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内蒙古巴林右旗林西组粉砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其对古亚洲洋最终闭合的制约

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张生旭, 陈凤杰, 丁继双, 赵超, 杨文鹏, 杨福深. 内蒙古巴林右旗林西组粉砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其对古亚洲洋最终闭合的制约[J]. 地质通报, 2022, 41(10): 1757-1771. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.10.006
引用本文: 张生旭, 陈凤杰, 丁继双, 赵超, 杨文鹏, 杨福深. 内蒙古巴林右旗林西组粉砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其对古亚洲洋最终闭合的制约[J]. 地质通报, 2022, 41(10): 1757-1771. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.10.006
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ZHANG Shengxu, CHEN Fengjie, DING Jishuang, ZHAO Chao, YANG Wenpeng, YANG Fushen. Detrital zircon U-Pb age of siltstone from Linxi Formation in Balinyouqi, Inner Mongolia : constraints on the final closure of the Paleo-Asian Ocean[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(10): 1757-1771. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.10.006
Citation: ZHANG Shengxu, CHEN Fengjie, DING Jishuang, ZHAO Chao, YANG Wenpeng, YANG Fushen. Detrital zircon U-Pb age of siltstone from Linxi Formation in Balinyouqi, Inner Mongolia : constraints on the final closure of the Paleo-Asian Ocean[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(10): 1757-1771. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.10.006
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内蒙古巴林右旗林西组粉砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其对古亚洲洋最终闭合的制约

  • 1.

    黑龙江省自然资源调查院, 黑龙江 哈尔滨 150036

  • 2.

    山西能源学院地质与测绘工程系, 山西 晋中 030600

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《内蒙古1:5万查干沐沦、大板镇、古力古台、召胡都格幅区域地质调查》(编号：DD20160048-13)、省财政资金项目《黑龙江省1:5万高精度航空物探测量数据集成及找矿预测》(编号：DZKC-GY-2018001)、山西省高等学校科技创新项目《霍西煤田上古生界海陆交互相非煤烃源岩有机组成差异性及其沉积学意义》(编号：2020L0727)
详细信息
    作者简介: 张生旭(1984-)，男，硕士，高级工程师，从事区域地质矿产调查工作。E-mail: zhangshengxu111@163.com
    通讯作者: 陈凤杰(1984-)，女，硕士，讲师，从事古生物学与地层学研究。E-mail: chen_fengjie0516@163.com

  • 中图分类号: P597+.3

Detrital zircon U-Pb age of siltstone from Linxi Formation in Balinyouqi, Inner Mongolia : constraints on the final closure of the Paleo-Asian Ocean

  • 1.

    Heilongjiang Natural Resources Investigation Institute, Harbin 150036, Heilongjiang, China

  • 2.

    Department of Geological and Surveying Engineering, Shanxi Institute of Energy, Jinzhong 030600, Shanxi, China

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    摘要

  • 为探究出露于内蒙古巴林右旗西拉木伦河以北地区的碎屑岩的形成时代和构造背景，对碎屑岩组合中的粉砂岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年，结果显示，98颗锆石的谐和年龄主要集中分布在5个年龄区间，分别为252~315 Ma、376~523 Ma、752~1097 Ma、1465~1694 Ma、1833~2563 Ma。最年轻的一组锆石年龄为252 Ma，该年龄值限定了该组地层的沉积下限年龄为晚二叠世。锆石年龄频谱图可以反映出该地层具有多物源供给的特点，既有中亚造山带南缘的年龄信息，又具有华北克拉通北缘老基底的年龄信息，表明本地区的林西组沉积物源主要来自中亚造山带南缘，也有少部分物源来自华北克拉通北缘。根据该样品的谱值特征并结合古生物地层学及古地磁学成果，研究区林西组的沉积下限时代主要为中二叠世末，林西组的沉积时代主体应为晚二叠世，并可延至早三叠世初。结合区域地层对比和中亚造山带东段构造演化，认为古亚洲洋可能在晚二叠世最终闭合。

    In this paper, detrital zircon U-Pb ages were studied with the aims to reveal the formation ages and associated tectonic settings of clastic rocks from Linxi Formation in the north Xilamulun River, Balinyouqi, Inner Mongolia.The LA-ICP-MS results show that the 98 zircons grains show concordant ages of 252~315 Ma, 376~523 Ma, 752~1097 Ma, 1465~1694 Ma and 1833~2563 Ma.The youngest zircons age is 252 Ma, which indicates that the lower sedimentary age of the Linxi Formation is the Late Permian.The zircon age spectrum map, which includes the age information of both the southern margin of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) and northern margin of the North China Craton (NCC), showt that the stratum was characterized by multi-sources.This indicates that the materials in the Linxi Formation was mainly sourced from the south margin of the CAOB with minor from the northern margin of the NCC.The sample age information and the previous Paleontological stratigraphy and Paleomagnetic studies indicate that the sedimentary time of the Linxi Formation is the late Middle Permian to early Early Triassic, with the main sedimentary time of Late Permian.Combined with the comparison of regional strata and tectonic evolution in the eastern CAOB, the authors conclude that the Paleo Asian Ocean was likely final closed during the Late Permian.

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  • 图 1  内蒙古东南部区域构造简图[28](a)和巴林右旗地区地质简图(b)

    Figure 1. 

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    图 图版Ⅰ   

    Figure 图版Ⅰ. 

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    图 2  巴彦查干山北上二叠统林西组实测剖面图(Pm021)

    Figure 2. 

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    图 3  内蒙古巴林右旗林西组粉砂岩碎屑锆石阴极发光图像和206Pb/238U年龄

    Figure 3. 

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    图 4  内蒙古巴林右旗林西组粉砂岩锆石U-Pb谐和年龄及频率曲线图

    Figure 4. 

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    表 1  林西组粉砂岩(Pm021U-Pb4)碎屑锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb分析结果

    Table 1.  LA-ICP-MS U-Th-Pb analysis of detrital zircon (Pm021U-Pb4) in siltstone of Linxi Formation

    测点编号 Th/10-6 U/10-6 Pb/10-6 Th/U 比值 年龄/Ma
    207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ
    1 91 38 258 0.15 0.1130 0.0015 5.5229 0.0900 0.3543 0.0048 1849 24 1904 31 1955 26
    2 50 52 145 0.35 0.1414 0.0020 6.1522 0.1226 0.3155 0.0047 2245 24 1998 40 1768 26
    3 188 164 346 0.47 0.1616 0.0021 10.7022 0.1701 0.4802 0.0062 2473 22 2498 40 2528 33
    4 17 132 224 0.59 0.0592 0.0010 0.5657 0.0113 0.0694 0.0009 573 38 455 9 432 5
    5 94 51 268 0.19 0.1179 0.0016 5.6072 0.0863 0.3450 0.0044 1924 24 1917 30 1911 25
    6 195 150 559 0.27 0.1705 0.0022 7.7199 0.1255 0.3284 0.0043 2562 22 2199 36 1831 24
    7 28 74 120 0.61 0.0937 0.0013 2.7439 0.0456 0.2124 0.0030 1502 27 1340 22 1241 18
    8 49 130 174 0.75 0.0951 0.0013 3.2607 0.0521 0.2487 0.0032 1529 25 1472 24 1432 18
    9 6 88 130 0.68 0.0550 0.0021 0.3296 0.0132 0.0435 0.0005 411 87 289 12 274 3
    10 115 149 205 0.73 0.1679 0.0022 10.8900 0.1690 0.4704 0.0059 2537 22 2514 39 2485 31
    11 8 54 118 0.46 0.0692 0.0017 0.6058 0.0158 0.0635 0.0008 903 50 481 13 397 5
    12 37 63 69 0.91 0.1544 0.0023 9.2070 0.1745 0.4325 0.0064 2395 25 2359 45 2317 34
    13 71 36 138 0.26 0.1635 0.0022 10.9284 0.1797 0.4846 0.0070 2493 22 2517 41 2547 37
    14 23 51 149 0.34 0.0709 0.0010 1.4832 0.0245 0.1517 0.0019 955 29 924 15 910 11
    15 17 93 222 0.42 0.0589 0.0010 0.6181 0.0118 0.0761 0.0009 563 37 489 9 473 6
    16 84 79 183 0.43 0.1427 0.0019 8.4298 0.1453 0.4284 0.0058 2260 23 2278 39 2299 31
    17 20 210 263 0.80 0.0620 0.0010 0.5945 0.0109 0.0695 0.0009 674 33 474 9 433 6
    18 60 122 156 0.78 0.1216 0.0018 5.5466 0.1060 0.3309 0.0043 1979 26 1908 36 1843 24
    19 17 147 205 0.71 0.0608 0.0010 0.6559 0.0121 0.0783 0.0010 632 35 512 9 486 6
    20 36 109 180 0.60 0.0753 0.0010 1.9260 0.0306 0.1855 0.0023 1077 27 1090 17 1097 14
    21 3 27 49 0.55 0.0569 0.0039 0.3907 0.0265 0.0498 0.0006 488 150 335 23 313 4
    22 137 167 249 0.67 0.1669 0.0022 10.9335 0.1702 0.4751 0.0060 2527 22 2517 39 2506 32
    23 12 71 144 0.49 0.0664 0.0014 0.7365 0.0165 0.0804 0.0010 820 43 560 13 499 6
    24 5 72 106 0.68 0.0606 0.0022 0.3802 0.0146 0.0455 0.0006 626 79 327 13 287 4
    25 172 91 346 0.26 0.1686 0.0022 10.8141 0.1684 0.4652 0.0058 2544 22 2507 39 2462 31
    26 22 90 83 1.09 0.0919 0.0015 2.7369 0.0488 0.2160 0.0026 1465 31 1339 24 1261 15
    27 11 73 148 0.50 0.0651 0.0013 0.6286 0.0142 0.0700 0.0009 778 43 495 11 436 5
    28 43 280 611 0.46 0.0570 0.0008 0.5308 0.0083 0.0675 0.0008 492 30 432 7 421 5
    29 17 131 263 0.50 0.0547 0.0012 0.4530 0.0111 0.0601 0.0008 400 48 379 9 376 5
    30 25 74 315 0.24 0.0581 0.0008 0.6388 0.0106 0.0797 0.0010 535 32 502 8 494 6
    31 12 89 143 0.63 0.0573 0.0011 0.5993 0.0131 0.0759 0.0010 503 44 477 10 471 6
    32 16 190 301 0.63 0.0535 0.0010 0.3556 0.0077 0.0482 0.0006 351 43 309 7 303 4
    33 27 42 48 0.87 0.1706 0.0023 10.9303 0.1778 0.4648 0.0060 2563 22 2517 41 2461 32
    34 32 225 445 0.50 0.0568 0.0008 0.5308 0.0087 0.0677 0.0008 485 32 432 7 423 5
    35 6 95 131 0.73 0.0659 0.0020 0.3778 0.0116 0.0416 0.0005 802 62 325 10 263 3
    36 13 116 165 0.70 0.0592 0.0011 0.5673 0.0116 0.0695 0.0008 573 41 456 9 433 5
    37 12 98 163 0.60 0.0588 0.0011 0.5759 0.0121 0.0710 0.0009 560 42 462 10 442 5
    38 42 390 496 0.79 0.0657 0.0014 0.6905 0.0225 0.0763 0.0012 796 44 533 17 474 8
    39 103 4 315 0.01 0.1154 0.0015 5.3504 0.0821 0.3362 0.0041 1886 24 1877 29 1869 23
    40 30 348 679 0.51 0.0521 0.0008 0.3024 0.0052 0.0421 0.0005 288 34 268 5 266 3
    41 29 209 398 0.52 0.0566 0.0008 0.5423 0.0089 0.0695 0.0008 476 32 440 7 433 5
    42 50 140 360 0.39 0.0674 0.0009 1.2553 0.0199 0.1352 0.0017 849 28 826 13 817 10
    43 5 74 96 0.77 0.0569 0.0022 0.3723 0.0149 0.0475 0.0006 487 86 321 13 299 4
    44 55 132 164 0.81 0.1039 0.0014 4.1758 0.0667 0.2916 0.0038 1694 24 1669 27 1650 21
    45 48 35 128 0.28 0.1174 0.0015 5.8362 0.0966 0.3606 0.0049 1917 24 1952 32 1985 27
    46 12 213 257 0.83 0.0526 0.0012 0.2867 0.0067 0.0395 0.0005 313 50 256 6 254 3
    47 68 122 116 1.06 0.1646 0.0021 10.6023 0.1619 0.4671 0.0057 2504 22 2489 38 2471 30
    48 10 109 126 0.87 0.0572 0.0015 0.5059 0.0137 0.0642 0.0008 498 56 416 11 401 5
    49 4 53 87 0.62 0.0629 0.0028 0.3873 0.0174 0.0446 0.0006 705 94 332 15 282 4
    50 11 106 254 0.42 0.0586 0.0014 0.3238 0.0079 0.0401 0.0005 554 50 285 7 253 3
    51 19 149 246 0.61 0.0628 0.0010 0.5944 0.0104 0.0687 0.0008 700 34 474 8 428 5
    52 19 187 400 0.47 0.0514 0.0008 0.3363 0.0062 0.0475 0.0006 259 38 294 5 299 4
    53 15 91 216 0.42 0.0576 0.0010 0.5317 0.0100 0.0670 0.0008 513 36 433 8 418 5
    54 43 191 529 0.36 0.0566 0.0008 0.6221 0.0100 0.0798 0.0010 474 30 491 8 495 6
    55 20 268 395 0.68 0.0575 0.0010 0.3610 0.0069 0.0455 0.0006 511 37 313 6 287 4
    56 55 94 416 0.23 0.0698 0.0009 1.3020 0.0235 0.1353 0.0021 923 28 847 15 818 13
    57 73 67 216 0.31 0.1187 0.0016 5.3889 0.0871 0.3294 0.0043 1936 23 1883 30 1835 24
    58 16 139 214 0.65 0.0591 0.0013 0.5788 0.0244 0.0711 0.0011 570 49 464 20 442 7
    59 4 38 73 0.52 0.0777 0.0046 0.5444 0.0939 0.0508 0.0039 1140 118 441 76 319 25
    60 12 79 186 0.43 0.0584 0.0012 0.5424 0.0135 0.0673 0.0010 547 46 440 11 420 6
    61 20 154 259 0.59 0.0553 0.0009 0.5899 0.0112 0.0774 0.0010 424 37 471 9 480 6
    62 16 189 322 0.59 0.0528 0.0009 0.3558 0.0069 0.0489 0.0006 319 40 309 6 308 4
    63 6 89 143 0.62 0.0484 0.0017 0.2896 0.0106 0.0434 0.0005 121 82 258 9 274 3
    64 20 306 397 0.77 0.0537 0.0009 0.3706 0.0075 0.0501 0.0006 357 39 320 6 315 4
    65 7 157 158 0.99 0.0514 0.0015 0.3095 0.0094 0.0437 0.0005 258 67 274 8 276 3
    66 169 323 320 1.01 0.1598 0.0021 10.0389 0.1616 0.4555 0.0057 2454 23 2438 39 2420 30
    67 77 57 268 0.21 0.1120 0.0015 4.4686 0.0826 0.2892 0.0045 1833 24 1725 32 1638 26
    68 83 331 648 0.51 0.0706 0.0009 1.2052 0.0210 0.1238 0.0017 946 27 803 14 752 10
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    72 5 44 106 0.41 0.0676 0.0023 0.4177 0.0151 0.0448 0.0006 856 71 354 13 283 4
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    74 7 134 137 0.98 0.0543 0.0018 0.3364 0.0117 0.0449 0.0006 385 74 294 10 283 4
    75 56 348 797 0.44 0.0558 0.0007 0.5289 0.0083 0.0687 0.0008 446 30 431 7 428 5
    76 10 23 52 0.44 0.0890 0.0016 2.2735 0.0506 0.1853 0.0032 1403 34 1204 27 1096 19
    77 20 160 507 0.32 0.0513 0.0008 0.2791 0.0052 0.0394 0.0005 255 38 254 5 252 3
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    88 11 210 201 1.04 0.0504 0.0012 0.3244 0.0082 0.0467 0.0006 215 55 285 7 294 4
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    92 37 117 548 0.21 0.0572 0.0008 0.5575 0.0089 0.0707 0.0009 498 30 450 7 440 5
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    95 4 58 85 0.69 0.0784 0.0034 0.4941 0.0235 0.0457 0.0006 1158 86 408 19 288 4
    96 18 80 398 0.20 0.0528 0.0009 0.3310 0.0067 0.0455 0.0006 319 39 290 6 287 4
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收稿日期:  2020-12-22
修回日期:  2021-10-16
刊出日期:  2022-10-15

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