Late Paleozoic-Early Mesozoic tectonic evolution of the Paleo-Asian Ocean: geochronological and geochemical evidence from granitoids in the northern margin of Alxa, Western China

Abstract

The Paleo-Asian Ocean (Southern Mongolian Ocean) ophiolitic belts and massive granitoids are exposed in the Alxa block, in response to oceanic subduction processes. In this work, we report petrographic, geochemical, and zircon U-Pb age data of some granitoid intrusions from the northern Alxa. Zircon U-Pb dating for the quartz diorite, tonalite, monzogranite, and biotite granite yielded weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages of 302±9.2 Ma, 246.5±4.6 Ma, 235±4.4 Ma, and 229.5±5.6 Ma, respectively. The quartz diorites (~302 Ma) exhibit geochemical similarities to adakites, likely derived from partial melting of the initially subducted Chaganchulu back-arc oceanic slab. The tonalites (~246.5 Ma) display geochemical affinities of I-type granites. They were probably derived by fractional crystallization of the modified lithospheric mantle-derived basaltic magmas in a volcanic arc setting. The monzogranites (~235 Ma) are characterized by low Al₂O₃, but high Y and Yb with notably negative Eu anomalies. In contrast, the biotite granites (~229.5 Ma) show high Al₂O₃ but low Y and Yb with steep HREE patterns and the absence of negative Eu anomalies. Elemental data suggested that the biotite granites were likely derived from a thickened lower crust, but the monzogranites originated from a thin crust. Our data suggested that the initial subduction of the Chaganchulu oceanic slab towards the Alxa block occurred at ~ 302 Ma. This subduction process continued to the Early Triassic (~246 Ma) and the basin was finally closed before the Middle Triassic (~235 Ma). Subsequently, the break-off of the subducted slab triggered asthenosphere upwelling (240–230 Ma).

Keywords

Paleo-Asian Ocean / Alxa / granite / geochemistry

References

[1] Annikova I Y, Vladimirov  A G, Vystavnoi  S A (2006). U-Pb, ³⁹Ar/⁴⁰Ar age determination and Sm-Nd, Pb-Pb isotope data for the Kalgut a Mo-W ore-magmatic system (South Altai, Russia). Петрология, 14(1): 90–108 (in Russian)

[2] Atherton M P, Petford  N (1993). Generation of sodium-rich magmas from newly underplated basaltic crust. Nature, 362(6416): 144–146

[3] Bao Q Z, Zhang  C J, Wu  Z L, Wang  H, Li W,  Sang J H,  Liu Y S (2007). Zircon SHRIMP U-Pb dating of granitoids in a Late Paleozoic rift area, southeastern Inner Mongolia, and its implications. Geology in China, 34(5): 790–798 (in Chinese)

[4] Belousova E, Griffin  W L, O'Reilly  S Y, Fisher  N L (2002). Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source rock type. Contrib Mineral Petrol, 143(5): 602–622

[5] Budnikov S V, Kovalenko  V I, Kotov  A B (1999). The age and sources of the Hangay batholiths (Central Mongolia), in: IGCP-420. Continental Growth in the Phanerozoic: Evidence from Central Asia. Rennes: Second workshop. Abstracts and Excursion Guidebook Geosciences, 11–12

[6] Castillo P R, Janney  P E, Solidum  R U (1999). Petrology and geochemistry of Camiguin Island, southern Philippines: insights to the source of adakites and other lavas in a complex arc setting. Contrib Mineral Petrol, 134(1): 33–51

[7] Chappell B W, White  A J R (1974). Two contrasting granite type. Pacific Geology, 8:173–174

[8] Charvet J, Shu  L S, Laurent-Charvet  S (2007). Paleozoic structural and geodynamic evolution of eastern Tianshan (NW China): welding of the Tarim and Junggar plates. Episodes, 30(3): 162–186

[9] Charvet J, Shu  L S, Laurent-Charvet  S, Wang B,  Faure M,  Cluzel D,  Chen Y, De Jong  K (2011). Palaeozoic tectonic evolution of the Tianshan belt, NW China. Science China Earth Sciences, 54(2): 166–184

[10] Chen B, Jahn  B M (2004). Genesis of post-collisional granitoids and basement nature of the Junggar Terrane, NW China: Nd-Sr isotope and trace element evidence. J Asian Earth Sci, 23(5): 691–703

[11] Chen B, Jahn  B M, Tian  W (2009). Evolution of the Solonker suture zone: constraints from zircon U-Pb ages, Hf isotopic ratios and whole-rock Nd-Sr isotope compositions of subduction and collision related magmas and forearc sediments. J Asian Earth Sci, 34(3): 245–257 

[12] Chen C M, Lu  H F, Jia  D, Cai D S,  Wu S M (1999). Closing history of the southern Tianshan oceanic basin, western China: an oblique collisional orogeny. Tectonophysics, 302(1–2): 23–40

[13] Defant M J, Maury  R C, Ripley  E M, Feigenson  M D, Jacques  D (1991). An example of island-arc petrogenesis: geochemistry and petrology of the southern Luzon arc, Philippines. J Petrol, 32(3): 455–500

[14] Douce A E P,  Beard J S (1995). Dehydration-melting of biotite gneiss and quartz amphibolite from 3 to 15 kbar. J Petrol, 36(3): 707–738

[15] Drummond M S, Defant  M J (1990). A model for trondhjemite-tonalite-dacite genesis and crustal growth via slab melting: Archean to modern comparisons. Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978–2012), 95 (B13): 21503–21521

[16] Drummond M S, Defant  M J, Kepezhinskas  P K (1996). Petrogenesis of slab-derived trondhjemite-tonalite- dacite/adakite magmas. Trans R Soc Edinb Earth Sci, 87(1–2): 205–215

[17] Feng J Y, Xiao  W J, Windley  B, Han C M,  Wan B, Zhang  J E, Ao  S J, Zhang  Z Y, Lin  L N (2013). Field geology, geochronology and geochemistry of mafic–ultramafic rocks from Alxa, China: implications for Late Permian accretionary tectonics in the southern Altaids. J Asian Earth Sci, 78: 114–142

[18] Gao J, John  T, Klemd R,  Xiong X M (2007). Mobilization of Ti-Nb-Ta during subduction: evidence from rutile-bearing dehydration segregations and veins hosted in eclogite, Tianshan, NW China. Geochim Cosmochim Acta, 71(20): 4974–4996

[19] Gao J, Klemd  R (2003). Formation of HP-LT rocks and their tectonic implications in the western Tianshan Orogen, NW China: geochemical and age constraints. Lithos, 66(1–2): 1–22

[20] Gao J, Li  M S, Xiao  X C, Tang  Y Q, He  G Q (1998). Paleozoic tectonic evolution of the Tianshan Orogen, northwestern China. Tectonophysics, 287(1): 213–231

[21] Gao J, Long  L, Klemd R,  Qian Q, Liu  D, Xiong X,  Su W, Liu  W, Wang Y,  Yang F (2009). Tectonic evolution of the South Tianshan orogen and adjacent regions, NW China: geochemical and age constraints of granitoid rocks. Int J Earth Sci, 98(6): 1221–1238

[22] Ge X H, Ma  W P, Liu  J L, Ren  S M, Liu  Y J, Yuan  S H, Wang  M P (2009). A discussion on the tectonic framework of Chinese mainland. Geology in china, 36 (5): 949–965 (in Chinese)

[23] Geng Y S, Wang  X S, Shen  Q H, Wu  C M (2007). Chronology of the Precambrian metamorphic series in the Alxa area, Inner Mongolia. Geology in China., 34(2): 251–261 (in Chinese)

[24] Geng Y S, Zhou  X W (2010). Early Neoproterozoic granite events in Alxa area of Inner Mongolia and their geological significance: evidence from geochronology. Acta Petrologica et Mineralogical, 29(6): 779–795

[25] Geng Y S, Zhou  X W (2011). Characteristics of geochemistry and zircon Hf isotope of the Early Neoproterozoic granite in Alxa area, Inner Mongolia. Acta Petrologica Sinica, 27(4): 897–908

[26] Geng Y S, Zhou  X W (2012). Early Permian magmatic events in the Alxa metamorphic basement: evidence from geochronology. Acta Petrologica Sinica, 28(9): 2667–2685

[27] Gong J H, Zhang  J X, Yu  S Y (2013). Redefinition of the Longshoushan Group outcropped in the eastern segment of Longshoushan on the southern margin of Alxa Block: evidence from detrital zircon U-Pb dating results. Acta Petrologica et Mineralogical., 32(1): 1–22

[28] Gong J H, Zhang  J X, Yu  S Y, Li H K, Hou K J, (2012). 2.5 Ga TTG rocks in the western Alxa Block and their implications. Chin Sci Bull, 57(31): 4064–4076

[29] Govindaraju G (1994). Compilation of working values and sample description for 383 geostandards. Geostand Newsl, 18: 1–158

[30] Han B F, Guo  Z J, He  G Q (2010a). Timing of major suture zones in North Xinjiang, China: constraints from stitching plutons. Acta Petrologica Sinica, 26(8): 2233–2246

[31] Han B F, Guo  Z J, Zhang  Z C, Zhang  L, Chen J F,  Song B (2010b). Age, geochemistry, and tectonic implications of a late Paleozoic stitching pluton in the North Tian Shan suture zone, western China. Geol Soc Am Bull, 122(3–4): 627–640

[32] Han B F, He  G Q, Wang  X C, Guo  Z J (2011). Late Carboniferous collision between the Tarim and Kazakhstan-Yili terranes in the western segment of the South Tian Shan Orogen, Central Asia, and implications for the Northern Xinjiang, western China. Earth Sci Rev, 109(3–4): 74–93

[33] Han B F, Zhang  C, Zhao L,  Ren R, Xu  Z, Chen J f,  Zhang L,  Zhou Y Z,  Song B (2010c). A preliminary study of granitoids in western Inner Mongolia. Acta Petrologica et Mineralogical, 29(6): 741–749

[34] Hegner E, Klemd  R, Kröner A,  Corsini M,  Alexeiev D V,  Iaccheri L M,  Zack T, Dulski  P, Xia X,  Windley B F (2010). Mineral ages and PT conditions of Late Paleozoic high-pressure eclogite and provenance of mélange sediments from Atbashi in the south Tianshan orogen of Kyrgyzstan. Am J Sci, 310(9): 916–950

[35] Hou Z Q, Gao  Y F, Meng  X J, Qu  X M, Huang  W (2004). Genesis of adakitic porphyry and tectonic controls on the Gangdese Miocene Porphyry copper belt in the Tibetan orogen. Acta Petrologica Sinica, 20(2): 239–248

[36] Jahn B M, Capdevila R, Liu D, Vernon A, Badarch G  (2004). Sources of Phanerozoic granitoids in the transect Bayanhongor-Ulaan Baatar, Mongolia: geochemical and Nd isotopic evidence, and implications for Phanerozoic crustal growth. J Asian Earth Sci, 23(5): 629–653

[37] Jahn B M, Litvinovsky B A, Zanvilevich A N, Reichow M  (2009). Peralkaline granitoid magmatism in the Mongolian Transbaikalian Belt: evolution, petrogenesis and tectonic significance. Lithos, 113(3–4): 521–539

[38] Kay S M, Mpodozis  C (2001). Central Andes ore deposits linked to evolving shallow subduction systems and thickening crust. GSA Today, 11(3): 4–9

[39] Kay S M, Ramos  V A, Marquez  M (1993). Evidence in Cerro Pampa volcanic rocks for slab-melting prior to ridge-trench collision in southern South America. J Geol, 101(6): 703–714

[40] Kozakov I K, Bibikova  E V, Kovalenko  V I (1997). U-Pb Age of Granitoids Located within the Southern Slope of the Caledonides, Mongolian Altai. Dokl Earth Sci, 353a: 338–340

[41] Li D P, Chen  Y L, Wang  Z, Lin Y,  Zhou J (2012). Paleozoic sedimentary record of the Xing-Meng Orogenic Belt, Inner Mongolia: implications for the provenances and tectonic evolution of the Central Asian Orogenic Belt. Chin Sci Bull, 57(7): 776–785

[42] Li H Q, Chen  F W, Li  J Y, Qu  W J, Wang  D H, Wu  H, Deng G,  Mei Y P (2006a). Age of mineralization and host rocks in the Baishan rhenium-molybdenum district, East Tianshan, Xinjiang, China: revisited. Geological Bulletin of China, 25(8): 916–922

[43] Li J Y, Gao  L M, Sun  G H (2007). Shuangjingzi middle Triassic syn-collisional crust-derived granite in the east Inner Mongolia and its constraint on the timing of collision between Siberian and Sino-Korean paleo-plates. Acta Petrologica Sinica, 23(3): 565–582

[44] Li J Y, Yang  T N, Li  Y P, Zhu  Z X (2009). Geological features of the Karamaili faulting belt, eastern Junggar region, Xinjiang, China and its constraints on the reconstruction of Late Paleozoic ocean-continental framework of the Central Asian region. Geological Bulletin of China, 28(12): 1817–1826

[45] Li P W, Gao  R, Guan Y,  Li Q S (2006b). Palaeomagnetic constraints on the final closure time of Solonker Linxi Suture. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 36(5): 744–758

[46] Li S, Wang  T, Tong Y (2010). Spatial-temporal distribution and tectonic settings of Early Mesozoic granitoids in the middle south segment of the Central Asia Orogenic System. Acta Petrologica et Mineralogica, 29(6): 642–662

[47] Li X H (1997). Geochemistry of the Longsheng ophiolite from the southern margin of Yangtze craton, SE China. Geochem J, 31(5): 323–337

[48] Li Y J, Sun  L D, Wu  H R, Zhang  G Y, Wang  G L, Huang  Z B (2005). Permo-Carboniferous Radiolarians from the Wupata'erkan Group, Western South Tianshan, Xinjiang, China. Acta Geologica Sinica-English Edition, 79(1): 16–23

[49] Li Y J, Wang  Z M, Wu  H R, Hang  Z B, Tan  Z J, Luo  J C (2002). Discovery of Radiolarian Fossils from the Aiketik Group at the western end of the South Tianshan Mountains of China and its implications. Acta Geologica Sinica-English Edition, 76(2): 146–154

[50] Lin L, Xiao  W, Wan B,  Windley B,  Ao S, Han  C, Feng J,  Zhang J,  Zhang Z (2014). Geochronologic and geochemical evidence for persistence of south-dipping subduction to late Permian time, Langshan area, Inner Mongolia (China): significance for termination of accretionary orogenesis in the southern Altaids. Am J Sci, 314(2): 679–703

[51] Liu J F, Chi  X G, Zhang  X Z, Ma  Z H, Zhao  Z, Wang T F,  Hu Z C,  Zhao X Y (2009). Geochemical characteristic of carboniferous quartz-diorite in the southern Xiwuqi area, Inner Mongolia and its tectonic significance. Acta Geol Sin, 83(3): 365–376 (in Chinese)

[52] Liu Y, Liu  X M, Hu  Z C, Diwu  C R, Yuan  H L, Gao  S (2007). Evaluation of accuracy and long-term stability of determination of 37 trace elements in geological samples by ICP-MS. Acta Petrologica Sinica, 23(5): 1203–1210

[53] Ma Y S, Zeng  Q L, Song  B, Du J J,  Yang F Q,  Zhao Y (2007). SHRIMP U-Pb dating of zircon from Panshan granitoid pluton in Yanshan orogenic belt and its tectonic implications. Acta Petrologica Sinica, 23(3): 547–556

[54] Macpherson C G,  Dreher S T,  Thirlwall M F (2006). Adakites without slab melting: high pressure differentiation of island arc magma, Mindanao, the Philippines. Earth Planet Sci Lett, 243(3–4): 581–593

[55] Maniar P D, Piccoli  P M (1989). Tectonic discrimination of granitoids. Geol Soc Am Bull, 101(5): 635–643

[56] Mao Q, Xiao  W, Fang T,  Wang J, Han  C, Sun M,  Yuan C (2012). Late Ordovician to early Devonian adakites and Nb-enriched basalts in the Liuyuan area, Beishan, NW China: implications for early Paleozoic slab-melting and crustal growth in the southern Altaids. Gondwana Res, 22(2): 534–553

[57] Martin H (1999). Adakitic magmas: modern analogues of Archaean granitoids. Lithos, 46(3): 411–429

[58] Miao L C, Fan  W M, Liu  D Y, Zhang  F Q, Shi  Y R, Guo  F (2008). Geochronology and geochemistry of the Hegenshan ophiolitic complex: implications for late-stage tectonic evolution of the Inner Mongolia-Daxinganling Orogenic Belt, China. J Asian Earth Sci, 32(5–6): 348–370

[59] Middlemost E A K (1985). Magmas and Magmatic Rocks. London: Longman, 1–266

[60] Muir R J, Weaver  S D, Bradshaw  J D, Eby  G N, Evans  J A (1995). The Cretaceous Separation Point batholith, New Zealand: granitoid magmas formed by melting of mafic lithosphere. J Geol Soc London, 152(4): 689–701

[61] Nash W P, Crecraft  H R (1985). Partition coefficients for trace elements in silicic magmas. Geochim Cosmochim Acta, 49(11): 2309–2322

[62] Orolmaa D, Erdenesaihan  G, Borisenko A S,  Fedoseev G S,  Babich V V,  Zhmodik S M (2008). Permian Triassic granitoid magmatism and metallogeny of the Hangayn (central Mongolia). Russ Geol Geophys, 49(7): 534–544

[63] Pavlova G G, Borisenko  A S, Goverdovskii  V A, Travin  A V, Zhukova  I A, Tret’yakova  I G (2008). Permian Triassic magmatism and Ag-Sb mineralization in southeastern Altai and northwestern Mongolia. Russ Geol Geophys, 49(7): 545–555

[64] Pearce J A, Harris  N B W, Tindle  A G (1984). Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J Petrol, 25(4): 956–983

[65] Peccerillo R, Taylor  S R (1976). Geochemistry of Eocene calcalkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contrib Mineral Petrol, 58(1): 63–81

[66] Rapp R P (1997). Heterogenous source regions for Archean granitoids. In: Wit M J, Ashwal L D, eds. Greenstone Belt. Oxford: Oxford University Press, 35–37

[67] Rapp R P, Shimizu  N, Norman M D,  Applegate G (1999). Reaction between slab-derived melts and peridotite in the mantle wedge: experimental constraints at 3.8 GPa. Chem Geol, 160(4): 335–356

[68] Richards J P, Kerrich  R (2007). Special paper: adakite-like rocks: their diverse origins and questionable role in metallogenesis. Econ Geol, 102(4): 537–576

[69] Rubatto D, Hermann  J (2003). Zircon formation during fluid circulation in eclogites (Monviso, Western Alps): implications for Zr and Hf budget in subduction zones. Geochim Cosmochim Acta, 67(12): 2173–2187

[70] Sen C, Dunn  T (1994). Dehydration melting of a basaltic composition amphibolites at 1.5 and 2.0 GPa: implications for the origin of adakite. Contrib Mineral Petrol, 117(4): 394–409

[71] Shi Y R, Liu  D Y, Zhang  Q, Jian P,  Zhang F Q,  Miao L C,  Shi G H,  Zhang L Q,  Tao H (2004). SHRIMP dating of diorites and granites in southern Suzuoqi, Inner Mongolia. Acta Geol Sin, 78(6): 789–799

[72] Song S, Niu  Y, Su L,  Xia X (2013). Tectonics of the North Qilian orogen, NW China. Gondwana Res, 23(4): 1378–1401

[73] Sun S S, McDonough  W F (1989). Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Saunders A D, Norry M J, eds. Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society Special Publication, 42: 313–345

[74] Tao J X, Hu  F X, Chen  Z Y (2003). Characteristics and tectonic setting of Indosinian S-type granites in the northern margin of North China landmass. Acta Petrologica et Mineralogical, 20(2): 112–118

[75] Tian Z, Xiao  W, Shan Y,  Windley B,  Han C, Zhang  J E, Song  D (2013). Mega-fold interference patterns in the Beishan orogen (NW China) created by change in plate configuration during Permo-Triassic termination of the Altaids. J Struct Geol, 52: 119–135

[76] Tian Z, Xiao  W, Sun J,  Windley B F,  Glen R, Han  C, Zhang Z,  Zhang J,  Wan B, Ao  S, Song D (2015). Triassic deformation of Permian Early Triassic arc-related sediments in the Beishan (NW China): last pulse of the accretionary orogenesis in the southernmost Altaids. Tectonophysics, 662: 363–384

[77] Tong Y, Hong  D W, Wang  T (2010a). Spatial and temporal distribution of granitoids in the middle segment of the Sino-Mongolian Border and its tectonic and metallogenic implications. Acta Geoscientica Sinica, 31(3): 395–412

[78] Tong Y, Wang  T, Hong D W,  Han B F,  Zhang J J,  Shi X J,  Wang C (2010b). Spatial and temporal distribution of the Carboniferous-Permian granitoids in northern Xinjiang and its adjacent areas, and its tectonic significance. Acta Petrologica et Mineralogica, 29(6): 619–641

[79] Vladimirov A G,  Kozlov M S,  Shokalskii S P (2001). Major epochs of intrusive magmatism of Kuznetsk Alatau, Altai and Kalba (from U-Pb isotope dates). Geologiyai Geofizika, 42(8): 1157–1178 (Russian Geology and Geophysics)

[80] Vladimirov A G,  Kruk N N,  Polyanskii O P (2005). Correlation of Hercynian deformations, sedimentation and magmatism in the Altai collisional system as reflecting plate and plume tectonics. Problem of Tectonic of the Central Asia. Moscow: Geos. P., 1277–1308

[81] Wang B, Shu  L S, Cluzel  D, Faure M,  Charvet J (2007a). Geochemical constraints on Carboniferous volcanic rocks of the Yili Block (Xinjiang, NW China): implication for the tectonic evolution of Western Tianshan. J Asian Earth Sci, 29(1): 148–159

[82] Wang B, Shu  L, Faure M,  Jahn B, Cluzel  D, Charvet J,  Chung S,  Meffre S (2011). Paleozoic tectonics of the southern Chinese Tianshan: insights from structural, chronological and geochemical studies of the Heiyingshan ophiolitic mélange (NW China). Tectonophysics, 497(1): 85–104

[83] Wang Q, Wyman D A, Zhao Z H, Xu J F, Bai Z H, Xiong X L, Dai T M, Li C F, Chu Z Y (2007b). Petrogenesis of Carboniferous adakites and Nb-enriched arc basalts in the Alataw area, northern Tianshan range (western China): implications for Phanerozoic crustal growth in the central Asia orogenic belt. Chem Geol, 236(1–2): 42–64

[84] Wang Q, Xu  J F, Jian  P, Bao Z W,  Zhao Z H,  Li C F,  Ma J L (2006). Petrogenesis of adakitic porphyries in an extensional tectonic setting, Dexing, South China: implications for the genesis of porphyry copper mineralization. J Petrol, 47(1): 119–144

[85] Wang T Y, Gao  J P, Wang  J R (1998a). Magmatism of collisional and post-orogenic period in northern Alexa region in Inner Mongolia. Acta Geol Sin, (02): 126–137

[86] Wang T Y, Wang  J R, Liu  J K (1994). Igneous rock associations and geochemical characteristics of volcanic arc with continental crustal basement in Zongnaishan-Shalazhashan. Geochimica, 23(S1): 162–172

[87] Wang T Y, Zhang  M J, Wang  J R, Gao  J P (1998b). The characteristics and tectonic implications of the thrust belt in Eugerwusu, China. Scientia Geologica Sinica, 33(04): 385–394

[88] Wang T, Jahn  B M, Kovach  V P (2008a). Mesozoic anorogenic granitic magmatism in the Altai Paleozoic accretionary orogen, NW China, and its implications for crustal architecture and growth. Abstract SE 53-A010, AOGS 5th Annual General Meeting, Busan, Korea

[89] Wang T, Tong  Y, Jahn B M (2007c). SHRIMP U-Pb Zircon geochronology of the Altai No.3 Pegmatite , NW China, and its implications for the origin and tectonic setting of the pegmatite. Ore Geol Rev, 32: 325–336

[90] Wang T, Zheng  Y D, Li  T B, Gao  Y (2004). Mesozoic granitic magmatism in extensional tectonics near the Mongolian border in China and its implications for crustal growth. J Asian Earth Sci, 23(5): 715–729

[91] Wang Y J, Fan  Z Y (1997). Discovery of Permian radiolarians in ophiolite belt on northern side of Xarmoron river, Nei Monggol and its geological significance. Acta Palaeontologica Sin, 36(1): 58–69

[92] Wang Y W, Wang  J B, Wang  L J, Long  L L (2008b). Zircon U-Pb age, Sr-Nd isotope geochemistry and geological significances of the Weiya mafic-ultramafic complex, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 24(4): 781–792

[93] Wang Y, Sun  G H, Li  J Y (2010). U-Pb (SHRIMP) and ⁴⁰Ar/³⁹Ar geochronological constraints on the evolution of the Xingxingxia shear zone, NW China: a Triassic segment of the Altyn Tagh fault system. Geol Soc Am, 122(3–4): 487–505

[94] Whalen J B, Jenner  G A, Longstaffe  F J, Robert  F, Gariépv C (1996). Geochemical and isotopic (O, Nd, Pb and Sr) constraints on A-type granite: petrogenesis based on the Topsails igneous suite, Newfoundland Appalachians. J Petrol, 37(6): 1463–1489

[95] Wilson M (1989). Igneous Petrogenesis. London: Allen and Unwin, 120–158

[96] Wu T R, He  G Q (1993). Tectonic units and their fundamental characteristics on the northern margin of the Alxa block. Acta Geol Sin, 67(2): 97–108

[97] Xia L Q, Xu  X Y, Xia  Z C, Li  X M, Ma  Z P, Wang  L S (2004). Petrogenesis of Carboniferous rift-related volcanic rocks in the Tianshan,  northwestern  China.  Geol  Soc  Am  Bull,  116(3):  419–433

[98] Xiao W J, Han  C, Yuan C,  Sun M, Lin  S, Chen H,  Li Z, Li  J, Sun S (2008). Middle Cambrian to Permian subduction-related accretionary orogenesis of Northern Xinjiang, NW China: implications for the tectonic evolution of central Asia. J Asian Earth Sci, 32(2–4): 102–117

[99] Xiao W J, Huang  B C, Han  C M, Sun  S, Li J L (2010a). A review of the western part of the Altaids: a key to understanding the architecture of accretionary orogens. Gondwana Res, 18(2–3): 253–273

[100] Xiao W J, Mao  Q G, Windley  B F, Han  C M, Qu  J F, Zhang  J E, Ao  S J, Guo  Q Q, Cleven  N R, Lin  S F, Shan  Y H, Li  J L (2010b). Paleozoic multiple accretionary and collisional processes of the Beishan orogenic collage. Am J Sci, 310(10): 1553–1594

[101] Xiao W J, Windley  B F, Allen  M B, Han  C (2013). Paleozoic multiple accretionary and collisional tectonics of the Chinese Tianshan orogenic collage. Gondwana Res, 23(4): 1316–1341

[102] Xiao W J, Windley  B F, Huang  B C, Han  C M, Yuan  C, Chen H L,  Sun M, Sun  S, Li J L (2009). End-Permian to mid-Triassic termination of the accretionary processes of the southern Altaids: implications for the geodynamic evolution, Phanerozoic continental growth, and metallogeny of Central Asia. Int J Earth Sci, 98(6): 1189–1217

[103] Xiao W J, Windley  B F, Sun  S, Li J,  Huang B,  Han C, Yuan C, Sun M, Chen H (2015). A tale of amalgamation of three Permo-Triassic collage systems in central Asia: oroclines, sutures, and terminal accretion. Annu Rev Earth Planet Sci, 43(1): 477–507

[104] Xie F Q (2014). Study of granites rock mass of Zongnai, Shalaza and Bayinnuoergong. China University of Geosciences (Beijing)

[105] Xie L, Yin  H Q, Zhou  H R, Zhang  W J (2014). Permian radiolarians from the Engeerwusu suture zone in Alashan area, Inner Mongolia and its geological significance. Geological Bulletin of China, 33: 691–697 (in Chinese)

[106] Xu B L, Yan  G H, Lu  F X, Zou  T R, Tond  Y, Cai J H,  Liu C X,  Zhang H F (2001). Petrology of rich-alkaline and alkaline intrusive complexes in Beishan-Alxa Region. Acta Petrologica et Mineralogica, 20(3): 263–272

[107] Xu H J, Ma  C Q (2003). Constraints of experimental petrology on the origin of adakites, and petrogenesis of Mesozoic K-rich and high Sr/Y ratio granitoids in eastern China. Earth Sci Front, 10: 417–427 (in Chinese)

[108] Yang S H, Zhou  M F (2009). Geochemistry of the 430 Ma Jingbulake mafic-ultramafic intrusion in Western Xinjiang, NW China: implications for subduction related magmatism in the South Tianshan orogenic belt. Lithos, 113(1–2): 259–273

[109] Yarmolyuk V V,  Kovalenko V I,  Sal’nikova E B (2002). Tectono-magmatic zoning, magma sources and geodynamics of the early Mesozoic Mongolia-Transbaikal province. Geotectonics, 36(4): 293–311

[110] Zhai M G, Bian  A G (2000). At the end of the North China craton new super late Archean and Paleoproterozoic continent split a Mesoproterozoic cleavage. Sci China Ser D, 30(B12): 129–137

[111] Zhang J, Li  J Y, Liu  J F (2011). The relationship between the Alxa Block and the North China Plate during the Early Paleozoic: new information from the Middle Ordovician detrital zircon ages in the eastern Alxa Block. Acta Petrologica Sinica, 28(9): 2912–2934

[112] Zhang J, Wang  T, Zhang L,  Tong Y, Zhang  Z, Shi X,  Guo L, Huang  H, Yang Q,  Huang W,  Zhao J, Ye  K, Hou J (2015). Tracking deep crust by zircon xenocrysts within igneous rocks from the northern Alxa, china: constraints on the southern boundary of the central Asian orogenic belt. J Asian Earth Sci, 108: 150–169

[113] Zhang L F, Ai  Y L, Li  Q, Li X P,  Song S G,  Wei C J (2005). The formation and tectonic evolution of UHP metamorphic belt in southwestern Tianshan, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 21(4): 1029–1038

[114] Zhang L F, Ai  Y L, Li  X P, Rubatto  D, Song B,  Williams S,  Song S G,  Ellis D,  Liu J G (2007). Triassic collision of western Tianshan orogenic belt, China: evidence from SHRIMP U-Pb dating of zircon from HP/UHP eclogitic rocks. Lithos, 96(1–2): 266–280

[115] Zhang Q, Jin  W J, Li  C D, Wang  Y L (2010). Revisiting the new classification of granitic rocks based on whole-rock Sr and Yb contents: index. Acta Petrologica Sinica, 26(4): 985–1015

[116] Zhang Q, Qian  Q, Wang E Q,  Wang Y, Zhao  T P, Hao  J, Guo G J (2001a). An east China plateau in mid-late Yanshanian period: implication from adakites. Chinese Journal of Geology, 36(2): 248–255

[117] Zhang Q, Wang  Y, Liu W,  Wang Y L (2002a). Adakite: its characteristics and implications. Geological Bulletin of China, 21: 431–435 (in Chinese)

[118] Zhang Q, Wang  Y, Qian Q,  Yang J H,  Wang Y L,  Zhao T P,  Guo G J (2001b). The characteristics and tectonic-metallogenic significances of the adakites in Yanshan period from eastern China. Acta Petrologica Sinica, 17(2): 236–244

[119] Zhang Q, Wang  Y, Wang Y L (2001c). Preliminary study on the components of the lower crust in east China Plateau during Yanshanian Period: constraints on Sr and Nd isotopic compositions of adakite-like rocks. Acta Petrologica Sinica, 17(4): 505–513

[120] Zhang W Y, Nie  F J, Liu  Y, Jiang S H,  Xu D Q,  Guo L J (2008). 40Ar-³⁹Ar Geochronology of the Aououte Cu-Zn Deposit in Inner-Mongolia and its Significance. Acta Geoscientica Sinica, 29(5): 592–598

[121] Zhang W, Wu  T R, Feng  J C (2013). Time constraints for the closing of the Paleo-Asian Ocean in the Northern Alxa Region: evidence from Wuliji granites. Science China. Earth Sci, 56: 153–164

[122] Zhang Y Q (2009). Geochemical characteristics of Permian adakitic granodiorite in Bayinwula of Sonid Left Banner, Inner Mongolia. Acta Petrologica et Mineralogica, 28(4): 329–338

[123] Zhang Y Q, Han  J G, Hu  F X (2002b). Characteristics and tectonic significance of granites of Middle Triassic in Bayinnuorigong Area, Inner Mongolia. Inner Mongolia Geological, (4): 15–20

[124] Zhang Y Y, Dostal  J, Zhao Z H,  Liu C, Guo  Z J (2011). Geochronology, geochemistry and petrogenesis of mafic and ultramafic rocks from Southern Beishan area, NW China: implications for crust-mantle interaction. Gondwana Res, 20(4): 816–830

[125] Zhang Z F, Li  C Y, Niu  Y Z (1997). Role, significance, characteristics and range of Alashan-Dunhuang land block. Inner Mongolia Geological, (2): 1–14

[126] Zhao Q Y, Liu  Z H, Wu  X W, Chen  X F (2007). Characteristics and origin of Halaheshao pluton in Da Qingshan region, Inner-Mongolia. J Mineral Petrol, 27(1): 46–51

[127] Zheng R, Wu  T, Zhang W,  Xu C, Meng  Q, Zhang Z (2014). Late Paleozoic subduction system in the northern margin of the Alxa block, Altaids: geochronological and geochemical evidences from ophiolites. Gondwana Res, 25(2): 842–858

[128] Zhou T F, Yuan  F, Zhang D Y,  Fan Y, Liu  S, Peng M X,  Zhang J D (2010). Geochronology, tectonic setting and mineralization of granitoids in Jueluotage area, eastern Tianshan, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 26(2): 478–502

[129] Zonenshain L P,  Kuzmin M I,  Natapov L M, Page B M (1990). Geology of the USSR: A Plate-Tectonic Synthesis. American Geophysical Union, Geodynamics Series, 21: 1–242

Acknowledgment

During the research work, we appreciated advice from Senior Engineer Yang Bin of the Gansu Province Geology and Mining Bureau and Zhang Xiang, Engineer, of Gansu Province Geological Survey. We thank the editors and anonymous reviewers for comments that greatly improved the presentation of the paper. Thanks to Shuangshuang Wang for the help during the laboratory work. This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 41173014), the Central Universities Fundamental Research Project (Lzu-Jbky-2012-128), and Gansu Key Laboratory of Mineral Resources in Western China (Lanzhou University) funded project.

RIGHTS & PERMISSIONS

2017 Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg