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内蒙古扎鲁特旗嘎达苏早三叠世A型花岗岩的发现及其地质意义

王之晟, 马国祥, 卢天军, 王晓奇, 孙明坤, 王洪志, 王亚东

王之晟, 马国祥, 卢天军, 王晓奇, 孙明坤, 王洪志, 王亚东. 2018: 内蒙古扎鲁特旗嘎达苏早三叠世A型花岗岩的发现及其地质意义. 地质通报, 37(9): 1722-1730.
引用本文: 王之晟, 马国祥, 卢天军, 王晓奇, 孙明坤, 王洪志, 王亚东. 2018: 内蒙古扎鲁特旗嘎达苏早三叠世A型花岗岩的发现及其地质意义. 地质通报, 37(9): 1722-1730.
WANG Zhisheng, MA Guoxiang, LU Tianjun, WANG Xiaoqi, SUN Mingkun, WANG Hongzhi, WANG Yadong. 2018: The discovery of the Early Triassic A-type granite in Gadasu, Jarud Banner, Inner Mongolia, and its geological significance. Geological Bulletin of China, 37(9): 1722-1730.
Citation: WANG Zhisheng, MA Guoxiang, LU Tianjun, WANG Xiaoqi, SUN Mingkun, WANG Hongzhi, WANG Yadong. 2018: The discovery of the Early Triassic A-type granite in Gadasu, Jarud Banner, Inner Mongolia, and its geological significance. Geological Bulletin of China, 37(9): 1722-1730.

内蒙古扎鲁特旗嘎达苏早三叠世A型花岗岩的发现及其地质意义

基金项目: 

中国地质调查局项目《大兴安岭成矿带突泉—翁牛特地区地质矿产调查》 DD20160048

《内蒙古1:5万工农屯等六幅区调》 DD20160048-12

详细信息
    作者简介:

    王之晟(1986-), 男, 工程师, 从事区域地质调查方面工作。E-mail:zhdz243@163.com

  • 中图分类号: P534.51;P588.12+1

The discovery of the Early Triassic A-type granite in Gadasu, Jarud Banner, Inner Mongolia, and its geological significance

  • 摘要:

    内蒙古扎鲁特旗嘎达苏A型花岗岩具晶洞构造,文象、蠕英结构,其化学成分富硅铝而贫铁,属高钾钙碱性过铝质系列;轻稀土元素曲线右倾,富Ga、Nb、U,贫Ba、Sr、Ti,104Ga/Al值为2.64~3.18,Y/Nb值为1.72~2.03,Nb/Ta值为5.99~8.33,属A2型花岗岩。锆石U-Pb测年结果显示,该岩体侵位年龄为249.0±2.7Ma,推测属古亚洲洋在三叠纪闭合后,兴蒙造山带的后期伸展拉张环境的产物。

    Abstract:

    Gadasu A-type granite has the miarolitic structure and graphic and creep textures as well as chemical characteristics of rich silica and alumina and poor iron, thus belonging to high potassium calcalkaline series aluminum. Light rare earth curve is included to the right. The rock has rich Ga, Nb, U, poor Ba, Sr, Ti, 104Ga/Al ratios of 2.64~3.18, Y/Nb ratios of 1.72~2.03, and Nb/Ta ratios of 5.99~5.99, indicating A2 type granite. Zircon U-Pb emplacement age shows that the rock mass has the age of 249.0±2.7 Ma. The authors thus infer that the granite was formed in the environment of late stage stretching and pull-apart of the Xing-Meng orogenic belt after the closure of the paleo-Asia Ocean in Triassic.

  • 大面积出露的晶洞花岗岩是伸展构造的宏观标志,是近几年地质科学家关注的热点之一。晶洞花岗岩在中国东南沿海一带分布面积较大,是造山后期伸展拉张环境下的产物,属典型的A型花岗岩[1-4]。在内蒙古中东部锡林浩特[5]、济沁河林场[6]、扎兰屯西部[7]等地也有少量发现。笔者在内蒙古1:5万工农屯等六幅区域地质调查过程中,在扎鲁特旗地区首次发现了早三叠世晶洞花岗岩。

    研究区位于兴安地块与松嫩地块拼合带附近,处于松嫩地块北缘,属兴蒙造山带东段。松辽盆地西缘断裂从研究区西南部通过,受该断裂带影响,研究区断裂构造以北东向、北北东向为主,北西向次之,奠定了研究区的构造格架[8-11] (图 1-a)。晚古生代地层主要为大石寨组浅变质安山岩和林西组砂岩、板岩;中生代地层主要包括新民组酸性火山岩夹沉积岩、满克头鄂博组中酸性火山岩、玛尼吐组中性火山岩和白音高老组中酸性火山岩-火山碎屑岩。侵入岩不甚发育,以早白垩世花岗斑岩、石英二长岩为主,其次为少量早三叠世黑云母正长花岗岩、花岗闪长岩。嘎达苏A型花岗岩位于通辽市扎鲁特旗鲁北镇西南约17km处(图 1-b)。

    图  1  研究区地质简图
    Figure  1.  Simplified geological map of the study area

    嘎达苏岩体大部分被第四系覆盖,仅南部可见侵位于上二叠统林西组,出露部分总体呈近南北向岩株状产出,岩性为灰色、灰白色黑云母正长花岗岩,该岩石露头普遍可见晶洞构造,晶洞大小为2~ 15mm,形态不规则(图 2-a)。晶洞内矿物主要为正长石、石英,晶形较完好。显微镜下岩石具文象和蠕英结构(图 2-b),主要由斜长石、钾长石、石英、黑云母组成。斜长石呈半自形板状,大小为0.2~ 0.3mm,星散状分布,局部被绢云母交代,占5%~ 10%;钾长石为半自形-他形粒状,大小为0.2~ 0.5mm,杂乱分布,少量与石英文象交生,交代斜长石,具有蠕英等交代结构,占70%~75%;石英为半自形-他形粒状,大小一般为0.2~0.3mm,呈星散状、填隙状分布,占20%~25%;黑云母为片状,大小为0.2~0.5mm,星散状分布,局部被少量绿泥石、铁质交代,约占5%。副矿物可见少量磁铁矿、锆石、磷灰石等。

    图  2  黑云母正长花岗岩露头(具晶洞构造)(a)和显微特征(具蠕英结构)(b)
    Figure  2.  Characteristics of biotite-syenite granite outcrop(a) and microphotograph(b)

    野外采集的样品,首先经薄片鉴定,选择新鲜的样品经过无污染碎样后进行地球化学分析。主量、稀土及微量元素分析均由河北省地质矿产研究所完成。其中主量元素采用X荧光光谱仪(XRF)分析,稀土和微量元素分析采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析完成。

    研究区黑云母正长花岗岩主量元素分析结果见表 1,SiO2含量为76.29%~77.32%,Al2O3含量为12.40%~13.23%,Fe2O3含量为0.60%~0.95%,FeO含量为0.21%~0.34%,CaO含量为0.42%~0.74%,具富硅铝而贫铁的特点。A/CNK值介于0.93~ 1.11之间,在A/CNK-A/NK图解(图 3-a)中,8个样品点均落在过铝质区域。K2O>Na2O,K2O/ Na2O值为1.10~1.29,在SiO2-K2O图解(图 3-b)中,样品点落在高钾钙碱性系列。

    表  1  黑云母正长花岩主量、微量和稀土元素分析结果
    Table  1.  Major, trace elements and REE analytical results of biotite-syenite granite
    样品号 YZ-23 YZ-24 YZ-25 YZ-26 YZ-27 YZ-28 YZ-29 YZ-30 YZ-31
    SiO2 77.31 77.17 77.25 77.32 77.27 77.26 76.32 76.29 76.29
    TiO2 0.04 0.04 0.04 0.05 0.04 0.04 0.05 0.03 0.04
    Al2O3 12.41 12.46 12.43 12.40 12.47 12.43 13.10 12.07 13.23
    Fe2O3 0.60 0.62 0.62 0.60 0.63 0.62 0.93 0.83 0.95
    FeO 0.22 0.27 0.28 0.24 0.27 0.29 0.34 0.24 0.21
    MnO 0.026 0.031 0.032 0.027 0.031 0.034 0.027 0.031 0.034
    MgO 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.07
    CaO 0.59 0.57 0.56 0.59 0.56 0.56 0.59 0.74 0.42
    Na2O 3.61 3.56 3.66 3.60 3.56 3.64 3.90 3.96 3.94
    K2O 4.66 4.53 4.62 4.66 4.53 4.62 4.36 4.73 4.32
    P2O5 0.010 0.014 0.008 0.015 0.015 0.019 0.016 0.018 0.018
    烧失量 0.45 0.65 0.39 0.43 0.35 0.39 0.29 0.95 0.54
    总计 99.99 99.98 99.97 99.99 99.79 99.99 99.97 99.96 100.07
    A/CNK 1.03 1.06 1.03 1.03 1.06 1.03 1.07 0.93 1.11
    K2O/Na2O 1.29 1.27 1.26 1.29 1.27 1.27 1.12 1.19 1.10
    La 13.27 8.19 15.26 13.37 10.19 15.25 16.37 12.19 15.25
    Ce 39.14 38.11 43.03 39.24 38.51 43.63 49.24 32.51 43.03
    Pr 3.23 1.84 3.58 3.23 1.94 3.59 3.23 2.99 3.59
    Nd 12.29 7.10 13.74 12.19 7.90 13.64 12.19 11.90 14.64
    Sm 2.82 1.94 3.18 2.72 2.00 3.17 2.92 3.00 3.87
    Eu 0.08 0.08 0.06 0.08 0.08 0.06 0.08 0.07 0.06
    Gd 2.56 2.04 2.79 2.59 2.04 2.79 2.69 2.34 2.73
    Tb 0.50 0.46 0.54 0.50 0.45 0.55 0.50 0.45 0.55
    Dy 3.39 3.51 3.62 3.49 3.53 3.64 3.49 3.54 3.24
    Ho 0.66 0.74 0.70 0.66 0.75 0.80 0.66 0.75 0.80
    Er 1.91 2.31 2.04 1.96 2.38 2.24 2.95 2.30 2.24
    Tm 0.32 0.43 0.35 0.32 0.45 0.36 0.33 0.45 0.46
    Yb 2.04 2.80 2.25 2.24 2.70 2.25 2.74 2.76 2.20
    Lu 0.33 0.46 0.36 0.34 0.36 0.36 0.34 0.32 0.36
    Y 20.57 21.39 20.76 20.47 21.19 20.66 22.47 21.12 20.65
    ∑REE 103.12 91.41 112.25 103.41 94.47 112.98 120.21 96.68 113.66
    LREE 70.83 57.26 78.85 70.83 60.62 79.34 84.03 62.66 80.44
    HREE 11.71 12.75 12.64 12.10 12.65 12.98 13.70 12.90 12.57
    LREE/HREE 6.05 4.49 6.24 5.86 4.79 6.11 6.14 4.86 6.40
    δEu 0.09 0.12 0.06 0.09 0.12 0.06 0.08 0.08 0.05
    δCe 1.40 2.27 1.36 1.40 1.95 1.37 1.54 1.26 1.36
    (La/Yb)N 4.38 1.97 4.58 4.02 2.54 4.58 4.03 2.98 4.67
    (Ce/Yb)N 4.96 3.52 4.96 4.53 3.69 5.03 4.65 3.05 5.05
    Rb 176.96 182.85 186.30 176.36 182.84 186.91 176.36 182.84 186.91
    Sr 15.95 11.69 11.19 16.00 11.79 11.40 15.90 16.79 14.40
    Ba 28.84 50.39 23.71 28.83 50.35 23.79 38.23 42.31 33.72
    Th 19.15 22.43 19.33 19.25 22.46 19.83 19.55 20.46 19.03
    U 9.76 8.02 9.18 9.73 8.01 9.19 9.73 8.38 9.23
    Nb 11.09 11.96 12.03 11.09 11.96 12.03 11.09 10.06 9.83
    Ta 1.33 1.54 1.64 1.33 1.53 1.64 1.33 1.53 1.64
    Zr 127.91 100.53 128.80 128.81 100.83 129.00 128.81 110.83 132.00
    Hf 5.85 5.58 6.87 5.89 5.68 6.87 5.89 5.98 6.87
    Co 0.53 0.95 0.47 0.52 0.94 0.45 0.52 0.94 0.45
    Ni 1.75 6.90 1.42 1.75 6.90 1.42 1.75 2.90 3.42
    Cr 4.32 3.54 4.42 4.22 3.44 4.44 4.22 3.84 4.04
    V 1.65 2.39 2.94 1.45 2.29 2.84 1.45 2.39 2.04
    Sc 1.90 2.08 1.84 1.91 2.06 1.82 1.91 2.26 2.82
    Li 14.75 28.89 16.67 14.73 28.80 16.60 14.73 20.80 19.60
    Ga 17.54 18.40 17.36 17.55 18.33 18.39 18.55 20.33 21.39
    104Ga/A1 2.67 2.79 2.64 2.68 2.78 2.80 2.68 3.18 3.06
    Y/Nb 1.86 1.79 1.73 1.85 1.77 1.72 2.03 2.10 2.10
    Nb/Ta 8.33 7.78 7.33 8.33 7.83 7.33 8.33 6.58 5.99
      注:主量元素含量单位为%,微量和稀土元素为10-6
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    图  3  黑云母正长花岗岩A/CNK-A/NK(a)和SiO2-K2O图解(b)
    Figure  3.  A/CNK-A/NK (a) and SiO2-K2O(b) diagrams of biotite-syenite granite

    从稀土元素分析结果(表 1)可以看出,样品稀土元素总量(∑REE)为91.41×10-6~120.21×10-6,LREE/HREE值为4.49~6.40,(Ce/Yb)N值为3.05~5.05,(La/Yb)N值为1.97~4.58。在稀土元素配分模式图(图 4-a)中,轻稀土元素曲线右倾,分馏明显,重稀土元素曲线较平直,具典型的“海鸥型” [12-13];δEu值为0.08~0.12,具较强的负Eu异常。其稀土元素总量和配分模式与中国东部及东北部的A型花岗岩[14-23]特征相似。

    图  4  黑云母正长花岗岩稀土元素配分曲线(a)和微量元素蛛网图(b)
    Figure  4.  Chondrite-normalized REE (a) and primitive mantle-normalized trace element patterns(b) of biotite-syenite granite

    从微量元素分析结果(表 1)和微量元素蛛网图(图 4-b)可看出,样品富Ga、Nb、U,贫Ba、Sr、Ti,104Ga/Al值为2.64~3.18,平均值为2.8,大于A型花岗岩的下限值(2.60[24)。] Y/Nb值为1.72~2.03,均大于1,具壳-幔混熔特征[24-27]。Nb/Ta值为5.99~ 8.33,处于A2型花岗岩范围内(4~9.5[24])。

    锆石分选由河北省区域地质矿产调查研究所完成,锆石年龄测定由中国冶金地质总局山东局测试中心完成,采用LA-MC-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱法)方法。首先采用浮选和电磁法进行分选,并在双目放大镜下挑选出晶形较好、透明度高、无明显裂痕的锆石颗粒,然后将锆石粘在双面胶上,用无色透明的环氧树脂固定,待环氧树脂固化后抛光,使其内部结构充分暴露,并进行透射光、反射光、阴极发光扫描电子显微镜照相。

    根据阴极发光、反射光和透射光照片选择合适区域,利用193nmFX激光器对锆石进行剥蚀,激光剥蚀束斑直径为35μm,激光剥蚀物质以氦为载气。用标准锆石91500进行分馏校正,测试用标准锆石TEMORA校正年龄[28-30]。U-Pb同位素比值采用Glitter 4.4程序调试,年龄及谐和图的绘制采用程序Isoplot完成,同位素比值和年龄的误差(标准误差)均在1σ范围内。

    锆石U-Pb测定数据见表 2,根据这些数据所做的U-Pb谐和图见图 5。由于所测样品均为中生代锆石,207Pb和235U含量低,207Pb/235U和207Pb/206Pb的比值精度较差,因此,采用206Pb/238U值获得Pb/U年龄,年龄加权平均值误差为2σ。正长花岗岩测得23个锆石测点,选取谐和性较好的17个测点数据,获得206Pb/238U年龄加权平均值为249.0 ± 2.7Ma (MSWD=1.2)。

    表  2  黑云母正长花岗岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据
    Table  2.  LA-MC-ICP-MS zircon U-Th-Pb isotopic analysis results of biotite syenite granite
    点号 元素含量/10-6 同位素比值 年龄/Ma
    Pb Th U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U
    1 13 127 247 0.0552 0.0035 0.3038 0.0192 0.0401 0.0009 420 147 269 15 253 6
    2 24 251 478 0.0551 0.0029 0.2932 0.0138 0.0383 0.0007 417 119 261 11 242 4
    3 16 281 291 0.0537 0.0028 0.2953 0.0127 0.0397 0.0006 367 119 263 10 251 4
    4 14 179 265 0.0558 0.0023 0.2976 0.0119 0.0392 0.0008 443 93 265 9 248 5
    5 28 507 513 0.0505 0.0016 0.2807 0.0092 0.0402 0.0006 220 79 251 7 254 4
    6 17 309 350 0.0514 0.0025 0.2685 0.0138 0.0382 0.0008 261 113 241 11 242 5
    7 15 221 281 0.0464 0.0019 0.2569 0.0106 0.0403 0.0007 20 96 232 9 255 4
    8 20 345 398 0.0518 0.0024 0.2764 0.0134 0.0385 0.0006 276 112 248 11 243 4
    9 10 216 193 0.0485 0.0034 0.2654 0.0170 0.0400 0.0009 124 159 239 14 253 5
    10 6 81 114 0.0542 0.0064 0.3018 0.0352 0.0397 0.0011 389 267 268 27 251 7
    13 30 277 335 0.0550 0.0017 0.5069 0.0163 0.0665 0.0010 409 70 416 11 415 6
    14 27 251 247 0.0561 0.0019 0.6080 0.0202 0.0784 0.0012 454 69 482 13 486 7
    15 16 244 257 0.0477 0.0021 0.3206 0.0143 0.0485 0.0008 83 104 282 11 305 5
    16 8 90 110 0.0622 0.0058 0.4777 0.0372 0.0577 0.0015 680 206 397 26 362 9
    17 27 123 280 0.0591 0.0019 0.6695 0.0224 0.0817 0.0011 569 70 520 14 506 7
    18 9 132 138 0.0543 0.0046 0.3254 0.0247 0.0443 0.0012 383 186 286 19 279 7
    19 9 74 170 0.0497 0.0065 0.2672 0.0289 0.0405 0.0014 189 268 240 23 256 9
    20 48 413 996 0.0535 0.0024 0.2925 0.0109 0.0387 0.0005 350 106 261 9 245 3
    21 10 121 189 0.0514 0.0032 0.2912 0.0172 0.0406 0.0008 257 143 259 14 256 5
    22 7 186 94 0.0709 0.0071 0.3611 0.0317 0.0391 0.0012 954 207 313 24 247 7
    23 9 141 159 0.0514 0.0046 0.2717 0.0223 0.0388 0.0010 257 206 244 18 246 6
    24 19 479 333 0.0572 0.0036 0.3026 0.0168 0.0387 0.0010 498 137 268 13 245 6
    25 32 380 629 0.0543 0.0027 0.3082 0.0156 0.0406 0.0008 383 118 273 12 256 5
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    图  5  黑云母正长花岗岩锆石U-Pb谐和图
    Figure  5.  zircon U-Pb concordia diagram of biotite-syenite granite

    关于该岩体的侵入时代,前人1: 20万、1: 25万资料将其归入早白垩世,但缺乏精确的同位素年龄证据。从野外接触关系可以看出,该侵入岩侵位于上二叠统林西组,侵位时代应晚于晚二叠世。本次工作在该岩体中获得17粒锆石的206Pb/238U年龄为242~256Ma,年龄加权平均值为249.0±2.7Ma,应为该侵入岩的侵位年龄,时代为早三叠世;同时有2粒锆石的206Pb/238U年龄分别为305Ma、362Ma,3粒锆石的206Pb/238U年龄分别为415Ma、486Ma、506Ma,这些锆石可能为捕获锆石,反映前期2个不同期次的岩浆侵位事件。同时前人在该岩体北东约70km处的何家屯A型黑云母二长花岗岩中获得U-Pb同位素年龄为220.7±0.7Ma[15], 说明区域上该时期岩浆活动具有多期、多阶段的特点。

    岩石学特征显示,鲁特旗地区嘎达苏岩体为晶洞正长花岗岩,具富硅铝而贫铁的特点,属高钾钙碱性过铝质系列;轻稀土元素曲线右倾,分馏明显,重稀土元素曲线较平直;微量元素中,富Ga、Nb、U,贫Ba、Sr、Ti。上述特点均与中国东北部及东部的A型花岗岩[14-23]特征相似。在104Ga/Al相关图解(图 6图 7)上,该期花岗岩均落在A型花岗岩区,属伸展拉张环境下岩浆侵位的产物[12-13]

    图  6  10000Ga/Al与(K2O+Na2O)(a)、(K2O+Na2O)/CaO(b)、K2O/MgO(b)、FeO/MgO(d)关系图解
    A、I、S—分别代表A型、I型、S型花岗岩
    Figure  6.  10000Ga/Al versus(K2O+Na2O)(a), (K2O+Na2O) /CaO (b), K2O/MgO (c), FeO/MgO (d) diagrams
    图  7  10000Ga/Al与Zr、Nb图解
    A、I、S—分别代表A型、I型、S型花岗岩
    Figure  7.  10000Ga/Al versus Zr, Nb diagrams

    Eby等[26]和洪大卫[27]将A型花岗岩进一步划分为A1和A2两个亚型。A1型属非造山型,为板块内部拉张环境;A2型属后造山型,主要与大陆边缘地壳伸展作用或与内剪切作用产生的拉张环境有关。在Nb-Y-3Ga图解(图 8)上,该期花岗岩样品投点均落在A2区。A型花岗岩源区岩石中往往富含An组分斜长石,它熔融形成A型花岗岩浆时,由于优于Al被排除晶体[25], 使104Ga/Al增高,研究区104Ga/Al为2.64~3.18,均大于A型花岗岩的下限[24],与中国东部A2型花岗岩特征相似。在熔融过程中,A型花岗岩矿物质微量元素Y、Nb含量变化较明显,研究区该期花岗岩具较高的Y/Nb值(1.72~ 2.03),具壳-幔混熔特征[12]。Green[31]提出Nb/Ta比可作为指示壳-幔体系的地球化学作用指标,研究区Nb/Ta值为5.99~8.33,处于A2型花岗岩范围内。

    图  8  Y-Nb-3Ga图解
    Figure  8.  Y-Nb-3Ga diagram

    进入早中生代之后,古亚洲洋逐渐闭合,华北板块北缘地区进入造山后演化阶段[8-9]。该期该地区的A型花岗岩成因有2种:①认为华北克拉通北缘中生代花岗岩为陆-陆碰撞事件之后,到板内非造山阶段开始之前的特定地质时期内壳幔强烈互相作用的产物[32];②认为是在中生代古亚洲洋闭合期,碱性系列基性岩石部分熔融生成的岩浆通过底侵作用,使地壳部分熔融或幔源玄武质岩浆结晶分异的产物[33]。前人资料显示,在该构造带内乌兰浩特地区A型花岗岩(查干岩体,锆石U-Pb年龄为236±2Ma和229±3Ma) [34],锡林浩特A型花岗岩(锆石U-Pb年龄为276±2Ma) [10],以及研究区北部扎鲁特花岗岩(锆石U-Pb年龄为220.7±0.7Ma) [15]等均属造山后期拉张伸展环境下的产物。研究区嘎达苏A2型花岗岩形成于249.0±2.7Ma,且其岩石学、岩石地球化学特征及形成机制均与上述岩体相似。因此认为,研究区嘎达苏A2型花岗岩可能形成于古亚洲洋闭合期之后的造山后期,属板块伸展拉张环境下壳幔混熔的产物。

    (1) 扎鲁特旗嘎达苏岩体为晶洞黑云母正长花岗岩,具富硅铝而贫铁特点,属高钾钙碱性过铝质系列;轻稀土元素曲线右倾,分馏明显,重稀土元素曲线较平直;微量元素中,富Ga、Nb、U,贫Ba、Sr、Ti,为A2型花岗岩,属伸展拉张环境下的产物。

    (2) 扎鲁特旗嘎达苏岩体形成年龄为249.0± 2.7Ma,为早三叠世。

    (3) 扎鲁特旗嘎达苏岩体可能形成于古亚洲洋逐渐闭合之后的造山后期,属板块伸展拉张环境下壳幔混熔的产物。

    致谢: 感谢中国地质调查局沈阳地质调查中心汪岩教授级高级工程师、钱程工程师在本文编写及野外调研过程中给予的指导和帮助,感谢审稿专家在审稿过程中提出的宝贵修改意见。
  • 图  1   研究区地质简图

    Figure  1.   Simplified geological map of the study area

    图  2   黑云母正长花岗岩露头(具晶洞构造)(a)和显微特征(具蠕英结构)(b)

    Figure  2.   Characteristics of biotite-syenite granite outcrop(a) and microphotograph(b)

    图  3   黑云母正长花岗岩A/CNK-A/NK(a)和SiO2-K2O图解(b)

    Figure  3.   A/CNK-A/NK (a) and SiO2-K2O(b) diagrams of biotite-syenite granite

    图  4   黑云母正长花岗岩稀土元素配分曲线(a)和微量元素蛛网图(b)

    Figure  4.   Chondrite-normalized REE (a) and primitive mantle-normalized trace element patterns(b) of biotite-syenite granite

    图  5   黑云母正长花岗岩锆石U-Pb谐和图

    Figure  5.   zircon U-Pb concordia diagram of biotite-syenite granite

    图  6   10000Ga/Al与(K2O+Na2O)(a)、(K2O+Na2O)/CaO(b)、K2O/MgO(b)、FeO/MgO(d)关系图解

    A、I、S—分别代表A型、I型、S型花岗岩

    Figure  6.   10000Ga/Al versus(K2O+Na2O)(a), (K2O+Na2O) /CaO (b), K2O/MgO (c), FeO/MgO (d) diagrams

    图  7   10000Ga/Al与Zr、Nb图解

    A、I、S—分别代表A型、I型、S型花岗岩

    Figure  7.   10000Ga/Al versus Zr, Nb diagrams

    图  8   Y-Nb-3Ga图解

    Figure  8.   Y-Nb-3Ga diagram

    表  1   黑云母正长花岩主量、微量和稀土元素分析结果

    Table  1   Major, trace elements and REE analytical results of biotite-syenite granite

    样品号 YZ-23 YZ-24 YZ-25 YZ-26 YZ-27 YZ-28 YZ-29 YZ-30 YZ-31
    SiO2 77.31 77.17 77.25 77.32 77.27 77.26 76.32 76.29 76.29
    TiO2 0.04 0.04 0.04 0.05 0.04 0.04 0.05 0.03 0.04
    Al2O3 12.41 12.46 12.43 12.40 12.47 12.43 13.10 12.07 13.23
    Fe2O3 0.60 0.62 0.62 0.60 0.63 0.62 0.93 0.83 0.95
    FeO 0.22 0.27 0.28 0.24 0.27 0.29 0.34 0.24 0.21
    MnO 0.026 0.031 0.032 0.027 0.031 0.034 0.027 0.031 0.034
    MgO 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.07
    CaO 0.59 0.57 0.56 0.59 0.56 0.56 0.59 0.74 0.42
    Na2O 3.61 3.56 3.66 3.60 3.56 3.64 3.90 3.96 3.94
    K2O 4.66 4.53 4.62 4.66 4.53 4.62 4.36 4.73 4.32
    P2O5 0.010 0.014 0.008 0.015 0.015 0.019 0.016 0.018 0.018
    烧失量 0.45 0.65 0.39 0.43 0.35 0.39 0.29 0.95 0.54
    总计 99.99 99.98 99.97 99.99 99.79 99.99 99.97 99.96 100.07
    A/CNK 1.03 1.06 1.03 1.03 1.06 1.03 1.07 0.93 1.11
    K2O/Na2O 1.29 1.27 1.26 1.29 1.27 1.27 1.12 1.19 1.10
    La 13.27 8.19 15.26 13.37 10.19 15.25 16.37 12.19 15.25
    Ce 39.14 38.11 43.03 39.24 38.51 43.63 49.24 32.51 43.03
    Pr 3.23 1.84 3.58 3.23 1.94 3.59 3.23 2.99 3.59
    Nd 12.29 7.10 13.74 12.19 7.90 13.64 12.19 11.90 14.64
    Sm 2.82 1.94 3.18 2.72 2.00 3.17 2.92 3.00 3.87
    Eu 0.08 0.08 0.06 0.08 0.08 0.06 0.08 0.07 0.06
    Gd 2.56 2.04 2.79 2.59 2.04 2.79 2.69 2.34 2.73
    Tb 0.50 0.46 0.54 0.50 0.45 0.55 0.50 0.45 0.55
    Dy 3.39 3.51 3.62 3.49 3.53 3.64 3.49 3.54 3.24
    Ho 0.66 0.74 0.70 0.66 0.75 0.80 0.66 0.75 0.80
    Er 1.91 2.31 2.04 1.96 2.38 2.24 2.95 2.30 2.24
    Tm 0.32 0.43 0.35 0.32 0.45 0.36 0.33 0.45 0.46
    Yb 2.04 2.80 2.25 2.24 2.70 2.25 2.74 2.76 2.20
    Lu 0.33 0.46 0.36 0.34 0.36 0.36 0.34 0.32 0.36
    Y 20.57 21.39 20.76 20.47 21.19 20.66 22.47 21.12 20.65
    ∑REE 103.12 91.41 112.25 103.41 94.47 112.98 120.21 96.68 113.66
    LREE 70.83 57.26 78.85 70.83 60.62 79.34 84.03 62.66 80.44
    HREE 11.71 12.75 12.64 12.10 12.65 12.98 13.70 12.90 12.57
    LREE/HREE 6.05 4.49 6.24 5.86 4.79 6.11 6.14 4.86 6.40
    δEu 0.09 0.12 0.06 0.09 0.12 0.06 0.08 0.08 0.05
    δCe 1.40 2.27 1.36 1.40 1.95 1.37 1.54 1.26 1.36
    (La/Yb)N 4.38 1.97 4.58 4.02 2.54 4.58 4.03 2.98 4.67
    (Ce/Yb)N 4.96 3.52 4.96 4.53 3.69 5.03 4.65 3.05 5.05
    Rb 176.96 182.85 186.30 176.36 182.84 186.91 176.36 182.84 186.91
    Sr 15.95 11.69 11.19 16.00 11.79 11.40 15.90 16.79 14.40
    Ba 28.84 50.39 23.71 28.83 50.35 23.79 38.23 42.31 33.72
    Th 19.15 22.43 19.33 19.25 22.46 19.83 19.55 20.46 19.03
    U 9.76 8.02 9.18 9.73 8.01 9.19 9.73 8.38 9.23
    Nb 11.09 11.96 12.03 11.09 11.96 12.03 11.09 10.06 9.83
    Ta 1.33 1.54 1.64 1.33 1.53 1.64 1.33 1.53 1.64
    Zr 127.91 100.53 128.80 128.81 100.83 129.00 128.81 110.83 132.00
    Hf 5.85 5.58 6.87 5.89 5.68 6.87 5.89 5.98 6.87
    Co 0.53 0.95 0.47 0.52 0.94 0.45 0.52 0.94 0.45
    Ni 1.75 6.90 1.42 1.75 6.90 1.42 1.75 2.90 3.42
    Cr 4.32 3.54 4.42 4.22 3.44 4.44 4.22 3.84 4.04
    V 1.65 2.39 2.94 1.45 2.29 2.84 1.45 2.39 2.04
    Sc 1.90 2.08 1.84 1.91 2.06 1.82 1.91 2.26 2.82
    Li 14.75 28.89 16.67 14.73 28.80 16.60 14.73 20.80 19.60
    Ga 17.54 18.40 17.36 17.55 18.33 18.39 18.55 20.33 21.39
    104Ga/A1 2.67 2.79 2.64 2.68 2.78 2.80 2.68 3.18 3.06
    Y/Nb 1.86 1.79 1.73 1.85 1.77 1.72 2.03 2.10 2.10
    Nb/Ta 8.33 7.78 7.33 8.33 7.83 7.33 8.33 6.58 5.99
      注:主量元素含量单位为%,微量和稀土元素为10-6
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    表  2   黑云母正长花岗岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据

    Table  2   LA-MC-ICP-MS zircon U-Th-Pb isotopic analysis results of biotite syenite granite

    点号 元素含量/10-6 同位素比值 年龄/Ma
    Pb Th U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U
    1 13 127 247 0.0552 0.0035 0.3038 0.0192 0.0401 0.0009 420 147 269 15 253 6
    2 24 251 478 0.0551 0.0029 0.2932 0.0138 0.0383 0.0007 417 119 261 11 242 4
    3 16 281 291 0.0537 0.0028 0.2953 0.0127 0.0397 0.0006 367 119 263 10 251 4
    4 14 179 265 0.0558 0.0023 0.2976 0.0119 0.0392 0.0008 443 93 265 9 248 5
    5 28 507 513 0.0505 0.0016 0.2807 0.0092 0.0402 0.0006 220 79 251 7 254 4
    6 17 309 350 0.0514 0.0025 0.2685 0.0138 0.0382 0.0008 261 113 241 11 242 5
    7 15 221 281 0.0464 0.0019 0.2569 0.0106 0.0403 0.0007 20 96 232 9 255 4
    8 20 345 398 0.0518 0.0024 0.2764 0.0134 0.0385 0.0006 276 112 248 11 243 4
    9 10 216 193 0.0485 0.0034 0.2654 0.0170 0.0400 0.0009 124 159 239 14 253 5
    10 6 81 114 0.0542 0.0064 0.3018 0.0352 0.0397 0.0011 389 267 268 27 251 7
    13 30 277 335 0.0550 0.0017 0.5069 0.0163 0.0665 0.0010 409 70 416 11 415 6
    14 27 251 247 0.0561 0.0019 0.6080 0.0202 0.0784 0.0012 454 69 482 13 486 7
    15 16 244 257 0.0477 0.0021 0.3206 0.0143 0.0485 0.0008 83 104 282 11 305 5
    16 8 90 110 0.0622 0.0058 0.4777 0.0372 0.0577 0.0015 680 206 397 26 362 9
    17 27 123 280 0.0591 0.0019 0.6695 0.0224 0.0817 0.0011 569 70 520 14 506 7
    18 9 132 138 0.0543 0.0046 0.3254 0.0247 0.0443 0.0012 383 186 286 19 279 7
    19 9 74 170 0.0497 0.0065 0.2672 0.0289 0.0405 0.0014 189 268 240 23 256 9
    20 48 413 996 0.0535 0.0024 0.2925 0.0109 0.0387 0.0005 350 106 261 9 245 3
    21 10 121 189 0.0514 0.0032 0.2912 0.0172 0.0406 0.0008 257 143 259 14 256 5
    22 7 186 94 0.0709 0.0071 0.3611 0.0317 0.0391 0.0012 954 207 313 24 247 7
    23 9 141 159 0.0514 0.0046 0.2717 0.0223 0.0388 0.0010 257 206 244 18 246 6
    24 19 479 333 0.0572 0.0036 0.3026 0.0168 0.0387 0.0010 498 137 268 13 245 6
    25 32 380 629 0.0543 0.0027 0.3082 0.0156 0.0406 0.0008 383 118 273 12 256 5
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  • 洪大卫, 郭文岐, 李戈晶, 等.福建沿海晶洞花岗岩带的岩石学和演化[M].北京:科学技术出版社, 1987.
    曾令君.燕山地区和福建魁岐A型花岗岩的成因及演化[D].中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)博士学位论文, 2016.
    王蓉嵘, 刘家远.福建魁岐晶洞碱性花岗岩特征及成因[J].桂林冶金地质学院学报, 1993, (1):14-23. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK000000658977
    单强, 曾乔松, 李建康, 等.福建魁岐晶洞花岗岩锆石U-Pb年代学及其地球化学研究[J].岩石学报, 2014, 30(4):1155-1167. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201404020
    施光海, 苗来成, 张福勤, 等.内蒙古锡林浩特A型花岗岩的时代及区域构造意义[J].科学通报, 2004, (4):384-389. doi: 10.3321/j.issn:0023-074X.2004.04.015
    吴新伟, 李世超, 江斌, 等.内蒙古济沁河林场晶洞花岗岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征[J].地质与资源, 2017, 26(3):234-244, 309. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gjsdz201703003
    吴新伟, 李世超, 郭威, 等.内蒙古扎兰屯西部晶洞花岗岩锆石U-Pb年龄及其构造意义[J].地质论评, 2017, 63(S1):285-286. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QKC20172017042800004134
    周建波, 曾维顺, 曹嘉麟, 等.中国东北地区的构造格局与演化:从500Ma到180Ma[J].吉林大学学报(地球科学版), 2012, 42(5):1298-1316, 1329. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/syytrqdz200905002
    王成文, 金巍, 张兴洲, 等.东北及邻区晚古生代大地构造属性新认识[J].地层学杂志, 2008, (2):119-136. doi: 10.3969/j.issn.0253-4959.2008.02.001
    韩国卿, 刘永江, Franz N, 等.松辽盆地西缘边界断裂带中北段尼尔基L型构造岩构造年代学及其构造意义[J].岩石学报, 2014, 30(7):1922-1934. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201407008
    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(D辑), 1997, 27(3):227-232. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199700269956
    刘昌实, 陈小明, 陈培荣, 等. A型岩套的分类、判别标志和成因[J].高校地质学报, 2003, 9(4):573-591. doi: 10.3969/j.issn.1006-7493.2003.04.011
    苏玉平, 唐红峰. A型花岗岩的微量元素地球化学[J].矿物岩石地球化学通报, 2005, 24(3):245-251. doi: 10.3969/j.issn.1007-2802.2005.03.012
    代晓光.内蒙古东部新胜屯地区晚侏罗世A型花岗岩特征与成因[J].地质学刊, 2016, 40(2):197-204. doi: 10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.197
    李晓海, 姚玉来, 李文博, 等.内蒙古扎鲁特旗三叠纪黑云母二长花岗岩特征[J].地质与资源, 2016, 25(1):11-16 doi: 10.3969/j.issn.1671-1947.2016.01.002
    徐博文, 郗爱华, 葛玉辉, 等.内蒙古赤峰地区晚古生代A型花岗岩锆石U-Pb年龄及构造意义[J].地质学报, 2015, 89(1):58-69. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhixb201501005
    杨钢, 肖龙, 高睿, 等.内蒙古阿尔山地区中生代A型花岗岩LAICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义[J].地质通报, 2014, 33(5):649-660. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2014.05.006
    孙德有, 吴福元, 李惠民, 等.小兴安岭西北部造山后A型花岗岩的时代及与索伦山-贺根山-扎赉特碰撞拼合带东延的关系[J].科学通报, 2000, (20):2217-2222. doi: 10.3321/j.issn:0023-074X.2000.20.019
    范春方, 陈培荣.赣南陂头A型花岗岩的地质地球化学特征及其形成的构造环境[J].地球化学, 2002, 29(4):358-366. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqhx200004008
    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, 68(3):219-230. doi: 10.3321/j.issn:0001-5717.1994.03.001
    李培忠, 于津生.山海关晶碱性洞花岗岩氢、氧同位素组成[J].科学通报, 1989, 35(1):51-52. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-KXTB198901014.htm
    邱检生, 王德滋, 蟹泽聪史, 等.福建沿海铝质A型花岗岩的地球化学及岩石成因[J].地球化学, 2000, 29(4):313-322. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqhx200004001
    魏春生, 郑永飞, 赵子福.中国东部A型花岗岩形成时代及物质来源的Nd-Sr-O同位素地球化学制约[J].岩石学报, 2001, 17(1):95-111. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200101010

    Whalen J B, Currie K, Chappel B W. A-type granite:geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1987, 95:407-419. doi: 10.1007/BF00402202

    Collins W J, Beams S D, White A J R, et al. Nature and origin of Atype granites with particular reference to southeastern Australia[J]. Contuibutions to Mineralogy and Petrology, 1982, 80(2):189-200. doi: 10.1007/BF00374895

    Eby G N. Chemicalsubdivisition of the A-type granitolds:Petrogenetic and implications[J]. Geology, 1992, 20(7):641-644. doi: 10.1130/0091-7613(1992)020<0641:CSOTAT>2.3.CO;2

    洪大卫, 王式洸, 韩宝福, 等.碱性花岗岩的构造环境分类及其鉴别标志[J].中国科学(B辑), 1995, (4):418-426.
    袁洪林, 吴福原, 高山.东北地区新生代侵入体的锆石激光探针U-Pb年龄测定与稀土元素成分分析[J].科学通报, 2003, 48(14):1511-1520. doi: 10.3321/j.issn:0023-074X.2003.14.008
    徐平, 关鸿, 孙敏, 等.激光探针等离子质谱用于锆石U-Pb年龄的分析和分析方法的进一步探讨[J].地球化学, 1999, 28(2):136-144. doi: 10.3321/j.issn:0379-1726.1999.02.004
    阎欣, 储著银, 孙敏, 等.激光探针等离子质谱锆石微区207Pb/206Pb测定尝试[J].科学通报, 1998, 43(19):2101-2105. doi: 10.3321/j.issn:0023-074X.1998.19.021

    Green Ⅱ H W. R heological regime of the upper mantle beneath the Taiwan strait and its tectonic significance[J]. Acta Geologica Sinica, 1995, (3):259-271, 340.

    刘红涛, 刘世华, 刘建明, 等.华北克拉通北缘中生代高锶花岗岩类:地球化学与源区性质[J].岩石学报, 2002, 18(3):257-274. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200203001
    林强, 葛文春, 吴福元, 等.大兴安岭中生代花岗岩类的地球化学[J].岩石学报, 2004, 20(3):403-412. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200403004
    葛文春, 吴福元, 周长勇, 等.大兴安岭中段乌兰浩特地区中生代花岗岩锆石U-Pb年龄及其构造意义[J].岩石学报, 2005, 21(3):749-762. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=18012067
    ① 辽宁省第二区域地质测量队. 1: 20万扎晋特旗福和阿鲁科尔沁旗幅区域地质调查报告. 1972.
    ② 沈阳地质调查中心.内蒙古1: 20万扎鲁特旗幅区域地质调查报告. 2014.
图(8)  /  表(2)
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-19
  • 修回日期:  2018-03-07
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2018-09-14

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