內(nèi)蒙古蘇尼特左旗查干敖包地區(qū)上石炭——下二疊統(tǒng)寶力高廟組同位素年齡

武躍勇 邵永旭 寇 帥 姜海蛟

內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院 呼和浩特 010020

1.地質(zhì)背景

本區(qū)地處西伯利亞板塊南東緣陸緣增生帶上。區(qū)內(nèi)出露的地層有中下泥盆統(tǒng)泥鰍河組砂巖、大理巖；上石炭統(tǒng)查干敖包組正常沉積碎屑巖夾少量凝灰?guī)r；上石炭——下二疊統(tǒng)寶力高廟組碎屑巖、火山巖；下白堊統(tǒng)滿克頭鄂博組酸心火山巖、瑪尼吐組中性火山巖和大磨拐河組砂礫石、砂巖；更新統(tǒng)、始新統(tǒng)砂巖及全新統(tǒng)松散堆積層；侵入巖為晚石炭世——早二疊世花崗巖類；區(qū)內(nèi)北東向、北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育（圖1）。

圖1 查干敖包地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.寶力高廟組簡(jiǎn)述

寶力高廟組是1960年由呼和浩特幅地質(zhì)隊(duì)在東烏珠穆沁旗寶力高廟白云敖包創(chuàng)名，原始含義為“分布在寶力高廟、小壩梁、達(dá)布蘇諾爾一帶，巖性主要為砂巖、礫巖和火山巖，上、下界不清，出露厚度為3，000m～5，000m左右。時(shí)代為早二疊世”。謝同倫1963年對(duì)基進(jìn)行了重新研究，重新劃分為哥根鄂博組、寶力高廟組，將其時(shí)代置于晚石炭世至早二疊世。1979年內(nèi)蒙古區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì)開展1∶20萬錫林查干敖包幅、達(dá)來幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(shí)，將該套地層命名為上石炭統(tǒng)洪敖包組及下二疊統(tǒng)寶力格組?！秲?nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》（1996）采用了謝同倫的觀點(diǎn)，沿用寶力高廟組。1∶25萬紅格爾幅（2007）將該組劃分為兩個(gè)巖性段，即一段為碎屑巖段，二段為火山巖段。

本次工作沿用寶力高廟組一名，但只限定于原寶力高廟組二段火山巖部分，并根據(jù)巖石組合特征，將其進(jìn)一步劃分為三個(gè)巖性段。一段為陸相中酸性火山巖。二段為中酸性火山巖，三段為酸性火山巖。在三段的砂巖夾層中采到了大量安格拉植物群化石。

2.1 寶力高廟組二段（CPbl1）

該段巖石以紫紅色、磚紅色為特征，巖性有流紋巖、粗面巖、流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r，夾薄層安山巖，安山質(zhì)火山角礫巖及砂巖等。最大厚度1，005.8m。區(qū)內(nèi)該段以溢流相的酸性、中性偏堿性熔巖為主，夾少量火山碎屑流相、爆發(fā)空落相的火山碎屑巖，說明此時(shí)火山活動(dòng)以寧靜溢流方式為主，火山噴發(fā)次之，火山間歇期在盆地中有少量砂巖、砂礫巖沉積。

2.2 寶力高廟組三段（CPbl2）

該段以灰色安山質(zhì)、英安質(zhì)火山巖為特征，巖性主要為安山質(zhì)、英安質(zhì)含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r、巖屑晶屑凝灰?guī)r、安山巖、輝石粗安巖，夾砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖等，與下伏二段、上覆三段均為整合接觸。最大厚度2，112.5 m。此巖性段火山活動(dòng)方式大體可分為兩種類型，一是火山巖漿溢流、二是火山巖漿噴發(fā)，火山活動(dòng)間歇期盆地接受沉積。

2.3 寶力高廟組四段（CPbl3）

該段以出現(xiàn)大量灰白色流紋質(zhì)火山巖為特征，巖石類型復(fù)雜，有流紋巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；灰紫色、黃綠色變質(zhì)礫巖、長石石英粗砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)、火山灰質(zhì)灰?guī)r，與下覆三段為整合接觸。砂巖中采到了大量安格拉植物群化石：Noeggerathiopsis theodori Tschirk.et Zalesski.（堤奧多匙葉）、Noeggerathiopsis latifolia Neub.（寬匙葉）、Noeggerathiopsis subangusta Zal.（微窄匙葉裂），時(shí)代為晚石炭世——早二疊世。最大厚度達(dá)1，035.3m。該段火山巖與正常沉積的碎屑巖巖性變化頻繁，說明火山爆發(fā)噴溢活動(dòng)與盆地沉積過程交替進(jìn)行?；?guī)r層的出現(xiàn)代表當(dāng)時(shí)水體較深，應(yīng)為湖盆相產(chǎn)物。

3.樣品特征及同位素年齡

本次工作首次對(duì)寶力高廟組一段火山巖進(jìn)行了鋯石U-Pb法測(cè)年研究，測(cè)年樣品分別為流紋英安巖（樣號(hào)PM10TW24）、粗面巖（樣號(hào)PM20TW23）。樣品中鋯石由內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院化驗(yàn)室挑選，挑選出的鋯石由北京離子中心制靶，天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所在LA-MC-ICP-MS機(jī)上完成測(cè)年工作。

3.1 流紋英安巖

巖石少斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)微晶板條——隱晶結(jié)構(gòu)。斑晶：斜長石、鉀長石0.5mm～1.5mm，半自形板狀，比較干凈，斜長石發(fā)育聚片雙晶，⊥（010）晶帶Np′∧(010)=16°，An=28；石英0.25mm～0.5mm，不規(guī)則狀，部分熔蝕呈港灣狀?；|(zhì)：斜長石微晶板條0.03mm～0.15mm，雜亂——半定向分布；微粒狀鉀長石小于0.1mm，半自形粒狀；隱晶狀長英質(zhì)小于0.1mm他形粒狀；部分石英發(fā)生重結(jié)晶。斑晶：斜長石5%，鉀長石少量，石英少量；基質(zhì)：斜長石微晶板條45%，微粒狀鉀長石10%，重結(jié)晶微細(xì)粒石英5%，隱晶狀長英質(zhì)30%；次生石英3%；次生顯微鱗片狀綠泥石2%。

樣品中鋯石多為四方雙錐短柱體，黃色透明，自形——半自形，長軸0.05mm～0.25mm，長寬比多為2∶1.5，少數(shù)2∶1，個(gè)別有次生長錐。鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像（圖2）顯示鋯石具有簡(jiǎn)單的內(nèi)部組構(gòu)，發(fā)育同心環(huán)帶，韻律環(huán)帶，具巖漿成因的特點(diǎn)。測(cè)年結(jié)果見表1。巖漿結(jié)晶年齡加全平均值為323.0±1.4Ma（圖3）。

圖2 流紋英安巖(PM10TW24)鋯石陰極發(fā)光圖像

表1 流紋英安巖(PM10TW24)同位素年齡表

圖3 流紋英安巖(PM10TW24)鋯石U-Pb諧和圖

3.2 粗面巖

巖石具少斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)粗面結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為0.3mm～1.2mm，自形——半自形鉀長石、斜長石，基質(zhì)由＜0.1mm半定向分布的鉀長石微晶板條和隱晶質(zhì)構(gòu)成。斑晶：鉀長石2%，斜長石少量，基質(zhì)：鉀長石微晶板條70%，隱晶質(zhì)28%。

樣品中鋯石多為復(fù)四方雙錐短柱體，淺黃色或無色，透明，自形，長軸0.05mm～0.32mm，長寬比多為2∶1.5，少數(shù)2∶1，含質(zhì)點(diǎn)狀、細(xì)粒狀包體。鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像（圖4）顯示鋯石具有簡(jiǎn)單的內(nèi)部組構(gòu)，發(fā)育同心環(huán)帶，韻律環(huán)帶。測(cè)年結(jié)果見表2。巖漿結(jié)晶年齡加全平均值為297.0±1.2Ma（圖5）。

圖4 粗面巖中鋯石陰極發(fā)光圖像

圖5 樣粗面巖(PM20TW23)鋯石U-Pb諧和圖

表2 PM20TW23粗面巖同位素年齡表

4.結(jié)論

寶力高廟組一段流紋英安巖、粗面巖鋯石U-Pb年齡值分別為323.0±1.4Ma、297.0±1.2Ma，地質(zhì)時(shí)代大體相當(dāng)晚石炭世——早二疊世，與該地層所產(chǎn)植物化石的地質(zhì)年代相同，為寶力高廟組形成的地質(zhì)年代的確定提供了佐證。

[1]內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院.內(nèi)蒙古1∶5萬巴潤布拉格等5幅區(qū)調(diào)報(bào)告.2014.

[2]內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院.內(nèi)蒙古1∶25萬紅格爾幅區(qū)調(diào)報(bào)告.2007.

[3]內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1996:263-264.

[4]內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1991:589-609.

[5]邵積東,王惠,張梅,等.內(nèi)蒙古大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨捌涞刭|(zhì)特征[J].西部資源,2011,12(1):51-56.