大兴安岭中部乌兰浩特地区花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.009

摘要/Abstract

摘要：

对内蒙古乌兰浩特地区出露的花岗岩侵入体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究,以探讨该区花岗岩形成时代、成因类型和区域构造演化。结果显示,其锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄的加权平均值为(214.4±2.6) Ma,反映岩体的结晶年龄为晚三叠世。岩石主量元素具高硅、高碱、富钾,贫钙、贫镁及低钛的特征;稀土元素配分曲线呈“海鸥式”较弱的右倾分布特征,具有强烈的Eu负异常;微量元素Rb、Th、Zr、Y和Yb含量较高,Ba、Sr含量较低,岩石具有高的Rb/Sr 、Rb/Nb 值,显示为低 Sr、高 Yb 型花岗岩的特征。综合分析显示花岗岩形成的压力较低,应为减薄地壳物质熔融的产物。综合区域构造演化和K₂O-Na₂O、(Zr+Nb+Ce+Y)-(Na₂O+K₂O)/CaO、SiO₂-TFeO/MgO、(Y+Nb)-Rb、(Yb+Ta)-Rb、Nb-Y-Ce图解分析,认为该岩体形成于造山后伸展构造背景,研究区由中三叠世的碰撞造山构造体制向晚三叠世造山后伸展构造体制转变,同时西伯利亚板块和华北板块的碰撞时限持续到中三叠世。

关键词: 锆石U-Pb年龄, 地球化学, 二长花岗岩, 晚三叠世, 乌兰浩特

Abstract:

Zircon U-Pb geochronological and geochemical data are presented on the granites in Wulanhaote (Inner Mongolia), and we discussed the granite ages, types and regional tectonic evolution.The Wulanhaote granites are monzogranite, and zircon U-Pb dating yielded a weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of (214.4±2.6) Ma, indicating a Late Triassic granite emplacement. The rocks are characterized by having high SiO₂ and alkali, but low CaO, MgO and TiO₂ contents. Chondrite-normalized REE diagram shows a weak right-inclining, low-MREE pattern with strong negative Eu anomaly. The rocks show enrichments in Rb, Th, Zr, Y and Yb, but depletions in Ba and Sr. They have high Rb/Sr and Rb/Nb values and show features of low-Sr- and high-Yb-type granites. Our results show that the granites were formed under relatively low pressure by partial melting of the delaminated crust. Integrating regional tectonic evolution and tectonic discrimination diagrams, we suggest that the granites were emplaced in a post-orogenic extensional setting. This indicates that the regional tectonics has changed from Middle Triassic collisional orogenic to post-Triassic orogenic extensional, and that the Siberia-North China collision may have lasted till the Middle Triassic.

Key words: zircon U-Pb dating, geochemistry, monzogranite, Late Triassic, Wulanhaote

中图分类号:

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图/表 16

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测试点	元素含量/(mg/g)			Th/U	同位素比值			同位素年龄/Ma
测试点	²³²Th	²³⁸U	²⁰⁶Pb	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb±1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U±1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U±1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb±1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U±1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U±1σ
1	1 578.95	4 397.73	190.61	0.36	0.051 96±0.002 35	0.244 03±0.009 83	0.034 06±0.000 70	284±106	222±8	216±4
2	1 333.41	3 592.65	161.13	0.37	0.061 01±0.002 88	0.280 35±0.011 86	0.033 33±0.000 70	639±104	251±9	211±4
3	43.12	147.30	7.50	0.29	0.051 16±0.002 82	0.295 30±0.016 10	0.041 87±0.000 97	248±83	263±13	264±6
4	13.11	44.26	2.23	0.30	0.050 85±0.004 05	0.287 38±0.022 59	0.040 99±0.001 05	234±131	256±18	259±7
5^*	671.63	1 085.02	48.25	0.62	0.078 75±0.001 74	0.363 58±0.008 30	0.033 48±0.000 68	1 166±20	315±6	212±4
6	220.82	510.71	22.88	0.43	0.058 18±0.003 22	0.267 41±0.013 65	0.033 33±0.000 72	537±125	241±11	211±4
7	254.17	543.10	23.58	0.47	0.050 90±0.001 35	0.238 81±0.006 47	0.034 03±0.000 70	236±29	217±5	216±4
8	90.26	251.17	10.90	0.36	0.051 29±0.001 75	0.245 84±0.008 44	0.034 76±0.000 73	254±42	223±7	220±5
9^*	345.74	563.04	34.14	0.61	0.078 65±0.005 19	0.394 26±0.024 40	0.036 36±0.000 83	1 163±134	337±18	230±5
10	43.84	106.50	4.71	0.41	0.051 03±0.002 82	0.243 31±0.013 30	0.034 58±0.000 80	242±83	221±11	219±5
11	179.54	310.83	14.37	0.58	0.051 59±0.001 50	0.250 61±0.007 38	0.035 22±0.000 73	267±33	227±6	223±5
12	34.23	91.16	3.80	0.38	0.052 21±0.003 52	0.240 15±0.015 92	0.033 35±0.000 82	295±106	219±13	211±5
13	55.57	153.71	6.51	0.36	0.051 95±0.002 76	0.241 48±0.012 67	0.033 70±0.007 70	283±78	220±10	214±5
14	71.53	154.84	7.11	0.46	0.050 22±0.002 82	0.248 92±0.013 84	0.035 94±0.000 82	205±87	226±11	228±5
15	24.84	78.57	4.02	0.32	0.052 57±0.002 42	0.295 96±0.013 52	0.040 82±0.000 90	310±64	263±11	258±6
16^*	118.47	139.99	7.02	0.85	0.105 45±0.006 07	0.479 84±0.025 20	0.033 00±0.000 78	1 722±109	398±17	209±5
17	40.10	99.36	4.59	0.40	0.064 50±0.004 69	0.294 32±0.020 25	0.033 09±0.000 77	758±158	262±16	210±5
18	52.40	75.46	3.98	0.69	0.051 59±0.003 57	0.282 68±0.019 28	0.039 72±0.000 98	267±111	253±15	251±6
19	75.44	217.32	9.36	0.35	0.057 30±0.003 23	0.266 00±0.013 86	0.033 67±0.000 73	503±128	239±11	213±5
20	82.69	162.11	7.02	0.51	0.049 73±0.001 75	0.227 71±0.008 01	0.033 19±0.000 70	182±44	208±7	210±4
21^*	120.45	252.94	10.39	0.48	0.053 82±0.003 21	0.226 12±0.012 58	0.030 47±0.000 66	364±138	207±10	193±4
22	102.66	210.93	9.08	0.49	0.051 52±0.001 50	0.236 49±0.006 97	0.033 28±0.000 68	264±33	216±6	211±4
23	58.65	115.65	5.01	0.51	0.050 01±0.002 05	0.230 07±0.009 37	0.033 35±0.000 71	195±56	210±8	211±4
24	86.26	190.25	8.47	0.45	0.048 62±0.001 87	0.232 39±0.008 88	0.034 65±0.000 74	130±51	212±7	220±5
25	72.16	160.08	7.92	0.45	0.057 51±0.004 04	0.261 24±0.017 42	0.032 95±0.000 74	511±159	236±14	209±5

测试点	元素含量/(mg/g)			Th/U	同位素比值			同位素年龄/Ma
测试点	²³²Th	²³⁸U	²⁰⁶Pb	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb±1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U±1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U±1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb±1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U±1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U±1σ
1	1 578.95	4 397.73	190.61	0.36	0.051 96±0.002 35	0.244 03±0.009 83	0.034 06±0.000 70	284±106	222±8	216±4
2	1 333.41	3 592.65	161.13	0.37	0.061 01±0.002 88	0.280 35±0.011 86	0.033 33±0.000 70	639±104	251±9	211±4
3	43.12	147.30	7.50	0.29	0.051 16±0.002 82	0.295 30±0.016 10	0.041 87±0.000 97	248±83	263±13	264±6
4	13.11	44.26	2.23	0.30	0.050 85±0.004 05	0.287 38±0.022 59	0.040 99±0.001 05	234±131	256±18	259±7
5^*	671.63	1 085.02	48.25	0.62	0.078 75±0.001 74	0.363 58±0.008 30	0.033 48±0.000 68	1 166±20	315±6	212±4
6	220.82	510.71	22.88	0.43	0.058 18±0.003 22	0.267 41±0.013 65	0.033 33±0.000 72	537±125	241±11	211±4
7	254.17	543.10	23.58	0.47	0.050 90±0.001 35	0.238 81±0.006 47	0.034 03±0.000 70	236±29	217±5	216±4
8	90.26	251.17	10.90	0.36	0.051 29±0.001 75	0.245 84±0.008 44	0.034 76±0.000 73	254±42	223±7	220±5
9^*	345.74	563.04	34.14	0.61	0.078 65±0.005 19	0.394 26±0.024 40	0.036 36±0.000 83	1 163±134	337±18	230±5
10	43.84	106.50	4.71	0.41	0.051 03±0.002 82	0.243 31±0.013 30	0.034 58±0.000 80	242±83	221±11	219±5
11	179.54	310.83	14.37	0.58	0.051 59±0.001 50	0.250 61±0.007 38	0.035 22±0.000 73	267±33	227±6	223±5
12	34.23	91.16	3.80	0.38	0.052 21±0.003 52	0.240 15±0.015 92	0.033 35±0.000 82	295±106	219±13	211±5
13	55.57	153.71	6.51	0.36	0.051 95±0.002 76	0.241 48±0.012 67	0.033 70±0.007 70	283±78	220±10	214±5
14	71.53	154.84	7.11	0.46	0.050 22±0.002 82	0.248 92±0.013 84	0.035 94±0.000 82	205±87	226±11	228±5
15	24.84	78.57	4.02	0.32	0.052 57±0.002 42	0.295 96±0.013 52	0.040 82±0.000 90	310±64	263±11	258±6
16^*	118.47	139.99	7.02	0.85	0.105 45±0.006 07	0.479 84±0.025 20	0.033 00±0.000 78	1 722±109	398±17	209±5
17	40.10	99.36	4.59	0.40	0.064 50±0.004 69	0.294 32±0.020 25	0.033 09±0.000 77	758±158	262±16	210±5
18	52.40	75.46	3.98	0.69	0.051 59±0.003 57	0.282 68±0.019 28	0.039 72±0.000 98	267±111	253±15	251±6
19	75.44	217.32	9.36	0.35	0.057 30±0.003 23	0.266 00±0.013 86	0.033 67±0.000 73	503±128	239±11	213±5
20	82.69	162.11	7.02	0.51	0.049 73±0.001 75	0.227 71±0.008 01	0.033 19±0.000 70	182±44	208±7	210±4
21^*	120.45	252.94	10.39	0.48	0.053 82±0.003 21	0.226 12±0.012 58	0.030 47±0.000 66	364±138	207±10	193±4
22	102.66	210.93	9.08	0.49	0.051 52±0.001 50	0.236 49±0.006 97	0.033 28±0.000 68	264±33	216±6	211±4
23	58.65	115.65	5.01	0.51	0.050 01±0.002 05	0.230 07±0.009 37	0.033 35±0.000 71	195±56	210±8	211±4
24	86.26	190.25	8.47	0.45	0.048 62±0.001 87	0.232 39±0.008 88	0.034 65±0.000 74	130±51	212±7	220±5
25	72.16	160.08	7.92	0.45	0.057 51±0.004 04	0.261 24±0.017 42	0.032 95±0.000 74	511±159	236±14	209±5

样品编号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O		K₂O	P₂O₅		烧失量		总量		A/CNK
D1125HX-1	77.14	0.074	12.12	1.01	0.49	0.039	0.051	0.16	3.84		4.67	0.006 0		0.73		99.605 1		1.038 9
D1125HX-2	76.22	0.081	12.84	0.26	0.45	0.024	0.089	0.23	4.08		4.90	0.009 0		0.75		99.178 1		1.033 3
D1125HX-3	75.59	0.090	12.86	0.57	0.63	0.033	0.140	0.29	3.89		4.68	0.008 0		0.82		98.771 1		1.072 8
D1125HX-4	76.93	0.081	12.80	0.37	0.49	0.025	0.080	0.25	3.90		4.76	0.008 5		0.88		99.690 1		1.064 3
样品编号	Ba	Rb	Sr	Zr	Nb	Th	U	Pb	Ga		Cu	Ni		Cr		Cs		Sc
D1125HX-1	76.4	188	25.3	131	23.3	19.6	2.63	40.6	26.7		3.37	2.24		4.48		3.26		4.15
D1125HX-2	61.1	215	20.8	135	18.0	19.1	2.59	37.2	29.2		2.83	1.94		4.02		6.11		3.70
D1125HX-3	68.8	215	23.3	139	21.5	19.4	3.25	42.3	28.2		4.02	3.02		3.86		6.76		4.66
D1125HX-4	59.3	213	21.1	129	18.1	20.8	2.80	37.5	29.0		3.91	2.48		3.63		6.46		4.22
样品编号	Hf	Ta	Li	Co	Y	La	Ce	Pr	Nd		Sm	Eu		Gd		Tb		Dy
D1125HX-1	5.98	1.26	6.07	2.64	69.3	7.37	53.1	3.51	15.3		6.52	0.086		6.64		1.64		13.3
D1125HX-2	7.11	0.75	11.00	2.43	61.9	12.10	43.9	5.27	22.6		7.63	0.099		6.72		1.50		11.5
D1125HX-3	6.57	1.22	10.40	2.41	70.1	9.90	56.4	4.39	19.0		6.96	0.120		6.78		1.62		12.9
D1125HX-4	6.67	1.00	10.20	2.51	60.7	9.87	47.4	3.97	17.5		5.85	0.099		5.81		1.32		10.4
样品编号	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	δEu	δCe	LREE/HREE		(La/Yb)_N			ΣREE		LREE		HREE
D1125HX-1	2.52	7.58	1.09	7.85	0.88	0.039 5	2.549 1	2.070 4		0.673 4			127.296 4		85.836 9		41.459 5
D1125HX-2	2.14	6.54	0.95	6.92	0.78	0.041 2	1.349 6	2.471 2		1.250 0			128.606 8		91.557 6		37.049 2
D1125HX-3	2.46	7.44	1.08	7.63	0.85	0.053 4	2.094 6	2.374 5		0.930 4			137.539 2		96.780 6		40.758 7
D1125HX-4	2.07	6.34	0.91	7.44	0.82	0.051 5	1.855 4	2.409 2		0.951 3			119.753 4		84.626 5		35.126 9

样品编号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O		K₂O	P₂O₅		烧失量		总量		A/CNK
D1125HX-1	77.14	0.074	12.12	1.01	0.49	0.039	0.051	0.16	3.84		4.67	0.006 0		0.73		99.605 1		1.038 9
D1125HX-2	76.22	0.081	12.84	0.26	0.45	0.024	0.089	0.23	4.08		4.90	0.009 0		0.75		99.178 1		1.033 3
D1125HX-3	75.59	0.090	12.86	0.57	0.63	0.033	0.140	0.29	3.89		4.68	0.008 0		0.82		98.771 1		1.072 8
D1125HX-4	76.93	0.081	12.80	0.37	0.49	0.025	0.080	0.25	3.90		4.76	0.008 5		0.88		99.690 1		1.064 3
样品编号	Ba	Rb	Sr	Zr	Nb	Th	U	Pb	Ga		Cu	Ni		Cr		Cs		Sc
D1125HX-1	76.4	188	25.3	131	23.3	19.6	2.63	40.6	26.7		3.37	2.24		4.48		3.26		4.15
D1125HX-2	61.1	215	20.8	135	18.0	19.1	2.59	37.2	29.2		2.83	1.94		4.02		6.11		3.70
D1125HX-3	68.8	215	23.3	139	21.5	19.4	3.25	42.3	28.2		4.02	3.02		3.86		6.76		4.66
D1125HX-4	59.3	213	21.1	129	18.1	20.8	2.80	37.5	29.0		3.91	2.48		3.63		6.46		4.22
样品编号	Hf	Ta	Li	Co	Y	La	Ce	Pr	Nd		Sm	Eu		Gd		Tb		Dy
D1125HX-1	5.98	1.26	6.07	2.64	69.3	7.37	53.1	3.51	15.3		6.52	0.086		6.64		1.64		13.3
D1125HX-2	7.11	0.75	11.00	2.43	61.9	12.10	43.9	5.27	22.6		7.63	0.099		6.72		1.50		11.5
D1125HX-3	6.57	1.22	10.40	2.41	70.1	9.90	56.4	4.39	19.0		6.96	0.120		6.78		1.62		12.9
D1125HX-4	6.67	1.00	10.20	2.51	60.7	9.87	47.4	3.97	17.5		5.85	0.099		5.81		1.32		10.4
样品编号	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	δEu	δCe	LREE/HREE		(La/Yb)_N			ΣREE		LREE		HREE
D1125HX-1	2.52	7.58	1.09	7.85	0.88	0.039 5	2.549 1	2.070 4		0.673 4			127.296 4		85.836 9		41.459 5
D1125HX-2	2.14	6.54	0.95	6.92	0.78	0.041 2	1.349 6	2.471 2		1.250 0			128.606 8		91.557 6		37.049 2
D1125HX-3	2.46	7.44	1.08	7.63	0.85	0.053 4	2.094 6	2.374 5		0.930 4			137.539 2		96.780 6		40.758 7
D1125HX-4	2.07	6.34	0.91	7.44	0.82	0.051 5	1.855 4	2.409 2		0.951 3			119.753 4		84.626 5		35.126 9