Detrital zircon U-Pb ages and Hf isotopes of Early-Middle Permian sandstones from the south margin of Xing-Meng orogenic belt and their tectonic significance
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摘要:
利用LA-MC-ICP-MS 分析技术，对兴蒙造山带南缘下二叠统三面井组和中二叠统额里图组砂岩中的碎屑锆石进行了U-Pb 年龄和Hf 同位素研究。结果显示，三面井组砂岩记录了3 组碎屑锆石年龄：280~369Ma（4 颗）、1800~2271Ma（43 颗，峰值1877Ma）和2507~2711Ma（9 颗）。额里图组砂岩碎屑锆石年龄集中分布在271~371Ma（9 颗）、1258~1395Ma（18 颗，峰值1326Ma）和1695~2454Ma（34 颗，峰值1864Ma）3 个年龄区间。对比研究发现，样品中的元古宙和太古宙碎屑锆石是华北克拉通古老基底的反映；晚古生代锆石具有较低的εHf(t)值（-5.3~-23.7）和较老的Hf 模式年龄（1124~3039Ma），与华北克拉通北缘晚古生代岩浆岩具有一致性，而明显区别于兴蒙造山带内岩浆岩Hf 同位素特征，说明前者是其物源供给区。结合区域资料认为，华北克拉通北缘在早―中二叠世期间不存在类似安第斯型的俯冲大陆边缘，三面井组和额里图组砂岩是在伸展背景下沉积形成的。
Abstract:In this paper, the authors used the LA-MC-ICP-MS analytical techniques to determine U-Pb ages and Hf isotopic composition of detrital zircons from the Lower Permian Sanmianjing Formation and Middle Permian Elitu Formation in Zhengxiangbai Banner area of Inner Mongolia on the southern margin of the Xing-Meng orogenic belt. Detrital zircon dating of the sandstone of the Sanmianjing Formation yielded three main age populations respectively at 280~369Ma (4 grains), 1800~2271Ma (43 grains, peaked at 1877Ma), and 2507~2711Ma (9 grains), whereas the Elitu Formation displays prominent age groups at 271~371Ma (9 grains), 1258~1395Ma (18 grains, peaked at 1326Ma) and 1695~2454Ma (34 grains, peaked at 1864Ma), respectively. The detrital zircon geochronological and Hf isotopic studies indicate that the Meso-Proterozoic to Neoarchean grains were probably derived from the basement of the North China Craton. The Late Paleozoic zircons exhibit negative εHf(t) values of -5.3~-23.7 and old Hf model ages of 1124~3039Ma. These characteristics show a strong resemblance to the Late Paleozoic igneous zircons from the north margin of the North China Craton, suggesting that the source of the Sanmianjing Formation and Elitu Formation partly came from the North China Craton. Integration of provenance data with regional geological information and magmatic records suggests that no Andean-type active continental margin was generated on the northern margin of the North China Craton during Early to Middle Permian, and the Sanmianjing Formation and Elitu Formation were deposited in an extensional tectonic environment.
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兴蒙造山带属于中亚造山带的东段，是典型的显生宙增生型造山带[1].有关兴蒙造山带的构造格局和演化历程至今存在争议，焦点是古亚洲洋东段最终闭合的时代问题：一部分学者认为，古亚洲洋闭合于石炭纪前或更早，石炭纪或晚泥盆世以来内蒙古地区进入造山后伸展阶段[2-7]；另一些学者认为，自显生宙以来，西伯利亚与华北克拉通的边缘不断相对增生，直至晚古生代末或中生代初期才对接形成一个大陆[8-13].沉积岩的物质组成与大地构造背景密切相关，详细的物源分析对了解盆地演化过程、盆山相对位置及相互作用意义重大.鉴于此，兴蒙造山带内广泛出露的二叠纪碎屑沉积岩是解决上述争议的关键.
锆石的U-Th-Pb 同位素体系具有较高的封闭温度及较强的抗风化和抗干扰性，通常可以保存源区原岩的年龄记录.运用沉积岩碎屑锆石U-Pb 定年与Hf 同位素相结合的技术来判别物源、分析古地理已经成为一种可靠的方法[14].前人在内蒙古东南部地区也曾进行过这方面的研究，但是多集中于西拉木伦河南北两侧[15-16]，对兴蒙造山带南缘的研究则略显薄弱.因此，本次选取正镶白旗地区出露良好的下二叠统三面井组和中二叠统额里图组，进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb 测年及Hf 同位素测定，分析讨论这2 套地层的物源体系及与之相关的地质背景，为晚古生代兴蒙造山带南缘盆山演化研究提供沉积学证据.
1. 地质概况
研究区位于正镶白旗南部的三面井村—额里图组牧场一带（图 1），所处大地构造位置为兴蒙造山带南缘的温都尔庙-翁牛特旗加里东褶皱带[17].该带往西可至达尔罕茂明安联合旗，往东经翁牛特旗，直至吉林中部地区[18].研究表明，温都尔庙-翁牛特旗褶皱带是一个含有蛇绿岩残片、岩浆弧、高压变质岩和火山-沉积岩的早古生代增生陆壳区[4].依据上述截然不同的地质单元，Xiao 等[9]将该区进一步划分为温都尔庙俯冲-增生杂岩带和白乃庙岛弧带，前者含寒武纪―奥陶纪温都尔庙-西拉木伦河蛇绿混杂岩带，后者以中奥陶世―早志留世的岛弧火山岩为特征.温都尔庙-翁牛特旗早古生代造山带的南部与华北克拉通接壤，二者以赤峰-巴彦敖包断裂为界.华北克拉通北缘也称为内蒙古隆起或内蒙地轴[19]，其以广泛出露太古宙―古元古代变质结晶基底为特征，盖层是中、新元古代以来的火山-沉积岩.
研究区内出露地层从老到新依次为温都尔庙群、上志留统西别河组、上石炭统阿木山组、下二叠统三面井组和中二叠统额里图组，另有较多侏罗纪和新生代火山-沉积岩.其中，温都尔庙群是由绢云石英片岩、绿泥石英片岩、石英岩、变质火山岩等组成的早古生代中-低级变质岩.西别河组仅出露于研究区北部的大西庙附近，以青灰色-深灰色厚层灰岩夹浅褐色页岩为特征，富含腕足类、珊瑚和苔藓虫化石.阿木山组主要由砂岩、粉砂岩夹灰岩组成，产丰富的腕足类和类化石①②.
① 内蒙古自治区地质局区域地质测量队. 中华人民共和国区域地质矿产报告(1∶20 万正镶白旗幅).1974.
② 内蒙古自治区地质局区域地质测量队. 中华人民共和国区域地质矿产报告(1∶20 万正蓝旗幅).1973.
三面井组不整合覆盖于奥陶纪片麻状石英闪长岩（年龄为462.7±4.3Ma, 未发表资料）之上.根据岩性组合特征，三面井组可进一步划分为碎屑岩段和火山岩段.其中，碎屑岩段底部是厚20~60m的灰黄色粗砂岩和含砾砂岩，其上是生物灰岩、含燧石灰岩及黄褐色砂岩、页岩夹灰岩透镜体；火山岩段由安山岩和安山质角砾岩组成（图 2剖面A-B，图 3-a）.额里图组下部为砾岩、粉砂岩、含砾长石砂岩、凝灰质砂岩夹深灰色泥岩、页岩，厚度大于1000m, 产植物化石.上部由灰色-灰黑色凝灰角砾岩、安山岩等组成，厚度大于500m（图 2剖面C-D，图 3-b）.
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图 2 正镶白旗南部三面井组和额里图组实测剖面Figure 2. Geological sections of the Sanmianjing Formation and ElituFormation in southern Zhengxiangbai Banner area![]()
图 3 三面井组（a、c）和额里图组（b、d）野外照片及砂岩样品显微照片Pl—斜长石；Kfs—钾长石；Qtz—石英；Ms—白云母Figure 3. Photomicrographs of sandstone samples and field photographsof the Sanmianjing Formation and Elitu Formation2. 样品特征与测试方法
2.1 样品特征
用于碎屑锆石年代学测试的2 件砂岩样品分别取自正镶白旗西南部的三面井组和东南部的额里图组，采样坐标：14SMJ4（北纬42°3′37″、东经114°49′3.1″），14ELT3（北纬42°11′43.5″、东经115°19′53.7″）（图 1、图 2）.其中，三面井组砂岩为灰黄色，碎屑颗粒粒径介于0.1~1mm 之间，呈棱角状、次棱角状，成分主要为石英（70%）、长石（20%）和少量白云母（5%），杂基支撑（图 3-c）.额里图组砂岩为灰白色，碎屑颗粒粒径0.1~1.5mm, 磨圆差，多呈次棱角状- 棱角状，主要成分包括石英（40%）、长石（25%）和岩屑（30%），杂基支撑.岩屑成分以石英为主（图 3-d）.
2.2 测试方法
锆石挑选由河北省廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成.采用常规方法将砂岩样品粉碎至300μm, 经淘洗、重选富集，再经磁选和密度分选后，在双目镜下挑选出锆石颗粒.然后将挑选出的锆石颗粒粘贴制成环氧树脂样品靶，进行打磨、抛光使锆石露出新鲜截面，以供透射光、反射光和阴极发光(CL)照相及LA-ICP-MSU-Pb 定年和Lu-Hf 同位素测试.部分代表性锆石CL 图像见图 4.
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图 4 三面井组和额里图组砂岩部分代表性碎屑锆石CL 图像（实线圆圈表示U-Pb 测点位置，虚线圆圈表示Hf 同位素测点位置， 下面数字为Hf 同位素值）Figure 4. Representative CL images of detrital zircons in sandstonesfrom the Sanmianjing Formation and Elitu Formation碎屑锆石U-Pb 测年在天津地质矿产研究所同位素实验室完成.实验采用激光剥蚀等离子体质谱分析技术（LA-MC-ICP-MS），多接收器电感耦合等离子体质谱仪为Thermo Fisher 公司制造的Neptune.激光器为美国ESI 公司生产的UP193-FX 准分子激光器，激光波长193nm, 脉冲宽度5ns, 斑束直径为35μm, 能量密度13~14J/cm2，频率8~10Hz.激光剥蚀物质以氦气为载气送入Neptune, 利用动态变焦扩大色散可以同时接收质量数相差很大的U-Pb 同位素，从而进行锆石U-Pb 同位素测定.采用TEMORA 作为外部锆石年龄标样，利用NIST612 玻璃标样作为外标计算锆石样品的Pb、U、Th 含量.年龄计算采用Isoplot 程序.
年龄大于1000Ma 时采用100 ×（207Pb/206Pb）/（206Pb/238U）计算方法，年龄小于1000Ma 时则采用100×（207Pb/235U）/（206Pb/238U）计算方法分别计算碎屑锆石年龄谐和度，并将谐和度在90%~110%之外的数据视为无效年龄.选取具有有效年龄的锆石颗粒进行了原位Lu-Hf 同位素测定.实验分析流程和校正参见耿建珍等[20].锆石Hf 同位素两阶段亏损地幔模式年龄计算过程中，亏损地幔现今（176Lu/177Hf）DM=0.0384、（176Hf/177Hf）DM=0.28325[21]；εHf(t)值计算中，采用球粒陨石现今（176Lu/177Hf）CHUR=0.0332、（176Hf/177Hf）CHUR=0.282772[22].
3. 测试结果
3.1 锆石U-Pb 年龄
三面井组砂岩(14SMJ4)中的锆石为半自形次圆状-自形柱状，长50~150μm, 浅灰色-深灰色，多具有岩浆振荡环带（图 4）.随机挑选62 颗锆石进行U-Pb 年龄测试，其中谐和度在90%~110%之内的有效数据56 个，结果如表 1 和图 5 所示.56 个有效年龄数据可分为3 组：280~369Ma（4 颗）、1800~2271Ma（43 颗，峰值1877Ma）、2507~2711Ma（9 颗）（图 5）.Th/U 值介于0.1~1.38 之间的锆石有52 颗，Th/U 值小于0.1 的锆石仅4 颗（点8、39、53 和59）.前者多具有较清晰的岩浆环带，应为岩浆锆石；后者内部结构不清晰，可能是变质锆石或受到后期变质作用影响所致[23].
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图 5 三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石U-Pb 谐和图和年龄频率分布图Figure 5. Concordia and probability density plots of detrital zircon U-Pb ages forrocks sandstones from the Sanmianjing Formation and Elitu Formation额里图组砂岩(14ELT3)中的锆石多为半自形短柱状-自形柱状，长40~150μm.锆石CL 图像呈灰白色-深灰色（图 4），多具有岩浆振荡环带，少数锆石具有核边结构（残留核）.随机挑选70 颗锆石进行U-Pb 年龄测试，其中谐和度在90%~110%之内的有效数据61 个（表 1；图 5）.61 个有效年龄数据可分为3 组：271~371Ma（9 颗）、1258~1395Ma（18 颗，峰值1326Ma）、1695~2454Ma（34 颗，峰值1864Ma）（图 5）.锆石Th/U 值介于0.06~1.29 之间，其中2 颗元古宙锆石（点26 和46）的Th/U 值小于0.1.结合锆石内部结构特征判断，Th/U 值大于0.1 的锆石为岩浆成因，反之则为变质锆石.
表 1 三面井组和额里图组砂岩LA-ICP-MS 锆石U-Th-Pb 分析结果Table 1. Results of LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating for the sandstonesfrom the Sanmianjing Formation and Elitu Formation样品号
测点号Pb U 232Th/238U 同位素比值 年龄/Ma /10-6 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 样品号14SMJ4 1 211 476 0.7956 0.3591 0.0036 6.028 0.083 0.1217 0.0015 1978 20 1980 27 1982 21 2 251 764 0.2407 0.3151 0.0033 4.852 0.067 0.1117 0.0013 1766 18 1794 25 1827 21 3 144 398 0.2619 0.3484 0.0035 5.687 0.076 0.1184 0.0014 1927 19 1929 26 1932 21 4 15 303 0.4753 0.0444 0.0005 0.3175 0.0099 0.0519 0.0016 280 3 280 9 279 70 5 39 102 0.5133 0.3385 0.0034 5.325 0.075 0.1141 0.0014 1880 19 1873 26 1865 23 6 64 172 0.4594 0.3360 0.0034 5.278 0.072 0.1139 0.0014 1868 19 1865 25 1863 22 7 77 135 0.6267 0.4784 0.0048 10.96 0.15 0.1661 0.0020 2520 25 2520 34 2519 20 8 151 457 0.0423 0.3332 0.0033 5.331 0.073 0.1160 0.0014 1854 18 1874 26 1896 22 9 147 414 0.1574 0.3487 0.0035 5.761 0.079 0.1198 0.0014 1928 19 1941 26 1954 21 10 208 447 1.1673 0.3729 0.0039 8.309 0.11 0.1616 0.0019 2043 21 2265 31 2472 20 11 61 111 0.5491 0.4765 0.0048 10.89 0.15 0.1658 0.0020 2512 25 2514 34 2516 20 12 163 465 0.2519 0.3394 0.0034 5.404 0.071 0.1155 0.0014 1884 19 1885 25 1888 21 13 157 433 0.3423 0.3448 0.0035 5.556 0.075 0.1169 0.0014 1910 19 1909 26 1909 21 14 137 327 0.4550 0.3848 0.0039 6.895 0.093 0.1299 0.0015 2099 21 2098 28 2097 21 15 273 483 0.7757 0.4732 0.0052 10.95 0.16 0.1678 0.0020 2498 28 2519 36 2536 20 16 114 339 0.2312 0.3304 0.0033 5.249 0.072 0.1152 0.0014 1841 19 1861 26 1883 22 17 128 338 0.6982 0.3347 0.0035 5.259 0.073 0.1140 0.0014 1861 19 1862 26 1863 22 18 293 1017 0.3869 0.2818 0.0028 4.828 0.065 0.1242 0.0015 1601 16 1790 24 2018 21 19 240 690 0.3664 0.3323 0.0034 5.208 0.071 0.1137 0.0013 1850 19 1854 25 1859 21 20 126 438 0.4827 0.2773 0.0029 4.629 0.064 0.1211 0.0014 1578 17 1755 24 1972 21 21 174 492 0.5902 0.3249 0.0033 5.018 0.067 0.1120 0.0013 1814 18 1822 24 1833 21 22 77 203 0.8680 0.3288 0.0034 5.148 0.070 0.1135 0.0013 1833 19 1844 25 1857 21 23 12 236 0.5288 0.0484 0.0005 0.3485 0.012 0.0522 0.0017 305 3 304 10 293 73 24 82 240 0.4508 0.3257 0.0034 5.018 0.070 0.1118 0.0013 1817 19 1822 25 1828 22 25 72 207 0.6211 0.3216 0.0033 4.933 0.069 0.1112 0.0013 1798 19 1808 25 1820 22 26 24 346 1.1832 0.0583 0.0006 0.4333 0.0086 0.0539 0.0010 366 4 366 7 366 42 27 42 120 0.5629 0.3250 0.0033 5.079 0.070 0.1134 0.0014 1814 18 1833 25 1854 22 28 82 217 0.9237 0.3248 0.0033 5.056 0.068 0.1129 0.0013 1813 18 1829 25 1847 21 29 15 246 0.4467 0.0589 0.0006 0.4436 0.012 0.0546 0.0014 369 4 373 10 396 57 30 83 173 0.3118 0.4483 0.0045 10.23 0.14 0.1655 0.0019 2388 24 2456 33 2513 20 31 139 361 0.8628 0.3332 0.0034 5.295 0.071 0.1153 0.0014 1854 19 1868 25 1884 21 32 198 612 0.3158 0.3156 0.0031 5.045 0.068 0.1159 0.0014 1768 17 1827 24 1894 21 33 149 423 0.1087 0.3531 0.0036 5.837 0.080 0.1199 0.0014 1949 20 1952 27 1954 21 34 77 195 0.8189 0.3369 0.0034 5.400 0.074 0.1162 0.0014 1872 19 1885 26 1899 21 35 190 534 0.4029 0.3393 0.0035 6.135 0.084 0.1311 0.0015 1883 19 1995 27 2113 21 36 213 401 0.5616 0.4627 0.0047 10.88 0.15 0.1705 0.0020 2452 25 2513 34 2562 20 37 93 166 0.5846 0.4900 0.0051 11.56 0.16 0.1711 0.0020 2571 27 2570 35 2569 20 38 81 226 0.4326 0.3348 0.0034 5.325 0.073 0.1153 0.0014 1862 19 1873 26 1885 22 39 174 525 0.0901 0.3350 0.0034 5.342 0.075 0.1156 0.0014 1863 19 1876 26 1890 22 40 99 224 1.3386 0.3318 0.0033 5.248 0.073 0.1147 0.0014 1847 19 1860 26 1876 22 41 164 433 0.6720 0.3301 0.0033 5.184 0.071 0.1139 0.0014 1839 18 1850 25 1862 22 样品号14SMJ4 42 318 803 0.4944 0.3588 0.0036 5.939 0.080 0.1201 0.0014 1976 20 1967 27 1957 21 43 116 318 0.4408 0.3359 0.0034 5.310 0.072 0.1147 0.0014 1867 19 1870 25 1875 21 44 377 990 0.5572 0.3434 0.0037 5.525 0.076 0.1167 0.0014 1903 20 1905 26 1906 21 45 45 117 0.7171 0.3350 0.0033 5.369 0.074 0.1162 0.0014 1863 19 1880 26 1899 22 46 41 99 0.9119 0.3416 0.0035 5.535 0.078 0.1175 0.0015 1894 19 1906 27 1919 23 47 110 328 0.7068 0.3023 0.0034 4.839 0.070 0.1161 0.0014 1703 19 1792 26 1897 21 48 162 453 0.2659 0.3457 0.0036 5.614 0.078 0.1178 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0.0014 1776 17 1812 25 1853 22 36 89 278 0.2711 0.3132 0.0031 4.850 0.068 0.1123 0.0014 1757 18 1794 25 1837 22 37 43 122 0.5146 0.3277 0.0032 5.243 0.074 0.1160 0.0015 1827 18 1860 26 1896 22 38 34 133 0.8533 0.2233 0.0022 2.615 0.041 0.0849 0.0012 1299 13 1305 20 1314 28 39 27 593 0.5304 0.0432 0.0004 0.3124 0.0065 0.0525 0.0010 272 3 276 6 308 45 40 24 521 0.5400 0.0432 0.0004 0.3124 0.0073 0.0524 0.0012 273 3 276 6 304 51 41 57 245 0.4416 0.2193 0.0021 2.545 0.036 0.0842 0.0011 1278 12 1285 18 1297 25 42 64 164 0.7768 0.3357 0.0033 5.427 0.080 0.1173 0.0015 1866 18 1889 28 1915 24 43 311 930 0.1976 0.3295 0.0032 5.093 0.068 0.1121 0.0013 1836 18 1835 25 1834 21 44 125 541 0.2567 0.2290 0.0023 2.711 0.037 0.0859 0.0010 1329 13 1331 18 1335 23 45 127 316 0.7451 0.3420 0.0034 5.565 0.075 0.1180 0.0014 1896 19 1911 26 1927 21 46 303 879 0.0648 0.3459 0.0033 6.127 0.083 0.1285 0.0015 1915 18 1994 27 2077 21 47 164 628 0.1675 0.2597 0.0025 3.734 0.050 0.1043 0.0013 1488 14 1579 21 1702 22 48 71 318 0.1346 0.2257 0.0022 2.750 0.039 0.0884 0.0011 1312 13 1342 19 1390 24 49 104 384 0.2792 0.2581 0.0026 3.620 0.050 0.1017 0.0012 1480 15 1554 22 1656 23 50 206 914 0.3604 0.2130 0.0028 3.262 0.051 0.1111 0.0014 1245 16 1472 23 1817 22 51 13 255 0.6805 0.0430 0.0004 0.3081 0.011 0.0519 0.0017 272 3 273 9 283 76 52 96 252 0.4924 0.3381 0.0033 5.468 0.074 0.1173 0.0014 1878 18 1896 25 1915 21 53 157 340 0.1716 0.4364 0.0042 9.540 0.13 0.1586 0.0019 2334 23 2391 32 2440 20 54 137 566 0.3866 0.2259 0.0022 2.708 0.037 0.0869 0.0010 1313 13 1331 18 1359 23 55 97 403 0.2534 0.2331 0.0024 2.847 0.040 0.0886 0.0011 1351 14 1368 19 1395 23 56 197 652 0.2975 0.2791 0.0029 4.571 0.068 0.1188 0.0015 1587 16 1744 26 1938 23 57 136 352 0.5726 0.3246 0.0032 5.734 0.079 0.1281 0.0016 1812 18 1936 27 2072 21 58 79 1386 0.1493 0.0592 0.0006 0.4442 0.0069 0.0545 0.0008 371 4 373 6 390 32 59 14 315 0.3966 0.0430 0.0004 0.3091 0.0096 0.0522 0.0016 271 3 274 8 293 69 60 305 831 0.0344 0.3628 0.0037 7.638 0.11 0.1527 0.0018 1996 21 2189 30 2376 20 样品号14ELT3 61 204 543 0.5556 0.3372 0.0034 5.410 0.073 0.1164 0.0014 1873 19 1886 26 1901 21 62 99 453 0.2133 0.2215 0.0022 2.596 0.036 0.0850 0.0010 1290 13 1300 18 1316 23 63 179 910 0.2286 0.1959 0.0028 2.364 0.039 0.0875 0.0010 1153 17 1232 20 1372 23 64 142 651 0.1798 0.2222 0.0023 2.620 0.036 0.0855 0.0010 1294 13 1306 18 1327 23 65 306 833 0.6349 0.3339 0.0034 5.224 0.070 0.1135 0.0013 1857 19 1857 25 1856 21 66 276 798 0.3271 0.3337 0.0033 5.270 0.070 0.1145 0.0013 1856 18 1864 25 1873 21 67 168 730 0.3464 0.2268 0.0023 2.682 0.036 0.0858 0.0010 1318 13 1324 18 1333 22 68 106 466 0.2613 0.2277 0.0023 2.691 0.037 0.0857 0.0010 1322 13 1326 18 1332 23 69 223 630 0.2150 0.3458 0.0035 5.759 0.079 0.1208 0.0014 1915 19 1940 26 1968 21 70 222 993 0.1673 0.2284 0.0022 2.688 0.036 0.0854 0.0010 1326 13 1325 18 1324 23 注：灰色阴影部分为不和谐数据 3.2 锆石Hf 同位素
针对三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石年龄结构特点，各选取具有效年龄的锆石30 颗进行Lu-Hf 同位素测试，分析结果见表 2 和图 6.其中，三面井组砂岩（14SMJ4）锆石176Lu/177Hf 值分布于0.0000~0.0021 之间，176Hf/177Hf 值分布于0.281052~0.282444之间，具有较低的εHf(t)值(-23.67~+1.54).亏损地幔单阶段模式年龄TDM介于1179~3039Ma 之间，两阶段模式年龄TDM2为1667~3238Ma.额里图组砂岩(14ELT3)锆石176Lu/177Hf 值分布于0.0003~0.0016 之间，176Hf/177Hf 值分布于0.281190~0.282461 之间，εHf(t)值跨度较大，为-16.2~+8.8.亏损地幔单阶段模式年龄TDM介于1124~2833Ma 之间，两阶段模式年龄TDM2为1623~3104Ma.
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图 6 三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石t-εHf(t)图解Figure 6. Diagrams of εHf(t) values versus crystallizing ages of detrital zircon forsandstones from the Sanmianjing Formation and Elitu Formation表 2 三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石Lu-Hf 同位素组成Table 2. Lu-Hf isotopic compositions of detrital zircons for sandstonesfrom the Sanmianjing Formation and Elitu Formation样品号 年龄/Ma 176Yb/177Hf 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 2σ εHf(0) εHf(t) TDM/Ma TDM2/Ma fLu/Hf 14SMJ4.1 1872 0.0076 0.0002 0.281548 0.000023 -43.3 -1.9 2340 2631 -0.99 14SMJ4.2 280 0.0528 0.0021 0.282444 0.000024 -11.6 -5.8 1179 1667 -0.94 14SMJ4.3 1865 0.0088 0.0003 0.281652 0.000020 -39.6 1.5 2205 2415 -0.99 14SMJ4.4 2519 0.0307 0.0009 0.281173 0.000022 -56.5 -1.6 2892 3113 -0.97 14SMJ4.5 1954 0.0266 0.0008 0.281606 0.000021 -41.2 1.3 2296 2500 -0.98 14SMJ4.6 2516 0.0117 0.0004 0.281114 0.000023 -58.6 -2.9 2930 3185 -0.99 14SMJ4.7 1909 0.0135 0.0004 0.281527 0.000022 -44.0 -2.0 2376 2665 -0.99 14SMJ4.8 2097 0.0301 0.0009 0.281376 0.000031 -49.4 -3.8 2613 2920 -0.97 14SMJ4.9 2536 0.0159 0.0005 0.281165 0.000020 -56.8 -0.9 2874 3080 -0.98 14SMJ4.10 305 0.0391 0.0015 0.282111 0.000021 -23.4 -17.0 1630 2386 -0.95 14SMJ4.11 1828 0.0016 0.0000 0.281516 0.000016 -44.4 -3.8 2372 2715 -1.00 14SMJ4.12 366 0.0203 0.0009 0.281914 0.000016 -30.4 -22.6 1878 2778 -0.97 14SMJ4.13 1854 0.0119 0.0004 0.281464 0.000018 -46.3 -5.5 2463 2838 -0.99 14SMJ4.14 369 0.0167 0.0007 0.281879 0.000017 -31.6 -23.7 1914 2850 -0.98 14SMJ4.15 2513 0.0090 0.0004 0.281156 0.000016 -57.2 -1.5 2875 3098 -0.99 14SMJ4.16 1884 0.0243 0.0009 0.281551 0.000018 -43.2 -2.3 2376 2668 -0.97 14SMJ4.17 1954 0.0105 0.0004 0.281483 0.000015 -45.6 -2.5 2437 2735 -0.99 14SMJ4.18 1899 0.0132 0.0005 0.281510 0.000017 -44.6 -2.9 2406 2717 -0.99 14SMJ4.19 1876 0.0176 0.0006 0.281501 0.000023 -45.0 -3.9 2426 2760 -0.98 14SMJ4.20 1906 0.0241 0.0007 0.281503 0.000016 -44.9 -3.3 2431 2747 -0.98 14SMJ4.21 1899 0.0161 0.0005 0.281493 0.000020 -45.2 -3.6 2431 2756 -0.98 14SMJ4.22 1919 0.0122 0.0004 0.281367 0.000018 -49.7 -7.4 2591 3007 -0.99 14SMJ4.23 1934 0.0283 0.0009 0.281593 0.000021 -41.7 0.3 2317 2546 -0.97 14SMJ4.24 2508 0.0312 0.0010 0.281238 0.000023 -54.3 0.2 2813 2993 -0.97 14SMJ4.25 1846 0.0210 0.0006 0.281538 0.000021 -43.6 -3.2 2374 2695 -0.98 14SMJ4.26 2711 0.0206 0.0007 0.281052 0.000017 -60.8 -1.3 3039 3238 -0.98 14SMJ4.27 1807 0.0108 0.0004 0.281509 0.000023 -44.7 -4.9 2402 2769 -0.99 14SMJ4.28 1885 0.0288 0.0008 0.281487 0.000026 -45.4 -4.5 2460 2804 -0.97 14SMJ4.29 1800 0.0030 0.0001 0.281297 0.000015 -52.2 -12.2 2667 3212 -1.00 14SMJ4.30 2507 0.0256 0.0008 0.281160 0.000024 -57.0 -2.2 2902 3139 -0.98 14ELT3.1 1307 0.0293 0.0010 0.281746 0.000022 -36.3 -8.2 2115 2592 -0.97 14ELT3.2 1258 0.0320 0.0010 0.281727 0.000028 -37.0 -9.9 2138 2660 -0.97 14ELT3.3 1833 0.0263 0.0008 0.281696 0.000025 -38.1 1.8 2173 2376 -0.98 14ELT3.4 271 0.0458 0.0014 0.282169 0.000035 -21.3 -15.7 1545 2276 -0.96 14ELT3.5 1975 0.0360 0.0011 0.281705 0.000026 -37.7 4.8 2178 2297 -0.97 14ELT3.6 275 0.0441 0.0014 0.282195 0.000030 -20.4 -14.6 1508 2215 -0.96 14ELT3.7 1347 0.0305 0.0010 0.281840 0.000024 -33.0 -4.0 1983 2360 -0.97 14ELT3.8 2027 0.0192 0.0006 0.281551 0.000027 -43.2 1.3 2357 2557 -0.98 14ELT3.9 1835 0.0234 0.0008 0.281574 0.000019 -42.4 -2.4 2336 2638 -0.98 14ELT3.10 2454 0.0187 0.0007 0.281497 0.000031 -45.1 8.8 2435 2423 -0.98 14ELT3.11 1299 0.0482 0.0016 0.281779 0.000023 -35.1 -7.8 2102 2557 -0.95 14ELT3.12 273 0.0396 0.0014 0.282271 0.000022 -17.7 -12.0 1400 2047 -0.96 14ELT3.13 1885 0.0241 0.0009 0.281633 0.000021 -40.3 0.7 2260 2484 -0.97 14ELT3.14 1952 0.0378 0.0014 0.281684 0.000024 -38.5 3.2 2225 2382 -0.96 14ELT3.15 1319 0.0408 0.0014 0.281833 0.000024 -33.2 -5.2 2017 2416 -0.96 14ELT3.16 1949 0.0163 0.0007 0.281581 0.000021 -42.1 0.5 2320 2545 -0.98 14ELT3.17 1695 0.0301 0.0011 0.281760 0.000023 -35.8 0.7 2100 2338 -0.97 14ELT3.18 1853 0.0261 0.0009 0.281478 0.000023 -45.8 -5.7 2478 2849 -0.97 14ELT3.19 272 0.0398 0.0014 0.282182 0.000021 -20.9 -15.2 1527 2246 -0.96 14ELT3.20 1297 0.0244 0.0009 0.281911 0.000024 -30.4 -2.4 1879 2226 -0.97 14ELT3.21 2077 0.0085 0.0003 0.281468 0.000024 -46.1 -0.2 2450 2682 -0.99 14ELT3.22 272 0.0384 0.0012 0.282322 0.000030 -15.9 -10.2 1323 1934 -0.96 14ELT3.23 1915 0.0285 0.0009 0.281696 0.000030 -38.0 3.5 2175 2330 -0.97 14ELT3.24 2440 0.0133 0.0004 0.281190 0.000022 -56.0 -2.0 2833 3074 -0.99 14ELT3.25 271 0.0336 0.0011 0.282461 0.000026 -11.0 -5.3 1124 1623 -0.97 14ELT3.26 371 0.0192 0.0006 0.282094 0.000028 -24.0 -16.0 1613 2371 -0.98 14ELT3.27 1968 0.0230 0.0008 0.281497 0.000025 -45.1 -2.3 2443 2729 -0.98 14ELT3.28 1332 0.0391 0.0012 0.281511 0.000027 -44.6 -16.2 2453 3104 -0.96 14ELT3.29 1901 0.0385 0.0012 0.281743 0.000023 -36.4 4.4 2132 2266 -0.96 14ELT3.30 1856 0.0160 0.0005 0.281528 0.000029 -44.0 -3.2 2379 2701 -0.99 4. 讨论
4.1 地层时代
三面井组以富含类化石为特征.其中，Parafusulina splendens 广泛发育于贵州紫云、广西宜山、内蒙古白乃庙等地的下二叠统灰岩中，时代相当于栖霞期[24].Misellina claudiae、M.ovalis 则见于湘东南中—晚栖霞期蜓动物群中[25].本次研究获得三面井组砂岩最年轻的碎屑锆石年龄为280Ma, 可限定其沉积时代的下限.结合两者可以确定，三面井组沉积时代为早二叠世晚期.
额里图组在西拉木伦河以南地区分布广泛.前人在1∶20 万区域地质调查过程中，多将其笼统地划归为三面井组或青凤山组③④.但是，内蒙古地质矿产局[26]认为，额里图组具有独特的岩性、岩相和生物群特征，将其置于下二叠统三面井组和中二叠统于家北沟组之间，时代为早二叠世晚期.田树刚等[27]根据额里图牧场地区发现的叶肢介和双壳类化石，将其划归为晚二叠世.事实上，早在20 世纪70 年代，前人就已经在额里图组中发现了诸多双壳类、叶肢介和植物化石，但这些化石时代指向意义不明确，并不足以限定地层时代②.本次研究获得额里图组砂岩最年轻碎屑锆石年龄为271Ma, 证明额里图组沉积时代应略晚于三面井组，为中二叠世早期.
③ 辽宁省第二区域地质测量队. 中华人民共和国区域地质调查报告（1∶20 万克什克腾旗幅）.1971.
④ 辽宁省第二区域地质测量队. 中华人民共和国区域地质调查报告（1∶20 万五分地幅）.1971.
4.2 物源分析
从锆石年龄峰值分布图（图 5）可以看出，兴蒙造山带南缘下二叠统三面井组砂岩样品记录了晚古生代（280~369Ma, εHf(t)=-5.8~-23.7）、古元古代（1800~2271Ma, εHf(t) =- 12.2~ + 1.5）和新太古代（2507~2711Ma, εHf(t)=-2.9~+0.2）3 组碎屑锆石年龄；中二叠统额里图组砂岩样品记录了晚古生代（271~371Ma, εHf(t)=-5.3~-16.0）、中元古代（1258~1395Ma, εHf(t) =- 2.4~- 16.2）和古元古代（1695~2454Ma, εHf(t)值为-5.7~+8.8）3 组碎屑锆石年龄.
4.2.1 晚古生代碎屑锆石物源
三面井组和额里图组砂岩样品中最年轻的一组碎屑锆石均为晚古生代的岩浆锆石，锆石εHf(t)值为-5.3~-23.7，表现出华北克拉通岩浆岩的亲缘性，明显不同于兴蒙造山带岩浆岩锆石的Hf 同位素特征[28].区域资料表明，兴蒙造山带作为典型的显生宙增生型造山带，所发育的晚古生代岩浆岩均具有正εHf(t)值特征，模式年龄不老于新元古代[29].反之，华北克拉通北缘晚古生代岩浆岩因较多古老地壳物质的加入，其εHf(t)值多为负值，并显示较老的模式年龄，如冀北隆化、大光顶、菠萝诺等地区的晚石炭世侵入岩[30]、崇礼―赤城一带的早二叠世花岗岩[31].因此，这些晚古生代的碎屑锆石来自于华北克拉通北缘.
4.2.2 中元古代碎屑锆石物源
中元古代，受Columbia 超大陆裂解的影响，华北克拉通北缘发生了一系列的构造岩浆事件，如化德南部双峰式岩浆岩（1313~1341Ma）[32]和辽西朝阳地区的辉绿岩岩墙（1300~1335Ma）[33].额里图组砂岩中记录的中元古代碎屑锆石年龄（1258~1395Ma）与上述岩浆活动在时间上具有一定的对应性.此外，这些碎屑锆石亏损地幔单阶段模式年龄为1879~2453Ma, 两阶段模式年龄为2226~3104Ma, 表现出与华北克拉通基底年龄的高度相似性.上述信息表明，华北克拉通北缘发育的中元古代岩浆岩可能是其主要物源区.
4.2.3 古元古代—新太古代碎屑锆石物源
三面井组和额里图组砂岩样品中均存在大量古元古代―新太古代的碎屑锆石，并形成约1.8Ga和约2.5Ga 的峰值年龄.与之相当的构造岩浆事件在华北克拉通内十分普遍[34]，如冀北单塔子英云闪长质侵入岩[35]和内蒙古固阳高镁闪长岩[36]，体现了华北克拉通典型的基底年龄组成信息.兴蒙造山带内部还未发现与之同期的岩浆活动.对于这种约1.8Ga 和约2.5Ga 碎屑锆石年龄组合，大部分学者认为其直接或间接来自于华北克拉通[37-38].
4.3 构造意义
围绕古亚洲洋东段最终闭合的时代问题，前人给出了许多不同的构造演化模式，主要有3 种观点：①双向俯冲模式[39-40].古亚洲洋板块向南部的华北克拉通及北部的蒙古地块持续的俯冲，并发育类似安第斯型的主动大陆边缘.②多岛弧模式[9-10， 41].石炭纪―早二叠世期间，内蒙古中东部地区由北往南依次为乌里亚斯太主动大陆边缘、锡林浩特地块、宝力道岛弧带及华北克拉通活动大陆边缘.这种模式体现了西伯利亚与华北克拉通自早古生代以来持续增生的特征.③残余海模式[42].古亚洲洋在中古生代期间就已经消失，晚石炭世以来内蒙古东南部地区是造山后伸展环境下形成的残余陆表浅海.基于上述3 种模式，兴蒙造山带南缘在晚古生代期间可能是板块俯冲带或伸展裂谷2 种截然不同的构造背景.
王荃等[43]提出，华北克拉通北缘在早古生代晚期就已经由被动陆缘转化为主动陆缘，白云鄂博至温都尔庙一线存在向南的板块俯冲消减带.晚石炭世—二叠纪期间，该消减带是类似于安迪斯型的活动大陆边缘[30， 44-46].但是，从三面井组和额里图组砂岩的沉积物源看，华北克拉通北缘古老基底的剥蚀为其提供了主体碎屑物质，早古生代的白乃庙岛弧带及其以北的广大地区并没有物质供给，尤其缺乏与沉积时代相当的碎屑锆石.这种情况表明：①白乃庙岛弧带在早二叠世之前遭受了强烈的剥蚀作用，三面井组沉积时该区已经转变为沉积洼地；②早、中二叠世期间，研究区南部地势较高，但不存在诸如弧火山岩带的高地势阻隔区，大量的华北克拉通基底剥蚀碎屑物质能到达该区.此外，华北克拉通北缘晚古生代时期的侵入岩锆石Hf 同位素组成与前寒武纪基底变质岩也有明显的亲缘性，并没有明显的新的壳幔物质加入，与安第斯型岛弧火山岩总体偏正的Hf 同位素组成不同[47-48].实际上，华北克拉通北缘强烈的隆升作用发生于320~290Ma期间，但这种构造抬升作用与板块的碰撞或俯冲并没有直接关系[49-50].
Cawood 等[51]认为，碎屑锆石年龄谱可以较好地反映构造环境，汇聚型板块边缘的沉积物以含有大量的与地层时代相近的碎屑锆石为特征，而伸展型盆地则主要由远大于地层时代的碎屑锆石组成.三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石主要为中元古代―新太古代锆石，年龄在271~305Ma 之间的碎屑锆石仅占3.6%和13.1%，这一情况更加符合伸展型盆地边缘沉积物碎屑锆石的年龄谱特征.由此说明，早―中二叠世期间正镶白旗一带可能处于伸展构造环境.此外，研究区西部的温都尔庙地区，上石炭统阿木山组、下二叠统三面井组和呼格特组及中二叠统哲斯组也具有类似的碎屑锆石组成和构造背景[52-53]，它们共同构成早―中二叠世期间兴蒙造山带南缘裂谷带.这一裂谷带向西经敦煌-阿拉善块体北部，直至塔里木克拉通北缘，并伴随强烈的岩浆活动[54].
资料显示，兴蒙造山带早二叠世岩浆岩的时空分布和岩石组合特征与世界各主要显生宙造山带发育的后碰撞或后造山岩浆岩省一致[55].如蒙古Boom 和Bayan-Tsagan 岭碱性花岗岩岩[56-57]、Manda-kh 地块碱性花岗岩和A 型花岗岩[58]、内蒙古中部二连―东乌旗碱性花岗岩带[3， 59]、西乌旗地区大石寨组双峰式火山岩[60]和造山后花岗岩[61]、锡林浩特A 型花岗岩[62]、达茂旗及其北部地区的双峰式火山岩[63]、镶黄旗乌兰哈达中二叠世后碰撞碱长花岗岩[64]等.早二叠世造山后花岗岩的广泛发育，不仅说明兴蒙造山带在这一时期已经结束块体拼合形成了一个统一的大陆，而且也指示该区在伸展环境下发育了一个裂陷盆地.裂陷盆地的出现，造成广泛的海侵作用.不整合于奥陶纪片麻状石英闪长岩之上的滨浅海相三面井组正是在该背景下沉积形成的.三面井组在区域上呈东西向展布，其厚度由北往南逐渐变薄的，也符合盆地由南往北逐渐变深的特点.至中二叠世，区域性伸展作用可能已经减弱，在地壳逐渐区域稳定后，内蒙古中东部地区广泛沉积了生物极度繁盛的浅海相哲斯组，而盆地边部则沉积了陆相-海陆交互相的额里图组.
5. 结论
（1） 下二叠统三面井组和中二叠统额里图组砂岩碎屑锆石U-Pb 年龄及Hf 同位素特征与华北克拉通北缘火成岩锆石组成特征相似，反映其物源来自华北克拉通.
（2） 碎屑锆石年龄组成特征表明，三面井组和额里图组砂岩沉积形成于伸展型盆地中.结合区域地质情况，认为兴蒙造山带南缘在早―中二叠世期间存在近东西向展布的裂谷带.
致谢: 野外工作期间得到中国地质科学院地质研究所赵磊、徐芹芹副研究员的大力支持和帮助，成文过程中得到任纪舜研究员的指导，LAICP-MS 锆石U-Pb 定年和Hf 同位素测试得到天津地质调查中心周红英教授级高工的帮助，审稿专家对本文提出宝贵的修改意见，在此一并表示衷心的感谢. -
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图 2 正镶白旗南部三面井组和额里图组实测剖面
Figure 2. Geological sections of the Sanmianjing Formation and ElituFormation in southern Zhengxiangbai Banner area
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图 3 三面井组（a、c）和额里图组（b、d）野外照片及砂岩样品显微照片
Pl—斜长石；Kfs—钾长石；Qtz—石英；Ms—白云母
Figure 3. Photomicrographs of sandstone samples and field photographsof the Sanmianjing Formation and Elitu Formation
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图 4 三面井组和额里图组砂岩部分代表性碎屑锆石CL 图像（实线圆圈表示U-Pb 测点位置，虚线圆圈表示Hf 同位素测点位置， 下面数字为Hf 同位素值）
Figure 4. Representative CL images of detrital zircons in sandstonesfrom the Sanmianjing Formation and Elitu Formation
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图 5 三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石U-Pb 谐和图和年龄频率分布图
Figure 5. Concordia and probability density plots of detrital zircon U-Pb ages forrocks sandstones from the Sanmianjing Formation and Elitu Formation
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图 6 三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石t-εHf(t)图解
Figure 6. Diagrams of εHf(t) values versus crystallizing ages of detrital zircon forsandstones from the Sanmianjing Formation and Elitu Formation
表 1 三面井组和额里图组砂岩LA-ICP-MS 锆石U-Th-Pb 分析结果
Table 1 Results of LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating for the sandstonesfrom the Sanmianjing Formation and Elitu Formation
样品号
测点号Pb U 232Th/238U 同位素比值 年龄/Ma /10-6 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 样品号14SMJ4 1 211 476 0.7956 0.3591 0.0036 6.028 0.083 0.1217 0.0015 1978 20 1980 27 1982 21 2 251 764 0.2407 0.3151 0.0033 4.852 0.067 0.1117 0.0013 1766 18 1794 25 1827 21 3 144 398 0.2619 0.3484 0.0035 5.687 0.076 0.1184 0.0014 1927 19 1929 26 1932 21 4 15 303 0.4753 0.0444 0.0005 0.3175 0.0099 0.0519 0.0016 280 3 280 9 279 70 5 39 102 0.5133 0.3385 0.0034 5.325 0.075 0.1141 0.0014 1880 19 1873 26 1865 23 6 64 172 0.4594 0.3360 0.0034 5.278 0.072 0.1139 0.0014 1868 19 1865 25 1863 22 7 77 135 0.6267 0.4784 0.0048 10.96 0.15 0.1661 0.0020 2520 25 2520 34 2519 20 8 151 457 0.0423 0.3332 0.0033 5.331 0.073 0.1160 0.0014 1854 18 1874 26 1896 22 9 147 414 0.1574 0.3487 0.0035 5.761 0.079 0.1198 0.0014 1928 19 1941 26 1954 21 10 208 447 1.1673 0.3729 0.0039 8.309 0.11 0.1616 0.0019 2043 21 2265 31 2472 20 11 61 111 0.5491 0.4765 0.0048 10.89 0.15 0.1658 0.0020 2512 25 2514 34 2516 20 12 163 465 0.2519 0.3394 0.0034 5.404 0.071 0.1155 0.0014 1884 19 1885 25 1888 21 13 157 433 0.3423 0.3448 0.0035 5.556 0.075 0.1169 0.0014 1910 19 1909 26 1909 21 14 137 327 0.4550 0.3848 0.0039 6.895 0.093 0.1299 0.0015 2099 21 2098 28 2097 21 15 273 483 0.7757 0.4732 0.0052 10.95 0.16 0.1678 0.0020 2498 28 2519 36 2536 20 16 114 339 0.2312 0.3304 0.0033 5.249 0.072 0.1152 0.0014 1841 19 1861 26 1883 22 17 128 338 0.6982 0.3347 0.0035 5.259 0.073 0.1140 0.0014 1861 19 1862 26 1863 22 18 293 1017 0.3869 0.2818 0.0028 4.828 0.065 0.1242 0.0015 1601 16 1790 24 2018 21 19 240 690 0.3664 0.3323 0.0034 5.208 0.071 0.1137 0.0013 1850 19 1854 25 1859 21 20 126 438 0.4827 0.2773 0.0029 4.629 0.064 0.1211 0.0014 1578 17 1755 24 1972 21 21 174 492 0.5902 0.3249 0.0033 5.018 0.067 0.1120 0.0013 1814 18 1822 24 1833 21 22 77 203 0.8680 0.3288 0.0034 5.148 0.070 0.1135 0.0013 1833 19 1844 25 1857 21 23 12 236 0.5288 0.0484 0.0005 0.3485 0.012 0.0522 0.0017 305 3 304 10 293 73 24 82 240 0.4508 0.3257 0.0034 5.018 0.070 0.1118 0.0013 1817 19 1822 25 1828 22 25 72 207 0.6211 0.3216 0.0033 4.933 0.069 0.1112 0.0013 1798 19 1808 25 1820 22 26 24 346 1.1832 0.0583 0.0006 0.4333 0.0086 0.0539 0.0010 366 4 366 7 366 42 27 42 120 0.5629 0.3250 0.0033 5.079 0.070 0.1134 0.0014 1814 18 1833 25 1854 22 28 82 217 0.9237 0.3248 0.0033 5.056 0.068 0.1129 0.0013 1813 18 1829 25 1847 21 29 15 246 0.4467 0.0589 0.0006 0.4436 0.012 0.0546 0.0014 369 4 373 10 396 57 30 83 173 0.3118 0.4483 0.0045 10.23 0.14 0.1655 0.0019 2388 24 2456 33 2513 20 31 139 361 0.8628 0.3332 0.0034 5.295 0.071 0.1153 0.0014 1854 19 1868 25 1884 21 32 198 612 0.3158 0.3156 0.0031 5.045 0.068 0.1159 0.0014 1768 17 1827 24 1894 21 33 149 423 0.1087 0.3531 0.0036 5.837 0.080 0.1199 0.0014 1949 20 1952 27 1954 21 34 77 195 0.8189 0.3369 0.0034 5.400 0.074 0.1162 0.0014 1872 19 1885 26 1899 21 35 190 534 0.4029 0.3393 0.0035 6.135 0.084 0.1311 0.0015 1883 19 1995 27 2113 21 36 213 401 0.5616 0.4627 0.0047 10.88 0.15 0.1705 0.0020 2452 25 2513 34 2562 20 37 93 166 0.5846 0.4900 0.0051 11.56 0.16 0.1711 0.0020 2571 27 2570 35 2569 20 38 81 226 0.4326 0.3348 0.0034 5.325 0.073 0.1153 0.0014 1862 19 1873 26 1885 22 39 174 525 0.0901 0.3350 0.0034 5.342 0.075 0.1156 0.0014 1863 19 1876 26 1890 22 40 99 224 1.3386 0.3318 0.0033 5.248 0.073 0.1147 0.0014 1847 19 1860 26 1876 22 41 164 433 0.6720 0.3301 0.0033 5.184 0.071 0.1139 0.0014 1839 18 1850 25 1862 22 样品号14SMJ4 42 318 803 0.4944 0.3588 0.0036 5.939 0.080 0.1201 0.0014 1976 20 1967 27 1957 21 43 116 318 0.4408 0.3359 0.0034 5.310 0.072 0.1147 0.0014 1867 19 1870 25 1875 21 44 377 990 0.5572 0.3434 0.0037 5.525 0.076 0.1167 0.0014 1903 20 1905 26 1906 21 45 45 117 0.7171 0.3350 0.0033 5.369 0.074 0.1162 0.0014 1863 19 1880 26 1899 22 46 41 99 0.9119 0.3416 0.0035 5.535 0.078 0.1175 0.0015 1894 19 1906 27 1919 23 47 110 328 0.7068 0.3023 0.0034 4.839 0.070 0.1161 0.0014 1703 19 1792 26 1897 21 48 162 453 0.2659 0.3457 0.0036 5.614 0.078 0.1178 0.0014 1914 20 1918 27 1923 22 49 51 118 1.1466 0.3490 0.0036 5.702 0.081 0.1185 0.0015 1930 20 1932 27 1934 22 50 127 378 0.4934 0.3176 0.0033 5.482 0.076 0.1252 0.0015 1778 18 1898 26 2031 21 51 91 255 0.2901 0.3513 0.0036 5.901 0.080 0.1218 0.0014 1941 20 1961 27 1983 21 52 342 575 1.3846 0.4602 0.0046 10.47 0.14 0.1650 0.0019 2440 24 2477 33 2508 20 53 211 708 0.0913 0.3020 0.0031 4.698 0.064 0.1128 0.0013 1701 18 1767 24 1846 21 54 131 393 0.1689 0.3356 0.0034 5.276 0.072 0.1140 0.0013 1865 19 1865 25 1865 21 55 171 248 1.2432 0.5244 0.0054 13.48 0.19 0.1865 0.0022 2718 28 2714 37 2711 19 56 55 156 0.3420 0.3389 0.0035 5.385 0.078 0.1152 0.0015 1882 19 1882 27 1883 23 57 41 115 0.5249 0.3237 0.0033 4.931 0.075 0.1105 0.0015 1808 18 1808 28 1807 25 58 165 455 0.7615 0.3206 0.0033 5.061 0.069 0.1145 0.0013 1793 19 1830 25 1872 21 59 173 411 0.0484 0.4210 0.0045 8.333 0.12 0.1436 0.0017 2265 24 2268 33 2271 20 60 73 207 0.5154 0.3242 0.0033 4.920 0.068 0.1101 0.0013 1810 18 1806 25 1800 22 61 135 387 0.3855 0.3344 0.0036 5.319 0.073 0.1153 0.0014 1860 20 1872 26 1885 21 62 246 467 0.5612 0.4700 0.0048 10.69 0.15 0.1650 0.0020 2484 25 2497 34 2507 20 样品号14ELT3 1 91 385 0.4241 0.2264 0.0022 2.641 0.037 0.0846 0.0011 1316 13 1312 18 1307 24 2 34 143 0.4606 0.2205 0.0022 2.586 0.041 0.0851 0.0012 1284 13 1297 20 1317 27 3 79 374 0.1354 0.2176 0.0022 2.476 0.050 0.0825 0.0014 1269 13 1265 26 1258 32 4 310 840 0.5869 0.3291 0.0032 5.084 0.068 0.1121 0.0013 1834 18 1834 25 1833 21 5 133 372 0.3941 0.3346 0.0033 5.247 0.071 0.1137 0.0014 1861 18 1860 25 1860 22 6 32 703 0.4527 0.0429 0.0004 0.308 0.0065 0.0521 0.0010 271 3 273 6 289 46 7 143 412 0.2319 0.3365 0.0033 5.292 0.072 0.1141 0.0014 1870 18 1868 25 1865 22 8 135 382 0.2496 0.3396 0.0033 5.339 0.074 0.1140 0.0014 1885 18 1875 26 1865 22 9 384 1092 0.0595 0.3553 0.0035 5.941 0.082 0.1213 0.0015 1960 19 1967 27 1975 22 10 15 323 0.5097 0.0436 0.0004 0.309 0.0081 0.0515 0.0013 275 3 274 7 262 58 11 69 282 0.3332 0.2332 0.0023 2.777 0.038 0.0864 0.0011 1351 13 1349 19 1347 24 12 171 536 0.1516 0.3173 0.0034 4.882 0.070 0.1116 0.0013 1777 19 1799 26 1825 21 13 60 562 0.2732 0.1096 0.0016 1.210 0.024 0.0801 0.0012 670 10 805 16 1198 30 14 196 594 0.1759 0.3211 0.0032 5.276 0.072 0.1192 0.0014 1795 18 1865 25 1944 21 15 129 336 0.3051 0.3556 0.0035 6.121 0.085 0.1248 0.0016 1961 19 1993 28 2027 22 16 25 545 0.5842 0.0429 0.0004 0.305 0.0063 0.0516 0.0010 271 3 271 6 267 45 17 83 236 0.4269 0.3247 0.0032 5.122 0.071 0.1144 0.0014 1812 18 1840 26 1871 22 18 314 828 0.5167 0.3373 0.0033 5.480 0.075 0.1178 0.0014 1874 18 1897 26 1923 22 19 152 414 0.5378 0.3235 0.0032 5.257 0.071 0.1179 0.0014 1807 18 1862 25 1924 21 样品号14ELT3 20 128 495 0.3499 0.2378 0.0031 3.563 0.061 0.1087 0.0013 1375 18 1541 26 1778 22 21 158 490 0.2036 0.3166 0.0031 4.895 0.066 0.1122 0.0013 1773 18 1801 24 1835 21 22 54 91 1.2876 0.4413 0.0049 9.725 0.15 0.1598 0.0020 2357 26 2409 36 2454 21 23 315 931 0.1602 0.3354 0.0033 5.273 0.072 0.1140 0.0014 1864 18 1864 25 1864 22 24 57 247 0.3008 0.2254 0.0022 2.620 0.038 0.0843 0.0011 1310 13 1306 19 1299 25 25 31 668 0.6437 0.0432 0.0004 0.3110 0.0060 0.0522 0.0009 273 3 275 5 294 41 26 234 697 0.0892 0.3397 0.0035 5.463 0.078 0.1166 0.0014 1885 19 1895 27 1905 22 27 115 342 0.1964 0.3327 0.0033 5.291 0.071 0.1153 0.0014 1852 18 1867 25 1885 21 28 262 760 0.1122 0.3465 0.0034 5.719 0.077 0.1197 0.0014 1918 19 1934 26 1952 21 29 47 211 0.2715 0.2212 0.0022 2.597 0.037 0.0851 0.0011 1288 13 1300 19 1319 25 30 274 811 0.1806 0.3361 0.0033 5.302 0.072 0.1144 0.0014 1868 19 1869 25 1870 21 31 67 195 0.4372 0.3218 0.0032 5.304 0.074 0.1195 0.0015 1798 18 1869 26 1949 22 32 126 552 0.3528 0.2244 0.0022 2.655 0.037 0.0858 0.0011 1305 13 1316 18 1334 24 33 86 293 0.4051 0.2782 0.0027 3.986 0.056 0.1039 0.0013 1583 16 1631 23 1695 23 34 239 732 0.1051 0.3302 0.0032 5.209 0.071 0.1144 0.0014 1839 18 1854 25 1871 22 35 114 313 0.8260 0.3173 0.0031 4.956 0.067 0.1133 0.0014 1776 17 1812 25 1853 22 36 89 278 0.2711 0.3132 0.0031 4.850 0.068 0.1123 0.0014 1757 18 1794 25 1837 22 37 43 122 0.5146 0.3277 0.0032 5.243 0.074 0.1160 0.0015 1827 18 1860 26 1896 22 38 34 133 0.8533 0.2233 0.0022 2.615 0.041 0.0849 0.0012 1299 13 1305 20 1314 28 39 27 593 0.5304 0.0432 0.0004 0.3124 0.0065 0.0525 0.0010 272 3 276 6 308 45 40 24 521 0.5400 0.0432 0.0004 0.3124 0.0073 0.0524 0.0012 273 3 276 6 304 51 41 57 245 0.4416 0.2193 0.0021 2.545 0.036 0.0842 0.0011 1278 12 1285 18 1297 25 42 64 164 0.7768 0.3357 0.0033 5.427 0.080 0.1173 0.0015 1866 18 1889 28 1915 24 43 311 930 0.1976 0.3295 0.0032 5.093 0.068 0.1121 0.0013 1836 18 1835 25 1834 21 44 125 541 0.2567 0.2290 0.0023 2.711 0.037 0.0859 0.0010 1329 13 1331 18 1335 23 45 127 316 0.7451 0.3420 0.0034 5.565 0.075 0.1180 0.0014 1896 19 1911 26 1927 21 46 303 879 0.0648 0.3459 0.0033 6.127 0.083 0.1285 0.0015 1915 18 1994 27 2077 21 47 164 628 0.1675 0.2597 0.0025 3.734 0.050 0.1043 0.0013 1488 14 1579 21 1702 22 48 71 318 0.1346 0.2257 0.0022 2.750 0.039 0.0884 0.0011 1312 13 1342 19 1390 24 49 104 384 0.2792 0.2581 0.0026 3.620 0.050 0.1017 0.0012 1480 15 1554 22 1656 23 50 206 914 0.3604 0.2130 0.0028 3.262 0.051 0.1111 0.0014 1245 16 1472 23 1817 22 51 13 255 0.6805 0.0430 0.0004 0.3081 0.011 0.0519 0.0017 272 3 273 9 283 76 52 96 252 0.4924 0.3381 0.0033 5.468 0.074 0.1173 0.0014 1878 18 1896 25 1915 21 53 157 340 0.1716 0.4364 0.0042 9.540 0.13 0.1586 0.0019 2334 23 2391 32 2440 20 54 137 566 0.3866 0.2259 0.0022 2.708 0.037 0.0869 0.0010 1313 13 1331 18 1359 23 55 97 403 0.2534 0.2331 0.0024 2.847 0.040 0.0886 0.0011 1351 14 1368 19 1395 23 56 197 652 0.2975 0.2791 0.0029 4.571 0.068 0.1188 0.0015 1587 16 1744 26 1938 23 57 136 352 0.5726 0.3246 0.0032 5.734 0.079 0.1281 0.0016 1812 18 1936 27 2072 21 58 79 1386 0.1493 0.0592 0.0006 0.4442 0.0069 0.0545 0.0008 371 4 373 6 390 32 59 14 315 0.3966 0.0430 0.0004 0.3091 0.0096 0.0522 0.0016 271 3 274 8 293 69 60 305 831 0.0344 0.3628 0.0037 7.638 0.11 0.1527 0.0018 1996 21 2189 30 2376 20 样品号14ELT3 61 204 543 0.5556 0.3372 0.0034 5.410 0.073 0.1164 0.0014 1873 19 1886 26 1901 21 62 99 453 0.2133 0.2215 0.0022 2.596 0.036 0.0850 0.0010 1290 13 1300 18 1316 23 63 179 910 0.2286 0.1959 0.0028 2.364 0.039 0.0875 0.0010 1153 17 1232 20 1372 23 64 142 651 0.1798 0.2222 0.0023 2.620 0.036 0.0855 0.0010 1294 13 1306 18 1327 23 65 306 833 0.6349 0.3339 0.0034 5.224 0.070 0.1135 0.0013 1857 19 1857 25 1856 21 66 276 798 0.3271 0.3337 0.0033 5.270 0.070 0.1145 0.0013 1856 18 1864 25 1873 21 67 168 730 0.3464 0.2268 0.0023 2.682 0.036 0.0858 0.0010 1318 13 1324 18 1333 22 68 106 466 0.2613 0.2277 0.0023 2.691 0.037 0.0857 0.0010 1322 13 1326 18 1332 23 69 223 630 0.2150 0.3458 0.0035 5.759 0.079 0.1208 0.0014 1915 19 1940 26 1968 21 70 222 993 0.1673 0.2284 0.0022 2.688 0.036 0.0854 0.0010 1326 13 1325 18 1324 23 注：灰色阴影部分为不和谐数据 
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表 2 三面井组和额里图组砂岩碎屑锆石Lu-Hf 同位素组成
Table 2 Lu-Hf isotopic compositions of detrital zircons for sandstonesfrom the Sanmianjing Formation and Elitu Formation
样品号 年龄/Ma 176Yb/177Hf 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 2σ εHf(0) εHf(t) TDM/Ma TDM2/Ma fLu/Hf 14SMJ4.1 1872 0.0076 0.0002 0.281548 0.000023 -43.3 -1.9 2340 2631 -0.99 14SMJ4.2 280 0.0528 0.0021 0.282444 0.000024 -11.6 -5.8 1179 1667 -0.94 14SMJ4.3 1865 0.0088 0.0003 0.281652 0.000020 -39.6 1.5 2205 2415 -0.99 14SMJ4.4 2519 0.0307 0.0009 0.281173 0.000022 -56.5 -1.6 2892 3113 -0.97 14SMJ4.5 1954 0.0266 0.0008 0.281606 0.000021 -41.2 1.3 2296 2500 -0.98 14SMJ4.6 2516 0.0117 0.0004 0.281114 0.000023 -58.6 -2.9 2930 3185 -0.99 14SMJ4.7 1909 0.0135 0.0004 0.281527 0.000022 -44.0 -2.0 2376 2665 -0.99 14SMJ4.8 2097 0.0301 0.0009 0.281376 0.000031 -49.4 -3.8 2613 2920 -0.97 14SMJ4.9 2536 0.0159 0.0005 0.281165 0.000020 -56.8 -0.9 2874 3080 -0.98 14SMJ4.10 305 0.0391 0.0015 0.282111 0.000021 -23.4 -17.0 1630 2386 -0.95 14SMJ4.11 1828 0.0016 0.0000 0.281516 0.000016 -44.4 -3.8 2372 2715 -1.00 14SMJ4.12 366 0.0203 0.0009 0.281914 0.000016 -30.4 -22.6 1878 2778 -0.97 14SMJ4.13 1854 0.0119 0.0004 0.281464 0.000018 -46.3 -5.5 2463 2838 -0.99 14SMJ4.14 369 0.0167 0.0007 0.281879 0.000017 -31.6 -23.7 1914 2850 -0.98 14SMJ4.15 2513 0.0090 0.0004 0.281156 0.000016 -57.2 -1.5 2875 3098 -0.99 14SMJ4.16 1884 0.0243 0.0009 0.281551 0.000018 -43.2 -2.3 2376 2668 -0.97 14SMJ4.17 1954 0.0105 0.0004 0.281483 0.000015 -45.6 -2.5 2437 2735 -0.99 14SMJ4.18 1899 0.0132 0.0005 0.281510 0.000017 -44.6 -2.9 2406 2717 -0.99 14SMJ4.19 1876 0.0176 0.0006 0.281501 0.000023 -45.0 -3.9 2426 2760 -0.98 14SMJ4.20 1906 0.0241 0.0007 0.281503 0.000016 -44.9 -3.3 2431 2747 -0.98 14SMJ4.21 1899 0.0161 0.0005 0.281493 0.000020 -45.2 -3.6 2431 2756 -0.98 14SMJ4.22 1919 0.0122 0.0004 0.281367 0.000018 -49.7 -7.4 2591 3007 -0.99 14SMJ4.23 1934 0.0283 0.0009 0.281593 0.000021 -41.7 0.3 2317 2546 -0.97 14SMJ4.24 2508 0.0312 0.0010 0.281238 0.000023 -54.3 0.2 2813 2993 -0.97 14SMJ4.25 1846 0.0210 0.0006 0.281538 0.000021 -43.6 -3.2 2374 2695 -0.98 14SMJ4.26 2711 0.0206 0.0007 0.281052 0.000017 -60.8 -1.3 3039 3238 -0.98 14SMJ4.27 1807 0.0108 0.0004 0.281509 0.000023 -44.7 -4.9 2402 2769 -0.99 14SMJ4.28 1885 0.0288 0.0008 0.281487 0.000026 -45.4 -4.5 2460 2804 -0.97 14SMJ4.29 1800 0.0030 0.0001 0.281297 0.000015 -52.2 -12.2 2667 3212 -1.00 14SMJ4.30 2507 0.0256 0.0008 0.281160 0.000024 -57.0 -2.2 2902 3139 -0.98 14ELT3.1 1307 0.0293 0.0010 0.281746 0.000022 -36.3 -8.2 2115 2592 -0.97 14ELT3.2 1258 0.0320 0.0010 0.281727 0.000028 -37.0 -9.9 2138 2660 -0.97 14ELT3.3 1833 0.0263 0.0008 0.281696 0.000025 -38.1 1.8 2173 2376 -0.98 14ELT3.4 271 0.0458 0.0014 0.282169 0.000035 -21.3 -15.7 1545 2276 -0.96 14ELT3.5 1975 0.0360 0.0011 0.281705 0.000026 -37.7 4.8 2178 2297 -0.97 14ELT3.6 275 0.0441 0.0014 0.282195 0.000030 -20.4 -14.6 1508 2215 -0.96 14ELT3.7 1347 0.0305 0.0010 0.281840 0.000024 -33.0 -4.0 1983 2360 -0.97 14ELT3.8 2027 0.0192 0.0006 0.281551 0.000027 -43.2 1.3 2357 2557 -0.98 14ELT3.9 1835 0.0234 0.0008 0.281574 0.000019 -42.4 -2.4 2336 2638 -0.98 14ELT3.10 2454 0.0187 0.0007 0.281497 0.000031 -45.1 8.8 2435 2423 -0.98 14ELT3.11 1299 0.0482 0.0016 0.281779 0.000023 -35.1 -7.8 2102 2557 -0.95 14ELT3.12 273 0.0396 0.0014 0.282271 0.000022 -17.7 -12.0 1400 2047 -0.96 14ELT3.13 1885 0.0241 0.0009 0.281633 0.000021 -40.3 0.7 2260 2484 -0.97 14ELT3.14 1952 0.0378 0.0014 0.281684 0.000024 -38.5 3.2 2225 2382 -0.96 14ELT3.15 1319 0.0408 0.0014 0.281833 0.000024 -33.2 -5.2 2017 2416 -0.96 14ELT3.16 1949 0.0163 0.0007 0.281581 0.000021 -42.1 0.5 2320 2545 -0.98 14ELT3.17 1695 0.0301 0.0011 0.281760 0.000023 -35.8 0.7 2100 2338 -0.97 14ELT3.18 1853 0.0261 0.0009 0.281478 0.000023 -45.8 -5.7 2478 2849 -0.97 14ELT3.19 272 0.0398 0.0014 0.282182 0.000021 -20.9 -15.2 1527 2246 -0.96 14ELT3.20 1297 0.0244 0.0009 0.281911 0.000024 -30.4 -2.4 1879 2226 -0.97 14ELT3.21 2077 0.0085 0.0003 0.281468 0.000024 -46.1 -0.2 2450 2682 -0.99 14ELT3.22 272 0.0384 0.0012 0.282322 0.000030 -15.9 -10.2 1323 1934 -0.96 14ELT3.23 1915 0.0285 0.0009 0.281696 0.000030 -38.0 3.5 2175 2330 -0.97 14ELT3.24 2440 0.0133 0.0004 0.281190 0.000022 -56.0 -2.0 2833 3074 -0.99 14ELT3.25 271 0.0336 0.0011 0.282461 0.000026 -11.0 -5.3 1124 1623 -0.97 14ELT3.26 371 0.0192 0.0006 0.282094 0.000028 -24.0 -16.0 1613 2371 -0.98 14ELT3.27 1968 0.0230 0.0008 0.281497 0.000025 -45.1 -2.3 2443 2729 -0.98 14ELT3.28 1332 0.0391 0.0012 0.281511 0.000027 -44.6 -16.2 2453 3104 -0.96 14ELT3.29 1901 0.0385 0.0012 0.281743 0.000023 -36.4 4.4 2132 2266 -0.96 14ELT3.30 1856 0.0160 0.0005 0.281528 0.000029 -44.0 -3.2 2379 2701 -0.99
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