地质科学  2016, Vol. 51 Issue (3): 835-849   PDF    
引用本文
葛晓梅, 李钢柱, 杨宏斌, 董明明, 杨赛红, 刘景波, 苏文. 2016. 内蒙古乌拉特中旗扎嘎乌苏地区闪长岩和花岗闪长岩的时代及地球化学特征. 地质科学, 51(3): 835-849.  
Ge Xiaomei, Li Gangzhu, Yang Hongbin, Dong Mingming, Yang Saihong, Liu Jingbo, Su Wen. 2016. Geochemical characteristics, zircon U-Pb age of diorite and granodiorite in Zhaga USU, Urat Middle Banner of Inner-Mongolia. Chinese Journal of Geology, 51(3): 835-849 (in Chinese with English abstract).  
内蒙古乌拉特中旗扎嘎乌苏地区闪长岩和花岗闪长岩的时代及地球化学特征

葛晓梅1, 2, 李钢柱3 , 杨宏斌3, 董明明3, 杨赛红1, 刘景波1, 苏文1    
1. 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室 北京 100029；
2. 中国科学院大学 北京 100049
3. 武警黄金第二支队 内蒙古呼和浩特 010010
基金项目: 国家自然科学基金项目(编号： 41472059)、 岩石圈演化国家重点实验室专项(编号： 专201401)和中国人民武装警察部队黄金第一总队专项资助
葛晓梅， 女， 1990年1月生， 硕士研究生， 矿物学、 岩石学和矿床学专业。E-mail: gexiaomei@mail.iggcas.ac.cn
苏 文， 女， 1962年12月生， 博士， 研究员， 矿物学、 岩石学和矿床学专业。本文通讯作者。E-mail: suwen@mail.iggcas.ac.cn
2016-02-10 收稿, 2016-04-12 改回.
摘要: 本文对内蒙古中部乌拉特中旗扎嘎乌苏地区闪长岩和花岗闪长岩进行了岩石学、 锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究。结果表明闪长岩和花岗闪长岩都属于中钾钙碱性系列， 稀土元素(REE)丰度较高， 轻、 重稀土元素分馏明显， Eu负异常不明显， 富集大离子亲石元素(Rb、 Sr、 Ba等)和轻稀土元素(LREE)， 亏损高场强元素(Nb、 Ta、 Ti)， 与典型的岛弧岩浆岩类似。选取两件样品获得的原位锆石U-Pb测年结果分别为459.6±4.7Ma和452.6±7.0Ma， 记录了晚奥陶世古亚洲洋壳俯冲消减事件， 为研究该时期弧岩浆作用提供了新的年代学数据。
关键词: 锆石U-Pb定年    地球化学    闪长岩    花岗闪长岩    晚奥陶世    扎嘎乌苏    

中图分类号：P588， P597     doi: 10.12017/dzkx.2016.033

内蒙古中部地区在大地构造位置上位于中亚造山带的中段，夹持在西伯利亚板块和华北板块之间(Jahn et al., 2000)，在古亚洲洋构造域的影响下，其构造—岩浆活动复杂，是研究古亚洲洋消减过程的关键地区。前人曾报道过在华北板块北缘大量的早古生代俯冲消减事件：刘敦一等(2003)通过对内蒙古图林凯地区石英闪长岩、英安岩和奥长花岗岩中锆石SHRIMP的U-Pb年龄测定，获得了467～451Ma年龄，并就此年龄解释为该时期古亚洲洋洋壳存在消减事件；石玉若等(2004)对内蒙古苏左旗地区的闪长—花岗岩类也进行了精确的SHRIMP锆石U-Pb定年研究，获得年龄分别为475Ma和479Ma、464Ma，并认为479～464Ma可能代表了古亚洲洋洋壳在苏左旗南部向华北板块俯冲的时间。这些年龄的获得对认识早期古亚洲洋壳的演化过程具有重要的影响。本文选取了位于内蒙古中部地区—中亚造山带南侧的边界缝合带(即索伦缝合带西段乌拉特中旗扎嘎乌苏地区)作为研究区域，该区地处中蒙边界，目前尚缺乏详细的岩石成因和年代学数据。通过对该地区侵入岩闪长岩和花岗闪长岩进行详细的野外地质调查、岩石学、地球化学和锆石U-Pb定年分析研究，来探讨岩体形成的构造背景。

1 地质背景

扎嘎乌苏位于内蒙古自治区乌拉特中旗，在大地构造位置上处于中亚造山带南侧的边界缝合带，即索伦缝合带(Tang，1990；Sengör et al., 1993；Xiao et al., 2003)(图 1a)。研究区内出露的地层主要有：古元古代宝音图岩群(Pt1B)、新元古代艾勒格庙组(Pt3al)、中-下奥陶统布龙山组(O1-2b)、中志留统徐尼乌苏组(S2xn)、中白垩统二连组(K2e)(李文国等，1996；武警黄金第二支队，2015①(①武警黄金第二支队. 2015. 内部报告. 修改))。区内断裂构造发育。宝音图岩群以片岩为主，夹少量片麻岩及斜长角闪岩等；艾勒格庙组是以石英岩、大理岩及千枚岩、变质石英砂岩为主的浅变质岩系；布龙山组是一套以硅质板岩、板岩、石英砂岩、细砂岩夹安山岩、沉凝灰岩及大理岩透镜体等的岩石组合；徐尼乌苏组以砂岩、板岩为主夹砂砾岩，二连组主要是泥砂岩。区内岩浆岩分布较为广泛，以早古生代时期较为发育，岩体呈岩株状侵入(图 1b)。

图1 内蒙古中部大地构造背景图(a. 据Xiao et al., 2003；Jian et al., 2008，2010修改)； 扎嘎乌苏构造地质简图(b. 据脚注①(①武警黄金第二支队. 2015. 内部报告. 修改)) Fig.1 Sketch geological map of Mid-Inner Mongolia(a. modified after Xiao et al., 2003；Jian et al., 2008，2010)；Sketch geological map of Zhaga USU area(b)
2 分析方法 2.1 矿物成分分析方法

矿物成分在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室完成。利用CAMEXA SX51型电子探针分析，加速电压为15kV，电流为20nA，计数时间为20 s，电子束斑为3μm，岩石为花岗闪长岩(14SL-60)和闪长岩(14SL-61)，其矿物组成见 表 1，代表性矿物电子探针化学成分见 表 2。

表1 花岗闪长岩(14SL-60)和闪长岩(14SL-61)的矿物组成 Table 1 Mineral compositions of granodiorite (14SL-60)and diorite(14SL-61)

表2 花岗闪长岩(14SL-60)和闪长岩(14SL-61)中代表性矿物的电子探针成分 Table 2 Electron probe microanalysis of typical minerals of granodiorite(14SL-60)and diorite(14SL-61)
2.2 地球化学分析方法

主量和微量、稀土元素分析测试均在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室完成。主量元素测试利用碱熔法将样品熔制成玻璃片，使用顺序式X射线荧光光谱仪(XRF-1500)完成测试，采用国家一级岩石标样GBW07101-07114为基本效应矫正，每10个样品附带一个平行标样。微量、稀土元素含量测试利用酸溶液法制备样品，在电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS ElementⅡ)上进行分析测试，每10个待测样品选取一个样品为平行样，并附有空白样检测。采用GSR标样进行校正，相对偏差一般≤10%，分析结果见 表 3。

表3 岩石的主量/%、微量和稀土元素/×10-6 地球化学分析数据 Table 3 Major elements/%，REE and trace elements/×10-6 compositions of the samples
2.3 年代学测试方法

将分选的锆石制靶，然后采用透射光、反射光以及阴极发光(CL)技术对锆石内部结构进行分析。在此基础上选择适宜的锆石进行U-Pb年代学的测试。阴极发光分析在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室LEO 1450 VP扫描电镜上完成，分析电压为15kV，电流为1.1nA。U-Pb年龄测试在西北大学大陆动力学国家重点实验室LA-ICP-MS仪器上完成，并对锆石中稀土元素进行了同步测定，激光剥蚀束斑为30μm，采用He作为剥蚀物质的载气，参考物质为美国国家标准技术协会研制的人工合成硅酸盐玻璃NIST610，锆石U-Pb年龄的测定采用国际标准锆石91500作为外标矫正方法，每隔5个分析点测一次标准，保证标准和样品的仪器条件完全一致；在样品测试过程中每隔20个测点分析一次NIST610，以29 Si做内标，测定锆石中的U、Th、Pb的含量；具体的分析方法及仪器参数见文献(Yuan et al., 2004)。锆石U-Th-Pb比值和元素分析数据采用GLITTER4.0软件，谐和图及年龄计算利用Isoplot3.0软件(Ludwig，2001)进行处理，测试结果见 表 4。

表4 花岗闪长岩(14SL-60)和闪长岩(14SL-61)锆石LA-ICP-MS U-Pb定年分析结果 Table 4 LA-ICP-MS U-Pb zircon U-Pb dating results
3 分析结果 3.1 岩石学特征

在扎嘎乌苏地区，中-下奥陶统布龙山组(O1-2b)下部与新元古代艾勒格庙组(Pt3al)为断层接触，上部与中志留统徐尼乌苏组(S2xn)为角度不整合接触，与闪长岩和花岗闪长岩岩体为侵入接触关系(图 1b)。花岗闪长岩表现出不同程度的变形：脆性变形和韧性变形，局部可见弱的面理，发生糜棱岩化，并见有后期花岗岩脉的侵入(图 2a)。

图2 扎嘎乌苏地区花岗闪长岩和闪长岩野外产状及岩相学照片 a. 花岗闪长岩野外产状，其中有晚期的花岗岩脉侵入，样品号14SL-60；b. 闪长岩野外产状，块状构造，样品号14SL-61；c. 花岗闪长岩中含有少量钾长石，可见磷灰石、锆石等副矿物，角闪石局部发生绿泥石化，背散射，样品号14SL-60；d. 闪长岩中斜长石呈板状，石英矿物颗粒较大，角闪石呈黄褐色，两组柱面解理完全，边缘发生绿泥石化；矿物组合为角闪石+斜长石+石英+绿泥石，单偏光，样品号14SL-61。Amp. 角闪石；Pl. 斜长石；Or. 钾长石；Chl. 绿泥石；Qtz. 石英；Ap. 磷灰石；Zir. 锆石 Fig.2 Petrographical and field photos of granodiorite and diorite in Zhaga USU

花岗闪长岩(样品号14SL-60，GPS：北纬42°21′20.1″、东经108°03′03.9″)和闪长岩(14SL-61，GPS：北纬42°21′18.9″、东经108°03′38.1″)呈浅灰绿色，中粗粒结构，块状构造(图 2b)，主要由斜长石、角闪石、钾长石和石英组成(表 1，表 2)。斜长石呈半自形的板状，粒径较大，约为2～3mm；钾长石呈他形粒状，分布在斜长石粒间；石英呈他形，粒径为1～2mm；角闪石为黄褐色，两组柱面解理完全，呈他形，局部可见绿泥石化蚀变，粒径为0.5～2mm(图 2c、图 2d)，角闪石中MgO(5.88%～7.04%)、TiO2(0.38%～0.63%)和CaO(10.45%～11.30%)含量较低，Al2O3(13.15%～16.02%)和FeO(19.38%～20.19%)含量较高(表 2)，属于铁契尔马克角闪石(Leake，1997)。此外样品中含有少量的榍石、磷灰石、锆石、绿帘石以及不透明矿物等。

图3 岩石的TAS分类图解(a. 据Middlemost，1994)；SiO2-K2O图解(b. 据Peccerillo and Taylor， 1976) Fig.3 TAS classification diagram(a. after Middlemost，1994)andSiO2-K2O diagram(b. after Peccerillo and Taylor， 1976)
3.2 地球化学特征

花岗闪长岩(14SL-60)的SiO2=68.42%；岩石全碱含量Na2O+K2O=7.02%；Na2O/K2O=3.78；TiO2=0.35%；Al2O3=15.88%；全铝饱和指数A/CNK=1.07；里特曼指数σ=1.94。闪长岩(14SL-61)的SiO2=58.63%；岩石全碱含量Na2O+K2O=5.40%；Na2O/K2O=3.50；TiO2=0.66%；Al2O3=18.03%；全铝饱和指数A/CNK=1.01；里特曼指数σ=1.87。属于中钾钙碱性系列(图 3，表 3)。

岩石的稀土元素总量中等(ΣREE分别为107.20×10-6和81.93×10-6)，轻、重稀土元素分馏较为明显，呈现出右倾型配分模式(图 4a)：富集轻稀土元素(LREE)，亏损重稀土元素(HREE)，(La/Yb)N 分别为13.24和33.40，铕异常不明显(δEu分别为0.99和1.16)，说明源区无显著的斜长石结晶分离或者堆晶作用。在原始地幔标准化微量元素蛛网图(图 4b)中，它们相对富集大离子亲石元素(LILE，如Rb、Ba、Th、U、Sr)，亏损高场强元素(HFSE，如Nb、Ta、Ti)，反映了俯冲带岩浆岩的特征(Kelemen et al., 2003)。

图4 花岗闪长岩(14SL-60)和闪长岩(14SL-61)球粒陨石标准化稀土配分图(a)、 原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)(标准化值据Sun and McDonough， 1989) Fig.4 Condrite-normalized REE patterns(a)，primitive mantle-normalized trace element spider diagrams(b) for granodiorite(14SL-60)and diorite(14SL-61)(normalization data after Sun and McDonough， 1989)
3.3 锆石U-Pb年龄

本文对两件样品(14SL-60和14SL-61)进行了锆石U-Pb年龄测定。样品中锆石自形，大部分呈短柱或长柱状，颗粒较大，长度为80～200μm，长宽比一般在1.5～3范围内，CL图像颜色较暗，显示裂纹不发育，晶型比较完整，可见清晰致密的振荡环带(图 5a、图 5b)。锆石的Th/U=0.45～1.17(均值0.71)，大多数位于0.45～0.77之间；锆石的重稀土元素(HREE)明显富集，具有强烈的Ce正异常和较弱的Eu负异常(图 6a、图 6b)，为典型的岩浆成因锆石(Rubatto，2002；Hoskin and Schaltegger， 2003；吴元保等，2004；Schulz et al., 2006)。

图5 锆石阴极发光图像、测点位置及年龄数据 a. 花岗闪长岩(14SL-60)；b. 闪长岩(14SL-61) Fig.5 Cathodeluminescence(CL)images for zircons，LA-ICP-MS points and its data

图6 花岗闪长岩(14SL-60)(a)和闪长岩(14SL-61)(b)中锆石的球粒陨石标准化稀土配分图(标准化值据Sun and McDonough， 1989) Fig.6 Condrite-normalized REE patterns for zircons(normalization data after Sun and McDonough， 1989)

对花岗闪长岩(14SL-60)24颗锆石进行了24点的原位U-Pb同位素测定(图 7a)，10颗锆石的数据点落在谐和线上或附近(图 7b，表 4)，其中1颗锆石的206 Pb/238 U年龄为504±8Ma，应该是捕获锆石。其余9颗锆石的206 Pb/238 U年龄集中在471～457Ma之间，加权平均年龄为459.6±4.7Ma(MSWD=0.57)(图 7c)，代表锆石的结晶年龄；对闪长岩(14SL-61)25颗锆石进行了25点的原位U-Pb同位素测定(图 7d)，18颗锆石的数据点落在谐和线上或附近(图 7e，表 4)，除去较年轻3颗锆石的数据点(14SL-61-6、14SL-61-7、14SL-61-8)和较老1颗锆石的数据点(14SL-61-5)，其余14颗锆石的206 Pb/238 U年龄集中在474～437Ma之间，加权平均年龄为452.6±7.0Ma(MSWD=2.8)(图 7f)，代表锆石的结晶年龄。样品花岗闪长岩(14SL-60)U-Pb年龄459.6±4.7Ma和闪长岩(14SL-61)U-Pb年龄452.6±7.0Ma在误差范围内相同，为晚奥陶世，该年龄代表岩浆侵位的年龄。

图7 岩石(14SL-60、14SL-61)LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄图解 14SL-60：a. 所有数据点的年龄图解；b. U-Pb谐和年龄图解，所有分析数据谐和度大于95%；c. U-Pb加权平均年龄图解，不包括数据点14SL-60-10；14SL-61：d. 所有数据点的年龄图解；e. U-Pb谐和年龄图解，所有分析数据谐和度大于95%；f. U-Pb加权平均年龄图解，不包括数据点14SL-61-15、14SL-61-16、14SL-61-17、14SL-61-18 Fig.7 LA-ICP-MS U-Pb age diagrams of zircons from the studied samples
4 讨论与结论

内蒙古索伦缝合带扎嘎乌苏地区由于地处中蒙边界，所以难以进入而导致该地区的地质研究程度较低。在早期的 1︰20万地质图中，把该复式花岗闪长岩—闪长岩体的时代定为二叠纪。本文通过对扎嘎乌苏地区花岗闪长岩和闪长岩两个样品中锆石原位U-Pb定年，结果均获得了谐和年龄数据，结合锆石晶体结构特征，确定为岩浆结晶年龄，即该复式花岗闪长岩—闪长岩体的侵位时代为460～450Ma；此外本区其它花岗岩的岩浆结晶年龄为450Ma(见脚注①(① 武警黄金第二支队.2015.内部报告．))，进一步表明岩体形成时代为晚奥陶世。近年来，在达茂旗北部、白乃庙、巴特敖包、苏尼特左旗、白云鄂博地区也相继发现490～430Ma的闪长岩、花岗岩(陈斌等，2001；尚恒胜等，2003；许立权等，2003；石玉若等，2005；陶继雄等，2005；张维等，2008；李建锋等，2010；冯丽霞等，2013)，与本文所确定的扎嘎乌苏地区复式花岗闪长岩—闪长岩体年龄范围一致，表明在区域上存在490～430Ma的岩浆活动。

研究区的岩石表现出富钠(Na2O/K2O=3.50～3.78)的地球化学特征，具有较高的Mg#值(46～47)，Nb/Ta比值(平均值为22.20)略高于地幔平均值 17.50(Sun and McDonough， 1989)，Rb/Sr 比值(平均值0.044)接近上地幔值(0.034)，远低于地壳值(0.35)(Talor and Mclennan， 1985)，均显示了幔源的特点。岩石的Nb/U=6.20～9.02、Ta/U=0.24～0.49、Ce/Pb=2.95～5.11，均低于洋中脊玄武岩(Nb/U=47、Ta/U=2.7、Ce/Pb=25；Hofmann，1988；Yan et al., 2008)和地壳的平均值(Nb/U=12.1、Ta/U=1.1、Ce/Pb=4.1；Taylor and McLennan， 1985；Yan et al., 2008)，岩石的Ba/Nb、La/Nb值高于原始地幔和大陆地壳平均组成(图 8d)，表明岩石并未受到陆壳混染或壳幔物质混合熔融。在稀土配分模式图和微量元素原始地幔标准化蛛网图中表现为轻稀土元素相对重稀土元素富集，相对富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th等，亏损高场强元素Nb、Ta、Ti，类似于岛弧岩浆岩地球化学特征(McCulloch and Gamble， 1991；Rudnick 1995；John et al., 2008；Qian et al., 2009)；Th/Ta比值较高(15.45～15.75)，类似于活动大陆边缘岛弧岩浆岩比值(Condie，1997)。结合岩石构造环境判别图解(图 8a～ 图 8d)，两个样品在Ta-Yb、Rb-(Y+Nb)、Th/Yb-Ta/Yb、Ba/Nb-La/Nb判别图中均投影到火山弧花岗岩区，反映花岗闪长岩和闪长岩形成于俯冲带的构造环境，因此扎嘎乌苏地区岩体形成于与俯冲带有关的岛弧构造环境。

图8 花岗闪长岩(14SL-60)和闪长岩(14SL-61)构造判别图解 a. Yb-Ta图解(据Pearce et al., 1984)；b.(Yb+Nb)-Rb图解(据Pearce，1996)；c. Ta/Yb-Th/Yb图解(据Gorton M P and Schandl， 2000)；d. La/Nb-Ba/Nb图解(据刘燊等，2005)；OCEANIC ARCS. 大洋岛弧；ACM. 活动大陆边缘；WPVZ. 板内火山岩带 Fig.8 Tectonic discrimination diagrams for granodiorite(14SL-60)and diorite(14SL-61).

致谢 感谢武警黄金第二支队薄海军、刘伟、高贺等战士和领导们在野外给予的热忱帮助。感谢中国科学院地质与地球物理研究所王红月、李文君和毛骞分别在主量元素、微量元素和电子探针矿物成分分析测试过程中给予的热心帮助。感谢西北大学大陆动力学国家重点实验室第五春荣在LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试过程中给予的指导帮助。

参考文献
[1] 陈斌, 赵国春, Wilde S. 2001. 内蒙古苏尼特左旗南两类花岗岩同位素年代学及其构造意义. 地质论评,47 (4): 361-367.
[2] Chen Bin, Zhao Guochun, and Wilde S. 2001. Subduction-and collision-related granitoids from southern Sonidzuoqi, Inner Mongolia: Isotopic ages and tectonic implications. Geological Review,47 (4): 361-367.
[3] 冯丽霞, 张志诚, 韩宝福. 2013. 内蒙古达茂旗花岗岩类LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义. 地质通报,32 (11): 1737-1748.
[4] Feng Lixia, Zhang Zhicheng andHan Baofu. 2013. LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of granitoids in Darhan Muminggan Joint Banner, Inner Mongolia, and their geological significance. Geological Bulletin of China,32 (11): 1737-1748.
[5] 李文国, 李庆富, 姜万德等. 1996. 内蒙古自治区岩石地层. 武汉: 中国地质大学出版社. 1-344.
[6] Li Wenguo, Li Qingfu, Jiang Wande et al. 1996. The Inner Mongolia Autonomous Region Lithostratigraphy. Wuhan: China University of Geosciences Press. 1-344.
[7] 李建锋, 张志诚, 韩宝福. 2010. 内蒙古达茂旗北部闪长岩锆石SHRIMP U-Pb、 角闪石40 Ar／39 Ar年代学及其地质意义. 岩石矿物学杂志,29 (6): 732-740.
[8] Li Jianfeng, Zhang Zhicheng and Han Baofu. 2010. Ar-Ar and zircon SHRIMP geochronology of hornblendite and diorite in northern Darhan Muminggan Joint Banner, Inner Mongolia, and its geological significance. Acta Petrologica et Mineralogica,29 (6): 732-740.
[9] 刘燊, 胡瑞忠, 赵军红等. 2005. 胶北晚中生代煌斑岩的岩石地球化学特征及其成因研究. 岩石学报,21 (3): 947-958.
[10] Liu Shen, Hu Ruizhong, Zhao Junhong et al. 2005. Geochemical characteristics and petrogenetic investigation of the Late Mesozoic lamprophyres of Jiaobei, Shandong Province. Acta Petrologica Sinica,21 (3): 947-958.
[11] 刘敦一, 简平, 张旗等. 2003. 内蒙古图林凯蛇绿岩中埃达克岩SHRIMP测年: 早古生代洋壳消减的证据. 地质学报,77 (3): 317-327.
[12] Liu Dunyi, Jian Ping, Zhang Qi et al. 2003. SHRIMP dating of adakites in the Tulingkai ophiolite, Inner Mongolia: Evidence for the Early Paleozoic subduction. Acta Geologica Sinica,77 (3): 317-327.
[13] 尚恒胜, 陶继雄, 宝音乌力吉等. 2003. 内蒙古白云鄂博地区早古生代弧-盆体系及其构造意义. 地质调查与研究,26 (3): 160-168.
[14] Shang Hengsheng, Tao Jixiong, Bao Yinwuliji et al. 2003. The arc-basin system and tectonic significance of Early Paleozoic in Baiyun' ebo area Inner Mongolia. Geological Survey and Research,26 (3): 160-168.
[15] 石玉若, 刘敦一, 张旗等. 2004. 内蒙古苏左旗地区闪长-花岗岩类SHRIMP年代学. 地质学报,78 (6): 789-799.
[16] Shi Yuruo, Liu Dunyi, Zhang Qi et al. 2004. SHRIMP dating of diorites and granites in southern Suzuoqi, Inner Mongolia. Acta Geologica Sinica,78 (6): 789-799.
[17] 石玉若, 刘敦一, 张旗等. 2005. 内蒙古苏左旗白音宝力道Adakite质岩类成因探讨及其SHRIMP年代学研究. 岩石学报,21 (1): 143-150.
[18] Shi Yuruo, Liu Dunyi, Zhang Qi et al. 2005. The petrogenesis and SHRIMP dating of the Baiyinbaolidao adakitic rocks in southern Suzuoqi, Inner Mongolia. Acta Petrologica Sinica,21 (1): 143-150.
[19] 陶继雄, 许立权, 贺锋等. 2005. 内蒙古巴特敖包地区早古生代洋壳消减的岩石证据. 地质调查与研究,28 (1): 1-8.
[20] Tao Jixiong, Xu Liquan, He Feng et al. 2005. Petrological evidence for subduction of the Early Paleozoic oceanic crust in Bart-Obo, Inner Mongolia. Geological Survey and Research,28 (1): 1-8.
[21] 吴元保, 郑永飞. 2004. 锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约. 科学通报,49 (16): 1589-1604.
[22] Wu Yuanbao and Zheng Yongfei. 2004. Genesis of zircon and its constraints on interpretation of U-Pb age. Chinese Science Bulletin,49 (15): 1554-1569.
[23] 许立权, 邓晋福, 陈志勇等. 2003. 内蒙古达茂旗北部奥陶纪埃达克岩类的识别及其意义. 现代地质,17 (4): 428-434.
[24] Xu Liquan, Deng Jinfu, Chen Zhiyong et al. 2003. The identification of Ordovician adakites and its signification in northern Damao, Inner Mongolia. Geoscience,17 (4): 428-434.
[25] 张维, 简平. 2008. 内蒙古达茂旗北部早古生代花岗岩类SHRIMP U-Pb年代学. 地质学报,82 (6): 778-787.
[26] Zhang Wei and Jian Ping. 2008. SHRIMP dating of Early Paleozoic granites from North Damaoqi, Inner Mongolia. Acta Geologica Sinica,82 (6): 778-787.
[27] Condie K C. 1997. Sources of Proterozoic mafic dyke swarms: Constraints from Th/Ta and La/Yb ratios. Precambrian Research,81 (1): 3-14.
[28] Gorton M P and Schandl E S. 2000. From continents to island arcs: A geochemical index of tectonic setting for arc-related and within-plate felsic to intermediate volcanic rocks. The Canadian Mineralogist,38 (5): 1065-1073.
[29] Hofmann A W. 1988. Chemical differentiation of the Earth: The relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust. Earth and Planetary Science Letters,90 (3): 297-314.
[30] Hoskin P W O and Schaltegger U. 2003. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. Reviews in Mineralogy and Geochemistry,53 (1): 27-62.
[31] Jahn B M, Wu F Y and Chen B. 2000. Massive granitoid generation in central Asia: Nd isotope evidence and implication for continental growth in the Phanerozoic. Episodes,23 (2): 82-92.
[32] Jian P, Liu D Y, Kröner A et al. 2010. Evolution of a Permian intraoceanic arc-trench system in the Solonker suture zone, central Asian orogenic belt, China and Mongolia. Lithos,118 (1-2): 169-190.
[33] Jian P, Liu D Y, Kröner A et al. 2008. Time scale of an Early to Mid-Paleozoic orogenic cycle of the long-lived central Asian orogenic belt, Inner Mongolia of China: Implications for continental growth. Lithos,101 (3-4): 233-259.
[34] John T, Klemd R, Gao J et al. 2008. Trace-element mobilization in slabs due to non steady-state fluid-rock interaction: Constraints from an eclogite-facies transport vein in blueschist(Tianshan, China).Lithos,103 (1): 1-24.
[35] Kelemen P B, Hanghoj K and Greene A R. 2003. One view of the geochemistry of subduction-related magmatic arcs, with an emphasis on primitive andesite and lower crust. In: Turekian K K and Holland H D(Eds.). Treatise on Geochemistry, Volume 3. Oxford: Elsevier.593-659.
[36] Leake B E, Woolley A R, Arps C E S et al. 1997. Nomenclature of amphiboles: Report of the subcommittee on amphiboles of the International Mineralogical Association, commission on new minerals and mineral names. Mineralogical Magazine,61 (405): 295-321.
[37] Ludwig K R. 2001. Users manual for Isoplot/Ex(rev.2.49): A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel Berkeley. Berkeley Geochronology Center, Special Publication, No.1a. 1-55.
[38] McCulloch M T and Gamble J. 1991. Geochemical and geodynamical constraints on subduction zone magmatism. Earth and Planetary Science Letters,102 (3-4): 358-374.
[39] Middlemost E A. 1994. Naming materials in the magma/igneous rock system. Earth-Science Reviews,37 (3): 215-224.
[40] Pearce J A, Harris N B W and Tindle A G. 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology,25 (4): 956-983.
[41] Pearce J A. 1996. Sources and settings of granitic rocks. Episodes,19 (4): 120-125.
[42] Peccerillo A and Taylor A R. 1976. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, northern Turkey. Contribution to Mineralogy and Petrology,58 (1): 63-81.
[43] Qian Q, Gao J and Klemd R. 2009. Early Paleozoic tectonic evolution of the Chinese South Tianshan orogen: Constraints from SHRIMP zircon U-Pb geochronology and geochemistry of basaltic and dioritic rocks from Xiate, NW China. International Journal of Earth Sciences,98 (3): 551-569.
[44] Rubatto D. 2002. Zircon trace element geochemistry: Partitioning with garnet and the link between U-Pb ages and metamorphism. Chemical Geology,184 (1-2): 123-138.
[45] Rudnick R L. 1995. Making continental crust. Nature,378 (6557): 571-577.
[46] Schulz B, Klemd R and Bratz H. 2006. Host rock compositional controls on zircon trace element signatures in metabasites from the Austroalpine basement. Geochimica et Cosmochimica Acta,70 (3): 697-710.
[47] Sengör A M C, Nataln B A and Burtman V S. 1993. Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia. Nature,364 (6435): 299-307.
[48] Sun S S and McDonough W F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes. Geological Society, London, Special Publications,42 : 313-345.
[49] Tang K D. 1990. Tectonic development of Paleozoic fold belts at the north margin of the Sino-Korean Craton. Tectonics,9 (2): 249-260.
[50] Taylor S R and McLennan S M. 1985. The Continental Crust, Its Composition and Evolution: An Examination of the Geochemical Record Preserved in Sedimentary Rocks. Melbourne: Blackwell Scientific Publications.1-312.
[51] Xiao W J, Windley B F, Hao J et al. 2003. Accretion leading to collision and the Permian Solonker suture, Inner Mongolia, China: Termination of the central Asian orogenic belt. Tectonics,22 (6): 1069-1076.
[52] Yan J, Chen J F and Xu X S. 2008. Geochemistry of Cretaceous mafic rocks from the Lower Yangtze region, eastern China: Characteristics and evolution of the lithospheric mantle. Journal of Asian Earth Sciences,33 (3-4): 177-193.
[53] Yuan H L, Gao S, Liu X M et al. 2004. Accurate U-Pb age and trace element determinations of zircon by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry. Geostandards and Geoanalytical Research,28 (3): 353-370 .
Geochemical characteristics, zircon U-Pb age of diorite and granodiorite in Zhaga USU, Urat Middle Banner of Inner-Mongolia

Ge Xiaomei1, 2, Li Gangzhu3 , Yang Hongbin3, Dong Mingming3, Yang Saihong1, Liu Jingbo1, Su Wen1    
1. State Key Laboratory of Lithospheric Evolution, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049;
3. No. 2 Gold Geological Part of CAPP, Hohhot, Inner Mongolia 010010
Abstract: Some intrusive rocks are exposed in Zhaga USU, Urat Middle Banner in the middle area of Inner-Mongolia. Among them, two samples(granodiorite and diorite)are collected from the study area. Based on petrology, geochemistry, and zircon U-Pb dating analysis, the genesis of granodiorite and diorite are discussed. LA-ICP-MS zircon U-Pb ages are 459 . 6±4 . 7Ma and 452 . 6±7 . 0Ma for granodiorite and diorite, respectively. The samples studied are enriched in large ion lithophile elements(Rb, Ba and Sr)and LREE, and intensively depleted in high field strength elements(Nb, Ta and Ti)without obvious Eu anomaly, similarly to the geochemical characteristics of calc-alkline magmatite in an island arc setting, implying that there was an active continental margin west of the Solon suture zone in the Late Ordovician.
Key words: Zircon U-Pb age    Geochemistry    Diorite    Granodiorite    Late Ordovician    Zhaga USU