塔里木盆地东南缘(阿尔金山)"变质基底"记录的多期构造热事件:锆石U-Pb年代学的制约

塔里木盆地东南缘的阿尔金山被认为是塔里木克拉通变质基底的主要出露地区之一。 本文通过阿尔金山北坡不整合在太古代-古元古代变质基底之上的安南坝群中的碎屑岩和中南阿尔金中深变质岩石(原定为阿尔金岩群)的锆石U-Pb年代学研究,来确定塔里木盆地东南缘变质基底的性质及所经历的多期构造热历史。研究结果显示,塔里木盆地东南缘的安南坝群中含砾砂岩的碎屑锆石年龄集中在1.92Ga左右,少量在2.0~2.4Ga,表明其碎屑物质主要来源于下伏的太古代-早元古代米兰岩群和相关的深成侵入体。在中阿尔金地块和南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的深变质岩石中,锆石U-Pb年代学数据表明其记录有新元古代早期(920~940Ma)、新元古代晚期(760Ma左右)和早古生代(450~500Ma)三期构造热事件,新元古代早期的构造热事件与塔里木(或晋宁)造山作用有关,它普遍存在于塔里木盆地周缘的和南中国地块(扬子克拉通)的变质基底岩石中,与Rodinia超级大陆汇聚相关;新元古代晚期的构造热事件也同样广泛存在于塔里木盆地周缘和扬子克拉通之中,被认为与Rodinia超大陆的裂解作用有关。因此,在新元古代时期,阿尔金的地质演化历史与扬子克拉通非常相似,而与华北则有很大的不同,锆石U-Pb测定还表明中南阿尔金的深变质岩石普遍遭受了早古生代的变质作用的改造,显示它们普遍卷入了早古生代的碰撞造山事件之中,成为早古生代碰撞造山带的组成部分。     

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

塔里木克拉通北缘的前寒武纪构造热事件——新疆库尔勒铁门关高级变质岩的锆石U-Pb年代学限定

本文对位于塔里木盆地北缘库尔勒铁门关地区高级变质岩中的锆石进行了U-Pb年代学研究。研究结果表明,铁门关地区的变质岩由片麻岩、片岩、角闪岩和钙硅酸盐组成,普遍经历了角闪岩相变质作用,矿物组合为斜长石+钾长石+石英+黑云母±白云母±角闪石±石榴石。锆石U-Pb定年分析揭示出三期构造热事件:古元古代早期(~2370Ma)的岩浆事件、古元古代晚期(1890~1850Ma)的变质事件,和新元古代早期(980~910Ma)变质事件。这些结果为塔里木克拉通的前寒武纪构造演化提供了新的限定。     

海南岛北西部前寒武纪花岗质岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及地质意义

对海南岛北西部戈枕地区侵位于古中元古代抱板群花岗质岩进行了CL成像制约下的SHRIMP锆石U-Pb年龄测定,获得了1455±12Ma的U-Pb谐和年龄、1454±12Ma有利的207Pb/206Pb中值年龄。结合该花岗质岩锆石内部结构、岩浆源区和变形变质特征,以及前人多种定年成果,认为该花岗质岩结晶年龄应为~1450Ma,随后于~1400Ma经历了一次构造-热变质事件;Rodinia超大陆聚合前,华夏地块(包括海南岛、或至少是海南岛北西部)最可能位于劳伦大陆南缘的西南延伸部分。研究结果还暗示华夏地块(包括海南岛)所经历的格林威尔造山事件可能较扬子地块偏早,古、中元古代抱板群沉积上限应约束在~1450Ma。     

内蒙古狼山巴音前达门地区黑云斜长片麻岩年代学研究及板块归属

内蒙古西部狼山地区的构造归属争议较大,一直以来没有直接证据证明狼山地区属于华北陆块。本文对内蒙古狼山巴音前达门地区(含石榴子石)黑云斜长片麻岩进行了年代学研究,利用LA- ICP- MS方法进行U- Pb同位素测年,所测试锆石均为岩浆锆石,锆石年龄为1946±9 Ma和1940±12 Ma,代表其原岩的形成年龄,说明狼山地区存在古元古代晚期岩浆作用。从锆石Hf同位素来看,εHf(t) 从-1.3~6.4,其Hf同位素源区既有当时华北克拉通基底物质,又有地幔的贡献,2442Ma的模式年龄指示源岩来源于早元古代地壳增生事件,可能与华北克拉通基底的形成有关。这进一步表明狼山地区同华北陆块中部地区一样,该地区存在有早元古代岩体。对宝音图群碎屑锆石的研究同样说明了狼山地区宝音图群与华北克拉通更具亲缘性,狼山地区在构造属性上可能属于华北陆块一部分。     

新疆大陆基底分区模式和主要地质事件的划分

在同位素年代学和地球化学研究的基础上，概括了1982～2000年间的同位素年代学和地球化学研究成果，特别是1987～2000年"305"项目的研究成果。展现了近年来对新疆大陆前寒武纪基底同位素年代学研究的新成果塔里木北缘灰色片麻岩锆石U-Pb年龄为2600Ma，西昆仑基底石榴黑云母片麻岩中的锆石U-Pb一致年龄则为 （2048±20）Ma，阿尔金灰色片麻岩锆石U-Pb上交点年龄为（1820±277）Ma，测定了东天山星星峡群片麻岩的锆石U-Pb上交点年龄为（1404±18）Ma，与1986年的结果一致（1400±42）Ma，获得西天山温泉群、那拉提群和木扎尔特群混合岩化片麻岩中锆石U-Pb年龄分别为（821±11）～（798±8）Ma，（882±83）Ma和（707±7）Ma；基于Sm-Nd模式年龄统计结果，将新疆大陆基底分为5个区域，即塔里木大陆太古宙－古元古代（3.2～2.2）Ga基底区，昆仑-阿尔金造山带古元古代基底区（2.0～1.8）Ga，天山古中元古代基底区（2.1～1.7）Ga，准噶尔为年轻地壳基底区（1.4～0.7）Ga和阿尔泰古元古代、中新元古代复合基底区（≤2.6～2.4Ga,1.5～0.9Ga）；基于多年研究的积累，并综合了国内外一些可以应用的同位素年代学研究结果，提出以塔里木太古宙大陆地核向南、北逐步增生的新疆大陆地壳基底演化模式；确定了新疆大陆地壳构造演化中15次主要地质事件的时限为（3000～3200）Ma；2800Ma；2600～2500Ma；2200Ma；2000～1700Ma；1400Ma；1000Ma;；800Ma；700～>500Ma；520～480Ma；450Ma；360～300Ma；300～250Ma；210～135Ma；65～5Ma。这些同位素年代学和Nd同位素示踪研究结果无疑将成为进一步探讨新疆大陆地壳构造演化的一些重要依据。     

北阿尔金地区古元古代岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

北阿尔金是塔里木克拉通变质基底的主要出露区之一。对该区具有侵入接触关系的正长花岗岩和花岗片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究。正长花岗岩中的锆石多呈椭圆状,具有振荡环带结构,部分颗粒中可见老锆石残核,Th/U值较高,亏损轻稀土元素,富集重稀土元素,具有负Eu异常和正Ce异常的特点,表明该组锆石为岩浆成因。定年结果获得1903±13Ma和2506±55Ma两组年龄加权平均值,前者代表岩体的结晶年龄,后者为捕获锆石年龄,结合区域年代学资料,认为正长花岗岩岩浆侵入过程中可能捕获了太古宇米兰群的古老基底锆石。花岗片麻岩中16个测点的锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄集中于1802±28Ma,代表了岩体侵位时代,其余5个测点的锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄为1911~1951Ma,说明岩浆侵位过程中捕获了部分正长花岗岩的物质。区域地质与同位素年代学研究表明,北阿尔金地区广泛存在2.0~1.8Ga的构造-热事件。获得的花岗质岩石的1.9~1.8Ga的年龄结果,直接证实了北阿尔金存在约1.9Ga的岩浆作用,可能为古元古代Columbia超大陆汇聚事件在该地区的响应,为探讨塔里木板块前寒武纪构造-热事件演化历史提供了新资料。古元古代末期约1.8Ga的花岗片麻岩,代表了后造山伸展阶段的岩浆活动。     

浙西南玉岩花岗片麻岩锆石U-Pb年代学——华夏地块古老基底物质的探讨

通过对浙西南遂昌县玉岩古元古代花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,以探讨和揭示华夏地区基底的物质组成。玉岩花岗片麻岩锆石可分为两类:第一类锆石年龄相对年轻,其~(207)Pb/~(206)Pb年龄介于597~1917 Ma之间,结合稀土元素特征,表明为变质成因锆石,在锆石谐和图上,15个年轻锆石点整体上构成了一条不一致线,其上交点年龄为1904±19Ma,代表了片麻岩形成的变质时间,表明华夏地区存在古老的古元古代晚期岩浆岩-变质岩基底,下交点年龄为262±47Ma,可能记录了华夏地块晚二叠世―早三叠世构造-变质作用的响应。第二类锆石年龄相对较老,锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄介于2087~2523Ma之间,锆石发育核幔结构并有明显的振荡环带,较老的锆石年龄表明华夏地区可能存在太古宙末至2.5Ga的古老基底物质。     

浙西南八都群古元古代和三叠纪变质和岩浆事件的年代学证据

本文对华夏地块浙西南八都群片麻岩和侵入其中的花岗岩进行了系统的岩石学、地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素研究。结果表明,八都群片麻岩中的碎屑锆石普遍发育~1882 Ma的(变质)增生边,而侵入八都群花岗岩的结晶时代集中在1861~1841 Ma。综合本文及前人获得的岩石学和同位素年代学数据可知,华夏地块在古元古代晚期(1890~1850Ma)发生了一次强烈的造山事件,该期造山很可能与Columbia超大陆的聚合作用密切相关,华夏地块可能为Columbia超大陆的一个陆块。除此之外,本研究还在八都杂岩中获得了三叠纪变质锆石年龄(235±1)Ma,综合前人发表资料可知,这些古元古代基底岩石遭受了强烈的印支期改造,可能与华南大陆印支期造山作用相关。然而,关于古元古代基底的三叠纪变形变质、抬升和出露过程及其与印支期构造演化的内在联系,仍有待进一步研究。     

东昆仑前寒武纪基底变质岩系的锆石SHRIMP年龄及其构造意义

东昆仑地区有一系列前寒武纪变质基底岩系出露 ,这些基底岩块可以划分为两类 :北部基底以太古宙—古元古代的白沙河岩群和中元古代的小庙岩群为代表 ,南部基底以古、中元古代苦海杂岩为代表。对北部基底岩系小庙岩群变质碎屑岩系的锆石U PbSHRIMP年龄分析结果显示小庙岩群(Pt2 x)碎屑物源区是年龄大于 2 4亿年的岩石 ,2 4～ 2 5亿年的碎屑锆石的群组年龄很可能反映了小庙岩群源区的一期变质作用时间。个别 32亿年的碎屑锆石年龄指示源区存在古太古代的陆核。变质锆石及深熔成因的锆石给出的 10 35～ 10 74Ma群组年龄是小庙岩群的主期构造热事件时间 ,反映以清水泉蛇绿岩为代表的中元古代洋盆的闭合和南北不同基底块体的愈合 ,是Rodinia大陆聚合事件在东昆仑地区的表现。     

扬子地块西缘河口群的时代:来自火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

扬子地块西缘的河口群长期以来被认为是早元古代的火山—沉积地层,这种认识缺乏高精度同位素年龄的支持。为精确标定河口群的时代,采用激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)对川西南拉拉铜矿区河口群中的石英角斑岩进行锆石U-Pb定年。结果表明所有锆石均为岩浆锆石,单点分析结果均为谐和年龄,锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为1722±25Ma(2σ,MSWD=0.5,n=11)。由此认为河口群浅变质火山—沉积岩系的精确沉积时代为1722±25Ma,为早元古代晚期的火山—沉积地层。     

内蒙古北山地区北山岩群斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

内蒙古北山地区标山一带北山岩群出露相对齐全,基于区域地质、岩石学及地球化学等特征研究,在北山岩群中解体出斜长角闪岩,其原岩为辉长岩、辉绿岩等基性岩脉。采用LA-ICP-MS方法对斜长角闪岩样品开展锆石U-Pb同位素测年分析,获得U-Pb加权平均年龄为1623±21Ma,207Pb/206Pb表面年龄为1547~1691Ma。样品中锆石多为半自形双锥柱状,粒径介于0.03~0.21mm,发育较明显的振荡环带,具有核-幔-边结构,30个锆石分析点Th/U比值为0.38~0.92,绝大多数大于0.4,表明这些锆石为岩浆成因而非变质成因锆石。因此,这些锆石的同位素年龄为斜长角闪岩的结晶年龄,从而说明北山岩群的成岩年龄应不晚于1623±21Ma。综合研究表明,斜长角闪岩形成于古元古代大陆扩张环境,这些认识对北山岩群的时代归属及其北山地区构造发展演化历史的研究均具有重要意义。     

阿尔金奇克山斜长角闪岩同位素年龄及其地球化学特征

阿尔金奇克山地区侵入于地层中的斜长角闪岩原岩为辉长岩,岩石地球化学组成显示斜长角闪岩的SiO_2和Al_2O_3含量较高为49.29%~51.03%和12.27%~14.49%,Na_2O+K_2O含量低为2.35%~4.37%,MgO和Mg~#值为6.48%~10.12%和48.7~59.6,具Eu负异常,样品的MgO对SiO_2、Al_2O_3、TiO_2及Cr-Rb和Rb/Nb-Rb/Zr关系图显示明显相关性,表明其为地幔岩浆经分异演化形成。岩石富集Rb、Th和U,亏损Nb、Sr和P,且Th/Ta为1.05~2.771,Nb/La为0.88~1.02,多小于1,显示岩石在演化过程中受到了地壳轻微混染,推断岩石形成于板内伸展环境。利用LA-ICP-MS微区原位定年获得斜长角闪岩~(206)Pb/~(238)U-~(207)Pb/~(235)U谐和年龄503±5 Ma和~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为479±6 Ma,该年龄段为阿尔金峰期变质阶段,指示岩石形成于479 Ma以前。     

华北克拉通古元古代晚期地壳演化和荆山群形成时代制约——胶东地区变质中-基性侵入岩锆石SHRIMP U-Pb定年

胶东地区的荆山群呈近东西向环绕太古宙TTG花岗质片麻岩展布,主要由成熟度高的含石墨变泥砂质岩石、钙硅酸岩和大理岩组成,变质程度达高角闪岩相-麻粒岩相,具孔兹岩系性质。变质中-基性岩侵入到荆山群。它们的侵位时代对于探讨华北克拉通东部元古宙构造演化以及对荆山群沉积时代的制约,都有重要意义。锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,遭受低级变质的闪长岩(S0835)岩浆锆石年龄为1852±9Ma (MSWD=2.1),遭受中高级变质的辉长岩(S0816)变质锆石年龄为1865±11Ma (MSWD=0.76)。结合区域资料,可得出如下结论:(1)荆山群孔兹岩系形成于古元古代晚期(2.2~1.9Ga);(2)古元古代期间,胶东地区从挤压体制转入伸展体制的时间在1.87Ga之前。在华北克拉通中西部的恒山、大青山地区,存在1.97~1.92Ga辉长岩,在1.92~1.83Ga期间发生变质,与本文研究结果类似。这表明华北克拉通中-西部和东部具有类似的古元古代演化历史。     

吉林中部伊通地区放牛沟火山岩的形成时代及其地质意义

对伊通地区的放牛沟火山岩,以及后期侵入该火山岩的后庙岭花岗质侵入体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。3个样品中的锆石均呈自形-半自形晶,CL图像显示出明显的岩浆振荡生长环带,结合大多数锆石具有较高的Th/U比值(0.23~3.55),暗示了它们的岩浆成因。放牛沟火山岩由变玄武安山岩和变安山岩组成,其中变安山岩样品中锆石22个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分为3组:420±4 Ma,402±3 Ma及280±1 Ma,其中280±1 Ma代表了安山岩的形成年龄;变玄武安山岩样品中锆石30个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分为两组:401±1 Ma及279±1 Ma,后者代表了玄武安山岩的形成年龄;后庙岭花岗质侵入体中锆石18个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为256±2 Ma。上述锆石U-Pb定年结果表明,放牛沟火山岩形成于早二叠世,而非前人认为的早古生代。对后庙岭侵入体的定年结果,进一步暗示放牛沟多金属硫铁矿床的成矿时代为二叠纪。     

华北克拉通南缘太古宙地壳生长和再造:登封地区五指岭组碎屑锆石U-Pb-Hf同位素制约

对登封地区嵩山群五指岭组二云石英片岩和石英岩中碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学和原位Hf同位素分析,为探讨华北克拉通南缘太古宙地壳生长和再造提供了制约。结果显示,碎屑锆石多数呈自形–半自形,发育振荡生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.07~1.87),暗示它们多数为岩浆成因。二云石英片岩和石英岩中碎屑锆石具有类似的年龄和Hf同位素组成,它们的207Pb/206Pb谐和年龄分别介于2879~2027 Ma和3346~1903 Ma之间,峰期年龄分别为2524 Ma和2528 Ma。~2.5 Ga锆石的εHf(t)值多数为正值,介于+0.10~+9.22之间,tDM2C变化于3028~2453 Ma之间,4颗碎屑锆石的εHf(t)值为负值,变化于-1.68~-0.03之间,tDM2C介于3132~3032 Ma之间。根据上述结果并结合相邻地区的相关研究资料,表明嵩山群沉积于古元古代晚期,五指岭组中碎屑锆石的物源主要为华北克拉通南缘~2.5 Ga具有新生地壳属性的结晶基底物质。华北克拉通南缘存在中–新太古代时期的地壳生长,同时发育中太古代古老地壳物质的再造。     

塔里木盆地东北缘敦煌群的形成和演化:锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

采用LA-MC-ICP-MS手段对敦煌地块中敦煌群的白云母石英片岩、石榴斜长角闪岩、石榴黑云斜长片麻岩和长英质伟晶岩脉中的锆石进行了U-Pb 和Lu-Hf同位素分析,获得白云母石英片岩碎屑岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb表面年龄为1545~756Ma,主要集中在1200~1000Ma,表明地层的最大沉积时代为756Ma,蚀源区存在中、新元古代的岩浆事件。白云母石英片岩锆石的ε_Hf(t)分为两组,一组为正值,ε_Hf(t)=1.2~10.1,单阶段模式年龄为t_DM=1.09~1.66Ga;一组为负值,ε_Hf(t)=-1~-16,两阶段模式年龄为t_DM2=1.91~2.42Ga。表明蚀源区存在古元古代、中元古代的再造地壳。石榴斜长角闪岩的两粒捕获锆石的年龄为2272Ma 和1208Ma,ε_Hf(t)为-3和14,t_DM2和t_DM为2.82Ga和1.1Ga,暗示捕获区存在太古代再造地壳和中元古代晚期新生地壳。石榴斜长角闪岩碎屑锆石的Th/U比值为0.02~0.42,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为441±5Ma,代表了岩石遭受变质作用的时代。石榴黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石与长英质伟晶岩脉中的继承锆石特征相同,锆石年龄集中在3个峰值区间:2.2~2.1Ga,1.8~1.6Ga,1.2~0.8Ga,相应的的ε_Hf(t)分别为-9~4,-5.4~15,-27~20,相应锆石的模式年龄分别为3.1~2.4Ga,2.6~1.4Ga,3.1~1.7Ga,均大于其形成年龄,表明蚀源区锆石来自于再循环的新太古代、古元古代和中元古代地壳,样品代表的地层的最大沉积时代为新元古代早期。岩石中检测出早古生代的变质锆石, ²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为464~422Ma,可能代表了沉积岩的变质时代。敦煌群锆石U-Pb和Lu-Hf同位素表明蚀源区岩石类型和时代的多样性,也表明部分敦煌群不是前寒武纪的变质基底,而是塔里木盆地变质基底之上新元古代的沉积盖层,后卷入了我国西北部早古生代的造山事件。     

塔里木盆地北部志留系碎屑锆石测年及其地质意义

志留系是塔里木盆地第一套砂岩储层广泛分布的沉积盖层,其沉积来源与成因对志留纪构造演化及周边造山带的研究具有重要意义。塔里木盆地北部地区2个志留系代表性样品的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究表明,志留系具有比较集中的三期物源年龄:中元古代早期1500～1600Ma、新元古代早期750～900Ma、奥陶纪450～500Ma。碎屑锆石定龄表明东部地区志留系物源主要来自阿尔金地区奥陶纪火成岩,而西部塔北地区志留系物源主要来自北部古隆起前寒武纪基底。前寒武纪锆石年龄揭示塔里木板块在新元古代时期与Rodinia超大陆具有相似的聚合与裂解演化史,塔里木北部地区在中元古代存在与Columbia超大陆裂解时间一致的构造-热事件。     

锡林浩特杂岩中斜长角闪岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究

锡林浩特杂岩是一套经历强变形变质作用的变质岩,主要由黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩及变粒岩夹透镜状或脉状斜长角闪岩组成。查明其形成年龄、变质年龄对深入认识中亚造山带的形成演化具有重要意义。本次研究对锡林浩特杂岩中斜长角闪岩进行了SHRIMP锆石U-Pb测年和LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素组成分析,给出了锆石SHRIMP U-Pb的加权平均年龄为(316±4)Ma,该年龄代表斜长角闪岩的原岩形成年龄,表明锡林浩特杂岩不是前寒武纪地质体。通过锆石Hf同位素分析,εHf(t)值主要为正值(+4.1～+17.0),揭示其物源可能来自亏损地幔或壳幔混合。根据亏损地幔和古老地壳的锆石Hf同位素进行两端元的混合计算,得到斜长角闪岩原岩岩浆的源区以幔源增生组分为主体(经过计算壳幔混合比例大约1∶2)。部分锆石的模式年龄在1.8～2.5 Ga之间,表明斜长角闪岩的原岩在形成过程中有古元古代地壳物质的加入,通过兴蒙造山带和锡林浩特杂岩中斜长角闪岩的Hf模式年龄对比可知,物源可能来自兴蒙造山带内部。基于Hf同位素的两端元混合计算表明该区在晚古生代存在地壳增生。根据野外观察和室内岩石特征分析,该套杂岩可能是一套经历强变形与变质作用的晚古生代火山-沉积建造。