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  地质通报  2018, Vol. 37 Issue (9): 1671-1681  
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李斌, 陈井胜, 刘淼, 杨帆, 李伟, 吴振, 陈敏华, 武昌胜. 内蒙古赤峰地区早二叠世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征[J]. 地质通报, 2018, 37(9): 1671-1681.
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Li B, Chen J S, Liu M, Yang F, Li W, Wu Z, Chen M H, Wu C S. LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology and geochemical characteristics of the Early Permian granite in Chifeng area, Inner Mongolia[J]. Geological Bulletin of China, 2018, 37(9): 1671-1681.
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基金项目

中国地质调查局项目《辽宁1:5万台吉、他拉皋、七道岭、十二台营子幅区域地质调查》(编号:DD20160048-05)、《内蒙古敖汉旗大黄花地区矿产地质调查》(编号:12120114055501)和《内蒙古1:5万敖汉旗、捣格朗营子、新地、铁匠营子幅区域地质矿产调查》(编号:12120113053400)

作者简介

李斌(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事岩石学方面的研究。E-mail:717121767@qq.com

通讯作者

陈井胜(1983-), 男, 博士, 高级工程师, 从事岩石学方面的研究。E-mail:5202268@qq.com

文章历史

收稿日期: 2018-03-20
修订日期: 2018-08-13
内蒙古赤峰地区早二叠世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征
李斌1 , 陈井胜1 , 刘淼1 , 杨帆1 , 李伟1 , 吴振1 , 陈敏华2 , 武昌胜3     
1. 中国地质调查局沈阳地质调查中心, 辽宁 沈阳 110034;
2. 赤峰吉隆矿业有限责任公司, 内蒙古 赤峰 024313;
3. 辽宁排山楼黄金矿业有限责任公司, 辽宁 阜新 123100
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。
关键词: 铭山复式岩体    尖山子岩体    锆石U-Pb年龄    地球化学特征    赤峰    
LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology and geochemical characteristics of the Early Permian granite in Chifeng area, Inner Mongolia
LI Bin1, CHEN Jingsheng1, LIU Miao1, YANG Fan1, LI Wei1, WU Zhen1, CHEN Minhua2, WU Changsheng3     
1. Shenyang Center of China Geological Survey, Shenyang 110034, Liaoning, China;
2. Chifeng Jilong CO., Ltd, Chifeng 024313, Inner Mongolia, China;
3. Liaoning Paishanlou Gold Mining Industry Co., Ltd, Fuxin 123100, Liaoning, China
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.
Key words: Mingshan granitic complex    Jianshanzi granite    zircon U-Pb age    geochemical characteristics    Chifeng    

华北板块北缘的构造背景及其与兴蒙造山带及古亚洲洋构造演化的关系一直存在较大的争议[1-6],是目前地质学研究的热点问题之一。古亚洲洋最终闭合时间存在中晚泥盆世—早石炭世[2, 7-9]、晚二叠世—早三叠世[4, 10-11]等不同认识。受古亚洲洋俯冲及造山作用影响,沿华北板块北缘出露一系列东西向的火山-沉积岩、侵入岩等,对研究华北板块北缘及古亚洲洋构造演化具有重要意义[5, 12-13]。赤峰地区地处华北板块北缘及早古生代岛弧增生褶皱带,区内出露大面积的花岗岩;1:20万区调工作将区内的侵入岩主要划归侏罗纪—白垩纪,随着同位素测试技术的发展和研究程度的深入,近年发现了较多的晚古生代岩浆岩,但部分岩体缺少精确的同位素年龄数据。本文报道了赤峰地区铭山复式岩体中灰白色斑状黑云二长花岗岩和尖山子岩体浅肉红色细粒正长花岗岩的锆石U-Pb年代学、地球化学特征,探讨其形成时代、岩石成因及构造背景。

1 区域地质背景

研究区位于内蒙古赤峰市老府镇-桥头镇,大地构造位置属华北克拉通北缘及早古生代岛弧增生褶皱带(白乃庙岛弧带),赤峰开原断裂带在老府—朝阳地一带通过(图 1)。区内出露地层主要有新太古界单塔子岩群、古元古界宝音图群、石炭系—二叠系酒局子组、三面井组、额里图组,中生界张家口组、满克头鄂博组及新生界汉诺坝组,太古宇只在赤峰-开原断裂南部出露。区内侵入岩出露面积较大,主要有新太古代花岗闪长质片麻岩、晚泥盆世变质花岗闪长岩-二长花岗岩-奥长花岗岩、早二叠世斑状黑云二长花岗岩、晚三叠世英云闪长岩、晚侏罗世中细粒正长花岗岩、早白垩世二长/正长花岗岩等。

图 1 研究区地质简图 Fig.1 Simplified geological map of the study area a—华北克拉通北缘构造纲要图;b—桥头镇北部地质简图;c—老府镇地区地质简图[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

早二叠世斑状黑云二长花岗岩分布于铭山复式岩体的内部,为杂岩体的主体,呈近北东东向展布。岩体侵入晚泥盆世花岗岩中,被后期火山岩角度不整合覆盖;岩体内可见闪长质暗色包体。前人在沙帽沟侵入体获得全岩K- Ar法同位素年龄166Ma,时代为中侏罗世。

尖山子岩体出露面积约100km2,早二叠世细粒正长花岗岩采自岩体中部(图 1-b),边部可见岩体侵入石炭系酒局子组、二叠系三面井组和额里图组中,被白音高老组、汉诺坝组火山岩覆盖。

2 样品采集与岩石学特征

本次野外工作采集了斑状黑云二长花岗岩(14CH24)和细粒正长花岗岩(14CH10)共2件锆石U-Pb测年样品,分别位于赤峰市老府镇西南部(14CH24,地理坐标为北纬42°7′50″、东经118°11′49″)和赤峰市翁牛特旗桥头镇西北部(14CH10,地理坐标为北纬42°44′47″、东经118°46′27″)(图 1)。并采集了相应的地球化学样品8件。

黑云二长花岗岩为似斑状结构,基质呈中细粒花岗结构,块状构造(图 2-a、c)。斑晶由钾长石、斜长石及石英组成,粒度7~15mm,斑晶含量约10%;钾长石呈自形-半自形宽板状,可见卡氏双晶;斜长石呈自形-半自形板柱状,绢云母化明显;石英呈他形粒状。基质主要由钾长石(30%~35%)、斜长石(25%~30%)、石英(约20%)、黑云母(5%~10%)组成,粒径1.5~4mm;钾长石呈半自形板柱状;斜长石呈自形-半自形板柱状。副矿物为锆石、磁铁矿等。

图 2 二长花岗岩(a、c)和正长花岗岩(b、d)野外和显微照片 Fig.2 Field photograph and micrograph of monzogranite (a, c) and syenogranite (b, d) Qtz—石英;Or—正长石;Pl—斜长石;Mic—微斜长石;Pth—条纹长石;Bt—黑云母

正长花岗岩为半自形粒状结构,块状构造(图 2-b、d)。矿物粒径0.5~2mm,主要矿物成分为:石英(约20%)呈他形粒状,波状消光;钾长石(55%~60%)呈半自形宽板状,成分为条纹长石,见卡氏双晶;斜长石(15%~20%)呈半自形宽板状,聚片双晶纹发育,绢云母化明显;黑云母(3%~6%)呈不规则片状,黄褐色,弱多色性。

3 分析方法与测试结果 3.1 分析方法

由河北省区域地质调查大队地质实验室完成样品破碎和锆石单矿物分选。在武汉地质调查中心自然资源部中南矿产监督检测中心完成锆石的制靶、阴极发光(CL)图像采集及测试工作。主量、微量元素测试在自然资源部沈阳地质调查中心检测分析中心完成。

使用激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测定锆石U-Pb同位素,同时采集锆石微量元素含量。激光剥蚀系统为GeoLas2005,ICP-MS为Agi⁃ lent 7500a。测试点的激光束斑直径为30μm。激光剥蚀过程中采用氦气作为载气、氩气为补偿气以调节灵敏度,二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。在等离子体中心气流(氩+氦)中加入少量氮气,以提高仪器灵敏度、降低检出限和改善分析精密度。用ICPMSDataCal程序离线处理原始数据[15-16]。U-Pb同位素定年中采用锆石标准91500作外标进行同位素分馏校正,每分析5个样品点,分析2次91500。锆石标准91500的相关标称值据Wiedenbeck等[17]。U-Pb谐和图绘制和年龄加权平均计算采用Isoplot/Ex_ver3程序[18]完成,加权平均值对应的误差是2σ。

3.2 锆石U-Pb年龄

锆石U-Pb同位素测年结果见表 1

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

细粒正长花岗岩(14CH10)中锆石多呈自形柱状,锆石长度多在100~180 μ m之间,长宽比为3:2~3:1,发育典型的岩浆振荡环带(图 3),Th/U值为0.31~1.25,表明其为岩浆成因锆石。本次对20颗锆石进行分析,剔除谐和度小于90%的点,其余14个数据位于谐和线上或其附近(图 4),206Pb/238U年龄为280~319Ma。使用12个谐和度大于95%的数据,获得206Pb/238U年龄加权平均值为294.7±8.5Ma(MSWD=2.7),代表了正长花岗岩的形成年龄,为早二叠世早期。

图 3 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)锆石典型阴极发光(CL)图像 Fig.3 Zircon CL images of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10
图 4 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)锆石U-Pb谐和图 Fig.4 U-Pb concordia diagrams of zircons from monzogranite (14CH24) and syenogranite(14CH10)

斑状黑云二长花岗岩(14CH24)中锆石多呈自形柱状,锆石长度多在100~200μm之间,长宽比为2:1~3:1,锆石生长环带发育(图 3),Th/U值为0.62~1.22,表明其为岩浆成因锆石。本次测试对20颗锆石进行分析,数据大部分位于谐和线上或其附近,去掉谐和度较低的点,其中13个点的206Pb/238U年龄加权平均值为284.4±7.9Ma(MSWD=6),代表斑状黑云二长花岗岩的形成年龄,为早二叠世。此外,点5的206Pb/238U年龄为338.5±5Ma,代表继承性锆石年龄。

3.3 全岩地球化学分析

主量和微量元素分析结果见表 2

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

细粒正长花岗岩的SiO2含量较高(70.74% ~71.44%),相对高钾,K2O(4.32% ~4.87%)、Na2O(3.46% ~4.28%)含量较高,Na2O/K2O=0.71~0.99。在TAS岩石分类图解(图 5-a)上样品点落入花岗岩区。样品里特曼指数介于2.29~2.65之间,为钙碱性系列,在K2O-SiO2图解(图 5-b)上样品点均落入高钾钙碱性区域。Al2O3含量为14.32% ~ 15.14%,CaO含量低(0.60% ~0.80%),A/CNK=1.17~1.20,属过铝质岩石。分异指数(DI)介于89.81~90.25之间,说明岩浆分异程度较高。MgO(0.47% ~0.51%)、TFe2O3(2.20% ~2.90%)含量较低。岩石稀土元素总量为132.29×10-6~163.75×10-6,LREE/HREE=8.61~10.75,(La/Yb)N=7.25~11.84,具负Eu异常(δEu=0.47~0.59),Ce异常不明显(δCe=0.94~1.19)。从球粒陨石标准化稀土元素配分图解(图 6-a)可以看出,黑云二长花岗岩总体表现为LREE(轻稀土元素)富集、HREE(重稀土元素)亏损,轻稀土元素分馏明显、重稀土元素较平坦的右倾型稀土元素配分型式。从微量元素蛛网图(图 6-b)可以看出,岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、K和Th等,亏损高场强元素Nb、Ta,具Sr、P、Ti的负异常,显示岛弧或活动大陆边缘的特征。

图 5 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)TAS(a)和SiO2-K2O图解(b) Fig.5 SiO2-(K2O+Na2O)(a) and SiO2-K2O (b) patterns of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10) 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
图 6 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)稀土元素配分图(a)和微量元素蛛网图(b) Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace elements spidergrams (b) of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10)

斑状黑云二长花岗岩的SiO2含量较高(71.32% ~72.59%),K2O(3.68% ~4.13%)、Na2O(3.92%~4.21%)含量较高,Na2O/K2O=0.95~1.13;在TAS岩石分类图解(图 5-a)上样品点落入花岗岩区。里特曼指数介于2.10~2.22之间,为钙碱性系列,在SiO2-K2O图解(图 5-b)上样品点均落入高钾钙碱性区域。Al2O3含量为13.68%~14.04%,CaO含量较高(1.73%~2.02%),A/CNK=0.96~0.98,显示准铝质特点。分异指数(DI)介于85.02~87.56之间,说明岩浆分异程度较高。MgO(0.63% ~0.79%)、TFe2O3(2.20%~2.78%)含量较低。岩石稀土元素总量为126.19 × 10-6~174.37×10-6,LREE/HREE=13.37~14.67,(La/Yb)N=15.18~18.26,具负Eu异常(δEu=0.64~0.79),Ce异常不明显(δCe=0.89~0.93)。在球粒陨石标准化稀土元素配分图解(图 6-a)中,表现为轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,轻稀土元素分馏明显、重稀土元素较平坦的右倾型配分型式。从微量元素蛛网图(图 6-b)可以看出,岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Th等,亏损高场强元素Nb、Ta,具Sr、P、Ti的负异常。

4 讨论 4.1 岩体形成时代

1:20万区调工作将区内侵入岩主要划归侏罗纪、白垩纪,随着同位素测试技术的发展和研究程度的深入,近年来在区内发现了较多的晚古生代岩浆岩。前人对铭山复式岩体进行了解体,形成时代主要为晚泥盆世、侏罗纪和白垩纪,但部分岩体还缺少精确的同位素年龄数据。前人根据全岩K-Ar法同位素年龄(166Ma、175 Ma),将老府镇—二道河子一带的二长花岗岩划为早—中侏罗世。本文对二道河子附近的斑状黑云二长花岗岩进行锆石U-Pb定年,锆石具有岩浆成因锆石特征,206Pb/238U年龄加权平均值为284.4±7.9Ma(MSWD=6),代表斑状黑云二长花岗岩的形成年龄,为早二叠世。在神仙沟、石人沟一带二长花岗岩体内可见额里图组火山岩包体[14],因此该岩体有待进一步解体。

本次获得尖山子岩体细粒正长花岗岩的锆石206Pb/238U年龄加权平均值为294.7±8.5Ma(MSWD=2.7),代表了细粒正长花岗岩的结晶年龄,为早二叠世早期。1:25万赤峰市幅区调在尖山子岩体东北部中细粒二长花岗岩中获得263.3±3.3Ma的锆石U-Pb年龄,且边部可见岩体侵入石炭系酒局子组、二叠系三面井组和额里图组中,所以尖山子岩体也不是一个单一的岩体。

二叠纪侵入岩在赤峰地区广泛出露,多呈较大的岩基产出,记录了复杂的演化过程,有待进一步详细研究。

4.2 岩石类型及源区特征

细粒正长花岗岩Al2O3含量为14.32%~15.14%,A/CNK=1.17~1.20,在标准矿物中出现刚玉分子。富钾(Na2O/K2O=0.71~0.99),显示S型花岗岩特征,相对于S型花岗岩样品的Na含量较高(Na2O > 3.2%)。10000Ga/Al值较低(1.99~2.07),Ba无异常,不具有A型花岗岩特征。TFe2O3、MgO及Zr、Nb、Ce、Y含量较低,在(Zr+ Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO图 7-a和(Zr+Nb+Ce+ Y)-(Na2O+K2O)/CaO散点图(图 7-b)上,样品点落在高分异的花岗岩区。分异指数(DI)介于89.81~90.25之间。岩体分异程度较高,判断其岩石类型较困难。

图 7 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)(Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO(a)和(Zr+Nb+Ce+Y)-(K2O+Na2O)/CaO图解(b) Fig.7 (Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO(a) and (Zr+Nb+Ce+Y)-(K2O+Na2O)/CaO(b) patterns of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10) FG—分异的M、I和S型花岗岩; OGT—未分异的M、I和S型花岗岩

斑状黑云二长花岗岩的10000Ga/Al值及Zr、Nb、Ce、Y含量较低,不具有A型花岗岩特征。SiO2和(K2O+Na2O)含量较高,显示高钾钙碱性特征;TFeO/MgO值较低,在SiO2-TFeO/MgO图解上,样品点落入I、S型花岗岩区域;除14CH25外,其余Na2O/K2O > 1;CaO含量较高,A/CNK < 1。因此,黑云二长花岗岩应为高钾钙碱性I型花岗岩。

黑云二长花岗岩和细粒正长花岗岩的稀土、微量元素表现出相似的特征,反映二者具有相似的源区特征;二者均富集轻稀土元素,轻稀土元素分异明显,重稀土元素较平坦、具负Eu异常的特征,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I型岩浆岩类特征;细粒正长花岗岩可能属于高分异的I型花岗岩。

样品重稀土元素亏损,具有低Sr、Yb及中等负Eu异常的特征,说明源区可能有石榴子石、斜长石存在,形成于相对高的压力环境下[19]。重稀土元素具有平坦型的分布,(Ho/Yb)N=0.85~0.98,暗示角闪石可能是重要的残留相[20]。富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,具Nb、Ta、Sr、P、Ti的负异常,说明其形成过程中有陆壳物质的参加。

4.3 构造环境

目前,有较多证据支持古亚洲洋晚二叠世—早三叠世最终闭合,如石炭纪—二叠纪西拉木伦河断裂两侧建造类型、生物区系及构造活动明显不同,古生物地理区系直到二叠纪中期或晚期出现混生[21-22];华北板块北缘分布有大量的具有大陆边缘弧岩浆性质的侵入岩,侵位年龄为260~ 310Ma[23-26]

区域上,从早石炭世晚期开始,古亚洲洋板块向南俯冲,早石炭世晚期—中二叠世岩浆岩在岩石组合、地球化学特征等方面显示活动大陆边缘岩浆弧的特征,被认为形成于安第斯型活动大陆边缘弧[4, 24-25, 27]。古亚洲洋最终闭合时间为晚二叠世末—早三叠世初[27-28]

锆石U-Pb测年结果表明,斑状黑云二长花岗岩和细粒正长花岗岩形成于早二叠世,与区域上同期侵入岩地球化学特征相似。富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Th等,亏损高场强元素Nb、Ta,具Sr、P、Ti的负异常,显示岛弧或活动大陆边缘的特征。在Ta/Yb-Th/Yb图解(图 8)上,样品点均落入活动大陆边缘环境范围。在YbN-(La/Yb)N和Y-(Sr/Y)图解(图 9)中,样品点多落入典型岛弧岩浆岩区。在(Y+Nb)-Rb和Rb/30-Hf-3Ta构造环境判别图解(图 10)中,2个岩体的样品点全部投于火山弧花岗岩区。区内二叠纪额里图组火山岩同样显示火山弧岩浆的特点[14]。综上认为,区内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。

图 8 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)Ta/Yb-Th/Yb图解[29] Fig.8 Ta/Yb-Th/Yb patterns of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10)
图 9 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)YbN-(La/Yb)N(a)和Y-Sr/Y图解(b) Fig.9 YbN-(La/Yb)N and Y-Sr/Y patterns of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10)
图 10 二长花岗岩(14CH24)和正长花岗岩(14CH10)(Y+Nb)-Rb(a)和Rb/30-Hf-3Ta图解(b) Fig.10 (Y+Nb)-Rb and Rb/30-Hf-3Ta patterns of monzogranite (14CH24) and syenogranite (14CH10) syn-COLG—同碰撞花岗岩;WPG—板内花岗岩;VAG—火山弧花岗岩;ORG—洋中脊花岗岩
5 结论

(1)通过锆石U-Pb定年,黑云二长花岗岩和正长花岗岩的形成年龄分别为284.4±7.9Ma、294.7±8.5Ma,代表岩体的形成年龄,为早二叠世。铭山复式岩体和尖山子岩体均为复式岩体,记录了复杂的演化历程,还需进一步详细研究。

(2)黑云二长花岗岩SiO2和(K2O+Na2O)含量较高,A/CNK < 1,属于高钾钙碱性I型花岗岩;正长花岗岩富钾(Na2O/K2O=0.71~0.99),Al2O3含量为14.32%~15.14%,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,富集轻稀土元素,轻稀土元素分异明显,重稀土元素较平坦,具负Eu异常,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I型岩浆岩类特征。

(3)通过岩石地球化学分析,结合构造环境判别图解和区域地质背景,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。

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。

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