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中国地质大学(北京):碎屑锆石U-Pb和(U-Th)/He测年对于北美墨西哥湾北部沉积物源的揭示意义

  

  北美墨西哥湾盆地北部在早中新世(23-15 Ma)沉积了厚层的沉积物,然后对于这些沉积物的的来源却缺乏一个清晰的认识,尤其是在盐丘构造之下的深水沉积物来源。碎屑锆石U-Pb测年近些年越来越多的运用于沉积盆地内的沉积物示踪,并取得非常好的效果。然后对于北美墨西哥湾,其沉积物的来源来自多个物源区,既可能来自多个结晶年龄近似的造山带,也可能源于大量再旋回而来的碎屑物质中间堆积区,因而简单的运用碎屑锆石U-Pb测年难以详细的恢复整个墨西哥湾北部复杂的物源体系。 

  针对研究区面临的困难和问题,中国地质大学(北京)海洋学院徐杰老师与美国德克萨斯大学奥斯汀分校Daniel Stockli和John Snedden教授合作,在单颗碎屑锆石上同时应用U-Pb测年和U-Th/He低温测年,从而揭示同一颗锆石的结晶年龄和遭受抬升剥蚀的冷却年龄,限定近似结晶年龄的碎屑锆石的不同抬升史,进而对墨西哥湾北部下中新统的沉积物源开展了精细研究。 

  碎屑锆石U-Pb测年表明墨西哥湾北部下中新统沉积岩中存在着大量的Grenville造山带时期(1300-950 Ma)形成的锆石。然后由于Grenville造山带在整个北美分布范围极广,其延伸范围可从加拿大东北部一直到墨西哥。同时在整个北美地区,存在着大量的多次搬运和沉积的再旋回的Grenville年龄的锆石,从而使得Grenville年龄的锆石难以作为有效的沉积物来源的标识。但是Grenville锆石的(U-Th)/He却有效的揭示不同来源的Grenville锆石存在着不同的抬升剥蚀历史(图A),对比前人对区域构造和剥蚀史的认识,可以有效的辨别出不同的沉积物来源(图B)。 

   

  图A: Grenville 造山带时期形成的锆石的U-Pb 和(U-Th)/He年龄 

   

  图B: 碎屑锆石U-Pb和(U-Th)/He揭示北美墨西哥湾存在多个Grenviile锆石的来源 

  上述成果发表在国际地学领域一流期刊《Earth and Planetary Science Letters》上:Xu, J., D. F. Stockli, J. W. Snedden, 2017, Enhanced provenance interpretation using combined U–Pb and (U–Th)/He double dating of detrital zircon grains from lower Miocene strata, proximal Gulf of Mexico Basin, North America: Earth and Planetary Science Letters, v. 475, p. 44-57. [IF=4.966]