LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology and geochemical characteristics of the Early Permian granite in Chifeng area, Inner Mongolia
-
摘要:
以赤峰地区铭山复式岩体、尖山子岩体为研究对象,通过锆石U-Pb年龄、地球化学研究,确定了其形成时代,探讨了岩石成因和岩浆源区性质及其形成的构造背景。LA-ICP-MS锆石206Pb/238U测年结果表明,铭山复式岩体中灰白色斑状黑云二长花岗岩、尖山子岩体中浅肉红色细粒正长花岗岩分别形成于284.4±7.9Ma、294.7±8.5Ma,为早二叠世。根据地质体间接触关系可知,铭山复式岩体中的二长花岗岩岩体和尖山子岩体均为复式岩体,有待进一步解体。斑状黑云二长花岗岩SiO2含量较高,K2O+Na2O含量较高,A/CNK < 1,属于高钾钙碱性I型花岗岩。细粒正长花岗岩Al2O3含量为14.32%~15.14%,Na2O/K2O=0.71~0.99,A/CNK=1.17~1.20,在标准矿物中出现刚玉分子。二者微量元素特征相似,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta,具Sr、P、Ti的负异常,表现出岛弧岩浆岩类特征。结合岩石地球化学、区域地质特征,认为赤峰地区早二叠世岩体形成于岛弧/活动大陆边缘构造背景,其形成与古亚洲洋向南俯冲有关。
Abstract:In this paper, the authors studied the geochronology and geochemistry of the Mingshan granitic complex and Jianshanzi granite in Chifeng area, with the purpose of providing constraints on the formation time, petrogenesis and tectonic background on the northern margin of the North China Block. The zircon U-Pb age data obtained by using laser ablation ICP-MS technique are 284.4±7.9Ma and 294.7±8.5Ma, indicating that the Mingshan granitic complex and Jianshanzi granite were formed in Early Permian. The major elements characteristics of the porphyritic biotite monzogranite are high in SiO 2 and (K2O+Na2O), with A/CNK lower than 1, belonging to high K calc-alkaline I-type granite. The syenogranite has Al2O3 14.32%~15.14%, Na2O/K2O 0.71~0.99 and A/CNK 1.17~1.20, with corundum molecule in CIPW standard mineral calculation. The porphyritic biotite monzogranite and syenogranite are similar in trace elements, with enrichment of large ion lithophile elements, loss of high-field strong elements, and obvious negative Sr, P and Ti anomalies, thus having the characteristics of island-arc magma. In combination with the geochemistry and regional geological characteristics, it is suggested that the Early Permian granites in Chifeng area was generated in an island-arc/active continental margin tectonic setting.
-
甘肃省龙首山地区是中国西北部重要的铀-多金属成矿带,区内铀成矿条件较优越,现已发现红石泉、新水井、芨岭等中小型铀矿床。芨岭铀矿床自发现以来有较多学者在矿床地质特征、控矿构造条件、元素地球化学等方面进行了研究[1-3],取得了一定的成果和认识,但是在矿床成矿流体的性质与演化、成矿机制等方面研究较少。为此,笔者在龙首山成矿带进行地质工作时,对该矿床进行了较系统的研究,通过主成矿阶段含矿碳酸盐脉流体包裹体岩相学、显微测温、群体包裹体成分、激光拉曼探针分析等研究,探讨成矿流体的性质,揭示芨岭地区的铀成矿机制。
1. 矿床地质特征
龙首山地区位于华北板块西南缘阿拉善地块的南缘,南接河西走廊过渡带,北邻潮水盆地。在漫长的地质历史中经历了多旋回地质构造演化。区内出露最老的地层为古元古界龙首山岩群,是在古裂谷环境下沉积的一套双峰式火山岩、碎屑岩及碳酸盐岩,经角闪岩相变质作用形成的强变质变形地体,其次为新元古界孩母山岩群。最新地层为山前坳陷沉积的古近系红色碎屑岩及新近系粘土、砂、砾。
芨岭花岗岩体是该区最大的侵入体(图 1),在加里东期侵位于元古宙地层中,是由混合花岗岩、闪长岩、斑状闪长花岗岩、(似斑状)粗粒二长花岗岩、碱性岩组成的杂岩体;由陆壳重熔岩浆经结晶分异形成,岩浆演化成熟度高,后期出现碱性岩及碱性热液脉体,奠定了龙首山地区的铀矿物质基础[4-6]。
图 1 甘肃省芨岭地区地质图(据参考文献[4]修改)1—全新统;2—中新统;3—新元古界孩母山岩群;4—古元古界龙首山岩群;5—加里东期花岗岩;6—钠交代型铀矿床;7—断层及运动方向;8—逆断层;Ⅰ—阿拉善地块;Ⅰ1—龙首山断隆带;Ⅱ—祁连地块;Ⅱ1—河西走廊Figure 1. Geological map of the Jiling area, Gansu Province矿体产于区域性断裂和与之呈锐角相交或近于平行的次级断裂带中,成群出现,产状基本与断裂一致。矿体以盲矿体为主,位于次级断裂下盘钠交代中粗粒(似斑状)二长花岗岩中,矿体产出与次级断裂一致,向南西倾伏,倾伏角为60°~80°。单个矿体一般呈筒状、透镜状、不规则状,宽度几米至几十米,长度可达数百米。品位一般变化于0.03%~ 0.25%之间,变化系数为60.2%。含矿岩石主要为碎裂中粗粒斑状钠交代岩及少量钠交代混染闪长岩。矿石具碎裂斑状、破碎角砾状和微粒胶结结构。主要矿物为钠长石、黄铁矿、方铅矿、雪花状方解石、鲕状(球粒状)绿泥石、赤铁矿、锐钛矿、磷灰石等。铀的存在形式主要为铀矿物,以沥青铀矿为主,有少量铀黑、硅钙铀矿;部分呈类质同象和分散吸附形式[7]。矿石具碎裂、碎斑和破碎角砾状结构,脉状、网脉状、浸染状或不规则团块状构造;围岩蚀变主要为钠长石化、赤铁矿化、绿泥石化和碳酸盐化(图 2)“四位一体”的碱交代热液蚀变,局部发育绢云母化、硅化、粘土化、褐铁矿化等。
2. 样品和实验方法
本次主要对主成矿阶段矿石中碳酸盐脉开展流体包裹体岩相学、显微测温、群体包裹体成分、激光拉曼探针分析,样品采自芨岭铀矿床Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ号脉。将样品磨制成厚度为0.25mm双面抛光的包裹体薄片,进行流体包裹体岩相学观察,选择代表性样品进行均一温度、冰点、成分等分析[8-10]。
显微测温工作在西安地质矿产研究所流体实验室完成,使用的仪器为Linkam THMS-600型冷热台(-196~600℃)。测试前,应用国际标准样纯H2O及NaCleqv=25%的H2O-NaCl包裹体,对流体包裹体的参数进行系统矫正,误差为±0.1℃。测试期间,当温度小于30℃时升温速率为1℃/min;当温度大于200℃时,升温速率为10℃/min;在相变化及冰点附近,升温速率小于0.2℃/min。
单个包裹体的激光拉曼分析在西安地质矿产研究所流体实验室(LABHR-VISLABRAMHR800型显微激光拉曼光谱仪)完成,实验条件为:波长为531nm,Yag晶体倍频,固体激光器,激光束斑大于等于1μm,扫描时间12s,扫描3次。
流体包裹体群体成分分析在西安地质矿产研究所流体实验室完成。气相成分分析实验使用仪器为美国PerkinElmer公司clarus600气相色谱仪。实验条件为温度25℃,载气为氩气,载气气流25mL/min,载气压力100kPa,检测器TCD,柱箱温度120℃。热导检测器温度150℃,包裹体的爆裂温度为550℃。液相成分分析使用仪器为美国DION⁃ EX-500型离子色谱仪。
3. 实验结果
3.1 流体包裹体类型和特征
流体包裹体岩相学研究显示,含矿碳酸盐脉内的流体包裹体较发育,包裹体类型简单。根据流体包裹体岩相学及冷热台相变行为[11-14],可将包裹体分为气相包裹体、液相包裹体和纯液相包裹体。液相包裹体主要由液体成分和气相成分组成,其液相成分占包裹体体积的62%~85%;包裹体呈不规则状、椭圆状、次圆状,大小为4~13μm,包裹体加热时均一至液相;气相包裹体同样由气相和液相组成,形态主要为椭圆状、次圆状、四边形状和不规则状,气相成分占整个包裹体的60% ~80%,大小为3~ 8μm,包裹体均一至气相;纯液相包裹体常温下全部为液相,包裹体呈椭圆状、次圆状产出,大小介于3~5μm之间。
3.2 流体包裹体显微测温、盐度和密度
本次共采集11件碳酸盐脉样品用于流体包裹体研究,从中挑选8件代表性样品用于包裹体均一温度测定。测定均一温度时,首先对包裹体进行冷却,然后再回温加热,记录包裹体冰点温度(Ti),测定气体包裹体和液体包裹体均一温度(Tht)和均一方式,测试结果见表 1。
表 1 芨岭铀矿碳酸盐脉流体包裹体显微测温数据及参数Table 1. Microthermometric data and estimated parameters of fluid inclusions in carbonate from the Jiling uranium deposit样号 测试数 均一相态 Ti/℃ Tht/℃ NaCleqv/% p1/MPa h1/km ρ/(g· m-3) ZKJ9-2-6 6 液相 -0.7~-1.8 172.0~187.6 1.2~3.1 7.6~22.8 0.3 ~0.8 0.81~0.91 5 气相 -2.2~-4.1 193.5~200.0 3.6~6.6 27.9~59.1 0.9 ~2.0 0.83~0.92 ZKJ9-2-7 5 液相 -2.5~-3.4 188.5~195.4 4.2~5.6 33.1~47.9 1.1 ~1.6 0.93~0.95 6 气相 -2.0~-2.4 165.2~180.6 3.4~4.0 25.7 ~31.6 0.9 ~1.1 0.85~0.93 ZKJ9-2-8 5 液相 -3.1~-3.5 171.7~173.4 5.1~5.7 43.1~49.5 1.4 ~1.6 0.87~0.95 6 气相 -1.7~-2.6 141.1~171.3 2.8~4.4 20.7 ~35.4 0.7~1.2 0.92~0.93 ZKJ9-2-9 4 液相 -4.0~-4.3 182.4~185.5 6.4~6.8 56.6~61.5 1.9~2.0 0.83~0.88 5 气相 -2.6~-3.4 168.8~174.2 4.3~5.6 34.6 ~47.9 1.2 ~1.6 0.93~0.97 ZKJ9-2-10 5 液相 -1.2~-1.7 195.4~214.0 2.1~2.9 14.6 ~21.4 0.5~0.7 0.92~0.95 5 气相 -3.2~-3.7 180.5~192.1 5.2~5.9 43.9~51.8 1.5 ~1.7 0.86~0.89 ZKJ9-2-11 4 液相 -2.1~-2.7 279.8~287.8 3.5~4.5 27.2 ~36.9 0.9 ~1.2 0.93~0.97 5 气相 -4.0~-4.6 245.0~246.8 6.4~7.3 57.4 ~67.9 1.9 ~2.3 0.85~0.93 ZKJ9-2-12 4 液相 -1.8~-2.0 291.2~294.5 3.0~3.3 22.1 ~25.0 0.7 ~0.8 0.92~1.07 4 气相 -4.6~-5.0 205.1~226.6 7.2~7.7 67.1~72.7 2.2~2.4 0.97~1.03 ZKJ9-2-13 4 液相 -1.7~-2.5 245.3~256.6 2.8~4.2 20.7 ~33.1 0.7~1.1 0.92~0.93 5 气相 -3.7~-4.5 217.3~223.4 6.0~7.0 52.6 ~64.7 1.8~2.2 0.94~0.97 注:Ti为冰点下降温度;Tht为均一温度;NaCl为盐度;p1为成矿压力;h1为成矿深度;ρ为密度 由表 1可以看出,芨岭铀矿碳酸盐脉中流体包裹体均一温度分布在141~295℃之间(n=104),平均温度为205℃。根据所测包裹体均一温度数据绘制直方图。从均一温度直方图(图 2)可以看出,液体流体包裹体均一温度变化范围较宽,成矿温度分2期:① 晚期集中在170~200℃之间,具有175℃左右峰值;② 早期集中在210~230℃之间,具有220℃左右峰值。气体包裹体均一温度变化范围也较大,成矿温度在190~295℃之间,有245℃左右峰值,成矿温度部分低于液体包裹体,但成矿温度范围整体趋势高于液体包裹体,部分重叠,说明二者具有相同的均一温度。上述测温结果表明,芨岭铀矿床成矿阶段流体具有中-低温热液的特点。
3.3 流体包裹体激光拉曼分析
流体包裹体被喻为成矿热液的原始样品,是解译成矿作用的密码[11],其成分的测定可以探测成矿流体来源和源区组成,激光拉曼分析是对单个包裹体进行非破坏测定最有效的方法[12-17]。
本次流体包裹体激光拉曼光谱显示,主成矿阶段流体包裹体气相成分以CH4、N2、H2为主,其次为H2S,少量CO2等气体,液相成分富H2O和CH4,成矿流体属于NaCl-H2O±CH4±CO2体系(图 3)。
3.4 流体包裹体群体成分分析
对芨岭铀矿主成矿阶段碳酸盐脉中群体包裹体气液成分进行分析,测试结果显示,芨岭铀矿气相成分以CH4、N2、H2为主,其次为H2S,少量CO2等气体,液相成分富H2O和CH4,与激光拉曼分析结果一致。
4. C、O同位素
根据陈云杰等[6]对矿区碳酸盐的C、O同位素组成分析结果,C、O同位素组成有以下特征:δ13CVPDB值在-1.50‰~-6.33‰之间;正常花岗岩的δ18OSMOW值为1.526‰~4.763‰,矿化期钠交代花岗岩中碳酸盐化样品方解石的δ18OSMOW值为1.474‰ ~ 5.051‰;正常花岗岩碳酸盐脉样品的δ18OSMOW值为-1.082‰~-2.495‰,成矿期钠交代花岗岩中碳酸盐脉样品的δ18OSMOW值为-0.938‰~2.577‰。从上述数据可以看出,区内成矿期和成矿晚期形成的碳酸盐的O同位素组成没有明显的差别。δ18OSMOW值反映了成矿热液的水源主要为岩浆热液与大气降水混合特征,以大气降水形成为主。
5. 地质意义
5.1 成矿流体的性质
芨岭铀矿床主成矿阶段流体包裹体可见气相包裹体、液相包裹体和纯液相包裹体相邻,共生于同一结晶面上,流体包裹体显微测温显示,包裹体均一温度介于141~295℃之间,液相包裹体和气相包裹体均一温度相近,均一方式各异,气相包裹体均一至气相,液相包裹体均一至液相(表 1),应属于典型的沸腾流体包裹体组合。然而,从流体包裹体盐度直方图(图 4)可以看出,包裹体盐度呈非正态分布特征,其与沸腾流体盐度特征基本相符[10, 18]。因此,成矿流体在成矿时期发生沸腾作用。激光拉曼和群体成分分析显示,流体包裹体气相成分以CH4、N2、H2为主,具有绝对优势,其次为H2S,含有少量CO2等气体,液相成分富H2O和CH4,成矿流体属于NaCl-H2O±CO2±CH4体系。
5.2 成矿流体的盐度、密度、压力和成矿深度
本次研究获得的冰点温度变化范围主要为-5.0~-1.2℃(表 1),根据测得的冰点温度数据(n=64),采用Potter等[19]及Hall等[20]的(NaCl-H2O体系)盐度计算公式:
w=0.00+1.78Ti−0.0442Ti2+0.000557Ti3 (1) 式中w为NaCl的质量百分数,Ti为冰点下降温度的绝对值,求得盐度为2.09%~7.69% NaCleqv(表 1),平均值为4.76% NaCleqv。从盐度直方图(图 4)中可以看出,流体盐度峰值集中在5.0%~6.0% NaCleqv。
根据均一温度和盐度,应用刘斌[21]的经验公式:
ρ=a+bTht+cTht2 (2) 式中a、b和c均为无量纲参数,求得芨岭铀矿床流体包裹体的密度变化区间为0.81~1.07g/cm3(表 1),平均值为0.92g/cm3,成矿流体具低密度的特征。
本次流体包裹体激光拉曼光谱显示:主成矿阶段流体包裹体气相成分含有较多的CH4和H2,H2S、N2次之,仅1件样品中检测到CO2,其余未检测到其他气体成分存在。
p1=p0×t1/t0 (3) 式中p1为成矿压力(×105Pa);p0=219+2620×w,t0=374+920×w,p0为初始压力(×105Pa);t0为初始温度。计算得出芨岭铀矿床成矿压力的范围为15~ 73MPa(表 1),峰值集中在25~60MPa之间,平均值为40MPa(图 5)。
成矿深度对矿床成因研究和资源矿产勘查潜力的确定具有重要的意义[14, 24],邵洁涟等[22]提出的成矿压力和成矿深度经验公式为:
h1(成矿深度)=p1×1/300×105m (4) 根据这些关系求出芨岭铀矿床的成矿深度范围为0.9~2.4km(表 1),平均值为1.95km,可见芨岭地区铀成矿形成于中浅成环境。
由上可知,芨岭铀矿成矿流体显示中-低温、低盐度、低密度、中-低压的流体特征,铀矿体形成于浅成成矿环境。
5.3 成矿流体来源及成矿机制
根据陈云杰等[6]对芨岭矿床的C、O同位素研究(图 6),C、O同位素组成δ13CVPDB的值在-1.50‰~-6.33‰之间,δ18OSMOW值在-2.577‰~5.051‰之间,成矿热液的水源主要为岩浆热液与大气降水混合特征,以大气降水形成为主。
图 6 岌岭铀矿床C-O同位素相关图解(据参考文献[6]修改)Figure 6. Diagram showing δ18O and δ13C from the Jiling uranium deposit流体混合、水岩反应、流体沸腾或相分离等是热液矿床成矿物质沉淀的主要机制。芨岭铀矿C、O同位素研究表明,成矿流体具有岩浆水和大气降水混合的特点。在流体包裹体研究中,发现液相包裹体、气相包裹体和纯液相包裹体共生同一结晶面,属于同时捕获的结果。研究认为,其是含矿热液自超临界状态向临界状态转化应力骤减降低的结果,是流体不混溶或流体沸腾的标志[18]。激光拉曼和群体成分分析结果显示,成矿流体包括多种组分,说明捕获的流体是不均一状态流体,与相分离作用特征相符,因此流体不混溶或沸腾作用导致相分离。结合成矿流体特征,铀成矿有2期成矿特征,早期流体不混溶或沸腾作用导致相分离产生铀矿沉淀,晚期流体脱气(CO2)作用导致铀矿质再次沉淀富集,是芨岭铀成矿作用的主要原因。
6. 结论
(1)芨岭铀矿床流体包裹体以气相包裹体和液相包裹体为主,含少量纯液相包裹体。流体包裹体气相成分以CH4、N2、H2为主,其次为H2S,少量CO2等气体,液相成分富H2O和CH4,成矿流体属于NaCl-H2O±CH4±CO2体系。
(2)流体包裹体测试和估算结果显示,成矿流体具有中-低温(180~200℃、290~300℃)、低盐度 (2.09%~ 7.69%)、低密度(0.81~1.07g/cm3)、中-低压(15~ 73MPa)和浅成成矿环境(成矿深度0.9~2.4km)。
(3)流体不混溶或沸腾作用导致相分离产生铀矿沉淀,以及流体脱气(CO2)作用导致矿质再次沉淀富集,是芨岭铀成矿作用的主要原因。
致谢: 样品测试分析得到中国地质调查局沈阳地质调查中心检测分析中心、河北省区域地质调查大队地质实验室、武汉地质调查中心自然资源部中南矿产监督检测中心等单位的大力支持,审稿专家对文稿提供了宝贵的修改意见,在此一并表示诚挚的谢意。 -
图 1 研究区地质简图
a—华北克拉通北缘构造纲要图;b—桥头镇北部地质简图④;c—老府镇地区地质简图⑤[14];Q—第四系;N1h—汉诺坝组;J3b—白音高老组;J3mk—满克头鄂博组;K/J—侏罗纪/白垩纪火山岩;K1γ—早白垩世花岗质岩石;K1ξγ—早白垩世正长花岗岩;J3ξγ-晚侏罗世正长花岗岩;T3γο—晚三叠世英云闪长岩;P2ξγ—中二叠世正长花岗岩;P1γ—早二叠世花岗质岩石;P1ηγ—早二叠世二长花岗岩;D3γ—晚三叠世花岗质岩石;D3δ—晚三叠世闪长岩;J3tc—土城子组;J2x—新民组;P2e—额里图组;P1s—三面井组;Pt1by—宝音图群;Ar-太古宙基底。1—流纹岩;2—安山岩;3—玄武安山岩;4—橄榄玄武岩;5—花岗质岩石;6—正长花岗岩;7—二长花岗岩;8—英云闪长岩;9—闪长岩;10—基性岩;11—采样点;12—太古宙基底;13—元古宙地层;14—酒局子组;15—断层
Figure 1. Simplified geological map of the study area
图 5 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)TAS(a)和SiO2-K2O图解(b)
1—橄榄辉长岩;2a—碱性辉长岩;2b—亚碱性辉长岩;3—辉长闪长岩;4—闪长岩;5—花岗闪长岩;6—花岗岩;7—硅英岩;8—二长辉长岩;9—二长闪长岩;10—二长岩;11—石英二长岩;12—正长岩;13—副长石辉长岩;14—似长石二长闪长岩;15—似长石二长正长岩;16—似长石正长岩;17—似长石深成岩
Figure 5. SiO2-(K2O+Na2O)(a) and SiO2-K2O (b) patterns of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10)
图 8 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)Ta/Yb-Th/Yb图解[29]
Figure 8. Ta/Yb-Th/Yb patterns of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10)
表 1 样品LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb分析结果
Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data of samples
测点编号 U Th Pb Th/U 同位素比值 年龄/Ma 10-6 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 正长花岗岩(14CH10) 01* 332.72 212.94 25.37 0.64 0.067 0.003 0.422 0.020 0.046 0.001 288 7 02 184.13 90.22 12.21 0.49 0.049 0.003 0.333 0.020 0.048 0.002 304 9 03 254.02 317.53 16.26 1.25 0.050 0.002 0.309 0.010 0.045 0.001 285 7 04 116.36 61.67 14.35 0.53 0.056 0.003 0.350 0.018 0.046 0.002 293 10 05 452.98 231.02 28.85 0.51 0.056 0.003 0.362 0.020 0.049 0.002 306 12 06 280.38 126.17 19.96 0.45 0.054 0.002 0.363 0.020 0.050 0.002 313 11 07* 116.91 53.78 37.30 0.46 0.056 0.003 0.347 0.018 0.045 0.001 286 9 08* 763.71 404.77 51.73 0.53 0.069 0.006 0.436 0.030 0.052 0.003 326 15 09 159.26 71.67 14.58 0.45 0.053 0.002 0.331 0.014 0.045 0.001 285 8 10 467.06 298.92 26.27 0.64 0.054 0.002 0.351 0.015 0.048 0.002 301 10 11 265.70 127.53 16.68 0.48 0.051 0.002 0.356 0.022 0.051 0.002 319 12 12* 264.24 224.60 10.27 0.85 0.060 0.003 0.349 0.016 0.045 0.002 280 11 13* 145.35 68.32 18.60 0.47 0.061 0.003 0.427 0.022 0.052 0.002 324 12 14 237.81 99.88 13.62 0.42 0.053 0.002 0.369 0.019 0.051 0.002 318 10 15 256.28 107.64 22.85 0.42 0.053 0.003 0.358 0.022 0.049 0.002 309 11 16* 458.85 142.24 28.63 0.31 0.063 0.003 0.386 0.019 0.045 0.001 285 6 17* 372.73 197.55 50.37 0.53 0.034 0.002 0.240 0.017 0.051 0.002 320 10 18* 302.52 166.39 25.71 0.55 0.071 0.004 0.430 0.021 0.044 0.001 279 6 19 282.10 160.80 13.26 0.57 0.052 0.002 0.316 0.014 0.044 0.001 280 5 20 117.45 68.12 19.16 0.58 0.051 0.002 0.330 0.016 0.048 0.001 299 6 二长花岗岩(14CH24) 01 257.82 296.49 15.10 1.15 0.057 0.003 0.338 0.019 0.043 0.001 273 5 02 245.79 196.63 21.64 0.80 0.058 0.003 0.372 0.021 0.048 0.001 300 4 03 175.38 140.30 9.56 0.80 0.064 0.004 0.421 0.023 0.049 0.001 307 5 04* 826.96 512.72 53.77 0.62 0.224 0.013 2.056 0.140 0.059 0.002 370 9 05 174.61 169.37 18.79 0.97 0.051 0.003 0.381 0.020 0.054 0.001 339 5 06 211.53 205.18 28.09 0.97 0.065 0.004 0.384 0.022 0.043 0.001 272 4 07* 201.92 246.34 12.17 1.22 0.074 0.003 0.530 0.028 0.050 0.001 317 6 08* 92.45 65.64 15.86 0.71 0.147 0.018 1.121 0.137 0.053 0.001 332 8 09 252.73 217.35 16.72 0.86 0.079 0.005 0.479 0.027 0.046 0.001 293 7 10* 405.16 320.08 22.32 0.79 0.140 0.013 1.166 0.132 0.053 0.001 331 8 11* 143.52 114.82 16.12 0.80 0.108 0.014 0.586 0.071 0.043 0.001 270 7 12 173.82 161.65 18.06 0.93 0.062 0.004 0.389 0.023 0.046 0.001 293 5 13* 49.27 43.85 17.83 0.89 0.120 0.011 0.785 0.067 0.051 0.002 320 10 14 118.25 100.51 8.35 0.85 0.063 0.004 0.391 0.021 0.045 0.001 284 5 15 217.34 180.39 13.19 0.83 0.069 0.004 0.440 0.028 0.047 0.001 296 5 16 348.89 373.31 23.35 1.07 0.067 0.004 0.415 0.023 0.044 0.001 277 4 17 373.74 370.00 17.62 0.99 0.068 0.004 0.386 0.025 0.042 0.001 264 6 18 86.75 74.61 5.79 0.86 0.065 0.005 0.397 0.027 0.044 0.001 277 7 19 173.91 146.08 8.72 0.84 0.064 0.005 0.404 0.033 0.044 0.001 280 9 注:*为调谐度太大剔除样品 表 2 样品主量、微量和稀土元素分析结果
Table 2 Major, trace and rare earth elements compositions of the sample
样品 14CH10 14CH11 H14C12 H14C23 14CH24 14CH25 14CH26 14CH27 SiO2 71.05 71.44 70.74 71.32 71.42 72.59 71.51 72.02 TiO2 0.36 0.36 0.39 0.40 0.41 0.34 0.41 0.37 Al2O3 14.54 14.32 15.14 14.02 14.04 13.68 13.95 13.77 TFe2O3 2.20 2.33 2.90 2.71 2.70 2.20 2.78 2.48 FeO 1.4 1.11 1.41 1.78 2.34 1.67 2.45 1.53 MnO 0.06 0.06 0.08 0.06 0.06 0.05 0.06 0.05 MgO 0.47 0.47 0.51 0.78 0.76 0.63 0.79 0.68 CaO 0.80 0.64 0.60 2.01 2.02 1.73 2.01 1.81 Na2O 3.46 3.57 4.28 4.21 4.14 3.92 4.08 3.98 K2O 4.87 4.54 4.32 3.74 3.75 4.13 3.68 3.96 P2O5 0.117 0.112 0.12 0.116 0.118 0.096 0.119 0.105 烧失量 2.05 2.05 0.91 0.63 0.57 0.63 0.6 0.76 总计 99.97 99.89 99.99 100.0 99.98 99.99 99.99 99.99 La 37.5 28.3 28.1 41.7 43.6 31.9 45.4 40.8 Ce 71.5 57.2 69.3 74.1 74.5 56.8 78.1 68.7 Pr 7.79 6.05 6.19 7.5 7.48 5.64 8.02 6.99 Nd 27.5 22.3 22.7 25.5 24.5 19.4 26.8 24 Sm 4.62 3.97 4.25 4.07 3.66 3.01 4.09 3.44 Eu 0.901 0.701 0.685 0.872 0.785 0.757 0.833 0.736 Gd 4.66 4.03 4.61 3.88 3.55 2.79 3.67 3.28 Tb 0.596 0.583 0.663 0.52 0.465 0.381 0.523 0.445 Dy 3.25 3.32 3.73 2.54 2.47 2.03 2.54 2.38 Ho 0.688 0.699 0.849 0.604 0.531 0.413 0.545 0.467 Er 1.97 2.06 2.34 1.65 1.49 1.24 1.6 1.37 Tm 0.316 0.351 0.378 0.256 0.211 0.203 0.255 0.24 Yb 2.14 2.37 2.62 1.79 1.62 1.42 1.73 1.51 Lu 0.321 0.356 0.381 0.258 0.207 0.208 0.266 0.248 Y 16.8 18.4 19.7 14.7 12.3 11.1 14.6 12.6 Sc 4.71 4.92 5.14 4.99 4.8 3.6 4.97 4.25 V 18 15.8 19.5 22.5 22.5 19 27.4 20.8 Cr 5.55 6.36 5.98 6.67 5.98 5.53 4.76 8.18 Co 2.19 2.3 2.69 3.59 3.32 2.62 3.64 3.18 Ni 2.13 1.58 1.97 2.34 2.49 2.16 1.52 5.8 Be 1.68 1.68 2.23 2.22 1.53 1.5 1.58 1.85 Rb 151 150 131 98.9 88.9 89.8 89.9 92.6 Sr 170 167 170 265 238 228 258 240 Ba 929 918 748 747 591 783 643 829 Li 25.3 24.6 12 17.8 15.9 9.68 18 15.4 Zr 201 228 258 242 215 180 231 203 Nb 11.9 13.5 13.8 12.4 11 10.4 12 11.2 Hf 5.09 5.88 6.4 5.79 4.86 4.77 5.82 5.09 Ta 0.966 1.04 1.21 0.907 0.852 0.825 0.944 0.956 Th 10.9 9.18 11.7 10 9.68 10 10.8 11.5 U 1.29 1.16 1.23 0.975 0.844 1.74 1.01 1.21 Pb 12.2 11.9 11.8 12.5 11.3 12.2 12.1 13.1 Ga 15.3 15.7 16.3 16.4 14.7 13.9 14.8 14.2 Cu 4.78 7.8 4.68 2.62 2.55 1.98 2.59 2.07 Zn 37.6 40.9 56.1 32.2 29.1 22.7 30.3 26.8 Mo 2.33 3.46 1.93 0.714 0.907 1.26 0.448 0.817 Cd 0.18 0.203 0.219 0.122 0.094 0.088 0.094 0.082 In 0.047 0.05 0.039 0.024 0.02 0.018 0.023 0.016 Sb 0.554 0.689 0.562 0.038 0.022 0.062 0.033 0.084 Cs 7.34 9.31 6.05 1.54 1.68 1.91 1.77 1.59 W 1.45 1.43 1.04 0.172 0.306 0.221 0.191 0.264 Re 0.004 0.003 0.003 0.006 0.004 0.005 < 0.002 0.004 Tl 0.932 0.982 0.956 0.527 0.436 0.431 0.462 0.428 Bi 0.053 0.093 0.074 0.012 0.032 0.035 0.019 0.03 注:主量元素含量单位为%,微量和稀土元素为10-6 -
王荃, 刘雪亚, 李锦轶.中国华夏与安加拉古陆间的板块构造[M].北京:北京大学出版社, 1991:56-60. 徐备, 陈斌.内蒙古北部华北板块与西伯利亚板块之间中古生代造山带的结构及演化[J].中国科学, 1997, 3:227-232. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199700269956 徐备, 赵盼, 鲍庆中, 等.兴蒙造山带前中生代构造单元划分初探[J].岩石学报, 2014, 30(7):1841-1857. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201407001 Xiao W J, Windley B F, Hao J, et al. Accretion leading tocollision and the Permian Solonker suture, Inner Mongolia, China:Termination of the central Asian orogenic belt[J]. Tectonics, 2003, 22:8-1. doi: 10.1029/2002TC001484/abstract
张栓宏, 赵越, 刘建民, 等.华北地块北缘晚古生代-早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景[J].岩石矿物学杂志, 2010, 29(6):824-842. doi: 10.3969/j.issn.1000-6524.2010.06.017 邵济安, 何国琦, 唐克东.华北北部二叠纪陆壳演化[J].岩石学报, 2015, 31(1):47-55. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201501003 Tang K D. Tectonic development of paleozoicfoldbelts at the north margin of the Sino-KoreanCraton[J]. Tectonics, 1990, 9(2):249-260. doi: 10.1029/TC009i002p00249/full
邵济安.中朝板块北缘中段地壳演化[M].北京:北京大学出版社, 1991. 洪大卫, 黄怀曾, 肖宜君, 等.内蒙古中部二叠纪碱性花岗岩及其地球动力学意义[J].地质学报, 1994, (3):219-230. doi: 10.3321/j.issn:0001-5717.1994.03.001 Sengor A M C, Natalin B A, Burtman V S. Evolutionof the Altaid tectonic collage and paleozoiccrustalgrowth in Eurasia[J]. Nature, 1993, 364:299-307. doi: 10.1038/364299a0
曹花花.华北板块北缘东段晚古生代-早中生代火成岩的年代学与地球化学研究[D].吉林大学博士学位论文, 2013. Zhang S H, Zhao Y, Kröner A, et al. Early Permian plutons from the northern North China Block:Constraints on continental arc evolution and convergent marginmagmatism related to the Central Asian Orogenic Belt[J]. International Journal of Earth Sciences, 2009, 98:1441-1467. doi: 10.1007/s00531-008-0368-2
赵越, 陈斌, 张栓宏, 等.华北克拉通北缘及邻区前燕山期主要地质事件[J].中国地质, 2010, 37(4):900-915. doi: 10.3969/j.issn.1000-3657.2010.04.007 彭斌, 王国祺, 刘乐, 等.内蒙古赤峰地区二叠纪火山岩的发现及其地质意义[J].矿物岩石地球化学通报, 2016, 35(6):1329-1340. doi: 10.3969/j.issn.1007-2802.2016.06.23 Liu Y S, Hu Z C, Gao S, et al. In situ, analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard[J]. Chemical Geology, 2008, 257(1):34-43. http://cn.bing.com/academic/profile?id=f10fa454267bcd9d2c140163950f1005&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn
Liu Y S, Gao S, Hu Z C, et al. Continental and oceanic crust recycling-induced melt-peridotite interactions in the trans-north china orogen:U-Pb dating, Hf isotopes and trace elements in zircons from mantle xenoliths[J]. Journal of Petrology, 2010, 51:537-571. http://petrology.oxfordjournals.org/content/51/1-2/537
Wiedenbeck M, Allé P, Corfu F, et al. Three natural zircon standards for U-Th-Pb, Lu-Hf, trace element and REE analyses[J]. Geostandards and Geoanalytical Research, 1995, 19(1):1-23. http://www.tandfonline.com/servlet/linkout?suffix=CIT0103&dbid=16&doi=10.1080%2F00206814.2017.1377121&key=10.1111%2Fj.1751-908X.1995.tb00147.x
Ludwig K R. Isoplot/Ex version 3. 00: a geochronology toolkitfor microsoft excel[M]. Berkeley Geochronology Center Special Publication, California, Berkeley, 2003, 4: 1-70.
张旗, 王焰, 熊小林, 等.埃达克岩和花岗岩:挑战与机遇[M].北京:中国大地出版社, 2008. 李乘东, 张旗, 苗来成, 等.冀北中生代高Sr低Y和低Sr低Y型花岗岩:地球化学、成因及其与成矿作用的关系[J].岩石学报, 2004, 20(2):270-284. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200402009 黄本宏.大兴安岭地区石炭、二叠系及植物群[M].北京:地质出版社, 1993. 王慧, 高荣宽.内蒙古达茂旗满都拉地区早二叠世生物地层划分对比在研究[J].内蒙古地质, 1999, 2:7-20. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFD1999-NMGZ902.001.htm 马芳, 穆治国, 刘玉琳.河北滦平球状闪长岩年代学及其地质意义[J].地质论评, 2004, 50(4):360-364. doi: 10.3321/j.issn:0371-5736.2004.04.004 王惠初, 赵凤清, 李惠民, 等.冀北闪长质岩石的锆石SHRIMP U-Pb年龄:晚古生代岩浆弧的地质记录[J].岩石学报, 2007, 23(3):597-604. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200703007 张拴宏, 赵越, 宋彪, 等.冀北隆化早前寒武纪高级变质区内的晚古生代片麻状闪长岩——锆石SHRIMP U-Pb年龄及其构造意义[J].岩石学报, 2004, 20(3):621-626. http://www.cqvip.com/qk/94579X/200403/10140800.html Zhang S H, Zhao Y, Song B, et al. Carboniferous granitic plutons from the northern margin of the North China block:implications for a late Paleozoic active continental margin[J]. Journal of the Geological Society, 2007, 164(2):451-463. doi: 10.1144/0016-76492005-190
刘建峰, 李锦轶, 孙立新, 等.内蒙古巴林左旗九井子蛇绿岩锆石U-Pb定年:对西拉木伦河缝合带形成演化的约束[J].中国地质, 2016, 43(6):1947-1962. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgdizhi201606008 孙德有, 吴福元, 张艳斌, 等.西拉木伦河-长春-延吉板块缝合带的最后闭合时间——来自吉林大玉山花岗岩体的证据[J].吉林大学学报(地球科学版), 2004, 34(2):174-181. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cckjdxxb200402003 Gorton M P, Schandl E S. From continents to island arcs:a geochemical index of tectonic setting for arc-related and within-plate felsic to intermediate volcanic rocks[J]. Canadian Mineralogist, 2000, 38(5):1065-1073. http://cn.bing.com/academic/profile?id=155cbaf233df326995aad4be9df8733d&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn
内蒙古自治区地质调查院. 1:20 万赤峰幅区域地质调查修测项目. 2000. 内蒙古自治区地质调查院. 1:20 万五分幅区域地质调查修测项目. 2000. 河北省区域地质矿产调查研究所. 1:5 万朝阳地幅区调报告. 1996. 吉林大学. 内蒙古 1:25万赤峰市幅地质图. 2012. 中国地质科学院地质研究所. 内蒙古 1:25万西老府幅区调修测报告. 2009.