内蒙古大石寨地区二叠系碎屑锆石年龄及其构造意义

本文收集大量锆石U-Pb年代学数据,通过制作年龄-频数图谱,简略探讨了西伯利亚克拉通、华北克拉通、东北地区微地块以及内蒙古大石寨地区的演化史,并对大石寨二叠系与其周边块体的锆石年龄作比较分析,进而探讨了大石寨地区二叠系的物源问题。碎屑锆石年龄-频数图表明,大石寨地区二叠系碎屑锆石年龄可以划分出古生代年龄段(500~250 Ma),中—新元古代年龄段(1.6~0.8 Ga),新太古一古元古代年龄段(2.6~1.7 Ga)。华北克拉通北缘与西伯利亚克拉通南缘基底年龄均1.6 Ga,其二者都不能反映大石寨地区二叠系物源年龄信息,而大石寨地区二叠系碎屑锆石年龄峰值与东北地区地块年龄峰具有很好一致性,说明二者锆石年龄峰值反映的构造岩浆事件一致,表明大石寨地区二叠系物源应来源于东北地块而不是华北克拉通和西伯利亚克拉通。同时,东北地区大量古老基底锆石年龄数据的存在,暗示东北地块可能独立于上述两大板块而存在,并响应中亚造山带内存在古老微大陆的观点;东北地块由诸多微小块体拼贴而成,并分别与西伯利亚克拉通和华北克拉通碰撞拼接,缝合线分别是贺根山一黑河缝合带与西拉木伦缝合带。     

内蒙古阿拉善盟北部宗乃山中酸性侵入岩年代学、地球化学及构造意义

锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果表明,阿拉善盟北部宗乃山岩基包括中二叠世钾长花岗岩(272±1 Ma)和早三叠世闪长岩(249±1 Ma)、花岗闪长岩(247±1 Ma)。中二叠世钾长花岗属于准铝质和钾玄质系列,为高分异I型花岗岩。早三叠世闪长岩属钙碱性系列,而花岗闪长岩为弱过铝质,钙碱性系列,属于I型花岗岩。宗乃山地区这些中酸性侵入岩都显示出轻稀土元素相对富集和重稀土元素相对亏损的特征,并且具有微弱-中等的Eu负异常。在原始地幔标准化图解中,都相对富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba和Sr等),亏损高场强元素(Ta、Nb、P和Ti等)。宗乃山地区侵入岩的锆石绝大部分具有正的εHf(t)值(+0.3~+11.6)和相对年轻的地壳模式年龄(tCDM=1 275~533Ma),表明源区主要为新生地壳物质。这些特征与同一构造带上沙拉扎山地区的侵入岩十分类似,而明显不同于具有古老基底的阿拉善地块内发育的侵入岩,因此宗乃山-沙拉扎山构造带具有亲中亚造山带的特征,中亚造山带与阿拉善地块的界线应位于宗乃山-沙拉扎山构造带以南。     

Ages and Hf isotopes of detrital zircons from the Permian strata in the engbatu area(Inner Mongolia) and tectonic implications

The Central Asian Orogenic Belt(CAOB) was built up through protracted accretion and collision of a variety of terranes/micro-continents during Neoproterozoice Mesozoic time. To understand potential links among Paleozoic subduction and accretionary processes that were operative during the development of the southeastern CAOB, we conducted a combined U-Pb and Hf-isotope analysis of detrital zircons from previously defined Devonian, Carboniferous and Early Permian strata in the Bengbatu area,Inner Mongolia. Detrital zircons from(meta-) sandstones in these strata commonly yield major Paleozoic age populations at ca. 300-261 Ma, 351-300 Ma and 517-419 Ma, and also give several Precambrian ages that range from 2687 Ma to 544 Ma. The youngest ages redefine the deposition of all these strata to be in the Middle Permian(Wordiane Capitanian) or later, much younger than previously considered.These ages, coupled with regional magmatic records, support an interpretation of most surrounding areas as possible detritus sources, including the Mongolian arcs to the north, the Northern Accretionary Orogen to the south, and the intervening Erenhote Hegenshan Ophiolite Belt. Zircons with magmatic ages of ca. 500-350 Ma and ca. 300-261 Ma display a large range of εHf(t) values(-13.97 to +15.31),whereas ca. 350-300 Ma zircons are dominated by positive εHf(t) values(+0.14 to +16.00). These results support the occurrence of two significant shifts of the zircon εHf(t) values, which has tectonic implications for the understanding of the Carboniferouse Permian evolution of the southeastern CAOB. A marked shift from mixed to positive zircon εHf(t) values at 350 -330 Ma likely manifests the incipient opening of the Hegenshan Ocean, due to the slab rollback of the subducting Paleo-Asian Oceanic lithosphere. Another shift from positive to mixed zircon εHf(t) values at ca. 300 Ma likely corresponds to a tectonic switch from syn-orogenic subduction-related to post-orogenic extensional setting, genetically related to the tectonic collapse of a formerly overthickened crust.     

内蒙东部晚古生代构造格局:来自中、晚二叠-早三叠世砂岩碎屑锆石U-Pb年代学的证据

内蒙东部的克旗-林西-阿鲁科尔沁-扎鲁特-索伦-蘑菇气地区位于华北板块与西伯利亚板块所夹持的中亚造山带东段,西拉木伦缝合带与贺根山-黑河缝合带之间,是古亚洲洋晚古生代残余海盆最后消失的地区,保存了上述两缝合带构造演化过程的相关信息。本文针对中、晚二叠-早三叠世砂岩开展碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。测试的上二叠统林西组与下三叠统陶海营子组、老龙头组砂岩均具有成分成熟度低,近源快速沉积的特点,碎屑骨架成分显示多为火山岩区物源供给。锆石CL图和Th/U值也指示了绝大多数锆石为岩浆成因锆石。结合前人研究成果,区域内已获得的2533粒碎屑锆石U-Pb年龄主要分为3组:约230~570Ma(峰值年龄为270~315Ma、430Ma和500Ma)、700~1100Ma(峰值970Ma)及1500Ma(峰值1800Ma和2500Ma)。较古老的峰值年龄1800Ma和2500Ma,暗示了华北克拉通基底的物源信息。其余两组年龄则与西拉木伦缝合带北侧的额尔古纳-兴安-锡林浩特地块内部岩浆事件的时间相吻合。对比分析内蒙东部不同区域(克旗-林西地区、阿鲁科尔沁-扎鲁特地区和索伦-蘑菇气地区)、不同时代(中、晚二叠世-早三叠世)沉积物碎屑组分变化趋势,推测古亚洲洋最终沿西拉木伦缝合带自西向东呈"剪刀"式闭合,时间持续至早三叠世。此外,索伦-蘑菇气地区中、晚二叠-早三叠世相对稳定的物源供给,证实了额尔古纳-兴安地块与松辽-锡林浩特地块至少在中二叠世沉积以前就已经沿贺根山-黑河缝合带完成拼贴,应为前人提出的早石炭世末。     

河西走廊带与澳大利亚的亲缘性——来自牛首山中寒武统碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素的证据

在河西走廊带东端牛首山地区中寒武统的沉积岩中开展碎屑锆石原位LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素研究。结果表明,所采样品U-Pb年龄谱存在3个峰值：0.6~0.8Ga（峰值为669Ma）、1.0~1.3Ga（峰值为1173Ma）、1.6~1.8Ga（峰值为1710Ma）,明显区别于河西走廊带寒武系之上地层中的碎屑锆石U-Pb年龄谱。碎屑锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素特征表明,典型的格林威尔期的物质和峰值为1710Ma的碎屑物质可能源于澳大利亚西南部,与现有的古生物学和古地磁学研究结果相吻合;中奥陶世随着北祁连洋的进一步扩张及其古地理位置的变化,碎屑物质的源区也随之变化,河西走廊带开始出现0.8~1.0Ga晋宁期的碎屑物质;晚奥陶世后由于祁连山的造山隆起、剥蚀、风化,河西走廊带记录了该地区0.4~0.5Ga的碎屑物质。     

赣东北贵溪地区片岩中碎屑锆石的U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义

应用LA-ICP-MS U-Pb同位素原位微区定年方法及Hf同位素和微量元素分析方法,对华夏地块北部赣东北地区1个云母石英片岩中48个碎屑锆石进行了系统研究。这些锆石大部分具特征的振荡环带,Th/U比值较高(>0.4),稀土元素配分型式左倾(富集HREE),具明显正Ce和负Eu异常,属于特征的岩浆锆石。年代学研究显示,华夏北部新元古代变沉积岩主要在-775 Ma出现峰值并在-840 Ma出现次高峰,说明在此时期有两期大规模的岩浆活动。-840 Ma的峰值锆石对应的εHf(t)值明显分为两个区间,既有正值,也有负值,而在-775 Ma的峰值锆石对应测定的εHf(t)值均为负值。结合前人的Hf同位素测试结果,说明华夏地块新元古代中期岩浆活动主要表现为古老陆壳物质的再循环。形成于古元古代-1770 Ma的一个次高峰的年龄数据非常一致,单一的Hf同位素成分和较好的锆石晶形表明它们最可能捕获于深部的一个古元古代基底岩石。     

北山北部双井子复式岩体年代学、地球化学及其大地构造意义

北山造山带位于中亚造山带南缘中段地区,连接了东西部构造单元,具有重要的大地构造意义。白山构造带位于北山南北构造单元的结合部位,该构造带广泛出露的侵入岩对于认识北山北部地区晚古生代的构造演化具有重要意义。本次研究针对白山构造带中双井子岩体进行了岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究。双井子花岗闪长岩和钾长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为284.9±1.5 Ma和327.6±1.6 Ma。地球化学研究发现两者都表现出弱过铝质、钙碱性I型花岗岩的特征,并都表现出轻、重稀土元素的分异,且相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素。另外,锆石Hf同位素研究表明两者都具有高的εHf(t)值(5.87~12.24),以及相对年轻的锆石Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=510~961 Ma),表明了双井子岩体应来源于新生下地壳重熔的产物,并且其母岩浆在形成过程过程中可能受到亏损地幔物质的混染,也暗示了北山北部地区在晚石炭世—早二叠世经历了强烈的陆壳生长过程。北山北部地区的红石山蛇绿岩及白山组火山岩的研究成果表明两者都具有俯冲带岩石的特征,表明了白山构造带在石炭纪—中二叠世期间仍处于大洋俯冲阶段。通过本次研究所得数据以及相关的研究成果推测双井子侵入岩应形成于红石山蛇绿岩所代表的古大洋向南俯冲过程。     

北祁连边麻沟粉砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

北祁连走廊南山边麻沟-大岔大坂一带保存了记录新元古代-晚古生代地质演化的众多构造-岩石单元。在边麻沟柴达诺岛弧花岗岩体之上, 不整合覆盖了一套由硅泥质岩、粉砂岩、杂砂岩、砾岩共同组成的浊流沉积组合, 其沉积时代缺乏可靠证据, 沉积物源区和构造属性也缺乏研究。粉砂岩中碎屑锆石具有典型岩浆锆石结构特征, 主要集中于529~484 Ma和466~442 Ma两个年龄群, 最年轻碎屑锆石为425 Ma。结合锆石Hf同位素特征和区域已有同位素年代学资料, 认为这些粉砂岩中的碎屑锆石主要来自柴达诺花岗岩体(516~505 Ma), 其次来自北祁连奥陶-志留纪岛弧中酸性岩浆岩, 少数来自寒武纪蛇绿岩及中元古代基底岩石。综合研究分析认为, 边麻沟浊积岩可能形成于志留纪弧前残余海盆环境。     

Detrital Zircon U‐Pb Ages and Geochemistry of the Silurian to Permian Sedimentary Rocks in Central Inner Mongolia,China: Implications for Closure of the Paleo‐Asian Ocean

The Solonker suture zone has long been considered to mark the location of the final disappearance of the PaleoAsian Ocean in the eastern Central Asian Orogenic Belt(CAOB). However, the time of final suturing is still controversial with two main different proposals of late Permian to early Triassic, and late Devonian. This study reports integrated wholerock geochemistry and LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of sedimentary rocks from the Silurian Xuniwusu Formation, the Devonian Xilingol Complex and the Permian Zhesi Formation in the Hegenshan-Xilinhot-Linxi area in central Inner Mongolia, China. The depositional environment, provenance and tectonic setting of the Silurian-Devonian and the Permian sediments are compared to constrain the tectonic evolution of the Solonker suture zone and its neighboring zones. The protoliths of the silty slates from the Xuniwusu Formation in the Baolidao zone belong to wacke and were derived from felsic igneous rocks with steady-state weathering, poor sorting and compositional immaturity. The protoliths of metasedimentary rocks from the Xilingol Complex were wackes and litharenites and were sourced from predominantly felsic igneous rocks with variable weathering conditions and moderate sorting. The Xuniwusu Formation and Xilingol Complex samples both have two groups of detrital zircon that peak at ca. 0.9–1.0 Ga and ca. 420–440 Ma, with maximum deposition ages of late Silurian and middle Devonian age, respectively. Considering the ca. 484–383 Ma volcanic arc in the Baolidao zone, the Xuxiniwu Formation represents an oceanic trench sediment and is covered by the sedimentary rocks in the Xilingol Complex that represents a continental slope sediment in front of the arc. The middle Permian Zhesi Formation metasandstones were derived from predominantly felsic igneous rocks and are texturally immature with very low degrees of rounding and sorting, indicating short transport and rapid burial. The Zhesi Formation in the Hegenshan zone has a main zircon age peak of 302 Ma and a subordinate peak of 423 Ma and was deposited in a back-arc basin with an early marine transgression during extension and a late marine regression during contraction. The formation also crops out locally in the Baolidao zone with a main zircon age peak of 467 Ma and a minor peak of 359 Ma, and suggests it formed as a marine transgression sedimentary sequence in a restricted extensional basin and followed by a marine regressive event. Two obvious zircon age peaks of 444 Ma and 280 Ma in the Solonker zone and 435 Ma and 274 Ma in Ondor Sum are retrieved from the Zhesi Formation. This suggests as a result of the gradual closure of the Paleo-Asian Ocean a narrow ocean sedimentary environment with marine regressive sedimentary sequences occupied the Solonker and Ondor Sum zones during the middle Permian. A restricted ocean is suggested by the Permian strata in the Bainaimiao zone. Early Paleozoic subduction until ca. 381 Ma and renewed subduction during ca. 310–254 Ma accompanied by the opening and closure of a back-arc basin during ca. 298–269 Ma occurred in the northern accretionary zone. In contrast, the southern accretionary zone documented early Paleozoic subduction until ca. 400 Ma and a renewed subduction during ca. 298–246 Ma. The final closure of the Paleo-Asian ocean therefore lasted at least until the early Triassic and ended with the formation of the Solonker suture zone.     

内蒙古西拉木伦河河漫滩沉积物碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

本文利用LA-MC-ICP-MS分析技术,对内蒙古西拉木伦河河漫滩沉积物碎屑锆石进行了U-Pb年龄和Hf同位素研究。西拉木伦河河漫滩沉积物样品XL中的碎屑锆石年龄主要分为4个组:108~550Ma、699~918Ma、1789~2109Ma和2347~2633Ma;西拉木伦河河漫滩沉积物样品XL2中的碎屑锆石主要分为3个组:122~526Ma、1791~1969Ma和2176~2692Ma。1.8Ga和2.5Ga是华北板块的两个特征年龄,700~900Ma的碎屑锆石在兴蒙造山带中存在,华北板块北缘却不存在。 Lu-Hf同位素分析,西拉木伦河河漫滩沉积物大量碎屑锆石为t_DM2<1000Ma和ε_Hf(t)>0,部分碎屑锆石t_DM2分布在2.7Ga附近。以上特征均表明西拉木伦河河漫滩沉积物具有华北板块北缘与兴蒙造山带的混合特征。但是在有兴蒙造山带物质加入之后,样品XL2中却缺少700~900Ma的碎屑锆石,根据河漫滩沉积物的粒度分析及西辽河U-Pb年龄结果,原因可能是河流的分选作用。根据碎屑锆石U-Pb年龄和t_DM2累积曲线的线性混合,华北板块北缘与兴蒙造山带加入到西拉木伦河河漫滩沉积物的比例为1:1。依据前人公式计算了西拉木伦河河漫滩沉积物物源区各不同时期的重熔/增生比例。     

新疆乌拉斯台河沉积物碎屑锆石U-Pb和Hf同位素研究及其地质意义

本文利用LA-MC-ICP技术,对乌拉斯台河沉积物碎屑锆石进行了U-Pb定年和Hf同位素组成分析研究。U-Pb测年结果显示,样品中碎屑锆石年龄主要分布在470~390 Ma、380~320 Ma和310~260 Ma。通过与南天山南部河流碎屑锆石U-Pb年龄对比分析,并结合其他相关证据,探讨了古生代中天山南缘的地质演化过程。本文样品中年龄为470~390 Ma的碎屑锆石及南天山南部河流中460~390 Ma的碎屑锆石,揭示了南天山洋在中奥陶—晚泥盆世期间发生的双向俯冲作用。380~320 Ma锆石记录了晚泥盆世—晚石炭世南天山洋北向俯冲到中天山—伊犁地块之下。310~260 Ma的碎屑锆石记录了石炭世晚期南天山洋的闭合和之后发生的同碰撞和碰撞后的岩浆作用。结合Lu-Hf同位素分析结果表明,巴伦台地区古生代期间有大量新生物质逐渐加入到岩浆生成过程中,这可能与南天山洋北向俯冲和该洋盆闭合等过程有关。

     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿源区及其构造背景分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据

通过LA-(MC)ICP-MS碎屑锆石微区U-Pb定年和Hf同位素分析,对鄂尔多斯盆地东胜地区中侏罗统直罗组砂岩型铀矿层进行了同位素定年物源示踪研究。结果显示,四个样品的锆石年龄分布均表现出良好的一致性,总体呈现出2500～2300Ma,2000～1750Ma和450～250Ma三个主峰值年龄与2300～2000Ma、1750～1400Ma的次峰期年龄。年代学对比研究揭示,东胜地区砂岩型铀矿的物源主要来自华北克拉通西部陆块阴山地块和中部造山带北部的TTG片麻岩、麻粒岩和孔兹岩,以及海西期的大量火成岩体。碎屑锆石的εHf(t)值由负到正,变化范围较大,显示了古老地壳的再循环过程。其中,1.9Ga和2.5Ga的部分锆石其Hf分析点位于亏损地幔线附近,指示该时期有新生地壳的形成。锆石的二阶段Hf模式年龄分布范围3.8～0.7Ga,但集中于3.0～2.3Ga,在2.8～2.6Ga出现一峰值,说明华北克拉通地壳主要形成于中、新太古代。本文所获得的锆石Hf同位素模式年龄与华北克拉通西部陆块的Hf和Nd同位素模式年龄分布特征非常接近,而与东部陆块有很大差别,从而进一步证实了东、西部陆块在古元古代拼合之前是独立发展的。     

内蒙古乌兰浩特地区二长花岗岩年代学、岩石成因及其构造环境

内蒙古乌兰浩特地区太平山嘎查岩体主要岩石类型为黑云母二长花岗岩。所测得的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为127.4 Ma和125.6 Ma,属于早白垩世。太平山嘎查岩体的地球化学特征表明岩体属于弱过铝质、高钾钙碱性系列的高分异I型花岗岩。样品(P9-48-1)的锆石Hf同位素组成显示黑云母二长花岗岩的ε_(Hf)(t)=+8.60±0.57,两阶段亏损地幔模式年龄为511~748 Ma,说明其岩浆源区主要为新元古代—显生宙期间从亏损地幔新增生地壳的部分熔融。太平山嘎查岩体应形成于伸展构造体制,该伸展构造体制的产生可能与古太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲有关。     

阿拉善雅布赖山二叠纪中酸性岩浆岩年代学、地球化学、锆石Hf同位素特征及构造意义

雅布赖山位于内蒙古自治区阿拉善盟西部,该地区广泛出露中酸性岩浆岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年显示,雅布赖山花岗质岩石形成于早中二叠世,其中花岗闪长岩年龄为280±1 Ma,正长花岗岩年龄为286±1 Ma,英安岩年龄为275±2 Ma,英云闪长岩年龄为272±1 Ma。正长花岗岩个别锆石的εHf(t)值为正值,大多数低于0[εHf(t)=-5.8~+1.8],暗示其可能起源于新生地壳物质或形成过程中有亏损地幔物质的加入,而花岗闪长岩[εHf(t)=-13.0~-8.1]、英云闪长岩[εHf(t)=-10.1~-3.3]和英安岩[εHf(t)=-15.2~-4.9]中锆石的εHf(t)值均低于0,表明这些岩浆岩的源区主要为古老的地壳物质,这与典型的古老陆块上发育的酸性岩浆岩一致。地球化学分析结果表明,该地区花岗闪长岩和正长花岗岩具有相似的微量和稀土元素组成,都显示出轻稀土元素相对富集和重稀土元素相对亏损的特征,并具有微弱-中等的Eu负异常;而英云闪长岩则具有一定程度的Eu正异常,且相比前两者具有较高的Sr/Y值(300)。排除岩浆在侵位过程中围岩同化混染作用的影响,中上地壳酸性侵入岩的结晶分异作用难以形成如此高的Sr/Y值,因而英云闪长岩高Sr/Y值特征可能是源区特征的反映。因斜长石、角闪石和黑云母均不能显著影响Sr/Y值,所以造成英云闪长岩与花岗闪长岩和正长花岗岩地球化学差异的原因可能是其源区较深而存在石榴子石残留。结合前人研究,雅布赖山地区及其以东的诺尔公-狼山一带以及华北克拉通北缘广泛分布的晚古生代岩浆岩形成了一条近东西向展布的岩浆岩带。其中,雅布赖山二叠纪岩浆岩可能形成于宗乃山-沙拉扎山构造带和雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带拼合的碰撞或碰撞后环境。     

仲巴地体的板块亲缘性:来自碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素的证据

仲巴地体位于青藏高原西南部,其南北两侧均为雅鲁藏布蛇绿岩或蛇绿混杂岩。仲巴地体主要由一套断续出露的前寒武系构造基底、古生代和三叠系地层组成,岩性主要包括石英砂岩、含白云母石英岩、泥质石英粉砂岩,白云母方解石片岩和大理岩等。岩相学揭示这套地层总体上为滨浅海-陆棚-外陆棚环境。碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析表明,锆石年龄出现特征年龄峰值530Ma和950Ma,与西羌塘、特提斯喜马拉雅以及高喜马拉雅地体非常类似,并且950Ma左右的碎屑锆石群具有与上述地体上报道的同期碎屑锆石群相似的εHf(t)值和地壳模式年龄。这种碎屑锆石年龄和Hf同位素组成特征明显区别于拉萨地体,后者以出现约1170Ma的特殊年龄群为特征。基于碎屑锆石特征和沉积学研究,本文认为仲巴地体属于西羌塘-大印度-特提斯喜马拉雅构造体系,与拉萨地体具有不同的板块构造亲缘性。     

内蒙古东乌旗角闪辉长岩年龄、地球化学特征及其对晚古生代构造演化的约束

兴蒙造山带东部内蒙古东乌旗地区晚古生代构造岩浆活动复杂,是解决兴蒙造山带晚古生代构造演化的关键地区。对东乌旗地区新识别出的角闪辉长岩进行了系统的地质特征、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Hf同位素和岩石地球化学研究。东乌旗角闪辉长岩主体呈包体状产出,主要由斜长石(55%~60%)、角闪石(15%~20%)、辉石(10%~15%)和少量磁铁矿等组成。获得角闪辉长岩样品的锆石U-Pb年龄为299±3Ma,表明岩体形成于晚石炭世。6件样品的地球化学数据显示,SiO2含量为49.88%~51.98%,TiO2含量为1.2%~1.86%,MgO含量4.42%~7.41%,Al2O3含量为15.55%~16.84%,MnO含量为0.12%~0.17%,CaO含量5.67%~6.52%,Na2O+K2O含量3.35%~4.63%,m/f值为0.41~0.49,Mg#值为52.56~60.82,TFeO值为7.12~9.18;稀土元素球粒陨石标准化配分模式表现为轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集的平坦右倾型,轻、重稀土元素比值(LREE/HREE)为4.96~6.92,岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、K等,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,LREE/HREE值较稳定,δEu值为0.87~0.98,显示具有弱的正Eu异常。角闪辉长岩中锆石εHf(t)值为5.1~11.25,单阶段地壳模式年龄(TDM1)为1039~604Ma。结合区域地质演化,认为东乌旗角闪辉长岩可能是由于受到洋壳的俯冲,上覆亏损地幔发生部分熔融,产生钙碱性岩浆,且在上升侵位的过程中受到地壳物质较弱程度的混染,形成于古亚洲洋俯冲环境。东乌旗地区在晚石炭世—早二叠世存在少量的基性岩浆活动,标志着构造背景由俯冲造山向造山后伸展转变。     

北秦岭二郎坪杂岩变沉积岩碎屑锆石年代学及其构造地质意义

碎屑锆石为沉积岩中最稳定的矿物,其年龄谱系不仅可限定沉积物的最大沉积年龄与物源性质,而且能够为探讨其形成构造环境提供关键约束。作为北秦岭构造带主要构造岩石地层单元之一,二郎坪杂岩由北、中、南三个构造岩片——北部碎屑岩片、中部蛇绿岩片和南部变碎屑岩片组成。本文对二郎坪杂岩南部变碎屑岩片中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测试研究,获得样品锆石谐和年龄值分布在500±7Ma~3894±5Ma之间,1个年龄高频集中区为0.9~1.0Ga,6个次要年龄集中区分别为500~600Ma、750~850Ma、1.35~1.48Ga、1.6~1.75Ga、2.6~2.7Ga和3.0~3.4Ga。研究结果表明:1)最小峰值年龄限定二郎坪杂岩南部碎屑岩片原岩的最大沉积时代为500Ma,结合西庄河花岗闪长岩侵入南部岩片的地质事实,南部岩片的形成时代应为早古生代寒武-奥陶纪(500~475Ma),明显早于中部蛇绿岩片中的火山岩的形成时代(463~475Ma);2)通过与邻区地质事件年龄谱峰及其锆石阴极发光图像特征的对比,二郎坪杂岩变碎屑岩原岩的物源分别主要来自南部秦岭杂岩中的早新元古代花岗岩和北部华北南缘熊耳群中元古代火山岩,其物源具有双源性,暗示其形成于与伸展作用相关的裂谷或弧后盆地构造背景,而二郎坪蛇绿岩片所代表的古洋盆可能正是在此基础上发育产生的;3)结合区域地质背景资料分析,二郎坪杂岩中的沉积碎屑岩片可能形成于商丹洋向北俯冲期间所产生的弧后伸展盆地构造环境;4)通过与宽坪岩群沉积岩中的碎屑锆石年龄数据的对比,揭示二者碎屑锆石具有相似的年龄谱峰,结合宽坪群变沉积岩中发现大量疑源类、几丁虫和虫颚等早-中奥陶世化石组合以及二郎坪杂岩蛇绿岩片中的火山岩夹层硅质岩中发现早-中奥陶世牙形石和放射虫的研究,分析认为二者沉积物的沉积时代相近,沉积物源几乎完全一致,暗示它们形成的构造环境可能具有一致性;5)二郎坪蛇绿岩片中的典型的与洋壳俯冲有成因联系的弧火山岩的形成时代(463~475Ma)明显迟后于区内高压-超高压岩石的峰期变质时代(514~484Ma)约20~30Myr,清楚地表明二郎坪洋壳拖曳秦岭杂岩发生陆壳俯冲-深俯冲作用的可能性不大;6)二郎坪杂岩南部碎屑岩片和宽坪岩群碎屑沉积物中碎屑锆石中最主要的年龄集中区(0.9~1.0Ga)的物源来自秦岭杂岩中的早新元古代花岗质岩石,而缺少秦岭杂岩中的早古生代岩浆岩和HP/UHP变质岩石锆石的年龄信息,明确指示二郎坪与宽坪盆地沉积时,秦岭杂岩重要组成的早新元古代花岗质岩石已出露于地表接受剥蚀,而秦岭杂岩中出露的HP/UHP岩石和早古生代岩浆岩未抬升出露地表,即秦岭杂岩现今出露的前早古生代陆壳物质不是整体而是部分经历了陆壳俯冲-深俯冲作用。     

松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统物源及构造抬升: 碎屑锆石年代学和Hf同位素证据

碎屑锆石年代学不但能够限定地层沉积开始的最大时限,还能为示踪沉积物源区提供关键信息。中国西南部的松潘-甘孜褶皱带广泛出露一套巨厚的三叠纪复理石沉积,其物源区和可能存在的同期抬升与剥蚀历史并未得到很好约束。本文获得的松潘-甘孜褶皱带南部雅江地区上三叠统四套地层（由老至新分别为侏倭组、新都桥组、两河口组和雅江组）5件砂岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素数据表明,最年轻锆石年龄指示侏倭组从~229Ma后开始沉积,新都桥组则从~223Ma后开始沉积。碎屑锆石年龄频谱图显示四套地层都具有中奥陶世-早泥盆世（465~398Ma）和中二叠世-晚三叠世（271~225Ma）的年龄峰。除两河口组外的其他三套地层还具有较强的古元古代（1.90~1.86Ga）和新元古代（872~712Ma）的年龄峰。锆石Hf同位素显示松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统小于300Ma的锆石颗粒主要来自峨眉山大火成岩省和义敦岩浆弧。本文物源区示踪结果表明,华南板块和义敦地体可能为松潘-甘孜褶皱带南部地层的主要物源区。晚三叠世由于周缘地体的强烈汇聚,松潘-甘孜褶皱带在小于~18Myr的时间内经历了快速的隆升和剥蚀作用,剥蚀产生的碎屑物质被搬运至四川盆地的西缘再沉积。

     

内蒙古正蓝旗钱家营子黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及其地质意义

钱家营子岩体位于赤峰—围场—白云鄂博断裂以北白乃庙岛弧带上,为兴蒙造山带南缘构造-岩浆岩带的重要组成部分,其时代及成因对理解中亚造山带构造格局及地质演化过程具有重要意义.本文在1:25万区域地质调查基础上,对钱家营子黑云母二长花岗岩体进行岩相学、锆石SHRIMP U-Pb年代学、Hf同位素组成特征开展综合研究.结果表明,岩体的锆石206Pb/238U加权平均年龄为(247.2±4.7)Ma,指示其形成于早三叠世末期.176Hf/177Hf值为0.282298~0.282371,对应的 εHf(t)值为–8.7~–11.4,其两阶段模式年龄变化在1.60 Ga到1.74 Ga之间,表明钱家营子黑云母二长花岗岩母岩浆可能来源于古元古代华北板块加厚下地壳的部分熔融.综合岩体地球化学特征及区域相关研究,认为内蒙古正蓝旗钱家营子地区在早三叠世处于兴蒙造山带和华北板块后造山(碰撞)的伸展环境.     

内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组沉积时代及物源区分析:碎屑锆石U-Pb年代学,Lu-Hf同位素地球化学证据

选取内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组石英砂岩进行碎屑锆石U-Pb年龄、原位Lu-Hf同位素研究,尝试限定该地层形成时代及碎屑物质来源,并探讨其沉积大地构造环境。结果显示,采自该地层的2个砂岩样品中的碎屑锆石多数发育典型的岩浆振荡生长环带,呈自形–半自形且具有较高的Th/U值(0.12~1.63),均暗示它们多数为岩浆成因。结合微量元素特征及稀土元素配分模式图,认为碎屑锆石寄主岩石应为花岗质杂岩体。2个砂岩样品具有相似的年龄和Hf同位素组成,锆石年龄分布大致可分为3个主要年龄区间:(1)440~540 Ma,主峰值年龄约为492 Ma和506 Ma,次峰值年龄为447 Ma;ε_Hf(t)值介于?2.77~+11.73之间,Hf的两阶段模式年龄为680~1636 Ma;(2)750~950 Ma,主峰值年龄为805 Ma,次峰值年龄为825 Ma和961 Ma;ε_Hf(t)值介于?1.14~+11.43之间,Hf的两阶段模式年龄为1100~1824 Ma;(3)1700~2000 Ma,峰值年龄为1787 Ma;ε_Hf(t)值介于?9.18~?2.75之间,Hf的两阶段模式年龄为2682~3016 Ma。所有样品碎屑锆石ε_Hf(t)值为?9.18~+11.73,Hf的两阶段模式年龄为680~3016 Ma,大部分锆石的Hf同位素组成集中于球粒陨石与亏损地幔标准线之间,表明沉积物源以早古生代和新元古代新增生地壳物质为主,同时存在少量中元古代晚期古老地壳物质的活化改造。结合前人已报道的邻区相关岩体年代学及地球化学资料,研究区乌宾敖包组的沉积时代不早于晚奥陶世,沉积物主要来自额尔古纳和兴安地块的近缘碎屑物,其形成与早古生代时期古亚洲洋演化过程中额尔古纳与兴安地块碰撞拼贴以及随后的伸展垮塌相关。