剥露，并为香黄沟剖面晚三叠世砾岩沉积提供了重要物源。结合上述碎屑锆石U-Pb年龄与北祁连东段和北秦岭西段峰值年龄相关可比的地质事实综合分析认为，研究区砾岩沉积主要受控于印支期秦–祁碰撞造山带的构造作用。

印支期秦–祁碰撞造山事件之后，鄂尔多斯盆地西南部及其相邻秦–祁造山带地区全面进入了陆内或板内构造环境，尤其是在晚侏罗世—早白垩世的燕山中期，秦–祁造山带及其北侧相邻的华北（鄂尔多斯）地块南缘构造带经历了不亚于印支期碰撞造山作用的强烈陆内变形和以走滑–逆冲推覆为主要表现形式的陆内造山作用（张国伟等，2001），导致鄂尔多斯盆地西南缘反S型构造体系的形成和显著的陆内走滑–逆冲断裂活动（陈刚等，2007；师晓林等，2015），造成祁连山东段和北秦岭西段地区前中生代岩石地层单元的广泛隆升剥露，并为早白垩世砾岩沉积提供了复杂多样的沉积物源（图11）。

4　结论

收起

（1）磨拉石沉积岩系最年轻锆石U-Pb谐和年龄为（230.2±2.6）Ma。其宿主地层的最早沉积时代为晚三叠世，研究区该套磨拉石沉积层系主体应属上三叠统沉积地层单元，不支持过去将其归为志留系—泥盆系的传统认识。上述关于南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系的沉积时代的制约受到周邻地区年龄频谱图支持。

（2）南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系早中生代组分碎屑物质来源主要为北秦岭地区和阿拉善地区，早古生代碎屑物质来源主要为祁连–北秦岭地区，前寒武纪碎屑物质来源具有华北板块与祁连–北秦岭造山带的双向混合物源特征。

（3）印支期秦–祁碰撞造山带SEW-NE向挤压，导致造山带北麓的鄂尔多斯盆地西南缘南华山地区发生显著沉降和山前坳陷型粗碎屑砾岩堆积，使得北秦岭和祁连山东段的加里东中晚期岩体对南华山香黄沟剖面粗碎屑磨拉石沉积岩系的沉积物源均有较大的贡献。综合分析认为，该砾岩沉积主要受控于印支期秦–祁碰撞造山带的构造作用，属于印支期秦–祁海槽最终碰撞闭合过程的沉积构造响应。印支期秦–祁碰撞造山事件以后，鄂尔多斯盆地西南部及其相邻秦–祁造山带地区全面进入了陆内或板内构造环境。

参考文献

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文献

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排序方式：

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2026年第59卷第2期

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doi: 10.12401/j.nwg.2025100

接收时间：2024-03-10
首发时间：2026-09-16
出版时间：2026-04-20

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收稿日期：2024-03-10
修回日期：2024-11-24
录用日期：2025-06-23

基金

作者信息

¹陕西延长石油（集团）有限责任公司天然气研究院，陕西西安　710065

²大陆演化与早期生命全国重点实验室，西北大学，陕西西安　710069

通讯作者:

陈刚（1965−），男，教授，博士生导师，主要从事含油气盆地地质学研究。E−mail：chengang@nwu.edu.cn。

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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地区	岩石类型	时代	成岩年龄（Ma）	来源
阿拉善地块	北大山片麻状花岗岩	晚奥陶世—泥盆纪	410～390	宫江华等，2018
雅布赖山黑云母花岗岩	晚奥陶世—泥盆纪	390	宫江华等，2018
北大山花岗糜棱岩	石炭纪	327～324	宫江华等，2018
北大山辉长岩	二叠纪—早三叠世	293±2、267±2	宫江华等，2018
龙首山橄榄岩	二叠纪—早三叠世	284.4±3.5	焦建刚等，2017
北大山花岗闪长岩	二叠纪—早三叠世	295±2	陈炜等，2013
秦岭造山带	石家湾钾长花岗斑岩	早白垩世	144.44±0.59	赵海杰等，2010
文峪和娘娘山黑云母二长花岗岩	早白垩世	138±2.5、142±2.5	王义天等，2010
老牛山黑云二长花岗岩	早白垩世	146.35±0.55	朱赖民等，2008
金堆城含矿斑岩	早白垩世	140.95±0.45	朱赖民等，2008
西秦岭冶力关埃达克岩	印支早期	245±6	金维浚等，2005
西秦岭夏河埃达克岩	印支早期	238±4	金维浚等，2005
华山二长花岗岩	早白垩世	133.8±1.1	郭波等，2009
合峪黑云母二长花岗岩	早白垩世	134.5±1.5	郭波等，2009
祁连造山带	祁连县榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	421	Song et al., 2009
百经寺榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	422±11	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	463±6	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	463±6	Song et al., 2006
百经寺榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	468±13	宋述光等，2004
上香子沟榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	472	Song et al., 2009
瓦窑沟石榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	477±16	Zhang et al., 2007
上香子沟是榴辉岩	晚奥陶世—泥盆纪	489±7	Zhang et al., 2007
滩间山群英安岩	中寒武世—奥陶纪	486±13	赵风清等，2003
陇县七桥沟斜长角闪岩	LA-ICP-MS	452±8、417±1.5	何世平等，2006
陇县关山沟陇山岩群中辉绿岩墙	LA-ICP-MS	440.9±1.7	何世平等，2006
陇县铁佛寺陇山岩群中辉长岩墙	LA-ICP-MS	442.8±1.1	何世平等，2006
白银铜矿区变石英角斑岩	LA-ICP-MS	467.3±2.9、414.2±2.7	何世平等，2006
白银铜矿区糜棱岩化石英角斑岩	LA-ICP-MS	467.1±2.2	何世平等，2006

地区

岩石类型

时代

成岩年龄（Ma）

来源

阿拉善地块

北大山片麻状花岗岩

晚奥陶世—泥盆纪

410～390

宫江华等，2018

雅布赖山黑云母花岗岩

晚奥陶世—泥盆纪