LA-ICP-MS U-Pb dating of detrital zircons from the Permian sandstones in north side of Xar Moron River suture belt and its tectonic implications

Abstract

The study area is geographically located in the northern side of Xar Moron River suture belt in the eastern Inner Mongolia and the southern Da Hingg an Mountains and tectonically between the Sonidzuoqi Xilinhot southern Xi Ujimqin suture belt and Xar Moron River suture belt. It's a key area for the study on the collision process between the northern margin of North China Plate and the blocks to the north. The detrital zircons from Permian sandstones in Hexigten Banner (Keqi for short) and Linxi areas in the northern side of Xar Moron River suture belt have been dated by LA-ICP-MS U-Pb method. The dating results suggest that the previous Mid-Permian "Zhesi" Fm. is probably a Late Permian or even Early Triassic sedimentary sequence. The provenance of the Permian sediments in Keqi and Linxi areas is mainly from Sonidzuoqi-Xilinhot sourthern Xi Ujimqin magma arc in the north, and partly from the northern margin of North China Plate. It is indicated that the collision between the northern margin of North China Plate and the blocks to the north had started in Late Permian during the Linxi Fm. depositing, the Permian sediments provenance in Linxi and Keqi areas mixed those from the north and south, and the final closure time was about 250 Ma.

Full text

第36 卷 第 4期地球科学   中国地质大学学报 V ol. 36 No . 4
2 0 1 1 年7月E art h Sc ien ce Jour nal of China U niver sit y o f Geosciences July 2 0 1 1
doi: 10. 3799/ dqkx. 2011. 070
基金项目:国家自然科学重点基金项目( No. 40739905) ; 博士点基金项目( N o. 200801830041) ; 国家油气专项( N o. 2009GY XQ 12) ; 中国石油化
工股份有限公司科技开发项目( No. G080006ZS327) ; 国家留学基金建设高水平大学公派研究生项目( No . 2008617114) .
作者简介:韩国卿( 1982- ) , 男,博士研究生,主要从事构造地质学和构造年代学研究. Em ail: h ang u oqing ster@ ya hoo . cn
*通讯作者:刘永江, Email: yongjian g@ jlu. edu. cn
西拉木伦河缝合带北侧二叠纪砂岩碎屑锆石
LAICPMS UPb 年代学及其构造意义
韩国卿1, 2 ,刘永江1* ,温泉波1,李伟1,吴琳娜1, 3 ,
赵英利1,丁凌1, 4 ,赵立敏1,梁琛岳1
1. 吉林大学地球科学学院,吉林长春 130061
2. 萨尔茨堡大学地质与地理系,奥地利萨尔茨堡 A5020
3. 冀东油田勘探开发研究院,河北唐山 063004
4. 中国冶金地质总局第一地质勘查院,河北燕郊 101601
摘要:研究区位于西拉木伦河缝合带北侧,地理位置位于内蒙古东部草原区、大兴安岭南段,构造部位介于苏尼特左旗-锡林
浩特-西乌珠穆沁旗南缝合线和西拉木伦河缝合带之间,是讨论华北地块北缘与其北侧地块拼贴过程的关键地区.通过对西
拉木伦河缝合带北侧克什克腾旗(简称克旗)和林西地区二叠纪砂岩进行碎 屑锆石 L AICPM S UPb 年代学研究,认为克旗
地区原中二叠世哲斯组可能为一套晚二叠世甚至早三叠世沉积.克旗、林西地区二叠纪的沉积物源主要来自 其北侧的苏尼
特左旗-锡林浩特-西乌旗南的岩浆弧,并有华北板块北缘物源混入,华北板块北缘与其北侧地块应 在晚二叠世林西组沉积
时期已经开始碰撞,导致林西地区林西组沉积具有南北两侧混合物源特征,板块碰撞的最终闭合的时间应在 250 M a 左右.
关键词:缝合带;砂岩;锆石;地质年代学;构造学.
中图分类号: P 597 文章编号: 1000- 2383( 2011) 0 4- 0687- 16 收稿日期: 2010- 11- 16
LAICPMS UPb Dating of Detrital Zircons from the Permian Sandstones in
North Side of Xar Moron River Suture Belt and Its Tectonic Implications
H AN G uoqing1, 2 , LIU Yon gjiang1* , WE N Q uanb o1, LI W ei1, W U L inna1, 3 ,
Z H A O Y ingli1, DING L ing1, 4 , ZH A O L im in1, L IAN G Cheny ue1
1. C ol le ge of E ar th Sci ence s, J il in Uni v er si ty , Chan g chun 130061, Chi na
2. I ns tit ut e of Geo l ogy an d P alae ont ol ogy , Unive r si ty o f S al z bur g , S al z bur g A5020, A ust ri a
3. R esear ch I ns titu te o f Ex p l ora ti on and D ev e lop m ent , J i d ong Oil f i el d , T ang s han 063004, China
4. T he 1s t Geo log ica l Ex p lo rat i on Ins ti tut e of China E xp l or ati on Bu rea u , Yanj iao 101601, C hi na
Abstract: T he st udy area is g eog rap hically located in th e nor t hern s ide of X ar M o ro n Riv er sut ur e belt in th e ea st ern Inner M on
g ol ia and t h e south ern Da H inggan M ount ains and tectonically betw een the SonidzuoqiXilinh ots o uth ern Xi U jim qin s ut u re b el t
and Xar M oro n River s utu r e b elt . Its a key area for t he stu dy on t he co llision pr ocess b etw een t he no rth ern m ar gi n of N or t h
China P late and t he b locks t o th e n or t h. T he det rit al zircon s fr om P er mian s andst on es in H exig t en Bann er ( K e qi f o r s ho rt) an d
Linx i ar eas in t he n or th ern side o f X ar M o ro n R iver sut ure b elt hav e be en dat ed by LAICPM S UPb m et ho d. T he dati ng re
su lts s u gg est t hat the previ ou s M idPe r mian ZhesiFm. i s prob ab ly a Late Per m ian or ev en Early T ri assic sedimentary se
quen ce. T h e p ro ven ance of t he P erm ian s edimen ts in Ke qi an d L inx i ar eas i s m ainly f rom S o nidzu oqiXilinho ts ourthern Xi
U jimqin magm a ar c in the nort h , and partly f rom th e nor t hern mar gin of No rth China Pl at e. It i s indicated that t he co llision be
tw een t he nor thern m arg in of N or t h China P late and the block s to the n ort h h ad st ar ted in Late Perm ian during the L inx i Fm.

地球科学   中国地质大学学报 第 36 卷
depos iti ng, t he Per m ian sed iment spr oven an ce in L in x i and Keq i ar ea s mix ed th ose f ro m th e no rth a nd s o uth, and t he fi nal clo
su re t im e w as abo ut 2 50 M a.
Key words: s ut ur e be lt; sand st on es ; zircon s ; g eoch ron o logy; tect onics .
  对于华北板块与西伯利亚板块之间的碰撞拼贴
过程及其夹持区域属性的研究,可以追溯到 20 世纪
中期.黄汲清先生依据槽台学说的稳定和活动两种
大地构造单元的比较大地构造学思想,将华北板块
与西伯利亚板块两个稳定块体夹持的广大区域界定
为地槽褶皱带,将东北地区划归于东亚海西地槽褶
皱带,并命名为兴蒙海槽( H u ang , 19 45; 黄汲清和
姜春发, 1962; 黄汲清等, 1977, 1 980) . 20 世纪 80 年
代以来,板块构造理论引入我国,众多大地构造学家
对原来的槽台理论进行了重新认识,认为西伯利亚
板块与华北板块、塔里木板块之间的弧形区域应属
造山带范畴,并将其命名为中亚造山带,对处于该
造山带东段的东北地区,先后提出存在众多微板块
或地块、多条缝合带、多岛洋(李春昱等, 1982; 张
贻侠等, 1998; 李双林和欧阳自远, 1998; 任纪舜等,
1999) 、黑龙江中、小板块群(张梅生等, 1998; 谢鸣
谦, 2000 ) 、满 洲 地 块( Sengr and Natalin,
图1研究区大地构造背景(据Jian e t a l . , 2008, 修改)
Fig . 1 Sket ch ma p of the g eology of r esearch f ield
1996) 或佳-蒙地块(王成文等, 2008) , 以及众多
微板块或地块不断拼合的观点( L i, 1987; 余和中
等, 2001; 彭玉鲸等, 2002; Xiao e t al. , 2003; 李锦
轶等, 2007; Miao et al . , 2007b , 2008; Jian et al . ,
2008; Chen et al. , 2009) . 对于各微板块或地块以
及它们之间缝合带的位置、名字,不同学者有不同的
认识.目前,对于西伯利亚板块东段碰撞闭合的最终
缝合线为蒙古-鄂霍茨克缝合带,闭合时间为晚侏
罗-早白垩世的观点已达成共识(赵越等, 1994; 张
梅生等, 1998; van der V oo et al . , 1999) ; 对于华北
板块北缘与其北侧地块的碰撞拼贴的演化过程及最
终的闭合时间和位置,由于其间存在多条断续出露
的不同时代的蛇绿岩带、高压变质岩带(蓝片岩)、构
造杂岩带、岩浆岩带,此外,还夹杂着性质不明的肢
解的古老岩块(图1) , 使这一问题变得更为复杂.通
过对前人关于华北板块北缘与其北侧地块碰撞拼合
过程研究现状的总结(王玉净和樊志勇, 1997; C hen
et al . , 2000, 2009; 陈斌等, 2001; 张艳斌等, 2002 a,
2002b; 孙德有等, 2004; 郗爱华等, 2006; Wu et al . ,
2007) , 可以将华北板块北缘以北地区依据出露的蛇
绿岩划分出 4条缝合带:贺根山缝合带、苏尼特左旗
-锡林浩特缝合带、索伦-林西缝合带以及温都尔
庙-西拉木伦河缝合带(图1 ) ( Jian et al . , 2008) .
688

第4期韩国卿等:西拉木伦河缝合带北侧二叠纪砂岩碎屑锆石 L AICPM S UPb 年代学及其构造意义
最新的年代学研究表明,这些缝合带标志体  蛇
绿岩的形成时代多集中在晚石炭世-早、中二叠世
( M iao et al . , 2007b, 2008) : 如贺根山蛇绿岩年龄
为~ 295 Ma, 交其尔蛇绿岩年龄为 343 7 M a, 温都
尔庙蛇绿岩年龄为 26 0 12 M a, 半拉山蛇绿岩年龄
为256 M a. 此外,西拉木伦河北部杏树洼蛇绿岩带
硅质岩中放射虫的时代为二叠纪(王玉净和樊志勇,
1997) ; 苏尼特左旗碰撞相关的岩浆岩指示华北板块
同其北侧南蒙古微地块闭合时间在 296~ 234 Ma
( Chen et al . , 2009) ; 西拉木伦河沿岸双井地区同
碰撞花岗岩体侵位时间主要集中在晚二叠纪-早三
叠纪(李锦轶等, 2007) ; 西拉木伦河缝合带东段吉中
地区同碰撞花岗岩、碰撞相关的变质事件的年龄也
主要集中在二叠纪末-早三叠世(张艳斌等, 2002a,
2002b; 孙德有等, 2004; 郗爱华等, 200 6; Wu et al . ,
2007) , 可见,二叠纪是华北板块北缘与其北侧地块
碰撞拼贴演化的关键时期,但对于二者之间具体演
化过程和模式,不同学者对它们的认识有所不同.针
对这一问题,本文从碎屑锆石年代学的角度,对西拉
木伦河缝合带与苏尼特左旗-锡林浩特缝合带之间
的克旗以及林西地区二叠纪碎屑岩进行碎屑锆石年
代学研究,试对华北板块北缘与其北侧地块的碰撞
拼贴过程、最终的闭合时间等问题进行探讨.
1地质概况与样品采集
研究区(克旗地区和林西地区)位于内蒙古自治
区东部草原区,即大兴安岭南段、西拉木伦河的北岸;
行政区划归属于赤峰市.该区出露最老的地层为 Pt1
宝音图群,原岩为基性火山岩,时代约 2 500 M a( 张玉
清和苏宏伟, 2002) , 但现今诸多学者认为其可能为一
套晚古生代早期的前弧沉积( Shi et al . , 2003; Chen
et al. , 2009) ; 沿西拉木伦河缝合带出露有少量的
S3D1西别河组地层;研究区北部出露少量的石炭纪
辉长岩和本巴图组地层;本区主要出露上古生界二叠
系地层和中生代侏罗系、白垩系火山碎屑岩及火山熔
岩,其中二叠系地层整体呈宽缓褶皱出露,褶皱轴向
为NE 向,详细的岩性特征见表 1; 此外,不同时代的
花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩发育,尤其是中生代
岩浆事件最为显著(图2) .
克旗 地 区 二叠 纪 哲 斯组 砂岩 样 品 (样 号:
212K Q1; 采样点 GPS 读数: 4 31353. 0N, 11714
05. 2E) 位于克什克腾旗西侧,西拉木伦河北岸(图
2) . 前人在 120 万地质图上把该二叠系地层定名
为于家北沟组,根据地层重新清理编制的全国 1
50 万数字地质图本文把其定为哲斯组.邵济安等
( 2007) 认为二组时代相当,为同期异相沉积,在岩石
组合和动植物化石组合等方面均有差异,并以西拉
木伦河为界,南侧定为于家北沟组,北侧定为哲斯
组.通过野外地质考察,确定其为一套灰色砂岩、粉
砂岩、暗色泥岩互层,且含有植物碎片.砂岩骨架成
分统计采用 D ickinson and Suczek ( 1979 ) 方 法
( Dickinson et al . , 1983) , 对粒度介于 0. 063 ~
2. 000 mm 的矿物颗粒进行统计,统计颗粒数均大于
300, 详细的统计结果已另文发表.克旗地区样品矿
物组成以石英为主( 57% ) , 其中石英含量包括多晶
表1克旗和林西地区二叠系地层(据邵济安等, 2007, 略有修改)
T ab le 1 T h e Per mian st rata in K eqi and Linx i ar eas
地层时代 组 岩性特征及上下地层间关系
P3林西组
分布广泛,岩性较单一,主要由黑色板岩、粉砂质板 岩、粉砂岩、砂岩组成,含植物和淡水双壳
类化石,上限不清,下部与早二叠统为整合或平行不整合接触关系,出露厚度一 般为 2 699 m;
在区域上由若干沉积盆地组成,横向上各盆地由西向东碎屑岩粒度变细,纵向上由下 向上碎
屑粒度变细;该组湖相和深湖相沉积所含动、植物化石的时代为晚二叠世,植物化石为安哥拉
植物群
P2哲斯组
原称黄岗梁组、西乌旗组,下部为黄绿色砂砾岩、灰色生物碎屑岩和硅质岩,含大量早二叠世
中晚期的腕足类、珊瑚和少量苔藓虫,不含 ;上部为灰色块状炭质粉砂岩、板岩,夹灰岩透镜
体,海相化石以腕足类为主,菊石等次之,并有大量植物化石,总 厚 2 238 m; 其上与林西组连
续沉积,其下与大石寨组为角度不整合关系
P1大石寨组
分布广泛,为浅海-滨海相的细碧岩、角斑岩及凝灰 岩组合,夹 正常碎屑岩,含早二叠世早期
的腕足、珊瑚、苔藓等化石,厚2 680 m; 该组地层呈北东向展布,可分为北(西乌旗经罕乌拉到
霍林河市南都)、中(哈尔呼舒到大石寨)、南(巴林 右旗到科尔沁右翼中旗) 3 个带;底 部为一
套滨海相砂、板岩组合,下限不清,部分学者称其为青风山组.在巴林左旗碧流台、科尔沁右翼
中旗等地该碎屑岩出露较好
689

地球科学   中国地质大学学报 第 36 卷
图2克旗和林西地区
F ig. 2 Geo log y ma p o f Li nxi an d K eqi ar eas
1. 下元古界宝音图群; 2. 中二叠统哲斯组; 3. 下泥盆统西别河组; 4. 中二叠统于家北沟组; 5. 石炭系辉长岩; 6. 上二叠统林西组; 7. 上 石炭统本
巴图组; 8. 二叠纪花岗岩组合; 9. 下二叠统大石寨组; 10. 三叠纪花岗岩; 11. 下二叠统额里图组; 12. 后三叠纪地层; 13. 水体; 14. 缝 合带; 15. 张
性断裂; 16. 压性断裂; 17. 性质不明断裂; 18. 推测断裂; 19. 采样位置点
石英,其次是岩屑( 1 9% ) 、长石( 7% ) , 其中岩屑以火
山岩岩屑为主,少量沉积岩、变质岩岩屑,长石以斜
长石为主,岩石定名为长石岩屑砂岩;磨圆为次棱角
状、次圆状,分选程度中等,表现为近源特征.
林西地区林西组砂岩样品(样号: 227LX1; 采
样点 GPS 读数: 433231. 1N, 1180321. 9E) 位于
林西县南(图2) , 前人在 120 万地质图上把该地
层定名为林西组,与最新编制的全国 150 万数字
地质图一致.经野外地质考察,确定其为一套暗色
泥、板岩,夹少量薄层粉砂岩、砂岩.林西地区砂岩骨
架成分统计方法同上,矿物组成以石英为主( 46% ) ,
其次是岩屑( 26% ) 、长石( 17% ) 、少量白云母,其中
岩屑以火山岩岩屑为主,少量沉积岩、变质岩岩屑,
长石以斜长石为主,定名为长石岩屑砂岩;磨圆为次
棱角状、次圆状为主,少数为圆状,分选程度较好,可
能反映近源、远源混合特征.
2样品测试
本文测年锆石的分选在河北廊坊地质调查院完
成,碎屑锆石 UPb 定年工作在西北大学大陆动力
学国家重点实验室完成.将人工重砂分离出的锆石
颗粒用环氧树脂固定并抛光,使颗粒露出核部.在测
定之前,用体积分数为 3% 的H N O 3清洗样品表面,
以除去表面的污渍;然后进行透射光和反射光照相,
并在英国 Gatan 公司生产的 M o no CL 3+ 阴极发光
装置系统上进行阴极发光( CL ) 照相.锆石定年工作
所用 的 ICPM S 为A gilient 公司最新一代带有
Shield T orch 的A g ilient 7500a. 采用的激光剥蚀系
统为德国 M icroL as 公司生产的 G eoL as200M . 该系
统由德国 L am bda Ph ys ik 公司的 Co mPe x 102 Ex ci
mer 激光器(工作物质 A rF , 波长 193 nm) 与M icro
Las 公司的光学系统组成.锆石 UPb 定年及微量元
素分析的 ICPM S 使用一台激 光剥蚀系统,对样
品进行一次性剥蚀完成,由ICPM S 仪器采集的
信号 ,具体测试 过 程详 见 Y uan e t al . ( 2008) 和
Diw u et al . ( 2008 ) . 激光剥蚀以氦气作为剥蚀
物质的载气,斑束直径 为 4 4 m , 频率为 1 0 H z ,
激光能量为 0. 09 J , 每个分析点的气体背景采集
时间 为 3 0 s , 信号采集时间 为 4 0 s . 年龄计算采
用国际标准程序 Isoplot ( ver 3. 2 3 ) , 本 文绘 制谐
和图所采用的207 P b/ 235 U比值与206 P b/ 236 U比 值
690

第4期韩国卿等:西拉木伦河缝合带北侧二叠纪砂岩碎屑锆石 L AICPM S UPb 年代学及其构造意义
的误差相关系数为 0. 65.
被测锆石的数量优选是利用碎屑锆石研究地质
事件的关键,按照 Dodson et al . ( 1988) 的建议,如
果某一类锆石占锆石总量的 5% , 那么随机地分析
60 粒锆石,找到它们的几率应有 95 % . 但是, V er
m eesch ( 2004) 提出 Dod son 的计算可能有误,从而
提出至少需要分析 11 7 粒锆石才能满足统计学的要
求. Anderson( 2005) 认为 V ermeesch ( 2004) 计算的
假设前提可能过于理想化,在实际工作中,可以将碎
屑锆石进行随机分析和非随机分析,对于随机分析
需要 35~ 70 粒或更多的锆石,然后选择性地对感兴
趣的锆石进行微量元素分析以及 UPbH f 分析.此
次测试研究以 An derson( 2005) 的建议为基本准则.
古老锆石( > 1 000 M a ) 多存在着一定程度的铅
丢失.而且207 P b 和206 Pb 在相同的初始条件和共同
的地质构造环境中具有同步变化的特征,两者保持
相对稳定的比值.因此采用207 Pb/ 206 Pb 年龄来代表
岩石的成岩年龄更为可靠( Blank et al . , 2003) . 同
时,结 合206 P b/ 238 U来计算碎屑锆石的谐和性,
2 06 Pb/ 238 U相对于207 Pb / 206 Pb 偏差大 于 (或小于)
10% 的锆石颗粒在同位素数据表中已明确标出(表
2) . 另外,研究表明,如果普通铅的含量占锆石铅含
量的 1% , 会带来很大的误差,导致207 Pb/ 206 Pb 年龄
与真实年龄值相差数百万年( An dersen, 2002) . 即
使进行普通 P b 校正,又往往具有很大的不确定性
和条件限制,故在此研究中剔除了含普通铅较高的
锆石年龄数据.
3分析测试结果
3. 1 克旗地区
对克旗地区哲斯组砂岩 212K Q1样品中 60 粒
锆石进行了分析.在CL 图像可见,部分锆石残留了
岩浆结晶锆石原有的长柱状的晶体形态,仅少量锆
石边缘具有明显的磨圆,客观上反映了其快速沉积、
物源区较近的特点.大多数锆石不同程度地保留有
岩浆结晶成因特征的振荡环带,个别锆石边部发育
细窄增生边和残留的晶核结构,呈现锆石在搬运沉
积前经历了变质事件或遭受岩浆捕获(反应多期岩
浆事件)再沉积锆石的特点(图3 ) . T h/ U 介 于
0. 10~ 1. 99 之间,绝大多数大于 0. 4, 与CL 图像分
析结果一致,说明绝大多数锆石应为岩浆结晶锆石
( H oskin and Black, 2000) . 在所分析的锆石中, 54
粒具有谐和-基本谐和(谐和度 E95% ) 的年龄
(图4a) , 其中具谐和-基本谐和同位素组成的锆石
的表面年龄频率示于图 5a、5b. 由图 5a、5b 可知,克
旗哲斯组砂岩中的锆石年龄分布于 2 25~ 2 307 M a
之间,其中年龄为 249~ 355 M a( n= 39) 为最大峰
期,其次分布较多的是年龄为 478~ 562 M a( n= 5) ,
均具有明显的岩浆结晶锆石特征,暗示源区经历了
两期较强的古生代岩浆事件;其余年龄(包括 67 7 
8 M a( n= 1) , 819~ 976 M a( n= 7) , 1 111~ 1 175 M a
(n= 3 ) , 1 291 28 M a, 1 454 18 Ma, 1 503 
18 M a, 1 949 13 M a, 2 307 42 M a) 所占比例相对
较小,多具变质锆石或岩浆捕获锆石再沉积的特征.
3. 2 林西地区
对林西地区林西组砂岩 227LX1样品中 60 粒
锆石进行了分析.在CL 上可以发现,大多数锆石颗
粒表面形态呈磨圆状,同212K Q1一样,绝大多数
锆石不同程度地保留有岩浆结晶成因特征的振荡环
带;部分锆石发育特征较单一的细窄增生边,少数锆
石颗粒具有扇形分带、面状分带等变质锆石特征
( W u and Zhen, 2004) ( 图3) . T h/ U 介于 0. 04~
1. 73之间,绝大多数大于 0. 4, 与CL 图像分析结果
一致,多数锆石应为岩浆结晶锆石( H o skin and
Black, 2000) . 在所分析的锆石中, 58 粒具有谐和-
基本谐和(谐和度 E95% ) 的年龄(图4b) , 其中具
谐和-基本谐和同位素组成的锆石的表面年龄频率
直方图示于图 5 c、5d. 由图 5c、5d 可见,林西地区林
西组砂岩中的锆石年龄在 278~ 2 556 M a 之间,其
中278~ 347 Ma ( n= 9) 、4 39 ~ 5 64 M a ( n= 20 ) 、
1 730~ 1 986 M a( n= 19) 、2 386~ 2 556 M a( n= 7) 为
主要年龄峰期,前2个年龄峰期与克旗地区年龄范
围相似,也表现为岩浆结晶锆石特征;后2个年龄峰
期峰值明显高于克旗地区,除了具有岩浆捕获锆石
再沉积特征外,部分锆石变质特征明显;少量锆石年
龄为 6 33 7 M a ( n= 1) 、897 10 M a ( n= 1) 、
1 111 16 M a( n= 1) 、2 1 37~ 2 194 Ma ( n= 2) , 呈现
源区经历多期岩浆事件和变质事件特征.
对比克旗地区哲斯组和林西地区林西组锆石年
龄组成,可以发现其显著不同的是林西组锆石明显
具有华北板块基底年龄信息 1 800 Ma 和2 500 Ma 左
右,且这些年龄的锆石磨圆明显,锆石边部信息不能
完整地保留,从C L 图像和 T h/ U 上主要呈现变质
锆石特征;此外,克旗地区哲斯组锆石明显较林西地
区林西组多一期 250 M a 左右的年龄,该组年龄呈
现出较原地层时代(中二叠世哲斯组)年轻的反常现
象,下文将对这一时代问题进行讨论.
691

书书书
表!
!克旗!林西地区二叠纪砂岩碎屑锆石 "#$%同位素数据"
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&C&?J/C/DG CDG CMG &FI DLE& DLCCMH DLDDCE HLGIFK DLDICD DLG&EE DLDDGI CMKM CG CIIG CG CI&E CI
&C&?J/C/DK EI KEG EDH DLFE DLDFCK DLDDDM DLEFME DLDCCM DLDMC& DLDDCD FHG CF HID E HF& F
&C&?J/C/DH EE GCC KFH DLFE DLDEFM DLDDCG CLKKDM DLD&KI DLCGF& DLDDCF CCCM CE MDF CD I&G M
&C&?J/C/DF &F &&E GHG DLFK DLDFHG DLDD&& DLKHMD DLDCKK DLDHCD DLDDDF EIK EG GIK CD G&C K
&C&?J/C/DE &D &C& GFD DLHM DLDHE& DLDD&D DLGHHH DLDC&K DLDKH& DLDDDF KMI HG GDM M &IH K
&C&?J/C/DI GC K&D HGH DLEM DLDHII DLDDCI DLGKEK DLDCDG DLDKGD DLDDDF HHM K& GDG I &EC G
&C&?J/C/DM EC CEC GGF DLHC DLDEDI DLDDCC CLGMGM DLD&&M DLCKGC DLDDCE MHC CF IIF CD IF& M
&C&?J/C/CD I CH G& DLKE DLDIKD DLDD&C &LKEII DLDFDI DL&CKH DLDD&I C&MC &I C&FF CI C&HG CH
&C&?J/C/CC G FE HK CL&K DLDH&D DLDDG& DL&MFM DLDCEF DLDKCH DLDDDE &IH CDK &FK CK &F& H
&C&?J/C/C& CI CHK GFG DLK& DLDHHF DLDDCC DLGCFD DLDDFK DLDKCG DLDDDH KGE &H &EM H &FC G
&C&?J/C/CG IG HD HCF DLCD DLDEDH DLDDCK CLKECM DLD&GH DLCHCK DLDDCE MKG KC MCM CD MDM CD
&C&?J/C/CK &C &EH GEG DLEK DLDHHC DLDDCD DLGCHG DLDDHM DLDKCH DLDDDH KCE && &EI H &F& G
&C&?J/C/CH C& C&G &CE DLHE DLDHHM DLDD&D DLG&MD DLDCCK DLDK&E DLDDDF KKI H& &IM M &ED K
&C&?J/C/CF &H GIG KHG DLIK DLDHHE DLDDCH DLGG&D DLDDII DLDKGG DLDDDF KKD GF &MC E &EG G
&C&?J/C/CE CC FK &DE DLGC DLDHKH DLDDCI DLGE&H DLDCCE DLDKMF DLDDDF GMD EI G&C M GC& K
&C&?J/C/CI C& CMH &&K DLIE DLDHFC DLDDCH DLGCEK DLDDIG DLDKCC DLDDDH KHF GF &ID F &HM G
&C&?J/C/CM CC CDI &CK DLHC DLDHFF DLDDCE DLGCH& DLDDM& DLDKDK DLDDDH KEF KC &EI E &HH G
&C&?J/C/&D CI CHE G&E DLKI DLDH&& DLDDCC DLGGGD DLDDED DLDKFG DLDDDF &M& &F &M& H &M& G
&C&?J/C/&C E CKG CGF CLDH DLDHGI DLDDCG DLGDHI DLDDEG DLDKC& DLDDDH GFG G& &EC F &FD G
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&C&?J/C/&G &C &&G KCI DLHG DLDHKE DLDDCC DLG&CD DLDDFG DLDK&F DLDDDH GMM &K &IG H &FM G
&C&?J/C/&K && F&D GCC CLMM DLDHKM DLDDCC DLG&IH DLDDFI DLDKGK DLDDDH KDF &H &II H &EK G
&C&?J/C/&H CG CCF &DF DLHF DLDHHH DLDD&G DLKCDE DLDCFC DLDHGE DLDDDE KGD MK GKM C& GGE K
&C&?J/C/&F H& H& GKG DLCH DLDFFH DLDDCF CL&KF& DLD&HG DLCGHM DLDDCF I&& HD I&& CC I&& M
&C&?J/C/&E EF CCF &FC DLKK DLCKFF DLDDGH HLKKKH DLCCCD DL&FMG DLDDGK &GDE K& CIM& CE CHGE CE
&C&?J/C/&I H K& FM DLFC DLDHHC DLDDGI DLGHDD DLD&GF DLDKFC DLDDDI KCF CFD GDH CI &MD H
&C&?J/C/&M &K &MC K&H DLFI DLDHCE DLDD&K DLGDDM DLDCG& DLDK&G DLDDDF &ED CDI &FE CD &FE G
&C&?J/C/GD &K &MD KHF DLFK DLDHG& DLDDCD DLG&CK DLDDFK DLDKGI DLDDDH GGM &K &IG H &EF G
&C&?J/C/GC ED CGE GGD DLKC DLDEFF DLDDC& &LCDKH DLDGKF DLCMMC DLDD&K CCCC CF CCHD CC CCED CG
&C&?J/C/G& I CDI CFC DLFE DLDHEG DLDDCE DLGHKG DLDCD& DLDKKI DLDDDF HDG KD GDI I &IG K
&C&?J/C/GG CDE CME HDC DLGM DLDEMC DLDDC& &LCFDE DLDGHC DLCMID DLDD&K CCEH CH CCFI CC CCFK CG
&C&?J/C/GK CI CIE G&D DLHM DLDHKE DLDDC& DLGEFD DLDDIG DLDKMI DLDDDF KDD &E G&K F GCG K
&C&?J/C/GH &F KDD KKF DLMD DLDHGH DLDDCC DLGGGH DLDDFE DLDKHC DLDDDF GH& &K &M& H &IH G
&C&?J/C/GF &H CMD HDG DLGI DLDHHC DLDDCD DLG&IF DLDDFK DLDKG& DLDDDH KCI &G &IM H &EG G
&C&?J/C/GE CC CFI CIC DLMG DLDHED DLDDCH DLGKFC DLDDMK DLDKKD DLDDDF KMG GE GD& E &EE K
&C&?J/C/GI CM CDC CMI DLHC DLDHFF DLDDCK DLFDCG DLDCH& DLDEED DLDDCD KEF GG KEI CD KEI F
&C&?J/C/GM F HI CDM DLHG DLDKIM DLDDCI DLGKFC DLDC&F DLDHCG DLDDDE CKG HM GD& CD G&& K
&C&?J/C/KD KK CHD &G& DLFH DLDE&D DLDDCG CLF&KI DLD&MH DLCFGH DLDD&D MIF CI MID CC MEF CC

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&C&?J/C/KG &H GHI KCE DLIF DLDHHK DLDDCK DLGIMI DLDDMM DLDHCD DLDDDE KGD GK GGK E G&D K
&C&?J/C/KK CD CGD CFK DLEM DLDHIG DLDDCF DLGMHD DLDCDI DLDKMC DLDDDE HKD GE GGI I GDM K
&C&?J/C/KH CI CDE &&C DLKI DLDHGF DLDD&E DLKCMC DLD&DG DLDHFE DLDDDI GHH CCE GHH CH GHH H
&C&?J/C/KF M MG CE& DLHK DLDH&& DLDD&G DL&IGG DLDC&D DLDGMK DLDDDF &MK CDH &HG CD &KM G
&C&?J/C/KE K EG F& CLCI DLDFIM DLDDGH DLGGEK DLDCFC DLDGHH DLDDDI IMH FG &MH C& &&H H
&C&?J/C/KI F I& CDM DLEH DLDHG& DLDDCE DL&MCC DLDDM& DLDGMF DLDDDF GGM KF &HM E &HD G
&C&?J/C/KM &F &MH KIH DLFC DLDHHD DLDDC& DLGE&I DLDDIH DLDKMC DLDDDF KCC &I G&& F GDM K
&C&?J/C/HD &K &K& KF& DLH& DLDHE& DLDDCC DLGHFI DLDDE& DLDKH& DLDDDF HDD &G GCD H &IH K
&C&?J/C/HC HG FI CFK DLKC DLDMCK DLDDCE GLKKGK DLDFHE DL&EGC DLDDGH CKHK CI CHCK CH CHHE CI
&C&?J/C/H& CC CKG CHG DLMG DLDHEK DLDD&G DLGHIE DLDCK& DLDKHG DLDDDE HDF FC GCC CC &IF K
&C&?J/C/HG CK CCF &EH DLK& DLDHHI DLDDCH DLGH&I DLDDMF DLDKHI DLDDDF KKH GE GDE E &IM K
&C&?J/C/HK CI &KM &IF DLIE DLDH&D DLDDG& DL&IMM DLDCEH DLDKDH DLDDDF &IK CKK &HM CK &HF K
&C&?J/C/HH EG &EG KDF DLFE DLDFMM DLDDC& CLKMMH DLD&IK DLCHHK DLDD&D M&F CM MGD C& MGC CC
&C&?J/C/HF CC CEE &&E DLEI DLDKII DLDDCF DL&FHD DLDDII DLDGMK DLDDDF CGE H& &GM E &KM G
&C&?J/C/HE HG MI GIF DL&H DLDHMH DLDDCC DLMDIK DLDCIC DLCCDE DLDDCK HIK && FHF CD FEE I
&C&?J/C/HI CC C&& &&H DLHK DLDHHK DLDDC& DLGGD& DLDDEG DLDKG& DLDDDF K&I &E &MD F &EG K
&C&?J/C/HM HK HM CEE DLGG DLDMGE DLDDCE GLKEMI DLDFEK DL&FMC DLDDGH CHDG CI CH&G CH CHGF CI
&C&?J/C/FD &D CDH CCH DLMC DLDFH& DLDDKF DLEIED DLDHGG DLDIEF DLDDCH EIC CHC HIM GD HKC M
&&E-N/C/DC CDI CC& &CE DLH& DLCGEG DLDDCE ELFKKK DLCDCK DLKDGF DLDDKF &CMK CD &CMD C& &CIF &C
&&E-N/C/D& &GC CEE KEC DLGI DLCG&M DLDDCE EL&IGK DLDMHI DLGMEK DLDDKH &CGE CD &CKE C& &CHE &C
&&E-N/C/DG GM CHF GKK DLKH DLDHIF DLDDCF DLEGIK DLDCIE DLDMCH DLDDCC HHD F& HFC CC HFK F
&&E-N/C/DK GE IC KE CLEG DLCFHD DLDD&& CDLEKKI DLCHDF DLKE&& DLDDHH &HDE CC &HDC CG &KMG &K
&&E-N/C/DH MF FH &GI DL&E DLCCEM DLDDCH HLH&HI DLDEKG DLGGMM DLDDGM CM&K CC CMDH C& CIIF CM
&&E-N/C/DF &C CFI &GK DLE& DLDHFE DLDDDM DLHHCH DLDDII DLDEDH DLDDDI KEM CE KKF F KGM H
&&E-N/C/DE && CFH &KI DLFE DLDHFD DLDDDM DLHHMM DLDDM& DLDE&H DLDDDI KHK CI KHC F KHC H
&&E-N/C/DI C& CEM CMC DLMK DLDH&& DLDD&F DLG&MM DLDCFD DLDKHI DLDDDF &MK CCE &IM C& &IM K
&&E-N/C/DM CCF CKC GGD DLKG DLDHIF DLDDCD DLFDME DLDCDI DLDEHH DLDDDM HH& &D KIG E KFM H
&&E-N/C/CD KK &E GIH DLDE DLDFDM DLDDCG DLIFHF DLDCHD DLCDGC DLDDC& FGH KF FGG I FGG E
&&E-N/C/CC HE IK CGF DLF& DLCCCH DLDD&E HLDFCH DLCDID DLG&MG DLDDKD CI&G KF CIGD CI CIGH CM
&&E-N/C/C& GGG HC IFD DLDF DLCCF& DLDDCH HLKMHD DLDEGF DLGK&M DLDDGM CIMM CC CMDD C& CMDC CM
&&E-N/C/CG &G GG H& DLFG DLCCEC DLDDCE HLHGGC DLDIGH DLGK&H DLDDKD CMCG CG CMDF CG CIMM CM
&&E-N/C/CK
"CK CKC CME DLEC DLDMM& DLDDCE DLFHM& DLDCCG DLDKI& DLDDDF CFDI CF HCK E GDK K
&&E-N/C/CH C&F EG GDC DL&K DLC&DE DLDDCF HLMHI& DLDICH DLGHEM DLDDKC CMFE CC CMED C& CME& CM
&&E-N/C/CF &H CKI &IM DLHC DLDHFH DLDDCE DLHHGM DLDCHE DLDEC& DLDDDM KED ED KKI CD KKG H
&&E-N/C/CE CI CDM &DG DLHK DLDHFF DLDDDM DLFDDG DLDCD& DLDEFM DLDDDM KEF CM KEE F KEI H
&&E-N/C/CI CKF FD KD& DLCH DLCDEM DLDDCK KLFEIH DLDFH& DLGCKF DLDDGF CEFG C& CEFG C& CEFG CI
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&&E-N/C/&D
"F H& IM DLHM DLDFDM DLDD&H DLKFKC DLDCIK DLDHHG DLDDDI FGF HM GIE CG GKE H
&&E-N/C/&C CDE CCI &FK DLKH DLCCME DLDDCE HLIGCD DLDIHK DLGHG& DLDDKC CMH& C& CMHC CG CMHD CM

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&&E-N/C/&G GD CKE GF& DLKC DLDHHC DLDDDM DLHHGF DLDDMG DLDE&M DLDDDM KCF CM KKE F KHG H
&&E-N/C/&K F& FG ME DLFH DLCFMM DLDD&K CCLGKGE DLCFMH DLKIKG DLDDHE &HHF C& &HH& CK &HKF &H
&&E-N/C/&H HM &CF FHD DLGG DLDHEC DLDDDM DLF&GC DLDDMF DLDEM& DLDDDM KMG CF KM& F KMC H
&&E-N/C/&F &D EG &KG DLGD DLDHFE DLDDCD DLHMMC DLDCDK DLDEFF DLDDDM KIC CM KEE E KEF H
&&E-N/C/&E F FC CCH DLHG DLDH&F DLDD&H DLGCMC DLDCKI DLDKKD DLDDDF GC& CC& &IC CC &EI K
&&E-N/C/&I && CCD &KI DLKH DLDHEC DLDDCG DLHIEE DLDCGK DLDEKF DLDDDM KMH &M KFM M KFK F
&&E-N/C/&M C&F CIG &EC DLFE DLCCFM DLDDCF HLHHHK DLDICF DLGKKE DLDDKD CMDM C& CMDM CG CMDM CM
&&E-N/C/GD EI CCK IFI DLCG DLDHFE DLDDDM DLFHCK DLDCDC DLDIGG DLDDCD KIC CF HDM F HCF F
&&E-N/C/GC CH CK& &FE DLHG DLDH&I DLDDCD DLGEDG DLDDE& DLDHDM DLDDDF GCI &K G&D H G&D K
&&E-N/C/G& C& I& CGI DLHM DLDHFD DLDDCC DLHFCC DLDCCD DLDE&E DLDDDM KH& &G KH& E KH& H
&&E-N/C/GG GH &GK KCH DLHF DLDHF& DLDDDM DLHHMG DLDDM& DLDE&& DLDDDI KFD CI KHC F KKM H
&&E-N/C/GK CHM KC KCH DLCD DLCCHM DLDDCE HLKFCI DLDI&F DLGKCF DLDDKD CIMH CG CIMH CG CIMH CM
&&E-N/C/GH I& CKM CI& DLI& DLCCFE DLDDCI HLHG&C DLDIFK DLGKGM DLDDKD CMDF CG CMDF CG CMDH CM
&&E-N/C/GF &H KKI GEG CL&D DLDH&H DLDDDM DLGHGM DLDDFG DLDKIM DLDDDF GDH &C GDI H GDI K
&&E-N/C/GE CK &H GE DLFM DLCDED DLDDCI KLHIEF DLDEME DLGCDM DLDDGE CEKM CF CEKE CK CEKH CI
&&E-N/C/GI CI CGE &CM DLFG DLDHII DLDDCD DLHEKH DLDCDG DLDEDM DLDDDI HHM &D KFC E KK& H
&&E-N/C/GM C&H CFD KIC DLGG DLDEFF DLDDC& &LDDCI DLDG&F DLCIMH DLDD&& CCCC CF CCCF CC CCCM C&
&&E-N/C/KD CC EG CGD DLHF DLDHFG DLDDCG DLHIEG DLDCG& DLDEHF DLDDDM KFH &M KFM I KED F
&&E-N/C/KC KK MF MH CLDC DLCC&D DLDDCM HLC&CM DLDMDI DLGGCF DLDDKD CIGG CF CIKD CH CIKF CM
&&E-N/C/K& CII MM GCG DLG& DLCFID DLDD&F CCLCMCF DLCI&D DLKIGC DLDDHE &HGI CG &HGM CH &HKC &H
&&E-N/C/KG C& IM CGC DLFI DLDF&I DLDDCH DLFECG DLDCFC DLDEEF DLDDCD EDD GD H&C CD KI& F
&&E-N/C/KK CDE FE G&& DL&C DLCDHM DLDDCE KLKGCH DLDE&E DLGDGH DLDDGF CEGD CH CECI CK CEDM CI
&&E-N/C/KH &E &EC KMC DLHH DLDHMK DLDDCD DLGIEE DLDDFM DLDKEK DLDDDF HIC &D GGG H &MI G
&&E-N/C/KF && CMM &HC DLID DLDHEC DLDDCC DLHEM& DLDCC& DLDEGF DLDDDM KMF &G KFK E KHI H
&&E-N/C/KE IG FM CKE DLKE DLCHGH DLDD&H MLKIMG DLCFDK DLKKIG DLDDHG &GIF CK &GIE CF &GIE &K
&&E-N/C/KI HI IE CG& DLFF DLCCGE DLDD&D HL&KDC DLDM&I DLGGKK DLDDKD CIHM CF CIHM CH CIHM CM
&&E-N/C/KM IK KD &&H DLCI DLCCH& DLDDCM HLK&DK DLDM&C DLGKC& DLDDKD CIIG CH CIII CH CIMG CM
&&E-N/C/HD CD& FI CFE DLKC DLCHME DLDD&E CDL&CEI DLCEHC DLKFKD DLDDHH &KH& CK &KHH CF &KHE &K
&&E-N/C/HC CHM C&H &KE DLHD DLCFK& DLDD&I CDLFIGG DLCIHC DLKECI DLDDHF &HDD CK &KMF CF &KMC &H
&&E-N/C/H& CF E CIK DLDK DLDHMF DLDDCK DLEDGE DLDCKK DLDIHE DLDDCD HII HG HKC M HGD F
&&E-N/C/HG CC EG C&D DLFD DLDHIC DLDD&F DLFCKK DLD&F& DLDEFE DLDDCD HGK CDD KIF CE KEF F
&&E-N/C/HK M KD CDH DLGI DLDHME DLDDCG DLFKHM DLDCKK DLDEIH DLDDCD HM& &E HDF M KIE F
&&E-N/C/HH CCM C&G CMM DLF& DLCFFI DLDD&M CCLDDGH DLCMGE DLKEIF DLDDHE &H&H CH &H&G CF &H&C &H
&&E-N/C/HF MH CDM &GI DLKF DLCCEC DLDD&D HLHHCE DLDMMK DLGKGI DLDDKC CMCG CF CMDM CH CMDH &D
&&E-N/C/HE KF HC CCG DLKH DLCCHD DLDD&C HLGKMG DLDMME DLGGEH DLDDKC CIEM CE CIEE CF CIEH &D
&&E-N/C/HI EC EE K&C DLCI DLDEKC DLDD&D CLH&EC DLDGEE DLCKMK DLDDCI CDKH HE MKC CH IME CD
&&E-N/C/HM CI CH& GGH DLKH DLDHFD DLDDC& DLGIEC DLDDIF DLDHD& DLDDDF KHC &I GG& F GCF K
&&E-N/C/FD GD HK FCF DLDM DLDHGD DLDDCC DLGHHF DLDDEK DLDKIE DLDDDF G&I &F GDM F GDF K
注%标星号&
"'的样品数据为不 和谐的数 据点L

第4期韩国卿等:西拉木伦河缝合带北侧二叠纪砂岩碎屑锆石 L AICPM S UPb 年代学及其构造意义
图3锆石 CL 图像
Fig . 3 C L im ag es o f se lected zir cons f r om Per m ian s ands ton es
a. 克旗地区; b. 林西地区
4讨论与结论
4. 1 地层形成时代讨论
克旗地区哲斯组砂岩样品采样于西拉木伦河缝
合带附近,前人在 120 万地质图上把该二叠纪地
层定 名 为于 家 北 沟 组,最新修订编制的全国
150 万数字地质图把其定为哲斯组,两组时代相
当,均为中二叠世,就这一问题,邵济安等( 2007) 根
据二者在岩石组合和动植物化石组合等方面的差
异,以西拉木伦河为界,南侧定为于家北沟组,北侧
定为哲斯组.在野外地质考察过程中发现,林西组和
哲斯组地层在有些区域其沉积特征相似,主要根据
林西组不含海相动物化石、哲斯组含有海相动物化
石来区分,克旗地区哲斯组剖面植物碎片发育,并未
见动物化石.碎屑锆石年龄谱显示,除了一粒明显不
谐和的 225 5 M a 的年龄外(图4a) , 最年轻的锆石
年龄为 249 3 M a, 并在约 250 M a 具有明显的年龄
峰值,在误差范围考虑,这套哲斯组地层时代可能
并非前人所定的中二叠世,可能为一套晚二叠世,甚
至早三叠世的沉积.此外,朱儒峰和郑广瑞( 1992) 和
和政军等( 1997) 在林西地区以北林西组之上厘定出
下三叠统幸福之路组地层,认为大兴安岭南部应该
存在三叠纪的沉积地层,克旗西部哲斯组的时代
应归属于晚二叠世林西组还是一套早三叠世地层,
695

地球科学   中国地质大学学报 第 36 卷
图4碎屑锆石 UPb 谐和图
Fig . 4 C on cor dia plot s o f z irco ns f r om P erm ian s ands ton es
a. 克旗地区; b. 林西地区
有待进一步研究.
林西地区林西组样品位于林西县南,本文通过
碎屑锆石年代学研究表明,最年轻的 锆石年龄 为
278 4 M a, 可以确定林西组沉积的下限,结合前人
对其岩石组合特征、植物化石和淡水双壳类化石的
研究成果(和政军等, 1997) , 时代基本可以确定为晚
二叠世.
4. 2 碎屑锆石的物质源区及特征
从获得的锆石年龄的峰值分布可以看出克旗地
区哲斯组和林西地区林西组碎屑锆石年龄组成的
异同,表现为以下几个方面:
( 1) 克旗地区哲斯组和林西地区林西组碎屑
锆石年龄中均具有 1 800 Ma 和2 500 M a 左右的峰
期年龄,其中林西地区林西组明显具有这两期年龄
峰值,克旗地 区 哲斯组仅有 1 949 13 M a 和
2 307 42 M a ( 不和谐)两个年龄(图5 ) ; 这两个峰
期锆石的 CL 图像特征显示,林西地区林西组以变
质锆石特征为主,个别锆石清楚可见其残留的核部,
但核部年龄与边部年龄也主要集中在这两个峰期年
龄附近(图3) . 区域年龄资料显示这两组年龄峰期
在华北北缘地区有大量的报道(毛德宝等, 1999; 李
江海等, 2006; 刘树 文等, 2007a, 2007b; 凤永刚等,
2008; 李益龙等, 2008; 胡波等, 2009) , 体现华北板块
基底年龄组成特征信息.最近在东北地区也发现了
大量年龄大于 1 000 M a 的锆石:锡林郭勒杂岩的碎
屑锆石( Shi et al . , 2003; Chen et al . , 2009) ( 图
5) 、兴华渡口群变质碎屑岩碎屑锆石( M iao et al . ,
2007a) 、贺 根 山 蛇绿 岩 捕获 锆石 ( Miao et al . ,
图5锆石年龄频率分布
Fig . 5 Co rr elat ion to prob abilit y d iag ram of z irco n ag es
for t he P erm ian s andst on es
a, b 为克旗地区; c, d 为林西地区; e, f 为苏尼特左旗岩浆岩和锡林
浩特杂岩;右图是左图的局部放大;数据来源于 Chen et al. ,
2000, 2009; 陈斌等, 2001; Sh i et al . , 2003; 石玉若等, 2004,
2005a, b, 2007
2007b, 2008) 、双井微地块北缘混合岩锆石(李益龙
等, 2008) 、八面通杂岩碎屑锆石(李锦轶等, 1995) 、
松辽盆地北部早白垩世火山岩中捕获锆石(章凤奇
等, 2008) 、松辽盆地南部基底碎屑锆石和捕获锆石
(王立 武 等, 2007; Pei et a l . , 2 007; 裴 福 萍等,
2008) 以及岩浆锆石( Wang et al . , 2006; 王兴光和
696

第4期韩国卿等:西拉木伦河缝合带北侧二叠纪砂岩碎屑锆石 L AICPM S UPb 年代学及其构造意义
王颖, 2007) . 但对于这些锆石的成因认识存在分歧:
一种观点认为东北地区存在古老结晶基底(李锦轶
等, 1995; 章凤奇等, 2008) ; 另一种观点认为这些锆
石源自于周围邻区的古老克拉通地块的碎屑锆石
( Shi et al . , 2003; M iao et al . , 2007a; 李益龙等,
2008; Chen et al . , 2009) , 部分被后期岩浆事件捕
获( M iao et al . , 2007b, 2008) , 而对于 1 800 M a 和
2 500 M a 左右锆石年龄组合,多数学者更倾向于认
为其直接或间接来自华北板块( Shi et al . , 2003;
Miao et al . , 2007b, 2008; Chen et a l . , 2009) . 而
在本研究区东北部乌兰浩特市索伦镇林西组砂岩碎
屑锆石年龄中未发现 1 800 M a 和2 500 M a 左右的
峰期年龄信息(笔者未发表数据) , 故认为克旗、林西
地区二叠纪砂岩中获得的这两期年龄峰值组合的锆
石,尤其是林西地区,他们的物源应该来自研究区的
南侧,即华北板块北缘地区,但也不排除有少量来自
北侧的锡林郭勒杂岩中的碎屑锆石或是晚期岩浆事
件中的捕获锆石的可能.林西组古水流方向也指示
在其沉积晚期具有多物源供给特点,具有明显的南
侧物源供给期( Qin et a l . , 2001) .
( 2) 克旗地区和林西地区二叠纪砂岩中均明显
存在约 280 M a 和 约 320 M a 的两个峰期年龄(图
5) , 其锆石 CL 图像显示出岩浆锆石的振荡环带(图
3) , 280 M a 左右的年龄峰值与该区域上广泛分布的
大石寨组火山岩时代相当;关于 320 Ma 左右的年
龄峰期仅在研究区北侧苏尼特左旗宝力道岩浆弧和
西乌旗南岩浆弧的观点有所报道,即这两期年龄组
成与其北侧苏尼特左旗-锡林浩特-西乌旗南岩浆
弧组成基本一致(洪大卫等, 1994; Ch en et al . ,
2000, 2009; 陈斌等, 2001; 石玉若等, 2004, 20 05a,
2005b, 2007; 刘建峰等, 2009) ( 图5) . 林西县官地镇
林西组砂岩中发育的波痕所指示的水流方向及其他
学者对林西组古水流向的研究成果也充分证实该地
区曾经有来自北西方向 的物源供给 ( Q in et al . ,
2001) , 故认为研究区北侧苏尼特左旗-锡林浩特-
西乌旗南岩浆弧主要物源应由克旗、林西地区晚二
叠世沉积提供.
( 3) 克旗地区哲斯组砂岩碎屑锆石年龄谱中
存在一期约 250 M a 的峰期年龄(图5) , 这一年龄与
西拉木伦河南岸双井微地块北缘混合岩年龄(李益
龙等, 2008) 及西拉木伦河缝合带东段吉中地区报道
的闭合时间基本一致(孙德有等, 2004; W u et al . ,
2007) , 暗示在西拉木伦河流域存在与板块闭合相关
的约 250 Ma 的岩浆事件,华北板块北缘与其北侧
地块闭合应该在约 250 M a, 克旗地区哲斯组沉积
时代应与碰撞事件同期或略晚的时期.
4. 3 华北板块北缘与中蒙古地块闭合过程
经前人研究表明额尔古纳地块与兴安-中蒙古
地块已 于 494 ~ 4 80 M a 之前完成碰撞拼贴( Ge
et al. , 2005) , 约320 M a 古亚洲洋洋壳向北俯冲到
中蒙古-兴安地块-额尔古纳地块之下,俯冲过程
中古亚洲洋板块断离,形成苏尼特左旗-锡林浩特
-西乌旗南火山弧花岗岩( Chen et al. , 2000,
2009; 陈斌等, 2001; 刘建峰等, 2009) , 同时在其北侧
形成了约 295 M a 贺根山蛇绿岩,标志着此时贺根
山洋还在形成新的洋壳;中二叠世锡林浩特地区哲
斯组泥岩中发现大量放射虫化石,显示该时期本区
水体仍然较深( Sh ang , 2004) ; 随着古亚洲洋洋壳向
北俯冲作用的持续,导致弧-陆碰撞,并于 280 M a
左右贺根山洋已经完全闭合,以造山后 A型花岗岩
的出现为标志(洪大卫等, 1994; Shi et a l . , 2004) ,
此时,苏尼特左旗地区以南至华北板块北缘地区仍
存在残余的古亚洲洋( M iao et al . , 2007b, 2008) ,
而本文研究的林西地区晚二叠世林西组和克旗地区
哲斯组沉积应处于兴安-中蒙古地块的前弧地
区,物源具有南侧华北板块北缘和北侧苏尼特左旗
-锡林浩特-西乌旗南岩火山弧的混合物源特征,
并在林西组沉积时期华北板块北缘与其南侧地块已
经进入岩石圈尺度的碰撞时期,但仍在该区域存在
残留洋盆导致西拉木伦河两侧古植物群的差异(和
政军等, 1997) , 于250 M a 左右华北板块北缘于西
拉木伦河缝合线同其北侧地块群完成最终碰撞拼
贴,转入陆内演化阶段,残存少量海盆或湖盆沉积.
致谢:在样品测试过程中得到了西北大学大陆
动力学重点实验室柳小明、弓虎军、戴梦宁老师,以
及贺国芬同学的热情帮助,在数据处理过程中得到
吉林大学地球科学学院张彦龙、赵芝博士的帮助,西
北大学大陆动力学国家重点实验室提供了开放课题
基金,在此一并表示感谢.
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