A discussion on the age of Aqiang volcanic rocks from Yutian County, Xinjiang
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摘要:
阿羌火山岩作为一个独立的地质构造单元在西昆仑的地质演化中扮演着重要的角色。为了调查阿羌火山岩的年龄，在阿羌火山岩的不同部位中采集了5件样品，进行LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年。其中2件样品没有获得有效年龄，另外3件样品得到4个年龄数据：485Ma、461Ma、432Ma、145Ma，反映该带经历了加里东、华力西、燕山等运动。该结果对重新认识和研究西昆仑的地质演化历史具有重要的地质意义。
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关键词:
- 阿羌火山岩 /
- LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年 /
- 地质演化
Abstract:As an independent geological tectonic unit, the Aqiang volcanic rocks play an important role in the geological evolution of the West Kunlun Mountains. In order to study the ages of the Aqiang volcanic rocks, the authors collected five samples from different parts of the Aqiang volcanic rocks. The zircon U-Pb age was obtained by LA-MC-ICP-MS. Two of the samples failed to get effective zircon U-Pb ages, whereas four zircon U-Pb ages were obtained from the other three samples:485Ma, 461Ma, 432Ma, and 145Ma, suggesting that the belt experienced Caledonian, Variscan activities, such as Yanshanian movement. This result is of great significance for the study of the geological evolution history of West Kunlun Mountains.
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多龙矿集区位于青藏高原改则县西北约100km处，大地构造位置处于班公湖-怒江缝合带北缘、南羌塘地块最南缘、日土-多不杂岩浆弧东段，主要由多不杂、波龙、拿顿、拿若、铁格龙、尕尔勤、地堡那木岗等矿体组成，是新近探明具有超大型远景的、典型的富金斑岩型铜矿区，同时也是班公湖-怒江成矿带最大的斑岩型铜金矿区[1-2]。目前，关于多龙矿集区的成岩成矿地质背景依然存在争议：①曲晓明等[3]认为，其形成于大陆碰撞地壳隆升阶段；②佘宏全等[4]暗示，其成岩成矿作用与洋脊俯冲有关；③大多数学者均赞同，多龙矿集区是典型的岛弧型斑岩型铜金矿区，其成岩成矿作用与班公湖-怒江新特提斯洋的北向俯冲密切相关[5-13]；④段志明等[14-15]和符家骏等[16]进一步强调，多龙斑岩型铜矿是发育在增生楔体系之上的岛弧型斑岩型铜金矿床。本文基于区域地质调查研究，在多龙矿集区新厘定出岩墙岭蛇绿岩残片，对揭示班公湖-怒江缝合带西段构造格架、班公湖-怒江洋的演化历史及多龙矿集区成岩成矿地质背景具有重要的地质意义。
1. 地质背景
班公湖-怒江缝合带横亘于青藏高原中部，向西延伸到克什米尔，向东南沿怒江河谷延伸出西藏，在中国境内延伸2500km 以上，是班公湖-怒江洋消亡闭合后的遗迹，是分割北拉萨地块和南羌塘地块的重要地质界线，同时也是青藏高原一条重要的多金属成矿带[2, 17]。班公湖-怒江洋的构造演化一直是地学界争论的焦点之一，主流观点认为其闭合时间为晚侏罗世—早白垩世[18-22]，但越来越多的资料指示，班公湖-怒江洋在早白垩世仍具有一定规模[23-28]。
多龙矿集区位于班公湖-怒江缝合带西段，南羌塘地块最南缘日土-多不扎岩浆弧东段，受控于班公湖-怒江洋北向俯冲、消减、碰撞等动力学过程，构造地质特征极其复杂，同时具有良好的成矿条件（图 1-a）。矿集区出露的主体地层为下侏罗统曲色组和中侏罗统色哇组（图 1-b），岩性组成包括石英砂岩、长石岩屑杂砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩、灰岩等，砂页岩韵律互层现象明显，砂岩的矿物成熟度和结构成熟度均较差，并发育底面印模构造和完整的鲍玛序列，是一套深水-半深水环境的复理石沉积①②(①吉林大学地质调查院.中华人民共和国1∶5 万多不扎幅区域地质调查报告.2015.②四川省地质调查院.中华人名共和国1∶25 万物玛幅区域地质调查报告.2004.)（待发表）。下白垩统美日切错组火山岩沉积地层角度不整合于下伏地层之上（图 1-b），岩石组合以杂色安山岩和安山质角砾岩为主，次为流纹岩、流纹质凝灰岩、玄武岩等，表现出多期次旋回性喷发的特点（待发表）。上白垩统阿布山组大面积分布于矿集区西北部，不整合于下伏地层之上（图 1-b），岩性主要为中厚-巨厚层状红褐色细砾岩、细-粗角砾岩与中厚层状含砾粗砂岩及中细砂岩，其中砾石成分包括橄榄岩、辉长岩、灰岩、砂岩、火山岩等，为班公湖-怒江洋闭合后的一套山间磨拉石沉积①(①吉林大学地质调查院.中华人民共和国1∶5 万多不扎幅区域地质调查报告.2015.)。
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图 1 青藏高原构造简图（a）及班公湖-怒江缝合带西段多龙矿集区地质简图①(①吉林大学地质调查院.中华人民共和国1∶5 万多不扎幅区域地质调查报告.2015.)（b）KMKSZ—康西瓦-玛沁-昆仑山构造带；JSSZ—金沙江构造带；LSSZ—龙木错-双湖缝合带；BNSZ—班公湖-怒江缝合带；SNMZ—狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带；LMF—洛巴堆-米拉山断裂带；IYZSZ—印度河-雅鲁藏布缝合带；ATF—阿尔金断裂Figure 1. Tectonic framework of the Tibetan Plateau (a) and simplified geologicalmap of the Duolong ore concentration area in the westernsegment of Bangong-Nujiang River suture zone岩浆岩在矿集区分布广泛，岩石类型复杂多样，包括中酸性侵入体、基性岩墙群等，均侵入于侏罗系内（图 1-b）。酸性岩浆活动最为强烈，主要岩性为花岗闪长斑岩、花岗斑岩、二长花岗岩、石英斑岩等；中性岩浆活动较弱，主要岩性为闪长岩、闪长玢岩等，侵入体规模较小，均为小型岩株及岩瘤，成群、成带分布，在横截面上多呈近圆形、椭圆形或纺锤状；基性岩浆活动较强，表现为近东西向展布的基性岩墙群，主要岩性为辉长岩。多项矿产普查和专题研究工作表明，区内优势矿种为铜和金，铜资源量超过1300×104t，金资源量超过400t[29]，花岗闪长斑岩和花岗斑岩是区内斑岩型铜金矿主要的成矿岩体。大量的年代学资料表明，中酸性侵入体的形成时代集中在116~128Ma 之间[1, 3-13]，矿体的成矿时代为118~119Ma[4, 6-7]，侵入于侏罗纪增生楔体系内的基性岩墙群的形成时代为126~127Ma（图 1-b），表明多龙矿集区的成岩-成矿时代基本一致，同时指示多龙矿集区在早白垩世应处于伸展拉张的构造环境[30]。近年来的区域地质调查研究表明，多龙矿集区南侧出露一套岩石组合特征鲜明的岩墙岭蛇绿岩残片。
2. 蛇绿岩残片基本地质特征
蛇绿岩残片整体呈近东西向分布于矿集区岩墙岭地区（图 1-b），组成端元包括席状岩墙群、玄武岩及硅质岩，因后期构造肢解而缺失堆晶杂岩和地幔橄榄岩端元。岩墙岭蛇绿岩残片的各端元呈棱形或透镜体状断续分布于侏罗系，构成典型的网结状构造。糜棱岩普遍发育在岩墙岭蛇绿岩残片各端元和围岩的接触部位，为岩墙岭蛇绿岩属性的进一步确定提供了重要证据。各个岩性端元详细描述如下。
（1）席状岩墙群是岩墙岭蛇绿岩残片的重要组成端元，主体岩性为辉长岩，在一个露头上可见上百条岩墙呈平行的席状产出，部分岩墙呈直立状（图版Ⅰ-A），部分岩墙因后期构造作用呈斜坡状，单个岩墙的宽度一般在0.5~1m 之间，个体独立产出，且个体之间可见冷凝边和烘烤边。岩石风化面呈灰褐色、红褐色，新鲜面呈灰绿色、灰黑色，发育典型的辉长结构，由针柱状、板状斜长石和半自形辉石构成（图版Ⅰ-B），块状构造。
（2）玄武岩是岩墙岭蛇绿岩残片的另一组成端元，其中枕状玄武岩出露最为广泛，次为杏仁状玄武岩、气孔状玄武岩，枕状玄武岩的枕状构造保存完整（图版Ⅰ-C），单个岩枕呈椭圆形，长轴一般在0.2~0.5m 之间，部分不与岩墙群直接接触，部分直接覆盖于岩墙群之上（图版Ⅰ-D）。岩石风化面呈灰黑、红褐色，新鲜面为灰绿色、灰黑色。气孔状玄武岩构造破碎严重，多呈小岩块混杂在片理化砂岩内（图版Ⅰ-E）。杏仁状玄武岩发育斑状结构，由0.5~1.5mm 的椭圆状-圆状杏仁体和基质组成（图版Ⅰ-F）。
（3）硅质岩作为岩墙岭蛇绿岩残片的上覆岩系，代表着远洋深海沉积物，在矿集区内呈一系列构造块体分布于侏罗系内，天然露头较好，风化面呈黄白色、灰白色，新鲜面呈灰白色、灰色，条带状构造明显（图版Ⅰ-G）。
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图版Ⅰ A.席状岩墙群野外照片；B.辉长岩镜下照片；C.枕状玄武岩野外照片；D.片理化砂岩内的气孔状玄武岩砾石；E.枕状玄武岩覆盖在基性岩墙群之上；F.杏仁状玄武岩镜下照片；G.条带状硅质岩野外照片；H.糜棱岩野外照片。Pl—斜长石；Px—辉石（4）糜棱岩主要发育在硅质岩、玄武岩与围岩的接触部位，由韧性基质（40%）和变斑晶（60%）组成，发育典型的眼球状构造（图版Ⅰ-H），这既明确了岩墙岭蛇绿岩与侏罗系间的构造接触关系，也为岩墙岭蛇绿岩构造属性的确定提供了重要依据。
3. 意义及结论
岩墙岭蛇绿岩残片主要由席状岩墙群、玄武岩及硅质岩组成，整体呈棱形或透镜体状断续分布于侏罗系中，两者共同组成多龙矿集区的增生楔体系。结合前人研究成果，笔者支持多龙矿集区是发育在增生楔体系之上的观点，早白垩世基性岩墙群的确定进一步指示，多龙矿集区早白垩世成岩成矿作用形成于增生楔之上伸展拉张的地质背景。岩墙岭蛇绿岩残片位于班公湖-怒江缝合带的北缘，应该是班公湖-怒江蛇绿岩带的重要组成部分，因此，它的发现为班公湖-怒江缝合带的延伸及其构造演化的研究提供了新的线索。
致谢: 在野外工作期间得到和田华勘矿业公司所有员工的大力支持，尤其是519项目组刘志军，跟笔者一起参与采样、样品初加工等工作；天津华北地质勘查局张连营教授完成锆石U-Pb定年测试工作。锆石挑选在河北省区调队实验室完成，激光剥蚀多接收等离子质谱法锆石U-Pb定年测试在天津地质矿产研究所同位素实验室完成，在此一并表示衷心感谢。 -
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图 1 阿羌火山岩带构造及矿产分布略图（据参考文献[4]修改）
1—构造界线；2—缝合带；3—阿羌裂谷火山岩带（晚古生代活动带）；4—省界；5—苦牙克断裂；6—铜矿床/矿点；7—铜—锌矿床/矿点；8—铜—金矿点；9—采样位置及代号。Ⅰ—昆北地块（Ⅰ1—铁克里克断隆；Ⅰ2—晚古生代活动带）；Ⅱ—昆南地块；Ⅲ—羌塘地块（Ⅲ1—晚古生代弧盆带；Ⅲ2—晚三叠世活动带；Ⅲ3—本部台地）；KQF—库地-其曼于特早古生代缝合带；KSF—库地-苏巴什晚古生代缝合带；LKF—龙木错-可可西里晚古生代-中生代缝合带；①—阿克塔什铜矿床；②—号铜矿点；③—卡斯卡苏铜矿点；④—大勒大铜（金）矿点；⑤—萨洛依铜矿点；⑥—塔木其铜-锌矿点；⑦—上其汗铜-锌矿床
Figure 1. Schematic geological map of Aqiang volcanic rocks, showing structures and distribution of ore minerals
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图 3 样品N1、N3、N4的LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb谐和图
Figure 3. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb concordia diagrams of samples N1, N3 and N4
表 1 阿羌火山岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb定年分析数据
Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating data of Aqiang volcanic rocks
样品号 含量/10-6 同位素比值 年龄/Ma Th Pb U 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 208Pb/232Th 1σ 232Th/238U 1σ 207Pb/235U 206Pb/238U N1-1 27 5 45 0.08579 0.00052 1.3368 0.0357 0.113 0.0029 0.0342 0.0004 0.6241 0.0019 862 531 N1-2 198 7 264 0.02343 0.00013 0.2132 0.0056 0.066 0.0016 0.0075 0.0001 0.7676 0.0008 196 149 N1-3 32 7 55 0.09286 0.00099 2.2146 0.0918 0.173 0.0061 0.0574 0.0018 0.5961 0.0011 1186 572 N1-4 56 8 86 0.08182 0.00052 0.8798 0.0236 0.078 0.0018 0.0245 0.0004 0.6644 0.001 641 507 N1-5 117 5 159 0.02389 0.00019 0.4186 0.0141 0.1271 0.004 0.0097 0.0002 0.7546 0.0029 355 152 N1-6 78 9 111 0.07827 0.00044 0.6791 0.0243 0.0629 0.0022 0.0202 0.0002 0.7204 0.0012 526 486 N1-7 71 9 99 0.08141 0.00042 0.8222 0.0163 0.0733 0.0014 0.0225 0.0002 0.7388 0.0004 609 505 N1-8 130 16 168 0.083 0.00045 0.991 0.0214 0.0866 0.0017 0.0239 0.0003 0.7938 0.0005 699 514 N1-11 66 8 93 0.08156 0.00049 0.923 0.0244 0.0821 0.0017 0.0213 0.0004 0.7328 0.0008 664 505 N1-12 57 7 83 0.08081 0.00047 0.909 0.025 0.0816 0.0021 0.0227 0.0004 0.7102 0.0045 657 501 N1-13 25 4 49 0.07951 0.00049 0.7445 0.0282 0.0679 0.0025 0.0243 0.0003 0.5277 0.0038 565 493 N1-14 26 4 46 0.07891 0.00061 0.7553 0.0405 0.0694 0.0036 0.0174 0.0004 0.5721 0.001 571 490 N1-15 101 10 114 0.07726 0.00039 0.6521 0.0111 0.0612 0.001 0.0165 0.0001 0.9066 0.0023 510 480 N1-16 111 19 282 0.06713 0.00034 0.5975 0.0083 0.0645 0.0009 0.0159 0.0001 0.4049 0.0008 476 419 N1-17 149 17 204 0.07794 0.00039 0.6506 0.0079 0.0605 0.0007 0.0143 0 0.7485 0.0009 509 484 N1-18 54 9 76 0.091 0.00083 1.9985 0.0795 0.1593 0.005 0.0341 0.0012 0.7304 0.0034 1115 561 N1-21 16 3 38 0.07986 0.0005 0.7525 0.0335 0.0683 0.003 0.0215 0.0004 0.4401 0.003 570 495 N1-22 61 9 98 0.08149 0.00045 0.9658 0.0225 0.086 0.0018 0.0198 0.0003 0.6371 0.0025 686 505 N1-23 42 6 70 0.07813 0.00058 0.694 0.0464 0.0644 0.0042 0.0186 0.0003 0.6172 0.001 535 485 N1-24 32 4 54 0.07765 0.00047 0.7044 0.0275 0.0658 0.0026 0.0177 0.0002 0.6007 0.0007 541 482 N1-25 53 8 79 0.08454 0.00045 1.1167 0.0269 0.0958 0.0022 0.0253 0.0004 0.6936 0.0031 761 523 N1-26 35 6 62 0.08575 0.00071 1.213 0.0664 0.1026 0.0046 0.0307 0.0012 0.5807 0.0024 807 530 N1-27 96 11 121 0.08021 0.00041 0.7548 0.0131 0.0683 0.0012 0.0192 0.0001 0.8118 0.0008 571 497 N1-28 224 21 231 0.07963 0.00042 0.7378 0.0094 0.0672 0.0009 0.0186 0.0001 0.996 0.0017 561 494 N3-1 450 60 823 0.07145 0.00067 0.5524 0.0077 0.0561 0.0007 0.0149 0.0003 0.5606 0.0012 447 445 N3-2 76 92 349 0.26632 0.00257 3.6518 0.0484 0.0994 0.0012 0.0529 0.0011 0.2246 0.0039 1561 1522 N3-3 190 68 537 0.12786 0.00122 1.5103 0.0211 0.0857 0.0011 0.0199 0.0004 0.3626 0.001 935 776 N3-4 191 125 369 0.32347 0.00309 5.206 0.0688 0.1167 0.0014 0.0529 0.0009 0.5322 0.0014 1854 1807 N3-5 865 97 1203 0.07698 0.00073 0.6962 0.0092 0.0656 0.0008 0.0147 0.0002 0.7377 0.0008 537 478 N3-6 227 111 229 0.406 0.00406 8.2304 0.1112 0.147 0.0017 0.0919 0.0016 1.0175 0.0046 2257 2197 N3-8 353 14 483 0.0252 0.00033 0.2785 0.025 0.0802 0.0068 0.0067 0.0002 0.7492 0.0013 249 160 N3-9 288 12 461 0.02413 0.00025 0.1903 0.0217 0.0572 0.0065 0.0062 0.0002 0.6411 0.0014 177 154 N3-10 297 13 506 0.02391 0.00024 0.1982 0.009 0.0601 0.0027 0.0066 0.0001 0.6013 0.0011 184 152 N3-11 537 42 1160 0.03306 0.00035 0.4988 0.0079 0.1094 0.0017 0.0109 0.0002 0.4748 0.0013 411 210 N3-12 369 14 519 0.0243 0.00029 0.2345 0.0147 0.07 0.0042 0.0065 0.0001 0.7295 0.0031 214 155 N3-13 424 16 550 0.02619 0.00027 0.3417 0.0134 0.0946 0.0039 0.0061 0.0002 0.7904 0.0008 298 167 N3-15 539 18 555 0.02808 0.00029 0.4238 0.0115 0.1095 0.0025 0.0063 0.0002 0.9965 0.0039 359 179 N3-16 335 18 401 0.03455 0.0004 0.8695 0.0223 0.1825 0.0041 0.0118 0.0003 0.8571 0.0022 635 219 N3-17 139 11 449 0.02471 0.00025 0.3008 0.0128 0.0883 0.0035 0.0068 0.0002 0.3169 0.0012 267 157 N3-18 448 13 557 0.02272 0.00023 0.1732 0.0139 0.0553 0.0044 0.0047 0.0001 0.8242 0.0011 162 145 N3-19 986 22 841 0.02287 0.00022 0.175 0.0041 0.0555 0.0012 0.0045 0.0001 1.2031 0.001 164 146 N3-20 21 8 342 0.02474 0.00025 0.2984 0.012 0.0875 0.0034 0.0069 0.0001 0.0628 0.0002 265 158 N3-21 131 216 706 0.29648 0.00298 5.8411 0.0801 0.1429 0.0017 0.0727 0.0012 0.1909 0.0012 1953 1674 N3-22 524 19 599 0.02718 0.0003 0.4296 0.0111 0.1146 0.0027 0.0076 0.0001 0.8972 0.0009 363 173 N3-23 126 181 1352 0.14158 0.00134 1.3447 0.0177 0.0689 0.0008 0.0307 0.0005 0.0959 0.0001 865 854 N4-1 426 116 1670 0.06471 0.00068 0.8731 0.0119 0.0979 0.0012 0.0335 0.0006 0.2618 0.0006 637 404 N4-2 356 59 790 0.07397 0.00079 0.5784 0.0077 0.0567 0.0007 0.0165 0.0003 0.4625 0.0043 463 460 N4-3 23 4 57 0.06916 0.00075 0.6447 0.0241 0.0676 0.0025 0.0228 0.0004 0.4222 0.0018 505 431 N4-4 147 42 548 0.07876 0.00083 0.6194 0.0084 0.057 0.0007 0.0193 0.0003 0.2755 0.0029 489 489 N4-5 285 84 1132 0.07238 0.00077 0.8458 0.0144 0.0848 0.0013 0.0284 0.0006 0.2582 0.0006 622 450 N4-6 211 71 1076 0.06548 0.0007 0.707 0.0093 0.0783 0.0009 0.0255 0.0004 0.2013 0.0002 543 409 N4-7 507 122 2270 0.0499 0.00057 0.7356 0.0096 0.1069 0.0013 0.0305 0.0006 0.2291 0.0018 560 314 N4-8 96 12 170 0.06945 0.00074 0.5316 0.0111 0.0555 0.0011 0.015 0.0003 0.5803 0.0003 433 433 N4-9 1487 127 1573 0.07406 0.00079 0.5751 0.0077 0.0563 0.0007 0.0157 0.0003 0.9698 0.0013 461 461 N4-10 91 36 458 0.08068 0.00087 0.639 0.01 0.0574 0.0008 0.0205 0.0004 0.2038 0.0013 502 500 N4-11 428 114 1899 0.05536 0.00059 0.7981 0.0106 0.1046 0.0013 0.0343 0.0009 0.2311 0.005 596 347 N4-12 4 4 13 0.18722 0.00312 8.5499 0.3493 0.3312 0.0143 0.3385 0.0092 0.309 0.0046 2291 1106 N4-13 145 7 230 0.02747 0.00042 0.3839 0.0159 0.1014 0.0032 0.0104 0.0003 0.6446 0.0007 330 175 N4-14 860 109 1823 0.04946 0.0006 0.9993 0.0228 0.1465 0.0035 0.0249 0.0006 0.4838 0.0012 703 311 N4-15 495 124 1854 0.06979 0.00074 0.534 0.0072 0.0555 0.0007 0.012 0.0003 0.2741 0.0045 434 435 N4-16 102 20 237 0.07409 0.00078 1.2286 0.0174 0.1203 0.0015 0.037 0.0008 0.4423 0.0015 814 461 N4-17 701 95 1326 0.06894 0.00073 0.5313 0.0074 0.0559 0.0007 0.0183 0.0004 0.5424 0.002 433 430 N4-18 154 31 455 0.06915 0.00074 0.5267 0.0092 0.0552 0.0008 0.0175 0.0004 0.3482 0.0016 430 431 N4-19 333 87 1211 0.07416 0.00078 0.5692 0.0075 0.0557 0.0007 0.017 0.0003 0.2819 0.0004 458 461 N4-20 75 13 186 0.06914 0.00074 0.5259 0.0125 0.0552 0.0013 0.015 0.0003 0.414 0.001 429 431 N4-21 262 101 1448 0.07463 0.00079 0.5711 0.009 0.0555 0.0008 0.011 0.0003 0.1857 0.0004 459 464 N4-22 137 27 367 0.07353 0.00078 0.5716 0.0094 0.0564 0.0008 0.018 0.0003 0.3819 0.0004 459 457 N4-23 115 63 394 0.16072 0.00174 1.7308 0.0232 0.0781 0.0009 0.0363 0.0007 0.2988 0.0033 1020 961 N4-24 9573 216 6238 0.02818 0.0003 0.7294 0.0143 0.1877 0.0032 0.0041 0.0001 1.5743 0.0256 556 179 注：表中所列误差均为1σ误差；N4-8、N4-15、N4-17、N4-18、N4-20号点206Pb/238U表面年龄加权平均值为431.9±4.0Ma；N4-2、N4-9、N4-19、N4-21、N4-22号点206Pb/238U表面年龄加权平均值为460.6±4.3Ma 
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