0 引言

阿拉善地块位于华北克拉通最西部，北邻中亚造山带，西接塔里木板块，南为祁连造山带，是一个多地体相互作用的太古宙微陆块，具有复杂的演化历史^[1]。特拜金矿位于阿拉善右旗北西50 km处，是近年来在阿拉善地块内部新发现的一个中型金矿，其矿床特征及成因研究已获得较多关注^[2-4]，但其赋矿地层长期缺乏深入研究，时代归属一直存在较大争议。有学者认为特拜金矿的赋矿地层为新元古界韩母山群烧火筒组^[5]，还有学者认为应归属中元古界渣尔泰山群阿古鲁沟组^[6]。以上认识均基于阿拉善地块内部及邻区地层岩性组合及变形变质特征的对比，缺乏可靠的年代学证据。地层时代不清，也限制了对矿区构造背景及阿拉善地块演化历史的理解。

笔者近年对特拜金矿矿区进行了1:1万大比例尺填图工作，详细调查了赋矿地层层序、岩石组合及沉积特征，并对关键地层进行了碎屑锆石的年代学研究。结果表明该套地层既不属于新元古界韩母山群烧火筒组，也不属于中元古界渣尔泰山群阿古鲁沟组，其最年轻的碎屑锆石年龄表明其沉积时代晚于中奥陶世。本文将报道这些新的成果，并在此基础上对区域构造背景及阿拉善地块的演化历史展开探讨。

1 区域地质特征

特拜矿区位于阿拉善地块北部，北大山NW向延伸地区(图 1)。传统上认为赋金矿地层属于阿拉善地块变质基底上发育的中—新元古代裂谷沉积^[12]；部分学者将其对比阿拉善地块西部龙首山地区出露的韩母山群烧火筒组，时代为新元古代^[5]；部分学者将其对比阿拉善地块东部的渣尔泰山群阿古鲁沟组，时代为中元古代^[6]。近年在矿区东南部的北大山地区发现有大量2.5 Ga TTG片麻岩^[8]，证明阿拉善地块存在太古宙变质基底。然而到目前为止，北大山及NW向延伸地区还没有中—新元古代地层存在的可靠年龄证据。早古生代—中生代期间，阿拉善地块分别受北祁连洋和古亚洲洋的俯冲挤压-碰撞，形成大量不同期次、类型和性质的岩浆岩，但同期地层普遍缺失。

与北大山地区相比，特拜矿区未见太古宙变质基底岩系，出露地层主要为赋金矿地层、石炭系本巴图组和第四系(图 2)。第四系分布在矿区西侧和北侧，以风积砂为主；本巴图组分布于矿区北部，与赋矿地层为断层接触关系，该组主要岩性为石英砂岩夹砂砾岩，代表不稳定的快速堆积陆缘盆地沉积环境；赋矿地层在矿区出露最广，该地层由上到下岩性为白云质大理岩、角岩化变质粉砂岩、硅质板岩、炭质板岩和云母石英片岩(图 3)。地层风化破碎严重，风化面颜色为灰黑色，发育变余层理构造，如变余水平层理、变余砂状结构，代表较为稳定的浅海陆棚—半深海沉积环境。

① 王宏.特拜金矿详查报告.呼和浩特：内蒙古国土资源厅, 2011.

矿区断裂和褶皱发育，褶皱构造主要为特拜复式向斜和矿区次级背斜。特拜复式向斜轴部位于矿区南侧，使含矿地层和本巴图组均发生倾斜，复式向斜总体较为宽缓，北翼地层倾斜程度相对较大，局部发生倒转；矿区次级背斜发育在含碳建造之中，背斜轴部近EW向，背斜两翼地层产状较陡，约75°。区域内的断裂可分为NW向F₂、F₅断裂带和NE向F₈断裂带。其中：F₂断裂带位于矿区次级背斜轴部，长约3 km，控制了北侧矿体展布；F₈断裂带位于次级背斜南部，长约0.7 km。

区域上发育黑云母二长花岗岩、辉长岩和黑云母斜长花岗岩等，矿区内岩浆活动非常强烈，主要的深成岩体为石英闪长岩和正长花岗岩。特拜石英闪长岩出露面积较大，分布最为广泛；正长花岗岩呈岩株或岩枝状侵入赋矿地层中。对该正长花岗岩定年，获得了侵入时代为290 Ma(杨轩，未发表)。

2 样品描述与测试方法

样品TBAL-18采于特拜金矿区赋矿地层底部，地理坐标：101°21′03″E，39°36′10″N(图 2，图 3)。采样点处地层的产状为310°∠55°，野外露头上呈暗灰黑色—浅灰黑色(图 4a)，镜下特征显示，细粒鳞片变晶结构，片状构造。主要造岩矿物有石英和黑云母。石英，他形粒状，具有波状消光和压扁拉长现象, 分异条带-透镜体沿片理分布，粒度比较粗，为0.1~0.3 mm，体积分数为45%~70%；黑云母，黄褐色，细粒鳞片集合体，粒度一般在0.1~0.3 mm，体积分数为25%~30%(图 4b)。定名为云母石英片岩，原岩为碎屑岩。

锆石分选在廊坊市诚信地质服务有限公司进行。首先对锆石进行粉碎分选，分选出的锆石在双目镜下挑选；然后随机选择晶形较完好且内部无裂隙、具有代表性的锆石进行制靶。锆石制靶、阴极发光图像拍摄由北京锆年领航科技有限公司完成。并通过反射光、透射光及阴极发光图像综合分析，选择晶形完好、环带清晰的锆石样品进行测试。

锆石U-Pb年龄测试在北京燕都中实测试技术有限公司进行，利用激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)进行锆石U-Pb同位素测试。激光剥蚀系统为New Wave UP213，ICP-MS为布鲁克M90。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个Y型接头混合。每个时间分辨分析数据包括20~30 s的空白信号和50 s的样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素质量分数及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMS DataCal^[13]完成。锆石的U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3^[14]完成。本次测试剥蚀直径根据实际情况选择25 μm。

3 测试结果

样品中的碎屑锆石呈自形—半自形，主要为长柱状和短柱状(图 5)。锆石粒径集中在100~150 μm之间，少部分小于100 μm。大部分锆石具有清晰的震荡环带，显示为岩浆成因。全部测点获得的Th/U值介于0.15~1.04之间，绝大多数Th/U值大于0.40，进一步说明锆石为岩浆成因^[15-17]。本文对其中60粒锆石进行测年，剔除不谐和度＞10%的年龄数据6个，共获得54个有效年龄数据(表 1)。对于小于1 000 Ma的锆石采用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄，大于1 000 Ma的锆石采用²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄。锆石年龄谐和图显示，所有的测点数据基本上都落在谐和线及其附近(图 6a)，表现出较好的谐和性，显示不存在明显的铅丢失。

全部54个测点的表面年龄范围介于(461±4)~(1 850±16) Ma，按年龄分布特征可以划分为3组(图 6b)：第一组共38个年龄数据，介于525~461 Ma，除测点11、25外，其余测点年龄接近，年龄峰值为(473±3) Ma(图 6b)，本组锆石的Th、U质量分数分别为(48.26~574.05)×10^-6，(94.46~740.29)×10^-6，Th/U值0.32~1.04；第二组共4个年龄数据，介于850~670 Ma，本组锆石的Th、U质量分数分别为(91.01~155.39)×10^-6，(162.30~596.66)×10^-6，Th/U值0.15~0.96；第三组共12个年龄数据，介于1 850~1 080 Ma，本组锆石的Th、U质量分数分别为(41.68~251.71)×10^-6，(85.62~404.85)×10^-6，Th/U值0.28~0.96。

4 讨论 4.1 赋矿地层时代厘定

近年来，利用最年轻的同沉积碎屑锆石年龄来限制地层沉积时代的下限已得到广泛应用^[15-16]。本次工作获得特拜矿区赋矿地层中最年轻的测点年龄集中在525~461 Ma，峰期年龄(473±3) Ma，说明该套地层的沉积时代晚于473 Ma，结合矿区内侵位的花岗岩时代290 Ma(作者未发表数据)，可将该套地层的沉积时代粗略限定为473~290 Ma，为中奥陶世—早二叠世。由于本文数据较少，精确限定地层时代还需要更多年代学工作。

以往的研究工作多根据岩石组合特征，将特拜矿区这套地层对比为烧火筒组或渣尔泰山群阿古鲁沟组。烧火筒组发育在阿拉善地块西部的龙首山地区，是一套砾状白云岩、灰岩夹含砾千枚岩、碎屑岩和碳酸盐岩建造^[17-18]。关于烧火筒组的年代学，前人有含磷石英砂岩Rb-Sr年龄(593±39) Ma和变基性火山岩Rb-Sr年龄504 Ma报道^{[17, 19-20]}；一些学者根据微古植物化石特征，认为烧火筒组的时代为震旦纪^[21]。渣尔泰山群发育在阿拉善地块东部的渣尔泰山地区，被认为是华北克拉通北缘西段中—新元古代裂解沉积产物。渣尔泰山群自下而上被划分为书记沟组、增隆昌组和阿古鲁沟组，阿古鲁沟组主要由石英砂岩、含炭质粉砂质泥岩、炭质板岩和碳酸盐岩组成，为浅海陆棚—碳酸岩台地相^[22]。过去普遍认为东阿拉善地块的中—新元古代地层是狼山群、渣尔泰山群的西延，同属于狼山—渣尔泰山裂谷沉积^[23-26]。近年来，狼山群中发现大量新元古代火山岩(816.9±4.5) Ma和(805±5) Ma^[27]，以及(804.1±3.5) Ma^[28]；Hu等^[28]通过对狼山群中变沉积岩的碎屑锆石研究获得其最小年龄峰1 187~810 Ma，将狼山群的时代定为新元古代。宫江华等^[29]获得东阿拉善地块中诺尔公群石英岩的沉积时限为中元古代，与狼山群明显不同，其碎屑锆石年龄特征与公王斌等^[22]对渣尔泰山群不同层位沉积岩的碎屑锆石年龄结果一致，从年龄数据上支持阿拉善地块的中元古界可以对比渣尔泰山群，二者可能为同一套裂谷沉积。

特拜矿区赋矿地层主要由灰黑色云母石英片岩、深灰色硅质板岩夹灰色白云质大理岩、黑色炭质板岩组成，尽管其岩石组合、变质程度与烧火筒组或阿古鲁沟组略有相似，但其沉积时代明显不同，可以肯定它们不属于同期地层。区域上，阿拉善地区的古生代地层发育较少，研究程度低，与哪套地层进行对比还需要进一步工作。

4.2 物源分析及构造意义

如前所述，本文获得的54个锆石测点年龄介于1 850~461 Ma，主要可以分为3个年龄区间，分别为古—中元古代(1 850~1 080 Ma)、新元古代(850~670 Ma)和早古生代(525~461 Ma)。全部碎屑锆石的CL结构特征大体相同，内部均匀，普遍具有典型震荡环带，Th/U值一般大于0.4，说明锆石源岩为岩浆岩。大多数锆石长宽比为1.1:1~1.5:1，锆石晶型不完整，多已破碎成棱角状或不规则状，磨圆较差，表明绝大多数碎屑锆石来源于近源的岩浆岩区。

位于阿拉善地块西部的龙首山被认为是华北克拉通的最西缘^[30], 主要出露古元古代(2.3~1.85 Ga)龙首山杂岩和不整合上覆的中—新元古代地层^{[11, 31]}，其南部河西走廊地区出露完整的古生代地层，记录了祁连洋古生代期间俯冲—增生—碰撞的造山过程，属于弧后盆地背景^[32]。特拜矿区位于龙首山北部的北大山地区，属于阿拉善地块内部，远离祁连造山带。因此，本文认为赋矿地层的碎屑锆石物源不可能来自祁连造山带。

近年来，阿拉善地块及邻区有大量的年龄数据报道，特拜矿区南部的北大山地区不仅发现2.5 Ga TTG片麻岩^[8]、1 256 Ma岩体^[10]，同时也发现大量458~400 Ma花岗岩类^{[9, 33]}；阿拉善地块东部发现大量2.0~1.8 Ga岩浆热事件^[12]、970~830 Ma花岗片麻岩^{[12, 34]}，同时在原“阿拉善岩群”中获得大量的1.5~0.9 Ga碎屑锆石^[34-35]；阿拉善地块北部宗乃山地区也发现大量1 510~1 433 Ma片麻岩^[36]。这些年代学数据的获得，说明赋矿地层中的古元古代—早古生代(1 850~461 Ma)碎屑锆石可能全部来自阿拉善地块。在阿拉善地块北部的北山地区，同样发育大量的新元古代(1 014~871 Ma)岩浆岩^[37]和约470 Ma花岗岩^[38]，有可能提供碎屑物源。

早寒武世—二叠纪期间，阿拉善地块北部的北山地区总体处于古亚洲洋向北俯冲的构造背景下，并形成多条蛇绿混杂岩带及大量岛弧性质的岩石^[32]，显然阿拉善地块内部古生代地层的形成与北山造山事件无关，本文认为其物源并非来自北山地区。前人研究表明，奥陶纪—石炭纪期间(460~290 Ma)，阿拉善地块处于古亚洲洋持续向南俯冲—增生的构造背景下，并经历多次的板片俯冲后撤过程，最终在早—中二叠世闭合。最近，Zheng Rongguo等^[39]在特拜矿区识别出一套混杂岩，并将它与阿拉善地块东部的查干楚鲁蛇绿混杂岩进行对比，认为二者可能为古洋盆存在的证据；这一方面说明矿区内原先划分的地层性质及时代存在较大问题，仍需要更多工作来梳理；另一方面也说明特拜矿区明显受中亚造山事件影响，矿区内出露的古生代岩浆热事件、同期地层均与古亚洲洋的南向俯冲相关。

特拜矿区内赋矿地层的形成时代为古生代，表明其形成于南向俯冲造山阶段，其碎屑物源最可能来自阿拉善地块本身。古元古代—新元古代碎屑锆石可能来自于阿拉善地块的陆壳基底岩系；早古生代碎屑锆石年龄集中，可能来自单一年龄的岩浆岩，北大山地区发现的岛弧性质的约460 Ma岩体可能提供了碎屑物源^[9]。鉴于此，特拜矿区赋矿地层的沉积背景可能为与俯冲相关陆缘弧的弧前盆地。当然，这一结论仍需要未来更多的研究支持。

5 结论

1) 根据碎屑锆石U-Pb定年、沉积特征及侵位花岗岩年龄的综合分析，认为特拜金矿的赋矿地层为一套浅海相地层，其时代大致限定为中奥陶世—早二叠世，而不是中—新元古代。

2) 碎屑物源分析表明，赋矿地层中的碎屑锆石最可能来自阿拉善地块本身，其沉积环境可能为俯冲早期相关的陆缘弧的弧前盆地。

致谢: 方舟矿业于强总经理在野外工作提供了极大方便，宫江华和李承东博士对本文提出了建设性修改意见，在此一并表示感谢！