吉林省蛟河市東北部紅山組碎屑巖中碎屑鋯石年齡信息及物源分析

李棟， 高鶴， 聶立軍， 陶軍宇

1.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春 130022；2.吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春 130103；3.吉林省核工業(yè)地質(zhì)局，吉林 長(zhǎng)春 130062

0 引言

吉林省蛟河市東北部一套變質(zhì)碎屑巖時(shí)代劃分和物質(zhì)來源等，一直存在重大爭(zhēng)議[1-2]。近年來隨著區(qū)域上與該套地層相似的淺變質(zhì)碎屑巖的時(shí)代劃分與歸屬研究取得重大進(jìn)展[3-6]，蛟河市東北部的紅山組淺變質(zhì)碎屑巖地質(zhì)特征和沉積時(shí)限研究也取得突破，確定了其沉積時(shí)限上限在250 Ma左右[7]。但是其沉積下限、物質(zhì)來源等系列問題還一直存在爭(zhēng)議。本文依據(jù)已有的碎屑鋯石測(cè)年信息，對(duì)該套地層的物源等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

1 碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)來源

吉林省蛟河市東北部紅山組變質(zhì)碎屑巖主要分布于蛟河市前進(jìn)鄉(xiāng)民主屯、平地溝、額勒赫—太陽(yáng)屯—城陽(yáng)屯一帶；另在敦化市額穆鎮(zhèn)西北岔林場(chǎng)一帶也均有出露?？傮w上呈北東向展布，并在大面積侏羅紀(jì)花崗巖和晚三疊世花崗巖中呈殘留弧島狀產(chǎn)出(見圖1)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)1∶5萬退摶等幅地質(zhì)圖修改，A據(jù)文獻(xiàn)[8])Fig.1 Geological sketch map of the study area1.第四系河流沖積物；2.新生代玄武巖；3.中生代火山巖；4.晚二疊世紅山組碎屑巖；5.古元古代新興巖組碎屑巖；6.晚白堊世輝長(zhǎng)巖；7.中侏羅世花崗斑巖；8.中侏羅世花崗巖；9.中侏羅世閃長(zhǎng)巖；10.早侏羅世花崗巖；11.晚三疊世花崗巖;12.取樣位置及編號(hào)。

測(cè)年樣品采自蛟河市東北部的城陽(yáng)屯西北部和東北部露頭較好的典型剖面中，樣品編號(hào)為 D6050-1和Pm009-5-1。樣品測(cè)試方法采用鋯石LA-ICP-MS U-Pb 方法，測(cè)試分析在中科院地質(zhì)與地球物理所大陸動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試原始數(shù)據(jù)見表1。

2 碎屑鋯石年齡信息分析

依據(jù)前人獲得年齡數(shù)據(jù)分析，蛟河市東北部紅山組淺變質(zhì)巖中碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)大致可以分為7組年齡(見圖2)。其中較年輕的組一和組二兩組碎屑鋯石206Pb/238U表面年齡為181～188 Ma和222 Ma，其鋯石比較完整，晶型為較好的自型晶。其余5組年齡的碎屑鋯石大多數(shù)晶型具有磨圓特征，為經(jīng)過搬運(yùn)后沉積的碎屑鋯石,鋯石206Pb/238U表面年齡數(shù)據(jù)分別為244～268 Ma，333～343 Ma，425～446 Ma，484～516 Ma，810～867 Ma。

圖2 紅山組碎屑鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.2 U-Pb age concrodia diagram of detrital zircon of the Hongshan Formation

3 物源分析

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征分析，蛟河市東北部紅山組淺變質(zhì)碎屑巖中最老一組碎屑鋯石年齡僅為810 ～867 Ma，并未發(fā)現(xiàn)更古老的年齡信息。這說明佳木斯地塊提供了一定的物質(zhì)來源；而484～516 Ma的碎屑鋯石年齡與佳木斯地塊上麻山群和廣泛分布的早古生代花崗巖年齡一致，也充分證明了佳木斯地塊提供了一定的物質(zhì)來源的事實(shí)。

425～446 Ma一組碎屑鋯石年齡與松嫩—張廣才嶺地塊東緣活動(dòng)陸緣的二長(zhǎng)花崗巖年齡一致，其源區(qū)巖石形成的構(gòu)造背景為松嫩—張廣才嶺地塊與佳木斯地塊之間的大洋消失和兩個(gè)陸塊的拼合有關(guān)[3]。

333～343 Ma一組碎屑鋯石年齡與舒蘭地區(qū)機(jī)房溝巖組中的變質(zhì)流紋巖、變質(zhì)安山質(zhì)凝灰質(zhì)角礫熔巖[9]及四楞山巖體形成年齡一致，而略晚于區(qū)域上較發(fā)育的中晚泥盆世中酸性火山巖[10]。結(jié)合四楞山巖體的“A”型花崗巖特征，可以認(rèn)為松嫩—張廣才嶺地塊與佳木斯地塊均碰撞后的伸展環(huán)境持續(xù)到早石炭世。

244～268 Ma一組碎屑鋯石年齡與佳木斯地塊一套同碰撞花崗巖年齡完全一致[11]，進(jìn)一步證明物源來源于佳木斯地塊，母巖形成可能與佳木斯地塊與周圍塊體或佳木斯地塊內(nèi)部塊體間的拼合作用有關(guān) 。

222 Ma左右的鋯石為自型短柱狀晶體，與相伴于該套地層分布面積較大的晚三疊世三道河正長(zhǎng)花崗巖巖體年齡一致[12]；而181～188 Ma鋯石為自型柱狀晶體，與區(qū)域上大面積分布的早侏羅世白石山花崗閃長(zhǎng)巖巖體[13]及大石河鉬礦成礦年齡一致[14]，為后期巖漿活動(dòng)侵入到紅山組地層中的產(chǎn)物。

4 結(jié)論

(1)蛟河市東北部紅山組碎屑巖碎屑鋯石年齡顯示，該處的該組地層物質(zhì)主要來源于佳木斯地塊及周邊或內(nèi)部的不同時(shí)期的構(gòu)造活動(dòng)帶。

(2)依據(jù)碎屑巖中碎屑鋯石的年齡信息，探討物源區(qū)構(gòu)造演化歷史較探討碎屑巖沉積時(shí)限更具有地質(zhì)意義。