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作为中亚造山带东段的重要组成部分，兴蒙造山带记录了华北板块与西伯利亚板块碰撞拼合过程，与古亚洲洋的演化密切相关。至目前为止，关于兴蒙造山带的构造发展历史仍存在不同认识，焦点集中于古亚洲洋最终闭合的时代及缝合带的位置，存在两种主要观点:部分学者认为古亚洲洋东段洋壳在早古生代发生双向俯冲，并在泥盆纪—早石炭世完全闭合形成兴蒙造山带（Tang Kedong，1990; Tong Ying et al.，2015; 邵济安等，2017）；大部分学者认为古亚洲洋东部的双向俯冲启动于早古生代，期间发生一系列岛弧或微陆块的拼合，俯冲一直持续到晚古生代末，并在晚二叠世到早中三叠世沿西拉木伦-长春-延吉缝合带最终闭合，主要依据是蛇绿岩的分布、生物古地理、构造变形、岩浆岩年代学与地球化学、沉积地层物源分析等（何国琦等，1983; 李锦轶，1987; 王玉净等，1997; 王友等，1999; 尚庆华，2004; 孙德有等，2004; 李锦轶等， 2007; 邓胜徽等，2009; 李益龙等，2009; 韩国卿等，2011; 叶栩松等，2011; Wu Fuyuan et al.，2011; 石玉若等，2014; 郑月娟等，2014; 刘建峰等，2016; 赵英利等，2016; 张晓飞等，2019; 张欲清等，2019; 张进等，2021）。
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西拉木伦构造带是研究西伯利亚板块和华北板块之间的古亚洲洋最终闭合消失的热点地区，区内发现了很多重要的地质体，如蛇绿岩、双井片岩、克德河砂砾岩等。很多学者对蛇绿岩、双井片岩开展研究，为中亚造山带东段的演化提供了重要资料（何国琦等，1983; 李锦轶，1987; 王友等，1999; 李益龙等，2009; 张进等，2021），相比之下，对克德河砂砾岩的研究较为薄弱。
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王友等（1999）首次报道了位于西拉木伦河北岸的一套粗碎屑岩沉积，并将其命名为“克德河砂砾岩”，认为其整合于哲斯组之上，为早二叠世晚期的磨拉石沉积，并作为证据之一，推断西拉木伦河断裂带为古蒙古洋板块与中朝板块最终碰撞缝合的位置，缝合时间为早二叠世早期。徐严等（2018）将“克德河砂砾岩”划为中二叠统哲斯组，认为其所处沉积盆地类型为伸展构造环境下的裂谷盆地，早期具有短时间内快速充填巨厚层粗碎屑沉积的补偿盆地特征，并伴有活跃的同沉积火山与构造活动，发育近岸水下扇相沉积，晚期逐渐转变为过补偿盆地，发育陆相干旱型冲积扇相沉积，表现出沉积环境由海相变为陆相，碎屑物供应充足且近源低成熟度碎屑增多，层序整体呈向上粒度变粗。张进等（2021）认为克德河砂砾岩是杏树洼蛇绿混杂岩的围岩，其沉积时代可能与林西组沉积时代相同，为晚二叠世沉积，并根据大量存在冲刷面、叠瓦状砾石、雹痕以及植物化石碎片等，认为克德河砾岩是陆相河流—冲积扇沉积，代表早期的残余海槽已经消失，古亚洲洋已经全部关闭进入到陆内的环境。
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笔者等在充分分析研究前人研究成果的基础上，针对“克德河砂砾岩”，开展大比例尺剖面测量，通过对碎屑锆石测年和孢粉化石的综合研究，结合在灰岩砾石中发现的珊瑚、等动物化石，分析了其沉积时代；在此基础上，通过物源分析，探讨了西伯利亚和华北两大板块的碰撞时间。
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1 区域地质概况与研究剖面
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研究区所在的大兴安岭南段，大地构造位置上处于中亚造山带东段，位于西拉木伦-长春-延吉缝合带之北带（图1），是研究古亚洲洋闭合、板块碰撞造山的焦点地区。研究区地表出露有上志留统杏树洼组、侏罗纪—白垩纪陆相火山沉积地层及片麻岩、蛇绿岩、双井片岩、克德河砾岩等重要的地质体和中生代花岗岩。区域上克德河砾岩与杏树洼组、中侏罗统新民组为断层接触，与晚侏罗统满克头鄂博组为角度不整合接触，被早白垩世潜火山岩及晚三叠世岩体侵入（内蒙古自治区地质局勘探开发局，1996❶）（图2）。
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图1 中亚—东亚构造单元划分简图（a）及西拉木伦构造带地质简图（b）（据张瑜金等，2019修改）
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Fig.1 Tectonic sub-divisions of central and eastern Asia (a) and simplified geological map of Xar Moron suture zone (b) (after Zhang Yujin et al., 2019)
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实测剖面位于双井北部克德河地区（图2），共分86层（图3）。剖面底部（第1层）为杂色复成分砾岩，与早白垩世火山岩为侵入接触关系，顶部被第四系覆盖，剖面由多个由粗到细正沉积旋回组成，地层倾向南东（107°~145°），倾角为47°~66°。
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克德河砂砾岩总体岩性组合为复成分砾岩-含砾粗砂岩-砂岩-细砂岩-粉砂岩构成的多个韵律旋回，粒序层理明显。从下至上，岩石主体颜色由灰绿色转为紫红色。根据岩石颜色、岩性组合特征及沉积构造，可将这套巨厚的粗碎屑沉积分为6部分：①1~18层，由杂色复成分砾岩、灰绿色砂岩组成多个正韵律旋回（图4a），砾石成分为火山岩、灰岩及砂岩，相比上部其他层段，火山岩砾石较多，砾石分选较差，次圆—次棱角状，部分层段砾石具一定的定向排列（图4b）；② 19~40层，主要由杂色、灰紫色复成分砾岩、紫灰色、灰紫色砂岩、粉砂岩组成多个正韵律旋回（图4c），灰绿色砂岩、粉砂岩较少，砾石成分为灰岩、火山岩、砂岩为主，分选较差，棱角状—次圆状；③ 41~44层，主要由灰色、紫灰色中细粒砂岩、粉砂岩，紫红色砂岩、粉砂岩，绿灰色细砂岩、粉砂岩组成，产孢粉化石；④ 45~84层，紫红、紫灰色复成分砾岩夹灰绿色含砾砂岩、砂岩，砾石成分主要为灰岩、砂岩，火山岩砾石少见；⑤ 85层，为一套巨厚的杂色复成分砾岩，砾石以灰岩为主，少量砂岩和火山岩，具明显定向排列（图4d），分选较差，砾径大者大于50 cm，次棱角—次圆状，灰岩砾石中见珊瑚、、苔藓虫等多类化石；⑥ 86层，为紫红色细砂岩夹杂色细砾岩。
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图2 双井地区地质简图
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Fig.2 Simplified geological map of the Shuangjing area
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1 —冲洪积层；2—风成砂；3—乌尔吉组；4—赤峰黄土；5—玛尼吐组；6—满克头鄂博组；7—新民组；8—克德河砂砾岩；9—杏树洼组；10—东沟片麻岩；11—房框子沟片麻岩；12—双井片岩；13—下海苏沟片麻岩；14—早白垩世英安岩；15—早白垩世安山岩；16—晚侏罗世流纹岩；17—晚三叠世石英二长岩；18—晚三叠世辉石石英闪长岩；19—晚三叠世辉石闪长岩；20—石炭纪蛇绿岩；21—乌兰沟变辉闪长岩；22—流纹岩；23—闪长玢岩脉；24—正长斑岩脉；25—地名；26—公路；27—实测剖面位置；28—植物/动物化石；29—断裂；30—平行不整合界线
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1 —alluvium or fluvial deposits; 2—aeolian sand; 3—Wuerji Formation; 4—loess in Chifeng; 5—Manitu Formation; 6—Manketouebo Formation; 7—Xinmin Formation; 8—sandstone-conglomerate in Kedehe; 9—Xingshuwa Formation; 10—gneiss in Donggou; 11—gneiss in Fangkuangzigou; 12—schist in Shuangjing; 13—gneiss in Xiahaisugou; 14—Early Cretaceous dacite; 15—Early Cretaceous andesite; 16—Late Jurassic rhyolite; 17—Late Triassic quartz monzonite; 18—Late Triassic pyroxene quartz diorite; 19—Late Triassic pyroxene diorite; 20—carboniferous ophiolite; 21—metamorphic pyroxene diorite in Wulangou; 22—rhyolite; 23—dioritic porphyrite dyke; 24—orthophyre dyke; 25—town; 26—road; 27—measured section; 28—plant/marine fossils; 29—fault; 30—parallel unconformity
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图3 双井地区中三叠世克德河砂砾岩综合柱状图
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Fig.3 Stratigraphic column of the Middle Triassic Kedehe sand-conglomerates in Shuangjing area
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1 —砾岩；2—含砾粗砂岩；3—含砾中砂岩；4—粗砂岩；5—中砂岩：6—细砂岩；7—粉砂岩；8—同岩性或岩性组合省略符；9—孢粉；10—样品采集位
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1 —conglomerate；2—gravel-bearing coarse sandstone；3—gravel-bearing medium sandstone；4—coarse sandstone；5—medium sandstone；6—fine sandstone；7—siltstone；8—identical rocks were omitted；9—sporopollen；10—sample collection point
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总体来看，所见砾岩具有颗粒支撑的筛状结构，砾石间多以细砾或粗砂质填隙，厚度大，单层一般几米到几十米甚至几百米，砾石磨圆分选均较差，砾石砾径大可达50 cm；砂岩多为岩屑砂岩，成分成熟度和结构成熟度均较低。就整套沉积体系而言，岩石主体颜色由灰绿色转为紫红色，具有近源快速堆积的冲积扇特征，是山脉快速隆升、山体遭受强烈剥蚀的产物。
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2 古生物化石
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剖面第41、43层采获孢粉化石，共有5属5种（图5），分别为 Cycadopites sp.，Alisporitesparvus，Podocarpidites sp.，Cicatricosisporitesminutaestriatus，Abiespollenites sp.，Cyclogranisporites sp.等，均为中生代常见属种。在剖面第85层灰岩砾石中见大量珊瑚、、苔藓虫等多门类化石，经沈阳地质调查中心郭胜哲研究员鉴定：珊瑚有Amandophyllum cf. cornicum（Heritsch），Metriophyllum sp.，Kwangsiphyllum? sp.，Chaetetes sp.，Litophyllum sp.，有：Pseudoschwagerina borealis（Scherbovich），Schwagerina sp.，Spiroraphella sp.，均为上石炭统—下二叠统阿木山组常见属种（图6）。
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图4 克德河砂砾岩沉积特征
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Fig.4 Sedimentary characteristics of the Kedehe sand-conglomerates
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（a）—砾岩—砂岩的正韵律；（b、 d）—砾石定向排列；（c）—多个正韵律沉积旋回
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（a）—positive rhythm of the conglomerate and sandstone; (b, d) —oriented gravel; (c) —multiple positive rhythmic sedimentation cycles
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图5 克德河砂砾岩中的孢粉化石
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Fig.5 The sporopollen fossils of the Kedehe sand-conglomerates
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1 —苏铁粉（未定种），样品14BYP4-41; 2、 3—微小阿里粉，样品14BYP-41、43; 4、 5—罗汉松粉（未定种），样品14BYP-41、43；6—细肋无突肋纹孢，样品14BYP4-43; 7—冷杉粉（未定种），样品14BYP4-43
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1 —Cycadopites sp., sample number 14BYP4-41; 2, 3—Alisporitesparvus, sample number 14BYP-41, 43; 4, 5—Podocarpidites sp., samples number 14BYP-41, 43; 6—Cicatricosisporitesminutaestriatus, sample number 14BYP4-43; 7—Abiespollenites sp., sample number 14BYP4-43
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图6 克德河砂砾岩中的珊瑚、化石
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Fig.6 Fossils of fusulinid and coral in the Kedehe sand-conglomerates
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1 —石珊瑚（未定种），样品号：14BYP4-86；2—刺毛珊瑚（未定种），样品14BYP-86；3—角状阿曼德珊瑚（相似种），样品14BYP-86；4—限珊瑚（未定种），样品14BYP-86；5—广西珊瑚?（未定种），样品14BYP-86；6—希瓦格（未定种），样品14BYP-86；7，9—北方假希瓦格，样品14BYP4-86；8—希瓦格（未定种），样品14BYP4-38
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1 —Litophyllum sp., sample number 14BYP4-86; 2—Chaetetes sp., sample number 14BYP-86; 3—Amandophyllum cf. cornicum (Heritsch) , sample number 14BYP-86; 4—Metriophyllum sp., sample number 14BYP-86; 5—Kwangsiphyllum? sp., sample number 14BYP-86; 6—Schwagerina sp., sample number 14BYP4-86; 7, 9—Pseudoschwagerina borealis (Scherbovich) , sample number 14BYP4-86; 8—Schwagerina sp., sample number 14BYP-38
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3 同位素测年
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3.1 样品描述
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在第1、25、86层分别采集了碎屑锆石测年样品，并据测制剖面的年度、位置、剖面编号、取样层位以及样品类型对这些样品进行编号，如14BYP4-1Bb指2014年于巴林右旗（BY）测制的第4条剖面（P4）第1层采集的标本（1Bb），样品特征如下：
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（1）样品14BYP4-1Bb：蚀变粗粒岩屑砂岩。岩石主要由砂级碎屑、填隙物组成。砂级碎屑为长石、石英、岩屑，次圆状，大小一般0.5~1 mm，部分1~2 mm（粗），少0.25~0.5 mm（中），少0.1~0.25 mm（细），星散状分布。长石主要为斜长石（局部被绢云母、方解石、绿帘石交代）及钾长石。岩屑为硅质岩、粉砂岩及安山岩、流纹岩，局部被方解石、绿帘石交代。填隙物被绿泥石及绿帘石交代，呈假象产出（图7a）。
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（2）样品14YP4-25Bb：粗中粒岩屑砂岩。岩石主要由砂级碎屑、填隙物组成。砂级碎屑为长石、石英、岩屑，次棱角—次圆状，大小一般0.25~0.5 mm（中），部分0.5~1.5 mm（粗），少部分0.1~0.25 mm（细），杂乱分布。长石主要为斜长石，石英为单晶石英，岩屑为硅质岩、黏土质硅质岩、粉砂岩、安山岩、石英岩、流纹岩、黏土质粉砂岩及绢云板岩，局部可见云母碎屑。填隙物为黏土杂基、钙质胶结物。黏土杂基细小鳞片状，片直径0.005~0.02 mm，部分0.02~0.05 mm，星散状、填隙状分布。钙质胶结物为方解石，他形粒状，大小一般0.02~0.1 mm，填隙状分布（图7b）。
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（3）14YP4-86Bb：褐铁矿化细粒岩屑砂岩。岩石主要由砂级碎屑、填隙物组成。砂级碎屑为长石、石英、岩屑，以次棱角状为主，部分次棱—次圆状，大小一般0.1~0.25 mm，部分0.05~0.1 mm（细），少部分0.25~1 mm（中—粗），杂乱分布。长石主要为斜长石，石英为单晶石英，岩屑为硅质岩、黏土质硅质岩、粉砂岩及少量流纹岩、安山岩。填隙物为黏土杂基。黏土杂基细小鳞片状，直径0.005~0.02 mm，部分0.02~0.05 mm，填隙状分布，常被褐铁矿等不透明矿物交代。岩石轻碎裂，沿裂隙有不透明矿物充填交代（图7c）。
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3.2 测试方法
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本文样品的锆石分选在廊坊市诚信地质服务有限公司完成，制靶、透/反射光图像采集和LA-ICP-MS U-Pb测试均在中国地质大学（北京）地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，锆石阴极发光图像在北京大学物理学院扫描电镜实验室完成。用于分析测试的锆石靶的制备过程与SHRIMP方法相似（宋彪等，2002）。
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用于锆石U-Pb同位素和稀土元素测试的仪器为美国New Wave Research Inc. 公司生产的激光剥蚀进样系统（UPI93SS）和美国AGILENT科技有限公司生产的Agilent 7500a型四级杆等离子质谱仪联合构成的激光等离子质谱仪（LA-ICP-MS）。实验采用36 μm的激光束斑直径和10Hz的激光频率，激光取样过程包括5 s的预剥蚀时间、20 s的冲洗样品池时间和40 s的剥蚀取样时间。一次激光剥蚀，同时测定稀土元素和U-Th-Pb同位素，测试点一一对应。实验采用NIST610玻璃作为外标，Si作为内标进行微量元素含量计算，采用标准锆石91500作为外标进行U-Pb同位素分馏效应的校正计算，使用TEM和QH锆石标样作为监控盲样来监视测试过程的稳定性，使用标准玻璃NIST612和NIST614作为监控盲样检验微量元素测试精度。数据处理采用澳大利亚Glitter（ver.4.4，Macquarie University）完成，普通铅校正方法同Andersen（2002）。
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3.3 测试结果
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分别对样品14BYP4-1、14YP4-25、14YP4-86的80颗锆石进行了80个点的测试分析，选取具有代表性的53~80号锆石样品的阴极发光照片制作图板（图8）。图中显示3个测年样品锆石形态具有相似性，多为自形到半自形，少部分呈浑圆状，部分锆石保留了岩浆结晶锆石晶体形态，多为长柱状和短柱状，粒径主要集中在100~150 μm之间，个别小于100 μm，大部分锆石具有清晰的岩浆振荡环带，有少部分锆石有不同程度的溶蚀、破碎、磨圆（图8）。3个样品的锆石的Th/U分别介于0.12~1.72之间（平均值为0.63）、0.10~2.04之间（平均值为0.59）、0.1~1.71之间（平均值为0.57），绝大部分大于0.4（附表1~3），这些特征说明大多数锆石具有岩浆成因特点。个别锆石发育有增生边和残留晶核结构，显示锆石在搬运沉积之前经历了构造、变质事件或被岩浆捕获，反映出沉积再旋回锆石的特征。
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图7 克德河砂岩显微特征
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Fig.7 The microscopic features of the Kedehe sandstones
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（a）—样品14BYP4-1Bb，蚀变粗粒岩屑砂岩；（b）—样品14YP4-25Bb，粗中粒岩屑砂岩；（c）—样品14YP4-86Bb，细粒岩屑砂岩
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（a）—Sample14BYP4-1Bb, altered coarse-grained lithic sandstone；（b）—Sample14YP4-25Bb, medium-to coarse-grained lithic sandstone；（c）—Sample14YP4-86Bb, fine-grained lithic sandstone
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图8 克德河砂岩锆石阴极发光图像
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Fig.8 Cathodoluminescence (CL) images of zircons from the Kedehe sandstones
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圆圈代表测点位置；数字指示分析点号及年龄值，小于1000 Ma者为206Pb/238U表面年龄，大于1000 Ma者为207Pb/206Pb表面年龄
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Circles indicate analysis sites; numbers indicate the analytical spot number and U-Pb age (when the age ＜1000 Ma, 206Pb/238U age is selected, when the age ＞1000 Ma, 207Pb/206Pb age is selected）
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样品14BYP4-1中13、16、22、31、39点为不谐和年龄，其余75个点锆石年龄分布在3304~304 Ma之间。根据碎屑锆石的207 Pb /206 Pb（＞1000 Ma）和206Pb /238U年龄（＜ 1000 Ma）的频率分布特征（下同），分为4组：①＞1000 Ma，23颗，占总数的30.7%，主要分布在1968~1104 Ma和3304~2132 Ma两个区间内，峰值年龄分别为1852 Ma和2532 Ma；②5颗，分别为526 Ma、529 Ma、573 Ma、591 Ma和 862 Ma，占总数的6.7%；③485~405 Ma，数量最多，共有36颗锆石，占总数的48.0%，峰值年龄为427 Ma；④399~304 Ma，共有11颗锆石，占总数14.7%，峰值年龄为312 Ma和372 Ma（附表1，图9a、b）。
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样品14BYP4-25全部为谐和和近谐和年龄，分布在2579~244 Ma之间，大致分为5组：①＞1000 Ma，18颗，占总数的22.5%，年龄主要分布在1876~1224 Ma和2579~2502 Ma两个区间内，峰值年龄为1675 Ma、1867 Ma和2517 Ma；②551 Ma、609 Ma、637 Ma、834 Ma和879 Ma，5颗，占总数的6.3%；③463~401 Ma，42颗，占总数的52.5%，峰值年龄为445 Ma；④399~346 Ma，12颗，占总数的15%，峰值年龄为376 Ma；⑤244 Ma、265 Ma和299 Ma的年龄，3颗，占总数的3.8%（附表2，图9c、d）。
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图9 U-Pb克德河砂岩锆石年龄谐和图和年龄频率分布图
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Fig.9 U-Pb concordia diagrams of zircons and probability density plots from the Kedehe sandstones
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样品14BYP4-86全部为谐和和近谐和年龄，分布在2633~245 Ma之间，大致分为7组：①2633~2475 Ma，8颗，占总数的10%，峰值年龄为2494 Ma和2631 Ma，加权平均值为2521±47 Ma；②2359~2016 Ma，7颗，占总数的8.8%，峰值年龄为2280 Ma；③1932~1682 Ma，17颗，占总数的21.3%，峰值年龄为1874 Ma、1737 Ma和1645 Ma为两个次峰值年龄，加权平均值为1788±47 Ma；④1356~1061 Ma，4颗，年龄为1061±25 Ma、1138±15 Ma、1186±14Ma、1356±19Ma；⑤933~599 Ma，6颗，年龄分别为559±8 Ma、752±12 Ma、853±12 Ma、933±14 Ma、933±13 Ma、933±13 Ma；⑥520~363 Ma，31颗锆石，占总数的38.75%，峰值年龄为440 Ma，加权平均值为436±14 Ma；⑦323~245 Ma，7颗锆石，占总数的8.8%，峰值年龄为282 Ma，与加权平均值（287±14 Ma）一致（附表3，图9e、f）。
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综合来看，3个样品的年龄谱具有相似的特征：从下至上最主要年龄区间分别为485~405 Ma（48%）、463~401 Ma（52.5%）、520~363 Ma（38.8%），峰值年龄分别为427 Ma、445 Ma、440 Ma；其次多的为大于1000 Ma的较古老的锆石，分别占32.5%（26颗）、22.5%（18颗）、45%（36颗），且均具有1800 Ma、2500 Ma左右的峰值年龄；含量最少的年龄区间为933~526 Ma，分别占6.66%、6.25%、7.5%；最年轻的峰值区间分别为399~304 Ma（11颗，14.7%）、399~346 Ma（12颗，15%）、323~276 Ma（7颗，8.8%）；最年轻的峰值年龄分别为312 Ma、376 Ma和282 Ma，最年轻的锆石谐和年龄分别为304 Ma、244 Ma和245 Ma。
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4 讨论
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4.1 物源分析
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前文所述，3个样品的年龄谱具有相似的特征，均具有明显的2500 Ma、1800 Ma的和志留纪（分别为427 Ma、445 Ma、440 Ma）的主要峰值年龄，对3个样品的物源特征一并论述。
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4.1.1 古太古代—中元古代（3304~1100 Ma）
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样品14BYP4-1峰值年龄为1688 Ma、1852 Ma和2532 Ma，样品14BYP4-25峰值年龄为1675 Ma、1867 Ma和2517 Ma，样品14BYP4-86峰值年龄为2494 Ma、2631 Ma、2280 Ma、1874 Ma、1737 Ma和1645 Ma。
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上述年龄信息表明测年样品具有明显的华北板块的物源特征，虽然近年来在兴蒙造山带也发现了这一年龄段的锆石（施光海等，2003；李益龙等，2008；孙立新等，2013a，2013b），但如此明显的峰值特征在以往东北地区古生代及早三叠世砂岩样品中非常罕见，特别是存在为数众多的1800 Ma和2500 Ma锆石年龄，在东北地区古生代—早三叠世地层中至今尚未发现和报道，说明沉积物源很可能来自于华北地区（华北板块）。1800 Ma和2500 Ma的岩浆热事件是华北板块及华北北缘板块的典型代表，如：华北北缘板块白云鄂博群碎屑沉积岩物源区的岩浆锆石年龄为1.98~1.89 Ga和2.71~2.53 Ga; 腮林忽洞群碎屑沉积岩物源区的岩浆锆石年龄为 1.88~1.86 Ga和2.70~2.49 Ga（马铭株等，2014）。以上3个测年样品中还分别存在1688 Ma、1675 Ma和1645 Ma的峰值年龄，与华北克拉通（地台）北缘白云鄂博群蓟县系哈拉霍疙特组碎屑锆石1.65 Ga年龄峰值一致（公王斌等，2016）。此外，周志广等通过对白云鄂博群碎屑锆石U-Pb定年和Hf同位素耦合分析，认为都拉哈拉组、尖山组、比鲁特组和白音宝拉格组分别沉积于1.81~1.7 Ga、1.58~1.35 Ga和1.25~1.0 Ga（Zhou Zhiguang et al.，2018），而华北板块北缘化德群碎屑锆石有2690~2450 Ma、2150~1710 Ma和1660~1330 Ma3个主要年龄区间（Liu Chaohui et al.，2014）。除了上述沉积岩外，华北克拉通北缘中元古代时期的岩浆活动也可能为克德河砂砾岩提供物源，如侵入到白云鄂博群的两个辉长岩体年龄分别为1670±14 Ma和1342±9 Ma（周志广等，2016），侵入到白云鄂博群的小南山角闪辉石岩的锆石和斜锆石207Pb/206Pb年龄分别约为1.34 Ga和1.33 Ga（Zhou Zhiguang et al.，2020）。张拴宏等则认为华北克拉通北部存在1.35 Ga的辉绿岩基底（Zhang Shuanhong et al.，2009）。张华锋等（2009）也报道了内蒙古中部白乃庙地区侵入古生界徐尼乌苏组沉积地层中的石英二长闪长岩脉捕获的从古元古代1.9 Ga到中元古代1.26 Ga左右的谐和年龄，并认为华北北缘存在中元古代（1.26 Ga左右）岩浆热事件。
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近年来，在兴蒙造山带也发现中元古代岩体（孙立新等，2018）：另外，年龄为1.20 Ga左右的锆石在西乌旗地区本巴图组（郭晓丹等，2011）和哲斯组（宋卫卫等，2012）、林西—扎鲁特旗地区林西组（韩杰等，2011；郑月娟等，2014；王丹丹等，2016）中均有发现，松辽盆地北部营城子组火山岩中也捕获类似年龄的锆石（章凤奇等，2008）。
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4.1.2 新元古代—寒武纪早期（933~526 Ma）
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该年龄区间锆石相对含量较少。主要集中在900~800 Ma和500 Ma左右。其中约800 Ma和900 Ma年龄在华北地区记录较少，但在兴蒙造山带中却普遍存在，如研究区附近的锡林郭勒杂岩中见有885 Ma、933 Ma和940 Ma 的锆石，并可能存在800~600 Ma的块体（施光海等，2003），锡林浩特杂岩中变质辉长岩SHRIMP U-Pb年龄为739.6 Ma （葛梦春等，2011）。该年龄组在额尔古纳地块中北部亦大量发育，且额尔古纳地块与兴安增生地体于~500 Ma 完成陆—弧拼贴，相关的岩浆事件与该区间年龄也基本一致（冯志强等，2021），说明额尔古纳地块同时代岩体完全可以为其南部古生代沉积岩提供物源，所以大兴安岭地区的晚古生代沉积岩中普遍含有这一时期的锆石，如西乌旗地区上石炭统本巴图组（郭晓丹等， 2011）、中二叠统哲斯组（宋卫卫等，2012）沉积岩中分别有974~660 Ma的碎屑锆石，林西地区林西组砂岩中见511 Ma和523 Ma的峰值年龄（朱俊宾等，2017），克什克腾旗地区哲斯组砂岩中见有677±8 Ma、580±7 Ma、562±6 Ma的年龄，林西地区二叠纪沉积岩中有564±6 Ma、633±7 Ma、516±6 Ma、530±6 Ma的年龄（韩国卿等，2011）。因此，这一年龄段的锆石更有可能来自于兴蒙造山带内部。
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4.1.3 寒武纪早中期—早泥盆世（520~401 Ma）
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该年龄区间锆石相对含量最多，分别占总数的48.0%，52.5%，38.8%。这一时期的锆石与华北北部古生代大陆地壳增生过程中的岩浆作用密切相关，如温都尔庙地区图林凯蛇绿混杂岩带的英云闪长岩侵位于497 Ma，变辉长岩形成于480 Ma，奥长花岗岩和石英闪长岩的侵位年龄分别为472 Ma 和454 Ma，英安岩喷发于458 Ma，斜长岩岩墙则在大约425 Ma 侵入（郑月娟等，2014）；巴特敖包地区的闪长岩侵位于452 Ma，石英闪长岩形成于446~440 Ma，英云闪长岩的侵位年龄为417 Ma（张晓晖等，2010）；白乃庙地区的花岗闪长斑岩形成于445~430 Ma 期间；索伦山地区的闪长岩在438±4 Ma侵位（郑月娟等，2014）；苏尼特左旗地区沙队的堆晶辉长岩、石英闪长岩和英云闪长岩的形成年龄分别为 483±2 Ma，480±2 Ma 和 471±2 Ma（郑月娟等，2014）；白音宝力道英云闪长岩的侵位年龄为498~461 Ma（郑月娟等，2014）；祖日和图黑云母花岗岩则形成于430~421 Ma（郑月娟等，2014）；内蒙古集宁三道沟地区的碱性岩大约于410 Ma 侵位（张晓晖等，2010）；内蒙古固阳地区的二长岩和闪长岩形成于400 Ma 左右（张晓晖等，2010）。
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内蒙古白乃庙地区白音都西群有500 Ma左右的年龄，其可能与华北板块北缘的古生代弧岩浆岩相关（谷丛楠等，2012）：内蒙中部四子王旗地区基性侵入岩的侵位年龄为508±10 Ma（周志广等，2009）。另外，从所见生物化石来看，也存在来自兴蒙造山带的物源，如克德河砂砾岩灰岩砾石中见有：珊瑚 Favosites sp.（S-D），Cladopora sp.（S-D），Striatopora sp.（S3-D2），Squameofavosites sp.（S2-D2），Boswellia sp.（D2-C2）等（王友等，1999），这些化石均可能来自北部的兴蒙造山带。
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4.1.4 早泥盆世—晚石炭世（399~304 Ma）
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这一时期的锆石与苏尼特左旗—锡林浩特—西乌旗一带的岩浆弧的年龄是吻合的（韩国卿等，2011），如锡林浩特—西乌旗地区古生代花岗质岩石的锆石U-Pb年龄为330~300 Ma（施光海等，2003；Wu Fuyuan et al.，2011），西乌旗南部石英闪长岩的侵位年代为325~322 Ma之间（刘建峰等，2009）；宝力高庙组火山岩的年代介于320~305 Ma之间（辛后田等，2011）；内蒙古白音高勒地区石炭纪石英闪长岩的锆石U-Pb年龄为323±4~313±5 Ma（鲍庆中等，2007）。另外，华北板块北缘也有与这一年龄区间对应的岩浆事件，如华北地块北缘存在400~360 Ma左右的岩浆活动（张拴宏等，2010）；冀西北张家口的水泉沟碱性杂岩于390 Ma前后侵入，冀北承德地区的镁铁—超镁铁岩、闪长岩的侵位年龄分别约为395 Ma、390 Ma，内蒙古乌拉山地区有大约353 Ma就位的大桦背花岗岩，内蒙四子王旗地区有330~300 Ma期间形成的辉长岩和闪长岩，集宁三道沟地区存在大约于320 Ma左右侵位的辉长岩-闪长岩-花岗岩，冀北地区的镁铁-超镁铁岩-闪长岩-花岗岩也大约在330~300 Ma 形成（张晓晖等，2010），建平岩体的侵位年龄为304土2 Ma（张拴宏等，2007）。
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4.1.5 二叠纪—中三叠世（299~244 Ma）
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该区间锆石数量较少，样品14BYP4-25中有3颗：244±4 Ma、265±4 Ma、299±5 Ma，样品14BYP4-86中有7颗：280±6 Ma、281±4 Ma、291±4 Ma、276±4 Ma、286±4 Ma、245±4 Ma。这两组锆石年龄区间与大兴安岭南部西拉木伦缝合带及其北部与板块碰撞拼合相关的岩浆事件年龄吻合（李益龙等，2008，2009），另外，位于西拉木伦缝合带南部的华北板块北缘也广泛分布有这一时期的岩体（范宏瑞等，2009； 张拴宏等，2010）。
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综上所述，测年砂岩的物源比较复杂，具有来自不同时代、不同地区的多期多地来源，3个样品均具有明显的2500 Ma、1800 Ma的和志留纪（分别为427 Ma、445 Ma、440 Ma）的主要峰值年龄。其中，前者具有华北板块基底年龄信息；后者则与华北北部古生代大陆地壳增生过程中的岩浆作用密切相关；样品中存在少量的约800 Ma 和约900 Ma（新元古代）的锆石则可能主要来源于兴蒙造山带。碎屑锆石示踪分析显示，克德河砂砾岩不仅具有来自兴蒙造山带的信息，也有来自南部华北板块的信息。此外，该套砂砾岩的砾石中发育一些志留纪—二叠纪早期兴蒙造山带典型的海相动物化石，说明其沉积时限为二叠纪早期之后，且主要沉积物源来自于兴蒙地区。同时在地层中发现的少量中生代孢粉化石，特别是碎屑锆石获得最年轻的一组谐和年龄为244 Ma和245 Ma，还发育有为数不少的18 Ga和25 Ga华北板块基底物源以及大量的兴蒙地区的物源信息，而地层却被晚三叠世岩浆岩侵入的特点。指示克德河砂砾岩的沉积时限应为中三叠世，且兼具兴蒙和华北板块的物源信息。结合区域上克德河砂砾岩具有山脉快速隆升、山体遭受强烈剥蚀堆积产物的特点，说明两大板块的碰撞拼合造山一直延续到中三叠世，即晚古生代时期分隔兴蒙（联合地块群）与华北板块的古亚洲洋南支在中三叠世时期完成拼合。
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4.2 古亚洲洋最终闭合的时代与克德河砂砾岩的沉积时限
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沉积体系反映了物源区的剥蚀顺序及程度，是构造活动过程最完整的地质记录，地层的发育特征是板块碰撞的重要判别标志。近年来，很多学者通过区域内二叠纪沉积岩的物源示踪手段来探讨沉积物物源区的构造属性，从而揭示西伯利亚板块与华北板块碰撞的最终位置和时限（韩国卿等，2011; 郑月娟等，2014；赵英利等，2016）。
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造山带发生碰撞之后，山脉快速隆升，导致了快速的剥蚀作用，这时各种构造成因的盆地容纳了剥蚀下来的沉积物。克德河砂砾岩具近源快速堆积的冲积扇特征，是山脉快速隆升、山体遭受强烈剥蚀的产物，其沉积时限可以用来约束西伯利亚板块和华北板块的最终拼合时间。
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前人认为克德河砂砾岩为中二叠统哲斯组（王友等，1999; 徐严等，2018）或上二叠统林西组（张进等，2021），但本文测年砂岩与林西组和哲斯组的碎屑锆石年龄谱系特征有明显不同，研究剖面自下而上3个测年样品最小的锆石年龄分别为304 Ma、244 Ma和245 Ma，最年轻峰值年龄分别为312 Ma、376 Ma，282 Ma，最主要年龄区间依次为485~405 Ma、463~401 Ma、520~363 Ma，其峰值年龄分别为427 Ma、445 Ma、440 Ma，最为重要的是3个样品均具有明显的1800 Ma和2500 Ma左右的峰值年龄，显示出明显的华北板块特征，这在以往哲斯组和林西组砂岩的碎屑锆石中未曾见过。另外，在第86层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现大量的上石炭统—下二叠统阿木山组的和珊瑚化石，在41及43层发现了中生代孢粉化石，综合碎屑锆石测年及生物化石研究结果，参考区域上克德河砂砾岩与晚三叠世岩体的侵入接触关系，推断测年砂岩的沉积时代为中三叠世，其沉积物源1/4左右来自于华北地台，指示测年砂岩样品沉积时古亚洲洋已经消失，华北板块和西伯利亚板块已经闭合，但造山作用仍未停止，山体还在快速隆升，形成了明显具有华北板块物源特征的克德河砂砾岩。
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李锦轶等（2007）根据对岩浆作用的年代学与地球化学的研究认为，中朝与西伯利亚两个古板块的碰撞是从二叠纪中期至三叠纪中期的一个比较长时期的地质过程，早中三叠纪期间沿索伦山—西拉木伦河北—长春—延吉一带，形成了在中朝与西伯利亚两个古板块之间的宽广而高耸的山脉。据此推测：从二叠纪中期开始，碰撞带附近开始出现隆升，位于碰撞带附近的晚石炭世—早二叠世沉积盆地开始隆升成为剥蚀区，造成部分地区缺失二叠纪中晚期沉积，因此测年砂岩二叠世中晚期的锆石少见，随着板块碰撞造山作用的加强，到了早中三叠世，古亚洲洋已经基本闭合，但碰撞造山并没有结束，碰撞带周边地区出现了快速隆升、剥蚀，并快速搬运至构造盆地边缘迅速堆积，形成冲积扇（克德河砂砾岩），指示华北板块和西伯利亚两大板块碰撞拼合的造山活动一直延续到中三叠世。
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5 结论
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（1）克德河砂砾岩为一套巨厚的低成熟度快速堆积的近源粗碎屑沉积建造，是山脉快速隆升、山体遭受强烈剥蚀堆积的产物。
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（2）克德河砂砾岩自下而上3个测年样品最年轻峰值年龄分别为312 Ma、376 Ma，282 Ma，最年轻的锆石年龄分别为304 Ma、244 Ma和245 Ma，在第86层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现上石炭—下二叠统阿木山组的和珊瑚化石，在41及43层发现中生代孢粉化石，参考其与晚三叠世岩体的接触关系推断克德河砂砾岩的沉积时限为中三叠世。
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（3）克德河砂砾岩碎屑锆石具有多时代、多地区物源混杂的特征，最主要年龄区间为445~427 Ma，其次为大于1000 Ma的年龄，且均具有1800 Ma和2500 Ma的峰值年龄，明显具有华北板块基底年龄信息，约800 Ma和约900 Ma的锆石则可能主要来源于兴蒙造山带内部。
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（4）华北板块与西伯利亚两个古板块的碰撞是从二叠纪中期至三叠纪中期的一个比较长时期的地质过程，从二叠纪中期开始，碰撞带附近开始出现隆升，早—中三叠纪，古亚洲洋已经基本闭合，但碰撞造山并没有结束，碰撞带周边山地出现了快速隆升、剥蚀，并快速搬运至构造盆地边缘形成快速堆积的冲积扇沉积（克德河砂砾岩），据此推测华北板块和西伯利亚两大板块碰撞拼合的造山活动一直延续到中三叠世。
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致谢：吉林大学的葛文春教授、张淑芹研究员，沈阳地质调查中心的郭胜哲研究员以及审稿专家在研究和写作过程中，给予了悉心的指导和帮助，并提了许多宝贵的意见和建议，在此一并致谢。
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附件：本文附件（附表1~3）详见http://www.geojournals.cn/dzxb/dzxb/article/abstract/202308093?st=article_issue
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注释
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❶ 内蒙古自治区地质局勘探开发局．1996. 中华人民共和国区域地质调查报告（1∶5万任家营子幅）.
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摘要
西拉木伦构造带北部双井地区发育一套巨厚的、低成熟度快速堆积的近源粗碎屑沉积建造，与构造环境紧密相关，前人称其为克德河砂砾岩并将其沉积时代分别划为中二叠统（哲斯组）或上二叠统（林西组）。本次工作对该套地层进行了大比例尺剖面测量，对取自剖面下、中、上（1、25、86层）三个部分的砂岩样品进行LA-ICP-MS U-Pb年代学研究，结果显示：3个样品具有类似的碎屑锆石年龄分布特征，多数测年值集中分布在485~405 Ma、463~401 Ma、520~363 Ma区间，其峰值年龄分别为427 Ma、445 Ma、440 Ma，锆石数量分别占总量的48.0%、52.5%和38.8%，其次为大于1000 Ma的年龄，锆石数量分别占30.7%、22.5%、45.0%，且均具有1800 Ma和2500 Ma左右的峰值年龄，明显具有华北板块基底年龄信息。自下而上3个测年样品最年轻峰值年龄分别为312 Ma、376 Ma，282 Ma，最年轻的锆石年龄分别为304 Ma、244 Ma和245 Ma。在第85层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现上石炭统—下二叠统阿木山组的和珊瑚化石，在41及43层发现中生代孢粉化石。依据碎屑锆石测年数据及生物化石鉴定结果，结合其被晚三叠世岩体侵入接触的地质现象，判断克德河砂砾岩的沉积时代可能为中三叠世。推测西拉木伦构造带经历了一个较长的演化过程，从中二叠世开始华北板块和西伯利亚板块进入碰撞造山阶段，克德河砂砾岩可能是山脉快速隆升、山体遭受强烈剥蚀堆积的产物，据此判断华北板块和西伯利亚板块碰撞拼合造山一直延续到中三叠世才结束。
Abstract
In the Shuangjing area on the north of Xar Moron suture zone, there is a suite of rapid accumulation with low maturity, which were called ‘Kedehe conglomerate’ and previously divided into Middle Permian (Zhesi Formation) and Late Permian (Linxi Formation) respectively. Based on the previous research results, the authors made an another detailed study on the developed strata of Kedehe conglomerate rocks through field measurement. The results of the study of the LA-ICP-MS U-Pb geochronology of sandstone samples from the 1st, 25th and 86th layers of the section showed that they had similar primary age ranges. The age spectrum of detrital zircon falls mainly in three intervals of 485~405 Ma、463~401 Ma、520~363 Ma with peak ages of 427 Ma, 445 Ma and 440 Ma, additionally, the zircons accounts for 48.0%, 52.5% and 38.8% of the total amount respectively. In the second place, the ages of ca.1800 Ma and ca.2500 Ma are more widely distributed, indicating the information of the North China Plate basement.The youngest peak ages of the three bottom-up dating samples are 312 Ma, 376 Ma and 282 Ma, and the youngest zircons are 304 Ma, 244 Ma and 245 Ma, respectively. Fossils of fusulinid and coral from the Late Carboniferous to Early Permian Amushan Formation were found in limestone gravel of the 85th layers of the section, and Mesozoic sporopollen fossils recovered from the 41st and 43th layers. According to the fossils and detrital zircon U-Pb age, the age of Kedehe conglomerate rocks can be classified as Middle Triassic. It is speculated that Xar Moron suture zone has experienced a long-time accretion and stitching process. The collisional collapse process between the North China plate and the Siberian plate occurred since the Middle Permian. The Paleo-Asian Ocean finally closed along the Xar Moron suture zone at least until the Middle Triassic, and the Kedehe conglomerate rocks are the product of collision on its both sides.
关键词
西拉木伦构造带 ； 克德河砂砾岩 ； 碎屑锆石U-Pb年龄 ； 生物化石 ； 中三叠世
