黑龍江省東部馬家街群碎屑鋯石年代學及其大地構(gòu)造意義*

趙亮亮　王宗起　張興洲

1. 中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，北京　1000372. 吉林大學地球科學學院，長春　1300611.

馬家街群分布在黑龍江省東部佳木斯地塊樺南隆起的西南緣，主要由一套經(jīng)歷了接觸變質(zhì)作用的富鋁、富碳沉積碎屑巖所組成。區(qū)域上，這套接觸變質(zhì)巖系具有變質(zhì)礦物分帶特征，由西向東依次出現(xiàn)十字石、紅柱石、石榴石和黑云母。紅柱石碳質(zhì)板巖和石榴云母石英片巖2件樣品獲得的LA-ICP-MS U-Pb碎屑鋯石年齡譜均顯示有272～310Ma、479～533Ma和>800Ma三組年齡。根據(jù)兩件樣品顯示的最小年齡均未小于272Ma，而且二者的最小年齡組(272～310Ma)具有類似的峰值年齡，分別為276Ma和279Ma，這限定了馬家街群主體巖石沉積年齡的下限應(yīng)在中二疊世之前。侵入馬家街群的花崗巖的鋯石年齡為259Ma，說明其接觸變質(zhì)作用時代為晚二疊世早期，限定了馬家街群形成時代的上限。479～533Ma年齡組中，2件樣品的峰值年齡分別為499Ma和522Ma，這是佳木斯地塊麻山群中最為重要的高級變質(zhì)和花崗質(zhì)巖漿作用年齡。>800Ma的年齡組具有多個峰值年齡，說明源區(qū)(佳木斯地塊)具有前寒武紀-早前寒武紀地殼。上述證據(jù)表明，馬家街群是晚二疊世早期形成的一套接觸變質(zhì)巖系，而非前寒武紀區(qū)域變質(zhì)巖系。鑒于479～533Ma的麻山群在佳木斯地塊中普遍存在，說明以麻山群為代表的早古生代變質(zhì)結(jié)晶巖系既是馬家街群沉積的基底，也是重要的物源區(qū)；而276～279Ma的早二疊世火山巖在佳木斯地塊東緣分布廣泛，表明其對馬家街群的沉積也具有一定的貢獻。

馬家街群；接觸變質(zhì)；碎屑鋯石年齡；佳木斯地塊；黑龍江省東部

1　引言

馬家街群分布在黑龍江省東部佳木斯地塊樺南隆起的西南緣。長期以來，前人多從變質(zhì)地層角度將這套變質(zhì)巖作為佳木斯地塊中的前寒武紀區(qū)域變質(zhì)巖系，時代置于震旦紀(黑龍江省區(qū)域地層編寫組, 1979)、新元古代(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)或劃歸前寒武紀麻山群(曹瑞驥等, 1982)，對其形成的構(gòu)造背景論及很少。隨著鋯石測年方法的廣泛應(yīng)用，眾多研究者不但在佳木斯地塊麻山群的麻粒巖相變質(zhì)巖中獲得了大量490～520Ma的高級變質(zhì)作用和花崗質(zhì)巖漿侵入作用年齡(宋彪等, 1997; Wuetal., 2000; Wildeetal., 2001; 黃映聰?shù)? 2009; 高福紅等, 2010; Zhouetal., 2010a; 溫泉波等, 2008)，而且發(fā)現(xiàn)部分原定為元古代的花崗巖形成年齡為254～270Ma (李錦軼等, 1999; 吳福元等, 2001; 黃映聰?shù)? 2008; 頡頏強等, 2008a, b)。這些證據(jù)對有關(guān)佳木斯地塊的組成及其演化方面的傳統(tǒng)認識提出了質(zhì)疑，即佳木斯地塊的麻粒巖相變質(zhì)作用發(fā)生在早古生代早期，而非古元古代或太古代，該地塊在晚古生代仍有明顯的花崗質(zhì)巖漿活動。馬家街群作為佳木斯地塊的重要組成部分，其變質(zhì)作用類型和變質(zhì)作用程度與麻山群完全不同。因此，馬家街群變質(zhì)建造及其變質(zhì)作用時代的確定對于進一步深化佳木斯地塊組成及其演化的認識具有十分重要的意義。

本文通過對馬家街群碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb微區(qū)定年，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景分析，對馬家街群的原巖性質(zhì)、時代及其變質(zhì)作用類型與時代提出了新的認識，為深入認識佳木斯地塊的組成和構(gòu)造演化提供了新的依據(jù)。

2　區(qū)域地質(zhì)背景

2.1　佳木斯地塊

佳木斯地塊位于黑龍江省東部。大地構(gòu)造位置處于中亞構(gòu)造帶東端，東鄰西太平洋構(gòu)造域的中生代地體增生區(qū)。傳統(tǒng)上認為，佳木斯地塊主要由前寒武紀區(qū)域變質(zhì)巖系和花崗質(zhì)巖石所組成，并依據(jù)變質(zhì)地層的概念和變質(zhì)程度，將該地塊的變質(zhì)巖系由老至新劃分為古元古或太古代麻山群、早元古代興東群、新元古代黑龍江群和震旦紀馬家街群等變質(zhì)地層單元(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993; 黑龍江區(qū)域地層表編寫組, 1979)。其中，由于麻山群和黑龍江群分別含有麻粒巖相和藍閃綠片巖相等特征性變質(zhì)巖石類型而備受人們的關(guān)注。近十幾年來，由于單礦物測年方法的廣泛應(yīng)用，對這兩套變質(zhì)巖系的性質(zhì)及其形成時代的認識已經(jīng)發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。

麻山群是一套經(jīng)歷了角閃巖相-麻粒巖相變質(zhì)的表殼巖系，主要巖石類型有長英質(zhì)片麻巖、石墨片巖、夕線石榴片麻巖、大理巖及輝石麻粒巖等，其主體相當于孔茲巖系，時代置于古元古或太古代(曹熹等, 1992; 姜繼圣, 1992; 黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993; 盧良兆等, 1996)。Wildeetal. (2000, 2001)應(yīng)用SHRIMP鋯石測年方法，在麻山群夕線石榴片麻巖和石榴花崗片麻巖中獲得了490～520Ma的高級變質(zhì)作用和花崗質(zhì)巖漿侵入作用年齡，首次提出佳木斯地塊中的麻粒巖相變質(zhì)作用發(fā)生在早古生代早期，可能與泛非事件有關(guān)的認識。這一年齡記錄在后續(xù)的相關(guān)研究中得到了進一步的證實和確認(吳福元等, 2001; 溫泉波等, 2008; 黃映聰?shù)? 2009; 高福紅等, 2010; Zhouetal., 2010a)。雖然目前對這一事件是否與泛非事件有關(guān)還有不同的認識，但佳木斯地塊麻粒巖相變質(zhì)作用發(fā)生在早古生代早期，而非早前寒武紀的認識已基本取得共識(宋彪等, 1997; Wildeetal., 2000, 2003; 吳福元等, 2001; Zhouetal., 2010a; 張興洲等, 2012)。此外，大量的同位素測年結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，佳木斯地塊中很多原定為元古代的花崗巖形成于晚古生代，鋯石年齡介于254～270Ma之間(李錦軼等, 1999; 吳福元等, 2001; 黃映聰?shù)? 2008; 頡頏強等, 2008a, b)。黃映聰?shù)?2008)在佳木斯地塊中部樺南地區(qū)的馬家街群分布區(qū)的美作花崗巖體獲得了259Ma的鋯石年齡，并明確提出，佳木斯地塊存在晚古生代花崗巖，它們具有碰撞前巖漿弧的地球化學特點。

黑龍江群曾被作為佳木斯地塊內(nèi)一個十分重要的前寒武紀變質(zhì)地層單元(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)，主要由一套強烈變形的長英質(zhì)糜棱巖和變基性糜棱巖組成，其中含有大量超基性巖、變輝長巖、大理巖、硅質(zhì)巖及藍閃石片巖巖塊和巖片。20世紀90年代，張興洲和張元厚(1991)、張興洲(1992)和曹熹等(1992)就曾提出，所謂的黑龍江群不是一套正常的變質(zhì)地層單元，而是一套與俯沖增生有關(guān)的構(gòu)造混雜巖，是佳木斯地塊與西部松嫩地塊碰撞拼合的標志，它作為一套獨立演化的構(gòu)造巖系不應(yīng)歸入佳木斯地塊的組成部分。為有別于地層“群”的概念，將這套混雜巖稱為“黑龍江雜巖”。雖然目前對這套雜巖的形成時代等問題還有不同的看法，但對其不是一套正常的變質(zhì)地層單元，而是一套與俯沖增生有關(guān)的構(gòu)造混雜巖的認識是一致的(曹熹等,1992;張興洲和張元厚,1991;張興洲,1992;劉靜蘭,1991;王瑩, 1992;

圖1佳木斯地塊(a, b, 據(jù)Wildeetal., 2000; Wuetal., 2007)和馬家街群區(qū)域地質(zhì)簡圖(c，據(jù)黑龍江省地質(zhì)局第一區(qū)域地質(zhì)測量隊，1977*黑龍江省地質(zhì)局第一區(qū)域地質(zhì)測量隊. 1977. 中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告(樺南縣幅)修改)

Fig.1Geological sketch map of the Jiamusi massif (a, b, after Wildeetal., 2000; Wuetal., 2007) and Majiajie Group (c), NE China

葉慧文等, 1994; 李錦軼等, 1999; Li, 2006; Wuetal., 2007; 周建波等, 2009; Zhouetal., 2009, 2010b; 頡頏強等, 2008a, b; 李旭平等, 2009, 2010; 趙亮亮和張興洲, 2011)。

2.2　樺南隆起

樺南隆起位于佳木斯地塊中部，包括雙鴨山、樺南、依蘭、勃利、大盤道等地。該隆起總體近東西向展布，西以佳木斯-依蘭斷裂為界與松嫩地塊相鄰，東隔同江-密山斷裂與完達山中生代地體相鄰(圖1)。該區(qū)是佳木斯地塊結(jié)晶基底巖石出露面積最大、類型最全的地區(qū)。該區(qū)不但大面積出露有黑龍江雜巖、麻山群，以及不同時代的花崗巖，而且是唯一大面積分布有馬家街群的地區(qū)。

樺南地區(qū)出露的麻山群主要由變粒巖、石英片巖、大理巖、花崗巖片麻巖組成，下部夾角閃片巖及磁鐵礦。整體構(gòu)造片理呈近南北向。黑龍江雜巖主要由斜長角閃片巖、含石榴石云母鈉長片巖、云母綠簾角閃片巖、二云母鈉長片巖和石榴云母石英片巖等組成。前人將該區(qū)這套變質(zhì)巖石組合稱為黑龍江群湖南營組，時代置于元古代。這套巖石的片理構(gòu)造近東西向展布，明顯不同于區(qū)域上蘿北-嘉蔭、依蘭和牡丹江地區(qū)北東向展布的黑龍江雜巖。

圖2　馬家街群地質(zhì)剖面圖Fig.2　Geological profile across the Majiajie Group

圖3　紅柱石碳質(zhì)板巖(a, b)和石榴云母石英片巖(c, d)的顯微結(jié)構(gòu)和礦物組合Fig.3　Microstructures and mineral associations of andalusite-bearing carbon slate (a, b) and garnet-quartz schist (c, d)

馬家街群分布在樺南隆起南部的雙鴨子-馬家街一帶，其變質(zhì)作用類型及巖石產(chǎn)狀與黑龍江雜巖和麻山群顯著不同。馬家街群主要為一套經(jīng)歷了接觸變質(zhì)的高碳富鋁的粘土質(zhì)巖石, 主要巖石類型有十字石角巖、含十字石二云片巖、碳質(zhì)紅柱石角巖、含紅柱石碳質(zhì)板巖、碳質(zhì)千枚巖、碳質(zhì)板巖、灰色千枚巖、黑云石英片巖、二云母片巖等，大部分巖石中含有空晶石和石榴石。這套變質(zhì)巖石總體呈北西西走向，向西南傾斜，東部和北部與麻山群花崗片麻巖斷層接觸，西南部與年齡為259Ma的美作花崗巖(黃映聰?shù)? 2008)呈侵入接觸關(guān)系。沿美作巖體由西向東熱接觸變質(zhì)礦物分帶現(xiàn)象明顯， 可劃分出十字石角巖帶、 紅柱石角巖帶及含石榴

石云母片巖帶和二云母片巖帶(圖2)。這種地質(zhì)證據(jù)清楚地說明，馬家街群的接觸變質(zhì)作用與以美作巖體為代表的晚二疊世花崗巖侵入事件有關(guān)。因此，確定馬家街群的原巖時代對于從整體上重新認識佳木斯地塊的組成及其演化顯得尤為必要。

3　樣品選擇

以實測地質(zhì)剖面為基礎(chǔ)，在馬家街群典型出露區(qū)分別采集了接觸變質(zhì)特征明顯的紅柱石碳質(zhì)板巖和石榴云母石英片巖進行年代學測定。2件樣品(06SY-04和06SY-05)均位于黑龍江省佳木斯市樺南縣雙鴨子村以東，地理坐標分別為46°05.016′N；130°49.555′E和46°05.722′N；130°49.081′E(圖1c)。

樣品(06SY-04)為深灰色紅柱石碳質(zhì)板巖，主要由紅柱石(And)(30%～35%)、石英(Qtz)(20%～25%)、黑云母(Bt)(10%～15%)、白云母(Ms)(10%～15%)、碳質(zhì)(C)(5%～10%)以及少量石榴石等組成。紅柱石均呈板條狀變斑晶產(chǎn)出，其中黑色碳質(zhì)包體發(fā)育(圖3b)；基質(zhì)由微細鱗片狀黑云母和白云母集合體及富碳隱晶質(zhì)組成。

圖4　馬家街群變質(zhì)巖中的鋯石CL圖像和LA-ICPMS U-Pb年齡Fig.4　CL image and U-Pb dating of the zircons from the Majiajie Group

樣品(06SY-05)為亮灰色含石榴云母石英片巖，主要由石榴石(Grt)(10%～15%)、黑云母(Bt)(10%～15%)、白云母(Ms)(10%～15%)、碳質(zhì)(C)(5%～10%)、石英(Qtz)(50%～55%)以及少量榍石等組成。石榴石均呈變斑晶狀產(chǎn)出，基質(zhì)由細粒石英和細鱗片狀云母組成(圖3d)。

巖石組構(gòu)特征清楚地表明，這兩種接觸變質(zhì)巖的原巖是高鋁富碳的粘土質(zhì)沉積巖。

4　分析測試

樣品用常規(guī)方法粉碎至60目以下，并先用浮選和磁選方法進行分選，然后在雙目鏡下挑選出晶型和透明度較好的鋯石顆粒。將挑選出的鋯石顆粒和標準鋯石一起粘貼在雙面膠帶上，并灌入環(huán)氧樹脂制成樣靶和切制打磨使鋯石能夠露出1/2的范圍，之后拋光清洗將待測鋯石做透射光、反射光顯微照相，以觀察其拋光面有無裂隙及包裹體等。然后在中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所電子探針和掃描電鏡實驗室通過JEOL掃描電子顯微鏡獲得鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像，進一步觀察鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析在中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室的Agilent7500a ICP-MS儀器上用標準測定程序進行, 詳細的實驗原理和流程見Yuanetal. (2004)。應(yīng)用標準鋯石91500作為計算U-Pb同位素的外標，其參考值加權(quán)平均206Pb/238U年齡為1065.4±0.6Ma(Wiedenbecketal., 1995)，標準鋯石TEMORA 1作為未知樣品測定獲得的年齡為415±4Ma (MSWD=0.112, n=24)，該鋯石的ID-TIMS年齡為416.75±0.24Ma (Blacketal., 2003)。元素含量的計算采用硅酸鹽玻璃NIST SRM 610為外標，91Zr為內(nèi)標。激光束的束斑為30μm。詳細儀器參數(shù)及分析技術(shù)見Liuetal. (2007)。原始數(shù)據(jù)使用ICPMS DataCal7.2軟件進行處理。實驗獲得的數(shù)據(jù)采用Andersen (2002)的方法進行同位素比值的校正，以扣除普通Pb的影響。鋯石的U-Pb年齡結(jié)果使用Isoplot 3.0軟件(Ludwig, 2003)計算。

表1馬家街群樣品(06SY04)碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡數(shù)據(jù)表

Table 1LA-ICP-MS detrital zircon U-Pb dating of the sample 06SY04 from Majiajie Group

SpotNo.ThU(×10-6)ThUIsotopicratiosAges(Ma)207Pb*206Pb*±207Pb*235U±206Pb*238U±207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σConc.(%)06SY04-5-012553360.760.09670.00313.12310.07000.23490.00281562591438171360159406SY04-5-0286.8920.940.10430.00294.25240.12380.29530.00431702521684241668219906SY04-5-0375.93240.230.11000.00214.26350.08280.27990.00231811351686161591119406SY04-5-0469.72950.240.08850.00163.00450.05570.24570.00231394331409141416129906SY04-5-0549.61200.410.07750.00281.72250.06320.16080.0024114471101724961139406SY04-5-0658.71410.420.10000.00224.20860.09780.30400.00281624411676191711149706SY04-5-072788860.310.08440.00162.36950.04590.19970.00391302381233141174219506SY04-5-082206580.330.05000.00220.30630.01410.04410.00061951002711127849706SY04-5-0971.31770.400.08670.00212.95030.06890.24560.00201354461395181416109806SY04-5-101331830.730.22630.11553.41890.12710.23310.008430269301509291351448806SY04-5-11467981188910.390.10570.00621.19330.06550.08160.0020172810879730506125506SY04-5-1237.089.10.420.08630.00472.81140.14880.23490.003013441101359401360159906SY04-5-132998360.360.08700.00163.02530.05630.24980.00201361371414141438109806SY04-5-1484.52270.370.08000.00262.01070.06510.18090.00211198651119221072129506SY04-5-151652060.800.09900.00194.08520.07530.29750.00271606351651151679139806SY04-5-163583591.000.09940.00154.13680.06690.29950.00261613291662131689139806SY04-5-172633190.820.07560.00201.93620.05200.18450.00191083541094181092109906SY04-5-1889.7920.970.10100.00404.14500.14730.29740.00481643741663291679249906SY04-5-1993.32870.330.08030.00222.04630.05110.18390.00191206541131171088109606SY04-5-204406080.720.10050.00154.10690.06560.29420.00231635281656131663119906SY04-5-21104.7931.130.06070.01850.33660.08160.04410.004362855029562278279406SY04-5-22933040.300.08470.00152.77550.05130.23670.00211309351349141369119806SY04-5-231874140.450.08690.00302.44280.07510.20280.00211359711255221190119406SY04-5-242053930.520.08320.00232.33680.06180.20290.00221274541224191191129706SY04-5-2554.766.10.830.10340.00264.23740.11020.29590.00281687471681211671149906SY04-5-261062588908020.120.09710.00551.07420.06670.08000.001315701067413349676006SY04-5-271472880.510.09890.00223.19490.07520.23290.00221606411456181349119206SY04-5-2856212624826940.230.08890.00640.92480.04410.08060.0021141114466523500137106SY04-5-291582770.570.07760.00252.00940.06810.18670.00231144651119231104129806SY04-5-3015010790.140.07710.00132.00400.03280.18740.0012112438111711110779906SY04-5-313062811.090.09230.00183.00020.05780.23470.00201474351408151359109606SY04-5-3250937520.140.05340.00140.31970.00860.04320.000534392282727239606SY04-5-33258322433760.110.08860.00630.95100.06830.07720.0018139513667936479116506SY04-5-3448.82080.230.05550.00470.33580.02610.04410.00104321912942027869406SY04-5-353397590.450.08730.00142.96600.05080.24510.00231369311399131413129806SY04-5-3645.81340.340.08130.00222.37960.06420.21170.00191228531236191238109906SY04-5-3752310330.510.05460.00270.37260.01760.04930.00073981133221331049606SY04-5-3888.64790.190.08160.00172.07040.04390.18310.0015123542113915108489506SY04-5-391822260.810.09260.00193.01960.06820.23480.00261481381413171360139606SY04-5-4070.24610.150.07190.00141.63030.03300.16350.0015983399821397689906SY04-5-4155.82720.210.06960.00161.56360.03640.16210.0013917449561496879806SY04-5-4259.02480.240.08410.00182.77460.06200.23820.00311294731349171377169706SY04-5-4380.93320.240.10160.00224.08360.08570.28950.00251654391651171639129906SY04-5-4456518320.310.05440.00180.33130.00950.04400.000738769291727849506SY04-5-451754300.410.07760.00151.97060.03540.18310.0013113738110612108479806SY04-5-462274950.460.04970.00640.29890.04980.04340.00141892682663927499606SY04-5-471043030.340.07210.00151.62060.03670.16160.00179884197814966109806SY04-5-482657510.350.07830.00171.74640.04210.16020.0014116738102616958893

5　測試結(jié)果

5.1　樣品06SY-04

該件樣品中的鋯石在顯微鏡下主要為無色，透明和略具淺黃色，其形態(tài)主要為半自形至圓形，鋯石約60～200μm，長短軸之比為2:1～4:1。CL圖像研究結(jié)果顯示這些鋯石多數(shù)發(fā)育振蕩環(huán)帶，主體顯示為巖漿成因(圖4)。

采用LA-ICPMS對48顆鋯石的48個點進行了分析(表1)。全部樣品的207Pb/235U-206Pb/238U的諧和圖，諧和及其近于諧和的樣品見206Pb/238U的表面年齡頻率圖(圖4)。根據(jù)樣品年齡及其頻率的分布特征大致可以分為三組，其中第一組年齡分布較集中，其206Pb/238Pb年齡集中在272～310Ma左右，峰期年齡為276Ma，共有7顆鋯石，占分析數(shù)量的14.6%，鋯石形態(tài)為半自形或自形，CL圖像具清晰的巖漿振蕩環(huán)帶，Th/U比為0.14～1.13，鋯石U-Pb年齡諧和，集中度較高；第二組其206Pb/238Pb年齡集中在479～506Ma左右,峰期年齡為499Ma，共有4顆鋯石，占分析數(shù)量的8.3%，鋯石形態(tài)為半自形或圓形，CL圖像鋯石環(huán)帶不明顯，Th/U比為0.11～0.39，鋯石U-Pb年齡諧和度低，集中度較好；第三組其206Pb/238Pb年齡>800Ma，具有多組峰期年齡分別為826Ma、975Ma、1063Ma、1284Ma、1422Ma，共有37顆鋯石，占分析數(shù)量的77.1%，鋯石形態(tài)為半自形或圓形，CL圖像多具清晰的巖漿振蕩環(huán)帶，Th/U比為0.14～1.09，鋯石U-Pb年齡諧和，有多組年齡。這三組鋯石的具有高Th/U比(0.11～1.13)平均>0.4，這與具有振蕩環(huán)帶的CL圖像共同說明總體上大部分鋯石具有巖漿鋯石的特征。

5.2　樣品06SY-05

該件樣品中的鋯石在顯微鏡下多呈無色透明的橢圓狀或他形不規(guī)則狀，鋯石粒徑約50～100μm，晶形棱角不發(fā)育，長短軸之比為1:1～3:1。CL圖像中多數(shù)鋯石顆粒發(fā)育有明顯的振蕩環(huán)帶，主體顯示為巖漿成因(圖4)。

采用LA-ICPMS對61顆鋯石的61個點進行了分析(表2)。全部樣品的207Pb/235U-206Pb/238U的諧和圖，諧和及其近于諧和的樣品見206Pb/238U的表面年齡頻率圖(圖4)。根據(jù)樣品年齡及其頻率的分布特征大致可以分為三組，第一組的206Pb/238Pb年齡集中在273～279Ma左右，峰期年齡為279Ma，共有3顆鋯石，占分析數(shù)量的4.9%，鋯石形態(tài)為半自形或自形，CL圖像具清晰的巖漿振蕩環(huán)帶，Th/U比為0.6，鋯石U-Pb年齡諧和，集中度較高；第二組的206Pb/238Pb年齡集中在503～533Ma左右，峰期年齡為522Ma，共有2顆鋯石，占分析數(shù)量的3.3%，鋯石形態(tài)為圓形，CL圖像不具清晰環(huán)帶，Th/U比為0.18～0.30，鋯石U-Pb年齡諧和度低，集中度較差；第三組的206Pb/238U年齡集中在>800Ma。共有55顆鋯石，占分析數(shù)量的90.2%，鋯石形態(tài)為半自形或圓形，這與具有振蕩環(huán)帶的CL圖及高Th/U比(0.10～1.46)，共同說明這些鋯石具有巖漿鋯石的特征。該組鋯石U-Pb年齡諧和，有多組年齡。

6　討論

6.1　馬家街群鋯石年齡譜的地質(zhì)意義

2件樣品共109顆碎屑鋯石的LA-ICP-MS年代學信息顯示，所測試的馬家街群變沉積巖均顯示有272～310Ma、479～533Ma和>800Ma三組年齡。最小年齡組(272～310Ma)在紅柱石碳質(zhì)板巖中峰度最大，峰值年齡為276Ma，在石榴石云母石英片巖中豐度較小，但峰值年齡與前者基本一致，為279Ma?？傮w上，該組年齡數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，可以作為分析馬家街群物源區(qū)特點及其沉積時代下限的有力證據(jù)。嚴格意義上講，如果忽略分析誤差，最小年齡組顯示的最小年齡(272Ma)應(yīng)是馬家街群原巖沉積的年齡下限(中二疊世早期)，而峰值年齡(276～279Ma)反映剝蝕區(qū)的巖石時代以早二疊世為主。美作花崗巖體與馬家街群的侵入接觸關(guān)系與黃映聰?shù)?2008)獲得的259Ma的巖體侵入年齡說明，馬家街群的接觸變質(zhì)作用時代為晚二疊世。根據(jù)吳福元等(2001)的研究資料，佳木斯地塊中的楚山和柴河花崗巖體的年齡分別為256Ma和254Ma，說明佳木斯地塊內(nèi)晚二疊世花崗巖侵入事件不是孤立的。這限定了馬家街群原巖時代的上限。因此，馬家街群的原巖時代可能主要為中二疊世。雖然479～533Ma年齡組在兩件樣品中出現(xiàn)的豐度均較小，峰值年齡分別為499Ma和522Ma，但這是佳木斯地塊麻山群中最為重要的高級變質(zhì)和花崗質(zhì)巖漿作用年齡(宋彪等, 1997; Wildeetal., 2000, 2001; 吳福元等, 2001; 溫泉波等, 2008; 黃映聰?shù)? 2009; 高福紅等, 2010; Zhouetal., 2010a; 張興洲等, 2012)。結(jié)合馬家街群的原巖主要為一套高鋁富碳的粘土質(zhì)巖石，其特點與麻山群中高鋁富碳的孔茲巖系巖石組合關(guān)系密切，因此，以麻山群為代表的早古生代變質(zhì)結(jié)晶巖系既是馬家街群這套晚古生代地層的沉積基底，也是重要的物源區(qū)，對馬家街群的沉積具有重要的貢獻；>800Ma的年齡組具有多個峰值年齡，是所測鋯石年齡的主體(圖4)，年齡區(qū)間從中元古代到新元古代。這些古老的年齡組在佳木斯地塊中也普遍存在(宋彪等,1994;Wildeetal., 2000, 2001; 頡頏強等, 2008a, b)，說明馬家街群沉積當時物源剝蝕區(qū)以中-新元古界為主。

表2馬家街群樣品(06SY05)碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡數(shù)據(jù)表

Table 2LA-ICP-MS detrital zircon U-Pb dating of the sample 06SY05 from Majiajie Group

SpotNo.ThU(×10-6)ThUIsotopicratiosAges(Ma)207Pb*206Pb*±207Pb*235U±206Pb*238U±207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σConc.(%)06SY05-2-01183.510170.180.16770.08970.95630.06450.08620.00652535104268133533397506SY05-2-02724790.150.07500.00271.35590.04910.13120.002811337387021794169006SY05-2-031464910.300.09500.01841.44140.02690.13590.001415283729061182289006SY05-2-041509420.160.07700.00161.46840.03290.13750.00121120419171483079006SY05-2-051086610.160.07170.00201.62820.04290.16400.00219765698117979119906SY05-2-066097860.780.09410.00192.85780.05780.21900.0016151040137115127799206SY05-2-07993070.320.09010.00212.73490.08420.21850.00431429451338231274239506SY05-2-08963240.300.07470.00151.41200.02850.13700.00161061418941282899206SY05-2-093896330.610.08310.00142.40320.04020.20850.0014127233124412122179806SY05-2-10523860.140.07080.00201.37910.03910.14050.0015950548801784799606SY05-2-112388580.280.08020.00172.07000.04540.18600.0016126742113915110099606SY05-2-121876720.280.08170.00161.95040.04060.17200.0012123940109914102379206SY05-2-13993110.320.09340.00222.84810.07340.21970.00281498441368191280159306SY05-2-142858790.320.08610.00192.09490.05460.17560.00331343431147181043189006SY05-2-151012870.350.09320.00183.13250.06550.24370.00311492371441161406169706SY05-2-1658111610.500.07890.00161.90650.04100.17430.0015116941108314103689506SY05-2-1783.03550.230.07280.00241.33530.03920.13250.001710096986117802109206SY05-2-1848.53150.150.07110.00151.55460.03350.15760.0016961459521394499906SY05-2-191124900.230.07140.00121.64330.02740.16590.001096969871198969906SY05-2-201727160.240.07980.00171.99710.04150.18020.0013119441111514106879506SY05-2-21875910.150.07310.00171.61060.04070.15870.001910174897416949119706SY05-2-224194720.890.08400.00222.66860.07730.22920.00341292511320211330189906SY05-2-2353317960.300.08140.00131.99370.03430.17660.0014123131111312104879306SY05-2-241933480.550.07340.00141.59880.03020.15720.00111025389701294169706SY05-2-251423330.430.08970.00173.06410.05840.24700.00241420371424151423129906SY05-2-2674.91880.400.08290.00271.97520.07030.17150.00271266311107241020159106SY05-2-27100.86270.160.07290.00161.56550.03380.15620.002410134395713936139706SY05-2-281134600.240.17040.09471.37340.06030.13100.00282562109587826794168906SY05-2-29874550.190.06950.00121.57020.02830.16310.0012915359581197469806SY05-2-302305340.430.08360.00182.04220.05100.17630.00281283411130171047159206SY05-2-3110712830.080.08310.00081.96880.03740.16990.00231272171105131011129106SY05-2-3255.24440.120.06840.00121.54980.02810.16370.0009880379501197759706SY05-2-333487450.470.07040.00131.55490.02650.15990.0010939379521195659906SY05-2-3443425950.170.06960.00341.28340.07520.13310.00489179983833806279606SY05-2-3527.858.60.470.08530.00292.64340.09160.22420.00291324651313261304159906SY05-2-361105370.210.06930.00131.56860.03100.16340.0013907349581297579806SY05-2-3765.24750.140.06910.00121.57710.03040.16520.0016902379611298599706SY05-2-382534210.600.05040.00380.30490.01960.04430.00122131782701527979606SY05-2-39######0.05910.01440.33280.09030.04330.006556945929269273409306SY05-2-40813130.260.06900.00401.27530.07440.13410.002289811983533811129706SY05-2-4116929941.700.06800.00081.52220.02270.16190.001187825939996769706SY05-2-4278.74530.170.08420.00322.10260.09890.18060.00261298741150321070149206SY05-2-4378026250.300.07180.00260.80190.04900.08110.00559897659828503338206SY05-2-4471.64280.170.07180.00331.33950.06180.13500.00179899486327816109406SY05-2-4572.63960.180.07000.00151.50470.03480.15510.0013928469321493079906SY05-2-461783190.560.08700.00162.68020.05040.22240.00191361351323141295109706SY05-2-4710287021.460.06990.00111.57710.02550.16310.0010926299611097469806SY05-2-481064400.240.06980.00191.31410.04510.13570.00269225685220820159606SY05-2-4948.43690.130.07170.00251.37100.04260.13840.00219767587718836129506SY05-2-5065.13020.220.07090.00311.29050.05770.13150.00169548984226796994

續(xù)表2

Continued Table 2

SpotNo.ThU(×10-6)ThUIsotopicratiosAges(Ma)207Pb*206Pb*±207Pb*235U±206Pb*238U±207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σConc.(%)06SY05-2-515069190.550.09220.00143.13770.05090.24590.0017147230144212141899806SY05-2-521359070.150.07370.00161.35040.04130.13510.002510354386818817149306SY05-2-5375.52080.360.08980.00172.76460.06680.22340.00391421361346181300219606SY05-2-5460.23330.180.07680.00211.68840.05690.15760.0035111753100421943199306SY05-2-5568.91640.420.08670.00202.66920.06070.22360.00191354441320171301109806SY05-2-5663.56170.100.07300.00151.61840.03430.16070.00111015439771396069806SY05-2-573055760.530.07130.00141.59110.03330.16150.0011966409671396569906SY05-2-5833412090.280.09710.00143.27670.07010.24460.00411570281476171411219506SY05-2-591612270.710.07580.00161.88950.04110.18060.0015110043107714107089906SY05-2-6076612760.600.05390.01070.30580.05500.04330.002436540227143273159906SY05-2-6188.85810.150.07310.00181.59920.04250.16060.0036101748970179602099

6.2　大地構(gòu)造意義

研究獲得的三個主要年齡組的鋯石均為碎屑鋯石，它們均具有弱振蕩環(huán)帶(圖4)，U、Th含量相對較低，Th/U比值較高，介于0.08～1.70之間，具有典型的巖漿鋯石特點。這說明馬家群沉積當時的物源剝蝕區(qū)至少存在三個時期的巖漿巖。大量的前人研究資料已經(jīng)證實，499～522Ma和>800Ma的年齡在佳木斯地塊內(nèi)的花崗質(zhì)巖石中普遍存在，說明當時的剝蝕區(qū)以早古生代早期和前寒武紀花崗質(zhì)巖石為主，它們?yōu)轳R家街群的沉積提供了主要物源。而峰值年齡為276～279Ma的碎屑鋯石說明，在馬家街群沉積時，相鄰區(qū)域還存在早二疊世的巖漿巖，并遭受了剝蝕，為馬家街群提供了物源。孟恩等(2008)的研究成果為解釋馬家街群存在早二疊世巖漿成因的碎屑鋯石提供了有力證據(jù)。他們的研究揭示，在佳木斯地塊樺南隆起東緣發(fā)育一套玄武巖-玄武安山巖巖石組合，這套火山巖的峰期年齡為288Ma，并明確指出這套早二疊世火山巖具有活動大陸邊緣的構(gòu)造屬性。

上述證據(jù)說明，佳木斯地塊是一個具有前寒武紀結(jié)晶基底，并在早古生代早期變質(zhì)固結(jié)的微陸塊。根據(jù)該微陸塊發(fā)育有早古生代早期變質(zhì)的富鋁富碳表殼巖系(孔茲巖系)分析，它應(yīng)是一規(guī)模更大的大陸板塊的一部分。區(qū)域地質(zhì)證據(jù)顯示，佳木斯微陸塊東緣泥盆系-石炭系穩(wěn)定沉積的石英砂巖和碳酸鹽巖角度不整合在早古生代結(jié)晶巖系之上(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)，說明當時該微陸塊東緣處于被動大陸邊緣沉積環(huán)境。早二疊世活動大陸邊緣型火山巖(孟恩等, 2008)的存在則說明，佳木斯微陸塊東緣在早二疊世轉(zhuǎn)為活動大陸邊緣構(gòu)造背景。中二疊世是馬家街群原巖沉積的主要時期，其高鋁富碳的巖石組合說明其形成于相對穩(wěn)定的沉積環(huán)境。導(dǎo)致馬家街群發(fā)生接觸變質(zhì)的晚二疊世花崗巖，具有碰撞前巖漿弧成因的地球化學特點(黃映聰?shù)? 2008)，說明佳木斯微陸塊東緣在晚二疊世又轉(zhuǎn)為活動大陸邊緣構(gòu)造背景。由此可見，佳木斯微陸塊自早古生代早期變質(zhì)固結(jié)后，其東緣長期處于被動-活動陸緣交替變換的構(gòu)造背景。這樣一種構(gòu)造背景一直持續(xù)到西太平洋構(gòu)造域的中生代增生雜巖(地體)增生就位在佳木斯微陸塊東緣為止。雖然依據(jù)目前的資料對佳木斯微陸塊東緣的構(gòu)造性質(zhì)提出了一個可能的解釋，但為什么在如此短的時間內(nèi)大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境發(fā)生如此頻繁變化的原因和機制尚不清楚。

7　結(jié)論

(1)馬家街群為一套與侵入巖體有關(guān)的接觸變質(zhì)巖系，結(jié)合其中最小的碎屑鋯石年齡(272Ma)和侵入其中的花崗巖體形成年齡(259Ma)，表明馬家街群并非前寒武紀區(qū)域變質(zhì)巖系，其主體沉積時代為中二疊世，接觸變質(zhì)作用時代發(fā)生在晚二疊世早期。

(2)以麻山群為代表的早古生代變質(zhì)結(jié)晶巖系既是馬家街群沉積的基底，也是重要的物源區(qū)，對馬家街群的沉積具有重要貢獻。同時，佳木斯微陸塊東緣的早二疊世火山巖作為時代最新的物源，對馬家街群的沉積也具有一定的貢獻。

(3)佳木斯地塊曾是一個更大的大陸板塊的一部分，其東緣在晚古生代期間長期處于被動陸緣與活動陸緣交替變換的大地構(gòu)造背景。

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