山西黄榆沟岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.055

现代地质 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (03): 787-797.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.055

山西黄榆沟岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

叶枫¹^,²(), 董国臣²(), 任建勋¹, 龚杰立³, 李猛兴¹, 王权¹, 张兆琪¹, 赵三波¹

1.山西省地质调查院,山西太原 030006
2.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
3.山西省油气资源调查研究院,山西太原 030006

收稿日期:2020-04-15 修回日期:2020-07-17 出版日期:2021-06-23 发布日期:2021-06-24
通讯作者: 董国臣
作者简介:董国臣,男,教授,博士生导师,1962年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事岩石学及矿床学研究。Email: donggc@cugb.edu.cn。
叶枫,男,硕士,工程师,1987年出生,地质工程专业,主要从事山西省地质调查评价工作。Email: yefengsx@163.com。
基金资助:
中国地质调查局项目(基[2010]矿评01-11-07号);国家重点研发计划项目(2016YFC0600502)

Zircon U-Pb Geochronology, Geochemical Characteristics and Geological Significance of Huangyugou Intrusion, Shanxi Province

YE Feng¹^,²(), DONG Guochen²(), REN Jianxun¹, GONG Jieli³, LI Mengxing¹, WANG Quan¹, ZHANG Zhaoqi¹, ZHAO Sanbo¹

1. Shanxi Institute of Geological Survey, Taiyuan, Shanxi 030006, China
2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
3. Shanxi Institute of Petroleum Resources Survey, Taiyuan, Shanxi 030006, China

Received:2020-04-15 Revised:2020-07-17 Online:2021-06-23 Published:2021-06-24
Contact: DONG Guochen

摘要/Abstract

摘要：

为深化对华北克拉通破坏机制的认识,选取山西黄榆沟岩体中较新鲜的石英二长斑岩开展年代学和地球化学研究。研究结果表明,黄榆沟岩体由石英二长斑岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为(149.3±0.9)Ma,是晚侏罗世岩浆活动的产物。石英二长斑岩富碱,为钙碱性钾玄岩系列,属于准铝质花岗岩类。相对富集K、Sr、Eu等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ce、Zr、Ti等高场强元素;轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,Eu具弱正异常,为I型花岗岩成因。具高Al₂O₃、Sr、Ba、高Sr/Y比值和低Yb、MgO等特征,具埃达克岩性质。岩石地球化学特征表明,黄榆沟岩体总体为下地壳物质的部分熔融成因,并有幔源物质成分的加入和遭受岩浆混合作用,推测其形成于碰撞造山后的伸展构造环境。

关键词: 石英二长斑岩, 地质年代学, 地球化学, 华北克拉通, 山西黄榆沟

Abstract:

To deepen our understanding on the destruction mechanism in the North China Craton, we report new geochronological and geochemical data on the fresh quartz monzonite porphyry from the Huangyugou intrusion in Shanxi. The Huangyugou intrusion is composed of quartz monzonite porphyry, which yielded a Late Jurassic weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of (149.3±0.9) Ma. The quartz monzonite porphyry samples are metaluminous and shoshonitic, enriched in large ion lithophile elements (LILEs, such as K, Sr and Eu), and depleted in high field strength elements (HFSEs, such as Nb, Ce, Zr and Ti). The rocks exhibit LREE/HREE enrichments and weak Eu anomalies. The quartz monzonite porphyry is classified as I-type and shows adakitic features, including high Al₂O₃, Sr, Ba, and Sr/Y, but low Y and MgO. Geochemical characteristics indicate that the Huangyugou intrusion was formed from partial melting of the lower crust, with mantle-derived inputs and have undergone magma mixing. The rocks may have formed under an extensional tectonic setting.

Key words: quartz monzonite porphyry, geochronology, geochemistry, North China Craton, Huangyugou, Shanxi

中图分类号:

P588.1
P597

叶枫, 董国臣, 任建勋, 龚杰立, 李猛兴, 王权, 张兆琪, 赵三波. 山西黄榆沟岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义[J]. 现代地质, 2021, 35(03): 787-797.

YE Feng, DONG Guochen, REN Jianxun, GONG Jieli, LI Mengxing, WANG Quan, ZHANG Zhaoqi, ZHAO Sanbo. Zircon U-Pb Geochronology, Geochemical Characteristics and Geological Significance of Huangyugou Intrusion, Shanxi Province[J]. Geoscience, 2021, 35(03): 787-797.

图/表 14

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测点号	含量/10^-6			Th/U	同位素比值						年龄/Ma
测点号	Pb	Th	U	Th/U	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ
PT17W-1-1	9	51	388	0.13	0.049 13	0.001 03	0.160 17	0.002 27	0.023 63	0.000 27	153.9	48.3	150.9	2.0	150.5	1.7
PT17W-1-2	10	59	399	0.15	0.049 05	0.001 07	0.158 10	0.002 46	0.023 36	0.000 27	150.3	50.6	149.0	2.2	148.8	1.7
PT17W-1-3	5	32	209	0.15	0.049 11	0.001 72	0.158 02	0.004 88	0.023 33	0.000 31	153.2	80.1	149.0	4.3	148.6	1.9
PT17W-1-4	11	70	447	0.16	0.049 13	0.001 03	0.159 06	0.002 21	0.023 47	0.000 27	154.1	48.2	149.9	1.9	149.6	1.7
PT17W-1-5	6	39	273	0.14	0.049 12	0.001 01	0.159 15	0.002 12	0.023 50	0.000 27	153.7	47.5	150.0	1.9	149.7	1.7
PT17W-1-6	11	65	409	0.16	0.049 00	0.001 11	0.157 44	0.002 54	0.023 30	0.000 27	147.8	52.1	148.5	2.2	148.5	1.7
PT17W-1-7	8	47	346	0.14	0.049 03	0.000 98	0.158 74	0.001 97	0.023 48	0.000 27	149.5	46.2	149.6	1.7	149.6	1.7
PT17W-1-8	11	74	464	0.16	0.049 05	0.001 02	0.157 82	0.002 14	0.023 34	0.000 27	150.1	48.1	148.8	1.9	148.7	1.7
PT17W-1-9	9	47	368	0.13	0.049 19	0.001 94	0.158 01	0.005 67	0.023 30	0.000 29	156.9	89.8	149.0	5.0	148.5	1.8
PT17W-1-10	17	118	684	0.17	0.049 13	0.001 93	0.159 78	0.005 67	0.023 60	0.000 31	153.8	89.4	150.5	5.0	150.3	1.9
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PT17W-1-12	14	120	584	0.21	0.049 04	0.001 11	0.158 19	0.002 51	0.023 40	0.000 28	149.7	52.3	149.1	2.2	149.1	1.7
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PT17W-1-16	12	72	497	0.15	0.049 12	0.002 46	0.159 27	0.007 42	0.023 51	0.000 35	153.6	113.3	150.1	6.5	149.8	2.2

测点号	含量/10^-6			Th/U	同位素比值						年龄/Ma
测点号	Pb	Th	U	Th/U	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ
PT17W-1-1	9	51	388	0.13	0.049 13	0.001 03	0.160 17	0.002 27	0.023 63	0.000 27	153.9	48.3	150.9	2.0	150.5	1.7
PT17W-1-2	10	59	399	0.15	0.049 05	0.001 07	0.158 10	0.002 46	0.023 36	0.000 27	150.3	50.6	149.0	2.2	148.8	1.7
PT17W-1-3	5	32	209	0.15	0.049 11	0.001 72	0.158 02	0.004 88	0.023 33	0.000 31	153.2	80.1	149.0	4.3	148.6	1.9
PT17W-1-4	11	70	447	0.16	0.049 13	0.001 03	0.159 06	0.002 21	0.023 47	0.000 27	154.1	48.2	149.9	1.9	149.6	1.7
PT17W-1-5	6	39	273	0.14	0.049 12	0.001 01	0.159 15	0.002 12	0.023 50	0.000 27	153.7	47.5	150.0	1.9	149.7	1.7
PT17W-1-6	11	65	409	0.16	0.049 00	0.001 11	0.157 44	0.002 54	0.023 30	0.000 27	147.8	52.1	148.5	2.2	148.5	1.7
PT17W-1-7	8	47	346	0.14	0.049 03	0.000 98	0.158 74	0.001 97	0.023 48	0.000 27	149.5	46.2	149.6	1.7	149.6	1.7
PT17W-1-8	11	74	464	0.16	0.049 05	0.001 02	0.157 82	0.002 14	0.023 34	0.000 27	150.1	48.1	148.8	1.9	148.7	1.7
PT17W-1-9	9	47	368	0.13	0.049 19	0.001 94	0.158 01	0.005 67	0.023 30	0.000 29	156.9	89.8	149.0	5.0	148.5	1.8
PT17W-1-10	17	118	684	0.17	0.049 13	0.001 93	0.159 78	0.005 67	0.023 60	0.000 31	153.8	89.4	150.5	5.0	150.3	1.9
PT17W-1-11	12	91	471	0.19	0.049 05	0.001 03	0.157 92	0.002 16	0.023 36	0.000 27	150.4	48.5	148.9	1.9	148.8	1.7
PT17W-1-12	14	120	584	0.21	0.049 04	0.001 11	0.158 19	0.002 51	0.023 40	0.000 28	149.7	52.3	149.1	2.2	149.1	1.7
PT17W-1-13	13	84	526	0.16	0.049 09	0.001 04	0.158 65	0.002 18	0.023 45	0.000 27	151.9	48.9	149.5	1.9	149.4	1.7
PT17W-1-14	13	83	518	0.16	0.049 05	0.001 39	0.159 13	0.003 68	0.023 53	0.000 29	150.2	65.3	149.9	3.2	149.9	1.8
PT17W-1-15	26	368	999	0.37	0.049 12	0.001 33	0.157 89	0.003 38	0.023 31	0.000 28	153.7	62.3	148.9	3.0	148.6	1.8
PT17W-1-16	12	72	497	0.15	0.049 12	0.002 46	0.159 27	0.007 42	0.023 51	0.000 35	153.6	113.3	150.1	6.5	149.8	2.2

样品编号	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	P₂O₅
P19Gs-1	62.88	16.15	4.20	1.14	0.06	3.85	1.88	3.94	4.06	0.33
P10Gs-1	61.72	16.54	3.97	2.06	0.14	3.40	2.12	4.33	3.51	0.11
P11Gs-1	63.54	16.15	3.78	2.01	0.12	2.78	1.71	4.48	3.40	0.15
P15Gs-4	64.24	16.11	3.41	1.09	0.11	4.13	1.82	3.99	3.18	0.18
P15Gs-8	62.80	16.11	3.72	1.40	0.09	4.58	1.56	4.10	3.55	0.14
P15Gs-10	63.60	16.40	3.96	1.25	0.09	3.52	1.50	4.35	3.23	0.17
P15Gs-12	62.02	16.38	3.93	1.47	0.10	3.93	1.79	4.06	3.42	0.16
P15Gs-14	62.26	16.38	3.59	2.08	0.11	4.26	1.76	4.13	3.62	0.22
P15Gs-19	62.94	15.49	4.21	1.96	0.11	3.36	1.71	5.21	2.35	0.43
样品编号	TiO₂	CO₂	H₂O⁺	H₂O^-	总量	σ	AR	K₂O/Na₂O	A/NK	A/CNK
P19Gs-1	0.55	0.37	0.15	0.21	99.56	3.18	2.33	0.97	1.47	0.90
P10Gs-1	0.46	0.07	0.34	0.68	98.77	3.22	2.30	1.23	1.58	0.99
P11Gs-1	0.47	0.22	0.80	0.56	99.61	2.98	2.43	1.32	1.54	1.04
P15Gs-4	0.46	0	0.26	0.55	98.98	2.39	2.10	1.25	1.68	0.94
P15Gs-8	0.45	0.44	0.16	0.36	99.10	2.91	2.17	1.15	1.57	0.86
P15Gs-10	0.43	0.22	0.09	0.27	98.81	2.75	2.23	1.35	1.63	1.00
P15Gs-12	0.45	0.07	2.72	0.26	100.50	2.86	2.17	1.19	1.63	0.95
P15Gs-14	0.45	0.29	0.34	0.12	99.49	3.08	2.20	1.14	1.57	0.90
P15Gs-19	0.49	0	0.45	0.27	98.71	2.81	2.34	2.22	1.63	0.99

样品编号	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	P₂O₅
P19Gs-1	62.88	16.15	4.20	1.14	0.06	3.85	1.88	3.94	4.06	0.33
P10Gs-1	61.72	16.54	3.97	2.06	0.14	3.40	2.12	4.33	3.51	0.11
P11Gs-1	63.54	16.15	3.78	2.01	0.12	2.78	1.71	4.48	3.40	0.15
P15Gs-4	64.24	16.11	3.41	1.09	0.11	4.13	1.82	3.99	3.18	0.18
P15Gs-8	62.80	16.11	3.72	1.40	0.09	4.58	1.56	4.10	3.55	0.14
P15Gs-10	63.60	16.40	3.96	1.25	0.09	3.52	1.50	4.35	3.23	0.17
P15Gs-12	62.02	16.38	3.93	1.47	0.10	3.93	1.79	4.06	3.42	0.16
P15Gs-14	62.26	16.38	3.59	2.08	0.11	4.26	1.76	4.13	3.62	0.22
P15Gs-19	62.94	15.49	4.21	1.96	0.11	3.36	1.71	5.21	2.35	0.43
样品编号	TiO₂	CO₂	H₂O⁺	H₂O^-	总量	σ	AR	K₂O/Na₂O	A/NK	A/CNK
P19Gs-1	0.55	0.37	0.15	0.21	99.56	3.18	2.33	0.97	1.47	0.90
P10Gs-1	0.46	0.07	0.34	0.68	98.77	3.22	2.30	1.23	1.58	0.99
P11Gs-1	0.47	0.22	0.80	0.56	99.61	2.98	2.43	1.32	1.54	1.04
P15Gs-4	0.46	0	0.26	0.55	98.98	2.39	2.10	1.25	1.68	0.94
P15Gs-8	0.45	0.44	0.16	0.36	99.10	2.91	2.17	1.15	1.57	0.86
P15Gs-10	0.43	0.22	0.09	0.27	98.81	2.75	2.23	1.35	1.63	1.00
P15Gs-12	0.45	0.07	2.72	0.26	100.50	2.86	2.17	1.19	1.63	0.95
P15Gs-14	0.45	0.29	0.34	0.12	99.49	3.08	2.20	1.14	1.57	0.90
P15Gs-19	0.49	0	0.45	0.27	98.71	2.81	2.34	2.22	1.63	0.99

样品编号	Rb	Ba		Th		Ta		Nb		Zr		Hf		Sm		Yb	Ni		Sr		Cr		Sc
P19Gs-1	167.00	1 209.00		4.96		0.46		56.60		4.95		11.80		3.07		1.31	2.06		1 130.00		11.90		20.40
P10Gs-1	115.00	1 062.00		4.43		0.44		51.90		5.69		11.80		2.86		1.24	1.89		984.00		11.60		13.20
P11Gs-1	103.00	863.00		4.18		0.64		51.00		6.08		9.16		2.71		1.33	1.87		810.00		9.35		10.10
P15Gs-4	112.00	822.00		3.45		0.67		67.80		6.28		10.80		2.82		1.24	2.41		1 293.00		10.30		15.80
P15Gs-8	90.50	833.00		3.59		0.72		65.90		7.39		8.96		3.05		1.31	2.41		1 279.00		10.20		15.30
P15Gs-10	90.40	1 082.00		3.50		0.54		58.30		6.96		9.11		2.90		1.24	2.13		1 271.00		9.19		19.40
P15Gs-12	93.60	886.00		3.34		0.27		53.10		4.56		8.79		3.06		1.32	1.91		1 397.00		9.89		12.50
P15Gs-14	105.00	1 276.00		3.56		0.44		60.20		5.28		10.30		2.79		1.11	2.18		1 574.00		10.00		13.50
P15Gs-19	167.00	1 209.00		4.96		0.46		56.60		4.95		11.80		3.07		1.31	2.06		1 130.00		11.90		20.40
样品编号	Co	V		La		Ce		Pr		Nd		Sm		Eu		Gd	Tb		Dy		Ho		Er
P19Gs-1	3.90	159.00		18.50		34.40		4.21		16.30		3.10		1.07		3.12	0.41		2.38		0.44		1.42
P10Gs-1	4.40	118.00		14.70		30.20		3.50		13.70		2.86		0.99		2.69	0.38		2.23		0.44		1.24
P11Gs-1	7.50	114.00		13.40		30.40		3.31		13.20		2.71		0.94		2.79	0.40		2.35		0.46		1.23
P15Gs-4	2.13	121.00		15.00		28.00		3.49		14.10		2.82		0.99		2.64	0.38		2.22		0.43		1.24
P15Gs-8	4.31	114.00		16.30		30.50		3.94		15.20		3.05		1.08		2.89	0.39		2.33		0.44		1.28
P15Gs-10	10.50	127.00		15.50		29.90		3.76		14.40		2.90		1.01		2.65	0.38		2.15		0.43		1.22
P15Gs-12	3.41	119.00		16.80		28.60		4.06		15.20		3.06		1.05		2.85	0.42		2.36		0.46		1.29
P15Gs-14	2.02	123.00		15.10		25.30		3.42		13.40		2.79		1.02		2.58	0.36		2.10		0.41		1.16
P15Gs-19	3.90	159.00		16.20		29.70		3.81		14.90		3.07		1.11		2.93	0.41		2.39		0.48		1.27
样品编号	Tm	Yb	Lu		Y		ΣREE		ΣLREE		ΣHREE		ΣLREE/ ΣHREE		(La/Yb)_N			(La/Sm)_N		(Gd/Lu)_N		δEu		δCe
P19Gs-1	0.18	1.24	0.18		20.20		86.94		77.58		9.36		8.29		10.06			3.75		2.27		1.04		0.90
P10Gs-1	0.19	1.24	0.19		11.90		74.54		65.95		8.59		7.68		7.99			3.23		1.81		1.08		0.98
P11Gs-1	0.19	1.33	0.19		12.40		72.89		63.96		8.93		7.16		6.79			3.11		1.90		1.04		1.07
P15Gs-4	0.17	1.24	0.19		12.10		72.91		64.40		8.51		7.57		8.16			3.35		1.81		1.09		0.90
P15Gs-8	0.18	1.31	0.19		12.50		79.08		70.07		9.01		7.78		8.39			3.36		1.91		1.10		0.89
P15Gs-10	0.17	1.24	0.18		12.10		75.90		67.47		8.43		8.00		8.43			3.36		1.87		1.09		0.92
P15Gs-12	0.19	1.32	0.20		12.70		77.86		68.77		9.09		7.57		8.58			3.45		1.86		1.07		0.81
P15Gs-14	0.16	1.11	0.17		11.40		69.09		61.03		8.06		7.57		9.17			3.40		1.95		1.14		0.82
P15Gs-19	0.19	1.31	0.20		12.80		77.96		68.79		9.17		7.50		8.34			3.32		1.88		1.12		0.88

山西黄榆沟岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

Zircon U-Pb Geochronology, Geochemical Characteristics and Geological Significance of Huangyugou Intrusion, Shanxi Province

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