索倫山-賀根山構(gòu)造帶中a型花崗巖的形成時(shí)代及地質(zhì)意義

索倫山-賀根山構(gòu)造帶中a型花崗巖的形成時(shí)代及地質(zhì)意義

a型花崗巖是corder和其他提出的一種特殊類型的花崗巖。它以其豐富的堿、貧水和豐富的氟為特征，并在非造山構(gòu)造環(huán)境中受到控制?，F(xiàn)在一般認(rèn)為A型花崗巖可以劃分為2種不同類型,一類為非造山型,通常侵位于板內(nèi)裂谷環(huán)境,并伴有大量的同時(shí)代鎂鐵質(zhì)巖石的出露,或者可能是地幔柱或地幔熱點(diǎn)活動(dòng)的結(jié)果;另一類為后造山型,通常定位于陸-陸碰撞的后造山環(huán)境。盡管2類A型花崗巖在巖石學(xué)和地球化學(xué)上有各自的特點(diǎn),但無一例外地形成于拉張環(huán)境。華北-塔里木板塊與西伯利亞板塊之間的縫合位置和時(shí)間一直是北方造山帶研究中一個(gè)存有爭(zhēng)議的問題[8,9,10,11,12,13,14,15,16],有研究者認(rèn)為位于內(nèi)蒙古中部的索倫山-賀根山構(gòu)造帶是兩板塊的最終拼合碰撞帶[10,13,14,15,16,17,18,19]。索倫山-賀根山構(gòu)造帶從蘇尼特左旗北部通過。在蘇尼特左旗地區(qū)廣泛分布近東西向的島弧型及與碰撞有關(guān)的巖漿巖帶、超基性巖[14,15,16,17,18,19]。在該帶的北部白音烏拉—東烏珠穆沁旗一帶出露大量的早二疊世A型花崗巖,在該帶內(nèi)的錫林浩特地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了早二疊世A型花崗巖的出露。本文所采的樣品相當(dāng)于前人所劃的沙爾塔拉A型花崗巖,前人根據(jù)其中鉀長(zhǎng)石K-Ar法所測(cè)定的年齡(127Ma),認(rèn)為該A型花崗巖的時(shí)代為白堊紀(jì),但是本文最新的精確的鋯石SHRIMPU-Pb測(cè)定結(jié)果顯示,該A型花崗巖的形成時(shí)代為三疊紀(jì)。本文在巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)及高精度鋯石SHRIMPU-Pb年代學(xué)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合前人的資料,確定了在索倫山-賀根山構(gòu)造帶內(nèi)存在三疊紀(jì)A型花崗巖體,并討論了其地質(zhì)意義。1巖石組成和組成蘇尼特左旗A型花崗巖位于內(nèi)蒙古蘇尼特左旗附近,出露面積約120km2(圖1),構(gòu)造上位于索倫山-賀根山構(gòu)造帶內(nèi)。過去將該帶內(nèi)的花崗巖分為2類:與島弧有關(guān)的角閃閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、英云閃長(zhǎng)巖和與碰撞有關(guān)的二長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖等[14,16,17,18,19,24,25]。該帶的北部和南部分別發(fā)育有二連-賀根山蛇綠巖帶和溫都爾廟蛇綠巖帶。蘇尼特左旗A型花崗巖與周圍的加里東期石英閃長(zhǎng)巖、二疊系地層呈侵入接觸關(guān)系。巖石具條紋、蠕英結(jié)構(gòu),主要組成礦物為鉀長(zhǎng)石(40%±)、更—鈉長(zhǎng)石(25%±)、石英(30%±)和云母(<5%)。鉀長(zhǎng)石為條紋長(zhǎng)石、微斜條紋長(zhǎng)石,呈他形—半自形寬板狀,有的內(nèi)含小的斜長(zhǎng)石和黑云母晶體,條紋長(zhǎng)石的主晶為正長(zhǎng)石,微斜條紋長(zhǎng)石的主晶為微斜長(zhǎng)石,客晶均為呈細(xì)脈狀、樹枝狀、蠕蟲狀的鈉長(zhǎng)石條紋。更—鈉長(zhǎng)石呈半自形板狀,具絹云母化。石英呈齒形、他形粒狀,具波狀消光,亞顆粒發(fā)育。黑云母呈暗褐—淺黃褐色片狀,有的被白云母交代。副礦物主要為鋯石及不透明礦物。2稀土元素地球化學(xué)主量元素、微量元素和稀土元素在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院測(cè)試中心用XRF法及ICP-MS法分析,分析結(jié)果列于表1。蘇尼特左旗A型花崗巖的常量元素分析結(jié)果顯示其高SiO2(75.88%~77.74%),低CaO(0.17%~0.58%),高堿(K2O=4.37%~5.02%、Na2O=3.29%~3.90%、K2O+Na2O=8.19%~8.71%),低Fe(FeO+Fe2O3=0.85%~1.60%)、MnO(0.02%~0.05%)、MgO(0.01%~0.04%)、P2O5(0.01%)。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分型式具明顯的負(fù)Eu異常(圖2),δEu=0.03~0.06,稀土元素(除Eu外)及Ga、Zn、Zr、Nb含量高,Ba、Sr含量低,在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖上,具Ba、Nb、Sr、P、Eu和Ti的負(fù)異常(圖3);10000×Ga/Al的值為3.08~3.70,接近全球典型A型花崗巖的平均值3.75,在10000×Ga/Al對(duì)有關(guān)元素圖解(圖4)上,該A型花崗巖的成分均位于全球A型花崗巖的集中區(qū)。在Rb/Nb-Y/Nb及Y-Nb-Ce圖解(圖5)上,蘇尼特左旗A型花崗巖落入A2區(qū),表明蘇尼特左旗A型花崗巖的形成可能與造山后的巖石圈伸展作用有關(guān)。3巖漿鋯石的u-pb年齡被測(cè)樣品(MS4-1)采自蘇尼特左旗A型花崗巖體的中部(取樣點(diǎn)位置:43°50′06.2″N、113°52′16.6″E)。其中鋯石大都呈等粒或短柱狀,自形程度高,半透明,淡黃色。鋯石的陰極發(fā)光圖像顯示有些鋯石具有韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖6),具巖漿鋯石的特征。該樣品中21粒鋯石的SHRIMPU-Pb分析給出的年齡在203~232Ma的范圍內(nèi)(表2)。在一致曲線圖(圖7)中,數(shù)據(jù)點(diǎn)成群分布于一致曲線上或其附近,206Pb/238U比值年齡的加權(quán)平均值為222Ma±4Ma(n=21,Chisquare=1.1668)。該年齡被解釋為蘇尼特左旗A型花崗巖的侵位年齡。前人對(duì)其中鉀長(zhǎng)石進(jìn)行K-Ar測(cè)年得出該巖體的侵位年齡為127Ma,該年齡明顯低于本文所報(bào)道的此巖體的鋯石U-Pb年齡,可能是本區(qū)后期的構(gòu)造熱事件造成Ar丟失所致。4成巖時(shí)代及區(qū)域地質(zhì)背景巖相學(xué)和巖石化學(xué)特征顯示,蘇尼特左旗花崗巖為A型花崗巖,與造山后(A2型花崗巖)的堿鈣質(zhì)A型花崗巖有一定的相似之處,與世界上典型的A型花崗巖接近。古亞洲洋的演化是學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一,自新元古代末古亞洲洋開始向南北兩側(cè)俯沖,經(jīng)歷若干微陸塊之間、微陸塊與南北大陸之間的碰撞,分別在西伯利亞板塊南緣和華北板塊北緣形成相應(yīng)的溝-弧-盆體系。在內(nèi)蒙古中部形成了3條規(guī)模宏大的花崗巖帶,由南向北分別是白云鄂博-赤峰巖帶、蘇尼特-錫林郭勒巖帶和白音烏拉-東烏珠穆沁旗巖帶。北部的白音烏拉-東烏珠穆沁旗一帶出露大量的早二疊世A型花崗巖,在蘇尼特-錫林郭勒巖帶內(nèi)錫林浩特地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了早二疊世A型花崗巖的出露。本文所報(bào)道的蘇尼特左旗A型花崗巖的侵位時(shí)代晚于前兩者,但與張廣才嶺地區(qū)、小興安嶺東部清水A型花崗巖的形成時(shí)代相一致。研究區(qū)位于內(nèi)蒙-大興安嶺褶皺系的范圍內(nèi),即位于東北造山區(qū)內(nèi)。地層學(xué)研究表明,本區(qū)早二疊世處于裂陷盆地演化階段,最終結(jié)束于早二疊世末。興蒙造山帶自三疊紀(jì)開始就發(fā)生了大規(guī)