鄂尔多斯盆地周缘地壳形成与演化历史：来自锆石U‐Pb年龄与Hf同位素组成的证据

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• 责任者：陈岳龙^c中国地质大学(北京)^d1962^f教授 ; 李大鹏 ; 王忠^c内蒙古自治区地质调查院 ; 刘金宝 ; 刘长征^c青海省地质矿产局第五地质勘查院
• 刊名：地学前缘
• 出版年：2012
• 卷期：19^b3总95
• 关键词：地壳演化11^a鄂尔多斯盆地20^a地壳生长 ; 地壳运动 ; 铀—铅计时 ; 铪同位素
• 页码：147～166
• 索书号：P206.6/208-8
• 图表：^c表1参98插图
• 分类号：1400
• 文摘期号：2013/01/b

摘要

锆石U‐Pb定年及Hf同位素测定结果表明，鄂尔多斯盆地周缘的华北板块北缘、兴蒙造山系及扬子板块—秦岭—大别—苏鲁造山带等构造单元系统具有明显不同的形成与演化历史。华北板块北缘锆石年龄平均值为1 837 Ma，最强烈的岩浆活动出现于2 200～1 800 Ma，该期锆石约占全部的40%;次为强烈的岩浆活动在2 800～2 200 Ma，其众数在全部锆石中约占30%；1 500～1 200、500～100 Ma这两个阶段形成的锆石在全区所占比例各约为15%。华北板块北缘最突出的特征是基本不含1 000～700 Ma期间形成的锆石，＞3 000 Ma的锆石在全区分布极为有限。锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄表明华北板块北缘平均值为2.55 Ga，较U‐Pb平均年龄老，说明2 200～1 800 Ma期间形成的锆石含有较多的古老地壳再循环组分。Hf亏损地幔模式年龄最强峰值约为2.8 Ga，与全岩Nd亏损地幔模式年龄的峰值相一致，Hf模式年龄为3.0～2.25 Ga的颗粒占全部的近95%，证明华北板块北缘的地壳增生主要在太古宙至古元古代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄＞3.0 Ga的锆石颗粒所占比例不到0.1%，另外近5%锆石的模式年龄分布于中元古代。晚古生代—中生代所形成的锆石均是先存地壳组分，尤其是中元古代增生地壳的熔融作用形成。兴蒙造山系中锆石U‐Pb年龄平均值为497 Ma，最强峰分布于石炭纪(约320 Ma)，石炭纪—二叠纪末(350～250 Ma)形成的锆石所占比例达30%以上。新元古代至早古生代(600～440 Ma)形成的锆石占全部锆石的55%以上，而中元古代末—新元古代期间(1 200～600 Ma)形成的锆石在全区仅占4%。中元古代以前形成的锆石非常有限，说明该区最早形成的地壳组分在兴蒙造山系的形成过程中较充分地参与到后期的岩浆作用过程中。兴蒙造山系中锆石相应的Hf同位素亏损地幔模式年龄平均为1.13 Ga，明显较相应的U‐Pb年龄老，最强峰值出现于约0.6 Ga。Hf亏损地幔模式年龄为0.7～0.28 Ga的颗粒在兴蒙造山系所占比例达57%，证明该区最强烈的地壳增生发生于新元古代至古生代期间。Hf同位素亏损地幔模式年龄分布于1.5～0.7 Ga的锆石在全区约占38%，说明此期间也是该区地壳较强烈的增生期。Hf亏损地幔模式年龄大于1.5 Ga的锆石所占比例不到5%，古生代以后兴蒙造山系也基本没有明显的地壳增生。扬子与秦岭—大别—苏鲁造山带构造单元中的锆石U‐Pb年龄平均为799 Ma，年龄为1 300～750 Ma的锆石在全部锆石中约占70%。晚古生代—燕山期形成的锆石约占20%。年龄在3 500～2 650、2 118～1 680 Ma的锆石在该区各约占5%。结合扬子与秦岭—大别—苏鲁造山带平均为1.56 Ga的Nd亏损地幔模式年龄特征，说明1 300～750 Ma期间该区较强烈的岩浆作用事件中有较多的古老地壳组分加入其中。锆石U‐Pb年龄及Hf同位素组成均说明鄂尔多斯盆地周缘各构造单元具有不同的形成演化历史。地壳是幕式增长的，但各构造单元每幕发生的时间、强度存在明显差别。因此，由盆地中不同时代地层中碎屑锆石U‐Pb年龄及Hf同位素组成及全岩Nd同位素特征的系统研究可反演盆地物源供给与周围构造单元之间的关系。