西北地质

二连盆地脑木根凹陷下白垩统赛汉组沉积时代和物源：来自碎屑锆石U-Pb年代学的约束

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罗宁 ¹ , 陈印 ²^,³^,^* , 陈路路 ²^,³ , 李名 ¹ , 余小林 ¹ , 臧永亮 ¹ , 姜晓辉 ¹

西北地质 | 中亚成矿域关键矿产研究进展 2026,59(3): 228-245

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西北地质 |中亚成矿域关键矿产研究进展 2026 , 59 (3) : 228 -245

二连盆地脑木根凹陷下白垩统赛汉组沉积时代和物源：来自碎屑锆石U-Pb年代学的约束

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罗宁¹, 陈印²^,³^,^*, 陈路路²^,³, 李名¹, 余小林¹, 臧永亮¹, 姜晓辉¹

作者信息

¹中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司，河北任丘　062552

²中国地质调查局天津地质调查中心/华北地质科技创新中心，天津　300170

³中国地质调查局铀矿地质重点实验室，天津　300170

通讯作者:

陈印（1984−），男，副研究员，主要从事盆地分析、砂岩型铀矿地质调查与研究。E-mail：chenyinchain@sina.com。

作者简介:

罗宁（1965−），男，正高级工程师，主要从事油气勘探、新能源开发利用工作。E-mail：365740634@qq.com

Deposition Age and Provenances of Lower Cretaceous Saihan Formation in Naomugen Depression, Erlian Basin: Constraints from the Detrital Zircons U-Pb Chronology

Ning LUO¹, Yin CHEN²^,³^,^*, Lulu CHEN²^,³, Ming LI¹, Xiaolin YU¹, Yongliang ZANG¹, Xiaohui JIANG¹

Affiliations

¹PetroChina Huabei Oilfield Company, Renqiu 062552, Hebei, China

²Tianjin Center of China Geological Survey / North China Center for Geoscience Innovation, Tianjin 300170, China

³Laboratory of Petroleum Geomechanics, China Geological Survey, Tianjin 300170, China

出版时间: 2026-06-20 doi: 10.12401/j.nwg.2025080

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摘要

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二连盆地作为中国重要的砂岩型铀矿富集区，位于中亚造山带中东段。该盆地下白垩统赛汉组是主要的铀矿含矿层。由于受到多次构造运动和古河谷演化的共同作用，不同时间点及凹陷区域的物源存在差异，且赛汉组的确切沉积时代尚不明确。笔者聚焦于二连盆地脑木根凹陷的赛汉组，采用岩石学、碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年法以及微量元素分析等方法，探讨了赛汉组底部含矿砂岩的最大沉积年龄及其沉积物来源，并深入讨论了其构造意义。研究表明，赛汉组下段的碎屑锆石主要来源于中生代、古生代花岗岩和基性岩，对应的峰值年龄分别为140 Ma、265 Ma和434 Ma。基于对样品中最年轻的单颗粒锆石定年结果，确定赛汉组的最大沉积年龄为（108±2 ）Ma，表明其属于早白垩世阿尔必期。通过与周边地区的对比分析，发现赛汉组的物质来源包括苏尼特隆起中部和西部暴露的岩体、火山岩或前白垩纪地层，巴音宝力格隆起附近地区暴露的岩体，以及盆地西南边缘白乃庙岛弧西端暴露的加里东期和华力西期岩体。结合腾格尔组内火山岩年代学信息，推断在早白垩世晚期（约110 Ma），二连盆地经历了快速的隆升和剥蚀过程，导致巴音宝力格隆起和苏尼特隆起的迅速抬升和侵蚀，形成了盆缘的构造缓坡，开始向盆地内部提供丰富的碎屑沉积物和含铀物质。

关键词

二连盆地 / 赛汉组 / 锆石U-Pb定年 / 物源区 / 最大沉积年龄

Abstract

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The Erlian basin, an essential sandstone-type uranium enrichment basin in northern China, is situated in the central segment of the Central Asian Orogenic Belt. In the basin, the Lower Cretaceous Saihan Formation constitutes the most significant uranium-bearing layer. Influenced by tectonic overturning and paleo-valley evolution, provenances experienced intensely spatial and temporal transition, and the precise depositional age of the Saihan Formation remains ambiguous. In this study, we conducted an integrated investigation of the Saihan Formation in the Naomugen Depression, employing petrographic analysis, LA-ICP-MS U-Pb geochronology and trace element geochemistry of detrital zircons. These methodologies are to determine the maximum depositional age, identify provenance characteristics of the uranium-bearing sandstones, and elucidate tectonic implications. Detrital zircon geochronological results reveal three predominant age clusters: 434 Ma (Caledonian), 265 Ma (Variscan), and 140 Ma (Yanshanian), indicating multiple magmatic sources spanning the Paleozoic to the Early Mesozoic. Notably, the youngest single-grain ages (125±3 Ma, 115±6 Ma, 122±2 Ma, 108±2 Ma) and weighted mean ages (113.3 Ma, 123 Ma) collectively constrain the maximum depositional age of the Saihan Formation to (108±2) Ma, corresponding to the Albian stage of the Early Cretaceous. Provenance analysis demonstrates that detrital materials were derived from: Cretaceous exposures in the central-western Sonid Uplift, Weijing intrusions in the Bayinbaolige Uplift, and Caledonian-Variscan complexes in the western Bainaimiao Arc. Integrating with volcanic records from the Tengger Formation, our findings confirm a rapid tectonic uplift event at ～110 Ma during the late Early Cretaceous. This tectonic episode created optimal metallogenic conditions through the formation of structural slopes and thick sandstone sequences, providing critical constraints for uranium exploration models in the region.

Key words

Erlian basin / Saihan Formation / zircon U-Pb dating / provenance / maximum deposition age

引用本文

罗宁, 陈印, 陈路路, 李名, 余小林, 臧永亮, 姜晓辉. 二连盆地脑木根凹陷下白垩统赛汉组沉积时代和物源：来自碎屑锆石U-Pb年代学的约束. 西北地质, 2026 , 59 (3) : 228 -245 . DOI: 10.12401/j.nwg.2025080

Ning LUO, Yin CHEN, Lulu CHEN, Ming LI, Xiaolin YU, Yongliang ZANG, Xiaohui JIANG. Deposition Age and Provenances of Lower Cretaceous Saihan Formation in Naomugen Depression, Erlian Basin: Constraints from the Detrital Zircons U-Pb Chronology[J]. Northwestern Geology, 2026 , 59 (3) : 228 -245 . DOI: 10.12401/j.nwg.2025080

正文

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二连盆地位于中亚造山带的中东段，呈“三隆+两坳”的构造格局，是中国重要的煤、油气、铀等多能源盆地（图1）。自20世纪80年代以来，二连盆地内铀矿获得众多找矿突破，先后发现了赛罕高毕、巴彦乌拉、陆海、恩格日因、哈达图、白彦花等砂岩型铀矿及努和廷等泥岩型铀矿床（图2）。砂岩型铀矿含铀岩系主要为白垩系赛汉组和二连组河流相砂体，发育优异的“泥–砂–泥”结构，具有典型古河谷沉积特征。对于这些古河谷型砂岩型铀矿，前人已经从区域构造背景、铀成矿条件、关键控矿要素、矿床成因及成矿模式等方面开展了大量工作，取得了一系列重要认识，提出了“多物源供给”“古河谷沉积相控矿”“多阶段构造叠加改造”“不同还原性介质成矿”“双重铀源供给”等观点（聂逢君等，2015；韩效忠等，2018；Nie et al., 2020；俞礽安等，2020；林效宾等，2021；李子颖等，2022；刘华健等，2024）。但受构造改造影响，二连盆地经历了多期次断陷和反转活动，发育众多次级凹陷和隆起，给示踪不同地区含矿目的层沉积体系物质来源带来了众多困难。

乌兰察布坳陷位于二连盆地中部西段、卫境岩体南缘（图2）。近年来，乌兰察布坳陷内脑木根–齐哈日格图凹陷等地区成为砂岩型铀矿找矿重点区和成矿理论研究新区。通过古地理恢复及物源示踪等分析，众多学者认为二连盆地下白垩统赛汉组沉积期，乌兰察布坳陷内古水流自西南向东北流，沉积物主要来自于苏尼特隆起（吕永华等，2019；谢惠丽等，2020；刘佳林等，2020；颜小波等，2022）。但脑木根地区下白垩统赛汉组是否接受了来自北部巴音宝力格隆起的富铀物源还存在争论。通过对研究区北部卫境岩体铀丢失和构造演化的研究，聂逢君等（2022）指出乌兰察布坳陷内铀源主要来自于卫境岩体或物源为卫境岩体的含矿层。但是现有地震资料显示，脑木根凹陷与北部额仁淖尔凹陷之间存在隆起（图1）。因此，在下白垩统赛汉组沉积期，脑木根地区是否具有北部巴音宝力格隆起和南部苏尼特隆起双重物源供给的特性，或者卫境岩体能否向脑木根地区提供沉积物和铀源，目前还缺乏足够的证据。

为进一步匹配沉积序列与构造事件、成矿事件的联系，盆地构造热演化、沉积时限及铀成矿时间常进行综合考虑，前人已经通过低温热年代学及铀矿物定年等手段，先后确定了早侏罗世以来二连盆地经历了多期次断陷–隆起的循环演化，导致了富铀地质体出露、含矿砂岩发育及有利构造缓坡形成，为砂岩型铀成矿提供了重要条件（聂逢君等，2022；刘华健等，2024；刘晓雪等，2024）。针对脑木根地区，前人甚少从沉积时间方向讨论构造–沉积与铀成矿的联系。除了古地磁、古生物等信息，沉积岩中火山岩夹层或凝灰岩夹层常被用来限定沉积时代（Guo et al., 2018，2019）。但二连盆地赛汉组内尚未发现此类夹层，导致其沉积时代尚未精确限定。沉积时间与构造活动时间的耦合联系，有助于理解物源区隆升历史及其向盆地的物质供给时间，是进一步讨论物质供给与铀成矿的重要基础。

本次工作将聚焦于二连盆地脑木根凹陷下白垩统赛汉组下段砂岩型铀矿含矿层段，拟通过沉积岩石学、碎屑锆石U-Pb年代学和微量元素等研究，对比分析盆地周缘主要物源区的前人研究成果和二连盆地构造–热演化，示踪含矿段物质来源，约束赛汉组沉积时间，揭示区域构造演化，为深入了解脑木根凹陷砂岩型铀成矿作用提供重要支撑。

1　区域地质背景

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二连盆地呈NE向展布，东西界为大兴安岭隆起和索伦山隆起，南北界为温都尔庙隆起和巴音宝力格隆起。盆地属于中朝克拉通北缘与西伯利亚板块之间的拼接带，是中生代后期在华力西期褶皱基底和侏罗系残留盆地基础上，经断陷、反正等地质活动形成的一系列中、小型盆地群组合。盆地包括川井坳陷、乌兰察布坳陷、马尼特坳陷、腾格尔坳陷、乌尼特坳陷、苏尼特隆起等6个二级构造单位（图1b；彭云彪等，2019；何泽宇等，2025）。中生代以来，二连盆地经历了侏罗纪—早白垩世中早期伸展断陷、早白垩世晚期坳陷、晚白垩世及其后构造反转等阶段（马新华等，2000；屈晓艳等，2013；刘武生等，2018；Liu et al., 2022；Xu et al., 2023；俞礽安等，2024）。受中朝板块与西伯利亚板块碰撞拼贴、古/新太平洋俯冲等影响，盆地周缘广泛发育华力西期、印支期、燕山期中酸性侵入岩及喜山期喷出岩，提供了重要的沉积物和铀源。

盆地基底由元古界和古生界的变质岩及以海西期、加里东期为主的岩浆岩组成，并发育一系列的复式褶皱和深大断裂。沉积盖层主要由侏罗系的阿拉坦合力群、兴安岭群，白垩系的阿尔善组、腾格尔组、赛汉组、二连组，古近系—第四系组成（图2b）。其中，赛汉组主要发育一套河流、沼泽相沉积，是二连盆地主要的赋矿层位。前人将赛汉组划分为上、下两段或三段。下部为杂色粉砂岩、砂砾岩夹泥岩，中部灰色泥岩、灰黑色碳质泥岩和可采褐煤层；上部为灰色砂岩夹灰绿、紫红、棕红色泥岩。

研究区位于乌兰察布坳陷脑木根凹陷东北部，其下白垩统发育阿尔善组、腾格尔组和赛汉组（图3）。钻探揭露发现赛汉组具明显的岩性组合差异，其中下段为一套河流相砾岩、砂岩等粗碎屑沉积组合，为该地区主要含矿层位；上段为一套河流–湖泊相泥岩夹砂岩组合，以细碎沉积为主，为厚层隔水层。砂岩型铀矿呈板状，埋藏为600～780 m。含矿岩性主要为灰色、灰绿色中粗砂岩、含砾砂岩和砾岩。显微特征显示，含矿砂岩颗粒分选性差，磨圆度低，多呈棱角状，以泥质胶结、颗粒支撑为主，局部可见钙质胶结（图4）。

2　样品采集和分析测试方法

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本次工作共采集6件岩心样品，均来自于二连盆地中西部脑木根凹陷下白垩统赛汉组下段内主要含矿层上、下围岩（图3）。样品主要为红色、黄色、绿灰色砂岩、含砾砂岩和砂砾岩。

锆石挑选由河北廊坊市宇恒矿岩技术服务有限公司完成，将岩石样品粉碎至100 μm后，经磁选和浮选出锆石精样，并在双目镜下手工挑选。随机挑选的锆石，由中国地质调查局天津地质调查中心实验测试室完成制靶、阴极发光（CL）照相和锆石U-Pb同位素定年。锆石定年使用激光烧蚀多接收器等离子质谱仪LA-ICP-MS （Agilent 7900）测定，并选取91500（1065 Ma）及Plesovice锆石（337 Ma）作为标样。年龄数据处理采用ISOPLOT（Ludwig，2003）和ISOPLOTR（Vermeesch, 2018）程序完成。

3　测试结果

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3.1　锆石形貌特征和微量元素

锆石CL图像显示，样品锆石形态主要呈短柱状，最大直径为150～300 μm，具体很好的晶型或棱角状。锆石岩浆晶型完整，晶棱锋锐清晰，具有很好的震荡环带。少量变质锆石呈浑圆状、扇状，具有变质环带或没有环带结构。6个样品碎屑锆石Th/U值一般大于0.4，显示了岩浆锆石成因特征（Hermann et al., 2001；吴元保等，2004）。多数前寒武纪碎屑锆石Th/U值仍大于0.1（图5），这可能与U含量较低有关，指示了变质锆石具有加快的生长速度（Vavra et al., 1999）。

碎屑锆石微量元素分析显示，碎屑锆石多具有大陆锆石属性，少量具有洋壳锆石，进一步表现为大陆岛弧型或洋岛型（图6）。锆石赋存原岩主要为花岗闪长岩、闪长岩或基性岩。这些属性与二连盆地所处的区域构造位置相符，记录了古亚洲洋及蒙古–鄂霍次克洋闭合的构造–岩浆演化过程。碎屑锆石形态和微量元素特征显示，样品具有近物源特征，且主要来自于花岗岩和基性岩。

3.2　碎屑锆石U-Pb年代学

由于沉积物中的碎屑锆石由多个年龄组分混合而成，为增加碎屑锆石年代学数据的有效性，本次工作对每件样品选取200颗锆石进行U-Pb年代学测试（Vermeesch，2004）。当年龄大于1500 Ma时，本次工作选择²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄；当年龄小于1500 Ma时，选择²³⁸U/²⁰⁶Pb年龄（Spencer et al., 2016）。碎屑锆石定年结果分析显示（图7），除少数数据稍偏离谐和线外，绝大多数锆石U-Pb年龄落在谐和线上，反映了部分锆石可能存在Pb丢失或Ｕ丢失。剔除谐和度较小的年龄后，年龄数据均集中分布在500 Ma以来，具有3个明显相匹配的峰值。虽然年龄分布雷达图分析结果和直方–核密度分析结果所显示的峰值年龄有些差距，但峰值分布规律基本一致（图7、图8）。

ZY1-3-1样品采自于ZY1-3钻孔含矿段上部，具有125 Ma的最小单颗粒年龄。年龄雷达图（图7）显示，样品具有3个峰值年龄：140.49 Ma（38%），276.48 Ma（54%）和2357.8 Ma（8.8%）。直方–核密度图（图8）显示，该样品主峰值年龄为140 Ma、263 Ma、432 Ma，次峰值年龄为1877 Ma和2478 Ma。

ZY1-13-11样品采自于ZY1-13钻孔含矿段下部，具有115 Ma的最小单颗粒年龄。年龄雷达图（图7）显示，该样品具有5个峰值：145.74 Ma（23%）、262.2 Ma（65%）、435.5 Ma（7.5%）、896.3 Ma（0.83%）和2045.7 Ma（3.3%）。年龄直方–核密度图（图8）显示，其年龄具有类似的分布规律，但集中分布于500 Ma以来，峰值为137 Ma、262 Ma和438 Ma。

ZY2-3和ZY2-15分别来自于ZY2钻孔放射性异常段的顶部和地层底部。其中，ZY2-3具有122 Ma的最小单颗粒年龄。年龄雷达分布图（图7）显示，其具有5个年龄峰值：140.6 Ma（39%）、260.49 Ma（50%）、430.1 Ma（7.7%）、1468.1 Ma（1.7%）和2522 Ma（0.85%）。年龄直方–核密度图具有136 Ma、262 Ma和428 Ma的峰值年龄（图8）。ZY2-15具有88 Ma的最小单颗粒年龄。该样品来自于下白垩统赛汉组下段底部，所有碎屑锆石年龄最小应大于100 Ma，因子最小单颗粒的年龄在后期讨论中剔除。年龄雷达分布图（图7）显示，该样品有5期峰值年龄：139.01 Ma（61%）、256.55 Ma（27%）、303.6 Ma（6.9%）、433.4 Ma（3.4%）和1673.2 Ma（1.7%）。年龄直方–核密度图显示139 Ma、264 Ma和318 Ma的峰值年龄（图8）。相对于NY2-3，NY2-15样品中200～500 Ma所占比值有所下降。

NY3-14和NY3-15分别来自于NY3钻孔含矿段的顶部和底部。其中，NY3-14具有115 Ma的最小单颗粒年龄。雷达分布图（图7）显示，该样品具有5个峰值年龄：138.32 Ma（17%）、171.6 （2.5%）、266.59 Ma（64%）、429 Ma（15%）和757 Ma（0.83%）。年龄直方–核密度图显示142 Ma、270 Ma和434 Ma的峰值年龄（图8）。其中，相对于其他样品，该样品具有最高的429～434 Ma年龄占比。NY3-15具有108 Ma的最小单颗粒年龄。雷达分布图（图7）显示，该样品记录了5期峰值年龄：138.29 Ma（55%）、260.66 Ma（31%）、418.9 Ma（8.4%）、1317 Ma（3.7%）和1797.8 Ma（1.9%）。年龄直方–核密度图具有137 Ma、266 Ma和433 Ma的峰值年龄（图8）。相对于NY3-15，NY3-14具有更高的400～500 Ma年龄占比。

所有样品年代学分析数据显示，下白垩统赛汉组下段具有140 Ma、265 Ma和434 Ma的峰值年龄，其中100～200 Ma年龄占比约39%，200～350 Ma年龄占比约49%，400～500 Ma年龄占比约8%。此外，在1750～1880 Ma和2480 Ma年龄区间，样品具有少量富集。本次工作与前人成果最大的区别，体现在大量早白垩世碎屑锆石的存在，且前人未对此类锆石的物源未进行详细探讨（刘佳林等，2020）。

4　讨论

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4.1　下白垩统赛汉组最大沉积年龄

二连盆地地质及地震资料显示，下白垩统赛汉组与腾格尔组之间存在区域角度不整合面（Guo et al., 2018；图2b）。因此，赛汉组最大沉积年龄的限定，对于认识区域构造演化具有重要意义。根据沉积物碎屑锆石年代学限定地层最大沉积年龄，前人已经提出了①最年轻单颗粒年龄（YSG）、②最年轻图像碎屑锆石年龄（YPP）、③最年轻碎屑锆石年龄（YDZ）、④加权平均年龄（YC1σ）（颗粒数2+）、⑤加权平均年龄（YC2σ）（3+）、⑥算术平均年龄（WA）、⑦Tuffzirc年龄（6+）等众多研究方法（Dickinson et al., 2009；Tucker et al., 2013；曹高社等，2019）。Dickinson et al.（2009）认为，以多粒年龄为基础的最年轻年龄测定方法与沉积年龄的匹配性较好，但最年轻的单粒年龄与沉积年龄的相容性>90%，并指出在美国科罗拉多高原中生界约60%的样品中，最年轻的单粒年龄与沉积年龄的匹配性在5 Ma以内。此外，YDZ年龄与YSG年龄或无显著差异，或优于YSG年龄。而YPP年龄、YC1σ（2+）年龄、YC2σ（3+）年龄和WA年龄由于统计的锆石年龄的离散性，比实际地层年龄大。

现有古生物、古地磁等资料显示，二连盆地下白垩统赛汉组属于的阿普第—阿尔必期（杨静等，2003；聂逢君等，2007），或将赛汉组底部年龄定为121 Ma（聂逢君等，2005），但依然缺乏有效的热年代学证据。上述7种方法所获得的6件样品的最大沉积年龄均属于下白垩统阿普第—阿尔必期（图9），能够用以讨论赛汉组最大沉积年龄。NY1-3-1样品YPP年龄大于YDZ年龄和其他年龄。但YSG年龄与Tuffziric年龄、YC1σ（2+）年龄、YC2σ（3+）年龄和WA年龄在误差范围内一致。因此，YSG年龄（125±3 Ma）代表了NY1-3-1样品所记录的最大沉积年龄。NY1-13-11、NY2-3具有与NY1-3-1类似的特征，但其YSG年龄分别为（115±6）Ma和（122±2）Ma，代表了最大沉积年龄。NY2-15样品Tuffziric年龄大于YC1σ（2+）年龄、YC2σ（3+）年龄和WA年龄，且均大于YSG年龄。前文已经提到，YSG年龄选择109 Ma，而非88 Ma。对比发现，本次工作选择WA年龄（113.3 Ma）作为该样品记录的最大沉积年龄。NY3-14样品YC1σ（2+）年龄、YC2σ（3+）年龄和WA年龄基本一致，稍大于YSG年龄。因此，本次工作选择WA年龄（123 Ma）作为最大沉积年龄。NY3-15的YSG年龄与YC1σ（2+）年龄一致，可以作为该样品记录的最大沉积年龄（108±2 Ma）。

此外，二连盆地内赛汉组下伏地层腾格尔组内火山岩夹层年龄为116～132 Ma（Guo et al., 2019）。鉴于碎屑锆石为岩浆锆石，来自于凹陷周缘隆起区岩浆岩。不同最大沉积年龄计算方法显示，本次工作获得了赛汉组最大沉积年龄为142～108 Ma，其中最大沉积年龄频谱图显示峰值约为124 Ma（图10），大于下伏地层中火山岩夹层年龄。此外，虽然采样位置相近，但同一钻孔不同深度样品显示，深部样品记录的最大沉积年龄要小于浅部样品，如NY3-15（108 Ma）＜NY3-14（123 Ma）、NY2-15（113.3 Ma）＜NY2-3 （122 Ma）。这表明深部样品物源区中年轻岩体更早剥露至地表，作为赛汉组物源。此外，受碎屑锆石分布不均一性影响，不同样品保存了不同年代的碎屑锆石。综上所述，通过碎屑锆石U-Pb年代学分析，本次工作选择所有样品中最小年龄（108±2 Ma）来限定下白垩统赛汉组最大沉积年龄，属于早白垩世阿尔必期。

4.2　赛汉组物源分析

碎屑锆石U-Pb年代学分析显示，研究区赛汉组物源主要表现为加里东期、华力西期和燕山期岩浆岩，记录了二连盆地周缘峰期岩浆活动时间。其中，物源区华力西期和燕山期岩浆岩提供了更多的物质。通过年代学频谱图分析发现，样品中前寒武纪年代学记录较少，主要来自于华北克拉通变质基底。但受碎屑锆石多期次沉积循环的影响，该部分锆石在赛汉组下伏地层中已经富集。本次工作认为，样品中该部分锆石主要来自于老地层，对于物源区的指示意义较小，故不再详细讨论。此外，样品碎屑锆石所获得的3个主要峰值年龄与苏尼特隆起和巴音宝力格隆起具有很好的匹配性（图8）。碎屑锆石累积年龄分布显示，6件样品在中生代碎屑锆石年龄分布概率上具有一定的差异，但整体年龄分布轨迹变化趋势一致（图11）。如果剔除中生代碎屑锆石年龄，6件样品具有一致的累积年龄分布轨迹，表明所有样品具有统一的物源。碎屑锆石年代学二维定标分析同样指示，所有样品具有统一物质来源。虽然二维定标分析结果显示样品与苏尼特隆起具有差异，但临近凹陷内侏罗系样品（GEGU-1、GEGU-2和SAI；Guo et al., 2018）主要来自于苏尼特隆起，且与巴音宝力格隆起具有一定的联系。直方–核密度图对比分析显示，除中生代碎屑锆石年龄外，样品与上述侏罗系样品具有一致的分布规律。结合碎屑颗粒分选性差、颗粒呈棱角状（图5），碎屑颗粒具有近源特征。

此外，碎屑锆石U-Pb年代学显示，碎屑锆石记录了大量早白垩世年龄。但前人年代学分析显示，在乌兰察布坳陷周缘的苏尼特隆起甚少发育早白垩世岩体（图2），而在研究区北部巴音宝力格隆起内发育卫境岩体（148～138 Ma；聂逢君等，2018, 2022），与碎屑锆石记录的早白垩世年龄一致（图8）。因此，苏尼特隆起和巴音宝力格隆起均是研究区赛汉组的重要潜在物源区。

随着华北克拉通与古亚洲洋构造域、蒙古–鄂霍次克洋构造域和古太平洋构造域相互作用体制的转换，二连盆地周缘发育了蒙古弧、贺根山弧、宝力道弧及白乃庙岛弧等岩浆岩带（王博等，2021；王涛等，2022；刘建峰等，2022），为二连盆地中生代以来沉积提供了重要物源。童英等（2010）对中蒙边界中段的花岗岩进行了系统统计分析，发现时间上具有早—中古生代（490～387 Ma）、石炭纪（342～302 Ma）、二叠纪（282～257 Ma）、三叠纪（249～204 Ma）和晚中生代（152～118 Ma）5个重要期次。中亚造山带中段岩浆分布研究表明，二连–苏左旗周缘广泛发育了晚泥盆世—石炭纪、中石炭世—中二叠世、晚二叠世—三叠纪岩浆岩，且晚泥盆世—石炭纪岩浆及早白垩世岩浆主体分布在巴音宝力格隆起带（图2a；杨俊泉，2016；刘建峰等，2022）。受贺根山洋闭合和古亚洲洋板块向华北板块俯冲增生造山的影响，沿二连–贺根山缝合带和白乃庙岛弧发育了520～420 Ma、350～300 Ma的岩浆岩（赵越等，2017；徐冰，2018）。内蒙古东南部二连浩特–贺根山蛇绿岩带以北和以南晚古生代—早中生代岩浆岩锆石U-Pb年龄统计结果显示，北部以270～330 Ma年龄为主，南部具有220～260 Ma、270～290 Ma、310～340 Ma等多个年龄区间（赵越等，2017；刘建峰等，2022）。索伦和西拉木伦河蛇绿岩的锆石年代学研究表明，其形成时代为280～250 Ma（Jian et al., 2010；Song et al., 2015）。受岩石圈减薄导致的陆内伸展影响，二连盆地内发育大量晚中生代火山岩和岩浆岩，如达来庙钾长花岗岩（160 Ma）、红格尔查干诺尔组流纹岩（142 Ma）和不拉根哈迭组基性火山岩（129 Ma）、卫境岩体（148～138 Ma）、苏右旗白音高老组流纹岩（124.5 Ma）等（聂凤军等，2008；陈志广等，2009；薛富红等，2015；聂逢君等，2018，2022；邵永旭和许展，2023；刘金宝等，2023）。因此，巴音宝力格隆起、苏尼特隆起和温都尔庙隆起区为研究区的潜在物源区（图2）。

通过古地理恢复，研究区下白垩统赛汉组沉积期古地理表现为古河道沉积体系，水流为从西向东，并加持了南北两侧隆起区的物质供给（吕永华等，2019；谢慧丽等，2020；聂逢君等，2022；颜小波等，2022）。因此，本次工作推测脑木根地区下白垩统赛汉组潜在物源区为苏尼特隆起区、巴音宝力格隆起卫境地区、盆地西南缘白乃庙隆起西部巴特敖包地区。

前人年代学研究显示，二连市西南部卫境–艾力格庙地区发育了508～418 Ma的加里东岩体、查干德勒岩体（276 Ma）、卫境杂岩体（276 Ma，148～138 Ma）等（郭磊等，2015；姚广，2016；聂逢君等，2018，2022；刘金宝等，2023）。碎屑锆石年代学显示，艾力格庙群峰值年龄为 420～540 Ma（姚广，2016）；二叠纪西里庙组峰值年龄为304 Ma 和 450 Ma，上段流纹质凝灰岩年龄为（282±2）Ma（王世超等，2019）。此外，该地区发育了晚侏罗世地层，但地层内碎屑锆石年代学特征尚不明确。综合对比发现，样品古生代和中生代锆石年龄与卫境–艾力格庙地区具有较好的对应关系。

二连盆地晚中生代构造演化显示，苏尼特隆起在晚侏罗世—早白垩世因构造翻转，遭受隆升剥蚀，并在边缘发育了冲积扇等边缘相沉积体系（图11；Li et al., 2016；吕永华等，2019；Liu et al., 2022；郭知鑫，2023）。因此，在早白垩世，苏尼特隆起阻挡了盆地南部温都尔庙隆起区白乃庙岛弧带岩浆岩向乌兰察布坳陷的物质供给。虽然苏尼特隆起以南腾格尔坳陷都日木–温都尔庙一带赛汉组碎屑锆石年代学具有129～152 Ma （峰值141 Ma）、243～281 Ma（峰值263 Ma）两个主要区间和1个次级区间400～500 Ma，与研究区具有较好的相似度。但杨勇等（2023）认为腾格尔坳陷内物源主要来自白乃庙岛弧内温都尔庙–镶黄旗一带更靠近盆地一侧的中酸性岩浆岩。磷灰石裂变径迹年代学显示，盆地西南部白乃庙岛弧带西端在185.5～125.5 Ma经历了快速隆升（Li et al., 2016）。结合古地理恢复显示，盆地西南部白乃庙岛弧西端的岩浆岩（446.8～440 Ma、278.5～273.7 Ma），能够沿古河道自西向东提供物质供给（图12；Li et al., 2016及其内部参考文献；谢慧丽等，2020），但缺少早白垩世岩浆活动记录。因此，样品中古生代碎屑锆石可能来自于盆地巴音宝力格隆起和白乃庙岛弧带西端，而非温都尔庙–镶黄旗一带。

苏尼特隆起位于二连盆地EW向古河道的南缘（图2）。隆起北部的乔尔古、哈达图、准达赖、陆海、恩格日因等地区赛汉组物源分析均显示，物质主要来自于苏尼特隆起（吕永华等，2019；刘佳林等，2020；谢慧丽等，2020；俞礽安等，2020）。地震资料显示，苏尼特隆起区出露侏罗系（漆家福等，2015）。呼格吉勒图凹陷上侏罗统呼格吉勒图组及赛汉塔拉凹陷下侏罗统阿其图组碎屑锆石年代学显示（图8），除早白垩世岩浆锆石年龄外，与研究区赛汉组年龄频谱图具有很好的相似度，表明苏尼特隆起内发育的前白垩纪沉积体系能够为乌兰察布坳陷下白垩统提供物质来源，导致了碎屑锆石的再循环。受蒙古–鄂霍次克大洋闭合后伸展和古太平洋俯冲影响，二连盆地–大兴安岭地区早白垩世发生了大规模岩浆活动（Gilder et al.，1997；Wu et al.，2001），如玛尼吐组火山岩（128～146 Ma）、白音高老组火山岩（127～141 Ma）等（杨俊泉，2016；刘建峰等，2022；杨勇等，2023及其内部参考文献）。现有资料表明，二连盆地及邻区早白垩世火山岩及亚火山岩年龄集中在120.2～146 Ma，且具有131 Ma的峰期年龄（Tang et al., 2019）。在苏右旗东北部，苏尼特隆起内凝灰岩夹层锆石U-Pb年龄为146 Ma（Tang et al., 2019），也进一步表明早白垩世碎屑锆石来自苏尼特隆起的可能性，但与古流向不一致。此外，基于下白垩纪腾格尔组内火山岩年代学的研究，Guo et al.（2018，2019）认为二连盆地内腾格尔组的时代为116～132 Ma。结合赛汉组内大量100～130 Ma碎屑锆石的发育，认为强烈构造运动可能导致了部分早白垩世火山岩的快速出露，为赛汉组提供了物源。

通过系统的年代学对比分析和前人对古河谷的恢复，本次工作认为脑木根地区下白垩统赛汉组沉积物主要来自于苏尼特隆起区中西部、巴音宝力格隆起卫镜地区和盆地西南缘白乃庙岛弧西端（图12）。

4.3　对区域构造演化的指示意义

二连盆地是研究中国中生代构造转换的关键地区，先后经历了古亚洲洋闭合–中亚造山、蒙古–鄂霍次克洋闭合及古（近）太平洋板块俯冲等（Li et al., 2016；Guo et al., 2018；王涛等，2022）。在晚中生代，盆地经历了多期次的构造翻转，体现为沉积层位间的区域角度不整合（Guo et al., 2018；图2b）。物源区快速隆升、区域角度不整合面及深大断裂的发育，为晚白垩世以来的砂岩型铀成矿提供了有利条件，形成了世界级的古河谷型砂岩型铀成矿带（Nie et al., 2020）。

矿物U-Pb年代学和裂变径迹年代学分析显示，二连盆地在早白垩世晚期经历了一次快速隆升事件。首先通过碎屑锆石U-Pb年代学分析，本次工作认为下白垩统赛汉组最大沉积年龄为（108±2）Ma，沉积碎屑主要来自于苏尼特隆起西南部、巴音宝力格隆起卫镜地区和盆地西南缘白乃庙岛弧，部分锆石具有再循环的特征。但赛汉组下伏地层腾格尔组内火山岩夹层锆石U-Pb年代学显示，腾格尔组的沉积时代约为116～132 Ma（Guo et al., 2019），且与赛汉组之间发育区域角度不整合面（李洪军等，2012）。此外，二连盆地及邻区早白垩世火山岩及亚火山岩年龄集中在120.2～146 Ma（Tang et al., 2019），表明赛汉组内早白垩世碎屑锆石可能来自于巴音宝力格隆起卫镜地区及盆内早白垩世火山岩、亚火山岩。腾格尔组内发育的火山岩夹层沉积后被快速剥露至地表，成为后续赛汉组的重要物源。裂变径迹年代学显示，在约110 Ma受古太平洋板块俯冲影响，二连盆地经历了一次快速隆升冷却剥蚀事件（郭知鑫等，2023；Xu et al., 2023），与下白垩统赛汉组最大沉积时代相一致。该快速隆升事件，导致巴音宝力格隆起和苏尼特隆起的进一步隆升，为盆地提供重要物源，导致赛汉组发育大规模砂岩，为后期砂岩型铀成矿形成了有利构造缓坡带和含矿砂岩。此外，磷灰石裂变径迹年代学分析显示，卫境岩体在早白垩世76.7～53.8 Ma经历了强烈隆升，可为研究区下白垩统赛汉组内铀成矿提供大量铀源（聂逢君等，2018）。

5　结论

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（1）二连盆地脑木根凹陷赛汉组6件样品YSG年龄（NY1-3-1、NY1-13-11、NY2-3、NY3-15）和WA年龄（NY2-15、NY3-14）分别为（125±3）Ma、（115±6）Ma、（122±2）Ma、（108±2）Ma、113.3 Ma、123 Ma。下白垩统赛汉组最大沉积年龄为（108±2）Ma，属于早白垩世阿尔必期。

（2）下白垩统赛汉组下段中100～200 Ma年龄占比约39%，200～350 Ma年龄占比约49%，400～500 Ma年龄占比约8%，对应峰值年龄为140 Ma、265 Ma和434 Ma。赛汉组物源为苏尼特隆起区中西部出露的岩体、火山岩或前白垩纪地层、巴音宝力格隆起卫镜地区出露的岩体以及盆地西南缘白乃庙岛弧西端出露的加里东期和海西期岩体。

（3）二连盆地在早白垩世晚期（约110 Ma）经历了快速隆升剥蚀，导致了巴音宝力格隆起和苏尼特隆起的快速隆升，形成构造缓坡，且开始为盆地赛汉组提供大量沉积碎屑和富铀物质。

参考文献

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参考文献引证文献

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2026年第59卷第3期

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doi: 10.12401/j.nwg.2025080

接收时间：2025-02-17
首发时间：2026-09-16
出版时间：2026-06-20

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收稿日期：2025-02-17
修回日期：2025-05-20
录用日期：2025-05-20

基金

作者信息

¹中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司，河北任丘　062552

²中国地质调查局天津地质调查中心/华北地质科技创新中心，天津　300170

³中国地质调查局铀矿地质重点实验室，天津　300170

通讯作者:

陈印（1984−），男，副研究员，主要从事盆地分析、砂岩型铀矿地质调查与研究。E-mail：chenyinchain@sina.com。

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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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