吉林省蛟河市东北部红山组碎屑岩中碎屑锆石年龄信息及物源分析

李栋， 高鹤， 聂立军， 陶军宇

1.吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春 130022；2.吉林省水文地质调查所，吉林 长春 130103；3.吉林省核工业地质局，吉林 长春 130062

0 引言

吉林省蛟河市东北部一套变质碎屑岩时代划分和物质来源等，一直存在重大争议[1-2]。近年来随着区域上与该套地层相似的浅变质碎屑岩的时代划分与归属研究取得重大进展[3-6]，蛟河市东北部的红山组浅变质碎屑岩地质特征和沉积时限研究也取得突破，确定了其沉积时限上限在250 Ma左右[7]。但是其沉积下限、物质来源等系列问题还一直存在争议。本文依据已有的碎屑锆石测年信息，对该套地层的物源等进行了系统研究。

1 碎屑锆石年龄数据来源

吉林省蛟河市东北部红山组变质碎屑岩主要分布于蛟河市前进乡民主屯、平地沟、额勒赫—太阳屯—城阳屯一带；另在敦化市额穆镇西北岔林场一带也均有出露。总体上呈北东向展布，并在大面积侏罗纪花岗岩和晚三叠世花岗岩中呈残留弧岛状产出(见图1)。

图1 研究区地质简图(据1∶5万退抟等幅地质图修改，A据文献[8])Fig.1 Geological sketch map of the study area1.第四系河流冲积物；2.新生代玄武岩；3.中生代火山岩；4.晚二叠世红山组碎屑岩；5.古元古代新兴岩组碎屑岩；6.晚白垩世辉长岩；7.中侏罗世花岗斑岩；8.中侏罗世花岗岩；9.中侏罗世闪长岩；10.早侏罗世花岗岩；11.晚三叠世花岗岩;12.取样位置及编号。

测年样品采自蛟河市东北部的城阳屯西北部和东北部露头较好的典型剖面中，样品编号为 D6050-1和Pm009-5-1。样品测试方法采用锆石LA-ICP-MS U-Pb 方法，测试分析在中科院地质与地球物理所大陆动力学重点实验室完成，测试原始数据见表1。

2 碎屑锆石年龄信息分析

依据前人获得年龄数据分析，蛟河市东北部红山组浅变质岩中碎屑锆石年龄数据大致可以分为7组年龄(见图2)。其中较年轻的组一和组二两组碎屑锆石206Pb/238U表面年龄为181～188 Ma和222 Ma，其锆石比较完整，晶型为较好的自型晶。其余5组年龄的碎屑锆石大多数晶型具有磨圆特征，为经过搬运后沉积的碎屑锆石,锆石206Pb/238U表面年龄数据分别为244～268 Ma，333～343 Ma，425～446 Ma，484～516 Ma，810～867 Ma。

图2 红山组碎屑锆石U-Pb年龄谐和图Fig.2 U-Pb age concrodia diagram of detrital zircon of the Hongshan Formation

3 物源分析

结合区域地质特征分析，蛟河市东北部红山组浅变质碎屑岩中最老一组碎屑锆石年龄仅为810 ～867 Ma，并未发现更古老的年龄信息。这说明佳木斯地块提供了一定的物质来源；而484～516 Ma的碎屑锆石年龄与佳木斯地块上麻山群和广泛分布的早古生代花岗岩年龄一致，也充分证明了佳木斯地块提供了一定的物质来源的事实。

425～446 Ma一组碎屑锆石年龄与松嫩—张广才岭地块东缘活动陆缘的二长花岗岩年龄一致，其源区岩石形成的构造背景为松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块之间的大洋消失和两个陆块的拼合有关[3]。

333～343 Ma一组碎屑锆石年龄与舒兰地区机房沟岩组中的变质流纹岩、变质安山质凝灰质角砾熔岩[9]及四楞山岩体形成年龄一致，而略晚于区域上较发育的中晚泥盆世中酸性火山岩[10]。结合四楞山岩体的“A”型花岗岩特征，可以认为松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块均碰撞后的伸展环境持续到早石炭世。

244～268 Ma一组碎屑锆石年龄与佳木斯地块一套同碰撞花岗岩年龄完全一致[11]，进一步证明物源来源于佳木斯地块，母岩形成可能与佳木斯地块与周围块体或佳木斯地块内部块体间的拼合作用有关 。

222 Ma左右的锆石为自型短柱状晶体，与相伴于该套地层分布面积较大的晚三叠世三道河正长花岗岩岩体年龄一致[12]；而181～188 Ma锆石为自型柱状晶体，与区域上大面积分布的早侏罗世白石山花岗闪长岩岩体[13]及大石河钼矿成矿年龄一致[14]，为后期岩浆活动侵入到红山组地层中的产物。

4 结论

(1)蛟河市东北部红山组碎屑岩碎屑锆石年龄显示，该处的该组地层物质主要来源于佳木斯地块及周边或内部的不同时期的构造活动带。

(2)依据碎屑岩中碎屑锆石的年龄信息，探讨物源区构造演化历史较探讨碎屑岩沉积时限更具有地质意义。