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华北克拉通北缘内蒙古达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合及形成时代

马云飞, 焦建刚, 王猛, 闫馨云, 刘健, 高超, 王静, 李峰, 姚瑞军

马云飞, 焦建刚, 王猛, 闫馨云, 刘健, 高超, 王静, 李峰, 姚瑞军. 2022: 华北克拉通北缘内蒙古达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合及形成时代. 地质通报, 41(4): 559-576. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.004
引用本文: 马云飞, 焦建刚, 王猛, 闫馨云, 刘健, 高超, 王静, 李峰, 姚瑞军. 2022: 华北克拉通北缘内蒙古达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合及形成时代. 地质通报, 41(4): 559-576. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.004
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MA Yunfei, JIAO Jiangang, WANG Meng, YAN Xinyun, LIU Jian, GAO Chao, WANG Jing, LI Feng, YAO Ruijun. 2022: Precambrian basement rock assemblage and formation age in Damaoqi area of Inner Mongolia, northern margin of the North China Craton. Geological Bulletin of China, 41(4): 559-576. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.004
Citation: MA Yunfei, JIAO Jiangang, WANG Meng, YAN Xinyun, LIU Jian, GAO Chao, WANG Jing, LI Feng, YAO Ruijun. 2022: Precambrian basement rock assemblage and formation age in Damaoqi area of Inner Mongolia, northern margin of the North China Craton. Geological Bulletin of China, 41(4): 559-576. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.004
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华北克拉通北缘内蒙古达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合及形成时代

  • 1.

    长安大学地球科学与资源学院, 陕西 西安 710054

  • 2.

    西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室, 陕西 西安 710054

  • 3.

    西安市关键金属成矿与高效利用重点实验室, 陕西 西安 710054

  • 4.

    中国冶金地质总局西北局, 陕西 西安 710119

  • 5.

    内蒙古自治区地质测绘院, 内蒙古 呼和浩特 010020

基金项目: 

国家自然科学基金项目《甘肃金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床铂族、钴和铬等战略性关键金属富集过程及富集机制》 92162213

内蒙古自治区地质勘查基金项目《内蒙古乌兰陶勒盖-小南山铜镍多金属矿成矿规律研究及找矿预测》 2020-KY05

详细信息
    作者简介:

    马云飞(1992-), 男, 在读博士生, 地质学专业。E-mail: dizhimyf@163.com

    通讯作者:

    焦建刚(1976-), 男, 教授, 博士生导师, 从事矿床学研究与教学。E-mail: jiangang@chd.edu.cn

  • 中图分类号: P534.1;P579+.3

Precambrian basement rock assemblage and formation age in Damaoqi area of Inner Mongolia, northern margin of the North China Craton

  • 1.

    School of Earth Science and Resources, Chang'an University, Xi'an 710054, Shaanxi, China

  • 2.

    Key Laboratory of Western China's Mineral Resources and Geological Engineering, Ministry of Education, Xi'an 710054, Shaanxi, China

  • 3.

    Xi'an Key Laboratory for Mineralization and Efficient Utilization of Critical Metals, Xi'an 710054, Shaanxi, China

  • 4.

    Northwest Bureau of China Metallurgical Geology Bureau, Xi'an 710119, Shaanxi, China

  • 5.

    Inner Mongolia Geologic Surveying and Mapping Institute, Hohhot 010020, Inner Mongolia, China

摘要

    摘要
  • 摘要:

    在华北克拉通北缘达茂旗地区, 近东西向分布前寒武纪基底, 前人根据岩石组合特征将其划为色尔腾山岩群, 但缺乏年代学依据。通过岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其微量元素地球化学、锆石Lu-Hf同位素等研究对达茂旗地区前寒武纪基底岩石组合、形成时代、物质来源进行讨论。研究表明, 达茂旗地区前寒武纪基底由色尔腾山岩群和古元古代变质侵入岩构成。色尔腾山岩群由黑云斜长片麻岩、大理岩组成, 形成时间为2009~2142 Ma, 属古元古代。古元古代存在2期侵入岩, 分别为1992~1999 Ma、1920 Ma。达茂旗地区在约2.6 Ga、2009~2142 Ma分别发生过陆壳增生作用, 并受到古老陆壳物质混染, 1999~1992 Ma的碱长花岗岩与石英闪长岩为新生陆壳重熔产物, 可能受到古老陆壳物质混染; 1920 Ma的黑云母二长花岗岩为古老陆壳重熔产物。这些认识为进一步研究华北克拉通北缘前寒武纪构造发展演化提供了更多依据。

    Abstract:

    Precambrian basement is distributed nearly east-west trending in the Damaoqi area along the northern margin of the North China Craton.Previous studies classified it as the Sertengshan Group based on the characteristics of rock assemblage, but without chronological evidence.This paper discusses the Precambrian basement rock assemblage, formation age and material source in this area, based on petrology, LA-ICP-MS zircon U-Pb age and trace element geochemistry, and zircon Lu-Hf isotope.The research shows that the Precambrian basement is composed of the Sertengshan Group and Paleoproterozoic metamorphic intrusions.The Sertengshan Group is composed of biotite plagiogneiss and marble, formed during 2009~2142 Ma and belongs to the Paleoproterozoic.There are two periods of intrusions in Paleoproterozoic, 1992~1999 Ma and 1920 Ma respectively.In the Damaoqi area, continental crust accretion occurred at ~2.6 Ga and 2009~2142 Ma, respectively.The alkali feldspar granite and quartz diorite formed at 1999~1992 Ma were remelted products of juvenile continental crust, which may be contaminated by ancient continental crust materials.The biotite monzogranite formed at 1920 Ma was the product of the remelting of the ancient continental crust.The results of this study provide more evidences for the Precambrian tectonic evolution of the northern margin of the North China Craton.

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  • 华北克拉通北缘是华北克拉通北部与中亚造山带东段(兴蒙造山带)2个构造单元的邻接部位[1]，华北克拉通是全球古老克拉通之一[2-3]，存在太古宙—古元古代古老结晶基底[3-8]。前人已经对华北克拉通前寒武纪构造发展演化做了大量研究[4, 9-11]，最新研究认为，华北克拉通在2.2 Ga以前发生裂解，并于1.95~1.85 Ga由阴山陆块、鄂尔多斯陆块和东部陆块再次拼合而成[12-14]。而华北克拉通北缘主要包括阴山地块(图 1-a)，对新太古代TTG岩系和片麻岩[15-17]、古元古代花岗岩类[18-20]报道较多，主要讨论前寒武纪不同时代的物质组成、形成与演化过程。近年，随着碎屑锆石年代学及Hf同位素研究的兴起，研究者试图通过该方法进一步揭示华北克拉通北缘古老结晶基底的分布范围和物质演化特征，并取得了不少新的成果[21-22]。

    图  1  达茂旗地区大地构造位置(a, 据参考文献[10])及区域地质图(b, 据参考文献①修编)
    Figure  1.  Tectonic location map (a)and regional geological map (b)of the Damaoqi area
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    色尔腾山岩群是华北克拉通北缘前寒武纪基底的重要组成部分，广泛分布于内蒙古中—西部地区[23]。关于色尔腾山岩群的岩石组合和形成时代一直存在争议，主要观点有2种：一种认为，色尔腾山岩群为一套绿岩型火山沉积建造，与新太古代TTG岩系共生组成新太古代花岗-绿岩带，形成时间为2.5~2.8 Ga，属于新太古代[24-27]；另一种认为，色尔腾山岩群为一套浅变质的火山-碎屑沉积岩系，可能形成于活动大陆边缘，形成时间为1.93~2.0 Ga，与古元古代中晚期岩浆作用同期，在1.9 Ga左右遭受绿片岩相变质作用的改造[28-29]。因此，科学认识色尔腾山岩群的组成与形成时代对研究华北克拉通北缘形成与演化具有重要意义。

    在达茂旗地区，前寒武纪基底呈近东西向分布，前人仅根据岩石组合将其划为色尔腾山岩群，但缺乏年代学证据。本文通过岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其微量元素地球化学、LA-MC-ICP-MS锆石Lu-Hf同位素等研究，对华北克拉通北缘达茂旗地区前寒武纪基底组成与色尔腾山岩群的形成时代进行讨论，为进一步研究华北克拉通北缘前寒武纪构造发展演化提供更多依据。

    1.   区域地质背景

    达茂旗地区位于华北克拉通北缘阴山地块(图 1-a)，色尔腾山岩群、新太古代绿岩地体及新太古代—古元古代变质侵入岩是阴山地块前寒武纪基底的重要组成部分[30]。区域上，色尔腾山岩群分布于色尔腾山、乌拉特后旗、大青山等地区，原岩主要为一套基性-中性-酸性火山-沉积建造，主要岩性组合为片岩、片麻岩、石英岩、变粒岩、大理岩等[23, 27-29, 31-33]；新太古代绿岩地体主要分布于固阳地区，主要为玄武质枕状熔岩、超基性岩、燧石岩、条带状铁石英岩及少量碎屑沉积岩，内蒙古较有名的公益明、三合明铁矿产于其中[25]。早期研究认为色尔腾山岩群等同于新太古代绿岩地体[23, 25-26, 34]，之后研究发现二者不相同，应区别开来[28]。新太古代—古元古代变质侵入岩广泛分布于内蒙古中—西部地区，以片麻状花岗岩类、英云闪长岩、正长花岗岩、花岗岩等为主[35-41]。

    达茂旗地区主要出露前寒武纪基底，其次分布有白云鄂博群、三叠纪花岗岩类、侏罗纪花岗岩类。前寒武纪基底呈近东西向分布，主要由黑云斜长片麻岩、大理岩、石英闪长岩、碱长花岗岩、黑云母二长花岗岩等组成。黑云斜长片麻岩的片麻理走向呈北西—南东向，片麻理较陡倾；大理岩总体位于黑云斜长片麻岩上部，呈近东西向或北西向展布；石英闪长岩、碱长花岗岩、黑云母二长花岗岩为弱片麻状构造，主要呈透镜状产出。白云鄂博群主要为泥质、炭质板岩，与黑云斜长片麻岩、石英闪长岩断层接触。三叠纪花岗岩类以石英正长岩为主。侏罗纪花岗岩以中细粒二长花岗岩为主(图 1-b)。

    2.   岩相学特征

    2.1   黑云斜长片麻岩

    样品20WLT-2采自乌兰陶勒盖矿区野外露头，采样位置为北纬41°42′28.9″、东经110°28′13.9″。黑云斜长片麻岩总体呈北西—南东向展布，地表出露宽度近2 km，上部出露灰白色大理岩。黑云斜长片麻岩呈灰黑色，鳞片状变晶结构，片麻状构造，粒径以0.1~0.5 mm为主(图版Ⅰ-a)。主要由石英(约30%)、斜长石(约40%)、黑云母(约20%)、角闪石(约10%)组成。石英多呈他形粒状，无色透明，具波状消光；斜长石呈他形粒状，发育聚片双晶，局部发育钠黝帘石化；黑云母呈鳞片状，红褐色，平行消光，局部为集合体；角闪石呈短柱状，局部黑云母化、绿帘石化(图版Ⅰ-e)。

      图版 Ⅰ 
    a.黑云斜长片麻岩(20WLT-2)野外露头；b.碱长花岗岩(1806-7)岩心；c.石英闪长岩(20WLT-8)岩心；d.黑云母二长花岗岩(20WLT-1)手标本；e.20WLT-2(10倍物镜，正交偏光镜)黑云斜长片麻岩鳞片状变晶结构；f.1806-7(4倍物镜，正交偏光镜)斜长石聚片双晶，条纹长石条纹结构；g.20WLT-8(10倍物镜，正交偏光镜)半自形-他形粒状结构，交代残留角闪石；h.20WLT-1(4倍物镜，正交偏光)。Qtz—石英；Pl—斜长石；Afs—碱性长石；Pth—条纹长石; Hbl—角闪石；Bt—黑云母；Ep—绿帘石
      图版 Ⅰ. 
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    2.2   碱长花岗岩

    样品(1806-7)采自乌兰陶勒盖矿区ZK1806岩心，其上、下均为黑云斜长片麻岩，钻孔位置为北纬41°42′36.1″、东经110°28′02.4″。碱长花岗岩呈灰白色，半自形粒状结构，细粒结构，块状构造，粒径以0.5~2 mm细粒为主(图版Ⅰ-b)。主要由碱性长石(约60%)、石英(约30%)、斜长石(约5%)、黑云母(约3%)、白云母(约2%)组成。碱性长石呈半自形粒状，主要为微斜长石，发育较强的绢云母化和碳酸盐化，可见残留格子双晶；石英多呈半自形-他形镶嵌粒状；斜长石呈半自形板状，局部见碳酸盐化；黑云母为褐色，片状；白云母为无色，半自形片状(图版Ⅰ-f)。副矿物为榍石，粒状，正高突起，粒径多小于0.03 mm。

    2.3   石英闪长岩

    样品(20WLT-8)采自乌兰陶勒盖矿区东南ZK2岩心，其上下均为黑云斜长片麻岩，钻孔位置为北纬41°41′58.2″、东经110°29′06.0″。石英闪长岩呈灰黑色，细粒花岗结构，块状构造，粒径以0.2~1 mm为主(图版Ⅰ-c)。主要由斜长石(约65%)、石英(约20%)、角闪石(约5%)、碱性长石(约5%)、黑云母(约5%)组成。斜长石呈半自形-他形板状；石英多呈镶嵌粒状；碱性长石呈半自形-他形板状，主要为条纹长石；角闪石呈半自形短柱状，黝帘石化强烈，可见晶体轮廓，内部见少量残留体；黑云母呈片状，主要分布于长石颗粒之间。不透明矿物为粒状，主要由铁矿物等组成，主要分布于黝帘石聚集区(图版Ⅰ-g)。副矿物由磷灰石、锆石等组成。

    2.4   黑云母二长花岗岩

    样品(20WLT-1)采自岩体地表露头，采样位置为北纬41°42′32.3″、东经110°28′24.4″。黑云母二长花岗岩侵入黑云斜长片麻岩，呈灰白色，似斑状结构，震碎结构，块状构造(图版Ⅰ-d)。岩石主要由石英(约35%)、碱性长石(约35%)、斜长石(约25%)、黑云母(约5%)组成。斑晶主要为碱性长石，自形-半自形，主要由条纹长石和少量具格子状双晶的微斜长石组成。基质主要由石英、斜长石、条纹长石、微斜长石、黑云母等组成，石英多呈镶嵌粒状，斜长石呈半自形-他形板状，碱性长石呈半自形-他形板状，主要为条纹长石和微斜长石，黑云母呈片状，不透明矿物为粒状，主要由铁质矿物等组成，主要分布于黑云母聚集区(图版Ⅰ-h)，副矿物由磷灰石、锆石等组成。

    3.   分析方法

    3.1   锆石U-Pb定年

    本文样品的粉碎、选样、制靶、照相及测试均在北京锆年领航科技有限公司完成。制靶过程见参考文献[42]。锆石U-Pb定年使用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)。激光剥蚀平台为Resolution SE型193 nm深紫外激光剥蚀进样系统(Applied Spectra，美国)。质谱仪采用Agilent 7900型电感耦合等离子体质谱仪(Agilent，美国)，详细调谐参数见参考文献[43]。本次实验在束斑直径30 μm、剥蚀频率5 Hz、能量密度2 J/cm2的激光条件下分析样品。数据处理采用Iolite程序，采集20 s的气体空白，35~40 s的信号区间进行数据处理，按指数方程进行深度分馏校正[44]，以NIST 610为外标，91Zr为内标计算微量元素含量。U-Pb谐和图的绘制采用Isoplot 3.0完成。锆石U-Pb定年结果列于表 1，图 2为部分代表性锆石的阴极发光(CL)图像、测点位置、207Pb/206Pb年龄值及εHf(t)值，图 3、图 4为锆石年龄谐和图及加权平均值图，图 5为锆石稀土元素配分图。

    表  1  达茂旗地区前寒武纪基底色尔腾山岩群和变质侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb定年分析结果
    Table  1.  LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb ages of the Precambrian basement Sertengshan Group and Paleoproterozoic metamorphic intrusive rocks in Damaoqi area
    测点 元素含量/10-6 Th/U 同位素比值 U-Pb年龄/Ma
    Th U 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ
    黑云斜长片麻岩(20WLT-2)
    20WLT-2- 1 313.0 564.9 0.55 0.1889 0.0048 11.8500 0.2700 0.4544 0.0078 2733.0 44.0 2593.6 22.0 2414.0 34.0
    20WLT-2-2 168.0 589.0 0.29 0.1251 0.0032 6.4370 0.1500 0.3726 0.0064 2028.0 45.0 2036.8 21.0 2041.0 30.0
    20WLT-2-3 50.2 191.7 0.26 0.1237 0.0037 5.6900 0.1700 0.3332 0.0074 2006.0 54.0 1927.0 26.0 1853.0 36.0
    20WLT-2-4 683.0 1103.0 0.62 0.1333 0.0034 5.9050 0.1400 0.3217 0.0056 2140.0 45.0 1961.3 20.0 1798.0 27.0
    20WLT-2-5 79.8 147.1 0.54 0.1773 0.0045 12.4100 0.2800 0.5069 0.0083 2624.0 42.0 2634.8 21.0 2643.0 36.0
    20WLT-2-6 368.6 917.0 0.40 0.1254 0.0032 5.3570 0.1200 0.3097 0.0052 2033.0 45.0 1877.5 19.0 1739.0 25.0
    20WLT-2-7 336.7 313.5 1.07 0.1786 0.0045 11.2700 0.2600 0.4560 0.0075 2637.0 43.0 2544.4 21.0 2424.0 32.0
    20WLT-2-8 75.0 169.8 0.44 0.1333 0.0039 7.5400 0.2000 0.4094 0.0076 2138.0 52.0 2176.0 24.0 2212.0 35.0
    20WLT-2-9 855.0 867.0 0.99 0.1260 0.0032 5.0380 0.1400 0.2897 0.0064 2040.0 45.0 1824.0 23.0 1639.0 32.0
    20WLT-2-10 261.6 351.3 0.74 0.1349 0.0035 7.4690 0.1800 0.4011 0.0068 2159.0 45.0 2168.0 21.0 2174.0 31.0
    20WLT-2-11 104.7 632.0 0.17 0.1326 0.0036 7.3100 0.1800 0.3993 0.0075 2131.0 47.0 2150.0 22.0 2165.0 35.0
    20WLT-2-12 368.0 877.0 0.42 0.1255 0.0031 5.6340 0.1300 0.3249 0.0053 2034.5 42.0 1920.3 19.0 1813.0 26.0
    20WLT-2-13 85.5 345.4 0.25 0.1217 0.0035 4.7400 0.1500 0.2837 0.0076 1978.0 51.0 1772.0 26.0 1609.0 38.0
    20WLT-2-14 288.3 405.6 0.71 0.1161 0.0030 5.3010 0.1200 0.3304 0.0053 1894.0 46.0 1868.3 19.0 1840.0 26.0
    20WLT-2-15 136.0 845.0 0.16 0.1189 0.0030 4.5610 0.1000 0.2782 0.0046 1938.0 45.0 1741.7 18.0 1582.0 23.0
    20WLT-2-16 497.0 753.0 0.66 0.1358 0.0034 6.4370 0.1500 0.3438 0.0057 2172.0 44.0 2036.6 20.0 1904.0 28.0
    20WLT-2-17 169.5 274.1 0.62 0.1823 0.0049 12.2900 0.2900 0.4894 0.0091 2671.0 45.0 2626.0 22.0 2567.0 39.0
    20WLT-2-18 84.4 176.5 0.48 0.1250 0.0032 6.4400 0.1500 0.3726 0.0060 2025.0 46.0 2036.4 20.0 2041.0 28.0
    20WLT-2-19 159.3 389.6 0.41 0.1333 0.0034 7.0120 0.1700 0.3828 0.0076 2140.0 45.0 2112.0 22.0 2089.0 36.0
    20WLT-2-20 585.0 527.0 1.11 0.1251 0.0033 6.0100 0.1600 0.3474 0.0063 2027.0 47.0 1976.0 23.0 1922.0 30.0
    20WLT-2-21 364.3 393.7 0.93 0.1342 0.0035 7.1760 0.1700 0.3871 0.0068 2151.0 46.0 2133.0 22.0 2109.0 32.0
    20WLT-2-22 254.2 356.2 0.71 0.1265 0.0033 6.4300 0.1500 0.3685 0.0062 2047.0 45.0 2035.4 21.0 2022.0 29.0
    20WLT-2-23 124.2 543.0 0.23 0.1206 0.0035 5.7400 0.1900 0.3445 0.0096 1963.0 52.0 1936.0 30.0 1908.0 46.0
    20WLT-2-24 195.0 276.1 0.71 0.1241 0.0032 6.2420 0.1600 0.3656 0.0073 2014.0 46.0 2009.0 23.0 2008.0 34.0
    20WLT-2-25 100.8 336.3 0.30 0.1359 0.0035 5.9010 0.1400 0.3158 0.0051 2171.0 45.0 1962.1 21.0 1769.0 25.0
    20WLT-2-26 91.2 121.2 0.75 0.1291 0.0038 6.9000 0.1900 0.3858 0.0075 2082.0 51.0 2097.0 25.0 2103.0 35.0
    20WLT-2-27 21.1 887.0 0.02 0.1167 0.0029 4.4810 0.1100 0.2784 0.0051 1904.0 45.0 1726.0 20.0 1583.0 26.0
    20WLT-2-28 201.2 459.2 0.44 0.1238 0.0034 6.1800 0.1500 0.3615 0.0061 2008.0 48.0 2001.0 21.0 1989.0 29.0
    20WLT-2-29 143.1 392.0 0.37 0.1323 0.0038 7.3200 0.1900 0.4008 0.0078 2126.0 50.0 2151.0 23.0 2178.0 32.0
    20WLT-2-30 54.0 150.2 0.36 0.1232 0.0032 6.3940 0.1500 0.3755 0.0061 2000.0 45.0 2029.9 20.0 2055.0 29.0
    20WLT-2-31 348.1 867.1 0.40 0.1230 0.0027 6.1520 0.1360 0.3609 0.0036 2066.7 38.3 1997.7 19.3 1986.3 17.3
    20WLT-2-32 320.3 492.5 0.65 0.1245 0.0030 5.6435 0.1514 0.3265 0.0034 2021.3 43.7 1922.8 23.1 1821.5 16.3
    20WLT-2-33 282.1 314.8 0.90 0.1243 0.0026 6.3372 0.1419 0.3680 0.0042 2020.4 36.0 2023.6 19.6 2019.8 19.9
    20WLT-2-34 86.3 257.5 0.33 0.1235 0.0027 6.3825 0.1512 0.3732 0.0046 2007.1 43.7 2029.9 20.8 2044.2 21.8
    20WLT-2-35 117.2 526.0 0.22 0.1197 0.0024 5.7277 0.1251 0.3454 0.0038 1951.6 35.3 1935.6 18.9 1912.7 18.2
    20WLT-2-36 404.2 555.4 0.73 0.1780 0.0036 12.2505 0.2854 0.4964 0.0062 2634.3 28.2 2623.8 21.9 2598.2 26.9
    20WLT-2-37 159.1 239.3 0.66 0.1142 0.0028 5.4675 0.1401 0.3460 0.0040 1933.3 44.8 1895.5 22.0 1915.5 19.1
    20WLT-2-38 83.1 109.7 0.76 0.1181 0.0035 5.8507 0.1808 0.3587 0.0049 1927.8 53.7 1954.0 26.8 1976.0 23.2
    碱长花岗岩(1806-7)
    1806-7-1 2002.7 4011.7 0.50 0.1434 0.0074 2.7849 0.2152 0.1360 0.0044 2268.8 89.2 1351.5 57.8 821.9 25.2
    1806-7-2 223.5 1698.3 0.13 0.1179 0.0026 4.3971 0.1036 0.2693 0.0026 1925.0 40.0 1711.8 19.5 1537.5 13.3
    1806-7-3 47.9 1633.1 0.03 0.1175 0.0024 5.2510 0.1179 0.3228 0.0034 1920.4 41.7 1860.9 19.1 1803.2 16.8
    1806-7-4 389.9 1836.8 0.21 0.1231 0.0024 5.6404 0.1532 0.3309 0.0064 2002.2 35.2 1922.3 23.4 1842.9 31.1
    1806-7-5 124.9 1950.4 0.06 0.1223 0.0029 4.5746 0.1120 0.2704 0.0032 1990.4 40.9 1744.6 20.4 1542.8 16.2
    1806-7-6 644.1 3528.9 0.18 0.1154 0.0023 3.2149 0.0888 0.2017 0.0044 1887.0 35.8 1460.8 21.4 1184.6 23.3
    1806-7-7 228.5 1014.5 0.23 0.1241 0.0026 5.3294 0.1666 0.3098 0.0071 2016.7 32.4 1873.6 26.7 1739.7 35.1
    1806-7-8 226.0 711.8 0.32 0.1228 0.0027 6.2438 0.1455 0.3674 0.0042 1998.2 38.9 2010.6 20.4 2017.2 19.9
    1806-7-9 653.5 1122.8 0.58 0.1220 0.0026 6.1087 0.1432 0.3616 0.0046 1987.0 43.1 1991.5 20.5 1989.8 21.6
    1806-7-10 225.7 1246.4 0.18 0.1300 0.0027 6.1742 0.1368 0.3429 0.0039 2098.5 69.0 2000.8 19.4 1900.4 18.8
    1806-7-11 340.2 1187.9 0.29 0.1231 0.0024 6.0412 0.1258 0.3543 0.0033 2066.7 35.5 1981.8 18.1 1955.2 15.9
    石英闪长岩(20WLT-8)
    20WLT-8-1 183.7 416.0 0.44 0.1224 0.0034 6.1130 0.1300 0.3619 0.0054 1989.0 49.0 1991.4 19.0 1992.0 25.0
    20WLT-8-2 50.9 181.6 0.28 0.1295 0.0040 6.7800 0.1800 0.3827 0.0072 2087.0 54.0 2082.0 23.0 2088.0 33.0
    20WLT-8-3 44.4 242.2 0.18 0.1224 0.0037 6.1600 0.1600 0.3611 0.0067 1989.0 54.0 1998.0 23.0 1987.0 32.0
    20WLT-8-4 61.9 281.1 0.22 0.1223 0.0035 6.2920 0.1500 0.3695 0.0059 1987.0 51.0 2016.5 20.0 2027.0 28.0
    20WLT-8-5 70.1 214.7 0.33 0.1224 0.0035 6.1950 0.1500 0.3660 0.0058 1988.0 51.0 2004.0 21.0 2010.0 27.0
    20WLT-8-6 235.6 885.0 0.27 0.1240 0.0035 5.2690 0.1300 0.3039 0.0050 2016.0 53.0 1863.1 20.0 1711.0 25.0
    20WLT-8-7 67.4 237.4 0.28 0.1212 0.0035 6.0820 0.1400 0.3607 0.0059 1970.0 51.0 1986.0 21.0 1985.0 28.0
    20WLT-8-8 145.2 293.7 0.49 0.1354 0.0042 7.4800 0.2000 0.4008 0.0069 2165.0 54.0 2170.0 24.0 2172.0 32.0
    20WLT-8-9 84.6 338.4 0.25 0.1219 0.0036 6.0360 0.1500 0.3569 0.0056 1981.0 53.0 1980.0 22.0 1967.0 27.0
    20WLT-8-10 69.3 311.9 0.22 0.1209 0.0036 6.1860 0.1500 0.3663 0.0057 1965.0 54.0 2001.0 21.0 2012.0 27.0
    20WLT-8-11 118.1 514.0 0.23 0.1222 0.0034 6.0260 0.1400 0.3555 0.0054 1986.0 49.0 1979.6 19.0 1960.0 26.0
    20WLT-8-12 87.7 350.9 0.25 0.1219 0.0034 6.2150 0.1400 0.3664 0.0054 1982.0 50.0 2005.1 20.0 2012.0 26.0
    20WLT-8-13 58.1 249.1 0.23 0.1200 0.0034 5.6440 0.1400 0.3441 0.0063 1951.0 51.0 1921.0 22.0 1905.0 30.0
    20WLT-8-14 75.5 178.0 0.42 0.1258 0.0039 6.6400 0.1700 0.3765 0.0069 2041.0 58.0 2067.0 22.0 2059.0 32.0
    20WLT-8-15 96.6 168.1 0.57 0.1241 0.0037 6.3300 0.1600 0.3647 0.0064 2012.0 54.0 2021.0 22.0 2004.0 30.0
    20WLT-8-16 73.1 234.2 0.31 0.1219 0.0034 6.1140 0.1400 0.3603 0.0053 1983.0 51.0 1991.0 20.0 1983.0 25.0
    20WLT-8-17 141.8 296.0 0.48 0.1221 0.0036 6.1260 0.1600 0.3571 0.0067 1984.0 52.0 1993.0 22.0 1968.0 32.0
    20WLT-8-18 47.6 218.3 0.22 0.1199 0.0034 6.1740 0.1500 0.3694 0.0060 1951.0 51.0 1999.0 22.0 2026.0 28.0
    20WLT-8-19 98.2 246.7 0.40 0.1216 0.0034 6.0740 0.1400 0.3607 0.0055 1978.0 51.0 1985.2 20.0 1987.0 27.0
    20WLT-8-20 117.1 315.0 0.37 0.1212 0.0034 6.0840 0.1400 0.3629 0.0055 1970.0 50.0 1987.7 20.0 1995.0 26.0
    20WLT-8-21 53.6 132.6 0.40 0.1266 0.0037 6.5540 0.1600 0.3736 0.0057 2045.0 51.0 2051.0 21.0 2046.0 27.0
    20WLT-8-22 62.2 321.2 0.19 0.1209 0.0034 5.8410 0.1300 0.3488 0.0051 1966.0 49.0 1951.4 20.0 1928.8 24.0
    20WLT-8-23 57.0 283.3 0.20 0.1218 0.0037 6.1650 0.1600 0.3629 0.0062 1979.0 55.0 1999.0 23.0 1995.0 29.0
    20WLT-8-24 34.9 162.8 0.21 0.1207 0.0036 6.0490 0.1500 0.3603 0.0060 1965.0 51.0 1981.0 22.0 1983.0 28.0
    20WLT-8-25 39.7 153.4 0.26 0.1262 0.0037 6.4860 0.1600 0.3747 0.0059 2045.0 50.0 2044.0 21.0 2051.0 28.0
    20WLT-8-26 166.5 1108.0 0.15 0.1325 0.0039 5.4330 0.1300 0.2950 0.0049 2130.0 51.0 1890.0 21.0 1666.0 25.0
    20WLT-8-27 251.0 475.9 0.53 0.1274 0.0035 6.6270 0.1500 0.3785 0.0057 2060.0 49.0 2062.2 20.0 2069.0 26.0
    20WLT-8-28 95.2 440.7 0.22 0.1232 0.0036 6.0020 0.1500 0.3553 0.0060 2000.0 53.0 1975.0 22.0 1959.0 28.0
    20WLT-8-29 64.5 256.0 0.25 0.1237 0.0038 6.1750 0.1600 0.3625 0.0060 2006.0 53.0 2000.0 23.0 1994.0 28.0
    20WLT-8-30 82.0 293.3 0.28 0.1230 0.0036 6.1650 0.1500 0.3640 0.0061 1996.0 52.0 1998.0 21.0 2001.0 29.0
    20WLT-8-31 115.9 373.0 0.31 0.1247 0.0035 6.4970 0.1500 0.3813 0.0068 2022.0 49.0 2045.0 21.0 2081.0 32.0
    黑云母二长花岗岩(20WLT-1)
    20WLT-1-1 100.1 117.4 0.85 0.1196 0.0035 5.7030 0.1400 0.3466 0.0053 1944.0 52.0 1930.0 21.0 1918.0 25.0
    20WLT-1-2 114.7 152.6 0.75 0.1186 0.0034 5.6620 0.1300 0.3467 0.0051 1933.0 53.0 1925.0 21.0 1919.0 25.0
    20WLT-1-3 85.1 116.8 0.73 0.1185 0.0036 5.6960 0.1400 0.3483 0.0055 1927.0 55.0 1929.0 22.0 1926.0 26.0
    20WLT-1-4 82.6 134.3 0.62 0.1183 0.0035 5.6260 0.1400 0.3455 0.0053 1924.0 53.0 1918.0 21.0 1913.0 25.0
    20WLT-1-5 125.6 170.2 0.74 0.1187 0.0034 5.6190 0.1300 0.3433 0.0051 1931.0 51.0 1917.4 20.0 1902.0 24.0
    20WLT-1-6 215.0 221.7 0.97 0.1177 0.0033 5.4840 0.1300 0.3380 0.0050 1920.0 51.0 1896.8 20.0 1876.7 24.0
    20WLT-1-7 270.1 295.1 0.92 0.1185 0.0034 5.4860 0.1300 0.3365 0.0051 1931.0 49.0 1898.0 20.0 1870.0 24.0
    20WLT-1-8 57.4 57.8 0.99 0.1187 0.0040 5.5700 0.1600 0.3404 0.0058 1929.0 58.0 1910.0 24.0 1888.0 28.0
    20WLT-1-9 68.6 98.8 0.69 0.1191 0.0036 5.6550 0.1500 0.3443 0.0055 1933.0 55.0 1921.0 22.0 1907.0 26.0
    20WLT-1-10 81.0 117.4 0.69 0.1179 0.0035 5.5870 0.1300 0.3441 0.0053 1919.0 53.0 1912.0 21.0 1906.0 25.0
    20WLT-1-11 111.6 137.4 0.81 0.1187 0.0035 5.5830 0.1300 0.3401 0.0052 1933.0 54.0 1912.0 20.0 1887.0 25.0
    20WLT-1-12 142.0 166.5 0.85 0.1182 0.0034 5.5900 0.1300 0.3422 0.0051 1929.0 54.0 1913.0 20.0 1897.0 24.0
    20WLT-1-13 105.1 134.1 0.78 0.1176 0.0036 5.6960 0.1400 0.3504 0.0055 1920.0 53.0 1929.0 22.0 1936.0 26.0
    20WLT-1-14 73.4 90.2 0.81 0.1183 0.0036 5.6340 0.1500 0.3453 0.0055 1922.0 54.0 1918.0 22.0 1912.0 26.0
    20WLT-1-15 134.1 183.2 0.73 0.1180 0.0034 5.4170 0.1300 0.3341 0.0050 1922.0 51.0 1887.0 20.0 1858.0 24.0
    20WLT-1-16 73.1 78.0 0.94 0.1172 0.0036 5.5120 0.1400 0.3417 0.0053 1905.0 55.0 1900.0 22.0 1894.0 26.0
    20WLT-1-17 94.8 105.3 0.90 0.1175 0.0035 5.4360 0.1300 0.3365 0.0051 1910.0 53.0 1888.0 21.0 1870.0 25.0
    20WLT-1-18 102.2 132.7 0.77 0.1185 0.0038 5.7180 0.1500 0.3489 0.0059 1926.0 58.0 1932.0 24.0 1929.0 28.0
    20WLT-1-19 128.0 187.4 0.68 0.1165 0.0034 5.2740 0.1300 0.3283 0.0050 1898.0 53.0 1864.4 20.0 1830.0 24.0
    20WLT-1-20 102.9 110.9 0.93 0.1187 0.0035 5.6130 0.1400 0.3442 0.0054 1930.0 53.0 1916.0 21.0 1906.0 26.0
    20WLT-1-21 162.8 181.1 0.90 0.1183 0.0034 5.5830 0.1400 0.3422 0.0055 1928.0 54.0 1913.0 21.0 1897.0 26.0
    20WLT-1-22 181.1 213.8 0.85 0.1173 0.0033 5.4070 0.1300 0.3343 0.0051 1913.0 52.0 1884.4 20.0 1859.0 25.0
    20WLT-1-23 52.2 68.8 0.76 0.1183 0.0036 5.4950 0.1400 0.3375 0.0053 1921.0 55.0 1897.0 22.0 1874.0 25.0
    20WLT-1-24 158.8 154.4 1.03 0.1172 0.0034 5.4110 0.1300 0.3352 0.0050 1908.0 53.0 1886.0 20.0 1863.0 24.0
    20WLT-1-25 60.0 109.6 0.55 0.1168 0.0035 5.4710 0.1300 0.3402 0.0052 1900.0 54.0 1894.0 21.0 1887.0 25.0
    20WLT-1-26 195.7 211.9 0.92 0.1175 0.0034 5.5230 0.1300 0.3400 0.0052 1913.0 52.0 1902.0 21.0 1886.0 25.0
    20WLT-1-27 106.7 149.7 0.71 0.1165 0.0034 5.4340 0.1300 0.3380 0.0051 1898.0 52.0 1888.6 20.0 1877.0 25.0
    20WLT-1-28 115.5 142.8 0.81 0.1160 0.0037 5.4900 0.1500 0.3402 0.0058 1891.0 59.0 1897.0 24.0 1887.0 28.0
    20WLT-1-29 120.3 160.9 0.75 0.1184 0.0038 5.7100 0.1600 0.3472 0.0061 1926.0 58.0 1931.0 25.0 1921.0 29.0
    20WLT-1-30 88.2 113.7 0.78 0.1171 0.0038 5.5500 0.1600 0.3417 0.0059 1911.0 56.0 1906.0 24.0 1894.0 28.0
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    图  2  样品中代表性锆石阴极发光(CL)图像
    (实线圆圈为U-Pb同位素测试点，直径均为30 μm，虚线圆圈为Lu-Hf同位素测试点，直径均为44 μm，左上角数字为编号，标注年龄为207Pb/206Pb年龄，右上角数字为εHf(t)值)
    Figure  2.  Cathodoluminescence images of selected zircon crystals from the Precambrian crystalline basement in the Damaoqi area
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    图  3  黑云斜长片麻岩锆石U-Pb年龄分布直方图(a)、谐和图(b、c、e、g)及年龄加权平均值图(d、f、h)
    Figure  3.  Histogram(a), concordia plots(b, c, e, g) and weighted average of zircon U-Pb ages(d, f, h) from biotite plagioclase gneiss
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    图  4  碱长花岗岩、石英闪长岩、黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图(a、c、e)及年龄加权平均值图(b、d、f)
    Figure  4.  Concordia plots(a, c, e) and weighted average of zircon U-Pb ages(b, d, f) from alkali feldspar granite, quartz diorite and biotite monzogranite
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    图  5  达茂旗地区前寒武纪基底色尔腾山岩群和变质侵入岩锆石稀土元素配分模式图
    Figure  5.  Zircon REE distribution patterns of the Precambrian basement Sertengshan Group and Paleoproterozoic metamorphic intrusive rocks in Damaoqi area
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    3.2   锆石Lu-Hf同位素分析

    锆石Lu-Hf同位素分析在中国地质调查局西安地质调查中心实验室完成，测试设备为激光剥蚀多接受等离子质谱(LA-MC-ICP-MS)。其中，激光剥蚀平台为Geolas Pro型激光剥蚀系统，MC-ICP-MS型号为Thermo Fisher公司生产的Neptune Plus。实验中，测试束斑直径为44 μm，激光剥蚀的样品气溶胶由氦气作为载气输送到质谱仪，为了调节和提高仪器灵敏度，中间引入氩气和少量氮气(4 mL/min)。仪器的测试条件及详细分析流程见参考文献[45]。所测锆石为已经获得U-Pb年龄的代表性锆石，分析点位于U-Pb定年分析点附近。在本次测试中，锆石GJ-1被用作参考标准，测试的176Hf/177Hf加权平均值为0.282 000±0.000 023(2σ，n=6)。本次共测试34点，分析结果列于表 2。

    表  2  达茂旗地区前寒武纪基底色尔腾山岩群和变质侵入岩锆石Lu-Hf同位素分析结果
    Table  2.  Zircon Lu-Hf data of the Precambrian basement Sertengshan Group and Paleoproterozoic metamorphic intrusive rocks in Damaoqi area
    点号 176Yb/
    177Hf    		 176Lu/
    177Hf    		 176Hf/
    177Hf    		 2σ 年龄
    /Ma    		 εHf(0) εHf(t) TDM1
    /Ma    		 TDM2
    /Ma    		 fLu/Hf
    黑云斜长片麻岩(20WLT-2)
    -01 0.025764 0.000848 0.280988 0.000016 2733 -63.09 -3.21 3133 3372 -0.97
    -17 0.026673 0.000823 0.281136 0.000018 2671 -57.84 0.71 2931 3087 -0.98
    -08 0.022030 0.000634 0.281526 0.000016 2138 -44.08 2.84 2391 2545 -0.98
    -11 0.024772 0.000702 0.281427 0.000015 2131 -47.57 -0.93 2530 2770 -0.98
    -28 0.025669 0.000789 0.281587 0.000014 2008 -41.92 1.87 2318 2504 -0.98
    -29 0.033436 0.001035 0.281639 0.000014 2126 -40.05 6.03 2260 2340 -0.97
    -30 0.052413 0.001507 0.281548 0.000018 2000 -43.27 -0.63 2415 2652 -0.95
    -19 0.033788 0.000940 0.281459 0.000017 2140 -46.44 0.07 2502 2716 -0.97
    碱长花岗岩(1806-7)
    -02 0.028600 0.000781 0.281616 0.000014 1999 -40.89 2.72 2278 2445 -0.98
    -03 0.064866 0.001934 0.281711 0.000017 1999 -37.51 4.56 2214 2332 -0.94
    -05 0.046265 0.001281 0.281617 0.000013 1999 -40.85 2.08 2306 2484 -0.96
    -06 0.155654 0.003727 0.281873 0.000026 1999 -31.78 7.90 2085 2126 -0.89
    -07 0.034876 0.001060 0.281703 0.000016 1999 -37.81 5.43 2175 2278 -0.97
    -08 0.068710 0.001838 0.281566 0.000020 1999 -42.67 -0.49 2413 2642 -0.94
    -09 0.031917 0.000863 0.281792 0.000019 1999 -34.66 8.87 2041 2066 -0.97
    -11 0.045591 0.001243 0.281623 0.000015 1999 -40.65 2.34 2296 2469 -0.96
    石英闪长岩(20WLT-8)
    -01 0.054284 0.001555 0.281660 0.000019 1992 -39.34 3.08 2263 2418 -0.95
    -04 0.038785 0.001119 0.281545 0.000018 1992 -43.38 -0.39 2395 2631 -0.97
    -05 0.053384 0.001531 0.281617 0.000019 1992 -40.83 1.61 2321 2508 -0.95
    -07 0.025743 0.000777 0.281603 0.000022 1992 -41.34 2.11 2295 2477 -0.98
    -09 0.039155 0.001157 0.281679 0.000015 1992 -38.67 4.29 2214 2343 -0.97
    -10 0.056135 0.001675 0.281619 0.000016 1992 -40.76 1.49 2327 2515 -0.95
    -11 0.045360 0.001343 0.281584 0.000019 1992 -42.02 0.67 2356 2565 -0.96
    -16 0.063219 0.001858 0.281672 0.000019 1992 -38.91 3.11 2265 2416 -0.94
    -20 0.029715 0.000867 0.281562 0.000019 1992 -42.80 0.53 2357 2574 -0.97
    -22 0.033230 0.001010 0.281561 0.000020 1992 -42.82 0.32 2366 2587 -0.97
    黑云母二长花岗岩(20WLT-1)
    -01 0.015645 0.000414 0.281497 0.000018 1920 -45.10 -2.79 2417 2723 -0.99
    -02 0.017307 0.000460 0.281496 0.000017 1920 -45.11 -2.86 2420 2727 -0.99
    -09 0.017724 0.000473 0.281489 0.000021 1920 -45.38 -3.15 2431 2745 -0.99
    -10 0.020161 0.000524 0.281504 0.000016 1920 -44.84 -2.68 2414 2716 -0.98
    -14 0.012076 0.000322 0.281455 0.000015 1920 -46.57 -4.16 2467 2806 -0.99
    -16 0.023890 0.000611 0.281498 0.000020 1920 -45.06 -3.01 2428 2736 -0.98
    -17 0.019407 0.000506 0.281454 0.000019 1920 -46.62 -4.45 2481 2824 -0.98
    -18 0.018069 0.000478 0.281472 0.000018 1920 -45.96 -3.74 2454 2781 -0.99
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    4.   分析结果

    4.1   锆石U-Pb年龄

    黑云斜长片麻岩(20WLT-2)锆石多为浑圆状，无色透明或略呈淡黄色。从阴极发光(CL)图像可以看出，锆石具有明显的增生边，边部环带模糊，为变质成因，内部具典型的振荡环带，为岩浆成因锆石特征。本次所测点位多位于环带明显部位(图 2)。锆石长轴为50~100 μm，近等轴状。锆石Th/U值为0.02~1.11，平均为0.54，为岩浆锆石特征(表 1)。锆石稀土元素配分图为左倾型，轻稀土元素亏损，重稀土元素富集，表现出强烈的正Ce异常和负Eu异常(图 5)，为典型的岩浆锆石特征。本次测试38个点，207Pb/206Pb年龄分布直方图有3个峰值(图 3-a)，谐和度较高的26颗锆石所测数据点位于一致曲线上或其附近(图 3-b、c、e、g)，年龄加权平均值分别为2009±21 Ma(图 3-d)、2142±19 Ma(图 3-f)、2641±20 Ma(图 3-h)。在U-Pb谐和图上，谐和度较高且年龄最小的2009~2142 Ma代表了原岩的形成年龄，而约2641 Ma为继承锆石。

    碱长花岗岩(1806-7)锆石多为自形、半自形柱状，无色透明或略呈淡黄色。从CL图像可以看出，锆石总体较暗，具有明显的增生边，增生边环带模糊，为变质成因，个别内部具典型的振荡环带，为岩浆成因(图 2)。锆石长轴为30~200 μm，长宽比为1:1~3:1。锆石Th/U值为0.03~0.58，变化较大，可能为后期变质作用所致(表 1)。锆石稀土元素配分图为左倾型，轻稀土元素亏损，重稀土元素富集，一部分锆石表现出强烈的正Ce异常和负Eu异常，为岩浆成因；另一部分无Ce异常，为变质成因(图 5)。本次测试11个点，测试结果显示，谐和度较高的锆石年龄较集中，207Pb/206Pb年龄主要介于1920~2098 Ma之间，年龄加权平均值为1999±37 Ma(图 4-b)。其余锆石位于一致曲线下方，可拟合为1条不一致线，上交点年龄为2017±36 Ma(图 4-a)，与年龄加权平均值1999±37 Ma在误差范围内基本一致。可见，1999±37 Ma代表了碱长花岗岩的结晶年龄。

    石英闪长岩(20WLT-8)锆石多为自形、半自形柱状，无色透明或略呈淡黄色。从CL图像可以看出，锆石具有典型的振荡环带，不发育增生边(图 2)，为岩浆锆石。锆石长轴为50~150 μm，长宽比介于2:1~3:1之间。Th/U值介于0.15~0.57之间，为岩浆锆石特征(表 1)。锆石稀土元素配分图为左倾型，轻稀土元素亏损，重稀土元素富集，表现出强烈的正Ce异常和负Eu异常(图 5)，为岩浆锆石的典型特征。本次测试31个点，测试结果显示大部分具有较高的谐和度，在U-Pb谐和图上位于一致曲线上(图 4-c)，207Pb/206Pb年龄主要介于1951~2087 Ma，年龄加权平均值为1992±19 Ma(图 4-d)，代表了石英闪长岩的结晶年龄。

    黑云母二长花岗岩(20WLT-1)锆石多为自形、半自形柱状，阴极发光(CL)图像可见典型的振荡环带(图 2)。锆石长轴为60~250 μm，长宽比介于1:1~3:1之间。Th/U值介于0.55~1.03之间(表 1)。同时，锆石稀土元素配分图为左倾型，轻稀土元素亏损，重稀土元素富集，表现出强烈的正Ce异常和负Eu异常(图 5)，为典型的岩浆锆石特征。本次测试30个点，在U-Pb谐和图上位于一致曲线上(图 4-e)，207Pb/206Pb年龄介于1891~1944 Ma之间，年龄加权平均值为1920±19 Ma(图 4-f)，代表了黑云母二长花岗岩的结晶年龄。

    4.2   锆石Lu-Hf同位素

    本次分别对黑云斜长片麻岩(20WLT-2)、碱长花岗岩(1806-7)、石英闪长岩(20WLT-8)和黑云母二长花岗岩(20WLT-1)的代表性锆石进行了Lu-Hf同位素测试，共测试34个点，测试结果见表 2，测点编号与U-Pb年龄编号一致。黑云斜长片麻岩(20WLT-2)以所测锆石U-Pb年龄，碱长花岗岩(1806-7)、石英闪长岩(20WLT-8)、黑云母二长花岗岩(20WLT-1)分别以结晶年龄1999 Ma、1992 Ma、1920 Ma，以及锆石176Lu/177Hf值、176Hf/177Hf值为变量，利用Hf同位素研究中的相关公式[46]，分别计算εHf(0), εHf(t), TDM1, TDM2值(计算中，λ=1.867×10-11 a-1, (176Lu/177Hf)CHUR=0.0332, (176Hf/177Hf)CHUR=0.282772)(表 2)。

    黑云斜长片麻岩(20WLT-2)中约2641 Ma的锆石176Hf/177Hf值分别为0.280988和0.281136，εHf(t)值分别为-3.21和0.71(图 6-a)；单阶段亏损地幔模式年龄(TDM1)分别为3133 Ma、2931 Ma，两阶段亏损地幔模式年龄(TDM2)分别为3372 Ma、3087 Ma。2009~2142 Ma锆石176Hf/177Hf值为0.281427~0.281639, εHf(t)值为-0.93~6.03(图 6-a)；单阶段亏损地幔模式年龄(TDM1)为2260~2530 Ma，两阶段亏损地幔模式年龄(TDM2)为2340~2770 Ma。

    图  6  达茂旗地区前寒武纪基底锆石Hf同位素特征(a) 及华北克拉通北缘阴山地块中部锆石年龄分布直方图(b)
    (年龄数据据参考文献[25, 28-29, 48-51]及本文)
    Figure  6.  Zircon Hf isotopic characteristics in Damaoqi area (a) and histogram of age distribution of zircons from Precambrian crystalline basement in the central part of the Yinshan Block, northern margin of the North China Craton(b)
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    碱长花岗岩(1806-7)中1999 Ma的锆石176Hf/177Hf值为0.281566~0.281873, εHf(t)值为-0.49~8.87(图 6-a)；单阶段亏损地幔模式年龄(TDM1)为2041~2413 Ma，两阶段亏损地幔模式年龄(TDM2)为2066~2642 Ma。

    石英闪长岩(20WLT-8)中1992 Ma的锆石176Hf/177Hf值为0.281545~0.281792, εHf(t)值为-0.39~4.29(图 6-a)；单阶段亏损地幔模式年龄(TDM1)为2214~2395 Ma，两阶段亏损地幔模式年龄(TDM2)为2343~2631 Ma。

    黑云母二长花岗岩(20WLT-1)中1920 Ma的锆石176Hf/177Hf值为0.281454~0.281504, εHf(t)值为-4.45~-2.68(图 6-a)。单阶段亏损地幔模式年龄(TDM1)为2414~2481 Ma，两阶段亏损地幔模式年龄(TDM2)为2716~2824 Ma。

    5.   讨论

    5.1   色尔腾山岩群岩石组合

    近年的研究成果表明，广泛分布于阴山地块的绿岩地体主要由阳起石化滑石化透辉岩、石榴角闪二辉麻粒岩、石榴透辉斜长角闪岩、阳起石化角闪岩、斜长角闪岩组成，并且多呈包体状残存于新太古代TTG岩石中，属于一套绿岩型火山沉积建造，总体经历了角闪岩相-麻粒岩相变质作用。而在东五分子一带，原定义的色尔腾山岩群由一套基性-中性-酸性火山沉积和碎屑岩沉积组成，经历了高绿片岩相-低角闪岩相变质作用，绿岩地体主要为玄武质枕状熔岩、超基性岩、燧石岩、条带状铁石英岩及少量碎屑沉积岩[34]，色尔腾山岩群岩石组合特征明显区别于前人所述的绿岩地体，并且二者在岩石地球化学特征上也表现出明显的差异[27-29]。因此，前人将绿岩地体划为色尔腾山岩群可能不合理。

    达茂旗地区前寒武纪基底主要由黑云斜长片麻岩、大理岩组成，黑云斜长片麻岩岩石地球化学特征表现为低Si、Al，富Fe、Mg，贫Na、K，富集Rb、Ba、Th、K、Zr、Hf等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素，稀土元素含量较低，轻、重稀土元素分馏明显，以及不明显的Eu异常等特征，这与前人获得的色尔腾山岩群原岩为中基性火山岩的黑云斜长片麻岩特征[27-29]相似；大理岩原岩为白云岩、石灰岩。这一岩石组合与原定义的色尔腾山岩群基性-中性-酸性火山岩、碎屑岩-碳酸盐岩基本一致。

    因此，笔者从岩石组合的角度认为，达茂旗地区前寒武纪基底色尔腾山岩群由黑云斜长片麻岩、大理岩组成，区别于绿岩地体。

    5.2   色尔腾山岩群地质时代

    关于色尔腾山岩群的形成时代一直具有较大的争议，王楫等[47]在研究内蒙古中部变质岩同位素年代构造格架时，在绢云母化斜长片麻岩中获得锆石U-Pb(同位素稀释法)不一致线上交点年龄为2489±10 Ma，以及Pb-Pb法表面年龄均值为2458±10 Ma，认为色尔腾山岩群的形成时代为2500 Ma。李景春等[27]在进行“色尔腾山群”解体研究中，在黑云角闪斜长片麻岩中获得锆石U-Pb年龄2449±30.34 Ma，在黑云斜长片麻岩获得全岩Sm-Nd等时线年龄2807.0±55.9 Ma，认为色尔腾山岩群形成时间为2800~2500 Ma，并且获得变质深成岩斜长花岗岩锆石U-Pb年龄2493±13.19 Ma、2434.02±8.30 Ma。

    之后的研究认为色尔腾山岩群应形成于古元古代，如吴新伟等[28]在营盘湾—东五分子一带的长英片麻岩中获得锆石U-Pb年龄1980±9 Ma，在黑云母片岩中获得锆石U-Pb年龄1946±16 Ma，认为色尔腾山岩群的原岩大致形成于1.93~2.0 Ga，并在1.9 Ga左右发生变质。王挽琼等[29]在乌拉特中旗查干哈达地区黑云斜长片麻岩中获得锆石SHRIMP U-Pb年龄1930.7±9.6 Ma，并认为色尔腾山岩群原岩形成于1930.7±9.6 Ma，于1930 Ma之后发生低绿片岩相-低角闪岩相变质作用。由此可见，不同地区色尔腾山岩群的岩石组成与形成时代可能存在差异。

    本次在达茂旗地区黑云斜长片麻岩中获得2009~2142 Ma的年龄值，代表黑云斜长片麻岩形成时代，该年龄晚于王楫等[47]、李景春等[27]获得的2800~2500 Ma，早于吴新伟等[28]、王挽琼等[29]获得的1930~1980 Ma。这进一步说明，色尔腾山岩群在不同地区的形成时代有差异，总体表现为由西向东、由南向北逐渐变新，而达茂旗地区色尔腾山岩群原岩形成时代为古元古代(2009~2142 Ma)。本次获得的分布在色尔腾山岩群中、变质变形特征弱于色尔腾山岩群的碱长花岗岩、石英闪长岩的形成年龄分别为1999±37 Ma、1992±19 Ma，对色尔腾山岩群的形成时代提供了新的制约，表明其形成时代应早于1999±37 Ma，1999~1992 Ma的岩浆事件是色尔腾山岩群发生变质的主要因素。

    基于上述，笔者认为达茂旗地区色尔腾山岩群时代应属于古元古代，形成时间在2009~2142 Ma之间，其主要的变质作用可能与1999~1992 Ma的岩浆事件有关。

    5.3   达茂旗地区前寒武纪基底演化特征

    为更系统全面地研究达茂旗前寒武纪的基底特征，笔者收集了华北克拉通北缘阴山地块及周围岩浆锆石和碎屑锆石的年龄[25, 28-29, 48-51]，并绘制了年龄分布直方图(图 6-b)。阴山地块及周围1800~2900 Ma岩浆活动存在2个主要峰期，即1850~2200 Ma和2450~2750 Ma，并且这2个主要峰期都分别由3个次级峰期组成，即1900 Ma、2000 Ma、2150 Ma和2550 Ma、2600 Ma、2700 Ma。而2个主要峰期内部均表现为早期锆石数量少、晚期锆石数量多的特点。达茂旗地区与固阳—武川、四子王旗和白云鄂博地区均属于阴山地块，前人研究认为，这一构造带前寒武纪基底主要由新太古代花岗岩-绿岩地体、高级变质杂岩等构成[34]，形成时间在2.60~2.55 Ga之间[6, 16, 48, 52-56]。马铭株等[51]在西乌兰不浪地区发现新太古代早期(2692±17 Ma)片麻状奥长花岗岩，这是阴山地块确定的最古老岩石。而本次研究认为，达茂旗地区前寒武纪基底主要由古元古代色尔腾山岩群黑云斜长片麻岩、大理岩，以及古元古代碱长花岗岩、石英闪长岩、黑云母二长花岗岩组成。黑云斜长片麻岩中虽获得约2641 Ma的捕获岩浆锆石，但未发现约2641 Ma的古老地质体。此外，阴山地块白云鄂博群也存在约2.6 Ga的碎屑锆石，进一步证实达茂旗地区与阴山地块的其他地区一样，可能存在约2.6 Ga的基底岩石。前人所获约2.6 Ga片麻状奥长花岗岩锆石的εHf(t)值为4.78~8.83，TDM1为2663~2780 Ma，TDM2为2632~2845 Ma，为约2.6 Ga的新生陆壳[51]。约2.6 Ga碎屑锆石的εHf(t)值变化范围较大，为2.4~7.1，TDM2为2.99~2.70 Ga[16]。而本次获得约2.6 Ga继承锆石的εHf(t)值为-3.21~0.71(图 6-a)，TDM2为3372~3087 Ma，εHf(t)值明显低于前人范围，且出现负值，TDM2值大于前人数值，暗示这一时期不仅存在新生陆壳，而且在陆壳增生过程中有更古老陆壳物质的混染，可能存在早于2.6 Ga的新太古代陆壳。

    古元古代中晚期(约2.0 Ga)的变质侵入岩在华北克拉通北缘广泛分布，白云鄂博地区发育古元古代中晚期(2034~2200 Ma)片麻状花岗岩[48]。研究区位于白云鄂博东侧，黑云斜长片麻岩2009~2142 Ma的锆石年龄代表了原岩中基性火山岩的形成时间，这与前人在白云鄂博所获片麻状花岗岩的形成时间接近，进一步证实了华北克拉通北缘约2.0 Ga岩浆活动的广泛性。白云鄂博(2034~2200 Ma)片麻状花岗岩中岩浆锆石的εHf(t)值存在较大变化(-17.20~8.58)，表明岩石形成过程中地幔添加和壳内再循环都起了重要作用[48]。而达茂旗地区黑云斜长片麻岩2009~2142 Ma锆石的εHf(t)值为-0.93~6.03(图 6-a)，以正值为主，结合黑云斜长片麻岩原岩可能为中基性火山岩，推测该时期发生过陆壳增生作用，可能受到古老陆壳物质的混染。

    华北克拉通北缘阴山地块1990 Ma左右的岩浆活动强度仅次于1900 Ma(图 6-b)，达茂旗地区碱长花岗岩、石英闪长岩的形成时代为1999~1992 Ma，是该岩浆峰期的产物。该期岩浆锆石的εHf(t)值以正值为主(-0.49~8.60)，且位于亏损地幔与球粒陨石演化线之间(图 6-a)，TDM1、TDM2变化范围较大，分别为2041~2413 Ma、2041~2631 Ma，暗示达茂旗地区1999~1992 Ma碱长花岗岩与石英闪长岩为新生陆壳重熔的产物，可能受到古老地壳物质的混染。

    古元古代晚期(1.95~1.85 Ga)的变质作用与变形作用、深熔作用、岩浆作用共同构成华北克拉通重要的早前寒武纪构造热事件，导致华北克拉通最终克拉通化[13, 48]。该期变质作用在白云鄂博及邻区广泛发育，例如在片麻岩锆石变质增生边[50]及白云鄂博群碎屑锆石[21, 57]均有显示。达茂旗地区黑云母二长花岗岩的形成时代为1920 Ma左右，岩石变形特征不明显。这明显区别于白云鄂博地区分布的1.86~1.94 Ga变质的片麻状花岗岩。本次获得的黑云母二长花岗岩锆石εHf(t)值为-7.25~-2.25，εHf(t)值位于2.9 Ga和2.7 Ga上地壳演化线之间(图 6-a)，暗示达茂旗1920 Ma黑云母二长花岗岩为古老陆壳重熔的产物，达茂旗地区这一时期以岩浆作用区别于白云鄂博地区的变质作用。

    6.   结论

    (1) 华北克拉通北缘达茂旗地区色尔腾山岩群主要由黑云斜长片麻岩、大理岩组成，区别于绿岩地体，黑云斜长片麻岩原岩为中基性火山岩，形成于古元古代(2009~2142 Ma)。

    (2) 达茂旗地区存在古元古代变质侵入岩，碱长花岗岩、石英闪长岩的形成时间为1992~1999 Ma，黑云母二长花岗岩的形成时间为1920 Ma。

    (3) 达茂旗地区在约2.6 Ga、2009~2142 Ma分别发生过陆壳增生作用，并受到古老陆壳物质的混染；1999~1992 Ma的碱长花岗岩与石英闪长岩为新生陆壳重熔的产物，可能受到古老陆壳物质的混染；1920 Ma的黑云母二长花岗岩为古老陆壳重熔的产物。

  • 图  1   达茂旗地区大地构造位置(a, 据参考文献[10])及区域地质图(b, 据参考文献①修编)

    Figure  1.   Tectonic location map (a)and regional geological map (b)of the Damaoqi area

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    图版 Ⅰ  

    a.黑云斜长片麻岩(20WLT-2)野外露头；b.碱长花岗岩(1806-7)岩心；c.石英闪长岩(20WLT-8)岩心；d.黑云母二长花岗岩(20WLT-1)手标本；e.20WLT-2(10倍物镜，正交偏光镜)黑云斜长片麻岩鳞片状变晶结构；f.1806-7(4倍物镜，正交偏光镜)斜长石聚片双晶，条纹长石条纹结构；g.20WLT-8(10倍物镜，正交偏光镜)半自形-他形粒状结构，交代残留角闪石；h.20WLT-1(4倍物镜，正交偏光)。Qtz—石英；Pl—斜长石；Afs—碱性长石；Pth—条纹长石; Hbl—角闪石；Bt—黑云母；Ep—绿帘石

    图版 Ⅰ.  

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    图  2   样品中代表性锆石阴极发光(CL)图像

    (实线圆圈为U-Pb同位素测试点，直径均为30 μm，虚线圆圈为Lu-Hf同位素测试点，直径均为44 μm，左上角数字为编号，标注年龄为207Pb/206Pb年龄，右上角数字为εHf(t)值)

    Figure  2.   Cathodoluminescence images of selected zircon crystals from the Precambrian crystalline basement in the Damaoqi area

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    图  3   黑云斜长片麻岩锆石U-Pb年龄分布直方图(a)、谐和图(b、c、e、g)及年龄加权平均值图(d、f、h)

    Figure  3.   Histogram(a), concordia plots(b, c, e, g) and weighted average of zircon U-Pb ages(d, f, h) from biotite plagioclase gneiss

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    图  4   碱长花岗岩、石英闪长岩、黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图(a、c、e)及年龄加权平均值图(b、d、f)

    Figure  4.   Concordia plots(a, c, e) and weighted average of zircon U-Pb ages(b, d, f) from alkali feldspar granite, quartz diorite and biotite monzogranite

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    图  5   达茂旗地区前寒武纪基底色尔腾山岩群和变质侵入岩锆石稀土元素配分模式图

    Figure  5.   Zircon REE distribution patterns of the Precambrian basement Sertengshan Group and Paleoproterozoic metamorphic intrusive rocks in Damaoqi area

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    图  6   达茂旗地区前寒武纪基底锆石Hf同位素特征(a) 及华北克拉通北缘阴山地块中部锆石年龄分布直方图(b)

    (年龄数据据参考文献[25, 28-29, 48-51]及本文)

    Figure  6.   Zircon Hf isotopic characteristics in Damaoqi area (a) and histogram of age distribution of zircons from Precambrian crystalline basement in the central part of the Yinshan Block, northern margin of the North China Craton(b)

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    表  1   达茂旗地区前寒武纪基底色尔腾山岩群和变质侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb定年分析结果

    Table  1   LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb ages of the Precambrian basement Sertengshan Group and Paleoproterozoic metamorphic intrusive rocks in Damaoqi area

    测点 元素含量/10-6 Th/U 同位素比值 U-Pb年龄/Ma
    Th U 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ
    黑云斜长片麻岩(20WLT-2)
    20WLT-2- 1 313.0 564.9 0.55 0.1889 0.0048 11.8500 0.2700 0.4544 0.0078 2733.0 44.0 2593.6 22.0 2414.0 34.0
    20WLT-2-2 168.0 589.0 0.29 0.1251 0.0032 6.4370 0.1500 0.3726 0.0064 2028.0 45.0 2036.8 21.0 2041.0 30.0
    20WLT-2-3 50.2 191.7 0.26 0.1237 0.0037 5.6900 0.1700 0.3332 0.0074 2006.0 54.0 1927.0 26.0 1853.0 36.0
    20WLT-2-4 683.0 1103.0 0.62 0.1333 0.0034 5.9050 0.1400 0.3217 0.0056 2140.0 45.0 1961.3 20.0 1798.0 27.0
    20WLT-2-5 79.8 147.1 0.54 0.1773 0.0045 12.4100 0.2800 0.5069 0.0083 2624.0 42.0 2634.8 21.0 2643.0 36.0
    20WLT-2-6 368.6 917.0 0.40 0.1254 0.0032 5.3570 0.1200 0.3097 0.0052 2033.0 45.0 1877.5 19.0 1739.0 25.0
    20WLT-2-7 336.7 313.5 1.07 0.1786 0.0045 11.2700 0.2600 0.4560 0.0075 2637.0 43.0 2544.4 21.0 2424.0 32.0
    20WLT-2-8 75.0 169.8 0.44 0.1333 0.0039 7.5400 0.2000 0.4094 0.0076 2138.0 52.0 2176.0 24.0 2212.0 35.0
    20WLT-2-9 855.0 867.0 0.99 0.1260 0.0032 5.0380 0.1400 0.2897 0.0064 2040.0 45.0 1824.0 23.0 1639.0 32.0
    20WLT-2-10 261.6 351.3 0.74 0.1349 0.0035 7.4690 0.1800 0.4011 0.0068 2159.0 45.0 2168.0 21.0 2174.0 31.0
    20WLT-2-11 104.7 632.0 0.17 0.1326 0.0036 7.3100 0.1800 0.3993 0.0075 2131.0 47.0 2150.0 22.0 2165.0 35.0
    20WLT-2-12 368.0 877.0 0.42 0.1255 0.0031 5.6340 0.1300 0.3249 0.0053 2034.5 42.0 1920.3 19.0 1813.0 26.0
    20WLT-2-13 85.5 345.4 0.25 0.1217 0.0035 4.7400 0.1500 0.2837 0.0076 1978.0 51.0 1772.0 26.0 1609.0 38.0
    20WLT-2-14 288.3 405.6 0.71 0.1161 0.0030 5.3010 0.1200 0.3304 0.0053 1894.0 46.0 1868.3 19.0 1840.0 26.0
    20WLT-2-15 136.0 845.0 0.16 0.1189 0.0030 4.5610 0.1000 0.2782 0.0046 1938.0 45.0 1741.7 18.0 1582.0 23.0
    20WLT-2-16 497.0 753.0 0.66 0.1358 0.0034 6.4370 0.1500 0.3438 0.0057 2172.0 44.0 2036.6 20.0 1904.0 28.0
    20WLT-2-17 169.5 274.1 0.62 0.1823 0.0049 12.2900 0.2900 0.4894 0.0091 2671.0 45.0 2626.0 22.0 2567.0 39.0
    20WLT-2-18 84.4 176.5 0.48 0.1250 0.0032 6.4400 0.1500 0.3726 0.0060 2025.0 46.0 2036.4 20.0 2041.0 28.0
    20WLT-2-19 159.3 389.6 0.41 0.1333 0.0034 7.0120 0.1700 0.3828 0.0076 2140.0 45.0 2112.0 22.0 2089.0 36.0
    20WLT-2-20 585.0 527.0 1.11 0.1251 0.0033 6.0100 0.1600 0.3474 0.0063 2027.0 47.0 1976.0 23.0 1922.0 30.0
    20WLT-2-21 364.3 393.7 0.93 0.1342 0.0035 7.1760 0.1700 0.3871 0.0068 2151.0 46.0 2133.0 22.0 2109.0 32.0
    20WLT-2-22 254.2 356.2 0.71 0.1265 0.0033 6.4300 0.1500 0.3685 0.0062 2047.0 45.0 2035.4 21.0 2022.0 29.0
    20WLT-2-23 124.2 543.0 0.23 0.1206 0.0035 5.7400 0.1900 0.3445 0.0096 1963.0 52.0 1936.0 30.0 1908.0 46.0
    20WLT-2-24 195.0 276.1 0.71 0.1241 0.0032 6.2420 0.1600 0.3656 0.0073 2014.0 46.0 2009.0 23.0 2008.0 34.0
    20WLT-2-25 100.8 336.3 0.30 0.1359 0.0035 5.9010 0.1400 0.3158 0.0051 2171.0 45.0 1962.1 21.0 1769.0 25.0
    20WLT-2-26 91.2 121.2 0.75 0.1291 0.0038 6.9000 0.1900 0.3858 0.0075 2082.0 51.0 2097.0 25.0 2103.0 35.0
    20WLT-2-27 21.1 887.0 0.02 0.1167 0.0029 4.4810 0.1100 0.2784 0.0051 1904.0 45.0 1726.0 20.0 1583.0 26.0
    20WLT-2-28 201.2 459.2 0.44 0.1238 0.0034 6.1800 0.1500 0.3615 0.0061 2008.0 48.0 2001.0 21.0 1989.0 29.0
    20WLT-2-29 143.1 392.0 0.37 0.1323 0.0038 7.3200 0.1900 0.4008 0.0078 2126.0 50.0 2151.0 23.0 2178.0 32.0
    20WLT-2-30 54.0 150.2 0.36 0.1232 0.0032 6.3940 0.1500 0.3755 0.0061 2000.0 45.0 2029.9 20.0 2055.0 29.0
    20WLT-2-31 348.1 867.1 0.40 0.1230 0.0027 6.1520 0.1360 0.3609 0.0036 2066.7 38.3 1997.7 19.3 1986.3 17.3
    20WLT-2-32 320.3 492.5 0.65 0.1245 0.0030 5.6435 0.1514 0.3265 0.0034 2021.3 43.7 1922.8 23.1 1821.5 16.3
    20WLT-2-33 282.1 314.8 0.90 0.1243 0.0026 6.3372 0.1419 0.3680 0.0042 2020.4 36.0 2023.6 19.6 2019.8 19.9
    20WLT-2-34 86.3 257.5 0.33 0.1235 0.0027 6.3825 0.1512 0.3732 0.0046 2007.1 43.7 2029.9 20.8 2044.2 21.8
    20WLT-2-35 117.2 526.0 0.22 0.1197 0.0024 5.7277 0.1251 0.3454 0.0038 1951.6 35.3 1935.6 18.9 1912.7 18.2
    20WLT-2-36 404.2 555.4 0.73 0.1780 0.0036 12.2505 0.2854 0.4964 0.0062 2634.3 28.2 2623.8 21.9 2598.2 26.9
    20WLT-2-37 159.1 239.3 0.66 0.1142 0.0028 5.4675 0.1401 0.3460 0.0040 1933.3 44.8 1895.5 22.0 1915.5 19.1
    20WLT-2-38 83.1 109.7 0.76 0.1181 0.0035 5.8507 0.1808 0.3587 0.0049 1927.8 53.7 1954.0 26.8 1976.0 23.2
    碱长花岗岩(1806-7)
    1806-7-1 2002.7 4011.7 0.50 0.1434 0.0074 2.7849 0.2152 0.1360 0.0044 2268.8 89.2 1351.5 57.8 821.9 25.2
    1806-7-2 223.5 1698.3 0.13 0.1179 0.0026 4.3971 0.1036 0.2693 0.0026 1925.0 40.0 1711.8 19.5 1537.5 13.3
    1806-7-3 47.9 1633.1 0.03 0.1175 0.0024 5.2510 0.1179 0.3228 0.0034 1920.4 41.7 1860.9 19.1 1803.2 16.8
    1806-7-4 389.9 1836.8 0.21 0.1231 0.0024 5.6404 0.1532 0.3309 0.0064 2002.2 35.2 1922.3 23.4 1842.9 31.1
    1806-7-5 124.9 1950.4 0.06 0.1223 0.0029 4.5746 0.1120 0.2704 0.0032 1990.4 40.9 1744.6 20.4 1542.8 16.2
    1806-7-6 644.1 3528.9 0.18 0.1154 0.0023 3.2149 0.0888 0.2017 0.0044 1887.0 35.8 1460.8 21.4 1184.6 23.3
    1806-7-7 228.5 1014.5 0.23 0.1241 0.0026 5.3294 0.1666 0.3098 0.0071 2016.7 32.4 1873.6 26.7 1739.7 35.1
    1806-7-8 226.0 711.8 0.32 0.1228 0.0027 6.2438 0.1455 0.3674 0.0042 1998.2 38.9 2010.6 20.4 2017.2 19.9
    1806-7-9 653.5 1122.8 0.58 0.1220 0.0026 6.1087 0.1432 0.3616 0.0046 1987.0 43.1 1991.5 20.5 1989.8 21.6
    1806-7-10 225.7 1246.4 0.18 0.1300 0.0027 6.1742 0.1368 0.3429 0.0039 2098.5 69.0 2000.8 19.4 1900.4 18.8
    1806-7-11 340.2 1187.9 0.29 0.1231 0.0024 6.0412 0.1258 0.3543 0.0033 2066.7 35.5 1981.8 18.1 1955.2 15.9
    石英闪长岩(20WLT-8)
    20WLT-8-1 183.7 416.0 0.44 0.1224 0.0034 6.1130 0.1300 0.3619 0.0054 1989.0 49.0 1991.4 19.0 1992.0 25.0
    20WLT-8-2 50.9 181.6 0.28 0.1295 0.0040 6.7800 0.1800 0.3827 0.0072 2087.0 54.0 2082.0 23.0 2088.0 33.0
    20WLT-8-3 44.4 242.2 0.18 0.1224 0.0037 6.1600 0.1600 0.3611 0.0067 1989.0 54.0 1998.0 23.0 1987.0 32.0
    20WLT-8-4 61.9 281.1 0.22 0.1223 0.0035 6.2920 0.1500 0.3695 0.0059 1987.0 51.0 2016.5 20.0 2027.0 28.0
    20WLT-8-5 70.1 214.7 0.33 0.1224 0.0035 6.1950 0.1500 0.3660 0.0058 1988.0 51.0 2004.0 21.0 2010.0 27.0
    20WLT-8-6 235.6 885.0 0.27 0.1240 0.0035 5.2690 0.1300 0.3039 0.0050 2016.0 53.0 1863.1 20.0 1711.0 25.0
    20WLT-8-7 67.4 237.4 0.28 0.1212 0.0035 6.0820 0.1400 0.3607 0.0059 1970.0 51.0 1986.0 21.0 1985.0 28.0
    20WLT-8-8 145.2 293.7 0.49 0.1354 0.0042 7.4800 0.2000 0.4008 0.0069 2165.0 54.0 2170.0 24.0 2172.0 32.0
    20WLT-8-9 84.6 338.4 0.25 0.1219 0.0036 6.0360 0.1500 0.3569 0.0056 1981.0 53.0 1980.0 22.0 1967.0 27.0
    20WLT-8-10 69.3 311.9 0.22 0.1209 0.0036 6.1860 0.1500 0.3663 0.0057 1965.0 54.0 2001.0 21.0 2012.0 27.0
    20WLT-8-11 118.1 514.0 0.23 0.1222 0.0034 6.0260 0.1400 0.3555 0.0054 1986.0 49.0 1979.6 19.0 1960.0 26.0
    20WLT-8-12 87.7 350.9 0.25 0.1219 0.0034 6.2150 0.1400 0.3664 0.0054 1982.0 50.0 2005.1 20.0 2012.0 26.0
    20WLT-8-13 58.1 249.1 0.23 0.1200 0.0034 5.6440 0.1400 0.3441 0.0063 1951.0 51.0 1921.0 22.0 1905.0 30.0
    20WLT-8-14 75.5 178.0 0.42 0.1258 0.0039 6.6400 0.1700 0.3765 0.0069 2041.0 58.0 2067.0 22.0 2059.0 32.0
    20WLT-8-15 96.6 168.1 0.57 0.1241 0.0037 6.3300 0.1600 0.3647 0.0064 2012.0 54.0 2021.0 22.0 2004.0 30.0
    20WLT-8-16 73.1 234.2 0.31 0.1219 0.0034 6.1140 0.1400 0.3603 0.0053 1983.0 51.0 1991.0 20.0 1983.0 25.0
    20WLT-8-17 141.8 296.0 0.48 0.1221 0.0036 6.1260 0.1600 0.3571 0.0067 1984.0 52.0 1993.0 22.0 1968.0 32.0
    20WLT-8-18 47.6 218.3 0.22 0.1199 0.0034 6.1740 0.1500 0.3694 0.0060 1951.0 51.0 1999.0 22.0 2026.0 28.0
    20WLT-8-19 98.2 246.7 0.40 0.1216 0.0034 6.0740 0.1400 0.3607 0.0055 1978.0 51.0 1985.2 20.0 1987.0 27.0
    20WLT-8-20 117.1 315.0 0.37 0.1212 0.0034 6.0840 0.1400 0.3629 0.0055 1970.0 50.0 1987.7 20.0 1995.0 26.0
    20WLT-8-21 53.6 132.6 0.40 0.1266 0.0037 6.5540 0.1600 0.3736 0.0057 2045.0 51.0 2051.0 21.0 2046.0 27.0
    20WLT-8-22 62.2 321.2 0.19 0.1209 0.0034 5.8410 0.1300 0.3488 0.0051 1966.0 49.0 1951.4 20.0 1928.8 24.0
    20WLT-8-23 57.0 283.3 0.20 0.1218 0.0037 6.1650 0.1600 0.3629 0.0062 1979.0 55.0 1999.0 23.0 1995.0 29.0
    20WLT-8-24 34.9 162.8 0.21 0.1207 0.0036 6.0490 0.1500 0.3603 0.0060 1965.0 51.0 1981.0 22.0 1983.0 28.0
    20WLT-8-25 39.7 153.4 0.26 0.1262 0.0037 6.4860 0.1600 0.3747 0.0059 2045.0 50.0 2044.0 21.0 2051.0 28.0
    20WLT-8-26 166.5 1108.0 0.15 0.1325 0.0039 5.4330 0.1300 0.2950 0.0049 2130.0 51.0 1890.0 21.0 1666.0 25.0
    20WLT-8-27 251.0 475.9 0.53 0.1274 0.0035 6.6270 0.1500 0.3785 0.0057 2060.0 49.0 2062.2 20.0 2069.0 26.0
    20WLT-8-28 95.2 440.7 0.22 0.1232 0.0036 6.0020 0.1500 0.3553 0.0060 2000.0 53.0 1975.0 22.0 1959.0 28.0
    20WLT-8-29 64.5 256.0 0.25 0.1237 0.0038 6.1750 0.1600 0.3625 0.0060 2006.0 53.0 2000.0 23.0 1994.0 28.0
    20WLT-8-30 82.0 293.3 0.28 0.1230 0.0036 6.1650 0.1500 0.3640 0.0061 1996.0 52.0 1998.0 21.0 2001.0 29.0
    20WLT-8-31 115.9 373.0 0.31 0.1247 0.0035 6.4970 0.1500 0.3813 0.0068 2022.0 49.0 2045.0 21.0 2081.0 32.0
    黑云母二长花岗岩(20WLT-1)
    20WLT-1-1 100.1 117.4 0.85 0.1196 0.0035 5.7030 0.1400 0.3466 0.0053 1944.0 52.0 1930.0 21.0 1918.0 25.0
    20WLT-1-2 114.7 152.6 0.75 0.1186 0.0034 5.6620 0.1300 0.3467 0.0051 1933.0 53.0 1925.0 21.0 1919.0 25.0
    20WLT-1-3 85.1 116.8 0.73 0.1185 0.0036 5.6960 0.1400 0.3483 0.0055 1927.0 55.0 1929.0 22.0 1926.0 26.0
    20WLT-1-4 82.6 134.3 0.62 0.1183 0.0035 5.6260 0.1400 0.3455 0.0053 1924.0 53.0 1918.0 21.0 1913.0 25.0
    20WLT-1-5 125.6 170.2 0.74 0.1187 0.0034 5.6190 0.1300 0.3433 0.0051 1931.0 51.0 1917.4 20.0 1902.0 24.0
    20WLT-1-6 215.0 221.7 0.97 0.1177 0.0033 5.4840 0.1300 0.3380 0.0050 1920.0 51.0 1896.8 20.0 1876.7 24.0
    20WLT-1-7 270.1 295.1 0.92 0.1185 0.0034 5.4860 0.1300 0.3365 0.0051 1931.0 49.0 1898.0 20.0 1870.0 24.0
    20WLT-1-8 57.4 57.8 0.99 0.1187 0.0040 5.5700 0.1600 0.3404 0.0058 1929.0 58.0 1910.0 24.0 1888.0 28.0
    20WLT-1-9 68.6 98.8 0.69 0.1191 0.0036 5.6550 0.1500 0.3443 0.0055 1933.0 55.0 1921.0 22.0 1907.0 26.0
    20WLT-1-10 81.0 117.4 0.69 0.1179 0.0035 5.5870 0.1300 0.3441 0.0053 1919.0 53.0 1912.0 21.0 1906.0 25.0
    20WLT-1-11 111.6 137.4 0.81 0.1187 0.0035 5.5830 0.1300 0.3401 0.0052 1933.0 54.0 1912.0 20.0 1887.0 25.0
    20WLT-1-12 142.0 166.5 0.85 0.1182 0.0034 5.5900 0.1300 0.3422 0.0051 1929.0 54.0 1913.0 20.0 1897.0 24.0
    20WLT-1-13 105.1 134.1 0.78 0.1176 0.0036 5.6960 0.1400 0.3504 0.0055 1920.0 53.0 1929.0 22.0 1936.0 26.0
    20WLT-1-14 73.4 90.2 0.81 0.1183 0.0036 5.6340 0.1500 0.3453 0.0055 1922.0 54.0 1918.0 22.0 1912.0 26.0
    20WLT-1-15 134.1 183.2 0.73 0.1180 0.0034 5.4170 0.1300 0.3341 0.0050 1922.0 51.0 1887.0 20.0 1858.0 24.0
    20WLT-1-16 73.1 78.0 0.94 0.1172 0.0036 5.5120 0.1400 0.3417 0.0053 1905.0 55.0 1900.0 22.0 1894.0 26.0
    20WLT-1-17 94.8 105.3 0.90 0.1175 0.0035 5.4360 0.1300 0.3365 0.0051 1910.0 53.0 1888.0 21.0 1870.0 25.0
    20WLT-1-18 102.2 132.7 0.77 0.1185 0.0038 5.7180 0.1500 0.3489 0.0059 1926.0 58.0 1932.0 24.0 1929.0 28.0
    20WLT-1-19 128.0 187.4 0.68 0.1165 0.0034 5.2740 0.1300 0.3283 0.0050 1898.0 53.0 1864.4 20.0 1830.0 24.0
    20WLT-1-20 102.9 110.9 0.93 0.1187 0.0035 5.6130 0.1400 0.3442 0.0054 1930.0 53.0 1916.0 21.0 1906.0 26.0
    20WLT-1-21 162.8 181.1 0.90 0.1183 0.0034 5.5830 0.1400 0.3422 0.0055 1928.0 54.0 1913.0 21.0 1897.0 26.0
    20WLT-1-22 181.1 213.8 0.85 0.1173 0.0033 5.4070 0.1300 0.3343 0.0051 1913.0 52.0 1884.4 20.0 1859.0 25.0
    20WLT-1-23 52.2 68.8 0.76 0.1183 0.0036 5.4950 0.1400 0.3375 0.0053 1921.0 55.0 1897.0 22.0 1874.0 25.0
    20WLT-1-24 158.8 154.4 1.03 0.1172 0.0034 5.4110 0.1300 0.3352 0.0050 1908.0 53.0 1886.0 20.0 1863.0 24.0
    20WLT-1-25 60.0 109.6 0.55 0.1168 0.0035 5.4710 0.1300 0.3402 0.0052 1900.0 54.0 1894.0 21.0 1887.0 25.0
    20WLT-1-26 195.7 211.9 0.92 0.1175 0.0034 5.5230 0.1300 0.3400 0.0052 1913.0 52.0 1902.0 21.0 1886.0 25.0
    20WLT-1-27 106.7 149.7 0.71 0.1165 0.0034 5.4340 0.1300 0.3380 0.0051 1898.0 52.0 1888.6 20.0 1877.0 25.0
    20WLT-1-28 115.5 142.8 0.81 0.1160 0.0037 5.4900 0.1500 0.3402 0.0058 1891.0 59.0 1897.0 24.0 1887.0 28.0
    20WLT-1-29 120.3 160.9 0.75 0.1184 0.0038 5.7100 0.1600 0.3472 0.0061 1926.0 58.0 1931.0 25.0 1921.0 29.0
    20WLT-1-30 88.2 113.7 0.78 0.1171 0.0038 5.5500 0.1600 0.3417 0.0059 1911.0 56.0 1906.0 24.0 1894.0 28.0
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    表  2   达茂旗地区前寒武纪基底色尔腾山岩群和变质侵入岩锆石Lu-Hf同位素分析结果

    Table  2   Zircon Lu-Hf data of the Precambrian basement Sertengshan Group and Paleoproterozoic metamorphic intrusive rocks in Damaoqi area

    点号 176Yb/
    177Hf    		 176Lu/
    177Hf    		 176Hf/
    177Hf    		 2σ 年龄
    /Ma    		 εHf(0) εHf(t) TDM1
    /Ma    		 TDM2
    /Ma    		 fLu/Hf
    黑云斜长片麻岩(20WLT-2)
    -01 0.025764 0.000848 0.280988 0.000016 2733 -63.09 -3.21 3133 3372 -0.97
    -17 0.026673 0.000823 0.281136 0.000018 2671 -57.84 0.71 2931 3087 -0.98
    -08 0.022030 0.000634 0.281526 0.000016 2138 -44.08 2.84 2391 2545 -0.98
    -11 0.024772 0.000702 0.281427 0.000015 2131 -47.57 -0.93 2530 2770 -0.98
    -28 0.025669 0.000789 0.281587 0.000014 2008 -41.92 1.87 2318 2504 -0.98
    -29 0.033436 0.001035 0.281639 0.000014 2126 -40.05 6.03 2260 2340 -0.97
    -30 0.052413 0.001507 0.281548 0.000018 2000 -43.27 -0.63 2415 2652 -0.95
    -19 0.033788 0.000940 0.281459 0.000017 2140 -46.44 0.07 2502 2716 -0.97
    碱长花岗岩(1806-7)
    -02 0.028600 0.000781 0.281616 0.000014 1999 -40.89 2.72 2278 2445 -0.98
    -03 0.064866 0.001934 0.281711 0.000017 1999 -37.51 4.56 2214 2332 -0.94
    -05 0.046265 0.001281 0.281617 0.000013 1999 -40.85 2.08 2306 2484 -0.96
    -06 0.155654 0.003727 0.281873 0.000026 1999 -31.78 7.90 2085 2126 -0.89
    -07 0.034876 0.001060 0.281703 0.000016 1999 -37.81 5.43 2175 2278 -0.97
    -08 0.068710 0.001838 0.281566 0.000020 1999 -42.67 -0.49 2413 2642 -0.94
    -09 0.031917 0.000863 0.281792 0.000019 1999 -34.66 8.87 2041 2066 -0.97
    -11 0.045591 0.001243 0.281623 0.000015 1999 -40.65 2.34 2296 2469 -0.96
    石英闪长岩(20WLT-8)
    -01 0.054284 0.001555 0.281660 0.000019 1992 -39.34 3.08 2263 2418 -0.95
    -04 0.038785 0.001119 0.281545 0.000018 1992 -43.38 -0.39 2395 2631 -0.97
    -05 0.053384 0.001531 0.281617 0.000019 1992 -40.83 1.61 2321 2508 -0.95
    -07 0.025743 0.000777 0.281603 0.000022 1992 -41.34 2.11 2295 2477 -0.98
    -09 0.039155 0.001157 0.281679 0.000015 1992 -38.67 4.29 2214 2343 -0.97
    -10 0.056135 0.001675 0.281619 0.000016 1992 -40.76 1.49 2327 2515 -0.95
    -11 0.045360 0.001343 0.281584 0.000019 1992 -42.02 0.67 2356 2565 -0.96
    -16 0.063219 0.001858 0.281672 0.000019 1992 -38.91 3.11 2265 2416 -0.94
    -20 0.029715 0.000867 0.281562 0.000019 1992 -42.80 0.53 2357 2574 -0.97
    -22 0.033230 0.001010 0.281561 0.000020 1992 -42.82 0.32 2366 2587 -0.97
    黑云母二长花岗岩(20WLT-1)
    -01 0.015645 0.000414 0.281497 0.000018 1920 -45.10 -2.79 2417 2723 -0.99
    -02 0.017307 0.000460 0.281496 0.000017 1920 -45.11 -2.86 2420 2727 -0.99
    -09 0.017724 0.000473 0.281489 0.000021 1920 -45.38 -3.15 2431 2745 -0.99
    -10 0.020161 0.000524 0.281504 0.000016 1920 -44.84 -2.68 2414 2716 -0.98
    -14 0.012076 0.000322 0.281455 0.000015 1920 -46.57 -4.16 2467 2806 -0.99
    -16 0.023890 0.000611 0.281498 0.000020 1920 -45.06 -3.01 2428 2736 -0.98
    -17 0.019407 0.000506 0.281454 0.000019 1920 -46.62 -4.45 2481 2824 -0.98
    -18 0.018069 0.000478 0.281472 0.000018 1920 -45.96 -3.74 2454 2781 -0.99
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-19
  • 修回日期:  2021-08-19
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2022-04-14

目录

摘要
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  • 1.   区域地质背景

  • 2.   岩相学特征

  • 2.1   黑云斜长片麻岩

  • 2.2   碱长花岗岩

  • 2.3   石英闪长岩

  • 2.4   黑云母二长花岗岩

  • 3.   分析方法

  • 3.1   锆石U-Pb定年

  • 3.2   锆石Lu-Hf同位素分析

  • 4.   分析结果

  • 4.1   锆石U-Pb年龄

  • 4.2   锆石Lu-Hf同位素

  • 5.   讨论

  • 5.1   色尔腾山岩群岩石组合

  • 5.2   色尔腾山岩群地质时代

  • 5.3   达茂旗地区前寒武纪基底演化特征

  • 6.   结论

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