博格达晚古生代岛弧的沉积岩石学证据

博格达地区上古生界以极其发育的火山碎屑岩、火山岩、火山碎屑沉积为显著特征,并且具有如下沉积建造组成及特点:(1)石炭系火山岩为CA系列,下二叠统火山碎屑岩为CA+TH系列,且都形成在岛弧—造山环境下;(2)早期发育巨厚的岛弧型安山质火山—沉积建造;(3)下二叠统砂岩化学成分以低Si0_2Al_2O_3(<6)和低K_2O/(Na_2O+CaO)(<0.5)为特征.SiO_2/Al_2O_3—K_2O/(Na_2O+CaO)双变量图解分析表明其形成在大洋岛弧—活动大陆边缘环境下;(4)下二叠统浊积砂岩骨架矿物组分的QmFLT,QpLvLs图解分析揭示物源区为弧造山带。以上特点综合表明博格达在晚古生代为岛弧。     

内蒙古温都尔庙地区首次识别出古生代蛇绿混杂岩

正研究区位于内蒙古苏尼特右旗温都尔庙地区(图1),是古生代存在于西伯利亚板块与华北板块之间的古亚洲洋闭合之后形成的索伦山-西拉木伦对接带的重要组成部分(Zhang et al.,2014;潘桂棠等,2016)。本文是在1∶5万区调工作的基础上~(1),应用洋板块地质学(OPG)理论及造山带填图方法,     

温都尔庙群锆石的LA-MC-ICPMS U-Pb年龄及构造意义

温都尔庙群分布在内蒙古中部地区,分下部桑达来呼都格组和上部哈尔哈达组,通常被认为属于蛇绿岩套组合,形成时代也一直存在争论。详细的野外调查表明,温都尔庙群不完全是蛇绿岩组合,还发育洋内弧的玄武岩-玄武安山岩-安山岩组合。所以,温都尔庙群为一套包含大洋洋壳、洋内弧等不同时代和成因的增生杂岩。对温都尔庙群洋内弧变质安山岩及变质碎屑岩进行锆石LA-MC-ICPMS法U-Pb同位素测年表明:桑达来呼都格组上部洋内弧变质安山岩年龄为470±2Ma。哈尔哈达组两个样品(10NM142、10NM143)的碎屑锆石年龄主要集中在445~480Ma范围内,其中10NM143样品中最年轻谐和年龄多在424~438Ma之间,表明至少有一部分地层形成于中志留世。考虑温都尔庙群蛇绿岩形成时代(497~477Ma)、高压变质时代(446±15Ma~453±1.8Ma)及晚志留世西别河组不整合覆盖其上的事实,桑达来呼都格组可能形成于寒武纪-晚奥陶世,哈尔哈达组形成于晚奥陶世-中志留世。因此,温都尔庙群是形成于寒武纪-中志留世的变质增生杂岩。     

内蒙古赤峰地区晚古生代A型花岗岩锆石U-Pb年龄及构造意义

内蒙古赤峰地区主体位于华北克拉通北缘的白乃庙岛弧带内。本文对赤峰北部的红庙子正长花岗岩和鸡冠山花岗斑岩进行研究,结果表明:两种岩体均显示出高硅、富钾、贫镁、低钙的特点,SiO2含量介于72.77%~76.80%之间,K2O含量为4.30%~5.38%,MgO和CaO的含量分别为0.09%~0.21%和0.21%~0.56%。样品Al2O3含量较高,变化于12.49%~13.54%之间,铝饱和指数A/CNK介于1.09~1.29之间,104×Ga/Al平均值为2.68(2.6),显示出红庙子正长花岗岩为I型向A型花岗岩过渡的岩石类型,更趋近于铝质A型花岗岩,鸡冠山花岗斑岩属于典型的铝质A型花岗岩;锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为392.0±2.5Ma(正长花岗岩)和377.4±1.6Ma(花岗斑岩),属于晚古生代。兴蒙造山带内目前存在大量的印支—燕山期花岗岩,此次晚古生代侵入体的发现揭示了兴蒙造山带是一个从晚古生代就存在的多期次、多阶段形成的复合造山带。结合区域地质和地球化学特征,岩体形成于白乃庙岛弧与华北克拉通北缘碰撞后的伸展环境。测试结果不仅是研究区白乃庙岛弧岩带内首个精确同位素年龄,也为白乃庙岛弧和华北克拉通的碰撞结束时间为早泥盆世提供证据。     

内蒙古牙克石地区晚古生代弧岩浆岩:年代学及地球化学证据

在内蒙古牙克石地区晚古生代岩浆岩中发现了岛弧火山岩和埃达克质花岗闪长岩。火山岩由玄武岩、安山岩、英安岩及凝灰岩组成,属于钙碱性系列,它们富集大离子亲石元素(LILE)、轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE)。玄武岩的SHPIMP锆石U-Pb年龄表明其形成于373.2±5.3Ma。锆石εHf(t)值为+14.67～+18.67,类似大洋中脊玄武岩(MORB)和现代俯冲带玄武岩的Hf同位素特征。上述特征说明,玄武岩很可能起源于受俯冲板片流体改造的亏损地幔楔,形成于活动大陆边缘。花岗闪长岩的结晶年龄为331.2±3.7Ma。岩石高SiO2、Sr,高Sr/Y比值,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素和Y及高场强元素,铕异常基本不明显,具备埃达克岩的地球化学特征。锆石εHf(t)值较高(+12.78～+14.54),说明源区可能为亏损地幔或新生的玄武质下地壳。根据微量元素组成认为花岗闪长岩主要起源于晚古生代底侵的岛弧玄武-安山质下地壳。弧火山岩和埃达克质花岗闪长岩的发现表明,区内晚泥盆世-早石炭世发生过大洋板片的俯冲作用,可能与额尔古纳-兴安地块与松嫩地块的碰撞拼合密切相关。     

内蒙古锡林浩特跃进公社地区温都尔庙群年代学、地球化学特征及构造环境

温都尔庙群为一套绢云绿泥石英片岩、绢云石英片岩、二云石英片岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩、石英岩等的变质岩组合,形成于新元古代。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示,温都尔庙群中的岩浆热事件年龄为459.0±1.8Ma,变质年龄为898.9±5.2Ma,即锡林浩特地区存在900Ma左右的变质基底岩系。温都尔庙群片岩样品显示轻稀土元素富集的中等分异特征,并有一定的负Eu异常,其稀土元素分布模式接近于安第斯型;在微量元素原始地幔标准化图解中,出现明显的高场强元素Nb负异常,表明原岩受地壳混染作用影响;Sr/Ba平均值为0.30,小于1,基本反映了副变质岩的特点。通过岩石地球化学图解分析,认为本区温都尔庙群哈尔哈达组的原岩为沉积岩,岩性主要为砂岩和泥岩。地球化学特征及形成构造环境判别结果表明,温都尔庙群哈尔哈达组片岩原岩沉积环境为活动大陆边缘体系。     

内蒙古科尔沁右翼中旗晚古生代碎屑锆石定年及其意义

对科尔沁右翼中旗地区晚古生代地层进行碎屑锆石U-Pb定年研究。样品130909-01为凝灰质砂岩,130910-15为岩屑石英砂岩。碎屑锆石年龄可分为4组,由新到老依次为:252~278Ma、286~359Ma、381~462Ma和500Ma之前。碎屑锆石的最小年龄(256.5±1.7Ma)限定了地层沉积下限为晚二叠世。样品中出现大量残留锆石,记录了前寒武纪基底、早古生代岛弧岩浆岩和石炭纪—二叠纪岩浆活动事件。     

内蒙古科尔沁右翼中旗晚古生代碎屑锆石定年及其意义

对科尔沁右翼中旗地区晚古生代地层进行碎屑锆石U-Pb定年研究。样品130909-01为凝灰质砂岩,130910-15为岩屑石英砂岩。碎屑锆石年龄可分为4组,由新到老依次为：252~278Ma、286~359Ma、381~462Ma和500Ma之前。碎屑锆石的最小年龄（256.5±1.7Ma）限定了地层沉积下限为晚二叠世。样品中出现大量残留锆石,记录了前寒武纪基底、早古生代岛弧岩浆岩和石炭纪—二叠纪岩浆活动事件。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代沉积演化

基于笔者多年对鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代研究成果,结合野外剖面实测、钻井资料分析、地层学与层序地层学、地球化学、年代学等研究结果,从岩性特征、地层厚度、地层接触关系、物源分析、沉积相类型多方面进行对比研究,认为鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界是华北地台的一部分,因此,其沉积充填及沉积演化研究必须置于晚古生代大华北盆地之中。在此研究基础上绘制了晚古生代各组鄂尔多斯盆地及周缘沉积相平面展布图,亮点是向东部和南部进行了扩张,并详述了晚古生代沉积演化过程,为该时期华北地台原始沉积面貌的恢复提供了新的依据。     

东阿拉善地块前寒武纪变质基底中晚古生代变质杂岩:来自波罗斯坦庙杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的新证据

波罗斯坦庙杂岩是东阿拉善地块典型的中-高级变质杂岩之一,它的深入研究对进一步认识阿拉善地块起源、形成与演化过程具有十分重要的科学意义.通过对波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的野外观察、岩石学与锆石U-Pb定年发现,波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的岩浆锆石加权平均年龄分别为284±2 Ma、278±3 Ma,276±2 Ma、271±3 Ma与242±7 Ma,该组年龄被解释为其原岩成岩时代.石英闪长质片麻岩与斜长角闪岩中变质锆石加权平均年龄分别为274±6 Ma、272±5 Ma与269±3 Ma、268±2 Ma,代表它们遭受了晚古生代变质作用的时间.综合以上分析与前人研究资料,初步认为以往曾被认为是新太古代-古元古代的波罗斯坦庙杂岩,实际上可能是一个古元古代-晚古生代中-高级变质杂岩,并遭受了280~260 Ma角闪岩相变质作用,指示它们曾被卷入到中亚造山带晚古生代造山作用过程.      

内蒙古西部狼山地区晚古生代变质事件的厘定及其地质意义——来自乌拉山岩群LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的新证据

乌拉山岩群是狼山地区最重要的前寒武纪变质基底之一,准确测定其原岩成岩与变质时代,对于进一步探讨狼山地区前寒武纪地质演化具有重要的意义。对狼山地区乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩及其伴生的花岗质浅色脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究。碎屑锆石U-Pb定年和野外地质调查表明,狼山地区乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩碎屑锆石年龄介于2591～1800Ma之间,其中最小一组碎屑锆石年龄为1873Ma,结合其约270Ma的变质年龄,初步限定乌拉山岩群角闪黑云斜长片麻岩的原岩沉积年龄为1873～270Ma。综合新的研究资料,认为狼山地区乌拉山岩群除存在新太古代—古元古代变质岩外,可能还存在中元古代—晚古生代变沉积岩。锆石阴极发光图像与U-Pb定年结果综合表明,角闪黑云斜长片麻岩中发育大量变质锆石,获得的206Pb/238U年龄加权平均值为269±4Ma,代表狼山地区乌拉山岩群遭受晚古生代末期角闪岩相变质作用的时代,可能与华北板块与西伯利亚板块晚古生代末期碰撞造山作用有关。此外,采用预剥蚀方法,在乌拉山岩群高硅花岗质浅色脉体高U锆石中,获得的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为264±3Ma,被解释为乌拉山岩群花岗质浅色脉体的形成时代,代表本区晚古生代造山作用由同碰撞挤压向碰撞后伸展转换的时限。     

内蒙古东南部晚古生代裂谷区花岗质岩石锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

该区花岗质岩石主要岩性为石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩。通过对石英闪长岩锆石SHRIMP U-Pb定年[1],所获得年龄为(313±5)Ma～(323±4)Ma,属于晚石炭世侵入体;前进场和达青二长花岗岩各单元岩体均侵入了该区早二叠世寿山沟组海陆交互相碎屑沉积岩,侵入接触关系明确,红柱石角岩发育。测得前进场岩体和达青岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为(280.8±3.6)Ma和(281.5±0.5)Ma,说明岩体形成于早二叠世晚期;乌兰陶勒盖正长花岗岩岩体获得了259Ma、羊角林高勒二长花岗岩为246～216Ma的U-Pb同位素年龄,说明在晚二叠世—三叠世又有一次侵入高峰。石炭—二叠纪裂谷发育时期,部分跨入三叠纪,先后有3次侵入高峰,即晚石炭世的石英闪长岩、早二叠世的英云闪长岩—二长花岗岩、晚二叠世—三叠纪的二长花岗岩-正长花岗岩。     

内蒙古大青山地区新太古代晚期岩浆作用:来自锆石SHRIMP U-Pb定年的证据

本文报道了华北克拉通西部大青山地区新太古代晚期变质深成侵入岩的锆石SHRIMP年龄。本文涉及的3个样品取自大青山的石拐南部,岩性为黑云母二长花岗质片麻岩、紫苏石英闪长质片麻岩和闪长质片麻岩。根据矿物组合,黑云母二长花岗质片麻岩和紫苏石英闪长质片麻岩遭受高角闪岩相-麻粒岩相变质,闪长质片麻岩遭受角闪岩相变质。锆石具核-幔-边或核-边结构。岩浆锆石年龄为2484±7Ma、2494±12Ma和2495±10Ma,考虑到岩石遭受后期构造热事件强烈改造,岩浆锆石发生不同程度变质重结晶,振荡环带变得模糊,年龄很可能偏年轻,岩浆锆石真实的形成年龄应更大一些,形成于新太古代晚期。2个样品记录早期变质锆石年龄为2441±7Ma和2481±10Ma;2个样品记录晚期变质锆石年龄为1847±35Ma和为1919±73Ma。结合前人工作,可得出如下结论:1)石拐地区存在新太古代晚期二长花岗岩、石英闪长岩和闪长岩等不同类型变质深成侵入岩。新太古代晚期岩浆作用在整个大青山地区很可能广泛发育,古元古代晚期孔兹岩带是在太古宙基底之上或其邻区发展起来的。2)与大青山地区其它古元古代早期以前的地质体类似,新太古代晚期变质深成侵入岩普遍遭受古元古代早期和晚期构造热事件叠加改造。     

内蒙古西部温都尔庙群的时代及其在中亚造山带中的位置

内蒙古西部的温都尔庙群下部为含铁石英岩、变质火山岩与绢云石英片岩,上部由各类绢云石英片岩、石英岩组成,局部夹碳酸盐沉积。利用SHRIMP和ICP-MS定年方法,获得该群下部的变质火山岩时代为(460±4) Ma,上部绢云石英片岩中最年轻的峰值年龄为417 Ma和444 Ma。结合已有的锆石年龄分析结果,本文认为温都尔庙群的发育时代可能为500~415 Ma。根据温都尔庙群的物质组成,推测其形成于松辽-浑善达克地块周围的大陆边缘海域并命名为温都尔庙洋,代表我国境内早古生代时期的古亚洲洋。根据碰撞造山带理论探讨了温都尔庙群的构造位置,提出在早-中古生代时期,以温都尔庙群为代表的古亚洲洋发生了向南部华北地块和向北部兴安-艾力格庙地块的双向俯冲,其主体部分形成南、北两个加积楔,而其边缘部分卷入南、北混杂岩带成为基质,因此温都尔庙群的褶皱及变质历史记录了中亚造山带东段的演化过程。对碎屑锆石年龄分布的研究表明,温都尔庙群的前寒武纪物源特征与蒙古国下古生界的相似,而与华北陆块显著不同,表明温都尔庙群的物源很可能来自华北陆块之外的前寒武纪古陆。     

内蒙古隆起晚古生代构造隆升的沉积记录

内蒙古隆起位于华北克拉通与兴蒙造山带的过渡部位,受古亚洲洋俯冲、闭合过程的影响,在晚古生代发生了重要的构造隆升。华北盆地北缘紧靠内蒙古隆起,其晚古生代沉积记录了内蒙古隆起的构造活动历史。本文对盆地冀北—辽西地区的晚石炭—中三叠世地层进行详细的沉积体系分析和物源研究,结果表明:1盆地由远滨—滨岸、扇三角洲、三角洲、河流四种沉积体系充填而成,总体上经历了由海陆交互到陆相的进积充填过程。在晚石炭—早二叠世,盆地边缘发育扇三角洲和河流体系,盆地内部由远滨—滨岸、三角洲与河流体系组成。在中二叠—中三叠世期间盆地整体发育河流体系。盆地的沉积中心位于唐山、宝坻一带;2古水流数据、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素表明盆地物源来自内蒙古隆起,源岩由中上元古界碎屑岩和碳酸盐岩、寒武—奥陶系碳酸盐岩、晚古生代岩浆岩以及少量前寒武结晶基底组成。大量沉积岩碎屑颗粒表明内蒙古隆起在晚古生代被沉积盖层所覆盖,在二叠纪末期花岗岩以及片麻岩砾石的出现代表了内蒙古隆起隆升和侵蚀作用的加强;3根据沉积体系和物源变化将盆地划分为三个充填序列,这些序列记录了内蒙古隆起的隆升和侵蚀过程。晚石炭—早二叠世充填序列以沉积岩砾石、泥盆纪碎屑锆石和凝灰岩夹层为特征,物源来自沉积盖层和晚古生代火山岩。该序列记录了内蒙古隆起陆缘弧的初始隆升和同期火山活动。中晚二叠世充填序列以河流环境下的火山碎屑岩和火山岩为主要特征,记录了华北北缘与南蒙地块的碰撞过程,碰撞导致内蒙古隆起的隆升,同时伴随火山喷发。早中三叠世充填序列以辫状河粗碎屑和花岗质砾石为特征,记录了古亚洲洋闭合后的伸展环境。     

内蒙古阿拉善右旗杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩地球化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩富碱,贫MgO、TFeO、CaO,轻稀土元素明显富集,具弱负Eu异常,显示I型花岗岩的特点。Nb、Sr、P、Ti元素亏损,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与碰撞后花岗岩区的分界处,以碰撞前为主;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。主体岩石中锆石Th/U值高,显示出岩浆锆石的特征,稀土元素总量高,重稀土元素富集明显,球粒陨石标准化图解曲线左倾,与岩浆锆石稀土元素配分曲线总体特征趋于一致。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明其年龄为（253.5±7.9）Ma。杭嘎勒晚二叠世二长花岗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。     

北山红石山地区晚古生代火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

北山地区古亚洲洋的闭合时间和晚古生代构造演化倍受关注且久有争议.晚古生代地层及其接触关系对探讨以上问题具有重要意义,但该区地层学研究薄弱,很大程度上制约了对构造演化的深入讨论.本文获得的北山红石山地区上古生界“下石炭统绿条山组、白山组”和“下二叠统双堡塘组”火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,分别为296.8±3.5Ma、314.9±3.3Ma和299.4±5.9Ma,时代为晚石炭世-早二叠世,相当于北山地区干泉组层位.原“白山组”与“双堡塘组”之间的平行不整合不成立,表明石炭纪-二叠纪为同期裂谷盆地.原“绿条山组”与中泥盆统的角度不整合实为干泉组与中泥盆统的角度不整合,代表了古亚洲洋的闭合与增生造山时间发生在中泥盆世与早石炭世之间.     

内蒙古阿拉善右旗杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩地球化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩富碱,贫MgO、TFeO、CaO,轻稀土元素明显富集,具弱负Eu异常,显示I型花岗岩的特点。Nb、Sr 、P、Ti元素亏损,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与碰撞后花岗岩区的分界处,以碰撞前为主;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。主体岩石中锆石Th/U值高,显示出岩浆锆石的特征,稀土元素总量高,重稀土元素富集明显,球粒陨石标准化图解曲线左倾,与岩浆锆石稀土元素配分曲线总体特征趋于一致。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明其年龄为（253.5±7.9）Ma。杭嘎勒晚二叠世二长花岗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。     

内蒙古大井锡多金属矿床岩脉LA-ICP-MS锆石 U-Pb定年及其地质意义

内蒙古大井矿床是我国北方一个重要的锡多金属矿床,矿区浅成-超浅成岩脉发育,并与矿脉密切共生。前人的年代学研究结果显示矿区岩脉与矿脉同属于燕山中晚期岩浆热液活动的产物,因此该矿床成因被定为与矿区次火山岩脉有关的热液脉型矿床。本文通过选取矿区分布最广,且与矿脉相伴出现的霏细岩脉和英安斑岩脉进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果表明两个英安斑岩脉样品DJ-7和YX-20的形成年龄分别为240±1Ma和239±1Ma,而霏细岩脉样品DJ-1的形成年龄为162±1Ma。因此,矿区岩脉至少形成于两个不同时代,即印支早期和燕山中期。结合前人在区域上的研究成果分析,认为英安斑岩脉和霏细岩脉形成的构造背景分别为同造山-后造山转换阶段和造山后的伸展阶段。因为该矿床的成矿年龄可以确定在140Ma左右,所以本文认为矿区岩脉的形成与矿床的形成并无直接关系,只是为后者提供了有利的就位空间。