LA-MC-ICP-MS Zircon U-Pb Dating and Provenance Characteristic from Baoshuping Formation of Erlangping Group of the North Qinling

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.01.31

Abstract

Abstract:

The tectonic attributes and age of Erlangping Group in the North Qinling orogenic belt have been controversial,and Baoshuping Formation lacks chronological data.In order to further determine the age and tectonic setting of Baoshuping Formation,detrital zircon dating and provenance studies by LA-MC-ICP-MS were carried out. The results show that the plagioclase biotite quartzite (18P₃TW2) and the diopside-bearing biotite actinolite plagioclase granulite (18P₃TW3) from Baoshuping Formation have completely different zircon age spectrum characteristics,indicate that they belong to the strata of different ages. The detrital zircons age spectrum of 18P₃TW2,which originates from the North Qinling micro-continental block and North China block,is multi-peaked but short of the data about Early Paleozoic magmatic arc. The youngest group of zircons range from 493 Ma to 972 Ma. The detrital zircons age spectrum of the 18P₃TW3 is unimodal,and the main source of zircons is the Erlangping arc magmatic rocks,of while the youngest group of zircons is 420-440 Ma. With comprehensive analysis of field characteristics,age spectrum of zircons and provenance characteristics,the strata represented by 18P₃TW2 was formed in the early stage of the basin without large-scale volcanic action,so it should not be attributed to Baoshuping Formation. Baoshuping Formation, represented by the 18P₃TW3,was formed in the late period of the basin,the main sedimentary age is Ordovician-Silurian,and the latest strata may extend to Early Devonian. Combined with the regional geological background,Baoshuping Formation was formed in the tectonic environment of the back-arc extensional basin caused by the northward subduction of Shangdan Ocean in Early Paleozoic.

Key words: the North Qinling, Erlangping Group, Baoshuping Formation, detrital zircon, LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating

CLC Number:

P597

OU Weicheng, LI Chengdong, ZHANG Yongqing, ZHAO Ligang, XU Teng, XU Yawen, SUN Xuanye. LA-MC-ICP-MS Zircon U-Pb Dating and Provenance Characteristic from Baoshuping Formation of Erlangping Group of the North Qinling[J]. Geoscience, 2022, 36(01): 347-361.

Figures/Tables 7

References 75

[1]	骆庭川, 张宏飞, 张本仁. 北秦岭丹凤-西峡地区古岛弧花岗岩类成分极性及原因探讨[J]. 地球科学, 1993, 18(1):67-72,127.
[2]	陈岳龙, 张本仁, 帕拉提·阿布都卡得尔. 北秦岭丹凤地区早古生代花岗岩的Pb、Sr、Nd同位素地球化学特征[J]. 地质科学, 1995, 30(3):247-258.
[3]	张国伟, 张宗清, 董云鹏. 秦岭造山带主要构造岩石地层单元的构造性质及其大地构造意义[J]. 岩石学报, 1995, 11(2):101-114.
[4]	张国伟, 孟庆任, 赖绍聪. 秦岭造山带的结构构造[J]. 中国科学:B辑, 1995, 25(9):994-1003.
[5]	张本仁, 张宏飞, 韩吟文. 东秦岭地球化学分区与构造格局[J]. 安徽地质, 2000, 10(3):209-211.
[6]	张思纯, 唐尚文. 北秦岭早古生代放射虫硅质岩的发现与板块构造[J]. 陕西地质, 1983, 1(2):1-9,92.
[7]	劳子强. 二郎坪群的层序及时代归属[J]. 河南地质, 1991, 9(4):49-53.
[8]	李采一, 马建国, 陈瑞保, 等. 对河南省二郎坪群层序及时代的新认识[J]. 中国区域地质, 1990(2):181-185.
[9]	王学仁, 华洪, 孙勇. 河南西峡湾潭地区二郎坪群微体化石研究[J]. 西北大学学报(自然科学版), 1995, 25(4):353-358.
[10]	高联达, 王宗起, 王涛, 等. 河南西峡地区二郎坪群火神庙组中发现泥盆纪孢子化石[J]. 地质通报, 2006, 25(11):1287-1294.
[11]	郭彩莲, 陈丹玲. 豫西二郎坪地区O型埃达克岩的厘定及其地质意义[J]. 地质学报, 2011, 85(12):1994-2002.
[12]	李亚林, 张国伟, 王根宝, 等. 北秦岭小寨变质沉积岩系的地质特征及其构造意义[J]. 沉积学报, 1999, 17(4):596-600,614.
[13]	赵姣, 陈丹玲, 谭清海, 等. 北秦岭东段二郎坪群火山岩锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义[J]. 地学前缘, 2012, 19(4):118-125.
[14]	席文祥, 裴放. 全国地层多重划分对比研究(41) 河南省岩石地层[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1997:1-628.
[15]	张宏远. 北秦岭二郎坪群的结构、演化与区域构造意义[D]. 北京: 中国地质科学院, 2006:1-144.
[16]	LIU Yongsheng, GAO Shan, HU Zhaochu, et al. Continental and oceanic crust recycling induced melt peridotite interactions in the Trans North China Orogen:U-Pb dating,Hf isotopes and trace elements in zircons from mantle xenoliths[J]. Journal of Petrology, 2010, 51(1/2):537-571. DOI URL
[17]	LUDWIG K R. User’s Manual for Isoplot/Ex version 3.00/A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel[M]. Berkeley: Berkeley Geochronology Center Special Publication, 2003, 4(2):1-70.
[18]	王树庆, 胡晓佳, 杨泽黎. 内蒙古二连浩特北部查干楚鲁地区变质岩系碎屑锆石年代学及地质意义[J]. 地质调查与研究, 2020, 43(4):287-292.
[19]	祝禧艳, 王世炎, 苏文博, 等. 华北克拉通南缘白术沟组归属中元古界“待建系”--来自凝灰岩LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄的约束[J]. 中国科学:地球科学, 2020, 50(11):1569-1584.
[20]	李振生, 贾超, 赵卓娅, 等. 华北克拉通南缘栾川群的形成时代、物源及其对区域构造演化的意义:锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约[J]. 地质学报, 2020, 94(4):1046-1066.
[21]	柏治安, 时毓, 刘希军, 等. 秦岭造山带秦岭岩群斜长角闪岩的年代学、地球化学特征及其地质意义[J]. 地质与勘探, 2020, 56(2):372-386.
[22]	周澍, 张贺, 陈福坤. 北秦岭五垛山花岗岩锆石U-Pb年代学和地球化学特征及成因[J]. 高校地质学报, 2019, 25(6):901-913.
[23]	张恒, 高林志, 周洪瑞, 等. 华北克拉通南缘官道口群和洛峪群的年代学研究新进展--来自凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄的新证据[J]. 岩石学报, 2019, 35(8):2470-2486.
[24]	何宇, 赵宇洁, 张文祥, 等. 北秦岭超高压榴辉岩中长英质脉体的锆石U-Pb年龄及其地质意义[J]. 地球科学, 2018, 43(2):389-400.
[25]	王江波, 秦江锋, 胡鹏, 等. 北秦岭早古生代宽坪岩体两期花岗质岩浆锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义[J]. 地质论评, 2018, 64(1):127-140.
[26]	王亚伟, 刘良, 廖小莹, 等. 秦岭杂岩清油河斜长角闪岩多期变质的证据--来自锆石微量元素和包裹体的启示[J]. 岩石学报, 2016, 32(5):1467-1492.
[27]	杨士杰, 陈丹玲, 宫相宽, 等. 北秦岭东段二郎坪群基性火山岩中浅色岩体的地球化学、年代学及其地质意义[J]. 岩石学报, 2015, 31(7):2009-2022.
[28]	时毓, 于津海, 杨启军, 等. 小秦岭地区太华群锆石U-Pb年龄及华北克拉通南缘地壳演化[J]. 地球科学与环境学报, 2014, 36(1):218-229.
[29]	王锦, 第五春荣, 孙勇, 等. 豫西西峡地区青岗坪花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、Hf同位素组成及其地质意义[J]. 地质通报, 2012, 31(6):884-895.
[30]	闫臻, 王宗起, 陈隽璐, 等. 北秦岭武关地区丹凤群斜长角闪岩地球化学特征、锆石SHRIMP测年及其构造意义[J]. 地质学报, 2009, 83(11):1633-1646.
[31]	闫全人, 王宗起, 闫臻, 等. 秦岭岩群中两类斜长角闪岩的性质和时代及其地质意义[J]. 岩石学报, 2009, 25(9):2177-2194.
[32]	王涛, 王晓霞, 田伟, 等. 北秦岭古生代花岗岩组合、岩浆时空演变及其对造山作用的启示[J]. 中国科学:地球科学, 2009, 39(7):949-971.
[33]	闫全人, 王宗起, 闫臻, 等. 秦岭造山带宽坪群中的变铁镁质岩的成因、时代及其构造意义[J]. 地质通报, 2008, 27(9):1475-1492.
[34]	杨长秀. 河南鲁山地区早前寒武纪变质岩系的锆石SHRIMP U-Pb年龄、地球化学特征及环境演化[J]. 地质通报, 2008, 27(4):517-533.
[35]	闫全人, 陈隽璐, 王宗起, 等. 北秦岭小王涧枕状熔岩中淡色侵入岩的地球化学特征、SHRIMP年龄及地质意义[J]. 中国科学:D辑, 2007, 37(10):1301-1313.
[36]	何世平, 王洪亮, 陈隽璐, 等. 北秦岭西段宽坪岩群斜长角闪岩锆石LA-ICP-MS测年及其地质意义[J]. 地质学报, 2007, 81(1):79-87.
[37]	陆松年, 陈志宏, 相振群, 等. 秦岭岩群副变质岩碎屑锆石年龄谱及其地质意义探讨[J]. 地学前缘, 2006, 13(6):303-310.
[38]	李惠民, 陈志宏, 相振群, 等. 秦岭造山带商南-西峡地区富水杂岩的变辉长岩中斜锆石与锆石U-Pb同位素年龄的差异[J]. 地质通报, 2006, 25(6):653-659.
[39]	薛良伟, 原振雷, 赵太平, 等. 河南箕山登封岩群变质中基性火山岩的地球化学及年代学研究[J]. 地球化学, 2005, 34(1):57-65.
[40]	倪志耀, 王仁民, 童英, 等. 河南洛宁太华岩群斜长角闪岩的锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb和角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄[J]. 地质论评, 2003, 49(4):361-366.
[41]	裴先治, 李厚民, 李国光. 东秦岭丹凤岩群的形成时代和构造属性[J]. 岩石矿物学杂志, 2001, 20(2):180-188.
[42]	张宏飞, 骆庭川, 张本仁. 北秦岭漂池岩体的源区特征及其形成的构造环境[J]. 地质论评, 1996, 42(3):209-214.
[43]	孙卫东, 李曙光, 孙勇, 等. 北秦岭西峡二郎坪群枕状熔岩中一个岩枕的年代学和地球化学研究[J]. 地质论评, 1996, 42(2):144-153.
[44]	杨力, 陈福坤, 杨一增, 等. 丹凤地区秦岭岩群片麻岩锆石U-Pb年龄:北秦岭地体中-新元古代岩浆作用和早古生代变质作用的记录[J]. 岩石学报, 2010, 26(5):1589-1603.
[45]	刘良, 廖小莹, 张成立, 等. 北秦岭高压-超高压岩石的多期变质时代及其地质意义[J]. 岩石学报, 2013, 29(5):1634-1656.
[46]	陈志宏, 陆松年, 李怀坤, 等. 北秦岭德河黑云二长花岗片麻岩体的成岩时代--TIMS和SHRIMP锆石U-Pb同位素年代学[J]. 地质通报, 2004, 23(2):136-141.
[47]	张成立, 刘良, 张国伟, 等. 北秦岭新元古代后碰撞花岗岩的确定及其构造意义[J]. 地学前缘, 2004, 11(3):33-42.
[48]	王涛, 张宗清, 王晓霞, 等. 秦岭造山带核部新元古代碰撞变形及其时代--强变形同碰撞花岗岩与弱变形脉体锆石SHRIMP年龄限定[J]. 地质学报, 2005, 79(2):220-231,292.
[49]	赵利刚, 李承东, 武志宇, 等. 豫西五里川-寨根一带秦岭岩群碎屑锆石U-Pb年龄研究[J]. 中国地质, 2018, 45(4):753-766.
[50]	第五春荣, 孙勇, 刘良, 等. 北秦岭宽坪岩群的解体及新元古代N-MORB[J]. 岩石学报, 2010, 26(7):2025-2038.
[51]	相振群, 陆松年, 李怀坤, 等. 华北克拉通中元古代岩浆事件群[J]. 地质调查与研究, 2020, 43(2):137-152.
[52]	呼延钰莹, 路玉. 小秦岭熊耳群火山岩锆石U-Pb年龄及其地球化学特征[J]. 地质科技情报, 2016, 35(5):1-8.
[53]	赵太平, 翟明国, 夏斌, 等. 熊耳群火山岩锆石SHRIMP年代学研究:对华北克拉通盖层发育初始时间的制约[J]. 科学通报, 2004, 49(22):2342-2349.
[54]	崔敏利, 张宝林, 彭澎, 等. 豫西崤山早元古代中酸性侵入岩锆石/斜锆石U-Pb测年及其对熊耳火山岩系时限的约束[J]. 岩石学报, 2010, 26(5):1541-1549.
[55]	翟明国, 胡波, 彭澎, 等. 华北中-新元古代的岩浆作用与多期裂谷事件[J]. 地学前缘, 2014, 21(1):100-119.
[56]	陆松年, 李惠民. 蓟县长城系大红峪组火山岩的单颗粒锆石U-Pb法准确定年[J]. 中国地质科学院院报, 1991(1):137-146.
[57]	陆松年, 李怀坤, 李惠民, 等. 华北克拉通南缘龙王石童碱性花岗岩U-Pb年龄及其地质意义[J]. 地质通报, 2003, 22(12):762-768.
[58]	李承东, 赵利刚, 常青松, 等. 豫西洛峪口组凝灰岩锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄及地层归属讨论[J]. 中国地质, 2017, 44(3):511-525.
[59]	张家辉, 王惠初, 郭敬辉, 等. 华北克拉通怀安杂岩中-2.03 Ga变质石榴花岗岩的成因及其对古元古代裂谷事件的制约[J]. 地质调查与研究, 2020, 43(2):114-126.
[60]	第五春荣, 刘祥, 孙勇. 华北克拉通南缘太华杂岩组成及演化[J]. 岩石学报, 2018, 34(4):999-1018.
[61]	薛生升, 林伟, 张双奎, 等. 中条山地区郭家沟基性-超基性岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地质意义[J]. 地质与勘探, 2019, 55(1):64-76.
[62]	贾晓亮. 小秦岭和鲁山地区太华杂岩的研究:对华北南缘基底演化的意义[D]. 西安: 西北大学, 2016:1-190.
[63]	王洪亮, 陈亮, 孙勇, 等. 北秦岭西段奥陶纪火山岩中发现近4.1 Ga的捕虏锆石[J]. 科学通报, 2007, 52(14):1685-1693.
[64]	李名则, 吴才来, 雷敏, 等. 东秦岭南召地区花岗岩岩石地球化学特征及LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄[J]. 地质论评, 2014, 60(2):427-442.
[65]	ABDALLASAMED M I M, WU Yuanbao, ZHANG Wenxiang, et al. Early Paleozoic high-Mg granodiorite from the Erlangping unit,North Qinling orogen,central China:Partial melting of metasomatic mantle during the initial back-arc opening[J]. Lithos, 2017, 288/289:282-294. DOI URL
[66]	翟文建, 赵焕, 崔霄峰, 等. 北秦岭孤山坪地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成[J]. 地质科技通报, 2020, 39(5):127-138.
[67]	李源, 杨经绥, 裴先治, 等. 秦岭造山带早古生代蛇绿岩的多阶段演化:从岛弧到弧间盆地[J]. 岩石学报, 2012, 28(6):1896-1914.
[68]	李承东, 赵利刚, 许雅雯, 等. 北秦岭宽坪岩群变质沉积岩年代学及地质意义[J]. 中国地质, 2018, 45(5):992-1010.
[69]	王晓霞, 王涛, 张成立. 秦岭造山带花岗质岩浆作用与造山带演化[J]. 中国科学:地球科学, 2015, 45(8):1109-1125.
[70]	陈岳龙, 李大鹏, 周建, 等. 中国西秦岭碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义[J]. 地学前缘, 2008, 15(4):88-107.
[71]	DONG Yunpeng, ZHANG Xiaoning, LIU Xiaoming, et al. Propagation tectonics and multiple accretionary processes of the Qinling Orogen[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2015, 104:84-98. DOI URL
[72]	吴元保, 郑永飞. 华北陆块古生代南向增生与秦岭-桐柏-红安造山带构造演化[J]. 科学通报, 2013, 58(23):2246-2250.
[73]	DONG Yunpeng, ZHANG Guowei, NEUBAUER F, et al. Tectonic evolution of the Qinling orogeny,China:Review and synthesis[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2011, 41(3):213-237. DOI URL
[74]	杨敏, 刘良, 王亚伟, 等. 北秦岭二郎坪杂岩变沉积岩碎屑锆石年代学及其构造地质意义[J]. 岩石学报, 2016, 32(5):1452-1466.
[75]	CAWOOD P A, HAWKESWORTH C J, DHUIME B. Detrital zircon record and tectonic setting[J]. Geology, 2012, 40(10):875-878. DOI URL