内蒙狼山北部古元古代变质花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年代学——哥伦比亚超大陆裂解事件的岩浆记录

内蒙狼山宝音图地区前寒武纪地质体由古元古代宝音图群、片麻状花岗岩、混合岩和斜长角闪岩等组成。锆石LA-MC-ICP-Ms U-Pb测年获得了宝音图变质花岗岩的形成年龄为1644±11Ma~1710±20Ma。岩石学、地球化学研究表明片麻状钠长花岗岩具有高Si O_2(77.08%~79.96%)、高碱(K_2O+Na_2O)(4.46%~7.26%),低Ti O_2(0.088%~0.17%)、MgO(0.036%~0.37%)、Ca O(0.17%~1.19%)及中等Al_2O_3含量(12.12%~14.10%);Na_2OK_2O,A/CNK为0.88~1.091.1,属弱铝质;里特曼指数б=0.54~1.551.8,表明属于钙质系列;10000Ga/Al=3.43~12.46(均值为5.182.6)及较高的含铁指数[Fe O/(Fe O+MgO)=0.57~0.94],显示了低钾钙性A型花岗岩的特点。片麻状二长花岗岩具有高Si O_2(73.65%~77.63%),低Ti O_2(0.11%~0.27%)、MgO(0.25%~0.80%)、Al_2O_3(11.68%~12.72%)、Ca O(0.24%~0.99%)含量,基本与片麻状钠长花岗岩相近;同时具有高碱(K_2O+Na_2O)含量(6.84%~9.31%),低的Na_2O/K_2O比值(0.53~1.62),钾含量明显高于与片麻状钠长花岗岩;A/NCK为0.96~1.86,б=2.06~2.801.8~3.3为钙碱性系列,显示高钾钙碱性A型花岗岩的特点。两类片麻状花岗岩均具有稀土总量较高,轻稀土富集而重稀土亏损的特征,具有明显Eu的负异常;构造判别图解均指示为陆内非造山型A型花岗岩。全岩同位素分析表明具有弱富集-亏损的同位素组成,其中ε_(Nd)(t)为小的负值到小的正值(-4.91~+2.41),两阶段Nd模式年龄t_(DM2)为1.95~2.58Ga;锆石ε_(Hf)(t)均为正值(+1.5~+8.0),两阶段Hf模式年龄t_(DM2)(1.73~2.31Ga),Nd-Hf模式年龄均高于其形成年龄,揭示源自古元古代新生下部陆壳物质的部分熔融,并有少量幔源物质的加入。与华北北缘、欧美大陆的古元古代非造山作用形成的岩浆岩相似,宝音图变质花岗岩时代上与哥伦比亚超大陆的裂解事件(1.7~1.6Ga)具有一致性,可能是全球哥伦比亚超大陆裂解事件的构造岩浆响应。     

兴蒙造山带中部晚古生代构造格局:来自晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组碎屑锆石和火山岩岩浆锆石年代学的制约

内蒙古苏尼特左旗地区位于兴蒙造山带中段,是研究古生代俯冲-增生造山作用和地壳生长的关键地区。在苏尼特左旗南部,晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组角度不整合在早古生代增生楔之上,已有研究对于其沉积环境、盆地属性及区域构造意义一直存在较大分歧。本文对色日巴彦敖包组敖木根呼都格剖面和阿拉塔特剖面碎屑岩和火山岩夹层开展锆石UPb测年及Hf同位素分析,并进行了沉积相分析进一步查明了地层层序、时代及物源特征,并对沉积环境和盆地属性进行了探讨。研究表明,敖木根呼都格剖面色日巴彦敖包组底部含砾粗砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为391±5Ma,中下部凝灰质砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为338.2±4.3Ma,凝灰岩锆石年龄为336±2Ma、333±3.5Ma,结合古生物化石,表明底部形成于晚泥盆世,中上部地层形成于早石炭世晚期。阿拉塔特剖面中上部安山质火山碎屑岩最小谐和碎屑锆石年龄加权平均值为320.4±6.2Ma,表明其形成于晚石炭世。碎屑锆石年龄谱及Hf同位素组成表明底部及中部砂岩碎屑物主要来自近源的早古生代白音宝力道和二连东乌旗地区弧岩浆岩,少量来自北侧南蒙古弧。结合沉积相分析,推测苏尼特左旗南部色日巴彦敖包组下部为一套形成于弧陆碰撞后被动陆缘滨浅海相沉积建造,中上部为形成于弧前盆地的一套杂砂岩夹火山岩建造。以上资料表明,该区从早石炭世开始转为活动陆缘背景,暗示古亚洲洋中东段在晚古生代仍未封闭。     

内蒙古乌兰敖包图早古生代侵入岩年代学、地球化学特征及地质意义

对造山带中岩浆作用的研究可以为构造演化提供约束.兴蒙造山带中段乌兰敖包图一带出露一套早古生代早期的闪长质侵入岩(石英闪长岩和闪长岩),具有俯冲带型侵入岩的岩石组合和地球化学特征,标志着早古生代古亚洲洋的俯冲事件.通过锆石LA-MC-ICPMS U-Pb定年,在石英闪长岩和闪长岩中分别获得了474.0±1.8 Ma和487.8 ±1.9 Ma的年龄,属于晚寒武世－早奥陶世.锆石原位Hf同位素分析表明,乌兰敖包图侵入岩具有富集的Hf同位素组成,176Hf/177Hf范围为0.282 123~0.282 304,ε_Hf(t)均为负值(两件样品的平均值分别为－10.84和－8.53),二阶段模式年龄为古元古代(范围为1 851~2 250 Ma),表明这套侵入岩源于古元古代中期再循环地壳物质.岩石地球化学分析显示,石英闪长岩和闪长岩具有中等SiO₂含量(56.52%~66.06%),较高的Na₂O(2.60%~6.81%)、Al₂O₃(14.69%~18.35%)、CaO(0.57%~6.58%,平均值为3.97%)含量,低的K₂O(0.73%~2.94%)、TFeO、MgO含量,Na₂O/K₂O比值较高(0.92~5.66,平均值为3.19);微量元素具有Rb、Ba、Th、U、Sr、K等大离子亲石元素的富集以及Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的亏损;稀土总量较低,轻稀土富集,具有较弱的Eu负异常(δEu范围为0.76~0.99).地球化学特征以及锆石Hf同位素组成表明,乌兰敖包图早古生代侵入岩在主动大陆边缘的构造背景之下,由古老地壳物质熔融形成的,代表了兴蒙造山带中段早古生代早期的俯冲事件,将兴蒙造山带中段早古生代北部岩浆岩带向东延伸,并且佐证了锡林浩特地区存在前寒武纪基底.      

内蒙古吉尔嘎郎图早古生代岩体成因——年代学、地球化学及Nd-Hf同位素制约

兴蒙造山带北缘断续分布的早古生代岩浆岩带,对古生代构造格局恢复及造山带演化研究具有重要意义。阿巴嘎旗北部吉尔嘎郎图岩体位于该岩浆岩带中段,为带内最大的早古生代复式侵入体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,吉尔嘎郎图岩体早期花岗闪长岩单元成岩年龄为455.0~495.6Ma。在主量元素组成上,岩体SiO_2含量中等(59.49%~68.22%),贫铁、镁,K_2O/Na_2O值(0.64~0.85)小于1,A/CNK=0.96~1.09,整体具有亚碱、弱过铝特征。稀土及微量元素方面,岩体富Cs、Rb、Th、U、Pb,亏损Ba、Sr、P及高场强元素Nb、Ta等,稀土元素总量中等,具有弱负Eu异常(δEu=0.52~0.82)。Sr-Nd-Hf同位素分析结果显示,岩体具有亏损的同位素组成,(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.7053~0.7034,ε_(Nd)(t)=0.39~4.29,2件Hf同位素样品ε_(Hf)(t)均为正值,分别为ε_(Hf)(t)=7.6~10.8和ε_(Hf)(t)=3.7~7.9。岩石地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素综合分析表明,吉尔嘎郎图岩体是早古生代古亚洲洋沿苏左旗—锡林浩特一线向北俯冲背景下,遭受了俯冲板片析出流体交代作用影响的新生下地壳部分熔融的产物,后期由于弧后拉张、贺根山洋盆打开与主体岛弧带分离,最终随着古亚洲洋的整体闭合,形成了与俯冲带彼此分隔的格局。