Provenance Analysis of Middle Yanchang Formation in the Southeastern Ordos Basin and Its Indications for the Uplift of the Qinling Orogenic Belt
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摘要:
为了厘清盆地东南部延长组中期沉积物源，从而限定秦岭造山带隆升启动时限，利用碎屑锆石U-Pb测年方法，对鄂尔多斯盆地东南部金锁关、下寺湾、黄陵和黄龙地区延长组中期物源进行分析。结果表明：金锁关地区碎屑锆石年龄组合主要分布为
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、900～1200 Ma、400～500 Ma、205～382 Ma；黄龙、下寺湾、黄陵地区碎屑锆石年龄组合主要分布为2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、205～382 Ma。综合研究认为：①存在一个湖盆沉积中心，将延长组中期盆地东南部研究区内部分割两个不同的区域，湖盆沉积中心以南的金锁关地区物源与盆地南部华北克拉通南缘和北秦岭构造带相关。湖盆沉积中心以北的黄龙、黄陵和下寺湾地区物源主要与盆地北部阴山地块、孔兹岩带以及华北克拉通北缘华力西期—印支期热事件岩浆岩岩体相关。②长7期金锁关沉积物与秦岭造山带有良好的沉积响应，其中最年轻锆石颗粒反映造山带在（234.7±4） Ma左右开始隆升造山。-
关键词:
- 碎屑锆石U-Pb定年 /
- 沉积物源 /
- 秦岭造山带 /
- 鄂尔多斯盆地 /
- 延长组
Abstract:In order to clarify the provenance of the southeastern part of the Ordos Basin and distinct the initiation time of the Qinling orogenic belt uplift during the middle Yanchang Formation, detrital zircon U-Pb dating method was used to analyze the provenance of the Jinsuoguan, Xiashiwan, Huangling and Huanglong areas, which is part of the Ordos Basin. The age assemblages of detrital zircons in Jinsuoguan area are
2200 ～2700 Ma,1700 ～2100 Ma, 900～1200 Ma, 400～500 Ma and 205～382 Ma. The detrital zircon age assemblages in Huanglong, Xiasiwan and Huangling are2200 ～2700 Ma,1700 ～2100 Ma and 205～382 Ma. Comprehensive study found: ① The lacustrine depositional center divides two different areas inside the southeastern study area of the middle Yanchang Formation basin, south of lake basin center of jinsuoguan main stem from the south of the southern margin of the north China craton basin and north Qinling tectonic belt. The provenance of the huanglong, Huangling and Xiashiwan areas which are located at the north of lake center is mainly derived from the Yinshan block、the Konzi rock belt and hercynian indosinian thermal event magmatic rocks in the north Margin of the North China Craton. ② The sediments have a good sedimentary response to the Qinling orogenic belt in Jinsuoguan during in chang 7, the youngest zircon grains reflect that the orogenic belt began to uplift around (234.7±4) Ma. -
晚三叠世延长组中期（长7-长4+5期），是鄂尔多斯盆地湖盆发育至鼎盛的时期（刘池洋等，2006；范萌萌，2010；潘颖，2017）。盆地东南部作为延长期湖盆沉积中心的主要组成部分，其沉积物包含了盆地古地理及盆山演化的重要信息（潘颖，2017）。前人对盆地东南部延长组中期沉积物源开展了大量研究。朱宗良等（2010）结合砂岩组分，轻、重矿物及微量元素研究认为物源主要来自秦岭–祁连造山带。范萌萌等（2019）结合轻重矿物、古流向及稀土元素的分析，认为东南部物源来自盆地北缘的阴山、大青山地区及盆地南缘秦岭地区。邓昆等（2012）通过对岩石学特征、重矿物、稀土元素的分析，认为东南部延长组长8、长6段物源主要来源于盆地北部阴山地块；雷俊杰等（2017）通过结合物源区至沉积区的轻重矿物组合平面差异及古水流方向的变化，认为黄洛地区存在西部的由南向北方向物源和东南部的东南向西北方向的物源。刘锦等（2013）对重矿物、砂岩碎屑组成和岩石地球化学等资料的分析，认为黄陵地区延长组长6段物源来自盆地东北部造山带。乐锦波（2010）对古流向、砂岩类型、骨架矿物的分析，认为富县长6段主要以东北部物源为主，没有南部物源。上述研究中普遍缺乏对盆地东南部延长组中期物源的整体分析与精细划分，同时沉积盆地地层中蕴含的盆山耦合信息也未被挖掘，前人对造山带隆升的沉积盆地响应多关注于盆地事件沉积体（王多云等，2014；张辉等，2014；王建强等，2017），而缺乏通过研究沉积物源的方式反演造山事件。
因此，笔者利用碎屑锆石U-Pb定年的方法研究鄂尔多斯盆地东南部延长组中期沉积物的物源区和物源方向，从而为限定秦岭造山带的隆升时限、揭示鄂尔多斯盆地演化与秦岭造山带隆升之间的耦合关系提供依据。
1. 区域地质概况
鄂尔多斯盆地位于华北克拉通西部，是具有高度复杂盆地边缘的内陆克拉通叠合盆地（刘池洋等，2006；白奋飞等，2023；郑萌等，2023；吴颖等，2024）。鄂尔多斯盆地是以华北地台为基础发展演化形成的，主要是中新生代盆地叠合在古生代盆地之上，晚侏罗世—早白垩世与华北板块完成分离而成为独立的盆地，经历了加里东构造运动、印支构造运动、燕山构造运动等多次大构造运动，分别形成中晚元古代拗拉槽裂陷盆地、早古生代边缘海盆地、晚石炭世—中三叠世大型内陆克拉通盆地、晚三叠世—早白垩世残延克拉通盆地和新生代周缘断陷盆地（刘池洋等，2006）。盆地北部相接孔兹岩带、阴山地块和兴蒙造山带，南接秦岭造山带，东接吕梁山、中条山、太行山等华北中部造山带，西部与贺兰山、祁连山相连接（党犇，2003），其内部划分为伊盟隆起、西缘逆冲带、天环坳陷、陕北斜坡、渭北隆起、晋西挠褶带6个一级构造单元（刘池洋等，2006）。研究区位于鄂尔多斯盆地东南部，伊陕斜坡与渭北隆起交界处（图1），发育较全的三叠系，含有重要的含油层系——延长组（王建强，2010）。延长组与其上覆下侏罗统富县组及下伏中三叠统纸坊组为整合或平行不整合接触，盆地东南部边缘为角度不整合接触（杨华等，2010）。延长组内部地层可划分为5段，其中延长组中期（长7-长4+5油层组）为T3y3段（邓胜徽等，2018），该时期为湖盆深陷扩张期（杨华等，2010），发育一套由灰褐色、浅灰色中厚层–块状细砂岩、粉砂岩和深灰色、灰黑色泥岩、黑色油页岩组成的旋回性沉积序列（朱广社，2014）。岩性以岩屑、长石砂岩为主，砂岩碎屑组成为长石、石英、岩屑及碎屑云母等（雷俊杰等，2017）。
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图 1 鄂尔多斯盆地大地构造位置图Figure 1. Tectonic location map of the Ordos basin2. 样品采集、制备及分析
2.1 样品采集
本次研究对金锁关、黄龙、黄陵延长组中期沉积的长7、长6以及长4+5地层进行了采样（图2）。样品DN-19（长7地层），采自于金锁关至哭泉公路（N 35°16′52″，E 109°04′00″），灰绿色细砂岩，分选、磨圆较好。样品DN-37（长6地层），采自于黄龙县境内泄湖村向北2 km处（N 35°38′17″，E 109°50′48″），灰绿色中细粒长石石英砂岩，块状构造。样品DN-11（长6地层），采自金锁关北西方向13～14 km的305省道旁（N35°17′19″，E108°56′39″），灰白色细粒长石石英砂岩，分选、磨圆中等–较好。样品DN-29（长4+5地层），采于黄陵至店头公路旁（N35°35′48″，E109°10′20″），灰色细粒长石石英砂岩，块状构造。样品DN-34（长4+5地层），采自于黄龙–三叉乡路口（N35°36′05″，E109°42′54″），灰白色细粒长石石英砂岩，块状构造（图3）。同时，对下寺湾地区长6地层进行钻井岩心的取样（图2），新58-1、新58-2、上150、万138为下寺湾地区长6地层钻井岩心样品（图4）。
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图 2 研究区（金锁关、黄龙、黄陵、下寺湾）地质图Figure 2. Geological map of Jinsuoguan, Huanglong, Huangling and Xiasiwan in the study area![]()
图 4 下寺湾地区钻井岩心沉积特征a.万138，长6，1380 m，灰褐色泥质粉砂岩；b.新58-2，长6，1409 m灰色中砂岩；c.上150，长6，1429 m，灰白色中砂岩；d.新58-1，长6，1338 m，灰白色粗砂岩Figure 4. Sedimentary characteristics of drilling cores in Xiasiwan area2.2 样品的制备
选取金锁关、黄陵、黄龙地区相应层位的砂岩样品以及下寺湾地区4口井的钻井岩心样品，在河北省廊坊区域地质矿产调查研究所实验室中进行破碎、淘洗、人工重砂等一系列操作。在西北大学大陆动力学国家重点实验室使用双目显微镜，每个样品中挑选出200粒左右的锆石颗粒，并置于环氧树脂中，制作成9个锆石样品靶，并进行打磨、抛光后拍摄锆石阴极发光（CL）显微图像。锆石U-Pb年龄测定使用激光剥蚀等离子质谱仪LA-ICP-MS仪器，激光斑束直径为30 μm，频率为10 Hz，He作为剥蚀物载气，29Si和NISI610分别作为内标和外标，Harvard锆石91500作为外部矫正标准，详细的分析测试流程详见参考文献（Yuan et al.，2004；柳小明等，2007）。数据处理采用Glitter4.0软件，其中，若206Pb/238U＞1.0 Ga，则表面年龄采用207Pb/206Pb的值，若206Pb/238U＜1.0 Ga，则表面年龄选取206Pb/238U的值。将得到的锆石年龄数据以柱状直方统计、PDP（Probability Density Plots） 的方式在Isoplot（ver3.0）程序完成对样品的锆石U-Pb年代学分析，其中锆石的峰值年龄采用加权平均方法计算。
2.3 锆石结构特征
锆石CL阴极发光图像（图5）显示，研究区内锆石颗粒的形态以长柱状、浑圆状以及短柱状为主，锆石颗粒普遍磨圆较差，表现出锆石颗粒较近搬运的特征。部分锆石颗粒破碎，整体锆石颗粒大小较为均匀，总体为50～150 μm。大部分锆石发育有岩浆成因的震荡环带或板状环带，小部分暗色的锆石出现了亮色的变质边，可能指示构造热事件对锆石的后期改造。
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图 5 金锁关、黄龙、黄陵、下寺湾地区延长组长7、长6、长4+5地层砂岩中代表性锆石的阴极发光（CL）图像Figure 5. CL images of representative zircons in sandstones from the Chang 7, Chang 6, and Chang 4+5 of Yanchang Formation in Jinsuoguan, Huanglong, Huangling, and Xiasiwan areas3. 锆石测年结果与物源分析
3.1 碎屑锆石U-Pb测年结果
3.1.1 金锁关地区
样品DN-19（长7）、DN-11（长6）分别获得99颗和132颗碎屑锆石年龄。根据锆石U-Pb年龄，对谐和度符合要求（90%～110%）的锆石年龄进行了分类统计（表1）。样品主要有
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、900～1200 Ma、400～500 Ma、205～382 Ma等5个年龄段（图6），最年轻的锆石年龄为234.7 Ma。综合区域地质事件分析，5个年龄组分别与华北克拉通太古宙基底主要发育期（2200 ～2700 Ma）、吕梁运动构造热事件（1700 ～2100 Ma）新元古代晋宁期构造热事件（900～1200 Ma）、加里东期（400～500 Ma）、华力西期—印支期（205～382 Ma）相对应（图6）。表 1 研究区峰值年龄百分比统计Table 1. Percentage statistics of peak age in the study area地区 样品号 层位 所测锆石数（颗） 谐和锆石数（颗） 各年龄段（Ma ）碎屑锆石数（颗）及百分比 2200 ～2700 1700 ～2100 900～ 1200 400～500 205～382 金锁关 DN-19 长7 99 79 16（20%） 34（43%） 6（8%） 6（8%） 7（9%） 金锁关 DN-11 长6 132 94 17（18%） 43（46%） 7（7%） 11（12%） 7（7%） 下寺湾 新58-1 长6 102 93 42（45%） 18（19%） 1 1 29（31%） 下寺湾 新58-2 长6 102 90 35（39%） 14（16%） 0 0 38（42%） 下寺湾 上150 长6 102 97 25（26%） 48（49%） 0 1 19（20%） 下寺湾 万138 长6 102 86 31（36%） 13（15%） 1 1 35（40%） 黄龙 DN-37 长6 132 94 45（48%） 13（14%） 0 1 29（31%） 黄龙 DN-34 长4+5 120 86 23（27%） 11（13%） 1 0 39（46%） 黄陵 DN-29 长4+5 114 93 35（38%） 38（41%） 0 1 14（15%） ![]()
图 6 盆地东南部研究区碎屑锆石U-Pb年龄分布图红色的曲线代表概率密度图（PDP）；矩形代表年龄直方图Figure 6. U-Pb age distribution map of detrital zircons in the study area3.1.2 黄龙、下寺湾地区
黄龙地区样品DN-37（长6）、DN-34（长4+5）分别获得132颗、120颗碎屑锆石年龄，其中年龄谐和度处于90%～110%的锆石有94颗和86颗（表1）。根据锆石U-Pb年龄，样品主要有
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、205～382 Ma等3个年龄段，最年轻的锆石年龄为226.2 Ma。3个年龄组分别与以下构造热事件对应，与华北克拉通太古宙基底主要发育期（2200 ～2700 Ma）、吕梁运动构造热事件（1700 ～2100 Ma）、华力西期—印支期（205～382 Ma）相对应（图6）。下寺湾地区样品新58-1（长6）、新58-2（长6）、上150（长6）、万138（长6）分别获得102颗碎屑锆石年龄，其中年龄谐和度处于90%～110%的锆石分别93颗、90颗、97颗和86颗（表1）。根据锆石U-Pb年龄（图6），样品主要有
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、205～382 Ma等3个年龄段，最年轻的锆石年龄为234 Ma。3个年龄组分别与华北克拉通太古宙基底主要发育期（2200 ～2700 Ma）、吕梁运动构造热事件（1700 ～2100 Ma）、华力西期—印支期（205～382 Ma）相对应（图6）。3.1.3 黄陵地区
样品DN-29（长4+5）测试获得114颗碎屑锆石年龄，有93颗锆石颗粒符合谐和度要求。样品所得U-Pb年龄主要可分为
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、205～382 Ma等3个年龄段（图6），年龄峰值分别为2501 Ma、1850 Ma和252 Ma，最年轻的锆石年龄为235.7 Ma。3个年龄组分别与华北克拉通太古宙基底主要发育期、吕梁运动构造热事件、华力西期—印支期相对应；缺乏晋宁期、加里东期碎屑锆石（表1）。金锁关、黄龙、下寺湾、黄陵地区Th/U值为0.01～3.58，其中少部分锆石颗粒Th/U＜0.1，大部分锆石颗粒Th/U＞0.4（图7）。
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图 7 研究区延长组中期碎屑锆石样品U-Pb年龄与Th/U关系图Figure 7. The relationship between the Th/U and U-Pb ages of detrital zircon samples from the Middle Yanchang Formation in the study area3.2 物源分析
根据上述测年结果可知，研究区碎屑锆石年龄组合主要分布为
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、900～1200 Ma、400～500 Ma、205～382 Ma（图6）。下寺湾地区长6地层样品（新58-1、新58-2、上150、万138）以及黄龙地区长6地层样品（DN-37）碎屑锆石年龄组合主要分布为2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、205～382 Ma（图6）。黄龙地区长4+5地层样品（DN-34）和黄陵地区长4+5地层样品（DN-29）碎屑锆石年龄组合主要分布为2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、205～382 Ma（图6）。3.2.1
2200 ～2700 Ma该年龄段主要为太古代—古元古代，对应太古宙华北微陆块的拼合与克拉通化的时期（陈斌等，2006）。华北克拉通早前寒武基底发育
2500 Ma左右的构造热事件，且2500 Ma左右的岩体占太古代基底的85%（第五春荣等，2012），主要记录有阴山地块西部乌拉山–集宁一带的TTG片麻岩（2500 ～2600 Ma）（王惠初等，2001）、片麻状花岗岩（2400 ～2500 Ma）（吴昌华等，2006），孔兹岩系紫苏花岗质片麻岩（2400 ～2500 Ma）（范志伟，2013）。华北克拉通中部吕梁群、界河口群分别发育2520 ～2690 Ma和2400 ～2600 Ma（耿元生等，2000）。华北克拉通南缘的部分基底中也存在2500 Ma左右的岩体，如太华岩群的熊耳山斜长角闪岩（2300 ～2500 Ma）（林慈銮，2006）。研究区的9个样品中太古代—古元古代锆石的主要峰值年龄均处于2500 Ma左右，可能分别与阴山地块、孔兹岩带新太古代 TTG 质高级变质麻岩粒以及华北克拉通南缘的岩浆岩相对应，这意味着研究区该时期的锆石年龄与太古代华北克拉通基本形成且伴生的构造热事件密切相关。3.2.2
1700 ～2100 Ma该时期研究区样品占总谐和年龄比例较大，峰值年龄约为
1850 Ma，此时处于古元古代吕梁运动时期，正发生着华北克拉通内部东西陆块的碰撞拼合形成结晶基底，研究区该年龄段的峰值年龄正好与古元古代构造热事件相吻合。主要记录有阴山地块孔兹岩系、TTG片麻岩和麻粒岩（翟明国等，2007），部分学者研究所得孔兹岩系变质年龄分别为1920 ～1950 Ma和2000 ～2300 Ma，原岩年龄为2000 ～2150 Ma（范志伟，2013；郭敬辉等，2002），还记录有白云鄂博群变质岩系（1526 ～1600 Ma）（应迪先，1985）。该年龄段在华北克拉通南缘也有对应，如熊耳群的双峰式火山岩（1750 ～1950 Ma）（赵太平等，2004, 2007）、官道口群的变沉积岩（1850 Ma、2500 Ma）（时毓，2012）、太华岩群斜长角闪岩（1932 ±48）Ma （倪志耀等，2003）。除此之外，还有北秦岭地区的宽坪岩群斜长角闪岩（1753 ±14）Ma （何世平等，2007）。3.2.3 900～
1200 Ma该年龄段的碎屑锆石在金锁关地区样品（DN-19、DN-11）中较多出现，峰值年龄约为900 Ma。该时期秦岭地区发生了晋宁期造山事件，扬子板块形成统一地块之后向华北克拉通汇聚合拢形成了超华夏陆块群（陈衍景等，2009），在北秦岭造山带形成一次强烈的构造–热事件（张国伟等，1995；Dong et al.，2011）。主要记录有北秦岭造山带秦岭岩群大量发育的新元古代花岗岩，如牛角山岩体959 Ma（王涛等，2005）、德河岩体（939.7±3.6）Ma（刘丙祥，2014）等。
3.2.4 400～500 Ma
该年龄段同样在金锁关地区样品（DN-19、DN-11）中较多出现，其峰值年龄分别为415 Ma和416 Ma，代表早古生代晚期加里东期碰撞造山事件（李三忠等，2016）。该时期大量记录有北秦岭造山带的岩浆岩岩体年龄（Dong et al.，2012），如二郎坪群中部基性火山岩（463～475 Ma）（赵姣等，2012）、变质岩组合中变泥质碎屑岩（475～500 Ma）（杨敏等，2016），丹凤花岗岩（409±3.6）Ma（陆松年等，2006）、丹凤杂岩（500～534 Ma）（Dong et al.，2011），秦岭岩群中的古生代花岗岩如灰池子岩体（495±6）Ma（王涛等，2009）。北秦岭长安–周至一带的河流碎屑锆石年龄中也发现大量此段年龄（张红，2008）。因此，金锁关样品中晋宁期与加里东期碎屑锆石来自北秦岭造山带构造热事件产生的岩浆岩与变质岩。
3.2.5 205～382 Ma
研究区所有样品在该年龄段普遍存在碎屑锆石，峰值年龄约为250 Ma，主要对应华力西期—印支期的构造热事件。早石炭世晚期—中二叠世（265～330 Ma），由于古亚洲洋向华北克拉通强烈俯冲，在华北克拉通北缘记录有构造热事件产生的华力西期—印支期岩浆岩（王鸿祯，1982），如乌拉山地区发现的花岗岩为332～334 Ma（焦正，2015），大青山地区发现的哈拉合少岩体为（261.1±0.5）Ma（赵庆英等，2007），华北克拉通北缘的印支期S型花岗岩为207～227 Ma（陶继雄等，2003），乌拉山地区西沙德盖岩体为（231.13±0.85）Ma（曾庆栋等，2009）。由于华北克拉通与扬子板块在印支期发生碰撞拼合，因此该年龄段在北秦岭造山带与华北克拉通南缘也有相应的记录，如老牛山杂岩体为214～223 Ma（齐秋菊，2011），信阳周庄变辉长岩变质年龄为（234±36）Ma（高秋灵等，2009）。北秦岭造山带秦岭岩群斜长角闪岩的锆石年龄为（263±2） Ma、312 Ma（时毓，2012）等，还有部分印支期花岗岩为220～227 Ma（张成立等，2008）。
综合分析锆石年龄组合及其对应的地质事件，以及金锁关地区延长组长7地层样品（DN-19）阴极发光图像（CL）显示的碎屑锆石形态普遍磨圆较差，表明其搬运距离较近；Th/U值反应其大部分碎屑锆石为岩浆成因。因此，可知金锁关地区长7样品中
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma的碎屑锆石来源于太古代—古元古代华北克拉通南缘结晶变质基底，如熊耳群、太华岩群等岩浆岩，以及北秦岭构造带宽坪岩群等部分岩浆岩岩体。900～1200 Ma、400～500 Ma的碎屑锆石来源于晋宁期、加里东时期北秦岭构造带秦岭群、宽坪群、二郎坪群等岩浆岩，205～382 Ma的物源为华北克拉通南缘以及北秦岭造山带华力西期—印支期构造热事件的岩浆岩。长7期金锁关地区物源整体表现为以南部秦岭地区为主要供给区，这与范萌萌（2010）对盆地东南部长7地层重矿物（图8）分析后的结果相同，金锁关地区受南部物源控制，属于锆石–石榴子石区（Ⅱ区）。![]()
图 8 鄂尔多斯盆地延长组长7期重矿物组合分布图（范萌萌，2010）Ⅰ.高石榴子石组合；Ⅱ.锆石–石榴子石组合Figure 8. Heavy mineral assemblage distribution map of Chang 7 of Yanchang Formation in Ordos basin金锁关地区长6地层样品锆石年龄组合为
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、900～1200 Ma、400～500 Ma、205～382 Ma，而下寺湾和黄龙地区长6地层样品（新58-1、新58-2、上150、万138、DN-37）锆石年龄组合中则普遍缺失晋宁期（900～1200 Ma）、加里东期（400～500 Ma）碎屑锆石，晋宁期和加里东期构造热事件记录的缺失，说明长6时期的湖盆沉积中心应该正处于金锁关地区和下寺湾、黄龙地区之间，阻断来自秦岭地区物源的交流。郭艳琴等（2018）通过钻井岩心以及测井等数据制成的长6期沉积相图显示湖盆沉积中心位于金锁关地区和下寺湾、黄龙地区之间（图9）。![]()
图 9 鄂尔多斯盆地延长组长6地层沉积相（郭艳琴等，2018）Figure 9. Sedimentary facies of Chang 6 group of Yanchang Formation in Ordos basin因此，延长组长6期盆地东南部被湖盆沉积中心分割为两个部分，沉积中心以北的下寺湾和黄龙地区
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma对应的物源区主要是盆地北部太古代—古元古代2500 Ma克拉通基本形成时期阴山地块孔兹岩带片麻岩、麻粒岩以及1800 Ma吕梁运动时期形成的吕梁群、滹沱群等克拉通形成时期的构造热事件岩体，205～382 Ma则对应华北克拉通北缘华力西期—印支期构造热事件产生的岩浆岩，南部秦岭地区不提供碎屑物；沉积中心以南的金锁关地区由于沉积中心的存在，导致其物源主要与南部秦岭造山带晋宁期、加里东期、印支期构造热事件产生的岩浆岩体以及华北克拉通南缘变质结晶基底相关，沉积中心北部地区不为金锁关提供物源，这与长7期金锁关地区物源表现一致。范萌萌（2010）对盆地周边露头剖面延长组中期的古流向和重矿物组分进行实测分析后认为铜川金锁关地区古流向为320°～340°，指向NNW，重矿物组合为石榴子石–锆石组合（Ⅱ），从古水流图（图10）和重矿物组分图（图11）可看出金锁关地区主要受南部物源控制，而下寺湾、黄陵、黄龙地区古水流主体指向为220°～270°，重矿物组合为高石榴子石组合（Ⅰ），指示物源主要方向为盆地北部、东北部，较长7期的重矿物组合分布，盆地南部和东北部物源供给能力此消彼长，将湖岸线向西南方向推进（图11），沉积中心位置与上文的研究结论一致，而不稳定矿物含量有所增加的同时也预示着湖盆的萎缩。![]()
图 10 鄂尔多斯盆地东南部延长组中期古流向图（范萌萌，2010）Figure 10. Paleoflow map of the middle of the Yanchang Formation in the eastern Ordos basin![]()
图 11 鄂尔多斯盆地东南部延长组长6期重矿物组合分布图（范萌萌，2010）Ⅰ.高石榴子石组合；Ⅱ.锆石–石榴子石组合Figure 11. Distribution of heavy mineral assemblages of chang 6 of Yanchang Formation in southeastern Ordos basin长4+5地层黄陵地区样品（DN-29）与黄龙地区样品（DN-34）碎屑锆石年龄组合显示缺失晋宁期（900～
1200 Ma）和加里东期（400～500 Ma），晋宁期和加里东期构造热事件主要记录的秦岭造山带产生碎屑物同样没有到达黄陵和黄龙地区，说明长4+5期湖盆沉积中心位于黄陵和黄龙地区以南，这使得秦岭地区的碎屑物无法与黄陵和黄龙地区交流。通过钻井岩心以及测井等数据制成的沉积相图（郭艳琴等，2018）也表明长4+5期湖盆沉积中心也位于黄龙和黄陵地区以南（图12）。对比黄龙地区长6地层样品（DN-11）与长4+5地层样品（DN-34），发现二者年龄结构上表现出良好的一致性。结合此时湖盆沉积中心位置，说明该地区物源上也应该保持继承性。因此，长4+5时期黄龙和黄陵地区与北部阴山地块、孔兹岩带大青山–乌拉山TTG麻粒岩（2500 ～2600 Ma）和孔兹岩系（2000 ～2150 Ma）等一系列太古代古微陆块拼合、吕梁运动构造热事件产生的岩体和华北克拉通北缘华力西期—印支期岩浆岩相关，如乌拉山花岗岩（332～334 Ma）、大青山哈拉合少岩体（261.1±0.5 Ma）、白云鄂博花岗闪长岩体（325.2 Ma）、印支期S型花岗岩（207～227 Ma）、鸡冠山斑岩钼矿床花岗斑岩（245±2.7 Ma）、乌拉山地区西沙德盖岩体（231.13±0.85 Ma）等相关，不存在南部秦岭地区物源，这与该区重矿物组合（图13）所表现的相同，且与长7、长6期相比，湖岸线继续向西移动，湖盆沉积中心缩小。![]()
图 12 鄂尔多斯盆地延长组长4+5地层沉积相（郭艳琴等，2018）Figure 12. Sedimentary facies of Chang 4+5 group of Yanchang Formation in Ordos basin![]()
图 13 鄂尔多斯盆地延长组长4+5期重矿物组合分布图（范萌萌，2010）Ⅰ.高石榴子石组合；Ⅱ.锆石–石榴子石组合Figure 13. Distribution of heavy mineral assemblages of Chang 4+5 in Yanchang Formation, Ordos basin4. 秦岭造山带隆升的讨论
晚三叠世扬子板块与华北板块发生碰撞拼合，鄂尔多斯盆地南部秦岭地区遭受了中生代成盆以来较大规模的抬升剥蚀（冯益民等，2003），物源分析后认为盆地东南部地区晚三叠世延长组长7地层中的沉积物对秦岭造山带构造运动有明显沉积响应。长7地层样品DN-19中共测得锆石99个，符合谐和度90%～110%的有效测点为79个，其中有DN19-10（237±4 Ma）、DN19-13（243.4±3 Ma）、DN19-19（255.8±3 Ma）、DN19-32（234.7±4 Ma）、DN19-45（259.5±6 Ma）、DN19-67（250.5±5 Ma）等6个较为年轻的碎屑锆石，其锆石Th/U值为0.48～1.55，远大于0.1，锆石CL图像环带较好，可能为岩浆成因锆石。由于碎屑锆石来源于沉积碎屑，形成时代早于沉积岩。因此，文中最年轻锆石可以限定长7地层沉积时代下限为（234.7±4）Ma。
由于印支构造热事件的大规模火山活动，致使盆地内长7地层底部形成凝灰岩，王多云等（2014）对盆地西南部的长7地层底部两个凝灰岩岩心进行锆石SHRIMP U-Pb定年，认为其属于岩浆成因锆石，所测年龄分别为206Pb/238U加权平均年龄（241.3±2.4） Ma和（239.7±1.7） Ma。张辉等（2014）对合水–宁县一带长7地层底部的凝灰岩岩心进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年，所测206Pb /238U加权平均年龄为（234.3±2.8） Ma；Th/U值为0. 34～1. 21，CL图像显示有较密集震荡环带，为典型的岩浆成因锆石（田龙等，2023；李平等，2024；冉亚洲等，2024）。王建强等（2017）对铜川何家坊长7地层底部露头剖面的两个凝灰岩样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年，认为其属于岩浆成因锆石，测得加权平均年龄分别为（226.5±1.6）Ma和（229.7±2.2）Ma。邓秀芹等（2013）对盆地西南缘地区长7地层底部凝灰岩岩心样品进行LA-ICP-MS锆石原位U-Pb年龄分析，其加权平均年龄为（228.2±2.0）Ma，同样属于岩浆成因锆石（表2）。由于凝灰岩在地质时间尺度上具有瞬时性，将本次测得最年轻碎屑锆石颗粒与上述凝灰岩锆石年龄进行对比，可以看出它们同为岩浆成因，Th/U值也基本匹配，二者在成因上有可对比性。该锆石颗粒可能与凝灰岩同源，均来自秦岭造山带，笔者已经确定延长组长7地层沉积年龄为（234.7±4）Ma，而地层开始沉积的年龄可以代表构造运动事件时代，故可以从盆地沉积物角度将秦岭造山带隆升的启动时间限定为（234.7±4）Ma。此外，锆石裂变径迹年龄也为构造活动提供了相应的年代学证据与沉积响应（马晓军等，2019）。通过对收集的盆地内部及周缘地区锆石和磷灰石裂变径迹年龄数据的分析，得出具有较高封闭温度的锆石裂变径迹年龄主要分布为230～190 Ma（王世成等，1997；孙少华等，1997；杨俊杰，2002；高峰等，2003；刘池洋等，2006；陈刚等，2007），峰值215 Ma和195 Ma分别代表印支运动中晚期的构造事件，其下限年龄230 Ma与文中秦岭造山带隆升的启动时间（234.7±4 Ma）接近。
表 2 鄂尔多斯盆地延长组长7底部凝灰岩锆石U-Pb年龄统计表Table 2. U-Pb zircon ages of the tuff from the bottom of Chang 7 of Yanchang Formation in Ordos basin5. 结论
（1）金锁关地区样品的碎屑锆石U-Pb年龄组合主要分布为
2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、900～1200 Ma、400～500 Ma、205～382 Ma；黄龙、黄陵、下寺湾地区样品的碎屑锆石U-Pb年龄组合主要分布为2200 ～2700 Ma、1700 ～2100 Ma、205～382 Ma。（2）延长组中期盆地东南部研究区内部被湖盆沉积中心分割两个不同的区域，湖盆沉积中心以南的金锁关地区物源主要是来自盆地南部华北克拉通南缘基底和北秦岭构造带晋宁期、加里东期、华力西期—印支期构造热事件岩体。湖盆沉积中心以北的黄龙、黄陵和下寺湾地区物源主要是来自盆地北部阴山地块、孔兹岩带等克拉通基底以及吕梁热事件、华北克拉通北缘华力西期—印支期热事件岩浆岩岩体。
（3）长7期华北克拉通与扬子板块发生强烈碰撞形成秦岭造山带，在（234.7±4）Ma左右发生了强烈的构造隆升，同时长7地层在（234.7±4）Ma时开始接受沉积。
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图 1 鄂尔多斯盆地大地构造位置图
a.华北克拉通构造分区（Zhao et al.，2000，2001，2002）；b.鄂尔多斯盆地研究区区域位置图（刘溪，2019）
Figure 1. Tectonic location map of the Ordos basin
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图 2 研究区（金锁关、黄龙、黄陵、下寺湾）地质图
Figure 2. Geological map of Jinsuoguan, Huanglong, Huangling and Xiasiwan in the study area
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图 4 下寺湾地区钻井岩心沉积特征
a.万138，长6，
1380 m，灰褐色泥质粉砂岩；b.新58-2，长6，1409 m灰色中砂岩；c.上150，长6，1429 m，灰白色中砂岩；d.新58-1，长6，1338 m，灰白色粗砂岩Figure 4. Sedimentary characteristics of drilling cores in Xiasiwan area
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图 5 金锁关、黄龙、黄陵、下寺湾地区延长组长7、长6、长4+5地层砂岩中代表性锆石的阴极发光（CL）图像
Figure 5. CL images of representative zircons in sandstones from the Chang 7, Chang 6, and Chang 4+5 of Yanchang Formation in Jinsuoguan, Huanglong, Huangling, and Xiasiwan areas
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图 6 盆地东南部研究区碎屑锆石U-Pb年龄分布图
红色的曲线代表概率密度图（PDP）；矩形代表年龄直方图
Figure 6. U-Pb age distribution map of detrital zircons in the study area
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图 7 研究区延长组中期碎屑锆石样品U-Pb年龄与Th/U关系图
Figure 7. The relationship between the Th/U and U-Pb ages of detrital zircon samples from the Middle Yanchang Formation in the study area
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图 8 鄂尔多斯盆地延长组长7期重矿物组合分布图（范萌萌，2010）
Ⅰ.高石榴子石组合；Ⅱ.锆石–石榴子石组合
Figure 8. Heavy mineral assemblage distribution map of Chang 7 of Yanchang Formation in Ordos basin
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图 9 鄂尔多斯盆地延长组长6地层沉积相（郭艳琴等，2018）
Figure 9. Sedimentary facies of Chang 6 group of Yanchang Formation in Ordos basin
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图 10 鄂尔多斯盆地东南部延长组中期古流向图（范萌萌，2010）
Figure 10. Paleoflow map of the middle of the Yanchang Formation in the eastern Ordos basin
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图 11 鄂尔多斯盆地东南部延长组长6期重矿物组合分布图（范萌萌，2010）
Ⅰ.高石榴子石组合；Ⅱ.锆石–石榴子石组合
Figure 11. Distribution of heavy mineral assemblages of chang 6 of Yanchang Formation in southeastern Ordos basin
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图 12 鄂尔多斯盆地延长组长4+5地层沉积相（郭艳琴等，2018）
Figure 12. Sedimentary facies of Chang 4+5 group of Yanchang Formation in Ordos basin
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图 13 鄂尔多斯盆地延长组长4+5期重矿物组合分布图（范萌萌，2010）
Ⅰ.高石榴子石组合；Ⅱ.锆石–石榴子石组合
Figure 13. Distribution of heavy mineral assemblages of Chang 4+5 in Yanchang Formation, Ordos basin
表 1 研究区峰值年龄百分比统计
Table 1 Percentage statistics of peak age in the study area
地区 样品号 层位 所测锆石数（颗） 谐和锆石数（颗） 各年龄段（Ma ）碎屑锆石数（颗）及百分比 2200 ～2700 1700 ～2100 900～ 1200 400～500 205～382 金锁关 DN-19 长7 99 79 16（20%） 34（43%） 6（8%） 6（8%） 7（9%） 金锁关 DN-11 长6 132 94 17（18%） 43（46%） 7（7%） 11（12%） 7（7%） 下寺湾 新58-1 长6 102 93 42（45%） 18（19%） 1 1 29（31%） 下寺湾 新58-2 长6 102 90 35（39%） 14（16%） 0 0 38（42%） 下寺湾 上150 长6 102 97 25（26%） 48（49%） 0 1 19（20%） 下寺湾 万138 长6 102 86 31（36%） 13（15%） 1 1 35（40%） 黄龙 DN-37 长6 132 94 45（48%） 13（14%） 0 1 29（31%） 黄龙 DN-34 长4+5 120 86 23（27%） 11（13%） 1 0 39（46%） 黄陵 DN-29 长4+5 114 93 35（38%） 38（41%） 0 1 14（15%） 
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表 2 鄂尔多斯盆地延长组长7底部凝灰岩锆石U-Pb年龄统计表
Table 2 U-Pb zircon ages of the tuff from the bottom of Chang 7 of Yanchang Formation in Ordos basin
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