伊春花崗質片麻巖鋯石U-Pb年代學特征

牛延宏, 劉寶山, 王　興, 牛文治

(1.黑龍江省地質調查研究總院 齊齊哈爾分院,哈爾濱 150036;

2.中國地質大學 地球科學與資源學院，北京 100083)

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伊春花崗質片麻巖鋯石U-Pb年代學特征

牛延宏1, 劉寶山1, 王興1, 牛文治2

(1.黑龍江省地質調查研究總院 齊齊哈爾分院,哈爾濱 150036;

2.中國地質大學 地球科學與資源學院，北京 100083)

[摘要]通過1∶5萬朱拉比拉河等圖幅區(qū)域地質調查工作，在伊春地區(qū)發(fā)現(xiàn)了新元古代花崗質片麻巖。應用鋯石U-Pb測齡方法對花崗質片麻巖進行了年代學研究，23個點的206Pb/238U表面諧和年齡均在850 Ma左右，加權平均為850.2±2.1 Ma。該年齡代表花崗質片麻巖體的侵位時間為新元古代；而較新的499 Ma年齡可能是后期構造事件改造的新生鋯石，反映后期構造熱事件的年齡；1 518 Ma的年齡應是本次巖漿作用過程中捕獲的早期鋯石的年齡，該鋯石年齡可能代表本區(qū)花崗巖的繼承性鋯石年齡。伊春花崗質片麻巖所在的地區(qū)存在前寒武紀的古老微陸塊。

[關鍵詞]伊春；花崗質片麻巖；U-Pb年齡；新元古代

近幾年黑龍江省地質礦產(chǎn)局在伊春—延壽花崗巖帶上先后開展了1∶200 000、1∶250 000、1∶50 000區(qū)域地質(礦產(chǎn))調查工作，同時許多學者也做了大量的研究工作，取得了許多重要成果，研究表明中生代花崗巖為伊春—延壽花崗巖帶的主體單元[1]，這條巨大的巖帶上花崗巖體主要形成于印支期，部分形成于燕山期[2-4]，位于該巖帶上的花崗質片麻巖形成時代被認為是古元古代[5]，目前在該花崗巖帶上尚未發(fā)現(xiàn)新元古代巖體。本文基于黑龍江省朱拉比拉河幅、東風經(jīng)營所幅1∶50 000區(qū)域地質礦產(chǎn)調查工作，利用鋯石U-Pb測齡對伊春地區(qū)新元古代花崗質片麻巖形成時代進行了探討，初步重塑該地區(qū)構造演化格局。

1區(qū)域地質背景

研究區(qū)的大地構造位置位于張廣才嶺地塊伊春—延壽巖漿弧內(nèi)，東鄰佳木斯地塊，靠近牡丹江深大斷裂[6](圖1-A)。

研究區(qū)處于興安嶺—內(nèi)蒙褶皺區(qū)伊春—延壽褶皺系，位于伊春—延壽花崗巖帶北部?；◢弾r在區(qū)域上廣泛分布，中生代(T3-K1)花崗巖以造山花崗巖為主[7,8]。在該花崗巖帶上零星分布著新元古代花崗質片麻巖及早元古代東風山巖群、興東巖群變質巖(圖1-B)?；◢徺|片麻巖殘斑中“δ”形旋轉構造、眼球狀構造、變形帶等，為應力局部集中的產(chǎn)物，由韌性剪切作用形成。東風山巖群變質巖巖石組合較雜，有矽線黑云石英片巖、白云石英片巖、角閃黑云斜長片麻巖、石榴黑云二長片麻巖、二云鉀長片麻巖、變粒巖、透閃石大理巖等；興東巖群巖石組合為白云質大理巖、條帶狀大理巖、石墨大理巖、石英片巖、石墨片巖、片麻巖等。

由于遭受后期構造巖漿作用的強烈吞噬和構造混雜作用影響，新元古代花崗質片麻巖及東風山巖群、興東巖群變質巖發(fā)生多次構造變形，導致構成結晶基底的地質單元支離破碎，對比極為困難。

圖1　研究區(qū)地質簡圖及構造位置圖Fig.1　Schematic geological map and the tectonic location of study area1.全新統(tǒng); 2.下-中奧陶統(tǒng)寶泉組; 3.元古界亮子河組; 4.早白堊世花崗斑巖; 5.早白堊世正長花崗巖; 6.晚三疊世-早侏羅世二長花崗巖; 7.中二疊世二長花崗巖; 8.中二疊世花崗閃長巖; 9.晚石炭世片麻狀二長花崗巖; 10.晚奧陶世閃長巖; 11.中寒武世二長花崗巖; 12.新元古代花崗質片麻巖; 13.不整合界線; 14.解譯斷裂; 15.實測斷層; 16.地質界線; 17.角度不整合界線; 18.樣品位置

新元古代花崗質片麻巖(Pt3gn)，主要分布于研究區(qū)東部，大致呈不規(guī)則帶狀分布。巖石具粒狀變晶結構，片麻狀構造，片麻理傾角多為30°~40°，巖體呈北北東走向，巖石局部可見“δ”形旋轉構造、眼球狀構造、變形條帶等。礦物重結晶和變質結晶作用明顯，多形成鱗片粒狀變晶結構，由細粒鑲嵌的石英構成條帶；黑云母呈條紋狀，綠簾石亦呈帶狀分布(圖2)。

圖2　花崗質片麻巖標本Fig.2　Granitic gneiss sample

2主要巖性的巖相學特征

新元古代花崗質片麻巖地質體主要巖石巖性為花崗質片麻巖，其巖相學特征如下：鱗片粒狀變晶結構，變余斑狀結構，片麻狀構造。巖石中黑云母斷續(xù)定向分布，具片麻狀構造。變余斑晶為鉀長石，他形粒狀，格子雙晶，條紋結構，為微斜條紋長石；晶體邊緣少見蠕蟲結構；粒徑為6 mm，含量(面積分數(shù))為2%~5%。變基質為鱗片粒狀變晶結構，主要由長石、石英、黑云母和少量石榴石組成，礦物粒徑為0.24~2.10 mm。石英呈他形粒狀，波狀消光，面積分數(shù)為35%~45%。長石呈他形粒狀，鉀長石可見格子雙晶，條紋結構，為微斜條紋長石，斜長石發(fā)育聚片雙晶，可見與石英交代形成的蠕蟲結構，面積分數(shù)為40%~50%。黑云母呈紅褐色片狀，多色性明顯，Ng′紅褐色，Np′淺黃褐色，一組完全解理，晶體斷續(xù)定向分布，具片麻狀構造，面積分數(shù)為5%~15%。石榴石呈淡褐色，正高-正極高突起，糙面明顯，晶體中有不規(guī)則的裂紋，正交偏光下全消光，顯均質性，面積分數(shù)為1%(圖3)。

圖3　花崗質片麻巖顯微照片F(xiàn)ig.3　Granitic gneiss sheet5 mm×10 mm, (+)

3樣品鋯石特征

為獲取花崗質片麻巖同位素年齡，本次研究樣品在東風經(jīng)營所北石場溝采取。樣品編號為D2251，巖石為新鮮基巖，呈肉紅色，質量為15 kg；樣品在河北省區(qū)域地質礦產(chǎn)調查研究所實驗室用常規(guī)方法分離鋯石，分離出鋯石顆粒較多。鋯石晶粒柱體晶棱清晰，而錐面上的晶棱則模糊；淺黃白色、淺褐黃色，性脆，硬度7.5；具有氣體及黑色包體，熒光燈下發(fā)黃色光，粒徑在0.2 mm，長寬比為2∶1～5∶1，大多數(shù)鋯石表現(xiàn)出較好的環(huán)帶(圖4)，且多具核邊結構，反映為巖漿鋯石成因屬性[9]。

4分析方法及結果

選取巖漿成因特征明顯的鋯石在天津地質礦產(chǎn)研究所進行年齡測定。檢測依據(jù)為DZ/T0184.3-1997，主要儀器設備為NEPTUNE質譜儀。樣品分析的詳細化學流程在T. Krogh的基礎上作了相應的改進，稀釋劑為205Pb-235U混合稀釋劑，所有鈾、鉛同位素比值均進行質量效應校正，校正系數(shù)(0.12±0.01)%(AMU)。

共對25個鋯石顆粒進行了LA-MC-ICPMS U-Pb測齡，測點部位多位于鋯石的邊部， LA-MC-ICPMS U-Pb法測齡數(shù)據(jù)見表1。由表1看出，1～4、6～19、21～25等23個點的206Pb/238U表面諧和年齡均在850 Ma左右，加權平均為850.2±2.1 Ma，屬于新元古代。由圖5看出，這些點在諧和曲線圖上在850 Ma較為集中，應為諧和年齡。測點5鋯石表面年齡為1 518 Ma，測點20鋯石表面年齡為499 Ma，與其他測點差別較大。而測點5、20與研究區(qū)之前開展的1∶250 000鶴崗市幅及1∶250 000嘉蔭縣幅取得的鋯石U-Pb同位素年齡(1 129±3 Ma、419 Ma)較為接近；419 Ma、499 Ma年齡明顯偏新，可能與受后期變質變形作用有關，為后期構造事件改造的新生鋯石，反映了后期構造熱事件的年齡[10]。1 129±3 Ma、1 518 Ma年齡反映的應是本次巖漿作用過程中捕獲的早期鋯石，該鋯石年齡可能代表本區(qū)花崗巖的繼承性鋯石年齡或區(qū)域上構造熱事件的年齡[11]。由此表明，本區(qū)花崗質片麻巖所在的地區(qū)應為前寒武紀的古老微陸塊，陸塊上有新元古代花崗巖形成的痕跡。

表1花崗質片麻巖鋯石LA-MC-ICPMS U-Pb年代學分析結果

Table1Analytical results of granitic gneiss by in the zircon LA-MC-ICPMA U-Pb geochrononlogy

圖5　D2251樣品鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.5　Zircon U-Pb concordian diagram of No.D2251 sample

5討 論

研究區(qū)位于興蒙造山帶東端的佳木斯地塊和松嫩—張廣才嶺地塊結合部位的陸緣造山帶上，經(jīng)歷了多次伸展拉張與擠壓拼貼，地質構造復雜且具多旋回的特點[12]。松嫩地塊和佳木斯地塊之間在前寒武紀曾一度被洋盆相隔，晚元古代發(fā)生過大洋板塊的俯沖消減；至早古生代末期，大洋板塊又一次俯沖，使松嫩和佳木斯地塊發(fā)生拼合、碰撞乃至逆沖推覆等造山事件[13]。新元古界之前在拉伸構造作用下形成陸內(nèi)裂陷盆地，沉積了古元古代東風山巖群、興東巖群及中元古代黑龍江巖群[14]。新元古代由于盆地的閉合過程中發(fā)生了推(滑)覆構造及韌性剪切作用，同時繼承性鋯石及地球化學特征表明區(qū)域上存在該期構造活動，使得先期形成的陸殼發(fā)生重熔，從而新元古代花崗巖定位，形成了區(qū)內(nèi)古老陸殼。之后受多期構造-巖漿熱事件影響使得片麻雜巖與圍巖間多呈構造平行化或強烈韌性變形，使得陸殼支離破碎，且多已被吞噬，構成了現(xiàn)今格局。

6結 論

a.鋯石SHRIMP年齡測定結果表明，1 518 Ma的年齡反映的應是本區(qū)花崗巖的繼承性鋯石年齡，而850±2 Ma代表本區(qū)花崗巖的結晶年齡。

b.新元古代花崗質片麻巖的發(fā)現(xiàn)，突破了張廣才嶺古老陸塊以往只有古-中元古代花崗巖的認識，對探討該地區(qū)的構造巖漿演化提供了新的思路。

c.新元古代花崗巖的發(fā)現(xiàn)，說明這條南北向的巨型花崗巖帶上并非所有的花崗巖體都是形成于印支期或燕山期；同時，反映了松嫩—張廣才嶺地塊在新元古代變質基底形成后，存在多期巖漿構造熱事件。

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Zircon U-Pb dating of granitic gneiss in Yichun, Heilongjiang,

China and its geological significance

NIU Yan-hong1, LIU Bao-shan1, WANG Xing1, NIU Wen-zhi2

1.QiqiharBranch,ResearchInstituteofRegionalGeologicalSurveyofHeilongjiang,Haerbin150036,China;

2.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China

Abstract:The Neoproterozoic granitic gneiss is reported for the first time in Yichun based on the regional geological survey in the Zhulabila river and its adjacent areas at 1∶50 000 scale. Zircon U-Pb dating yields206Pb/238U concordant ages of ~850 Ma and the weighted mean age of 850.2±2.1 Ma, which are defined by 23 grains. This age indicates that the emplacement time of the granitic gneisses is Neoproterozoic. Meanwhile, the dating also yields the age of 499 Ma that probably suggests the newly generated zircon reformed by the later tectonic event, representing the time of the later tectono-thermal event. The age of 1518 Ma should be the age of the zircon captured during the Neoproterozic magmatic event, which suggests that an ancient massif exists in Yichun. The discovery of the Neoproterozoic granitic gneiss provides a new evidence for the tectonic and magmatic evolution in Yichun.

Key words:Yichun; granitic gneiss; U-Pb age; Neoproterozoic

[文獻標志碼][分類號] P597.3 A

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.01.10

[文章編號]1671-9727(2016)01-0095-07

[收稿日期]2014-06-25。

[第一作者] 牛延宏(1964-),男,高級工程師,主要從事區(qū)域地質礦產(chǎn)調查工作, E-mail:niuyanhong6699@163.com。