大兴安岭北段下侏罗统柴河组的厘定及地质意义

赵胜金, 于海洋, 申亮, 张猛, 周颖帅, 柳志辉, 张玉龙. 大兴安岭北段下侏罗统柴河组的厘定及地质意义[J]. 地质通报, 2018, 37(7): 1302-1314.
引用本文: 赵胜金, 于海洋, 申亮, 张猛, 周颖帅, 柳志辉, 张玉龙. 大兴安岭北段下侏罗统柴河组的厘定及地质意义[J]. 地质通报, 2018, 37(7): 1302-1314.
ZHAO Shengjin, YU Haiyang, SHEN Liang, ZHANG Meng, ZHOU Yingshuai, LIU Zhihui, ZHANG Yulong. Determination and geological significance of Chaihe Formation of the Lower Jurassic in north Daxing' anling Range[J]. Geological Bulletin of China, 2018, 37(7): 1302-1314.
Citation: ZHAO Shengjin, YU Haiyang, SHEN Liang, ZHANG Meng, ZHOU Yingshuai, LIU Zhihui, ZHANG Yulong. Determination and geological significance of Chaihe Formation of the Lower Jurassic in north Daxing' anling Range[J]. Geological Bulletin of China, 2018, 37(7): 1302-1314.

大兴安岭北段下侏罗统柴河组的厘定及地质意义

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《内蒙古1:5万乌音呼日勒庙、新巴尔虎右旗、霍特林呼都格、勃迪木呼都格幅区域地质矿产调查》(编号:12120114086201)、《大兴安岭成矿带漠河-扎兰屯地区地质矿产调查》(编号:DD20160047)和《内蒙古1:5万巴雅尔吐胡硕、哈达营子、阿拉哈达、乙旦架拉嘎幅区域地质调查》(编号:DD20160048-15)
详细信息
    作者简介: 赵胜金(1982-), 在读博士生, 高级工程师, 矿物学、岩石学、矿床学专业, 从事区域地质矿产调查工作。E-mail:zhshjin2008@163.com
  • 中图分类号: P534.52;P597+.3

Determination and geological significance of Chaihe Formation of the Lower Jurassic in north Daxing' anling Range

  • 大兴安岭北段首次厘定出下侏罗统柴河组,为一套沉积岩及中性岩为主的火山岩岩石组合。在底部沉积岩层位中发现早侏罗世植物分子,为Podozamites sp.(苏铁衫属),Equisetites sp.(似木贼属)。火山岩-粗安岩锆石U-Pb同位素年龄为183.8±3.9Ma,时代为早侏罗世。锆石Hf同位素显示,初始176Hf/177Hf值分布于0.282935~0.282991之间,εHft)值为+9.7~+11.4,Hf二阶段模式年龄TDM2为495~612Ma,说明这些火山岩的原始岩浆来自新生中下地壳的部分熔融,表明额尔古纳地块的主体增生年代为新元古代。柴河期火山岩形成于活动陆缘弧环境,是早侏罗世蒙古-鄂霍茨克洋向南东方向俯冲的产物。下侏罗统柴河组的厘定,说明大兴安岭地区存在早侏罗世火山岩地层及相应的火山活动事件。该组的确立及引入,对大兴安岭中生代构造岩浆活动的研究及中生代火山岩地层划分对比、区域构造演化探讨具有重要的地质意义。

  • 加载中
  • 图 1  研究区大地构造位置(a、b)[11]和地质简图(c)

    Figure 1. 

    图 2  大兴安岭中段柴河镇西山柴河组实测剖面

    Figure 2. 

    图 3  大兴安岭北段新巴尔虎右旗吞特果尔查干柴河组实测剖面(PM4)

    Figure 3. 

    图 图版Ⅰ   

    Figure 图版Ⅰ. 

    图 4  柴河组火山岩TAS分类图解(a)和SiO2-K2O图解(b)

    Figure 4. 

    图 5  柴河组火山岩稀土元素标准化配分图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)

    Figure 5. 

    图 6  柴河组粗安岩锆石阴极发光(CL)图像和测点号

    Figure 6. 

    图 7  柴河组粗安岩锆石U-Pb谐和图

    Figure 7. 

    图 8  柴河组粗安岩锆石t-εHf(t)图解

    Figure 8. 

    图 9  柴河组火山岩构造环境判别图

    Figure 9. 

    表 1  柴河组火山岩主量元素含量及有关参数

    Table 1.  Content and parameter ratio of major elements of volcanic rocks in Chaihe Formation

    样号 岩性 氧化物含量/% CIPW标准矿物
    SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 烧失量 总计 Q An Ab Or C Hy Il Mt Ap SI DI AR σ43 A/CNK R1 R2 A/MF C/MF
    D1039-1 粗安岩 54.54 1.37 17 5.11 3.05 0.11 3.77 6.59 3.65 2.16 0.39 1.85 99.59 23.4 30.33 4.16 12.84 2.83 12.83 2.62 5.08 0.91 21.45 40.4 1.65 2.88 0.836 1594 1233 0.83 0.59
    D1208-1 粗安岩 54.68 1.37 16.8 6.23 2.19 0.09 3.99 4.83 5.02 1.85 0.34 2.36 99.75 25.26 21.86 8.53 10.99 5.21 12.89 2.62 5.49 0.79 20.96 44.78 1.93 3.98 0.882 1182 1050 0.79 0.42
    PM4-20 次粗安岩 57.47 1.32 16.1 5.63 2.1 0.07 2.96 2.74 6.09 0.65 0.48 4.05 99.66 45.38 10.53 0 3.87 11.65 9.64 2.53 5.25 1.12 17.18 49.25 2.11 3.1 1.025 1290 761 0.91 0.28
    PM4-44 粗安岩 61.58 1.12 16.46 4.4 1.59 0.07 1.56 1.7 5.15 3.8 0.33 1.89 99.65 30.68 6.31 16.33 22.57 6.92 4.59 2.14 4.58 0.77 9.53 69.58 2.94 4.28 1.05 1208 585 1.39 0.26
    PM4-57 粗安岩 59.24 0.99 16.57 3.88 2.4 0.09 2.81 5.36 3.53 2.51 0.38 1.75 99.51 31.04 24.26 4.59 14.93 4.16 9.36 1.89 4.15 0.89 18.7 50.56 1.76 2.22 0.907 1928 1045 1.07 0.63
    BK03-3 粗安岩 61.76 1.37 16.29 6.05 1.56 0.14 1.69 2.47 4.27 2.67 0.53 1.08 99.88 30.46 8.82 20.42 15.84 6.25 6.2 2.61 5.22 1.23 10.57 66.72 2.17 2.55 1.131 1750 670 1.15 0.32
    BK03-5 粗安岩 53.76 1.69 17.53 8.61 2.75 0.06 2.62 5.38 3.95 1.7 0.45 1.47 99.97 22.64 23.86 12.06 10.09 4.67 11.61 3.22 6.79 1.05 13.62 44.79 1.65 2.93 0.967 1452 1054 0.81 0.45
    平均值 57.58 1.32 16.68 5.70 2.23 0.09 2.77 4.15 4.52 2.19 0.41 2.06 99.72 29.84 18.00 9.44 13.02 5.96 9.59 2.52 5.22 0.97 16.00 52.30 2.03 3.13 0.97 1486 914 0.99 0.42
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    表 2  柴河组火山岩稀土元素含量及有关参数

    Table 2.  Content and parameter ratio of REE of volcanic rocks in Chaihe Formation

    样号 岩性 稀土元素含量/10-6
    La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y
    D1039-1 粗安岩 25.5 54.5 7.01 31 6.16 1.59 5.12 0.73 3.53 0.63 1.76 0.24 1.49 0.21 16.1
    D1208-1 粗安岩 22.1 48.1 6.19 27.1 5.15 1.5 4.66 0.62 3.12 0.55 1.37 0.19 1.16 0.16 13.1
    PM4-20 次粗安岩 33.7 70.6 8.95 38.6 6.72 1.81 6.35 0.89 4.38 0.82 2.14 0.29 1.81 0.27 20.7
    PM4-44 粗安岩 46.9 107 12.2 51 9.87 1.76 7.68 1.1 5.45 0.96 2.63 0.38 2.47 0.35 24.8
    PM4-57 粗安岩 44.3 88.4 10.2 40 6.44 1.66 5.07 0.7 2.98 0.5 1.31 0.19 1.11 0.16 12.5
    BK03-3 粗安岩 61.4 112 15.8 62.5 11.2 2.02 9 1.23 6.28 1.12 3.07 0.44 2.93 0.44 29.4
    BK03-5 粗安岩 21.4 46.7 5.63 24.6 5.02 1.41 4.26 0.59 3.11 0.56 1.52 0.21 1.36 0.2 14.6
    平均值 36.47 75.33 9.43 39.26 7.22 1.68 6.02 0.84 4.12 0.73 1.97 0.28 1.76 0.26 18.74
    样号 岩性 ∑REE LREE HREE LR/HR δEu (La/Yb)N (Ce/Yb)N (La/Sm)N (Gd/Yb)N Sm/Nd
    D1039-1 粗安岩 155.57 125.76 13.71 9.17 0.84 11.54 9.46 2.60 2.77 0.20
    D1208-1 粗安岩 135.07 110.14 11.83 9.31 0.92 12.84 10.73 2.70 3.24 0.19
    PM4-20 次粗安岩 198.03 160.38 16.95 9.46 0.84 12.55 10.09 3.15 2.83 0.17
    PM4-44 粗安岩 274.55 228.73 21.02 10.88 0.60 12.80 11.21 2.99 2.51 0.19
    PM4-57 粗安岩 215.52 191.00 12.02 15.89 0.86 26.91 20.60 4.33 3.69 0.16
    BK03-3 粗安岩 318.83 264.92 24.51 10.81 0.60 14.13 9.89 3.45 2.48 0.18
    BK03-5 粗安岩 131.17 104.76 11.81 8.87 0.91 10.61 8.88 2.68 2.53 0.20
    平均值 204.11 169.38 15.98 10.63 0.80 14.48 11.55 3.13 2.86 0.18
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    表 3  柴河组火山岩微量元素含量

    Table 3.  Content and parameter ratio of trace elements of volcanic rocks in Chaihe Formation

    10-6
    样号 岩性 Rb Sr Ba Nb Ta Zr Hf Th Cr Co Ni Li Sc U Ti K/10-2 Rb/
    Sr
    Ba/
    Sr
    Nb/
    Ta
    Zr/Hf Th/
    U
    D1039-1 粗安岩 40.5 771 525 6.96 0.5 164 3.61 5.08 121 26 43.5 20.2 13.6 1.27 8223 2.02 0.05 0.68 13.92 45.43 4
    D1208-1 粗安岩 35.3 863 598 6.08 0.45 161 3.65 4.18 139 23.6 41.3 26.2 14.3 1.07 7831 1.66 0.04 0.69 13.51 44.11 3.91
    PM4-20 次粗安岩 23 583 244 8.66 0.63 240 6.68 7.08 93.5 23.7 34.3 36.4 10.9 1.86 7806 0.7 0.04 0.42 13.75 35.93 3.81
    PM4-44 粗安岩 109 536 407 15.5 1.22 430 12.9 17.1 93 14.4 18.6 19.3 9.72 4.83 6983 3.62 0.2 0.76 12.7 33.33 3.54
    PM4-57 粗安岩 51.9 747 539 11.2 0.72 281 6.23 6.85 128 19.9 31.5 28.2 11.3 1.48 6038 2.44 0.07 0.72 15.56 45.1 4.63
    BK03-3 粗安岩 125 574 452 16.2 1.46 422 12.2 23.2 14.6 10.2 9.22 13.6 9.46 6.74 6910 3.12 0.22 0.79 11.1 34.59 3.44
    BK03-5 粗安岩 49.5 974 465 5.22 0.58 152 8.56 6.26 45.2 23 27.7 18.2 13.5 1.34 7125 2.12 0.05 0.48 9 17.76 4.67
    平均值 62.03 721 461 9.97 0.79 264 7.69 9.96 90.61 20.11 29.45 23.16 11.83 2.66 7274 2.24 0.10 0.65 12.79 36.61 4.00
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    表 4  下侏罗统柴河组粗安岩(PM4-44)SHRIMP锆石U-Th-Pb同位素测定结果

    Table 4.  SHRIMP zircon U-Th-Pb isotopesanalyses of trachyandensite in Chaihe Formation of Lower Jurassic

    点号 元素含量 232Th/
    238U
    同位素比值 同位素年龄/Ma
    206Pbc/% U/10-6 206pb/10-6 Th/10-6 207Pb/206Pb* 207Pb*/235U 206Pb*/238U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 误差/%
    1 4.21 161 4.7 87 0.56 0.044 26 0.196 27 0.0325 3.4 206.5 6.9 -126 650 264
    2 0.37 286 6.86 165 0.60 0.0496 2.8 0.1898 3.9 0.02776 2.8 176.5 4.9 176 64 0
    3 1.59 43 0.946 28 0.66 0.0487 15 0.169 16 0.02521 3.2 160.5 5.1 132 360 -21
    4 0.52 248 6.2 155 0.64 0.0533 6.1 0.213 6.7 0.02896 2.8 184.0 5.1 341 140 46
    5 0.87 220 5.71 126 0.59 0.0465 5.6 0.192 6.3 0.02989 2.8 189.8 5.3 24 130 -675
    6 0.45 301 7.69 199 0.68 0.0496 4.6 0.202 5.4 0.02959 2.8 188 5.2 178 110 -6
    7 -- 227 5.78 136 0.62 0.0523 2.5 0.2143 3.8 0.02972 2.8 188.8 5.2 298 57 37
    8 1.00 318 7.68 204 0.66 0.0471 9.9 0.181 10 0.02784 2.8 177.0 5.0 53 240 -235
    9 1.81 530 13.5 391 0.76 0.0474 7 0.19 7.5 0.02903 2.8 184.5 5.1 70 170 -165
    注:Pbc为普通铅;Pb*为放射性铅
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    表 5  柴河组粗安岩锆石Hf同位素分析结果

    Table 5.  Magmatic zircon Hf isotope data of trachyandesite in Chaihe Formation

    点号 t/Ma 176Yb/177Hf 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 176Hf/177Hf(cm) εHf(0) εHf(t) TDM1/Ma TDM2/Ma fLu/Hf
    PM4-44-2 176.5 0.049360 0.001730 0.282991 0.282989 0.000008 7.7 11.4 0.27 379 495 -0.95
    PM4-44-4 184 0.045065 0.001596 0.282957 0.282955 0.000014 6.5 10.3 0.49 428 569 -0.95
    PM4-44-5 189.8 0.043504 0.001556 0.282945 0.282943 0.000009 6.0 10.0 0.32 444 592 -0.95
    PM4-44-6 188 0.046250 0.001714 0.282963 0.282961 0.000008 6.7 10.6 0.28 420 553 -0.95
    PM4-44-7 188.8 0.035605 0.001276 0.282935 0.282933 0.000007 5.7 9.7 0.27 455 612 -0.96
    PM4-44-8 177 0.051378 0.001896 0.282975 0.282973 0.000010 7.1 10.8 0.34 405 534 -0.94
    PM4-44-9 184.5 0.051587 0.001880 0.282944 0.282942 0.000007 6.0 9.8 0.26 450 599 -0.94
    注:测试单位为中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室
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出版历程
收稿日期:  2017-09-20
修回日期:  2017-12-05
刊出日期:  2018-07-25

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