地质通报  2019, Vol. 38 Issue (7): 1146-1157  
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滕超, 李树才, 曹军, 周毅, 张晓飞. 内蒙古锡林浩特跃进公社地区温都尔庙群年代学、地球化学特征及构造环境[J]. 地质通报, 2019, 38(7): 1146-1157.
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Teng C, Li S C, Cao J, Zhou Y, Zhang X F. Geochronological and geochemical features and tectonic environment of Ondor Sum Group in Yuejin commune area of Xilinhot, Inner Mongolia[J]. Geological Bulletin of China, 2019, 38(7): 1146-1157.
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基金项目

中国地质调查局项目《内蒙古1:5万喇嘛音乌苏等四幅区域地质调查》(编号:1212010881221)、《东天山昌吉—双沟山地区区域地质调查》(编号:DD20190066)和《全国实物地质资料汇聚整理与服务》(编号:DD20160349)

作者简介

滕超(1985-), 男, 硕士, 工程师, 从事基础地质调查与研究工作。E-mail:tc.1985@163.com

文章历史

收稿日期: 2018-02-06
修订日期: 2018-07-19
内蒙古锡林浩特跃进公社地区温都尔庙群年代学、地球化学特征及构造环境
滕超 , 李树才 , 曹军 , 周毅 , 张晓飞     
中国地质调查局自然资源实物地质资料中心, 河北 三河 065201
摘要: 温都尔庙群为一套绢云绿泥石英片岩、绢云石英片岩、二云石英片岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩、石英岩等的变质岩组合,形成于新元古代。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示,温都尔庙群中的岩浆热事件年龄为459.0±1.8Ma,变质年龄为898.9±5.2Ma,即锡林浩特地区存在900Ma左右的变质基底岩系。温都尔庙群片岩样品显示轻稀土元素富集的中等分异特征,并有一定的负Eu异常,其稀土元素分布模式接近于安第斯型;在微量元素原始地幔标准化图解中,出现明显的高场强元素Nb负异常,表明原岩受地壳混染作用影响;Sr/Ba平均值为0.30,小于1,基本反映了副变质岩的特点。通过岩石地球化学图解分析,认为本区温都尔庙群哈尔哈达组的原岩为沉积岩,岩性主要为砂岩和泥岩。地球化学特征及形成构造环境判别结果表明,温都尔庙群哈尔哈达组片岩原岩沉积环境为活动大陆边缘体系。
关键词: 锡林浩特    温都尔庙群    年代学    地球化学    活动大陆边缘    
Geochronological and geochemical features and tectonic environment of Ondor Sum Group in Yuejin commune area of Xilinhot, Inner Mongolia
TENG Chao, LI Shucai, CAO Jun, ZHOU Yi, ZHANG Xiaofei     
Cores and Samples Center of Natural Resources, China Geological Survey, Sanhe 065201, Hebei, China
Abstract: The Ondor Sum Group is a set of combined metamorphic rocks, which consist mainly of sericite chlorite schist, quartz sericite schist, two mica quartz schist, biotite plagioclase gneiss, leptynite and quartzite, and was formed in Neoproterozoic. LA-ICP-MS zircon U- Pb dating results show that the age of magmatic event in the Ondor Sum Group is 459.0 ±1.8Ma, and the metamorphic age is 898.9±5.2Ma, suggesting that there exists a metamorphic basement rock series of 900Ma in Xilinhot area.The Ondor Sum Group schist samples show moderate differentiation characteristics of LREE enrichment, and have some negative anomalies of Eu, whereas the REE distribution pattern is close to the Andean type. In the normalized multi- element diagrams of primitive mantle, the high field strength element Nb has clear negative anomalies, indicating that the original rock was affected by the action of crustal contamination. The mean Sr/Ba ratio is 0.30, which is less than 1, basically reflecting the characteristics of parametamorphism. Based on the lithogeochemical analysis, it is considered that the original rocks of the Harhada Formation in the Ondor Sum Group in this area were sedimentary rocks, with the lithology being mainly sandstone and mudstone. The comprehensive geochemical characteristics and the discrimination of the tectonic environment indicate that the sedimentary environment of the Harhada Formation schist rock in the Ondor Sum Group is of an active continental margin system.
Key words: TXilinhot    Onder Sum Group    geochronogy    geochemistry    active continental margin    

温都尔庙群为一套巨厚的中、低级变质程度的地层,由绢云绿泥石英片岩、黑云石英片岩、绢云石英片岩、二云石英片岩、浅粒岩、石英岩等组成,中部夹含磁铁石英岩扁豆体,为一套深水相沉积的中低级变质岩系[1]。最早在1:100万张家口幅称为锡林郭勒杂岩,1:20万锡林浩特幅称为温都尔庙群,《内蒙古自治区区域地质志》和《内蒙古自治区岩石地层》称为宝音图群[2-3]

笔者通过1:5万喇嘛音乌苏等四幅区域地质调查项目综合研究发现,研究区所谓的“锡林郭勒杂岩”这套片岩,与区域上的“锡林郭勒杂岩”中变质表壳岩部分——锡林浩特岩群的岩性组合明显不同[4-6],后者主要为一套变质程度达到角闪岩相的富铝片麻岩类夹斜长角闪岩和磁铁石英岩组合;另外,无论成岩年龄还是主期变质年龄都晚于区域上的“锡林郭勒杂岩”[7-11]。综上所述,本次区调工作将区内前人所划的“锡林郭勒杂岩”(宝音图群)改划为温都尔庙群[12-15],并明确为哈尔哈达组,无论从岩性组合、变形变质程度、地层对比,还是年代学上均可行。本文主要从年代学、岩石学、地球化学角度对温都尔庙群哈尔哈达组变质岩进行研究,查明其原岩性质和构造环境,为探索中亚造山带的构造格局和演化历史提供启示。

1 区域地质背景

锡林浩特地区大地构造位置位于华北陆块与西伯利亚陆块之间的古亚洲构造域,同时还与环太平洋构造域邻接,后者构造线以北北东向为主,大角度斜跨在亚洲构造域之上,两大构造域的发生、发展、交切、复合控制了本区构造的发展,也是形成多旋回造山运动的原因之一。

区域出露的地层主要有中元古界锡林浩特岩群,为一套以含石榴子石黑云母石英片岩、黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩间和磁铁石英岩为主的富铝变质岩系;奥陶系包尔汉图群,下界不清,上部与锡林浩特岩群二岩段喷发不整合接触或断层接触;志留系徐尼乌苏组未见底部的火山沉积岩系,其上被白垩系白音高老组、梅勒图组火山岩喷发不整合覆盖;二叠系分布较广,但出露零星,自下而上为大石寨组、哲斯组;侏罗系自下而上分为下侏罗统红旗组、土城子组和玛尼吐组;白垩系仅有梅勒图组和巴彦花组出露;区域岩浆活动强烈,不同时期和不同构造阶段的侵入岩分布面积广,可分为加里东期、海西期—印支期和燕山期3个不同构造旋回的产物,其中加里东期侵入岩为一套深熔成因的过铝质花岗岩,具碰撞花岗岩特征。海西期—印支期侵入岩由晚石炭世早期的辉长岩I型花岗岩组合、晚石炭世晚期—早二叠世A型花岗岩组合、中晚二叠世过铝质花岗岩组合及早三叠世过铝质花岗岩组合组成[16]。燕山期侵入岩是大兴安岭岩浆活动带的西北缘部分,可分为晚侏罗世和早白垩世2个侵入期,前者为I-S型花岗岩组合,后者相当于A型花岗岩组合,总体呈北东向展布。

2 研究区地质特征

研究区行政区划隶属内蒙古锡林浩特市,包括喇嘛音乌苏、乌拉吉吐、跃进公社、跃进公社三队4个图幅,总面积1485km2。研究区位于内蒙古中东部天山-兴蒙造山带(泛称古亚洲洋构造域),将测区一级构造单元划为华北板块,二级构造单元划为内蒙古褶皱区,三级构造单元分为两部分,大致以横贯测区北部的乌拉吉吐断裂为界,以南为锡林浩特地块,以北属西乌珠穆沁晚华力西褶皱带(图 1)。区内地层较发育,由老至新依次为新元古界温都尔庙群哈尔哈达组、石炭系查干诺尔火山岩和本巴图组、二叠系大石寨组和哲斯组、三叠系哈达陶勒盖组、侏罗系红旗组和满克头鄂博组及玛尼吐组,白垩系白音高老组和大磨拐河组及梅勒图组。区内岩浆岩十分发育,岩性以花岗岩类、闪长岩类为主,偶见基性、超基性岩,形成时代主要为华力西期,加里东期岩石局部零星出露。

图 1 研究区地质简图 Fig.1 Geological sketch map of the study area

温都尔庙群主要出露于锡林浩特市西南部古尔班陶勒盖—跃进公社一带,其次在德勒乌拉一带也有出露。温都尔庙群哈尔哈达组依据区域对比分为3个岩性段,一段与二段关系不清,二段与三段为糜棱岩带接触,一段与上覆上石炭统为断层接触。哈尔哈达组一段主要岩性为一套绢云绿泥石英片岩、石英岩、磁铁角闪石英岩、斜长角闪片麻岩,面积约0.71km2;哈尔哈达组二段主要岩性为二云石英片岩、绢云石英片岩、黑云石英片岩及变粒岩、浅变粒岩夹长石石英岩、磁铁石英岩扁豆体,含磁铁石英岩层位较稳定,可以作为区域性对比的标志;哈尔哈达组三段主要岩性为浅粒岩、二云石英片岩夹绢云石英片岩、黑云石英片岩,部分区域发育较强的糜棱岩化。岩石中含有石榴子石和矽线石,副矿物主要有磷灰石、磁铁矿、黄铁矿等,各样品的矿物组成见表 1

表 1 温都尔庙群哈尔哈达组主要岩石矿物含量平均值 Table 1 The average value of mainly rock mineral content of Halhada Formation in the Ondor Sum Group

片岩风化面呈灰色、土黄色,新鲜面颜色为灰褐色、灰绿色,鳞片变晶结构,片状构造。岩石具有较强的绢云母化、绿泥石化,局部层内发生褶曲(图 2-a、b)。岩石由黑云母、绢云母、斜长石、绿泥石、石英和副矿物组成,整体具明显的方向性密集分布,受后期韧性应力作用,片理具较强的揉皱现象(图 2-c、d)。黑云母:片状、鳞片状,具绿褐色-浅黄色多色性,具一组极完全解理,片径小于0.2mm,少量斜交及近于垂直片理方向者,为后期生长,呈宽片状,为变斑晶,片径最大约为0.7mm,较强绿泥石化,解理隙内见有黑色铁质析出。绢云母:显微鳞片状,具一组极完全解理,鲜艳干涉色,少量重晶为白云母,单晶片径小于0.3mm,聚片与绿泥石集合体相伴呈带状沿片理方向展布。斜长石:半自形板粒状,具聚片双晶或未见双晶的酸性斜长石,较强绢云母化、高岭石等粘土矿化,粒度小于0.1mm,与石英相伴呈条带状展布。绿泥石:浅绿黄色,显微鳞片状集合体与鳞片状矿物相伴,条带状分布。石英:他形粒状,具波状消光,粒度以小于0.1mm为主,少量0.1~0.3mm,大部分沿片理方向拉长镶嵌生长,条带状与显微鳞片状集合体相间分布。副矿物:黑色微细粒磁铁矿,粒度小于0.1mm,少量正方形、矩形黄铁矿晶形假象,粒度小于0.2mm,黑色片状、板片状石墨,片径小于0.2mm,零散分布。

图 2 片岩宏观及显微特征 Fig.2 Field outcrop and microscopic characteristics of the schist a、b—样品野外照片;c—显微特征(揉皱现象);d—显微特征
3 地球化学特征 3.1 主量元素

本次在温都尔庙群哈尔哈达组采取5个片岩样品,SiO2含量变化较大(58.88%~80.42%),多大于59.32%,其中绢云石英片岩可达80.42%;Al2O3含量普遍高于7.76%,最高达18.39%,且Al2O3>(CaO+ Na2O+K2O);FeO为0.26%~3.59%;MgO为1.30%~ 3.80%;CaO为0.30% ~2.01%,CaO/MgO<1;富Na2O和K2O,前者为0.32%~2.23%,后者为1.20%~ 4.00%,K2O/Na2O>1,甚至高达11.25,指示其原岩为沉积岩。详细分析结果见表 2

表 2 片岩主量、微量和稀土元素分析结果 Table 2 Major, trace and rare erath elements compositions of the schist
3.2 稀土元素

稀土元素分析结果和特征参数见表 2。5个片岩样品的稀土元素总量为79.50×10-6~193.86×10-6,平均为147.12×10-6,轻、重稀土元素含量分别为62.01×10-6~166.43×10-6和17.49×10-6~52.44×10-6,Sm/Nd=0.18~0.20,平均值为0.19,该比值较接近大陆上地壳的值(0.195)。在稀土元素球粒陨石标准化图解(图 3-a)中,表现出中等程度富集轻稀土元素的右倾模式(LREE/HREE=4.08,(La/Yb)N= 9.68),且轻稀土元素分馏程度较好,重稀土元素分馏程度一般,并有一定的负Eu异常(δEu=0.63),其稀土分布模式较接近于安第斯型,变化于活动大陆边缘与大陆岛弧之间。

图 3 片岩稀土元素球粒陨石标准化配分图(a)和原始地幔标准化多元素图解(b) Fig.3 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized multi-elements diagram (b) of the schist
3.3 微量元素

微量元素特征显示,片岩样品的Ba、Zr和Ti含量高,依次为250.4×10-6~657.8×10-6、105.48×10-6~ 320.7 ×10-6和2118 ×10-6~3866 ×10-6,而Sr含量(95.38×10-6~174.4×10-6)相对低,显示沉积物的近源沉积特点。

片岩类普遍含有较低的亲铁元素Cr、Ni、Co、V等,Cr、Ni含量均不超过100×10-6。由于Cr和Zr元素主要反映铬铁矿和锆石的含量,其比值可以反映镁铁质与长英质对沉积物的相对贡献[17],哈尔哈达组变质沉积岩的Cr/Zr值都小于1(范围为0.20~0.34,表 2),说明源区物质以长英质为主。Sr/Ba平均值为0.30,小于1,基本上反映了副变质岩的特点。

片岩在原始地幔标准化多元素图解(图 3-b)中,表现出明显的高场强元素Nb亏损现象,表明原岩受地壳混染作用影响;亏损Ti、Ba,Y不明显;大离子亲石元素Rb强烈富集,Sr亏损,高场强元素Hf、Th强烈富集。

4 锆石U-Pb年龄 4.1 样品采集和分析测试

本次样品采自温都尔庙群哈尔哈达组二段,采样点地理坐标为北纬43°51′40”、东经115°53′10”,样品编号为B1413。锆石单矿物挑选在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。锆石制靶、阴极发光(CL)照相在北京奥金顿科技有限公司完成。锆石U-Pb同位素定年在天津地质调查中心实验室利用LA-ICP-MS分析,激光剥蚀孔径32μm,脉冲频率8Hz,以氦气为剥蚀物质的载气。测试数据的计算处理及谐和图的绘制采用Isoplot/ Ex 3.0完成[18]

4.2 分析结果

对绢云石英片岩(B1413)样品中25颗锆石选取了25个点进行分析,测试结果见表 3。所选锆石的颜色为透明-浅褐色,半自形-自形,呈柱状、短柱状,晶体长介于90~170μm之间,宽度介于70~ 120μm之间,晶体长宽比多介于1:1~2:1之间。

表 3 绢云石英片岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测年分析结果 Table 3 LA-ICP-MS zircons U-Th-Pb analytical results of the quartz sericite schist

在锆石CL图像(图 4)中,一部分锆石晶体形态好,外形清楚,个别虽破碎,但具有典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构,属于岩浆锆石,对锆石岩浆环带清晰的中心进行测年,分析点基本都落在谐和线上(图 5-a),其206Pb/238U表面年龄集中于428~448Ma,加权平均值为437.1±1.5Ma(MSWD= 0.18),代表温都尔庙群中岩浆热事件的年龄;部分锆石具有明显的核边结构,核部基本为云雾状分带或条状分带,为典型的变质锆石,边部或多或少有一层变质增生薄壳,但锆石整体晶形保存完整,该类锆石样品分析点都落在谐和线上(图 5-b),其206Pb/238U表面年龄集中于898~918Ma,加权平均值为907±7Ma(MSWD=0.076),可能代表了温都尔庙群哈尔哈达组区域变质作用的变质年龄。

图 4 片岩锆石阴极发光(CL)图像 Fig.4 CL images of zircons from the schist
图 5 片岩锆石U-Pb谐和图 Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagrams of the schist a—岩浆锆石;b—变质锆石

多年来,关于温都尔庙群的形成时代,前人做了较多的研究。唐克东等[19]依据绿片岩和绢云母石英片岩Rb-Sr年龄(435±61Ma和509±40Ma)及K-Ar年龄(463~473Ma)认为,温都尔庙群形成于震旦纪—寒武纪;李承东等[20]获得温都尔庙群下部桑达来呼都格组变质安山岩中锆石U-Pb年龄为470±2Ma,形成时代为中奥陶世,上部哈尔哈达组石英岩中获得锆石U-Pb年龄为445~480Ma,形成时代为晚奥陶世—中志留世;徐备等[21]认为温都尔庙群主体形成于早—中古生代,年龄限定在500~ 415Ma;张臣等[22]在温都尔庙群下部桑达来因组变基性火山岩获得Sm-Nd和Rb-Sr等时线年龄分别为961±66Ma和624±110Ma,时代应属中、新元古代;聂凤军等[23]在温都尔庙群绿泥斜长片岩中获得807Ma的Sm-Nd同位素年龄,时代归属为新元古代。在研究区东南白音锡勒一带,葛梦春[24]在锡林浩特岩群条带状黑云斜长片麻岩中获得1000Ma左右的变质年龄,认为其形成时代为中元古代,并获得侵入其中的变辉长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为739.6Ma,进一步证明锡林浩特地区存在前寒武纪变质基底岩系。结合区域资料,笔者认为本次在温都尔庙群哈尔哈达组片岩中获得的907±7Ma锆石U-Pb年龄应为区域变质年龄,证实了锡林浩特地区存在900Ma左右的变质基底岩系,并将温都尔庙群时代归属为新元古代。

5 原岩恢复

对采自温都尔庙群哈尔哈达组片岩和磁铁石英岩中的6个硅酸盐样品分析结果(表 4)按Symoner方法作图(图 6-a),3个样品点投影于过渡型的泥砂质沉积物区,6号样品投影于砂质沉积物区,而1号、4号样品由于SiO2含量分别为80.42%和90.38%,投影于酸性火山岩区外围的砂质沉积物区(在Symoner所用资料中酸性火山岩的SiO2含量最大为75%,因此凡是SiO2>75%的超酸性火山岩将分布在酸性火山岩区外围的砂质沉积物区[25])。

表 4 变质岩硅酸盐分析结果 Table 4 Silicate analysis results of the metamorphic rocks
图 6 变质岩Si-((al+fm)-(c+alk))(a)、c-n-f(b)、A-C-FM(c)和A-K(d)图解[25-26] Fig.6 Si-((al+fm)-(c+alk))(a), c-n-f (b), A-C-FM (c) and A-K (d) diagrams of metamorphic rocks Ⅰ—纯泥质岩;Ⅱ—铁质泥质岩;Ⅲ—中性—酸性火山岩;Ⅳ—钙质泥质岩;Ⅴ—胶体化学沉积及泥质岩;Ⅵ—胶体化学沉积;Ⅶ—超基性岩;Ⅷ—超基性火山岩及部分白云质岩石;Ⅸ—基性火山岩及部分泥灰质岩石;Ⅹ—碳酸盐沉积岩;Ⅺ—泥灰质沉积岩;图中1、2、3、5、6为片岩;4为磁铁石英岩

由c-n-f图解(图 6-b)可见,片岩类样品1、2、3、6投点落入沉积岩区(Ⅱ区),样品5落入火成岩区(Ⅰ区),磁铁石英岩样品4落入沉积岩区。

由A-C-FM图解(图 6-c)可见,片岩类样品3、5投点落入Ⅱ+Ⅲ区,原岩可能为中性-酸性火山岩或铁质泥岩;片岩样品1投点落入Ⅲ区,原岩可能为中性-酸性火山岩;片岩样品6投点落入Ⅱ区,原岩可能为铁质泥岩;磁铁石英岩样品4投点落入Ⅱ区,原岩可能为铁质泥岩。

在区分正副变质岩的A-K图解上,片岩类样品和磁铁石英岩样品均落在沉积岩区,基本上全部靠近泥质粉砂岩亚区(图 6-d)。

通过上述各种岩石化学图解分析,原岩恢复结果见表 5,结合野外观察和地球化学特征,认为本区温都尔庙群哈尔哈达组的原岩为沉积岩,岩性主要为砂岩和泥岩。

表 5 温都尔庙群哈尔哈达组原岩恢复结果 Table 5 Raw rock recovery list of the Harhada Formation in the Ondor Sum Group
6 构造环境分析

前人对温都尓庙群的构造背景及其与中亚造山带构造演化的关系有不同的认识。徐备等[27]、张臣等[28]认为温都尔庙群形成于中新元古代,是后期卷入俯冲混杂带中的古老块体;李承东等[20]认为,温都尓庙群是一套包含大洋洋壳、洋内弧等不同成因,形成于寒武纪—中志留世的增生杂岩。唐克东等[29]、胡晓等[30]认为温都尔庙群为大洋蛇绿岩套;吴泰然[12]、王继春等[31]认为,温都尔庙群变质基性火山岩具大洋底环境形成的细碧岩化拉斑玄武岩性质, 可能是大陆拉伸解体阶段陆壳断离后出现的新洋壳;Xiao等[32]、徐备等[33]认为,温都尔庙群代表早古生代俯冲洋壳残片, 并经历了蓝片岩相变质作用;初航等[34]认为,温都尔庙群变质基性火山岩的原岩形成于晚二叠世—早三叠世或之后,其地球化学特征接近于E-MORB(E型洋中脊玄武岩),且有向OIB(洋岛玄武岩)演化的趋势,可能代表扩张规模有限的陆内洋盆环境,洋盆的形成与该区早二叠世以来持续发生的伸展作用有关,到早中生代,该洋盆发生闭合;徐备等[21]认为,温都尔庙群下部的桑达来音呼都格组可能属于具有火山活动的大陆边缘,温都尔庙群上部的哈尔哈达组应为更稳定的大陆边缘环境。

Bhatia[35]研究发现,砂岩中的(TFe2O3+MgO)、TiO2、Al2O3/SiO2、K2O/Na2O及Al2O3/(CaO+Na2O)值与构造环境和源区成分密切相关。从大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘,TFe2O3+MgO、TiO2含量及Al2O3/SiO2减小,K2O/ Na2O、Al2O3/(CaO+Na2O)增加。TFe2O3+MgO对后4种参数的变异图解直观地反映了砂岩成分与其形成环境之间的关系。温都尔庙群哈尔哈达组片岩的原岩主要为砂岩和泥岩,在Bhatia四个判别图解中,片岩大部分落入活动大陆边缘-大陆岛弧附近区域(图 7)。

图 7 变质岩构造环境判别图解 Fig.7 The discriminantion diagrams of tectonic environment for metamorphic rocks a—(TFe2O3+MgO)-TiO2图解;b—(TFe2O3+MgO)-Al2O3/SiO2图解;c—(TFe2O3+MgO)-K2O/Na2O图解;d—(TFe2O3+MgO)-Al2O3/(CaO+Na2O)图解;图中1、2、3、4、5为片岩序号

尽管K2O/Na2O值常被一些学者用来区分砂岩形成时的构造环境,但该值明显受岩石矿物组成和粒度的影响,并与岩石中SiO2、Al2O3含量有关,同一环境中形成的砂岩的K2O/Na2O值可以有相当大的变化范围,加之原岩变质,K、Na有很大的活动性,因而不宜作为判别砂岩形成环境的独立参数。因此,Roser等[36]综合考虑K2O/Na2O值与SiO2的相互关系,认为可以有效地用于砂岩形成构造环境的判别。在K2O/Na2O值与SiO2关系图解中,活动陆缘(ACM)与稳定陆缘(PM)的分界线呈一向右倾斜的直线。当SiO2量较高时,稳定陆缘型砂岩可以具有很低的K2O/Na2O值。在图 8-a中,哈尔哈达组片岩变质沉积岩大致沿活动大陆边缘与稳定大陆边缘界线处分布。

图 8 变质岩SiO2-K2O/Na2O(a)和Th-Zr(b)图解[36-37] Fig.8 SiO2-K2O/Na2O (a) and Th-Zr (b) discriminant diagrams for metamorphic rocks

在变质沉积岩分析中,相比主量元素图解,稳定的微量元素图解能更好地反映原岩环境。根据碎屑岩的Th-Zr判别图解,哈尔哈达组片岩样品主要落入活动大陆边缘及其附近沉积环境区(图 8-b)。

地球化学特征及构造环境判别结果表明,温都尔庙群哈尔哈达组片岩原岩沉积环境为活动大陆边缘体系。

6 结论

(1)内蒙古锡林浩特跃进公社地区温都尔庙群哈尔哈达组片岩中获得的LA- ICP- MS锆石U-Pb年龄为437.1±1.5Ma、907±7Ma,前者代表岩浆热事件年龄,后者为区域变质年龄,证实锡林浩特地区存在900Ma左右的变质基底岩系,并将温都尔庙群时代归属为新元古代。

(2)通过各种岩石化学图解的分析,结合野外观察和地球化学特征,认为本区温都尔庙群哈尔哈达组的原岩为沉积岩,岩性主要为砂岩和泥岩。

(3)地球化学特征及形成构造环境判别结果表明,温都尔庙群哈尔哈达组片岩原岩沉积环境为活动大陆边缘体系。

致谢: 项目组成员在论文撰写过程中给予大力支持,中国地质大学(武汉)葛梦春教授、周文孝副教授提出了宝贵意见,岩石薄片鉴定工作由苏桂芬教授级高工完成,审稿专家对本文进行了认真的审查并提出宝贵的修改意见,在此一并致以衷心的感谢。

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