Lopingian to Middle Triassic provenance analysis of sedimentary rocks in the middle segment of the Da Hinggan Mountains: Evidence from the heavy mineral assemblage and the detrital zircon U-Pb ages

黑龙江西部龙江地区位于中亚造山带东段，黑河-贺根山缝合带与西拉木伦缝合带之间，地层记录了两大古板块之间古亚洲洋闭合过程的信息。本文对龙江地区乐平统林西组和下-中三叠统老龙头组的砂岩样品进行碎屑重矿物和碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究。碎屑重矿物组合以锆石+磷灰石+金红石+角闪石+绿帘石+重晶石的组合为特征，表明物源主要来自于中酸性岩浆岩，并有少量变质岩及沉积岩组分。林西组样品最年轻的锆石年龄为278±3Ma，老龙头组样品最年轻的锆石年龄为247±3Ma、243±4Ma及237±3Ma，结合前人的研究，限定了林西组沉积于乐平世，老龙头组沉积于早三叠世-中三叠世。碎屑锆石年龄谱明显分为五组：237~258Ma、270~329Ma、357~558Ma、680~1633Ma及1893~1966Ma。其中237~258Ma的碎屑锆石主要来自与古亚洲洋洋壳消亡前的俯冲增生过程相关的火山活动，270~329Ma的碎屑锆石主要来自大石寨组火山岩及其同期侵入岩，357~558Ma的碎屑锆石来自早古生代-晚古生代早期岩浆弧，680~1633Ma的碎屑锆石可能来自兴安及额尔古纳地块的变质基底，而较古老的~1800Ma的锆石年龄暗示了华北克拉通基底的物源信息。通过研究发现林西组及老龙头组样品前30%年轻的碎屑锆石年龄与地层沉积年龄之差都小于100Ma，结合对砂岩碎屑组成、重矿物组合及盆地与火山弧位置关系的研究，认为研究区乐平世-中三叠世沉积盆地具有汇聚背景，为弧前盆地。