內(nèi)蒙古扎魯特旗嘎亥圖鎮(zhèn)塔格他圖-包爾溫都爾一帶，發(fā)育一套總體呈北東向展布的砂板巖夾淺變質(zhì)中酸性火山碎屑巖的巖性組合，地層傾向300～350°，傾角變化較大，在15～70°之間。該套地層在1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中劃為下二疊統(tǒng)大石寨組*遼寧省第二區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì).1∶20萬扎魯特旗幅(L-51-31)、阿魯科爾沁旗幅(K-51-1)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.1972.。2006～2008年內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，在扎魯特旗北部地區(qū)從事1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(shí)，在原劃為下二疊統(tǒng)大石寨組中首次采集到了疑似早石炭世古植物化石Archaeocalamitessp.(古盧木)，以化石為依據(jù)，將該套地層對(duì)比為色日巴彥敖包組，時(shí)代為晚泥盆世-早石炭世[1]。2010～2012年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心，在扎魯特旗地區(qū)開展1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，認(rèn)為原色日巴彥敖包組從巖貌及巖性組合特征上是2套地層的可能性更大，在原色日巴彥敖包組采集了3件碎屑巖同位素測(cè)年樣品(樣品采在產(chǎn)古植物化石Archaeocalamitessp.(古盧木)的層位)，對(duì)采集的樣品采用LA-ICP-MS技術(shù)，進(jìn)行了鋯石U-Pb年齡測(cè)定(其中2件的年齡數(shù)據(jù)已發(fā)表[2])，旨在通過鋯石測(cè)年為該套地層提供同位素年代學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況與樣品采集

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古扎魯特旗北部，即賀根山-嫩江-黑河以南，西拉木倫河-長(zhǎng)春-延吉以北，區(qū)內(nèi)主要出露上古生界二疊系林西組及中生代晚侏羅世火山巖。

測(cè)年樣品采在原色日巴彥敖包組產(chǎn)出疑似古盧木化石的層位(圖1)。樣品Dt035TW(采樣點(diǎn)坐標(biāo)：21343549,4964165)，巖性為褐灰色沉凝灰?guī)r，具塊狀構(gòu)造，巖石具砂狀結(jié)構(gòu)、凝灰結(jié)構(gòu)和泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。顯微鏡下鑒定結(jié)果：主要由長(zhǎng)石碎屑(約15%)、石英碎屑(約5%)、填隙物(約70%)組成。長(zhǎng)石碎屑，棱角狀，見聚片雙晶發(fā)育，粒度0.02～0.5mm；石英碎屑，棱角狀，粒度0.02～0.3mm；填隙物呈鱗片狀，由黏土物質(zhì)、鐵質(zhì)和褐色云母類礦物組成。巖石中石英巖脈發(fā)育，局部見斜長(zhǎng)巖脈發(fā)育，石英巖脈和斜長(zhǎng)巖脈各占5%左右。

圖 1 研究區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[2]，有修改)

2 樣品測(cè)試

測(cè)年樣品的加工和鋯石挑選工作由河北省地質(zhì)測(cè)繪院巖礦實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成。鋯石制耙、陰極發(fā)光圖像處理、鋯石U-Pb同位素定年均由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(GPMR)完成。

激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005，激光束斑直徑為32μm，激光剝蝕過程中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，Ar為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度；ICP-MS為Agilent 7500a，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素質(zhì)量分餾校正。對(duì)分析數(shù)據(jù)包括鋯石微量元素、同位素比值及年齡計(jì)算的處理，采用軟件ICPMSDataCa[3,4]完成。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同文獻(xiàn)[3,4]。

3 分析測(cè)試結(jié)果

筆者對(duì)原色日巴彥敖包組樣號(hào)Dt035TW沉凝灰?guī)r樣品中的108粒鋯石進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析(表1)。從代表性鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像(圖2)中可以看出鋯石呈柱狀、橢圓、不規(guī)則形狀產(chǎn)出，鋯石多具有不同程度的溶蝕、破碎、磨圓；鋯石顆粒較小，多數(shù)分布在70～180μm之間；具有明顯的巖漿震蕩環(huán)帶，且Th/U介于0.18～2.53之間，絕大多數(shù)樣品Th/U大于0.4，與CL圖像分析結(jié)果一致，說明所測(cè)鋯石絕大部分為巖漿鋯石。

表1 扎魯特旗地區(qū)侏羅紀(jì)沉凝灰?guī)r碎屑LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結(jié)果

續(xù)表1

注：標(biāo)星號(hào)“*”的樣品數(shù)據(jù)為不諧和的數(shù)據(jù)；1σ為誤差限。

圖2 鋯石CL圖像

圖3 沉凝灰?guī)r樣品鋯石U-Pb諧和圖

圖4 鋯石年齡頻率分布

樣品測(cè)試分析的108個(gè)測(cè)試點(diǎn)，碎屑鋯石年齡譜顯示：鋯石年齡分布于141±14～533±5Ma之間(圖2)，其中Dt035TW-11等10個(gè)測(cè)點(diǎn)年為不諧和年齡(詳見數(shù)據(jù)表，不諧和的原因可能是鋯石在遭受變質(zhì)過程中鉛丟失造成的)，年齡計(jì)算時(shí)已剔除，其余98個(gè)測(cè)試分析點(diǎn)具有諧和或基本諧和的年齡，數(shù)據(jù)基本位于諧和曲線上及其附近(圖3)。從鋯石U-Pb年齡分布圖(圖4)中可以看出，樣品測(cè)試數(shù)據(jù)按年齡值和頻率分布特征可大致分為2組：第一組鋯石206Pb/238U年齡集中在141～199Ma之間，峰值年齡為163Ma，其中最年輕的年齡為141±14Ma，該組年齡限定了其沉積下限年齡，占有效點(diǎn)數(shù)的96%(n=94)；另一組206Pb/238U較少，諧和年齡主要有4個(gè)，分別為207±8Ma、227±4Ma、263±2Ma、533±5Ma。

4 討論

《內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》[5]對(duì)色日巴彥敖包組的定義：指分布于蘇尼特左旗至阿巴嘎旗一帶，不整合于溫都爾廟群之上的一套海相碎屑巖組合，主要由復(fù)成分礫巖、雜砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖及少許火山物質(zhì)組成，偶夾薄層灰?guī)r或灰?guī)r透鏡體。內(nèi)蒙古地質(zhì)調(diào)查院[3]厘定的色日巴彥敖包組，疑似古植物化石Archaeocalamitessp.(古盧木)是其厘定色日巴彥敖包組的主要依據(jù)，在扎魯特旗地區(qū)未見到其與古生代地層的直接接觸，在塔格他圖一帶被中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組和上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組火山巖不整合覆蓋；在包爾溫都爾一帶被早白堊世中細(xì)粒(石英)閃長(zhǎng)巖侵入。所以，從地層疊置關(guān)系上不能確定該組的層位。筆者的測(cè)年樣品沉凝灰?guī)r采自化石產(chǎn)出層位，碎屑鋯石的測(cè)年分析顯示最年輕的鋯石年齡為141±14Ma，推測(cè)該地層沉積下限約為141Ma。李曉海的2個(gè)碎屑鋯石樣品采在產(chǎn)出植物化石層位的下伏地層中(采樣位置見圖1)，分析數(shù)據(jù)顯示砂巖碎屑鋯石的最小年齡為252Ma，并結(jié)合巖性組合特征，將其劃為上二疊統(tǒng)林西組[2]。所以，該次研究和李曉海[2]采集的2件碎屑巖測(cè)年樣品的分析數(shù)據(jù)為原色日巴彥敖包組是兩套地層提供了同位素年代學(xué)的證據(jù)。

化石產(chǎn)出層位所在剖面巖性組合為酸性火山碎屑巖夾沉積巖，從巖性組合特征來看，其與白音高老組十分相似(根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[5]和內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[6]對(duì)白音高老組的描述，該組上部為酸性熔巖、凝灰?guī)r、英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，下部為凝灰質(zhì)砂礫巖、細(xì)砂巖夾粉砂質(zhì)泥質(zhì)頁(yè)巖及少量酸性凝灰?guī)r、熔巖)。近年來對(duì)大興安嶺地區(qū)白音高老組火山巖的研究，獲得了大量的同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)[7～20]，不同學(xué)者根據(jù)所取得的年齡數(shù)據(jù)將其置于上侏羅統(tǒng)[7～12]和下白堊統(tǒng)[13～20]。孫德有[21]、李世超[22]的研究也證明了大興安嶺火山巖具有明顯的穿時(shí)性。該次研究取得141Ma的年齡值與茍軍[13](141～139Ma，流紋巖)及黃明達(dá)[20](144Ma，流紋巖)所取得的數(shù)據(jù)非常接近。綜上，筆者認(rèn)為從年齡數(shù)據(jù)及巖性組合上將測(cè)年樣品產(chǎn)出層位劃為白音高老組都是相對(duì)合理的。按照最新的中國(guó)地層委員會(huì)發(fā)表的中國(guó)地層表(試用稿)，將侏羅紀(jì)與白堊紀(jì)之間的界線置于145Ma，所以該樣品所在層位應(yīng)為下白堊統(tǒng)。

5 結(jié)論

1)根據(jù)原色日巴彥敖包組碎屑鋯石U-Pb定年結(jié)果，測(cè)年沉凝灰?guī)r碎屑鋯石的最小年齡為141Ma，結(jié)合巖性組合特征，將其劃為下白堊統(tǒng)白音高老組。

2)結(jié)合已發(fā)表的論文數(shù)據(jù)，建議將原劃為色日巴彥敖包組的地層解體為上二疊統(tǒng)林西組和下白堊統(tǒng)白音高老組。

3)內(nèi)蒙古扎魯特旗地區(qū)原色日巴彥敖包組的解體，將對(duì)深刻認(rèn)識(shí)該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造演化起到積極的推進(jìn)作用。

在論文寫作過程中得到了沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心張海華工程師的指導(dǎo)，在此表示感謝。

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