The discovery of tuff interlayer from the Triassic Ermaying Formation in northern Hebei Province and its geological significance
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摘要:
冀北三叠系二马营组分布于下板城-平泉一带,主要为一套河流相红色砂泥岩组合,时代原定为中三叠世。通过1:5万区域地质调查,首次在二马营组上部发现凝灰岩夹层,并进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得其206Pb/238U年龄加权平均值为234.2±2.6Ma(MSWD=3.2),综合古生物化石、后期脉岩、地层接触关系等依据,将二马营组沉积时限重新厘定为中-晚三叠世。结合区域地质资料,认为冀北三叠系二马营组凝灰岩夹层的形成可能与西伯利亚板块与华北板块碰撞造山有关,该凝灰岩层作为有效的地质事件标志层,记录了当时构造背景下华北陆块北缘的一次火山活动。
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关键词:
- 凝灰岩 /
- LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年 /
- 二马营组 /
- 三叠系 /
- 冀北
Abstract:The Ermaying Formation, previously assigned to Middle Triassic, is distributed in Xiabancheng-Pingquan area and mainly composed of fluvial red sandstone and mudstone rocks. During 1:50000 regional survey, the authors discovered for the first time a layer of rhyo-tuffite in the upper part of the Ermaying Formation. Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating of the tuff sample yielded an age of 234.2±2.6Ma(MSWD=3.2). In combination with fossils, intrusive rocks and lithology, the authors hold that a more appropri-ate sedimentary time of the Ermaying Formation in northern Hebei may be Middle to Late Triassic. Furthermore, the appearance of tuff interlayer, as the response to a volcanic events, might be related to the collision between the Siberia Block and the North China Block during Middle to Late Triassic.
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Keywords:
- tuff /
- LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating /
- Ermaying Formation /
- Triassic /
- northern Hebei
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致谢: 河北省区域地质矿产调查研究所实验室张美怡高级工程师在锆石分选及成因矿物学分析方面提供了帮助，天津地质矿产研究所同位素实验室工作人员在锆石微区 LA-MC-ICP-MS U-Pb原位定年测试分析方面给予了大力支持，北京锆年领航科技有限公司为获取锆石阴极发光图像提供了热情帮助，中国地质调查局天津地质调查中心赵凤清、辛后田研究员，谷永昌、刘永顺教授级高级工程师，中国地质大学（北京）张长厚教授均给予了良好建议，审稿专家提出了宝贵的修改意见，在此一并感谢。
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图 1 承德盆地下板城一带地质略图
Q—第四系； J2-3t—侏罗系髫髻山组； J2j—侏罗系九龙山组； T3x—三叠系杏石口组； T2e—三叠系二马营组； T1h—三叠系和尚沟组；T1l—三叠系刘家沟组； O2m—奥陶系马家沟组； ∈—寒武系
Figure 1. Simplified geological map of Xiabancheng area of Chengde basin
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图 2 二马营组凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图
Figure 2. LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia diagram of tuffs from Ermaying Formation
表 1 研究区二马营组凝灰岩 LA-MC-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据
Table 1 LA-MC-ICP-MS zircon U-Th-Pb analytical data of tuff from Ermaying Formation in the study area
点号 含量/10-6 232Th/238U 同位素比值 年龄/Ma Pb U Th 206Pb/238U 207Pb/235U 207Pb/206Pb 206Pb/238U 207Pb/235U 207Pb/206Pb 比值 比值 比值 err% err% err% 测值 测值 测值 1σ 1σ 1σ 1 2 45 70 1.55 0.03719 1.7 1.097 6.0 0.21401 5.9 235 4 752 45 2936 95 2 5 104 147 1.42 0.03693 1.3 0.3386 9.5 0.06650 9.6 234 3 296 28 822 200 3 5 105 137 1.31 0.03753 1.3 0.4130 9.9 0.07981 10.2 238 3 351 35 1192 200 4 12 261 334 1.28 0.03745 1.0 0.3523 3.9 0.06823 3.8 237 2 306 12 875 78 5 13 259 408 1.58 0.03741 1.0 0.3859 3.6 0.07481 3.6 237 2 331 12 1063 73 6 6 139 194 1.39 0.03594 1.6 0.2647 20.7 0.05341 20.8 228 4 238 49 346 471 7 3 64 66 1.03 0.03676 1.5 0.4612 12.2 0.09101 12.1 233 3 385 47 1447 231 8 3 71 78 1.11 0.03835 1.8 0.4554 12.5 0.08612 13.0 243 4 381 48 1341 252 9 8 156 255 1.64 0.03666 1.0 0.3488 6.1 0.06901 6.1 232 2 304 19 899 126 10 8 176 173 0.99 0.03525 1.1 0.4308 5.3 0.08863 5.3 223 2 364 19 1396 101 11 6 124 218 1.75 0.03695 1.1 0.3318 8.8 0.06513 9.0 234 3 291 26 778 188 12 6 130 179 1.37 0.03674 1.0 0.2908 7.0 0.05741 7.1 233 2 259 18 507 157 13 4 78 108 1.38 0.03835 1.3 0.7286 4.9 0.13781 4.9 243 3 556 27 2200 85 14 6 118 223 1.89 0.03675 1.1 0.2938 7.6 0.05797 7.6 233 2 262 20 529 166 15 5 104 183 1.75 0.03685 1.1 0.3099 8.4 0.06099 8.4 233 3 274 23 639 180 16 22 554 641 1.16 0.03575 0.9 0.3253 2.5 0.06600 2.3 226 2 286 7 806 49 17 4 89 145 1.64 0.03741 1.9 0.3400 13.3 0.06592 13.3 237 5 297 39 804 278 18 18 455 888 1.95 0.03671 1.0 0.5783 2.2 0.11427 2.0 232 2 463 10 1868 36 19 25 641 701 1.09 0.03723 0.9 0.2696 2.3 0.05251 2.2 236 2 242 5 308 51 20 2 51 70 1.37 0.03803 1.7 0.2714 25.7 0.05175 27.9 241 4 244 63 274 639 21 6 145 134 0.92 0.03806 1.0 0.2677 7.9 0.05102 7.9 241 3 241 19 242 181 22 8 188 308 1.64 0.03727 1.0 0.2838 5.2 0.05522 5.2 236 2 254 13 421 117 23 4 109 146 1.34 0.03769 1.3 0.2764 20.4 0.05319 20.7 239 3 248 51 337 469 24 4 92 147 1.59 0.03640 1.2 0.4286 6.7 0.08540 6.6 230 3 362 24 1325 129 25 10 34 25 0.75 0.30176 1.1 4.415 3.5 0.10612 3.4 1700 19 1715 60 1734 63 26 265 510 251 0.49 0.47693 0.9 10.89 1.6 0.16553 1.5 2514 24 2513 40 2513 25 27 91 273 297 1.09 0.31989 1.0 7.306 1.6 0.16566 1.5 1789 18 2150 34 2514 25 28 217 415 241 0.58 0.47952 0.9 10.98 1.5 0.16612 1.5 2525 24 2522 39 2519 25 29 28 94 82 0.88 0.30003 0.9 4.198 1.7 0.10147 1.7 1691 16 1674 29 1651 31 30 45 145 72 0.5 0.30618 1.0 4.484 1.8 0.10622 1.7 1722 17 1728 31 1735 31 31 234 761 942 1.24 0.29847 1.1 4.752 1.9 0.11548 1.8 1684 18 1777 34 1887 32 32 14 51 50 0.97 0.26684 1.0 3.634 2.4 0.09878 2.4 1525 15 1557 37 1601 44 注：表中同位素比值的误差均为 1σ误差， 测试者张永清，2013年 8月 
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