内蒙古西乌珠穆沁旗地区下二叠统原寿山沟组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

下二叠统寿山沟组在大兴安岭南部广泛分布,但缺少确切的时代依据.西乌旗塔宾庙林场寿山沟组以巨厚的中薄层泥岩与砂岩韵律层为标志,镜下特征显示,砂岩主体为长石岩屑砂岩.上部中粗粒长石岩屑砂岩中90颗碎屑锆石阴极发光图像显示它们多具有岩浆锆石的典型特点;锆石U-Pb定年结果显示,除8颗锆石(9％)具有元古宙和早古生代的年龄信息(2490～502Ma)外,其余样品年龄大致可分成3组:第1组3颗(3％),年龄为383Ma±3Ma;第2组6颗(7％),年龄为365Ma±4Ma;第3组73颗(81％),年龄介于280～337Ma之间,又进一步在289Ma、300Ma、309Ma、325Ma形成4个峰值,说明砂岩具有多时代物源混合的特征,但沉积下限应不老于289Ma.参考近年大石寨组测年资料推测,寿山沟组应作为大石寨组的同时异相沉积,大兴安岭南部下二叠统地层序列有待于重新认识.结合区域岩浆活动时间认为,原寿山沟组测年砂岩碎屑锆石主要来自于苏尼特左旗—锡林浩特—西乌旗一带早石炭世晚期—晚石炭世岩浆弧,部分来自乌兰浩特地区大石寨组火山岩.     

内蒙古巴林右旗下三叠统幸福之路组凝灰岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及其地质意义

下三叠统幸福之路组分布于大兴安岭南部,为一套以红层为主要特征的杂色碎屑岩组合,时代为早三叠世。笔者重新实测了幸福之路组三段建组剖面——巴林右旗幸福之路苏木哈拉山东剖面,除采集到早三叠世早期的孢粉、叶肢介等化石外,在剖面下部首次发现了凝灰岩夹层。采用LA-ICP-MS技术,对2个凝灰岩中的锆石进行了U-Pb年龄测定,获得的年龄值为252.6±1.7Ma（MSWD=0.64）和249.9±1.6Ma（MSWD=0.22）,即火山岩大约在250Ma前形成。结合地层古生物及区域岩浆岩资料,认为幸福之路组三段的形成时代为早三叠世早期,大兴安岭南部存在约250Ma与板块闭合相关的岩浆事件,以红层为特色的幸福之路组含有华夏和安加拉两大植物群混生的孢粉化石组合,反映华北板块与西伯利亚板块在250Ma时已经完成碰撞拼贴,幸福之路组形成于碰撞之后。     

内蒙古阿鲁科尔沁旗林西组砂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及意义

阿鲁科尔沁旗陶海营子剖面是林西组的典型剖面之一,岩性为灰、灰黑、黄绿色的砂板岩组合,含双壳、叶肢介、植物和孢粉化石,时代为晚二叠世晚期。砂岩的主体岩石类型为长石岩屑砂岩。对采自剖面下部第1层的长石岩屑砂岩进行了LAICP-MS锆石U-Pb同位素测定。结果显示,96颗锆石的谐和年龄分布在6个年龄区间:248~301Ma(40颗,42%),峰值年龄为261Ma;312~376Ma(12颗,13%),峰值年龄为330Ma和375Ma;417~522Ma(14颗,15%),峰值年龄为510Ma、438Ma和472Ma;585~988Ma(18颗,19%),峰值年龄为927Ma、976Ma和856Ma;1091~1548Ma(7颗,7%)和1791~2671Ma(5颗,5%)。最年轻的3个和谐年龄为248Ma±5Ma、253Ma±5Ma、254Ma±5Ma,最年轻的次峰值年龄为253Ma,推测测年样品沉积时间下限为253Ma。最年轻的峰值年龄(253Ma、261Ma)与华北板块北缘和大兴安岭南部西拉木伦河缝合带附近与板块碰撞、拼贴相关的岩浆事件吻合。结合古生物地理学的研究成果,推测林西组的沉积物源除来自于西拉木伦缝合带北部的东北地区外,也可能来自西拉木伦缝合带南部,华北板块与西伯利亚板块在晚二叠世晚期拼合,古亚洲洋消失。     

内蒙古巴林右旗下三叠统幸福之路组凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

下三叠统幸福之路组分布于大兴安岭南部,为一套以红层为主要特征的杂色碎屑岩组合,时代为早三叠世。笔者重新实测了幸福之路组三段建组剖面——巴林右旗幸福之路苏木哈拉山东剖面,除采集到早三叠世早期的孢粉、叶肢介等化石外,在剖面下部首次发现了凝灰岩夹层。采用LA-ICP-MS技术,对2个凝灰岩中的锆石进行了U-Pb年龄测定,获得的年龄值为252.6±1.7Ma(MSWD=0.64)和249.9±1.6Ma(MSWD=0.22),即火山岩大约在250Ma前形成。结合地层古生物及区域岩浆岩资料,认为幸福之路组三段的形成时代为早三叠世早期,大兴安岭南部存在约250Ma与板块闭合相关的岩浆事件,以红层为特色的幸福之路组含有华夏和安加拉两大植物群混生的孢粉化石组合,反映华北板块与西伯利亚板块在250Ma时已经完成碰撞拼贴,幸福之路组形成于碰撞之后。     

内蒙古阿鲁科尔沁旗林西组砂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及意义

阿鲁科尔沁旗陶海营子剖面是林西组的典型剖面之一,岩性为灰、灰黑、黄绿色的砂板岩组合,含双壳、叶肢介、植物和孢粉化石,时代为晚二叠世晚期。砂岩的主体岩石类型为长石岩屑砂岩。对采自剖面下部第1层的长石岩屑砂岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定。结果显示,96颗锆石的谐和年龄分布在6个年龄区间： 248~301Ma（40颗,42%）,峰值年龄为261Ma;312~376Ma（12颗,13%）,峰值年龄为330Ma和375Ma; 417~522Ma（14颗,15%）,峰值年龄为510Ma 、438Ma和472Ma;585~988Ma（18颗,19%）,峰值年龄为927Ma、976Ma和856Ma;1091~1548Ma（7颗,7％）和1791~2671Ma（5颗,5%）。最年轻的3个和谐年龄为248Ma±5Ma、253Ma±5Ma、254Ma±5Ma,最年轻的次峰值年龄为253Ma,推测测年样品沉积时间下限为253Ma。最年轻的峰值年龄(253Ma、261Ma)与华北板块北缘和大兴安岭南部西拉木伦河缝合带附近与板块碰撞、拼贴相关的岩浆事件吻合。结合古生物地理学的研究成果,推测林西组的沉积物源除来自于西拉木伦缝合带北部的东北地区外,也可能来自西拉木伦缝合带南部,华北板块与西伯利亚板块在晚二叠世晚期拼合,古亚洲洋消失。     

内蒙古科右中旗—突泉地区晚二叠世林西组碎屑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

内蒙古科右中旗—突泉地区出露一套缺少化石、遭受接触变质作用的巨厚层碎屑岩,其先后被划归为早二叠世索伦组、晚二叠世林西组、下寒武统。取自该套地层砂岩样品的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年数据表现为2个主要年龄区间:255~354Ma,峰值年龄为263Ma和283Ma;413~529Ma,峰值年龄为485Ma。另有5颗锆石的年龄值分别为625Ma、965Ma、1372Ma、1707Ma、1727Ma。263Ma的峰值年龄限定了该套地层的沉积下限应为晚二叠世,结合区域地层对比,认为是晚二叠世林西组。该地层年代为突泉盆地下伏第二低阻层为林西组的推断提供了年代学证据。     

祁连山西段玉石沟地区上二叠统砂岩碎屑锆石年代学及其地质意义

玉石沟地区位于青藏高原东北缘,大地构造属于北祁连造山带南缘,其石炭纪—三叠纪是上叠盆地发育时期,表现为浅海相、海陆交互相至陆相稳定型沉积建造。对玉石沟北部紫红色粗砂岩样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年,其年龄结果主要分布在4个区间:260～350 Ma(峰值314 Ma)、400～500 Ma(峰值445 Ma)、1 700～2 000 Ma、2 200～2 600 Ma,800～1 000 Ma锆石数仅有2颗,另有1颗锆石为2 056 Ma。锆石CL图像显示:260～350 Ma锆石中既有变质锆石也有岩浆锆石,可能响应南祁连地区石炭纪—早二叠世的热事件。400～500 Ma锆石以岩浆锆石为主,表明北祁连造山带和中祁连地块广泛发育的弧岩浆岩和同碰撞花岗岩提供了物源。1 700～2 000 Ma和2 200～2 600 Ma锆石主要为变质锆石,反映了祁连地块基底变质岩的年龄信息,推测来源于基底变质岩的剥露。800～1 000 Ma年龄区间的锆石数量稀少,可能反映新元古代侵入体在该组沉积时期尚未大规模剥露。砂岩中最年轻的锆石年龄为(289±2)Ma,限定了其沉积时代的下限为早二叠世,结合实测地层剖面上的岩石组合和层序变化,将之归属于上二叠统红泉组。碎屑锆石年龄结构表明玉石沟地区红泉组兼具北祁连造山带和中—南祁连地块的年龄信息,红泉组沉积物可能具有南、北两个物源区。     

内蒙古扎鲁特旗上二叠统林西组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及意义

研究区位于西拉木伦河-长春-延吉断裂以北,区内发育有巨厚的上二叠统林西组,岩性为灰、灰黑、黄绿色的砂板岩组合.研究其年代学特征对确定该区大地构造背景具有重要的指示意义.对采自林西组的砂岩样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年.结果显示,其年龄分布在5个年龄区间：252~300 Ma、305~423 Ma、431~555 Ma、600~999 Ma、1037~2460 Ma.最年轻的年龄为252 Ma,指示林西组沉积时间下限为252 Ma.上述碎屑锆石的年代学研究表明,扎鲁特旗地区晚二叠世林西组物源既有东北地区的变质基底以及其后的构造岩浆事件信息,也包含有南侧华北板块北缘信息,说明在晚二叠世晚期沿西拉木伦河缝合带华北板块北缘与其北侧地块群完成最终碰撞拼贴.     

吉林中部晚二叠世红山组碎屑锆石年龄及其地质意义

在吉林1/5万退抟等四幅区域地质调查中,通过详细的野外地质调查和前人成果的综合研究,对测区内一直悬而未决的前中生代地层重新划分为新兴岩组和红山组;采用LA-ICPMS技术,对碎屑岩中的碎屑锆石进行U-Pb测年,确定了红山组沉积时限下限为晚二叠世.这对研究造山带变质岩沉积时限提出了较好的借鉴.     

内蒙古东部上二叠统林西组砂岩锆石SHRIMP U-Pb年代学及其构造意义

林西县官地—翟家沟剖面和阿鲁科尔沁旗陶海营子剖面是二叠系上统林西组的典型剖面,岩性为灰、灰黑、黄绿色的砂板岩组合,时代为晚二叠世。砂岩主要由长石岩屑砂岩和粉砂岩组成。长期以来,林西组的沉积时限尚未准确限定,还存在争议;沉积物来源区也较复杂,还需进一步确认。这一问题的解决也将为解决华北与西伯利亚板块拼贴时限和拼贴位置提供年代学数据支撑。本文选取陶海营子地区的长石岩屑砂岩(TH01)和林西县官地—翟家沟地区的粉砂岩(2GD002)作为研究对象,选取锆石进行SHRIMP U-Pb测年。结果显示,碎屑锆石的206Pb/238U年龄分布区间为:256.2±2.5Ma~276.4±2.4Ma(N=20),327.2±2.6Ma~363.7±3.5Ma(N=2),415.0±3.5Ma~481.1±4.4Ma(N=8),531.4±3.8Ma~577.5±5.0Ma(N=2),598.9±6.0Ma~974.6±7.8Ma(N=6),1049±11Ma~2606±7Ma(N=4,207Pb/206Pb年龄);年轻锆石的206Pb/238U年龄加权平均值分别为260.7±1.2Ma(MSWD=1.13,N=13,TH01)和262.6±1.9Ma(MSWD=1.6,N=7,2GD002),最年轻的锆石年龄分别是256.0±2.5Ma(TH01)和257.9±2Ma(2GD002)。综合研究认为林西组的沉积下限为253~257Ma,沉积上限可能延伸至238~242Ma,年轻锆石的峰值年龄(260Ma、262Ma)与华北板块北缘和大兴安岭南部西拉木伦河缝合带附近与板块碰撞、拼合相关的岩浆事件相吻合;林西组物源主要来自西拉木伦河缝合带北部的东北地区,也有可能来自西拉木伦河缝合带南部,华北板块与西伯利亚板块在早三叠世之后拼合,古亚洲洋消失,并尝试对研究区林西组油气资源潜力进行初步评价。     

内蒙古西乌旗大石寨组火山岩年代学和地球化学特征及地质意义

中亚造山带南缘二叠纪火山岩的成因及形成环境一直存在争议。本文以内蒙古西乌旗罕乌拉地区发育的大石寨组火山岩为研究对象,对其开展了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学研究。大石寨组火山岩为一套中酸性火山熔岩-碎屑岩组合,岩性以流纹岩为主。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,2件流纹岩样品的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分别为276±0.81Ma(MSWD=1.3)和280±0.76Ma(MSWD=0.69),说明大石寨组流纹岩喷发于早二叠世,反映了早二叠世的构造岩浆作用事件。岩石地球化学研究表明,大石寨组火山岩为一套中酸性火山岩,以高硅、富碱为特征,Ti、Mg、Fe、Ca等元素含量较低;微量元素总体含量较高,具有一致的配分曲线,Rb、Th、U、K、LREE等大离子亲石元素相对于Nb、Ta、HREE等高场强元素明显富集;稀土元素总量偏高,具一致的右倾"海鸥式"配分型式。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上显示明显的Ba、Sr、P、Eu和Ti的负异常。10000Ga/Al平均值3.6。地球化学特征显示该套火山岩具有岛弧火山岩的属性,类似A型花岗岩的地球化学特征,为高温低压下长英质地壳部分熔融的产物。结合地球化学特征及区域地质资料,大石寨组火山岩最可能形成于弧后扩张环境,是早二叠世古亚洲洋闭合前洋壳俯冲消减作用的产物。     

Provenance of Conglomerate and Sandstone from Early Permian Shoushangou Formation in Xi Ujimqin, Inner Mongolia: Implications for Understanding Paleo-Asian Ocean Subduction

During the Late Carboniferous to Early Permian, a rift was formed by post-collisional extension after ocean closure or an island arc-related basin formed by Paleo-Asian Ocean (PAO) subduction in the Xi Ujimqin area. Nevertheless, the closure time of the PAO is still under debate. Thus, to identify the origin of the PAO, the geochemistry and U-Pb age of zircons were analyzed for the extra-large deep marine, polymict clastic boulders and sandstones in the Shoushangou Formation within the basin. The analyses revealed magmatic activity and tectonic evolution. The conglomerates include megaclasts of granite (298.8 ± 9.1?Ma) and granodiorite porphyry (297.1 ± 3.1?Ma), which were deposited by muddy debris flow. Results of this study demonstrated that the boulders of granitoids have the geochemistry of typical I-type granite, characterized by low Zr + Nb + Ce + Y and low Ga/Al values. The granitoid boulders were formed in island arc setting, indicating the presence of arc magmatism in the area that is composed of the Late Carboniferous to Early Permian subduction-related granitoid in southern Xi Ujimqin. Multiple diagrams for determining sedimentary provenance using major and trace elements indicate that Shoushangou sediments originated from continental island arc-related felsic rocks. Detrital zircon U-Pb age cluster of 330–280?Ma was obtained, indicating input from granite, ophiolite, Xilin Gol complex, and Carboniferous sources to the south. The basin was geographically developed behind the arc during the Early Permian period because the outcropped intrusive rocks in the Late Carboniferous to Early Permian form a volcanic arc. The comprehensive analyses of source areas suggest that Shoushangou sediments developed in a backarc basin in response to the northward subduction of the PAO. The backarc basin and intrusive rocks, in addition to previously published Late Carboniferous to Early Permian magmatic rocks of arc unit in Xilin Gol, confirm the presence of an Early Permian trench-arc-basin system in the region, represented by the Baolidao arc and Xi Ujimqin backarc basin. This study highlights the importance and potential of combined geochemical and geochronological studies of conglomerates and sandstone for reconstructing the geodynamic setting of a basin.     

碎屑重矿物分析对内蒙古西乌旗早二叠世寿山沟组的物源指示及构造意义

碎屑重矿物由于相对比较稳定,蕴含重要的成因信息,对其进行电子探针成分分析,能够还原岩石形成的物源区和盆地构造背景。内蒙古西乌旗早二叠世寿山沟组一段主要由砂岩夹砾岩等组成,二段主要由粉砂岩、泥岩等组成。重矿物分析表明,寿山沟组一段和二段砂岩重矿物主要有锆石、尖晶石和石榴子石等,指示其物源区为岩浆岩和变质岩。重矿物电子探针成分分析结果显示,电气石成分指示其具贫锂花岗岩和变沉积岩物源,尖晶石成分指示其具岛弧和洋中脊玄武岩类物源,石榴子石成分指示其具高级变质基性岩源区。综合物源分析显示,寿山沟组主要来源于迪彦庙蛇绿岩、锡林浩特杂岩和本巴图组玄武岩等。结合区域地质对比,认为寿山沟组形成于弧后盆地,古亚洲洋在早二叠世时期尚未闭合。     

内蒙古西乌旗努和特早白垩世A型花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

内蒙古西乌旗努和特A型花岗岩位于贺根山缝合带内,侵位于晚石炭世梅劳特乌拉蛇绿岩带、中二叠统哲斯组和晚石炭世英云闪长岩中,岩性为正长花岗岩。努和特A型花岗岩富硅、富钾、富碱、贫Al_2O_3、CaO、MgO、TiO_2、P_2O、Sr、Ba、Eu、Ti和P,具有较高的Ga/Al、(Na_2O+K_2O)/CaO、K_2O/MgO、TFeO/MgO、Rb/Nb、Y/Nb、Sc/Nb值,稀土元素配分曲线为海鸥式分布,δEu值为0.25~0.54,负Eu异常明显,地球化学特征明显不同于I、S和M型花岗岩,为铝质A型花岗岩。在地球化学分类判别图解上,努和特A型花岗岩显示后造山A_2型花岗岩特征,反映其形成于后造山伸展环境。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,该花岗岩的侵位年龄为130.4±1.2Ma和130.4±1.4Ma,其形成时代为早白垩世。根据蛇绿岩、俯冲-岛弧型-碰撞型和后造山型岩浆岩的时空分布与演化特征,贺根山缝合带在早白垩世可能处于后造山伸展阶段。     

内蒙古西乌珠穆沁旗地区下二叠统寿山沟组 遗迹化石的发现及意义

内蒙古西乌旗地区寿山沟组化石稀少,沉积环境不明.在内蒙古西乌旗塔宾庙林场剖面识别出了一套海相碎屑岩沉积,发育有泥岩与砂岩韵律性互层,在该剖面的16～18层暗色粉砂岩、粉砂质板岩及泥灰岩透镜体中发育有大量的遗迹化石.这些主要遗迹属有Zoophycos,Sc olic ia,Planolites,Taenidium,Chondrites,Helminthoida,Helminthopsis.分析其形态、习性,将其划分为Zoophycos和Helminthopsis 2个遗迹化石组合,这2个组合均属Zoophycos遗迹相,反映了半深海环境的大陆斜坡沉积,为西乌旗地区沉积环境的研究提供了新的依据.     

内蒙古西乌旗罕乌拉地区白音高老组火山岩特征及其形成构造背景

大兴安岭中生代火山岩的成因和构造背景一直存在争议。内蒙古西乌旗地区发育大面积的晚中生代火山岩,是中国东部巨型火山岩带的重要组成部分。本文对西乌旗罕乌拉地区白音高老组火山岩开展了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学研究,以便对其岩石成因和构造背景给予制约。白音高老组火山岩主要由流纹岩及流纹质火山碎屑岩等一套中酸性火山岩组成。采集其中的球粒流纹岩和英安斑岩进行LA-ICP-MS锆石UPb测年,测年锆石的CL图和Th/U值（0.34~1.25）指示其为岩浆成因锆石,测年结果分别为（140±0.8）Ma和（133±0.7）Ma,表明这套火山岩的形成时代为早白垩世早期。岩石地球化学研究表明,白音高老组火山岩属高钾钙碱性系列,具高硅、富碱、贫镁、钙,高FeO^T/MgO比值,低Mg^#值、Nb/Ta比值的特征;相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素;大部分样品富集LILE,而亏损Ba、Sr和HFSE,具A型花岗岩地球化学特征,形成于伸展构造背景,为地壳部分熔融的结果。结合区域中生代火山岩的空间展布特征,认为该火山岩形成应与蒙古—鄂霍茨克洋闭合碰撞后伸展和古太平洋板块的俯冲作用有关。     

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。