New understanding of the Xingfuzhilu Formation in the southern part of the Greater Khingan Mountains and a correlation with the neighboring areas
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摘要:
晚二叠世—中三叠世是中亚造山带东段构造演化过程中承上启下的关键地质时期,涉及古亚洲洋的最终闭合、沉积环境剧变等重大地质问题。重新实测了晚二叠世—早三叠世幸福之路组一段、二段的建组剖面,运用同位素测年和孢粉化石综合研究的方法,结合野外观察及前人资料,提出对幸福之路组沉积序列的新认识:幸福之路组为以红层出现作为划分标志的一套砂泥岩夹火山岩沉积,原划为幸福之路组一段的砾岩时代晚于原二段、三段,时代不老于中三叠世,不宜划入幸福之路组。研究区上二叠统与下三叠统为连续沉积,晚二叠世晚期盆地边缘开始出现红层沉积(幸福之路组),同时期盆地中心仍为灰黑色、灰绿色砂泥岩沉积(林西组上部),林西组上部与幸福之路组下部为同时异相沉积。结合区域地质特征推测,晚二叠世—早三叠世,研究区处于整体隆升阶段,古亚洲洋应闭合于早三叠世之后。
Abstract:It is an important period for the tectonic evolution of the eastern segment of the Central Asia Orogenic Belt during the Late Permain to Middle Triassic, which involes the final closure of the Paleo-Asian Ocean and the sharp changes of sedimentary environment. The stratotype of the 1st and 2nd Members of the Xingfuzhilu Formation was reinvestigated by the authors. Based on the sporopollen fossils and isotopic ages, combined with previous studies and field investigation, this paper offers some new understanding on the sedimentary succession of Xingfuzhilu Formation. Late Permian-Early Triassic Xingfuzhilu Formation which uses red-bed features as a divided point, is consisted of sand shale and pyroclastic rocks.The conglomerate which were considered as part of the lower member of xingfuzhilu Formation is actually younger than the middle triassic. In this case, this conglometrate should be not be classified as members of xingfuzhilu formation anymore.The sedimentary environment of the Upper part of Linxi Formation and Xingfuzhilu Formation is contemporaneous heterotopic facies. However, the lacustrine sediments of Linxi Foumation were deposited at the center of the basin while the red-bed of Xingfuzhilu Formation were deposited at the edge of the basin respectively. According to the above results and regional data, the study area is overall upper uplift during the period from Late Permain to Middle Triassic.It leads to the conclusion that the the final closure time of the Paleo-Asian Ocean is after Early Triassic.
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晚二叠世—早三叠世幸福之路组 总厚度> 1389.02 m 未见顶 69.紫灰色泥质粉砂岩 26.88 m 68.紫灰色粉砂岩 1.38 m 67.灰紫色泥质粉砂岩 6.23 m 66.灰紫色粗粉砂岩 2.08 m 65.灰紫色泥质粉砂岩 4.79 m 64.紫灰色细砂岩 6.39 m 63.灰紫色泥质粉砂岩、粉砂岩,含孢粉:Klausipollenites sp., Psophosphaera sp. 12.54 m 62.灰绿色粉砂岩夹紫灰色泥质粉砂岩 21.65 m 61.灰绿色粉砂岩 38.84 m 60.黄绿色粉砂质泥岩 21.85 m 59.黄绿色粉砂岩 27.53 m 58.灰绿色粉砂质泥岩,含孢粉:Piceaepollenites sp., Quadraeculina sp. 65.88 m 57.黄绿色细砂岩 23.00 m 56.灰绿色粉砂岩 18.47 m 55.灰绿色泥质粉砂岩 58.77 m 54.黄绿色细砂岩 24.12 m 53.灰绿色粗粉砂岩 4.51 m 52.灰绿色粉砂岩夹粉砂质泥岩 49.66 m 51.灰绿色粉细砂岩 57.81 m 50.灰绿色粉砂岩 11.09 m 49.深灰色细砂岩夹灰岩透镜体 13.31 m 48.灰绿色粉砂质泥岩、灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩,含孢粉:Alisporites sp.,Alisporites indarraensis Segroves Pristinuspollenites sp.,Piceites sp., Piceaepollenites sp., Protopinus sp., Lueckisporites virkkiae R.Potonie et Klaus, Pseudopicea sp., Pinuspollenites sp. 107.61 m 47.灰紫色粉砂岩夹灰绿色细砂岩及灰岩透镜体,含孢粉:Piceaepollenites sp., Pristinuspollenites sp., Piceites sp.,Paleoconiferae sp., Protoconiferus sp., Lueckisporites virkkiae R.Potonie et Klaus. 56.20 m 46.灰绿色泥质粉砂岩,含孢粉:Cyclogranisporites sp., Protopinus sp., Quadraeculina sp., Alisporites parvus De Jersey, Sulcatisporites rhombicus Qu, Pristinuspollenites sp., Platysaccus sp. 16.14 m 45.紫红色、灰绿色粉细砂岩,含孢粉:Piceaepollenites sp.,Alisporites indarraensis Segroves,Pristinuspollenites sp.,Quadraeculina sp., Piceites sp. 62.59 m 44.紫红色泥质粉砂岩夹灰绿色粉砂岩,含孢粉:Pristinuspollenites sp., Piceites sp. 10.28 m 43.紫红色、灰绿色粉细砂岩 37.25 m 42.灰紫色中层中细砂岩,夹紫色粉砂质泥砾 34.73 m 41.紫色粉砂质泥岩,局部夹灰绿色粉砂岩, 含孢粉:Cyclogranisporites sp.,Klausipollenites sp., Protoconiferus sp.,Pristinuspollenites sp.,Quadraeculina sp. 28.32 m 40.紫灰色中薄层细砂岩 1.03 m 39.紫红色粉砂岩,含孢粉:Baculatisporites sp., Cyclogranisporites sp., Piceaepollenites sp., Alisporites sp., Alisporites cacheutensis (Join)Song, Pristinuspollenites sp., Piceites sp., Protopinus sp., Protoconiferus sp., Quadraeculina sp. 7.68 m 38.灰绿色粉砂岩, 含孢粉:Cyclogranisporites sp., Alisporites sp., Lueckisporites virkkiae R.Potonie et Klaus, Pristinuspollenites sp., Protoconiferus sp., Quadraeculina sp., Psophosphaera sp., Protopinus sp. 56.63 m 37.紫红色粉砂岩 19.31 m 36.紫红色粉砂岩与灰色中粗砂岩互层,含孢粉:Alisporites parvus De Jersey, Pristinuspollenites sp., Protopinus sp., Piceites sp., Quadraeculina sp. 5.65 m 35.紫红色中层粉细砂岩夹灰色细砂岩,含孢粉:Baculatisporites sp., Cicatricosisporites sp.,Alisporites sp., Pristinuspollenites sp.,Piceites sp., Protopinus sp.,Pseudopicea sp.,Platysaccus sp. 11.02 m 34.紫红色中层粉细砂岩与深灰色中层中砂岩互层 2.66 m 33.紫红色中薄层粉细砂岩夹灰色中层中砂岩 4.98 m 32.紫灰色中薄层细砂岩夹中层灰色粗砂岩 2.99 m 31.紫灰色中厚层粗砂岩夹紫红色粉砂岩 2.75 m 30.紫灰色厚层中砂岩夹紫红色粉砂岩 10.16 m 29.灰色厚层粗砂岩夹紫红色粉砂岩 3.53 m 28.紫红色粉砂岩夹灰色粗砂岩 4.07 m 27.灰色粗砂岩与紫红色粉砂岩互层 12.96 m 26.灰色厚层粗砂岩,夹安山质岩屑、晶屑凝灰岩 7.40 m 25.灰色含砾粗砂岩与紫红色粉砂岩、泥质粉砂岩互层 9.23 m 24.灰色粗砂岩 7.18 m 23.紫红色粉砂岩夹灰色粗砂岩 8.69 m 22.灰色厚层粗砂岩夹紫红色粉砂岩 44.17 m 21.紫红色粉砂岩夹灰色砂砾岩 21.56 m 20.灰绿色粉砂岩 11.18 m 19.灰色含砾粗砂岩 4.97 m 18.紫红色粉砂岩夹灰色砂砾岩 40.12 m 17.灰色砂砾岩夹紫红色粉砂岩 4.29 m 16.紫灰色粉砂岩夹灰色砂砾岩 10.19 m 15.深灰色砾岩 3.22 m 14.紫灰色粉砂岩,夹灰色砂砾岩 14.69 m 13.紫灰色角砾安山岩 8.73 m 12.灰绿色细砂岩 27.84 m 11.灰绿色粉砂岩 27.77 m 10.灰绿色中薄层粉细砂岩,局部夹含砾粗砂岩,含孢粉:Piceaepollenites sp., Protoconiferus sp. 43.34 m 9.紫灰色中薄层细砂岩,局部夹含砾粗砂岩 99.18 m 中晚三叠世?(原幸福之路组一段) 总厚度162.05 m 8.紫灰色复成分砾岩夹中薄层紫红色砂岩 21.51 m 7.灰紫色复成分砾岩 140.54 m 中晚三叠世?(原晚二叠世林西组) 总厚度>92.09 m 6.灰紫色薄层状粉砂岩 10.13 m 5.灰绿色粉砂岩,局部夹灰色细砂岩 29.76 m 4.灰绿色粉砂岩与灰色细砂岩互层 22.22 m 3.灰绿色粉砂岩夹灰色细砂岩 14.82 m 2.灰绿色粉砂岩 4.16 m 1.灰色中厚层细砂岩 11.00 m 石英正长斑岩 表 1 细砂质粉砂岩(14BCP3-5TWS)碎屑锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb分析结果
Table 1. LA-ICP-MS detrital zircons U-Th-Pb data of the siltstone(14BCP3-5TWS)
样号 Th/10-6 U/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 01 338 226 1.50 0.05316 0.00108 0.31374 0.00498 0.04279 0.00062 336 16 277 4 270 4 02 483 546 0.88 0.05494 0.00107 0.32917 0.00494 0.04344 0.00063 410 15 289 4 274 4 03 251 258 0.97 0.06677 0.0013 1.02217 0.01517 0.11098 0.00161 831 14 715 8 678 9 04 187 302 0.62 0.05804 0.00113 0.52422 0.00786 0.06548 0.00095 531 15 428 5 409 6 05 53 1292 0.04 0.06671 0.0013 1.25669 0.01879 0.13657 0.00198 829 14 826 8 825 11 06 615 895 0.69 0.06293 0.00122 0.53 0.00781 0.06106 0.00088 706 14 432 5 382 5 07 155 308 0.50 0.05772 0.00114 0.49826 0.00761 0.06258 0.00091 519 15 411 5 391 6 08 108 153 0.70 0.05495 0.00114 0.30497 0.00498 0.04023 0.00059 410 16 270 4 254 4 09 219 352 0.62 0.05302 0.00105 0.2763 0.00422 0.03778 0.00055 330 16 248 3 239 3 10 85 145 0.58 0.0565 0.00114 0.49737 0.0078 0.06382 0.00093 472 16 410 5 399 6 11 110 189 0.58 0.06066 0.00124 0.31972 0.00516 0.03821 0.00056 627 16 282 4 242 3 12 239 321 0.74 0.06213 0.00122 0.68823 0.01042 0.08031 0.00116 679 15 532 6 498 7 13 319 1216 0.26 0.05678 0.00109 0.44896 0.0066 0.05732 0.00083 483 15 377 5 359 5 14 271 495 0.55 0.05743 0.00113 0.4476 0.00677 0.0565 0.00082 508 15 376 5 354 5 15 35 212 0.16 0.07271 0.00141 1.37168 0.02033 0.13677 0.00198 1006 14 877 9 826 11 16 500 791 0.63 0.05621 0.00109 0.42315 0.00626 0.05458 0.00079 461 15 358 4 343 5 17 174 564 0.31 0.05695 0.00111 0.43437 0.0065 0.0553 0.0008 490 15 366 5 347 5 18 186 324 0.57 0.12943 0.00248 6.73718 0.09854 0.37737 0.00546 2090 12 2078 13 2064 26 19 78 172 0.46 0.06138 0.00128 0.33616 0.00553 0.0397 0.00058 653 16 294 4 251 4 20 233 426 0.55 0.05585 0.0011 0.30794 0.00467 0.03998 0.00058 446 15 273 4 253 4 21 50 304 0.16 0.14933 0.00285 8.8812 0.12838 0.43119 0.00621 2338 11 2326 13 2311 28 22 70 178 0.39 0.05522 0.0015 0.46852 0.01124 0.06151 0.00091 421 28 390 8 385 6 23 184 391 0.47 0.05633 0.00109 0.481 0.00714 0.06191 0.00089 430 44 255 4 236 3 24 147 211 0.70 0.09395 0.00181 2.68904 0.03943 0.20751 0.003 1507 13 1325 11 1216 16 25 66 207 0.32 0.11492 0.00219 4.76255 0.06903 0.30047 0.00433 1879 12 1778 12 1694 21 26 254 556 0.46 0.0553 0.00107 0.47617 0.0071 0.06243 0.0009 300 64 255 6 250 4 27 155 257 0.60 0.05758 0.00115 0.31328 0.00489 0.03944 0.00057 514 15 277 4 249 4 28 185 185 1.00 0.05945 0.00122 0.30488 0.00493 0.03718 0.00054 584 16 270 4 235 3 29 339 921 0.37 0.08639 0.00164 2.77099 0.03992 0.23256 0.00335 1347 13 1348 11 1348 18 30 77 82 0.94 0.09211 0.00181 3.1387 0.04756 0.24704 0.00359 1445 36 1327 11 1255 16 31 196 248 0.79 0.05545 0.00111 0.28573 0.00448 0.03736 0.00054 430 16 255 4 236 3 32 203 237 0.86 0.14615 0.00278 5.67101 0.08193 0.28133 0.00406 2301 11 1927 12 1598 20 33 70 150 0.47 0.05234 0.0015 0.28577 0.00732 0.03959 0.00059 300 32 255 6 250 4 34 73 152 0.48 0.05504 0.00121 0.27956 0.00503 0.03682 0.00054 414 18 250 4 233 3 35 59 986 0.06 0.10575 0.002 4.40655 0.06328 0.30211 0.00435 1727 12 1714 12 1702 22 36 193 293 0.66 0.06113 0.00119 0.36933 0.00555 0.0438 0.00063 644 15 319 4 276 4 37 147 238 0.62 0.09091 0.00173 2.69525 0.0391 0.21495 0.0031 1445 13 1327 11 1255 16 38 241 284 0.85 0.05902 0.00116 0.33502 0.00508 0.04115 0.0006 568 15 293 4 260 4 39 125 411 0.30 0.05705 0.0011 0.48585 0.0072 0.06175 0.00089 493 15 402 5 386 5 40 135 310 0.43 0.05927 0.00115 0.57108 0.00851 0.06986 0.00101 577 15 459 5 435 6 41 170 882 0.19 0.05622 0.00107 0.49644 0.00721 0.06402 0.00092 461 15 409 5 400 6 42 82 97 0.84 0.05806 0.00127 0.34474 0.00608 0.04305 0.00064 532 17 301 5 272 4 43 42 119 0.36 0.08437 0.0017 0.73259 0.01156 0.06295 0.00092 1301 14 558 7 394 6 44 218 484 0.45 0.05564 0.0011 0.26513 0.00406 0.03454 0.0005 438 15 239 3 219 3 45 152 722 0.21 0.05536 0.00106 0.50178 0.0073 0.06572 0.00095 427 15 413 5 410 6 46 299 677 0.44 0.0562 0.00108 0.48981 0.00715 0.06318 0.00091 460 15 405 5 395 6 47 98 179 0.55 0.09694 0.00184 3.04346 0.04402 0.22763 0.00328 1566 12 1419 11 1322 17 48 313 345 0.91 0.05145 0.00102 0.25985 0.00403 0.03662 0.00053 261 16 235 3 232 3 49 152 409 0.37 0.07167 0.00136 1.35614 0.01959 0.13718 0.00198 977 13 870 8 829 11 50 119 307 0.39 0.05871 0.00116 0.35119 0.00536 0.04337 0.00063 556 15 306 4 274 4 51 209 418 0.50 0.05592 0.00108 0.52644 0.0078 0.06825 0.00099 449 15 429 5 426 6 52 46 162 0.29 0.11854 0.00227 5.56383 0.08167 0.34028 0.00494 1934 12 1911 13 1888 24 53 199 906 0.22 0.05574 0.00106 0.43536 0.00632 0.05663 0.00082 442 15 367 4 355 5 54 996 1367 0.73 0.06343 0.0012 0.3584 0.00517 0.04097 0.00059 723 14 311 4 259 4 55 203 428 0.47 0.08525 0.00161 2.35438 0.03374 0.20022 0.00288 1321 13 1229 10 1177 15 56 80 340 0.23 0.05706 0.0011 0.50368 0.00741 0.064 0.00092 494 15 414 5 400 6 57 178 507 0.35 0.10131 0.00192 4.05764 0.05831 0.29036 0.00418 1648 12 1646 12 1643 21 58 149 206 0.72 0.05769 0.00113 0.53731 0.00811 0.06753 0.00098 518 15 437 5 421 6 59 149 424 0.35 0.0582 0.00112 0.47769 0.00701 0.0595 0.00086 537 15 396 5 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