周建波　王斌　曾維順　曹嘉麟

吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春　130061

1　引言

東北地區(qū)夾持于華北板塊與西伯利亞板塊之間，總體位于中亞-蒙古巨型造山帶的東緣。同時(shí)該區(qū)又與俄羅斯遠(yuǎn)東、朝鮮和日本等大地構(gòu)造位置毗鄰，屬于中亞-蒙古巨型造山帶的東緣和太平洋構(gòu)造域的疊加部位，涉及到古亞洲構(gòu)造域的小陸塊的拼合、環(huán)太平洋構(gòu)造域地體的增生以及兩大構(gòu)造域疊加和轉(zhuǎn)換等重大地質(zhì)過(guò)程，是地質(zhì)學(xué)家們深入探討地體拼帖、兩大構(gòu)造域疊加與轉(zhuǎn)換過(guò)程的理想地區(qū)之一(圖1)。有關(guān)東北地區(qū)的大地構(gòu)造屬性，老一輩地質(zhì)學(xué)家們根據(jù)東北各地塊內(nèi)變質(zhì)基底的構(gòu)造屬性的特征，確定了東北地區(qū)是由不同時(shí)代、不同性質(zhì)的地塊相互拼合而構(gòu)成的復(fù)合地塊或復(fù)合造山帶(黃汲清和姜春發(fā),1962; 李春昱,1980; 任紀(jì)舜等,1999; Tang,1990; Seng?retal.,1993)。

然而直到目前，有關(guān)東北地區(qū)的大地構(gòu)造格局始終存在多種不同的認(rèn)識(shí)，如黃汲清和姜春發(fā)(1962)按地槽褶皺回返的時(shí)期將東北地區(qū)以德?tīng)柌几蓴嗔褳榻绶譃轭~爾古納和吉黑兩大不同褶皺系；任紀(jì)舜等(1999)認(rèn)為中國(guó)東北及其鄰區(qū)總體上屬于西伯利亞和華北板塊之間的多島洋，并劃分出艾拉格、中蒙古-額爾古納、達(dá)里甘嘎、扎蘭屯、鄂倫春、結(jié)雅、托托尚、錫林浩特、松花江、布列亞-佳木斯、興凱等微陸塊，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分為內(nèi)蒙-大興安嶺地區(qū)親西伯利亞地塊群和吉黑親中華陸塊群；Seng?retal.(1993)認(rèn)為內(nèi)蒙-大興安嶺地區(qū)為“Altaids”，而吉黑地區(qū)為“Manchurides”。

研究區(qū)的大地構(gòu)造屬性一直存在屬于諸如扎蘭屯微陸塊(李春昱和湯耀慶，1983)，屬于大興安嶺造山帶的重要組成部分(Li,2006),以及Altaids和Manchurides之間的過(guò)渡區(qū)域(Seng?retal.,1993)等多種不同的認(rèn)識(shí)。分歧焦點(diǎn)在于興安地塊的大地構(gòu)造屬性是屬于“微地塊”還是“造山帶”(李春昱和湯耀慶,1983; 任紀(jì)舜等,1999; Seng?retal.,1993; Li,2006; Zhouetal.,2011a,b,2013)。本文在已有研究基礎(chǔ)和新的測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)上，針對(duì)興安地塊的構(gòu)造屬性開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)研究，研究成果不僅有助于加深對(duì)興安地塊的構(gòu)造屬性認(rèn)知，同時(shí)對(duì)提高以此為起點(diǎn)的東北地區(qū)大地構(gòu)造格局的認(rèn)識(shí)也具有重要的科學(xué)意義。

2　區(qū)域地質(zhì)背景與樣品

2.1　區(qū)域地質(zhì)背景

興安地體主體位于大興安嶺山脈，位于賀根山-黑河斷裂以西，新林-喜貴圖斷裂(或德?tīng)柌几蓴嗔?以東和西拉木倫河-長(zhǎng)春縫合帶以北的廣大區(qū)域。其變質(zhì)基底以興華渡口群為代表，盡管前人曾將全部或部分興華渡口群劃入額爾古納地塊(葛文春等,2007a,b; 武廣等,2005; 苗來(lái)成等,2007)，但是無(wú)論是以新林-喜貴圖斷裂還是以德?tīng)柌几蓴嗔褳榻?，我們的調(diào)研顯示額爾古納地塊的變質(zhì)基底以漠河雜巖為代表(Zhouetal.,2011b)，而以興華渡口群為代表的變質(zhì)基底主要沿興華-鄂倫春-扎蘭屯一線分布，主體屬于興安地塊的范疇(Zhouetal.,2011a)。興華渡口群在大興安嶺北部地區(qū)主要巖石組成由夕線石榴片麻巖，大理巖，長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖，角閃巖和石墨片巖構(gòu)成。興華渡口群在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是晚太古宙到古元古代，高綠片巖相-高角閃巖相的變質(zhì)巖(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1993)。

本文研究“興華渡口群”變質(zhì)基底雜巖位于興安地塊的南部的扎蘭屯地區(qū)，屬于扎蘭屯地塊的變質(zhì)基底(任紀(jì)舜等，1999)，由于其巖石組合、變質(zhì)程度與典型的興華渡口群并不相同，我們這里簡(jiǎn)稱(chēng)為扎蘭屯變質(zhì)雜巖以示區(qū)別。前人對(duì)扎蘭屯變質(zhì)雜巖進(jìn)行了巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)的初步研究(苗來(lái)成等，2007；楊現(xiàn)力，2007)，基本確定了扎蘭屯地區(qū)出露的“興華渡口群”為一套遭受綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)改造的陸緣碎屑巖-火山巖碎屑巖建造，同位素年代學(xué)研究初步揭示了研究區(qū)“興華渡口群”變火成巖類(lèi)形成于506±10Ma～547±46Ma之間 (苗來(lái)成等,2003,2007)。

需要指出的是，前人曾針對(duì)興安地塊的變質(zhì)基底及其大地構(gòu)造屬性開(kāi)展了相關(guān)的研究工作(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1993; 葛文春等,2007a,b; 苗來(lái)成等,2003,2007; Wuetal.,2011,2012)，這些研究成果為本項(xiàng)研究提供了難能可貴的資料。然而直到目前，有關(guān)興安地塊的大地構(gòu)造屬性始終存在著造山帶和微陸塊兩種主要的分歧(Seng?retal.,1993; 任紀(jì)舜等,1999; Lietal.,2006)。有鑒于此，本文對(duì)興安地塊南部扎蘭屯地區(qū)的興華渡口群進(jìn)行了同位素年代學(xué)的補(bǔ)充研究工作，結(jié)合已有成果，進(jìn)一步確定興安地塊的大地構(gòu)造屬性，研究成果對(duì)東北地區(qū)的大地構(gòu)造格局劃分與板塊演化格局具有重要的意義。

2.2　測(cè)試樣品

扎蘭屯變質(zhì)雜巖以向陽(yáng)峪水庫(kù)為中心，東西出露長(zhǎng)度大于30km，南部出露寬度大于20km。典型的巖石組合出露于向陽(yáng)峪一帶，巖石類(lèi)型為變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖、片巖、變酸性熔巖、變火山灰凝灰?guī)r等。剖面上該套地層受構(gòu)造影響發(fā)生褶皺，發(fā)育糜棱巖帶和千糜巖帶，原始地層層序受到破壞，局部變質(zhì)變形較弱。

圖1　中國(guó)東北及俄羅斯遠(yuǎn)東區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)單元簡(jiǎn)圖(據(jù)Zhou et al.,2009修改)Fig.1　Tectonic sub-divisions of Northeast China and Far East Russia (after Zhou et al.,2009)

綠泥片巖樣品(D09-02A)取自向陽(yáng)峪水庫(kù)南側(cè)(GPS坐標(biāo)：48°01′42.9″N; 123°17′35.3″E)(圖2)，野外調(diào)研表明，巖石主要顏色為淺綠色，局部含赤鐵礦而呈紫色，具片狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，巖石可見(jiàn)淺色長(zhǎng)英質(zhì)或鈣質(zhì)巖脈充填，巖脈發(fā)生強(qiáng)烈的韌性剪切，揉皺十分發(fā)育(圖3a)。鏡下觀察表明，巖石為顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要由石英(35%～40%)、綠泥石(20%～25%)、白云母(20%～25%)和較少的斜長(zhǎng)石(8%)組成，含有少量黑云母、綠簾石及方解石等副礦物(圖3b)。

3　測(cè)試方法

鋯石微量元素含量和U-Pb同位素定年在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(GPMR)利用LA-ICPMS同時(shí)分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005，ICPMS為Agilent 7500a。激光剝蝕過(guò)程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過(guò)一個(gè)T型接頭混合。在等離子體中心氣流(Ar+He)中加入了少量氮?dú)?，以提高儀器靈敏度、降低檢出限和改善分析精密度(Huetal.,2008)。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30s的空白信號(hào)和50s的樣品信號(hào)。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal等完成。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同Liuetal.(2010)。

圖2　扎蘭屯地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖及樣品采集位置Fig.2　The geological section of the Zhalantun area with the sample locations,NE China

圖3　扎蘭屯變質(zhì)雜巖測(cè)試樣品(D09-02A)野外照片(a)及顯微結(jié)構(gòu)照片(b)(正交偏光，礦物組合：石英+綠泥石+白云母+斜長(zhǎng)石)Fig.3　Field photograph and photomicrographs of samples from the Zhalantun Metamorphic Complex in the Xing’an Block

鋯石微量元素含量利用多個(gè)USGS參考玻璃(BCR-2G,BIR-1G)作為多外標(biāo)、Si作內(nèi)標(biāo)的方法進(jìn)行定量計(jì)算Liuetal.(2010)。這些USGS玻璃中元素含量的推薦值據(jù)GeoReM數(shù)據(jù)庫(kù) (http://georem.mpch-mainz.gwdg.de/)。U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5個(gè)樣品點(diǎn)，分析2次91500。對(duì)于與分析時(shí)間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的變化采用線性?xún)?nèi)插的方式進(jìn)行了校正(Liuetal.,2011)。鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500的U-Th-Pb同位素比值推薦值據(jù)Wiedenbecketal.(1995)。鋯石樣品的繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算均采用Isoplot/Ex_ver3 (Ludwig,2003)完成。

4　測(cè)試結(jié)果

綠泥片巖樣品D09-02A的鋯石在顯微鏡下主要為無(wú)色、透明的等軸-短柱狀晶體，粒度為50～180μm，長(zhǎng)寬比介于1:1～2:1之間，鋯石的陰極發(fā)光圖像結(jié)果顯示(圖4)，該組鋯石均發(fā)育典型的巖漿振蕩環(huán)帶，具有顯著巖漿鋯石成因特征。鋯石的稀土元素配分曲線表現(xiàn)為輕稀土元素虧損、重稀土元素富集的特征(圖5a)，全部樣品鋯石的稀土元素中有明顯的Eu負(fù)異常(Eu/Eu*=0.02～0.59，平均值為0.26)，高Ce/Ce*(多數(shù)樣品Ce/Ce*=1.10～103.10，平均Ce/Ce*為32.10)，以及高的Th/U(0.20～1.80之間，平均值為0.69)(表1)，其稀土元素特征也進(jìn)一步說(shuō)明該組鋯石的巖漿成因(圖5a)。盡管D09-02-25、D09-22-55這兩顆鋯石的稀土元素配分曲線相對(duì)異常，但其Th/U為0.83、0.92，也為典型巖漿鋯石的特征，樣品的異常稀土配分曲線可能與該樣品測(cè)試部位含有包體有關(guān)。本次對(duì)樣品的55粒鋯石進(jìn)行了55次分析(表1)，測(cè)試結(jié)果顯示55個(gè)年齡數(shù)據(jù)均分布在諧和線附近(圖5b，c)，并得到年齡介于：481±12Ma～2952±18Ma，具體年齡分布情況如下：(1)5顆鋯石年齡分布在481±12Ma～486±12Ma之間，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為483±15Ma(MSWD=0.04)；(2)25顆鋯石年齡分布在520±19Ma～538±7Ma之間，峰值年齡為531Ma；(3)8顆鋯石的年齡介于822±13Ma～834±16Ma，峰期年齡為831Ma。同位素年齡大于1.0Ga的鋯石，其207Pb/206Pb諧和年齡可分為兩組：(1)有3顆鋯石年齡分布在1340±32Ma～1400±27Ma之間，峰期年齡為1385Ma，為典型的中元古界年齡。(2)另有13顆鋯石的207Pb/206Pb諧和年齡介于1906±33Ma～2952±18Ma，表明物源區(qū)存在大量中太古界-古元古界的碎屑物質(zhì)。

表1扎蘭屯群綠片巖樣品(D09-02A)鋯石稀土組成和LA-ICP-M.U-Pb分析結(jié)果
Tabl.1LA-ICP-M.zirco.RE.analyse.an.U-P.dat.o.th.sampl.D09-02.fro.Zhalantu.Group

測(cè)點(diǎn)號(hào)稀土含量(×10-6)LaEuEu/Eu﹡Ce/Ce﹡PbThU(×10-6)Th/U同位素比值年齡(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σD09?02A?010 04172 150 2091 614847310340 460 058180 001670 698520 022370 087080 00223536625381353813D09?02A?020 00201 940 2774 44181906060 310 160450 004599 427880 300780 426200 01149246048238129228952D09?02A?030 12961 460 5485 529495120610 460 058040 001500 626430 018520 078280 00199531564941248612D09?02A?040 20341 230 1236 41143907490 520 058730 001510 691450 020330 085400 00216557555341252813D09?02A?050 05302 420 2425 81195365660 950 056500 002060 607920 023600 078040 00204471804821548412D09?02A?067 21460 920 061 85723209230 350 136630 002878 173240 209370 433890 01094218536225023232349D09?02A?072 18904 380 4014 2415107513290 810 069340 001621 305390 035890 136560 00345909478481682520D09?02A?080 05802 240 18101 41507067061 000 057900 002390 693470 029880 086870 00231526885351853714D09?02A?094 84590 830 083 61284399580 460 058200 001570 685790 020920 085470 00217537585301352913D09?02A?100 22262 300 2781 521278711930 660 060070 001550 711150 020950 085870 00217606555451253113D09?02A?115 87385 210 276 62093104160 740 088800 001962 972010 078470 242750 00611140042140120140132D09?02A?1241 2993 390 161 43303319670 340 087460 001902 915500 076260 241790 00608137141138620139632D09?02A?13102 3113 160 421 81113863151 230 067350 003041 263140 058860 136030 00372849918292682221D09?02A?140 20012 530 2523 9993357610 440 056720 002740 607440 030070 077670 002114801044821948213D09?02A?150 20364 490 196 93914603961 160 120260 002966 065120 172500 365800 00939196043198525201044D09?02A?161 29283 020 4742 1251122711081 110 058660 001440 690090 019600 085320 00215555535331252813D09?02A?170 59332 330 1311 414848210380 460 059970 001960 706120 024970 085390 00220603695421552813D09?02A?180 07112 740 2549 31775645461 030 066490 001611 251490 035180 136510 00344822508241682520D09?02A?192 36599 650 397 31096534871 340 059560 004880 689840 056130 084000 002695881695333452016D09?02A?200 11510 280 024 226929715210 200 067660 001991 272480 041210 136410 00349858608341882420D09?02A?210 06251 570 1019 9282110420130 550 057030 001320 608610 016520 077400 00194492514831048112D09?02A?220 04640 620 14103 12091597160 220 086080 001832 843330 073080 239570 00599134041136719138531D09?02A?2343 4907 490 502 15838366571 270 121210 002506 083250 153260 364000 00910197436198822200143D09?02A?240 13691 000 1557 15313605470 660 174010 0036512 253830 312310 510750 01285259735262424266055D09?02A?25209 027 720 221 28945786970 830 216100 0043817 124370 426270 574710 01437295232294224292759D09?02A?263 29501 560 305 2842735420 500 060720 004950 717880 058090 085750 002756291675493453016D09?02A?270 496817 940 4730 87907844361 800 180870 0037412 732190 320800 510540 01279266134266024265955

續(xù)表1
Continue.Tabl.1

測(cè)點(diǎn)號(hào)稀土含量(×10-6)LaEuEu/Eu﹡Ce/Ce﹡PbThU(×10-6)Th/U同位素比值年齡(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σD09?02A?280 06773 080 3663 31466208830 700 056920 002150 615140 024460 078380 00204488824871548612D09?02A?290 03970 270 0344 544470620100 350 068200 001601 281690 035150 136300 00342875488381682419D09?02A?300 48055 520 2118 0114593321060 440 123090 002456 138270 151000 361680 00899200135199621199043D09?02A?310 15111 370 3955 8932886950 410 058090 001710 693350 022460 086560 00220533645351353513D09?02A?320 09296 880 5014 41871821960 930 123430 005406 159160 278840 361890 01076200676199940199151D09?02A?3346 7941 400 221 312933310890 310 058370 001460 692850 019800 086090 00216544545351253213D09?02A?340 06961 200 2150 5771906790 280 058490 001730 688410 022370 085360 00217548635321352813D09?02A?351 03994 550 4829 91526866881 000 058260 001620 686560 021300 085470 00216539605311352913D09?02A?360 01321 470 31174 8179752500 300 147200 003248 761860 229280 431690 01088231437231424231349D09?02A?3731 0654 010 261 7854104460 920 060300 005330 707720 061870 085120 002826141805433752717D09?02A?380 36699 990 3756 7405245516321 500 058490 002070 689320 025920 085470 00221548755321652913D09?02A?392 72471 520 2213 51376177530 820 057640 001480 686350 020040 086360 00217516565311253413D09?02A?4010 2350 250 021 425831214080 220 069950 001811 322810 038730 137150 00345927528561782920D09?02A?410 69022 530 2752 3294160812251 310 059050 003260 692790 038700 085080 002385691165352352614D09?02A?420 37053 120 2430 522892410830 850 058500 002200 691940 027390 085780 00223549805341653113D09?02A?430 00091 100 3590 5401402830 500 058540 004330 686380 050620 085020 002595501545313052615D09?02A?440 06340 500 2727 3811594570 350 061420 003820 880710 054970 103980 003026541286413063818D09?02A?454 33512 510 162 84112603930 660 181830 0040512 784630 336880 509880 01291267036266425265655D09?02A?4647 5151 350 171 61423655730 640 067080 001611 266580 035160 136920 00342840498311682719D09?02A?470 41652 060 3637 6803224410 730 058150 002520 687300 030790 085720 00227535935311953013D09?02A?486 47882 650 192 61004395710 770 058460 001600 695240 021230 086250 00217547595361353313D09?02A?490 15570 650 0526 72653084240 730 116650 002915 564480 158630 345910 00880190644191125191542D09?02A?5044 9293 770 481 6953137020 450 057790 001490 687720 020060 086300 00216522565311253413D09?02A?513 99982 050 156 31325117420 690 057800 002940 688420 035600 086380 002365221085322153414D09?02A?5226 7361 830 301 615345810480 440 058610 001560 697020 020860 086240 00216553575371253313D09?02A?531 54452 740 169 8120874211360 650 207410 0041316 442580 401500 574890 01421288532290323292858D09?02A?540 00011 200 5959 4812137610 280 057850 001510 686140 020190 086010 00215524565311253213D09?02A?55365 979 580 231 1882462680 920 067420 004171 284190 079740 138130 004088511248393583423

圖4　扎蘭屯變質(zhì)雜巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.4　The CL image of the greenschist from Zhalantun Metamorphic Complex

圖5　扎蘭屯變質(zhì)雜巖LA-ICP MS鋯石稀土標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線和鋯石U-Pb年齡Fig.5　Chondrite-normalized REE diagram and zircon U-Pb dating of the zircons from the Zhalantun Metamorphic Complex

5　討論

5.1　扎蘭屯變質(zhì)雜巖的形成時(shí)代

興華渡口群主體位于興安地塊的北部區(qū)域，其主要的巖石組成是夕線石榴片麻巖，大理巖，長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖，斜長(zhǎng)角閃巖和石墨片巖構(gòu)成。興華渡口群在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是晚太古宙到古元古代，高綠片巖相-高角閃巖相的變質(zhì)巖(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1993)。近年的巖石學(xué)研究顯示，興華渡口群的上述巖石由一系列遭受高級(jí)變質(zhì)的孔茲巖系構(gòu)成(Zhouetal.,2011a,b)；年代學(xué)研究表明興華渡口群的原巖年齡為新元古代，變質(zhì)年齡集中分布在～500Ma前后的早古生代(Zhouetal.,2011a,b)，而進(jìn)一步的地球化學(xué)數(shù)據(jù)顯示興華渡口群主體形成于大陸邊緣的裂谷沉積背景(董策和周建波，2012)。近期的相近研究工作也基本支持上述認(rèn)識(shí)(Wuetal.,2012)。

扎蘭屯變質(zhì)雜巖盡管遭受了強(qiáng)烈的變形作用的改造，但是原巖結(jié)構(gòu)清楚。巖石類(lèi)型為變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖、片巖、變酸性熔巖、變火山灰凝灰?guī)r等。同位素年代學(xué)研究顯示扎蘭屯地區(qū)興華渡口群的最小的碎屑鋯石年齡為481±12Ma，最小峰期年齡為～483±15Ma(圖5)，表明該區(qū)的興華渡口群形成時(shí)代小于481Ma。此外，結(jié)合前人的研究成果(苗來(lái)成等，2007；楊現(xiàn)力，2007)的年齡資料，共同說(shuō)明扎蘭屯變質(zhì)雜巖形成于寒武紀(jì)前后，而不是先前認(rèn)識(shí)的古元古代。因此，扎蘭屯地區(qū)的“興華渡口群”無(wú)論從巖石組合、變質(zhì)程度和同位素年代學(xué)等方面與典型的興安地塊北部的興華渡口群不同。可能的解釋有兩種：(1)扎蘭屯地區(qū)的興華渡口群與興安地塊北部的興華渡口群不是同一地層單元，應(yīng)給予解體，建立扎蘭屯變質(zhì)雜巖；(2)扎蘭屯地區(qū)存在與北部興華渡口相同的構(gòu)造-巖石組合，但需要進(jìn)一步的專(zhuān)項(xiàng)研究工作證實(shí)。

5.2　扎蘭屯變質(zhì)雜巖的碎屑鋯石年齡譜

圖6　扎蘭屯變質(zhì)雜巖碎屑鋯石年齡譜圖(數(shù)據(jù)據(jù)本文;楊現(xiàn)力,2007;苗來(lái)成等,2007)Fig.6　Zircon U-Pb data from the greenschist rocks of the Zhalantun Metamorphic Complex (data from this study; Yang et al.,2007; Miao et al.,2007)

本文綠泥片巖樣品的55個(gè)年齡分布范圍比較廣，介于525±19Ma～2952±18Ma之間(圖5)，如此分散的年齡譜反映了扎蘭屯變質(zhì)雜巖物源區(qū)的復(fù)雜性。為了更好的探討扎蘭屯變質(zhì)雜巖的年齡譜信息，本文對(duì)前人在不同地區(qū)測(cè)得的扎蘭屯變質(zhì)雜巖的鋯石U-Pb年齡進(jìn)行匯總(苗來(lái)成等，2007；楊現(xiàn)力，2007)，得出的年齡頻譜圖如(圖6)所示。從圖6中我們可以將扎蘭屯變質(zhì)雜巖分為三個(gè)主要年齡群：(1)481～580Ma，峰值年齡為529Ma，其中5顆年齡鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為484±2Ma(MSWD=0.042)，這組鋯石的CL圖像及其鋯石稀土配分特征均顯示巖漿結(jié)晶鋯石，限定了扎蘭屯變質(zhì)雜巖的形成時(shí)代下限。同時(shí)，從鋯石年齡譜分布情況可以看出，55%的碎屑鋯石年齡位于481～580Ma區(qū)間，此年齡與額爾古納地塊漠河雜巖(494±3Ma,Zhouetal.,2011b)，興安地塊的興華渡口群(496±7Ma,Zhouetal.,2011a)，松遼地塊的鐵力變質(zhì)雜巖(514±5Ma,Zhouetal.,2012)，興凱地塊的虎頭雜巖(490±4Ma,Zhouetal.,2010a,b)一致，也與佳木斯地塊麻山群的巖漿鋯石年齡相吻合(Wildeetal.,2000,2003)。～500Ma的年齡在額爾古納地塊、興安地塊、松遼地塊、佳木斯-興凱地塊均有出現(xiàn)，連同約為500Ma的張廣才嶺巖漿活動(dòng)年齡(Zhouetal.,2012)，暗示中國(guó)東北地區(qū)的所有地塊均經(jīng)歷了早古生代泛非期構(gòu)造-巖漿事件。(2)699～998Ma，峰值年齡為833Ma，這組鋯石的CL圖像及高的Th/U比值也顯示鋯石的巖漿成因。最新的研究結(jié)果表明，中國(guó)東北存在新元古代的構(gòu)造-巖漿事件：額爾古納地塊的漠河雜巖的原巖為615～850Ma (Zhouetal.,2011b)；興安地塊興華渡口群的原巖年齡為660～970Ma (Zhouetal.,2011a)；興凱地塊虎頭雜巖夕線石榴片麻巖原巖年齡為678～1373Ma (Zhouetal.,2010a,b)；佳木斯地塊中的藍(lán)片巖存在大量新元古代(670～910Ma)的捕獲鋯石(Zhouetal.,2009)；麻山群石榴石麻粒巖含有(843～1004Ma)的碎屑鋯石年齡(Wildeetal.,2000,2003)。以上證據(jù)說(shuō)明中亞造山帶東段的微陸塊(額爾古納地塊、興安地塊、松遼地塊、佳木斯地塊)廣泛發(fā)育新元古代巖漿熱事件(Zhouetal.,2013)。(3)1213～3200Ma，這些鋯石同樣具有高的Th/U比值，表明它們具有巖漿成因。這些中太古代至中元古代巖漿鋯石證明了扎蘭屯變質(zhì)雜巖記錄了豐富的中太古代到中元古代的物源信息，而這一結(jié)果也與得到近些年來(lái)新的研究成果的驗(yàn)證，如松遼地塊鐵力雜巖存在大量1857～2442Ma中-晚太古宙變質(zhì)基底的構(gòu)造巖漿事件(Zhouetal.,2012)；興安地塊的興華渡口群存在1496±23Ma～2791±18Ma的碎屑鋯石(Zhouetal.,2011a)。因此東北地區(qū)存在中太古代到中元古代的古老結(jié)晶基底(Zhouetal.,2013)，扎蘭屯變質(zhì)雜巖的年齡譜進(jìn)一步揭示了興安地塊存在古老結(jié)晶基底的信息。

5.3　研究意義

興安地塊夾持在額爾古納和松遼地塊之間，Seng?retal.(1993)稱(chēng)之為分割中亞造山帶“Altaids”，和吉黑地區(qū)“Manchurides”的構(gòu)造邊界；Lietal.(2006)認(rèn)為該單元是分割額爾古納和松遼-佳木斯地塊的巨型造山帶；目前多數(shù)地質(zhì)學(xué)者認(rèn)為該單元為微陸塊的認(rèn)識(shí)(任紀(jì)舜,1999; 苗來(lái)成等,2007; Wuetal.,2011; Zhouetal.,2011a,b; 2013)。本文及其認(rèn)人的的研究資料為該單元的性質(zhì)提供了新的制約。

作為興安地塊的變質(zhì)基底，興華渡口群廣泛出露于自興安地塊北部呼瑪?shù)呐d華-中部新林-加格達(dá)奇-至南部的扎蘭屯一帶。其中北部呼瑪?shù)貐^(qū)的興華渡口群變質(zhì)巖系前人曾進(jìn)行了大量的研究工作(苗來(lái)成等,2007; 葛文春,2007a,b,武廣等,2005; Wuetal.,2012)，表明其原巖主要為新元古代前后形成并經(jīng)過(guò)早古生代變質(zhì)而成的結(jié)晶基底。本文數(shù)據(jù)和楊現(xiàn)力(2007)以及苗來(lái)成等(2007)同一地區(qū)的年齡數(shù)據(jù)共同揭示了扎蘭屯變質(zhì)雜巖的年代學(xué)具有三期代表性的構(gòu)造-巖漿事件：即480～580Ma，峰期年齡為529Ma；699～998Ma，峰期年齡為833Ma和1213～3200Ma峰期年齡為2000Ma的構(gòu)造-巖漿事件。其中前兩組年齡分別于區(qū)域早古生代泛非期、新元古代Rodinia構(gòu)造巖漿事件對(duì)應(yīng)(Zhouetal.,2011a,b)；而時(shí)代為1213～3200Ma，峰期年齡為2000Ma的年齡占測(cè)試樣品總數(shù)的18.7%，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示這一古老鋯石的比例遠(yuǎn)高于相鄰的松遼-佳木斯和額爾古納地塊(Zhouetal.,2012)，同時(shí)，扎蘭屯雜巖的巖石以變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖、片巖、變酸性熔巖、變火山灰凝灰?guī)r等變質(zhì)火山-陸緣碎屑巖為主，以近緣快速沉積的巖石為主。因此扎蘭屯變質(zhì)雜巖的古老鋯石應(yīng)來(lái)自于興安地塊本身，顯示興安地塊存在古老的變質(zhì)基底，應(yīng)為一長(zhǎng)期存在的微陸塊。孫立新等(2013)新近報(bào)道了大興安嶺北部韓家園鎮(zhèn)一帶興華渡口群中分布的眼球狀花崗片麻巖和條帶狀片麻巖的正片麻巖，其時(shí)代分別為1837±5Ma和174±30Ma，這些數(shù)據(jù)表明本區(qū)存在早前寒武紀(jì)變質(zhì)基底，進(jìn)一步證明了興安地塊應(yīng)為一微陸塊而非造山帶。

6　結(jié)論

(1)扎蘭屯地區(qū)變質(zhì)雜巖主要為綠片巖-低角閃巖相變質(zhì)的碎屑巖-火山碎屑巖系，其形成時(shí)代晚于481Ma，為早古生代晚期。巖石組合、變質(zhì)程度與年代學(xué)研究表明其與興安地塊北部地區(qū)分布的典型興華渡口群不同，兩者不能作為同一地層單元，應(yīng)予以解體。

(2)扎蘭屯變質(zhì)雜巖碎屑鋯石年齡譜主要分為三期：481～580Ma，峰期年齡為529Ma；699～998Ma，峰期年齡為833Ma和1213～3200Ma峰期年齡為2000Ma，分別記錄了泛非期Gondwana、新元古Rodinia兩期重大地質(zhì)事件和變質(zhì)基底的年齡信息。

(3)興安地塊以發(fā)育興華渡口群和扎蘭屯雜巖為標(biāo)志，存在時(shí)代為新元古代甚至為太古代的變質(zhì)結(jié)晶基底，因此興安地塊應(yīng)為一穩(wěn)定的微陸塊，而非夾持于額爾古納和松遼地塊之間的造山帶。

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