伊春花岗质片麻岩锆石U-Pb年代学特征

牛延宏, 刘宝山, 王　兴, 牛文治

(1.黑龙江省地质调查研究总院 齐齐哈尔分院,哈尔滨 150036;

2.中国地质大学 地球科学与资源学院，北京 100083)



伊春花岗质片麻岩锆石U-Pb年代学特征

牛延宏1, 刘宝山1, 王兴1, 牛文治2

(1.黑龙江省地质调查研究总院 齐齐哈尔分院,哈尔滨 150036;

2.中国地质大学 地球科学与资源学院，北京 100083)

[摘要]通过1∶5万朱拉比拉河等图幅区域地质调查工作，在伊春地区发现了新元古代花岗质片麻岩。应用锆石U-Pb测龄方法对花岗质片麻岩进行了年代学研究，23个点的206Pb/238U表面谐和年龄均在850 Ma左右，加权平均为850.2±2.1 Ma。该年龄代表花岗质片麻岩体的侵位时间为新元古代；而较新的499 Ma年龄可能是后期构造事件改造的新生锆石，反映后期构造热事件的年龄；1 518 Ma的年龄应是本次岩浆作用过程中捕获的早期锆石的年龄，该锆石年龄可能代表本区花岗岩的继承性锆石年龄。伊春花岗质片麻岩所在的地区存在前寒武纪的古老微陆块。

[关键词]伊春；花岗质片麻岩；U-Pb年龄；新元古代

近几年黑龙江省地质矿产局在伊春—延寿花岗岩带上先后开展了1∶200 000、1∶250 000、1∶50 000区域地质(矿产)调查工作，同时许多学者也做了大量的研究工作，取得了许多重要成果，研究表明中生代花岗岩为伊春—延寿花岗岩带的主体单元[1]，这条巨大的岩带上花岗岩体主要形成于印支期，部分形成于燕山期[2-4]，位于该岩带上的花岗质片麻岩形成时代被认为是古元古代[5]，目前在该花岗岩带上尚未发现新元古代岩体。本文基于黑龙江省朱拉比拉河幅、东风经营所幅1∶50 000区域地质矿产调查工作，利用锆石U-Pb测龄对伊春地区新元古代花岗质片麻岩形成时代进行了探讨，初步重塑该地区构造演化格局。

1区域地质背景

研究区的大地构造位置位于张广才岭地块伊春—延寿岩浆弧内，东邻佳木斯地块，靠近牡丹江深大断裂[6](图1-A)。

研究区处于兴安岭—内蒙褶皱区伊春—延寿褶皱系，位于伊春—延寿花岗岩带北部。花岗岩在区域上广泛分布，中生代(T3-K1)花岗岩以造山花岗岩为主[7,8]。在该花岗岩带上零星分布着新元古代花岗质片麻岩及早元古代东风山岩群、兴东岩群变质岩(图1-B)。花岗质片麻岩残斑中“δ”形旋转构造、眼球状构造、变形带等，为应力局部集中的产物，由韧性剪切作用形成。东风山岩群变质岩岩石组合较杂，有矽线黑云石英片岩、白云石英片岩、角闪黑云斜长片麻岩、石榴黑云二长片麻岩、二云钾长片麻岩、变粒岩、透闪石大理岩等；兴东岩群岩石组合为白云质大理岩、条带状大理岩、石墨大理岩、石英片岩、石墨片岩、片麻岩等。

由于遭受后期构造岩浆作用的强烈吞噬和构造混杂作用影响，新元古代花岗质片麻岩及东风山岩群、兴东岩群变质岩发生多次构造变形，导致构成结晶基底的地质单元支离破碎，对比极为困难。

图1　研究区地质简图及构造位置图Fig.1　Schematic geological map and the tectonic location of study area1.全新统; 2.下-中奥陶统宝泉组; 3.元古界亮子河组; 4.早白垩世花岗斑岩; 5.早白垩世正长花岗岩; 6.晚三叠世-早侏罗世二长花岗岩; 7.中二叠世二长花岗岩; 8.中二叠世花岗闪长岩; 9.晚石炭世片麻状二长花岗岩; 10.晚奥陶世闪长岩; 11.中寒武世二长花岗岩; 12.新元古代花岗质片麻岩; 13.不整合界线; 14.解译断裂; 15.实测断层; 16.地质界线; 17.角度不整合界线; 18.样品位置

新元古代花岗质片麻岩(Pt3gn)，主要分布于研究区东部，大致呈不规则带状分布。岩石具粒状变晶结构，片麻状构造，片麻理倾角多为30°~40°，岩体呈北北东走向，岩石局部可见“δ”形旋转构造、眼球状构造、变形条带等。矿物重结晶和变质结晶作用明显，多形成鳞片粒状变晶结构，由细粒镶嵌的石英构成条带；黑云母呈条纹状，绿帘石亦呈带状分布(图2)。

图2　花岗质片麻岩标本Fig.2　Granitic gneiss sample

2主要岩性的岩相学特征

新元古代花岗质片麻岩地质体主要岩石岩性为花岗质片麻岩，其岩相学特征如下：鳞片粒状变晶结构，变余斑状结构，片麻状构造。岩石中黑云母断续定向分布，具片麻状构造。变余斑晶为钾长石，他形粒状，格子双晶，条纹结构，为微斜条纹长石；晶体边缘少见蠕虫结构；粒径为6 mm，含量(面积分数)为2%~5%。变基质为鳞片粒状变晶结构，主要由长石、石英、黑云母和少量石榴石组成，矿物粒径为0.24~2.10 mm。石英呈他形粒状，波状消光，面积分数为35%~45%。长石呈他形粒状，钾长石可见格子双晶，条纹结构，为微斜条纹长石，斜长石发育聚片双晶，可见与石英交代形成的蠕虫结构，面积分数为40%~50%。黑云母呈红褐色片状，多色性明显，Ng′红褐色，Np′浅黄褐色，一组完全解理，晶体断续定向分布，具片麻状构造，面积分数为5%~15%。石榴石呈淡褐色，正高-正极高突起，糙面明显，晶体中有不规则的裂纹，正交偏光下全消光，显均质性，面积分数为1%(图3)。

图3　花岗质片麻岩显微照片Fig.3　Granitic gneiss sheet5 mm×10 mm, (+)

3样品锆石特征

为获取花岗质片麻岩同位素年龄，本次研究样品在东风经营所北石场沟采取。样品编号为D2251，岩石为新鲜基岩，呈肉红色，质量为15 kg；样品在河北省区域地质矿产调查研究所实验室用常规方法分离锆石，分离出锆石颗粒较多。锆石晶粒柱体晶棱清晰，而锥面上的晶棱则模糊；浅黄白色、浅褐黄色，性脆，硬度7.5；具有气体及黑色包体，荧光灯下发黄色光，粒径在0.2 mm，长宽比为2∶1～5∶1，大多数锆石表现出较好的环带(图4)，且多具核边结构，反映为岩浆锆石成因属性[9]。

4分析方法及结果

选取岩浆成因特征明显的锆石在天津地质矿产研究所进行年龄测定。检测依据为DZ/T0184.3-1997，主要仪器设备为NEPTUNE质谱仪。样品分析的详细化学流程在T. Krogh的基础上作了相应的改进，稀释剂为205Pb-235U混合稀释剂，所有铀、铅同位素比值均进行质量效应校正，校正系数(0.12±0.01)%(AMU)。

共对25个锆石颗粒进行了LA-MC-ICPMS U-Pb测龄，测点部位多位于锆石的边部， LA-MC-ICPMS U-Pb法测龄数据见表1。由表1看出，1～4、6～19、21～25等23个点的206Pb/238U表面谐和年龄均在850 Ma左右，加权平均为850.2±2.1 Ma，属于新元古代。由图5看出，这些点在谐和曲线图上在850 Ma较为集中，应为谐和年龄。测点5锆石表面年龄为1 518 Ma，测点20锆石表面年龄为499 Ma，与其他测点差别较大。而测点5、20与研究区之前开展的1∶250 000鹤岗市幅及1∶250 000嘉荫县幅取得的锆石U-Pb同位素年龄(1 129±3 Ma、419 Ma)较为接近；419 Ma、499 Ma年龄明显偏新，可能与受后期变质变形作用有关，为后期构造事件改造的新生锆石，反映了后期构造热事件的年龄[10]。1 129±3 Ma、1 518 Ma年龄反映的应是本次岩浆作用过程中捕获的早期锆石，该锆石年龄可能代表本区花岗岩的继承性锆石年龄或区域上构造热事件的年龄[11]。由此表明，本区花岗质片麻岩所在的地区应为前寒武纪的古老微陆块，陆块上有新元古代花岗岩形成的痕迹。

表1花岗质片麻岩锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年代学分析结果

Table1Analytical results of granitic gneiss by in the zircon LA-MC-ICPMA U-Pb geochrononlogy

图5　D2251样品锆石U-Pb年龄谐和图Fig.5　Zircon U-Pb concordian diagram of No.D2251 sample

5讨 论

研究区位于兴蒙造山带东端的佳木斯地块和松嫩—张广才岭地块结合部位的陆缘造山带上，经历了多次伸展拉张与挤压拼贴，地质构造复杂且具多旋回的特点[12]。松嫩地块和佳木斯地块之间在前寒武纪曾一度被洋盆相隔，晚元古代发生过大洋板块的俯冲消减；至早古生代末期，大洋板块又一次俯冲，使松嫩和佳木斯地块发生拼合、碰撞乃至逆冲推覆等造山事件[13]。新元古界之前在拉伸构造作用下形成陆内裂陷盆地，沉积了古元古代东风山岩群、兴东岩群及中元古代黑龙江岩群[14]。新元古代由于盆地的闭合过程中发生了推(滑)覆构造及韧性剪切作用，同时继承性锆石及地球化学特征表明区域上存在该期构造活动，使得先期形成的陆壳发生重熔，从而新元古代花岗岩定位，形成了区内古老陆壳。之后受多期构造-岩浆热事件影响使得片麻杂岩与围岩间多呈构造平行化或强烈韧性变形，使得陆壳支离破碎，且多已被吞噬，构成了现今格局。

6结 论

a.锆石SHRIMP年龄测定结果表明，1 518 Ma的年龄反映的应是本区花岗岩的继承性锆石年龄，而850±2 Ma代表本区花岗岩的结晶年龄。

b.新元古代花岗质片麻岩的发现，突破了张广才岭古老陆块以往只有古-中元古代花岗岩的认识，对探讨该地区的构造岩浆演化提供了新的思路。

c.新元古代花岗岩的发现，说明这条南北向的巨型花岗岩带上并非所有的花岗岩体都是形成于印支期或燕山期；同时，反映了松嫩—张广才岭地块在新元古代变质基底形成后，存在多期岩浆构造热事件。

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Zircon U-Pb dating of granitic gneiss in Yichun, Heilongjiang,

China and its geological significance

NIU Yan-hong1, LIU Bao-shan1, WANG Xing1, NIU Wen-zhi2

1.QiqiharBranch,ResearchInstituteofRegionalGeologicalSurveyofHeilongjiang,Haerbin150036,China;

2.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China

Abstract:The Neoproterozoic granitic gneiss is reported for the first time in Yichun based on the regional geological survey in the Zhulabila river and its adjacent areas at 1∶50 000 scale. Zircon U-Pb dating yields206Pb/238U concordant ages of ~850 Ma and the weighted mean age of 850.2±2.1 Ma, which are defined by 23 grains. This age indicates that the emplacement time of the granitic gneisses is Neoproterozoic. Meanwhile, the dating also yields the age of 499 Ma that probably suggests the newly generated zircon reformed by the later tectonic event, representing the time of the later tectono-thermal event. The age of 1518 Ma should be the age of the zircon captured during the Neoproterozic magmatic event, which suggests that an ancient massif exists in Yichun. The discovery of the Neoproterozoic granitic gneiss provides a new evidence for the tectonic and magmatic evolution in Yichun.

Key words:Yichun; granitic gneiss; U-Pb age; Neoproterozoic

[文献标志码][分类号] P597.3 A

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.01.10

[文章编号]1671-9727(2016)01-0095-07

[收稿日期]2014-06-25。

[第一作者] 牛延宏(1964-),男,高级工程师,主要从事区域地质矿产调查工作, E-mail:niuyanhong6699@163.com。