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重矿物组合、特征重矿物—石榴石、电气石化学组成、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成是非常有效的沉积物源区研究方法。通过这些方法的综合运用,可以给出沉积物源区的岩石组成、岩石结晶年龄和母源岩浆的地壳形成年龄的信息。从而,限定可能源区的位置和组成、估计不同源区的贡献程度。此外,为源区的岩浆、构造演化历史提供一些新的研究视角。
本论文分析了呼伦贝尔、科尔沁和浑善达克沙地末次冰盛期(LGM)以来沙样和黄土样的重矿物组合、碎屑石榴石和电气石化学组成、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成。同时与蒙古中南部和塔里木中部沙样以及周围可能源区—中亚造山带和华北克拉通组成进行了对比。对它们的源区组成和中亚造山带构造演化模式得到了如下几点认识:
1.呼伦贝尔、科尔沁和浑善达克沙地具有相似的源区组成特征,它们的物质来源于中亚造山带和华北克拉通。华北克拉通对科尔沁和浑善达克沙地的贡献约为50%,对呼伦贝尔沙地的贡献较小,约为40%。
2.沙地外围的黄土与沙有相同的源区组成特征,暗示它们为同—风力搬运途径下物质分选的产物。
3.现代沙和LGM沙具有相同的源区组成特征,为现代沙是LGM沙翻新而成的论点提供一些直接的源区证据。
4.塔里木沙样与东部沙地的源区组成不同,排除了西部的塔克拉玛干沙漠作为东部三个沙地源区的可能性。
5.来源于中亚造山带的沙样的源区组成指示,中亚造山带中出露的太古代和古元古代变质基底岩石非常少,从新元古代末到中生代发生了连续的俯冲—增生事件。暗示中亚造山带是通过存在于岛弧和微陆块之间的弧前和弧后小洋盆的不断的碰撞—增生形成。碎屑锆石Hf同位素组成表明,中亚造山带显生宙以来有大量新生地幔物质加入。