华北克拉通北缘裂谷渣尔泰群LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年及地质意义

华北克拉通自1.85Ga形成之后,经历了广泛的拉伸,形成了一系列中-新元古代裂谷。其中北缘裂谷由渣尔泰群、白云鄂博群及化德群组成,发育了一系列大型-超大型多金属矿床。该裂谷系形成演化的研究对认识华北克拉通中-新元古代演化及区域找矿具有重要意义。但是对于该裂谷系中渣尔泰群的时代,一直存在争议。早期认为渣尔泰群属于中元古代,主要分布于狼山地区和渣尔泰山地区。但最新的研究已将狼山地区的渣尔泰群限定为新元古代,更名为狼山群,并据此确定华北克拉通北缘存在新元古代裂谷。因此,必须对渣尔泰山地区渣尔泰群的时代进行重新限定。在此基础上可综合分析华北克拉通北缘裂谷的形成与演化。系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,渣尔泰山地区渣尔泰群碎屑锆石年龄峰值主要为1.8-1.9Ga和2.5Ga。与北缘裂谷长城系,包括白云鄂博群下部及化德群下部的碎屑锆石年龄组成特征一致。而蓟县系、待建系及青白口系存在1.1-1.35Ga、1.5-1.6Ga等较年轻的碎屑锆石年龄峰值,如白云鄂博群上部、新元古代狼山群及化德群上部。因此,渣尔泰山地区渣尔泰群整体可与长城系对比。碎屑锆石年龄组成特征表明,渣尔泰群物质主要来自华北克拉通内部的太古宙-古元古代结晶基底。综合前人对白云鄂博群、化德群及狼山群地层年龄及岩浆岩的研究成果,可确定北缘裂谷是中-新元古代多期裂解事件形成的复杂裂谷。

内蒙古狼山左行走滑韧性剪切带变形特征、时间及意义

华北克拉通北缘渣尔泰-白云鄂博-化德元古宙裂谷带,是一条重要的成矿带,发育一系列大型、超大型矿床。裂谷带自西向东分别沉积了中元古代渣尔泰群、白云鄂博群和化德群。最近的研究表明,分布在狼山地区的渣尔泰群中火山岩夹层锆石U-Pb年龄及碎屑锆石年龄将其时代限定为新元古代,而渣尔泰山一带的渣尔泰群碎屑锆石年龄最小峰值大于1 700 Ma,二者很可能不是同一套地层。前者被从原渣尔泰群中解体出来,称为狼山群。但由于狼山群与渣尔泰群岩石组合的相似性,以及地层展布在区域走向上相连,特别是它们都是华北北缘重要的含矿层,矿化特征也具相似性,导致目前为止这两套地层的叠置关系还不清楚,这对于认识华北北缘中新元古代裂谷发育特征和演化,以及对认识相关矿化规律造成了一定的混乱和难度。本文对发育于狼山地区平行山体走向的韧性剪切变形带进行了研究。结果表明狼山韧性剪切带内变形岩石糜棱面理走向NE-SW,向NW或SE陡倾,矿物拉伸线理向SW或NE缓倾,野外及显微运动学标志显示为左行走滑韧性剪切带。剪切带内两个糜棱岩化云母石英片岩样品中变形白云母的40Ar/39Ar坪年龄分别为(356.7±2.5)Ma和(379±4.7)Ma,表明剪切带形成于晚泥盆世。狼山韧性剪切带很可能是古亚洲洋闭合过程中导致阿拉善地块与鄂尔多斯地块发生相对滑动所形成的。该剪切带晚泥盆世的左行走滑导致新元古代狼山群和中元古代渣尔泰群叠置到一起。因此,在渣尔泰山北侧和狼山南部及阿拉善块体北缘的覆盖层之下,很可能分别存在隐伏的新元古代成矿带和中元古代成矿带。

渣尔泰山群及宝音图群大理岩古沉积环境研究——以内蒙古霍各乞地区为例

内蒙古霍各乞位于华北地台北缘西段,区内出露的渣尔泰山群和宝音图群对于揭示中—新元古代时期华北地台北缘的古沉积环境具有重要的科学意义,且这两个岩群均含有大理岩为其研究提供了可能。在对该地区渣尔泰山群和宝音图群大理岩进行详细的野外地质工作的基础上,进一步选取有代表性的大理岩样品做C、O同位素分析。结果显示,内蒙古霍各乞渣尔泰山群大理岩δ^(13)C_(V-PDB)值为-2.4‰~4.3‰,δ^(18)O_(V-PDB)值为-39.0‰~-15.3‰,δ^(18)O_(V-SMOW)值为-8.2‰~15.2‰,宝音图群大理岩δ^(13)C_(V-PDB)值为-1.1‰~5.9‰,δ^(18)O_(V-PDB)值为-18.5‰~-7.8‰,δ^(18)O_(V-SMOW)值为12.0‰~22.7‰,两者的C同位素均具有显著的正漂移特征,O同位素均发生了强烈的亏损。结合地质、地球化学特征综合分析认为:1)霍各乞渣尔泰山群大理岩原岩的古沉积环境为缺氧的浅海相环境,沉积期接受了丰富的陆源碎屑物质的混染,沉积期后发生了明显的碳酸盐溶解作用,大理岩C同位素正漂移与华北克拉通北缘裂解作用关系密切。2)霍各乞宝音图群大理岩原岩形成于相对闭塞的浅海相环境,沉积期受陆源碎屑物质的混染程度相对较小,沉积期后发生了明显的碳酸盐溶解作用,大理岩C同位素正漂移可能与沉积盆地的闭塞性有一定的关系。3)霍各乞渣尔泰山群和宝音图群大理岩原岩具有类似的古沉积环境。

渣尔泰群、白云鄂博群碎屑锆石特征对源区地壳结构的启示

近年来,锆石的晶体形态、内部结构、年龄和Hf-O同位素分析已经成为盆地沉积物源区示踪的重要探针。渣尔泰群和白云鄂博群中碎屑锆石年龄主要集中在新太古代末期(~2.50 Ga)与古元古代末期(~1.90 Ga)两组,这两组碎屑锆石的相对丰度在层序上出现“振荡性”变化,这种变化特征与经典的源汇系统中构造—沉积响应的年代记录明显不一致。为研究渣尔泰群、白云鄂博群沉积层序中碎屑锆石年龄分布特征与源区构造演化之间的关系。本文系统总结了区域内大量相关的锆石U-Pb年龄数据,同时对渣尔泰群书记沟组和增隆昌组进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。研究表明这两组年龄与南部大青山—乌拉山造山带中基底岩石记录的构造热事件年龄相一致,同时根据锆石结构特征认为~2.50 Ga的锆石来源于造山带内新太古代岩浆—变质地体,~1.90 Ga的锆石来源于高级变质—深熔地体。大青山—乌拉山造山带与这套中-新元古代沉积地层构成源汇系统。源区造山带下地壳新太古代与古元古代变质岩系近水平互层叠置是大青山—乌拉山造山带下地壳结构的基本特征,岩性变化率在垂向上远大于水平方向,是控制盆地中碎屑锆石组合变化的直接原因。

内蒙古中部渣尔泰山群微量元素地球化学特征

通过对内蒙古中部渣尔泰山群各层位岩石采样,对该山群中共43个微量元素(含稀土元素)与地壳丰度进行了对比分析,总结了该山群微量元素的地球化学特征。研究表明,该山群富集W、Re、Cu、Pb、Co等元素,而In、V、Cr、Ni等元素亏损较严重;微量元素在板岩和云母石英片岩中相对含量较高,在灰岩中相对贫化;此外,该山群稀土元素地球化学特征表现为轻稀土富集,重稀土亏损;具有明显的Eu的负异常,Ce的弱正异常。