大興安嶺地區(qū)嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶晚古生代火山巖地層的厘定

那福超，楊曉平，汪巖，付俊，伍月，楊帆

（1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110034；2.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

大興安嶺地區(qū)嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶晚古生代火山巖地層的厘定

那福超1，楊曉平2，汪巖1，付俊1，伍月1，楊帆1

（1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110034；2.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

大興安嶺嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶出露一套以中酸性火山熔巖為主的晚古生代地層.前人對(duì)這套地層劃分、時(shí)代歸屬存有很大分歧.原因是：一方面區(qū)域上火山巖出露厚度大、露頭不連續(xù)、區(qū)域植被茂盛，頂?shù)锥酁閿鄬咏佑|或被第四系所覆蓋；另一方面由于存在于火山巖地層中的化石較少或缺少精確的同位素年代學(xué)數(shù)據(jù).本文在新近研究成果的基礎(chǔ)上，依據(jù)地層巖石組合對(duì)比及鋯石U-Pb年代學(xué)資料，將這套晚古生代地層進(jìn)行了重新厘定為大石寨組.

火山巖；鋯石U－Pb年齡；晚古生代；嫩北農(nóng)場(chǎng)；大興安嶺

大興安嶺地區(qū)晚古生代地層自二疊紀(jì)末以來，遭受了多期的構(gòu)造變形改造破壞，導(dǎo)致不同地層的劃分出現(xiàn)很多爭(zhēng)議.嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶出露的這套晚古生代火山巖地層，最初被定義為核桃山組.在后續(xù)的工作中先后對(duì)其進(jìn)行了多次修定：1/20萬嫩江縣幅仍稱其為核桃山組（C1h）??黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1/20萬嫩江縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.1991.；1/20萬霍龍門公社幅區(qū)調(diào)將其劃分為播根里溝組（AnObg）和核桃山組（C1h）??黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1/20萬霍龍門公社幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.1984.；1/25萬嫩江縣、孫吳縣幅區(qū)調(diào)稱其為核桃山組（C1h）和寶力高廟組（C2P1bl）??黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院.黑龍江省1/25萬嫩江縣、孫吳縣區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.2012.在最近工作??黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院.黑龍江省1/5萬嫩北農(nóng)場(chǎng)、石頭溝子、山河農(nóng)場(chǎng)、科洛幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.2013.中，對(duì)這套火山巖地層進(jìn)行了剖面測(cè)量.剖面中主要出露糜棱巖化變流紋質(zhì)凝灰?guī)r、變流紋巖、變英安巖、變英安質(zhì)凝灰?guī)r、夾變砂巖和白云石英片巖.原巖為一套鈣堿性中酸—酸性火山巖，局部有微弱沉積作用.同時(shí)，在剖面中D9027點(diǎn)變流紋巖鋯石中獲得了一組266 Ma的諧和U-Pb年齡.根據(jù)鋯石陰極發(fā)光特征確定其為巖漿鋯石，266 Ma代表了變流紋巖的結(jié)晶年齡.本文通過研究前人的資料，結(jié)合收集到的新近成果資料??黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院.黑龍江省1/5萬嫩北農(nóng)場(chǎng)、石頭溝子、山河農(nóng)場(chǎng)、科洛幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.2013.，對(duì)這套火山巖地層進(jìn)行了重新厘定.

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于興蒙造山帶東部，“興安地塊”與“松嫩地塊”的接合部位，是二連-賀根山-扎蘭屯構(gòu)造帶的東延部分（圖1）.研究區(qū)出露地層主要有下白堊統(tǒng)甘河組（K1g）玄武安山巖，上白堊統(tǒng)嫩江組（K2n）粉砂巖、泥巖、頁巖.侵入巖較發(fā)育，主要為早石炭世糜棱巖化花崗巖（C1γml）和早侏羅世深熔花崗巖（J1ξγ）.

2 巖石地層特征

研究區(qū)出露的這套晚古生代火山巖地層由嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶PM001剖面（圖2）??黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院.黑龍江省1/5萬嫩北農(nóng)場(chǎng)、石頭溝子、山河農(nóng)場(chǎng)、科洛幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.2013.控制，總體呈北東向展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，產(chǎn)狀多較平緩，發(fā)育多個(gè)背、向斜褶皺構(gòu)造.主要由糜棱巖化變流紋質(zhì)凝灰?guī)r、變流紋巖、變英安巖、變英安質(zhì)凝灰?guī)r，夾變砂巖、白云石英片巖組成，原巖為一套鈣堿性中酸—酸性火山巖，局部有微弱沉積作用，沉積有砂巖和泥巖.出露厚度358.61 m.巖石變形強(qiáng)烈，受北東向動(dòng)力變質(zhì)作用改造形成構(gòu)造片巖和糜棱巖.

PM001剖面地層層序描述如下.

圖1 研究區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1Tectonic map of the study area

圖2 研究區(qū)晚古生代火山巖地層PM001剖面Fig.2Stratigraphic profile of the Late Paleozoic volcanic rocks in the study area

3 年代學(xué)特征

在收集到的新近成果資料??黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院.黑龍江省1/5萬嫩北農(nóng)場(chǎng)、石頭溝子、山河農(nóng)場(chǎng)、科洛幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.2013.中，針對(duì)這套晚古生代地層進(jìn)行了同位素年代學(xué)測(cè)試.在剖面PM001中選取比較有代表性的D9027點(diǎn)變流紋巖進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡測(cè)試，鋯石多為短柱狀到長(zhǎng)柱狀，自形到半自形，晶棱較圓滑，有振蕩環(huán)帶和包體，晶形多圓化，遭受過變質(zhì)作用改造，Th/U比值集中在0.56～0.86之間，顯示巖漿型鋯石特征.測(cè)年結(jié)果如圖3??黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院.黑龍江省1/5萬嫩北農(nóng)場(chǎng)、石頭溝子、山河農(nóng)場(chǎng)、科洛幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.2013.所示，除一顆差異較大的鋯石年齡（可能為捕獲鋯石）外，其余測(cè)點(diǎn)給出的諧和年齡為266 Ma，代表了火山巖的成巖時(shí)代.苗來成等［1］2003年在本地區(qū)進(jìn)行工作時(shí)，在嫩北農(nóng)場(chǎng)西南15 km處的糜棱巖化中酸性火山巖中（前人劃分的核桃山組）獲得兩組SHRIMP鋯石U－Pb年齡，分別為292和172 Ma，認(rèn)為292 Ma為原巖結(jié)晶年齡，172 Ma為后期構(gòu)造事件年齡.292 Ma成巖年齡與嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶變流紋巖鋯石中獲得的266 Ma結(jié)晶年齡接近，172 Ma事件年齡應(yīng)為后期動(dòng)力變質(zhì)深熔作用年齡.

綜上所述，這套晚古生代火山巖的成巖年齡為266～292 Ma，確定這套地層時(shí)代應(yīng)以下二疊統(tǒng)為主.

圖3 D9027點(diǎn)變流紋巖中鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.3LA-MC-ICP-MS U-Pb concordia diagram of the zircon from metamorphosed rhyolite

4 討論

剖面測(cè)量結(jié)果顯示，這套火山巖地層頂?shù)拙坏谒南蹈采w，未見與其他地層明顯的接觸關(guān)系.在火山巖的沉積夾層中，也未發(fā)現(xiàn)化石.這就使得這套地層的厘定一直存在比較大的爭(zhēng)議.本文通過巖石地層對(duì)比及鋯石U-Pb年代學(xué)資料研究，建議將其厘定為下二疊統(tǒng)大石寨組.

4.1 地層巖性組合特征

這套晚古生代火山巖地層原巖為一套酸性、中酸性火山巖互層產(chǎn)出，夾雜少量沉積巖薄層，后期受到區(qū)域變質(zhì)和動(dòng)力變質(zhì)作用改造，巖石發(fā)生不同程度的變質(zhì)變形，主體為黃綠色、黃白色變流紋巖，灰綠色、黃白色變中酸性火山巖夾黃白色、灰綠色白云石英片巖和變砂巖，局部形成構(gòu)造片巖和糜棱巖.變流紋巖，為變余變晶結(jié)構(gòu).變余斑晶為斜長(zhǎng)石、石英，呈他形，0.1～0.2 mm.變余基質(zhì)呈片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，變余流動(dòng)構(gòu)造.變中酸性火山巖，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu).巖石遭受強(qiáng)硅化、弱絹云母化，僅少量斜長(zhǎng)石和少量鉀長(zhǎng)石殘留.絹云母、黑云母斷續(xù)相連，分布在粒狀礦物中，具弱片麻狀構(gòu)造.斜長(zhǎng)石：雙晶紋較細(xì)密，為更中長(zhǎng)石，約占1%.鉀長(zhǎng)石：條紋長(zhǎng)石，占4%.絹云母：無色、淡黃色，雜亂交代，顆粒大的部分為白云母.白云母石英片巖：鱗片柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造.巖石以石英為主，白云母30%、斜長(zhǎng)石3%、綠簾石10%組成.粒度0.01～0.2 mm，個(gè)別0.8 mm.白云母：定向分布，具片狀構(gòu)造，部分為絹云母.石英：他形粒狀，少呈透鏡狀.斜長(zhǎng)石：板狀，少見雙晶，為更中長(zhǎng)石.綠簾石：粒狀，突起高，干涉色鮮艷不均勻.

4.2 地層對(duì)比

大石寨組由內(nèi)蒙古區(qū)測(cè)二隊(duì)1965年創(chuàng)建于內(nèi)蒙古科爾沁右翼前旗大石寨地區(qū)，原始定義為一套淺海相噴發(fā)的中、酸性熔巖及凝灰?guī)r，夾有不穩(wěn)定的泥質(zhì)、砂質(zhì)沉積巖組合［2］.大石寨組由內(nèi)蒙古呈北東向延伸至黑龍江省，主要分布于黑龍江西部華安地區(qū)、小興安嶺西北部嫩江縣塔溪地區(qū)及德都縣寶神山地區(qū)［3］.本文選取研究區(qū)附近的兩條標(biāo)準(zhǔn)大石寨組剖面與PM001剖面進(jìn)行巖石組合對(duì)比（圖4）.德都縣寶神山P10剖面，位于研究區(qū)南南東向約70 km，地層總厚度達(dá)2159 m，頂部與上覆哲斯組呈整合接觸，底部接觸關(guān)系不清，巖石組合主要為酸性火山碎屑巖和酸性火山熔巖，夾數(shù)層中酸性火山熔巖和石英片巖.四站大營(yíng)南山P4剖面，位于研究區(qū)北東向約50 km，總厚度大于1500 m，上部被哲斯組整合覆蓋，未見底，主要以酸性火山熔巖為主，見極少量中酸性火山巖夾層和沉積巖夾層，未見化石.嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶PM001剖面其巖石組合特征與上述兩條大石寨組剖面的較相近，均以一套酸性、中酸性火山熔巖為主，局部夾石英片巖等沉積夾層，具有可比性.

圖4 研究區(qū)大石寨組綜合柱狀對(duì)比圖Fig.4Comparison between the comprehensive columns of Dashizhai formation in the study area

4.3 大石寨組年代學(xué)特征

近年來前人對(duì)不同地區(qū)大石寨組火山巖進(jìn)行了同位素年代學(xué)的研究，代表性的觀點(diǎn)包括：1）汪潤(rùn)潔［4］（1987）對(duì)赤峰地區(qū)大石寨組火山巖采用K-Ar法測(cè)年，獲得的等時(shí)線年齡為242～264.7 Ma；2）ZHU Yongfeng等［5］（2001）對(duì)林西地區(qū)大石寨組玄武巖和中酸性火山巖采用Rb-Sr法測(cè)年，獲得的年齡為270 Ma，并認(rèn)為大石寨組火山巖形成于西伯利亞板塊和華北板塊碰撞后的伸展環(huán)境；高德臻等［6］（1998）對(duì)蘇尼特左旗東北達(dá)爾罕敖包地區(qū)大石寨組中的安山巖采用Rb-Sr法測(cè)年，獲得的年齡值為281 Ma；陶繼雄等［7］（2003）于滿都拉地區(qū)采用單顆粒鋯石U－Pb法測(cè)得大石寨組玄武巖的年齡為（285±11）Ma；Zhang X H等［8］（2008）對(duì)錫林浩特一帶大石寨組火山巖采用SHRIMP鋯石UPb同位素測(cè)年，獲得玄武安山巖的年齡為（281±3）Ma，流紋巖的年齡為（279±3）Ma，并認(rèn)為大石寨組火山巖形成于裂谷或裂陷槽環(huán)境；3）郭鋒等［9］（2009）則對(duì)大石寨地區(qū)大石寨組玄武巖采用SHRIMP鋯石U－Pb同位素定年，獲得的年齡值為（439±3）Ma，并認(rèn)為大石寨組火山巖形成于俯沖帶構(gòu)造環(huán)境［2］.除個(gè)別測(cè)年結(jié)果有差異外，前人得出的大石寨組的形成年代為（242～285）±11 Ma.本文從最近資料??黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院.黑龍江省1/5萬嫩北農(nóng)場(chǎng)、石頭溝子、山河農(nóng)場(chǎng)、科洛幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.2013.得到的這套晚古生代火山巖地層的年齡為266～290 Ma，與大石寨組形成時(shí)代基本吻合.

5 結(jié)論

本文通過對(duì)前人工作成果資料的分析研究，發(fā)現(xiàn)嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶前人劃分為核桃山組的一套晚古生代火山巖地層與研究區(qū)附近的大石寨組巖性組合可以對(duì)比.同時(shí)，從變流紋巖和糜棱巖化中酸性火山巖中取得的266～290 Ma鋯石LA-ICP-MS U－Pb同位素年齡，與前人在不同地區(qū)大石寨組中取得的測(cè)年數(shù)據(jù)基本吻合.因此，將嫩北農(nóng)場(chǎng)一帶這套晚古生代火山巖地層重新厘定為下二疊統(tǒng)大石寨組（P1d）較為適宜.

興安地塊和松嫩地塊的拼貼時(shí)間一直是地質(zhì)界學(xué)者爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，大石寨組正處于兩個(gè)板塊的結(jié)合部位，本文通過對(duì)下二疊統(tǒng)大石寨組的厘定，為嫩江-黑河構(gòu)造帶構(gòu)造演化提供了新的地層證據(jù).

［1］苗來成，范蔚茗，張福勤，等.小興安嶺西北部新開嶺-科洛雜巖鋯石SHRIMP年代學(xué)研究及意義［J］.科學(xué)通報(bào),2003,48（2）:2315—2323.

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DETERMINATION OF THE LATE PALEOZOIC VOLCANIC STRATA AROUND THE NENBEI FARM IN DAXINGANLING REGION

NA Fu-chao1,YANG Xiao-ping2,WANG Yan1,FU Jun-yu1,WU Yue1,YANG Fan1
（1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China; 2.Qiqihar Branch,Heilongjiang Institute of Geological Survey,Qiqihar 161000,Heilongjiang Province,China）

A set of Late Paleozoic strata,dominated by acid-intermediate volcanic lava,is outcropped around the Nenbei Farm in Daxinganling region.Previously,the stratigraphic division and age of the strata have been great differences.The reasons for this are as follows:On the one hand,the volcanic rocks in the area are great in thickness,discontinuously outcropped and covered by vegetation,with top and bottom mostly contacted with faults or covered with Quaternary sediments.On the other hand,there is less fossils in the volcanic rocks,or lack of precise isotopic geochronological data. Based on recent research results and comparison between the rock assemblages on zircon U-Pb geochronology,these Late Paleozoicstrataarereassigned.

volcanic rocks;zircon LA-ICP-MS U-Pb age;Late Paleozoic strata;the Nenbei Farm;Daxinganling region

1671-1947（2014）04-0311-05

P588.14

A

2013－05－20；

2013-07-16.編輯：李蘭英．

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“東北地區(qū)晚古生代以來構(gòu)造演化特征綜合研究專題二嫩江-黑河地區(qū)晚古生代拼合構(gòu)造帶研究項(xiàng)目”（科［2013］01-049-011）資助.

那福超（1986—），男，碩士，工程師，從事構(gòu)造地質(zhì)研究工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區(qū)黃河北大街280號(hào)，E-mail//350413595@qq.com