内蒙古额济纳旗北山岩群中石英岩岩组形成时代——LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的证据

文章通过对北山岩群石英岩岩组地质剖面及岩相学分析,认为石英岩岩组至少经历了5次从(长石)石英杂砂岩→石英砂岩的沉积旋回;石英岩组中矿物组合为石英+黑云母+白云母±角闪石,具高绿片岩相—低角闪岩相的区域变质作用特征。对北山岩群石英岩岩组中石英岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,其样品中碎屑锆石CL图像显示锆石颗粒具有核幔结构,核部锆石多具有岩浆环带,w(Th)/w(U)比值绝大多数大于0.1,说明石英岩岩组物源区岩石主要为岩浆岩。北山岩群石英岩组中最小年龄为1 301 Ma,限定了区内北山岩群形成于中元古代;最大年龄值为2 769 Ma,落入新太古代时期的有三组年龄数据,说明区内可能存在太古宙陆壳。     

扬子陆核古元古代变质事件——来自孔兹岩系变质锆石U-Pb同位素年龄的证据

崆岭杂岩除太古宙结晶基底外,还出露一套以含石墨和富铝矿物为特征的孔兹岩系。相对于结晶基底,目前对于该套表壳岩系的同位素年代学研究有限。对该套孔兹岩系中代表性岩石类型榴线英岩开展了变质锆石U-Pb同位素年龄测定。研究结果表明,榴线英岩变质年龄为1964±12Ma。结合前人在相近地层岩石组合中报道的锆石U-Pb年龄数据,推测崆岭杂岩孔兹岩系原岩可能沉积于2.1~2.0Ga。扬子陆核的古元古代变质-岩浆作用可能与全球广泛存在的同时期(2.1~1.8Ga)碰撞造山事件有关,暗示其很可能是Columbia超大陆的重要组成部分。     

内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区古元古代孔兹岩系年代学研究

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒状岩石,系统的岩相学观察显示多种典型的减压反应结构。阴极发光图像特征显示乌拉山-大青山孔兹岩系岩石均存在大量继承性碎屑锆石和变质增生锆石,其中继承性碎屑锆石形态复杂,多显示典型岩浆结晶环带,标志着源区物质主要来源于岩浆岩。变质锆石为新生的单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石核生长,内部结构均匀,整体的Th/U比值较低。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该区孔兹岩系岩石的继承性碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在2400~2500Ma、~2300Ma和2000~2100Ma,进而可限定其最老沉积时代应为~2000Ma,表明乌拉山-大青山孔兹岩系的原岩形成时代为古元古代中期。乌拉山-大青山孔兹岩系中典型的变质锆石记录其变质时代为1850~1950Ma,并显示~1950Ma和~1860Ma两组年龄峰。结合前人对内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区高级变质地体的变质作用、构造演化和同位素年代学的研究结果,综合判断该期变质事件与古元古代华北克拉通西部陆块内北部的阴山陆块和南部的鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞并折返抬升至地表的动力学过程有关,其中~1950Ma代表了陆-陆碰撞形成孔兹岩带的初始阶段,而~1860Ma则代表了其折返抬升的时代。     

鲁西济南辉长岩的形成时代:锆石LA-ICP-MS U-Pb定年证据

采自济南药山、鹊山、华山和匡山辉长岩中锆石的阴极发光图像显示出自形-半自形的晶形和均匀条带状吸收的特征,锆石的Th/U比值介于0.44～1.46之间,表明它们具有岩浆成因特征.本文对药山、鹊山和华山辉长岩中30粒锆石以及匡山辉长岩中11粒锆石进行了LA-ICP-MSU-Pb年龄测定,结果表明30个测定点的206Pb/238U年龄主要集中在124～142Ma之间,其加权平均值为130.8±1.5Ma,11个测定点的206Pb/238U加权平均值为127±2Ma,表明岩体的侵位结晶年龄为早白垩世.华北克拉通东部早白垩世济南辉长岩和同时代花岗质岩石的存在代表了双峰式岩浆作用的特征,进而反映了强烈伸展环境的地球动力学背景.     

五台地区高凡群形成时代新证据:锆石SHRIMP U-Pb定年

五台地区高凡群对于华北克拉通早前寒武纪变质地层层序建立具有重要意义。本文对高凡群磨河组开展了地球化学和锆石年代学研究。变质沉积岩稀土总量为(132.78~231.84)×10^-6(样品W1927的稀土总量为1016.55×10^-6),轻重稀土分离弱((La/Yb)_N=4.5~12.5),具明显负铕异常(δEu=0.37~0.62),稀土模式与太古宙后泥砂质碎屑沉积岩十分类似。一个白云石英片岩样品(D004)的变质原岩中存在大量2.7 Ga、2.54~2.5 Ga、2.3 Ga和2.18 Ga碎屑锆石,最年轻锆石可能来自同时代火山岩。一个含黄铁矿白云片岩样品(W1927)的最年轻锆石年龄为2194 Ma,被认为代表了岩石形成时代。结合前人研究,可把高凡群形成时代限定在<2176 Ma和2350 Ma之间,碎屑物质主要来自恒山、五台、阜平、云中山、吕梁地区新太古代—古元古代变质基底或更远的地区。     

湘南宁远地区碱性玄武岩形成时代的新证据:锆石LA-ICP-MS U-Pb定年

采自宁远保安圩中心铺和李宅湘的碱性玄武岩中锆石的阴极发光图像显示出自形-半自形的晶形和均匀条带状吸收的特征。大部分锆石具有明显的板状环带,这是中基性岩中岩浆结晶锆石的典型结构。保安圩中心铺锆石的Th/U比值介于0.37～0.95之间,保安圩李宅湘锆石的Th/U比值介于0.43～2.53之间,表明它们都具有岩浆成因的特征。对保安圩中心铺玄武岩中20粒锆石和保安圩李宅湘玄武岩中13粒锆石进行了LA-ICP-MSU-Pb年龄测定,结果显示,保安圩中心铺34个测定点的206Pb/238U年龄主要集中在204～221Ma之间,加权平均值为212.3Ma±1.7Ma,保安圩李宅湘23个测定点的206Pb/238U年龄主要集中在196～226Ma之间,其加权平均值为205.5Ma±3.0Ma,表明保安圩玄武岩的结晶年龄为晚三叠世。     

贺兰山北段贺兰山岩群富铝片麻岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及区域对比

贺兰山北段贺兰山岩群中发育一套富铝片麻岩,Al2O3含量较高,总体与粘土质岩石化学成分相似,显示孔兹岩系的特征,变质矿物组合主要为石榴子石、堇青石、硅线石、十字石、紫苏辉石等,变质级别达角闪岩相—麻粒岩相。从宗别立岩组含石榴矽线黑云二长片麻岩中选取100粒各种类型的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素测年,获得47个测年数据,锆石年龄多数介于1.80~2.15Ga之间,峰值为2.00~2.05Ga。碎屑锆石年龄频谱图与鄂尔多斯地块北缘的集宁岩群和乌拉山岩群十分相似,总体与吕梁构造运动的时限一致,为华北克拉通成熟陆壳演化阶段的产物,证明孔兹岩系形成于古元古代,之后长期处于稳定状态,很少受到构造热事件的干扰。     

贺兰山北段贺兰山岩群富铝片麻岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及区域对比

贺兰山北段贺兰山岩群中发育一套富铝片麻岩,Al2O3含量较高,总体与粘土质岩石化学成分相似,显示孔兹岩系的特征,变质矿物组合主要为石榴子石、堇青石、硅线石、十字石、紫苏辉石等,变质级别达角闪岩相—麻粒岩相。从宗别立岩组含石榴矽线黑云二长片麻岩中选取100粒各种类型的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素测年,获得47个测年数据,锆石年龄多数介于1.80~2.15Ga之间,峰值为2.00~2.05Ga。碎屑锆石年龄频谱图与鄂尔多斯地块北缘的集宁岩群和乌拉山岩群十分相似,总体与吕梁构造运动的时限一致,为华北克拉通成熟陆壳演化阶段的产物,证明孔兹岩系形成于古元古代,之后长期处于稳定状态,很少受到构造热事件的干扰。     

辽南海城斜长角闪岩原岩的形成时代:锆石LA-ICP-MS U-Pb定年证据

采用LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年分析方法,对辽南海城斜长角闪岩进行了年代学测定.锆石的阴极发光图像显示其内部结构均匀,呈条纹状均匀吸收,具有典型的基性岩中锆石的特点,结合其高的Th/U比值(0.55～4.34),表明了岩浆成因的特点.16颗锆石的LA-ICP-M SU-Pb定年结果显示,207Pb/206Pb年龄为2 001～2 159 Ma,16个点的加权平均年龄为(2 059±22) Ma.这一结果表明,辽南海城斜长角闪岩原岩的形成时代为古元古代.区域地质和同位素年代学新资料表明,海城地区斜长角闪岩与吉南和辽南、胶北地区的火山岩和花岗质岩石共同构成了古元古代双峰式的火成岩岩石组合,暗示古元古代辽南地区强烈伸展环境的存在.     

内蒙古阿拉善右旗杭嘎勒晚二叠世闪长岩地球化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

阿拉善右旗杭嘎勒地区晚三叠闪长岩轻稀土元素明显富集,大部分具正Eu异常,显示I型花岗岩的特点。Rb、Sr、Hf富集,而Nb、P、Ti亏损,显示出与俯冲有关的侵入岩特征。在 R1-R2图解上,大部分样品集中在碰撞前花岗岩区;在Nb-Y图解上,样品落在火山弧-同碰撞花岗岩区;在 Rb-（Y+Nb）图解上,样品点落在火山弧花岗岩区;在 Rb-Hf-Ta 图解上,样品全部落在弧系统岩石区。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明其年龄为（257.1±4.0）Ma。杭嘎勒晚二叠世闪长岩为碰撞前火山弧花岗岩,研究区在晚二叠世时属于活动大陆边缘的火山弧。     

LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年:对闽北地区稻香组形成时代的制约

闽北地区地区基岩的露头连续较差,但其独特的岩石组合及变质变形特征表明稻香组确实存在,稻香组在前人的研究工作中一直作为寒武纪浅变质岩系,曾测得其Sm-Nd模式年龄值为(500±35) Ma,但是由于测试方法的局限性,这一形成年龄的可靠性值得商榷。激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb同位素年代学测试技术能为研究地层的形成时代提供最直接、精确的证据。本次研究对稻香组气孔状玄武岩和硅质岩中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学测试,为研究稻香组的层位归属提供了精确的地质年代学证据。结果表明,稻香组中气孔状玄武岩最新的一组年龄为(111.4±2.0) Ma,表明其形成于晚中生代早白垩世,这一年龄应代表稻香组形成年龄的下限,为稻香组形成的最早年龄提供了约束,这一结果也与硅质岩中最小一组年龄124 Ma相一致(硅质岩中最新的一组年龄代表了其形成年龄的下限)。气孔状玄武岩和硅质岩的年龄表明稻香组很可能包括了元古代-古生代-中生代的物质信息,需要进一步将其解体,至少形成于中生代的气孔状玄武岩和硅质岩应单独划分出来。稻香组年龄的获得丰富了闽西北地区前寒武纪基底演化资料,为研究该区区域构造演化提供了新的年龄支持。     

内蒙古林西上二叠统林西组碎屑锆石LA-ICP-MS年代学及其构造意义

为厘清内蒙古林西县会长地一带出露的一套生物化石匮乏的砂砾岩组合的地质时代、地层归属及其碎屑物质来源,进而探讨西拉木伦河缝合带的形成演化,对研究区砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。测试结果主要分布在6个年龄区间：（285±4）~（246±4） Ma （峰值为264 Ma）、（317±5）~（293±4） Ma （峰值为310 Ma）、（610±10）~（344±6） Ma （主峰值为423 Ma）、（992±14）~（907±13） Ma、（1 467±18）~（1 424±22） Ma、（1 948±14）~（1 768±16） Ma,另具3颗年龄分别为（1 171±17）、（1 238±17）和（2 443±31） Ma的锆石。锆石CL图像与Th/U值共同指示绝大多数锆石为岩浆结晶锆石。264 Ma的峰值年龄限定了地层的沉积下限为晚二叠世,应属林西组;沉积物源区示踪显示砂岩沉积时具佳蒙板块（北方地块群）与华北板块两个物源区,指示佳蒙板块（北方地块群）与华北板块于晚二叠世时已拼合,拼合位置为西拉木伦河一线。     

西准噶尔哈拉阿拉特组火山岩LAICPMS锆石U-Pb年龄

哈拉阿拉特组是西准噶尔哈拉阿拉特山一带分布最广, 研究程度最低, 时代认识分歧最大, 火山岩在该区全部组级地层中所占比例最高, 且层位相对较新的海相火山-沉积建造。笔者在该区进行1:5万区域地质调查中, 对哈拉阿拉特组中下部层位辉石安山岩与流纹岩进行LA-ICP-MS测年, 获得锆石U-Pb年龄分别为(306.9±5.5)Ma(MSWD=1.8)与(304.5±3.1)Ma(MSWD=0.63), 二者误差范围内一致, 综合所测锆石的CL图像特征, 指示其代表了哈拉阿拉特组的形成时代。结合前人化石资料将哈拉阿拉特组时代确定为晚石炭世, 认为其中下部层位时代不老于306.9Ma为宜。这一成果准确约束了区内海相火山地层的时代, 并为研究西准噶尔构造带的火山岩浆作用及其构造演化提供了新的年代学证据。     

锆石LA-ICP-MS原位微区U-Pb定年及微量元素的同时测定

利用配有的 New Wave 213 nm 激光和 ThermoFisher X Series 2四极杆等离子体质谱,对年龄在158~1065 Ma之间的5个标准锆石进行了U-Pb同位素和微量元素的同时测定.测定结果显示,在激光频率为10 Hz,斑束直径为30μm 下,91500、GJ-1、TEMORA-1、Ple?ovice 和 Qinghu 标准锆石所获得的加权平均年龄分别为(1059±11) Ma (2σ, n=21),(604.4±4.7) Ma (2σ, n=25),(419.3±3.4) Ma (2σ, n=14),(338.7±2.4) Ma (2σ, n=23)和(158.9±1.7) Ma (2σ, n=18),年龄分析测定的单点相对偏差(2σ)均小于5.6%,加权平均年龄的相对偏差(2σ)均小于1.08%.5个标准锆石定年结果在误差范围内与前人报道的年龄值完全一致.在相同的测试条件下,以 NIST610为外标,对上述标准锆石的微量元素进行了同时测定, Ple?ovice 除了 Nb比文献给定的值偏高外,其余微量元素和91500微量元素的测定结果都落在文献报道的范围之内, GJ-1中的Pb、Th和U落在TIMS测定值的范围之内, TEMORA-1中的Th和U落在SHRIMP测定的值之内, Qinghu中的Th和U落在SIMS测定的值之内.从5个标准锆石的稀土元素球粒陨石标准化曲线可看出,所获得的稀土元素的相对含量也准确.     

内蒙古中部地区镁铁质-超镁铁质岩形成时代及地质意义

为探讨内蒙古中部地区镁铁质-超镁铁质岩形成时代及地球化学特征,完善区域成岩成矿年代学格架,本文对克布、黄花滩和小南山岩体进行了锆石U-Pb年代学及全岩地球化学分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得克布和黄花滩镁铁质-超镁铁质岩结晶年龄分别为258±2 Ma(MSWD=2.3)和262±1 Ma(MSWD=0.51),属于中-晚二叠世,小南山辉长岩应形成于中-晚二叠世(～273 Ma)。全岩地球化学分析表明,三个岩体样品m/f值介于0.96～3.54之间,主要为镁铁质-超镁铁质岩,其稀土和微量元素曲线基本表现为轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE)相对富集,高场强元素(HFSE)相对亏损的相似性特征,但也有明显的区别,显示各岩体岩浆演化或分异程度可能不尽相同。综合区域研究资料表明,内蒙古中部地区晚古生代镁铁质-超镁铁质岩浆活动可能至少始于早二叠世(294Ma),持续至中-晚二叠世(273～258Ma),且二叠纪时期中亚造山带南缘较大范围内均发育较为活跃的幔源岩浆活动。克布、黄花滩和小南山岩体应形成于后碰撞伸展环境,其岩浆源区可能混染了俯冲流体交代改造的地幔楔物质,使3个岩体的岩石样品均显示具有富含大离子亲石元素和轻稀土元素,贫高场强元素等部分岛弧岩浆特征的信号。     

内蒙古阿拉善庆格勒图黑云斜长片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄

内蒙古阿拉善庆格勒图地区出露地层以片麻岩为主,夹斜长角闪岩。但其归属尚无确切的同位素年龄资料。本文最近获得的黑云斜长片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄为1826±13 Ma,这是迄今获得的较为可靠的直接测年数据。结合前人研究成果,提出该区出露的主要变质岩石——黑云斜长片麻岩的形成时代应为古元古代。     

内蒙古白音诺尔铅锌矿区三叠纪侵入岩体的发现及地质意义:锆石U-Pb年代学证据

白音诺尔铅锌矿位于大兴安岭南部晚古生代增生造山带,属大兴安岭南段主峰成矿亚带。矿区内,闪长玢岩呈脉状广泛出露,且同铅锌矿体空间关系密切。闪长玢岩通常作为矿床的成矿岩体,并沿用171Ma的成岩年龄。矿床属于与燕山期中酸性侵入岩有关的多金属成矿系列。该年龄值同矿区周围其他矿床成矿岩体的年龄(132.80～142.05 Ma)差别较大。利用锆石LA-ICP-MS U-Pb法对该矿区闪长玢岩和石英二长岩进行了测定,加权年龄分别为(242.3±3.6)Ma(MSWD=2.5,n=7)和(243.0±1.4)Ma(MSWD=1.4,n=12),均为三叠纪构造岩浆活动的产物。研究结果表明,该区在三叠纪处于造山后的伸展构造环境,深部岩浆上涌侵位,系列的构造岩浆活动伴随了以该矿床为例的少数三叠纪矿床的产出。     

藏南民久玛淡色花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

民久玛淡色花岗岩大地构造属于喜马拉造山带中东部的喜马拉雅地块,呈不规则状侵位于侏罗系普普嘎组碳酸盐岩中,其主要岩性为(含电气石)白云母二长花岗岩。通过对白云母二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,年龄为:23±0.7Ma(MSWD=1.4),时代为中新世。属于新喜马拉雅阶段(Neo-Himalayan:26~13Ma),与藏南拆离系(STDS)活动时代相吻合。反映了STDS的活动促使了高喜马拉雅地区的快速隆起,产生淡色花岗岩,使喜马拉雅地区从挤压背景过渡到了伸展垮塌背景这一造山过程。为喜马拉雅淡色花岗岩的研究提供了新的年代证据。