内蒙古东乌旗莫合尔图一带闪长岩锆石u-pb年代学研究

内蒙古东乌旗莫合尔图一带闪长岩锆石u-pb年代学研究

0内蒙古—引言中亚造山带（alte造山带）是在西伯利亚和塔里木地块之间形成的一个完整造山带。根据古代亚洲海和古代太平洋（蒙古鄂霍茨克带）的信息，它是一个复杂的造山带。自20世纪80年代以来,随着一系列区域地质调查以及科研项目的开展,特别是国际地学对比计划(IGCP283,IGCP420,IGCP473,IGCP480)及“973”项目(中国西部中亚型造山与成矿、中亚造山带大陆动力学过程与成矿作用)的实施,该造山带已成为国内外研究的热点区域[1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]。内蒙古东乌旗地区是中亚造山带的重要组成部分,属古亚洲成矿域内蒙古—大兴安岭成矿省二连—东乌旗地区晚古生代—中生代成矿带的一部分,发育有大量的岩浆岩及与岩浆岩有关的矿床,特别是该区具有寻找与晚古生代构造岩浆活动有关的斑岩型铜多金属矿床的潜力。因而,加强对该区岩浆岩的研究尤为必要。前人的研究表明,二连—东乌旗以北的侵入岩主要形成于二叠纪及晚中生代,近年来该区已陆续有了奥陶纪、三叠纪侵入岩的报道,但鲜有石炭纪侵入岩的报道。作者等在该带开展的1∶5万区域地质调查中,在莫合尔图地区识别出了闪长岩,通过对该岩体进行锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb法年代学研究,发现其应形成于石炭纪;这一成果丰富了东乌旗一带石炭纪侵入岩的研究资料。火成岩构造组合可表征大地构造环境与板块或大陆块体边界的性质,该闪长岩的报道具有重要的参考价值。1安格尔音农村的成岩改造内蒙古东乌旗地区大地构造位置属于乌里雅思太活动大陆边缘(图1B),为南蒙古—兴安造山带的一部分。莫合尔图位于东乌旗北东约200km,该处的闪长岩体呈近东西向展布,出露面积仅为0.40km2,其北侧与泥盆系安格尔音乌拉组及三叠纪哈达陶勒盖组之间为断层接触,局部侵入安格尔音乌拉组,东西两侧及南侧分别被白垩纪白音高老组、第四系覆盖(图1A,图2)。上泥盆统安格尔音乌拉组是一套具鲍马序列类复理石建造组成的变质细碎屑岩、放射虫硅质岩沉积,形成于深海—半深海环境。三叠纪哈达陶勒盖组为一套安山质岩石,主要岩性为玄武质安山岩、粗面安山岩,形成于大陆内部伸展构造环境。侏罗纪满克头鄂博组主要由酸性火山碎屑岩组成,白垩纪白音高老组主要为酸性火山熔岩,二者均为陆相火山岩。莫合尔图闪长岩为深灰色、灰绿色,具细粒结构、块状构造。主要矿物成分为斜长石,灰白色,自形-半自形长条状,含量约80%,多具绿泥石化、绢云母化。暗色矿物为角闪石,均被绿泥石等交代呈假象产出,含量15%~20%(图3);石英少见,不足5%。岩石中矿物普遍具有绿泥石化、绢云母化等蚀变现象,剖面测制过程中发现岩体中石英脉较为发育;因此,岩石中的蚀变现象可能与后期的中低温热液有关。2锆系代学2.1仪器、实验和数据分析单颗粒锆石U-Pb年龄样品采自闪长岩体的中心部位(图1)。锆石分选工作由河北省区域矿产地质调查研究所实验室完成,首先用水清洗样品、粉碎至200目,经用水粗淘、强磁分选、电磁分选和酒精细淘之后,再用实体显微镜手工挑选锆石。锆石制靶、透射光、反射光、阴极发光照相等由中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心完成。锆石测年采用激光烧蚀多接收器等离子体质谱法(LA-MC-ICP-MS)、在天津地质矿产研究所同位素实验室完成,仪器配置和实验流程参见耿建珍等、李怀坤等文献。所选标样详见李怀坤等文献,数据处理采用中国地质大学(武汉)刘勇胜博士研发的ICPMSDataCal程序和Ludwig的Isoplot程序,普通铅校正采用208Pb校正法。测年选取的激光剥蚀斑束直径为35μm。2.2板状环带的发育锆石呈自形-半自形短柱状、长柱状,短柱状锆石长约0.1mm,长宽比为2∶1,长柱状锆石长多为0.15~0.20mm,长宽比为3∶1,锆石的CL图像显示其内发育清晰的板状环带,绝大多数锆石的CL图像发亮(图4)。所测锆石的U与Th含量分别为39×10-6~171×10-6和11×10-6~134×10-6,Th/U比值为0.29~0.83(表1),具有岩浆成因锆石的特征。对该样品的锆石进行了24个点的测定,测定的结果比较集中,年龄值为326~348Ma(图4,表1),均落在谐和线上或附近,其加权平均值为(337.1±1.9)Ma(MSWD=1.3,图5),代表了闪长岩的形成年龄。3闪长岩u-pb年龄和构造事件的关系从目前的资料来看,关于二连—东乌旗地区的研究相对薄弱,认为该带的岩浆活动集中于二叠纪及晚中生代,其余时代侵入岩报道较少,因此,本文中所论述的闪长岩测年结果可以丰富该区域的基础地质资料,具有一定的参考价值。初步的地球化学研究表明莫合尔图闪长岩为典型的钙碱性岩石,显示与俯冲作用有关的构造背景,在其北侧的具后造山特征的二长花岗岩中获得的锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb年龄为(310.1±1.5)Ma(内部资料),岩浆岩的形成往往与重要的构造—热事件相关,莫合尔图闪长岩与上述二长花岗岩的存在表明东乌珠穆沁旗带(童英等划分的北部带)在330~310Ma可能存在一次构造—热事件。从近年来在兴蒙造山带积累的同位素资料来看,有关石炭纪闪长岩类的报道多见于中部带。陈斌等对苏左旗附近的白音宝力道进行了研究,在其中的石英闪长岩中得到了490Ma和310Ma两期同位素年龄;鲍庆中等在克什克腾旗北部白音高勒地区的石英闪长岩中获得了(313±5)~(323±4)Ma的同位素年龄;刘建峰等对西乌旗南部达其浑迪和金星石英闪长岩体的时代进行了研究,得到二者的同位素年龄分别为(325±3)Ma和(322±3)Ma;刘翼飞等测得锡林浩特拜仁达坝矿区闪长岩体的时代为(326.5±1.6)Ma(MSWD=1.7)。这些闪长岩可能是同一个火山弧环境下的产物,形成于古亚洲洋向北俯冲的背景下。莫合尔图闪长岩的锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb年龄为(337.1±1.9)Ma(MSWD=1.3),较上述中部带闪长岩类的时代早了10~20Ma,其是否与上述中部带的闪长岩类形成于同一火山弧背景下?对其地球化学特征的对比研究可能有助于解决这一问题。4成岩年龄值(1)采用锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb法对莫合尔图闪长岩进行了测年,24个测点