遼寧鞍山弓長嶺地區(qū)古太古代花崗巖研究進(jìn)展
——來自野外地質(zhì)和鋯石U-Th-Pb-Hf同位素的證據(jù)

王 偉，田忠華，劉福來

(中國地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)研究所， 北京 100037)

花崗巖是現(xiàn)代地球大陸上地殼的主要組成部分，也是地球區(qū)別于太陽系內(nèi)其他類地行星的重要地質(zhì)和巖石學(xué)標(biāo)志，對(duì)花崗巖成因的研究，是探討和揭示地球地質(zhì)歷史及其與其他類地行星差異演化過程的重要手段之一?？死ㄊ堑厍蛟谠缜昂浼o(jì)(主要為太古宙)形成的穩(wěn)定塊體中陸殼部分的統(tǒng)稱(翟明國， 2011)， 對(duì)全球各古老克拉通的物質(zhì)時(shí)空分布統(tǒng)計(jì)可知， 從古老陸核開始形成(約4.2～3.8 Ga)到新太古代早期(>2.7 Ga)之前， 克拉通由巨量相對(duì)富鈉的英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖(TTG巖系)、一些中基性深成巖和以綠巖帶為代表的表殼巖系構(gòu)成(Bhattacharyaetal., 2014)。盡管在南非、南美和我國鞍山等地保留有一定體積的中太古代花崗巖(如： Kamo and Davis, 1994； Almeidaetal., 2013； Dongetal., 2017)， 但就全球尺度而言， 相對(duì)富鉀的花崗巖系在新太古代之前所占的比例十分有限， 直至新太古代晚期(2.6～2.5 Ga)， 較大規(guī)模的花崗巖在全球各古老克拉通內(nèi)才普遍開始出現(xiàn)(Moyenetal.， 2003； Martinetal., 2005； Condieetal., 2009)， 此后逐漸取代鈉質(zhì)TTG巖系， 成為殼內(nèi)巖漿作用和物質(zhì)再循環(huán)的主要產(chǎn)物， 并在后太古宙地殼成分不斷發(fā)生分異的化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)背景下， 形成了當(dāng)今以花崗巖為主要成分的大陸上地殼。從花崗巖形成的時(shí)間發(fā)展規(guī)律來看， 花崗巖在地球形成早期(>2.6 Ga)的分布雖然并不廣泛， 但是對(duì)這類巖石的識(shí)別及其成因的研究， 可為追溯大陸地殼的形成和演化過程提供重要的制約。

華北克拉通是全球最古老的克拉通之一， 新太古代晚期(2.55～2.50 Ga)廣泛的構(gòu)造-熱事件使早期的陸殼基底遭受了強(qiáng)烈的破壞和改造(Zhaoetal., 2005； Zhai and Santosh, 2011； Wanetal., 2015b)。盡管如此， 目前依然在華北克拉通內(nèi)多地發(fā)現(xiàn)形成時(shí)代早于古太古代(>3.6 Ga)的TTG片麻巖、碎屑和殘余鋯石以及鋯石Lu-Hf和全巖Sm-Nd同位素年代學(xué)記錄(萬渝生等， 2009； Wanetal., 2019)。這些分散于華北各地的古老地質(zhì)年齡信息表明， 華北克拉通在形成初期可能存在多個(gè)古老陸核， 新太古代強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿作用使它們完成了初步的拼接和穩(wěn)定化， 并形成統(tǒng)一的陸殼基底。位于華北克拉通東北部， 龍崗地塊中的鞍本花崗綠巖地體是這些古老陸核之中規(guī)模較大的一個(gè)， 區(qū)域內(nèi)不僅識(shí)別出形成于始太古代(>3.8 Ga)的TTG片麻巖(Liuetal., 1992； Wanetal., 2005； Wuetal., 2008)， 還陸續(xù)識(shí)別出3.45 Ga的微陸塊(Liuetal., 2017)以及較大規(guī)模的中太古代(3.0～2.9 Ga)富鉀花崗巖(Dongetal., 2017)。通過區(qū)域地質(zhì)填圖， 筆者在鞍山弓長嶺至連山關(guān)一帶發(fā)現(xiàn)了若干古太古代花崗巖露頭， 推測尺度在幾米至幾十米不等， 與這些古老花崗巖共生的巖石均與之巖性一致， 且界線不清楚。本文對(duì)出露于弓長嶺鐵礦西南約10 km的古太古代富鉀花崗巖的野外地質(zhì)、礦物組合以及鋯石U-Th-Pb-Hf同位素特征進(jìn)行了研究， 這些地質(zhì)信息對(duì)揭示鞍本古陸核以及華北克拉通的形成和穩(wěn)定化過程具有參考意義。

1 地質(zhì)背景

位于華北克拉通東北部的龍崗地塊是華北典型的太古宙基底出露區(qū)之一(圖1a)， 自東向西可劃分為朝鮮東北部冠帽地體、吉南太古宙地體、遼東清原綠巖和遼北鞍本花崗綠巖地體， 這些地質(zhì)單元雖然總體上都以新太古代晚期(2.6～2.5 Ga)的深成巖和表殼巖為最主要的組成部分， 但它們各自的區(qū)域演化歷史、巖石變質(zhì)程度以及含礦性等地質(zhì)特征存在著較大的差異。已有資料表明， 冠帽地體和吉南地體內(nèi)出露的太古宙基底巖石年齡結(jié)構(gòu)和鋯石Hf同位素組成具有類似之處， 二者均保留新太古代2.7～2.5 Ga多期巖漿記錄以及2.9～2.6 Ga虧損地幔Hf模式年齡(Guoetal., 2016； Zhangetal., 2017； Wangetal., 2018)， 表殼巖具有綠巖帶組合的特征且含有條帶狀鐵建造(BIF)， 域內(nèi)不同地區(qū)的變質(zhì)程度不均勻， 高者可達(dá)麻粒巖相(翟明國， 2016)， 而變質(zhì)程度較低的地區(qū)僅為綠片巖相， 如吉南夾皮溝地區(qū)是華北克拉通少有的含金礦型太古宙花崗綠巖地體(沈保豐等， 1994； 李俊健等， 1996)。與冠帽和吉南太古宙地體不同， 在遼東清原綠巖帶內(nèi)目前還沒有發(fā)現(xiàn)形成于新太古代早期(2.8～2.7 Ga)或更古老的巖石， 其變質(zhì)程度總體較高， 為高角閃巖相(局部達(dá)麻粒巖相)， 帶內(nèi)的變火山巖系中存在2.6～2.5 Ga超基性巖石以及類似科馬提巖-玄武巖的組合， 在一些表殼巖中還含有大規(guī)模鉛-鋅礦(Zhaietal., 1985)。而鞍本花崗綠巖地體總體的變質(zhì)程度較低， 為綠片巖相至低角閃巖相， 區(qū)內(nèi)保留了華北克拉通最古老的巖石， 其地質(zhì)演化歷史可以追溯至始太古代3.8 Ga之前(Liuetal., 1992； Wanetal., 2005； Wuetal., 2008)， 在鞍山陳臺(tái)溝至鐵架山一帶廣泛出露3.8～3.3 Ga的TTG、閃長質(zhì)深成巖及3.3 Ga表殼巖， 弓長嶺地區(qū)出露較大規(guī)模的中太古代(3.0～2.9 Ga)花崗巖， 同時(shí)絕大多數(shù)形成于新太古代晚期(2.55～2.50 Ga)的巖石都具有早于中太古代的鋯石Hf和全巖Nd模式年齡(Wanetal., 2015a)。另一方面， 鞍本花崗綠巖地體內(nèi)一系列形成于新太古代晚期的火山-沉積巖系中伴生有大量BIF， 且部分層位的鐵品位較高， 是我國最重要的BIF型鐵礦產(chǎn)區(qū)(Zhai and Windley， 1990； Lietal., 2014， 2015)。

2 野外地質(zhì)特征

花崗巖是鞍山弓長嶺地區(qū)太古宙基底巖石中最主要的組成部分， 大致沿東西向展布于齊大山鐵礦以東至弓長嶺鐵礦的東西兩側(cè)(圖1b)。前期野外地質(zhì)和同位素年代學(xué)研究證實(shí)， 這些巖石主要類型為相對(duì)富鉀的黑云母二長-鉀長花崗巖、二云母鉀長花崗巖和一些花崗偉晶巖， 主體形成時(shí)代為中太古代(3.0～2.9 Ga)(Dongetal., 2017及本文)， 局部形成于新太古代晚期(～2.5 Ga)(Wanetal., 2015a)。但由于不同時(shí)代富鉀花崗巖的野外和構(gòu)造特征極為相似， 基本無法識(shí)別它們的邊界， 因此弓長嶺地區(qū)不同時(shí)代的花崗巖之間的關(guān)系目前并不清楚。原1∶5萬地質(zhì)圖中， 根據(jù)變形程度的不同， 將區(qū)域內(nèi)的花崗巖分為弓長嶺花崗巖和瓦子溝花崗巖， 其中前者的變形較強(qiáng)， 分布于弓長嶺鐵礦及其共生表殼巖系的東西兩側(cè)； 后者變形較弱或沒有變形， 分布于齊大山鐵礦的東側(cè)向南偏東方向延伸， 且變形較弱的瓦子溝花崗巖侵入強(qiáng)變形的弓長嶺花崗巖(圖1b)。

本文報(bào)道的古太古代花崗巖出露于弓長嶺鐵礦西南約10 km的河欄鎮(zhèn)后臺(tái)村附近(圖1b)， 實(shí)測地質(zhì)剖面AA′穿越了變形較強(qiáng)的弓長嶺花崗巖和弱變形的瓦子溝花崗巖兩個(gè)區(qū)域， 總長度約8 km， 除太古宙花崗巖(出露寬度>5 km)， 剖面上還可見遼河巖群表殼巖系及侵入其中的輝長巖(圖2)?？臻g上剖面AA’范圍內(nèi)的太古宙花崗巖被遼河巖群的片巖、石英巖及侵入片巖的輝長巖分為南北兩個(gè)部分， 且分別被劃歸為瓦子溝和弓長嶺花崗巖， 然而詳細(xì)的野外地質(zhì)填圖和室內(nèi)研究顯示它們記錄的面理產(chǎn)狀和礦物組合并沒有差別。手標(biāo)本尺度下可見這些花崗巖均由鉀長石(40%～60%)、斜長石(10%～30%)、石英(約30%)和少量黑云母組成， 局部出現(xiàn)白云母， 兩類長石和石英均為半自形或它形的粒狀變晶結(jié)構(gòu)， 鉀長石與斜長石相對(duì)含量的差異并沒有明顯的空間變化趨勢， 暗色礦物黑云母的含量較低， 但在不同地區(qū)的花崗巖露頭上均有分布。與黑云母少量均勻的趨勢不同， 白云母在不同露頭上或同一花崗巖露頭的不同部位中含量變化較大， 且沒有明顯的變化規(guī)律， 這表明白云母的出現(xiàn)很可能與巖體就位以后， 局部受流體或熱液的蝕變作用的影響有關(guān)， 它們不是巖漿結(jié)晶的礦物。Dong等(2017)對(duì)剖面北段的花崗巖進(jìn)行了鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf同位素組成研究， 結(jié)果顯示其形成時(shí)代為2.9 Ga， 鋯石虧損地幔Hf模式年齡峰值為3.9～3.8 Ga。本文報(bào)道的古太古代花崗巖出露于剖面AA’南段(圖2)， 它與相鄰中太古代花崗巖具有相同的野外地質(zhì)特征、面理產(chǎn)狀及礦物組合， 因此無法通過野外觀察對(duì)二者進(jìn)行有效的區(qū)分， 后臺(tái)村附近古太古代花崗巖的分布面積有待進(jìn)一步研究。在古太古代花崗巖南側(cè)出露寬度為0.5～1.5 m的花崗偉晶巖脈， 其中的鋯石遭受非常強(qiáng)烈的Pb丟失， 無法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的鋯石U-Pb定年。在偉晶巖南側(cè)與之直接接觸的巖石為古元古代遼河巖群表殼巖系， 巖石組合為(石榴子石)片巖、石英巖、千枚巖和火山碎屑巖。

3 樣品及測試

兩件花崗巖樣品(D2002-1和D3006-1)均采自實(shí)測地質(zhì)剖面AA′南段， GPS定位分別為123°22′56″E、41°04′02″N和123°23′44″E、41°03′24″N。樣品D2002-1具有中粗粒弱片麻狀構(gòu)造， 鏡下可見半自形的鉀長石， 局部保留變余花崗結(jié)構(gòu)， 礦物組合為鉀長石(50%)、斜長石(25%)、石英(25%)和少量黑云母(圖3a)。樣品D3006-1的蝕變較強(qiáng)， 其中斜長石遭受不同程度絹云母化， 礦物組合為鉀長石(35%)、斜長石(35%)、石英(25%)和一些絹云母及黑云母(圖3b)。

鋯石U-Th-Pb和Lu-Hf同位素成分測試均在武漢上譜實(shí)驗(yàn)室完成， 先利用LA-ICP-MS對(duì)鋯石單礦物進(jìn)行U-Pb定年， 之后通過多接收等離子質(zhì)譜對(duì)樣品D3006-1中已完成年齡分析的鋯石進(jìn)行Lu-Hf同位素分析。鋯石U-Pb年代學(xué)分析過程中激光束斑直徑和剝蝕頻率分別為32 μm和5 Hz， 采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正， 具體實(shí)驗(yàn)方法和測試流程見Zong等(2017)。原位Lu-Hf同位素分析的激光束斑直徑和剝蝕頻率分別為44 μm和8 Hz， 標(biāo)準(zhǔn)鋯石為GJ-1， 其他儀器參數(shù)和實(shí)驗(yàn)流程與Cao等(2016)的描述一致。樣品測試過程中獲得標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500和GJ-1的數(shù)據(jù)均與推薦值在誤差范圍內(nèi)一致， 具體分析結(jié)果見表1和表2。

4 鋯石U-Th-Pb-Hf同位素組成

富鉀花崗巖樣品D2002-1中的鋯石絕大多數(shù)為長柱狀的自形或半自形晶體， 它們的粒徑為100～200 μm， 雖然晶型相對(duì)完好， 但透射光下晶體內(nèi)部混濁不透明， 陰極發(fā)光(CL)下可見它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到不同程度的破壞， 應(yīng)與鋯石顆粒遭受了長時(shí)間較強(qiáng)的放射性損傷， 導(dǎo)致晶格結(jié)構(gòu)被破壞引發(fā)的退晶質(zhì)化有關(guān)。多數(shù)顆粒具有發(fā)光性極低的環(huán)狀幔部， 核部區(qū)域殘缺不全， 少數(shù)可識(shí)別出生長環(huán)帶(圖4a， 4b， 4c)。對(duì)28粒鋯石中放射性損傷較弱的核部進(jìn)行的原位U-Th-Pb成分分析顯示， 該樣品中鋯石的Th、U含量和Th/U值變化較大， 分別為67×10-6～1 319×10-6、284×10-6～2 368×10-6和0.06～1.20(表1)。受Pb丟失的影響， 樣品D2002-1中只有3個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(11、12和24)位于U-Pb諧和曲線上， 除27號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)以外， 其他分析點(diǎn)在諧和曲線下方沿不一致線分布， 構(gòu)成的上交點(diǎn)年齡為2 933±34 Ma(圖5a)。結(jié)合鋯石形態(tài)和多數(shù)分析點(diǎn)具有高Th、U含量及Th/U值的特點(diǎn)， 筆者認(rèn)為2 933±34 Ma代表花崗巖樣品D2002-1的侵位結(jié)晶年齡， 與Dong等(2017)在剖面AA′北段獲得的花崗巖侵位年齡一致， 同時(shí)也進(jìn)一步確認(rèn)與古太古代花崗巖(D3006-1)共生的巖石形成于中太古代。

續(xù)表1 Continued Table 1

富鉀花崗巖D3006-1中鋯石的形態(tài)特征與中太古代花崗巖D2002-1類似， 但礦物粒度變化更大， 粒徑為50～200 μm， 由于較強(qiáng)的放射性損傷， 絕大多數(shù)鋯石顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均被破壞， 在陰極發(fā)光下鋯石內(nèi)部較亮的區(qū)域呈斑雜或補(bǔ)丁狀(圖4d， 4e， 4f)。對(duì)55粒鋯石進(jìn)行的U-Th-Pb同位素分析，獲得的54個(gè)有效數(shù)據(jù)表明， 該樣品絕大多數(shù)鋯石的Th、U含量分別在100×10-6～600×10-6和400×10-6～1 500×10-6之間變化， Th/U值介于0.10～0.93之間， 7號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)Th含量僅為77×10-6， 而U含量>2 000×10-6， 導(dǎo)致其Th/U值偏低為0.04(表1)， 但該分析點(diǎn)處的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其他鋯石類似， 無法對(duì)其是否為變質(zhì)成因給出有效制約。由于該樣品同樣遭受了強(qiáng)烈的Pb丟失， 多數(shù)分析點(diǎn)位于U-Pb諧和曲線之下， 在15個(gè)諧和度>95%的有效數(shù)據(jù)點(diǎn)中， 除32號(hào)和38號(hào)兩個(gè)分析點(diǎn)的207Pb/206Pb表面年齡明顯偏大以外(分別為3 600 Ma和3 759 Ma)， 其余13個(gè)諧和數(shù)據(jù)加權(quán)平均年齡為3 337±24 Ma(MSWD=1.5)(圖5b)， 結(jié)合它們的形態(tài)和Th-U含量特征可知， 該年齡應(yīng)代表花崗巖樣品D3006-1的侵位結(jié)晶年齡，207Pb/206Pb表面年齡為3 600 Ma和3 759 Ma的顆粒為花崗巖中的繼承或殘余鋯石?？傮w來看， 所有位于諧和曲線下方的數(shù)據(jù)點(diǎn)并沒有沿一條不一致線分布， 由于樣品中明確存在繼承或殘余鋯石的年齡信息， 筆者認(rèn)為有些數(shù)據(jù)點(diǎn)是早期鋯石發(fā)生Pb丟失的結(jié)果。對(duì)以上54粒完成U-Pb年齡分析的鋯石顆粒進(jìn)行了Lu-Hf同位素組成分析， 共獲得46個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)， 以之前得到的207Pb/206Pb表面年齡為參數(shù)計(jì)算可知， 這些鋯石的初始176Hf/177Hfi值在0.280 391和0.280 857之間變化， 一階段Hf虧損地幔模式年齡tDM1為3 856～3 327 Ma， 沒有明顯的峰值(表2， 圖6)， 其中代表花崗巖中繼承或殘余鋯石的2個(gè)分析點(diǎn)(32和38)獲得的Hf模式年齡小于鋯石的207Pb/206Pb表面年齡， 導(dǎo)致這一結(jié)果的原因目前還不清楚。

表2 鞍山弓長嶺地區(qū)古太古代花崗巖鋯石Lu-Hf同位素組成

5 討論

5.1 古太古代花崗巖的產(chǎn)狀和源區(qū)特征

詳細(xì)的區(qū)域野外地質(zhì)和構(gòu)造學(xué)研究表明， 弓長嶺地區(qū)的太古宙花崗巖無論什么形成時(shí)代，都普遍保留傾向南西的構(gòu)造面理， 與華北克拉通東部其它地區(qū)的太古宙基底基本一致， 而明顯區(qū)別于古元古代遼河巖群的面理產(chǎn)狀。另一方面， 基底花崗巖與其南側(cè)遼河巖群的接觸帶具有拆離斷層的構(gòu)造特征(Tianetal., 2020)， 在后臺(tái)村識(shí)別出的3.34 Ga花崗巖恰好位于拆離帶邊部的構(gòu)造位置上。雖然古太古代花崗巖與北側(cè)中太古代(2.9 Ga)花崗巖的界限尚不清楚， 但基于構(gòu)造特征和兩類花崗巖在區(qū)域出露的相對(duì)面積大小， 筆者認(rèn)為二者不是構(gòu)造接觸關(guān)系， 前者應(yīng)以包體的形式分布于中太古代花崗巖中， 空間位置上與遼河巖群更接近的后臺(tái)村古太古代花崗巖受后期拆離作用的影響而出露于地表。

對(duì)鋯石U-Pb年齡和原位Hf同位素組成的研究已經(jīng)證實(shí)， 弓長嶺地區(qū)的中太古代花崗巖形成時(shí)代為2.9 Ga， 絕大多數(shù)巖漿鋯石的初始176Hf/177Hfi值非常接近， 鋯石的虧損地幔Hf模式年齡在3.9～3.8 Ga表現(xiàn)出明顯的峰值(Dongetal., 2017)。與之相比， 本次研究獲得的古太古代花崗巖初始176Hf/177Hfi值的分布范圍較大， 為0.280 391～0.280 857， 而鋯石的虧損地幔Hf模式年齡為3 856～3 327 Ma， 其中始太古代3.9～3.8 Ga的年齡峰值并不明顯(圖6)。由此可見， 與共生的中太古代花崗巖相比， 弓長嶺地區(qū)的古太古代花崗巖具有更加復(fù)雜的源區(qū)組成， 除部分始太古代的地殼物質(zhì)以外， 還有一些時(shí)代相對(duì)年輕的古太古代物質(zhì)加入。這進(jìn)一步說明鞍本地區(qū)在古太古代3.34 Ga之前已經(jīng)形成了一個(gè)具有多期巖漿作用記錄的復(fù)雜古陸核， 殼幔物質(zhì)的分離可能從3.9 Ga持續(xù)發(fā)生至3.5 Ga前后。

5.2 鞍本地區(qū)古-中太古代陸殼演化

研究區(qū)西側(cè)的鞍山東山和陳臺(tái)溝一帶保留有華北克拉通最古老的巖石， 形成年齡為3.8 Ga(Wanetal., 2005， 2019)， 與弓長嶺中太古代花崗巖中巖漿鋯石Hf模式年齡峰值以及古太古代花崗巖中的部分巖漿鋯石Hf模式年齡接近。結(jié)合詳細(xì)的構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查和其他區(qū)域地質(zhì)資料可知， 弓長嶺地區(qū)發(fā)育一系列左型走滑斷層， 其中以湯河斷裂的規(guī)模最大， 使研究區(qū)內(nèi)湯河斷裂南側(cè)的前寒武紀(jì)地質(zhì)體相對(duì)向東錯(cuò)開。區(qū)域構(gòu)造解析結(jié)果顯示， 這些走滑斷層的啟動(dòng)時(shí)間可限定在顯生宙， 錯(cuò)動(dòng)的距離>20 km， 而齊大山鐵礦南端到弓長嶺鐵礦北端的距離約為20 km。地質(zhì)特征方面， 齊大山和弓長嶺鐵礦的展布形態(tài)、構(gòu)造變形特征、巖石組合和形成時(shí)代都沒有明顯的差別。從空間的相對(duì)位置來看， 齊大山BIF鐵礦位于湯河斷裂以北， 其西側(cè)是鞍山始太古代3.8 Ga變質(zhì)雜巖； 而弓長嶺BIF鐵礦位于湯河斷裂以南， 其西側(cè)是巖漿鋯石Hf模式年齡主體為3.9～3.8 Ga的古-中太古代花崗巖組合。通過上述地質(zhì)特征推測鞍山弓長嶺太古宙地體在經(jīng)歷古-中太古代多期殼內(nèi)巖漿作用之前， 在鞍山地區(qū)出現(xiàn)沿現(xiàn)今南東方向延伸的始太古代古老陸核， 其分布面積比目前在鞍山地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的始太古代巖石出露面要大的多， 而后在古太古代(3.6～3.4 Ga)不斷有新生陸殼物質(zhì)形成并在3.34 Ga發(fā)生了殼內(nèi)巖漿作用形成了區(qū)域上最古老的花崗巖。這種殼內(nèi)循環(huán)作用于中太古代再次發(fā)生且規(guī)模更大， 使弓長嶺地區(qū)形成了2.9花崗巖系并逐漸演化出更加穩(wěn)定、成熟的大陸地殼。到新太古代晚期(2.6～2.5 Ga)之前， 齊大山和弓長嶺兩個(gè)BIF型鐵礦形成于鞍山古陸核東側(cè)沿北西-南東方向延伸的穩(wěn)定大陸邊緣海， 從中太古代2.9 Ga出現(xiàn)穩(wěn)定大陸地殼后， 在新太古代2.8～2.6 Ga一直長期接受古海洋的化學(xué)沉積， 最終在新太古代晚期(2.60～2.52 Ga)形成品位較高的BIF型鐵礦。在太古宙地質(zhì)演化結(jié)束后， 鞍山弓長嶺太古宙地體受古元古代構(gòu)造熱事件的影響不大， 太古宙基底保存完好， 直至顯生宙包括湯河斷裂在內(nèi)的一系列左型走滑斷裂將區(qū)域內(nèi)的早前寒武紀(jì)地體錯(cuò)開， 并形成現(xiàn)今各類地質(zhì)體的空間展布格局。

從更大的區(qū)域上來看， 鞍本綠巖帶內(nèi)存在多條含鐵表殼巖系， 如南芬和歪頭山等地的BIF鐵礦， 還有學(xué)者根據(jù)鋯石Hf同位素的分布特征提出在鞍本綠巖帶東部歪頭山一帶存在一個(gè)南北向延伸的～3.4 Ga古陸塊(Liuetal., 2017)。筆者認(rèn)為微陸塊的拼合模式是對(duì)鞍本綠巖帶的構(gòu)造沉積格局以及區(qū)域地殼演化過程較合理的解釋， 具有不同模式年齡的花崗質(zhì)深成巖區(qū)很可能代表了分布于不同地區(qū)的微小陸核， 而各條含鐵表殼巖系的原巖都沉積在這些微陸塊周圍的古海洋之中， 其中鞍山弓長嶺地體是最古老且最早出現(xiàn)花崗質(zhì)成熟大陸上地殼的陸核， 長期穩(wěn)定的大陸地殼和陸緣沉積環(huán)境為齊大山和弓長嶺大型BIF鐵礦的形成提供了重要的基礎(chǔ)。

巖石圈內(nèi)殼幔巖石的對(duì)偶、大面積殼熔花崗巖的形成、基性巖墻群和穩(wěn)定沉積蓋層的出現(xiàn)是大陸克拉通化的巖石學(xué)標(biāo)志(Zhai， 2011)， 弓長嶺地區(qū)的研究實(shí)例表明， 太古宙大陸地殼的穩(wěn)定化過程是不同步的， 作為早期地球的古陸核之一， 鞍山弓長嶺地區(qū)在華北克拉通2.5 Ga形成統(tǒng)一的大陸地殼之前的古-中太古代就已經(jīng)完成了區(qū)域陸殼成分分異， 并形成了穩(wěn)定的陸殼結(jié)構(gòu)。

6 結(jié)論

(1) 鞍山弓長嶺地區(qū)保留的古太古代花崗巖為中粒片麻狀二云母二長花崗巖， 以包體的形式分布于中太古代(3.0～2.9 Ga)花崗巖中， 并具有與后者一致的野外和構(gòu)造特征。

(2) 古太古代花崗巖中巖漿鋯石的加權(quán)平均年齡為3 337±24 Ma(MSWD=1.5，n=13)， 代表其侵位時(shí)代， 另有3.76～3.60 Ga繼承或殘余鋯石存在。所有鋯石初始176Hf/177Hfi值為0.280 391～0.280 857， 一階段虧損地幔模式年齡(tDM1)為3 856～3 327 Ma。

(3) 鞍本地區(qū)在古太古代晚期之前已形成具有多期巖漿作用記錄的古老陸核。

致謝感謝沈其韓先生對(duì)吾輩之諄諄教導(dǎo)，祝先生福澤綿長，身體安康！