吉遼邊界梅河口-開原地段晚海西—早印支期巖漿旋回及構造意義

趙娟，彭玉鯨，丁明廣，劉大業(yè)，張寧，楊傳

（1.吉林省區(qū)域地質礦產調查所，吉林長春130033；2.吉林大學地球科學學院，吉林長春130061）

吉遼邊界梅河口-開原地段晚海西—早印支期巖漿旋回及構造意義

趙娟1，彭玉鯨1，丁明廣1，劉大業(yè)1，張寧1，楊傳2

（1.吉林省區(qū)域地質礦產調查所，吉林長春130033；2.吉林大學地球科學學院，吉林長春130061）

本區(qū)已獲晚海西—早印支期花崗巖類6件鋯石高精度測年數(shù)據(jù)和兩件繼承鋯石年齡，確定了其活動時限305～242 Ma，主體分屬早中三疊世巖石序列、晚二疊世巖石序列、中二疊世巖石序列相應的巖石單元.小四平巖體的年齡及其被晚三疊世地層不整合覆蓋，指明古亞洲洋構造域完成在242～228 Ma間.基于上述巖石年齡及形成構造環(huán)境和鄰近地區(qū)磨拉石相發(fā)育的層位，揭示古吉黑造山帶晚海西—早印支期構造運動或構造-巖漿旋回具有多幕式的遞進演化模式，并受顯生宙泛大陸旋回所制約.

梅河口-開原；晚海西—早印支期；巖漿旋回；構造意義；吉林-遼寧

Abstract：Six high precision zircon dating data and two inherited zircon ages for the Late Hercynian-Early Indosinian granitoid in this area are obtained.Its formation ages are confirmed as 305-242 Ma,which can be assigned into the Early-Middle Triassic rock unit,Late Permian rock unit and Middle Permian rock unit,respectively.The age of Xiaosiping pluton and the fact that this pluton is covered unconformably by the Late Triassic strata indicate that the Paleo-Asian oceanic tectonic domain was completed between 242 and 228 Ma.Based on the above rock ages,as well as its tectonic settings and the occurrence of the adjacent molasse facies layer,it is revealed that the Late Hercynian-Early Indosinian tectonic movement or tectonomagmatic cycle of the Paleo-Jihei orogenic belt experienced a multi-episode progressive evolution,and was constrained by the Phanerozoic Pangea cycle.

Key words：Meihekou-Kaiyuan;Late Hercynian-Early Indosinian;magmatic cycle;tectonic implication;Jilin-Liaoning

吉遼邊界梅河口-開原地段位于傳統(tǒng)的華北地臺與吉黑地槽的接壤地帶，也是中朝板塊與其北部陸緣造山帶的分野區(qū).這里分布著大面積的花崗巖類巖石，堪稱中國東北“花崗巖?！钡牡湫蛥^(qū)之一.20世紀編制的該區(qū)中、小比例尺圖件中，廣泛分布的海西晚期花崗巖構成了該區(qū)地質體的主體，佐證了它屬于吉黑晚海西褶皺帶的組成部分.新的調查成果表明：這里除大面積侏羅紀花崗巖和一些晚三疊世及早白堊世花崗巖外，還有為高精度測年資料所證實的晚海西期—早印支期花崗巖（圖1），這為重新建立該區(qū)晚海西期—早印支期花崗巖序列和在構造上提出新認識提供了重要的科學依據(jù).

圖1 梅河口-開原地區(qū)地質略圖Fig.1 Geological sketch map of Meihekou-Kaiyuan area

1 晚海西—早印支期巖漿旋回的時限和序列的隸屬

小四平巖體主要巖石類型為二長花崗巖，中細?；◢徑Y構.礦物組成含量：石英＞20%，堿長石30%～35%，斜長石45%～50%，黑云母2%～3%.單顆粒（13粒）鋯石U-Pb（SHRIMP）年齡為242±7 Ma.巖體被上三疊統(tǒng)大醬缸組沉積覆蓋（不整合）（圖2），二者同為中侏羅世花崗巖侵入，構成近東西向的殘留巖體，巖體中見有“片麻巖”包體.片麻理及包體的長軸方向與殘留巖體長軸的展布方向一致.

圖2 小四平地區(qū)實測上三疊統(tǒng)地層及花崗巖體剖面圖（據(jù)1∶20萬、1∶5萬、1∶25萬區(qū)調實際資料修編）Fig.2 Surveyed geological section of Late Triassic strata and granite body in Xiaosiping area（modified from the data of 1∶200 0000,1∶50 000 and 1∶250 000 regional geological survey）

楊木林子尖山子巖體主要特征與小四平巖體相同，單顆粒（10粒）鋯石U-Pb（SHRIMP）年齡為243±5 Ma.尖山子火山巖中流紋巖的單顆粒鋯石U-Pb（SHRIMP）年齡為250±5 Ma，二者亦呈殘留體存在于侏羅紀花崗巖中.

松樹咀巖體，巖石特征與前二巖體相似，單顆粒（12粒）鋯石U-Pb（SHRIMP）年齡為243±5 Ma，亦在中侏羅世巖體中呈近東西向展布的殘留巖體.

猴石尖山子巖體巖石特征亦與前述三巖體相同，但鋯石U-Pb（SHRIMP）年齡則為254±7 Ma，比上述三巖體同位素年齡值大10 Ma左右.

猴石放牛溝巖體，主要巖石類型為含榴白云母/黑云母二長花崗巖，細?；◢徑Y構，礦物組成含量：石英＞20%，堿長石35%～40%，斜長石30%～35%，白云母及黑云母2%～3%，石榴石2%～3%，單顆粒（2粒）鋯石U-Pb（SHRIMP）年齡為261±20 Ma，侵位于太古宙地質體中.

徐小堡（或閻家堡子）巖體，主要巖石類型為花崗閃長巖-二長花崗巖，中粗粒似斑狀結構，弱片麻狀結構，礦物組成含量：似斑晶鉀長石、斜長石5%～20%，“基質”顯晶質，石英、長石、黑云母等80%～95%，單顆粒鋯石U-Pb年齡為274±4 Ma.

除上述巖體外，在鄰區(qū)中侏羅世天德巖體中還見有捕獲的巖漿結晶鋯石U-Pb（LA-ICP-MS）年齡264 Ma，在上述的松樹咀巖體中捕獲的巖漿結晶鋯石U-Pb（SHRIMP）年齡為305 Ma.

上述資料表明：1）小四平巖體為晚三疊世地層沉積覆蓋，其高精度測年數(shù)據(jù)為242±7 Ma，二者具有很好的一致性.考慮在古吉黑造山帶早三疊世地層與其下晚二疊世地層多為平行不整合接觸，因而早印支期花崗巖與晚海西期花崗巖應同屬一個巖漿旋回.2）區(qū)內所發(fā)現(xiàn)的305 Ma的巖漿成因鋯石，在鄰區(qū)已有該期巖體存在的確切信息，如松嫩盆地杜1-4井1172.5 m深處花崗閃長巖單顆粒鋯石U-Pb年齡為305±2 Ma［1］，黑龍江石場屯黑云母花崗巖和山洞村花崗斑巖單顆粒鋯石U-Pb年齡分別為306±10 Ma、305±27 Ma［2］，而305 Ma這一數(shù)據(jù)與國際地科聯(lián)所推薦的年表莫斯科期末的年齡306.5 Ma十分接近，因之可將其視為晚海西—早印支期巖漿旋回的底界.3）按上述方法所確定的晚海西—早印支期巖漿旋回的頂、底界線，其時間跨度近130 Ma，因而它不可能如現(xiàn)行1∶25萬國土資源大調查各圖幅所表示的1個或2個巖漿巖序列.如該區(qū)上述的小四平巖體、楊木林子尖山子巖體、松樹咀巖體為同期同類型相鄰的殘留巖體，但它決不可能與猴石尖山子巖體屬于同一個巖石序列同一單元.雖然它們同為二長花崗巖，但畢竟其形成時代相差10 Ma之多.又如猴石放牛溝含石榴石二云母花崗巖，其年齡為261±20 Ma，它形成的構造環(huán)境多為陸-陸對接晚期具有標志意義的淡色花崗巖，因此也不可能和上述諸巖體劃入同一巖漿序列.由此，只能表明晚海西—早印支期應有多個巖漿序列的活動，它們只是不同序列中的某一個單元或具有標志性意義的單元.

根據(jù)對整個古吉黑造山帶晚海西—早印支期花崗巖類已有的測年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和構造環(huán)境（或成因類型）的分析（另文討論），對照該時期構造運動“幕”式的演化歷史（另文討論），本地區(qū)上述之花崗巖類巖體或殘巖應分屬：早（中）三疊世序列的二長花崗巖單元（小四平、楊木林子尖山子、松樹咀等殘留巖體），晚二疊世序列的二長花崗巖單元（猴石尖山子巖體），中二疊世序列的二云母花崗巖單元（猴石放牛溝巖體），早二疊世的花崗閃長巖單元（徐小堡巖體）（該巖體年齡值引用劉永海等1998資料，原作者實指閻家堡子二長花崗巖）.其中小四平巖體地質測年依據(jù)充分并一致，特別是其上為有較充分化石依據(jù)的晚三疊世地層沉積覆蓋，在吉黑造山帶區(qū)難得一見，故建議將其作為所在序列中二長花崗巖單元的代表性巖體或代表性巖體之一.猴石放牛溝巖體，時代確定依據(jù)也很充分，巖石類型極為典型，是吉黑造山帶現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的這一時期獨一無二的巖體，故當屬中二疊世巖石序列二云母花崗巖單元唯一的代表性巖體.分析至此，已附帶示明：1∶5萬乃至1∶25萬地質調查很難建立譜系單位，只能按照建立巖石譜系所需的各類資料，作好每個巖體的實際調查工作.

2 構造意義

（1）為古亞洲構造域的完成提供了新的主要的科學證據(jù)

古亞洲構造域的完成時間及標志，在槽臺學說盛行時代，大致在20世紀80年代的中期就出現(xiàn)了重大的分歧，即從傳統(tǒng)的吉黑晚海西褶皺帶的趨同認識，部分專家學者以吉黑早印支（或晚海西—早印支）褶皺帶的新認識，提出了新的挑戰(zhàn)，形成多年來的對峙.板塊構造學說推廣以來，西伯利亞板塊與中朝板塊及其間的微地塊最終實現(xiàn)陸-陸對接的時間，隨著新資料的浮現(xiàn)和對其認識的不同，一直也處于眾說紛紜的狀態(tài)之中［3-13］?張艷斌，吳福元，路孝平.論延邊地區(qū)“三疊紀同碰撞-碰撞后花崗巖”.2004..爭論的根本原因，除各家所掌握（或選擇）的區(qū)域地質資料和學術觀點不同外，最重要的就是未獲得能形成共識的標志性事件的科學證據(jù).本區(qū)上述小四平巖體高精度測年資料為242±7 Ma，又為含有晚三疊植物化石（Anthrophyopsis leeiana）的地層沉積（不整合）覆蓋（圖2），這一鐵的事實很可能就應成為各種認識殊途同歸的關鍵性證據(jù)或關鍵性證據(jù)之一.其實，這一地質觀察早在1976年1∶20萬海龍縣幅區(qū)域地質調查時就已發(fā)現(xiàn).鑒于當時：1）對上述晚三疊世地層化石采集不充分，將時代擬定為早侏羅世；2）對被其不整合覆蓋的巖體因無測年數(shù)據(jù)而置于區(qū)域大面積分布的海西期花崗巖體內，致使這一不整合的時限跨度很大，僅能視為海西運動的產物而未受到特別的關注.經進一步調查現(xiàn)已證實：所獲高精度測年數(shù)據(jù)小四平殘留巖體無疑應劃歸早印支期（按國際地科聯(lián)2004年表相當于中三疊世安尼期），上覆晚三疊世地層若視其底界為228.0±2 Ma（按同一年表認定），從該地層底部礫巖層中不僅見有下伏小四平巖體之花崗巖礫石，且膠結物有大量的花崗質巖石風化剝蝕的砂屑，這一構造運動當然可精確地確定到發(fā)生在242～228 Ma之間.這是筆者之一40余年來于吉黑造山帶進行地質調查，所觀察到的能充分說明古亞洲構造域最終完成的關鍵性事件的最佳出露點，也是當前研究程度最好的觀察點.為此，我們建議凡對古亞洲構造域研究有興趣的同仁們都應來該點調查，或提出新的不同認識，或使以往爭議而趨殊途同歸.

（2）為建立晚海西—早印支期構造-巖漿旋回的演化模式提供了新的啟迪

無論是“槽臺”說研究者，還是“板塊”說推崇者，以往均未對古吉黑造山帶晚海西期或晚海西—早印支期構造運動或構造-巖漿旋回的演化歷程進行深入研究.前已述及本區(qū)該時期花崗巖類侵入活動很可能經歷了近70 Ma（從305～242 Ma）的時間，且集中出現(xiàn)在不同時區(qū)，不同的巖石類型或組合又指示著各自形成相似或不同的構造環(huán)境.顯然，它們和該時期構造運動的過程息息相關.作為鑒別構造運動過程的手段可以多種多樣，但能有較好標年性的手段，歸根到底就是巖石及其年代紀錄.對造山帶而言，最好的方法之一，就是將年代紀錄與磨拉石建造相結合而加以剖析.比如區(qū)內猴石放牛溝含石榴石二云母花崗巖，盡管當前對該類巖石的成因尚有不同認識，但將其視為陸-陸碰撞（或疊接）的標志性巖石已為大多數(shù)研究者趨同.如是，那該區(qū)此時已出現(xiàn)一次較強烈的陸-陸碰撞，其時間按測年資料為261±20 Ma，此值恰巧與晚二疊世和中二疊世之界線年齡（260.4±0.7 Ma）相吻合，即完成此次碰撞后進入了晚二疊世，于其底部形成了又一個磨拉石建造（雙倍線）蔣家窯礫巖.此后在本區(qū)即猴石尖山子又出現(xiàn)了年齡254±7 Ma的二長花崗巖，形成于蔣家窯礫巖之前.一形成于其后，一為陸-陸對接晚期的產物，一為同碰撞的產物，只能說明猴石尖山子二長花崗巖的出現(xiàn)又進入了一個新的碰撞期.結合鄰區(qū)，當該期巖漿活動演化到250 Ma左右，在煙筒山（東）大紅磊子形成了堿長花崗巖，鋯石高精度測年為251±2 Ma.在安圖二合店還出現(xiàn)了堿性花崗巖，鋯石高精度測年為253.2 Ma，表明此次碰撞又行將結束.而250.0 Ma（或251.4 Ma）正是早三疊世與晚二疊世之界線年齡.該期巖漿活動結束，卻又出現(xiàn)了早三疊世底部的磨拉石建造（雙倍線）影壁山礫巖.再后本區(qū)又出現(xiàn)了小四平等二長花崗巖，亦呈殘留巖體出現(xiàn)，它們又進入了一個更新的碰撞期.結合鄰區(qū)，此期花崗巖演化，經242～245 Ma二長花崗巖階段后，于鄰區(qū)黃家?guī)X又出現(xiàn)了二云母花崗巖，鋯石高精度測年為234.7±4.3 Ma，蛟河治安屯又形成了堿性花崗巖，鋯石U-Pb一致線年齡為232.16±7.32 Ma.這才宣告了晚海西—早印支期構造運動或構造巖漿旋回的結束.由此表明，晚海西—早印支期構造巖漿活動在古吉黑造山帶具有多幕式的遞進演化模式.也許這里才是一些學者所強調的“軟碰撞”、“弱造山”的典型地區(qū).

（3）進一步證明古亞洲構造域的完成受顯生宙泛大陸旋回所制約

顯生宙泛大陸（540～230 Ma）的概念源于Pangea聯(lián)合古陸的形成.Pangea聯(lián)合古陸的形成時代，最初雖由Wegener(1912)確定為石炭紀，經后來進一步研究，多數(shù)學者傾向它應為晚古生代末期的產物.莫雷爾和歐文（P.Moral and F.Irving,1981）根據(jù)當時所獲全球古地磁資料對聯(lián)合古陸再次進行擬合，提出一個新認識，即Pangea聯(lián)合古陸可形成2個時期，一個為280 Ma年前的泛大陸，稱為“Pangea B”，另一個為200 Ma年前的泛大陸，稱為“Pangea A”.現(xiàn)行的顯生宙泛大陸旋回的概念，則是指540 Ma左右Pangea超大陸的解體，早古生代以大陸的離散和海底的擴張為特征，晚古生代則以洋殼俯沖和弧-陸、盆-陸、陸-陸會聚為特征，大約在330～230 Ma形成了Pangea超大陸.這一過程與古吉黑造山帶該地質時期的演化歷史基本相似.上述資料亦證明西伯利亞板塊與中朝板塊及其間的微地塊，恰恰在一個近相同的時間內（305～230 Ma）完成了陸-陸會聚，即證明古吉黑造山帶的完成受全球泛大陸旋回的演化所制約［14-17］.

上述晚海西—早印支期花崗巖，在清河斷裂（槽臺邊界）以北，都已成為大面積侏羅紀“花崗巖?！敝胁淮蟮臍埩魩r體，這一現(xiàn)象向東直至中俄朝邊境.更老的巖體如何存之？建議今后應加強新巖體中殘留老巖體的調查工作，如哈爾巴嶺東坡公路旁247 Ma亮兵二長花崗巖中殘留數(shù)十平方米的片麻狀花崗巖，這對古吉黑造山帶構造-巖漿活動歷史的追溯及解決由花崗巖而引起的重大地質問題的不同意見十分重要.

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LATE HERCYNIAN-EARLY INDOSINIAN MAGMATIC CYCLES IN MEIHEKOUKAIYUAN BETWEEN JILIN AND LIAONING PROVINCES:Tectonic Implication

ZHAO Juan1,PENG Yu-jing1,DING Ming-guang1,LIU Da-ye1,ZHANG Ning1,YANG Chuan2
（1.Jilin Institute of Regional Geological Survey,Changchun 130022,China;2.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China）

1671-1947（2012）04-0371-05

P588.1

A

2011－10－24；

2011-12-06.編輯：李蘭英.

趙娟（1971—），女，工程師，從事區(qū)域地質礦產調查工作，通信地址吉林省長春市東南湖大路2718號品位空間4樓區(qū)調所，E-mail//jlqdq@163.com