吉林中部晚二叠世红山组碎屑锆石年龄及其地质意义

辛玉莲，聂立军，周 凯，邸 新

（吉林省区域地质矿产调查所，吉林长春130022）

吉林中部晚二叠世红山组碎屑锆石年龄及其地质意义

辛玉莲，聂立军，周 凯，邸 新

（吉林省区域地质矿产调查所，吉林长春130022）

在吉林1/5万退抟等四幅区域地质调查中，通过详细的野外地质调查和前人成果的综合研究，对测区内一直悬而未决的前中生代地层重新划分为新兴岩组和红山组；采用LA-ICPMS技术，对碎屑岩中的碎屑锆石进行U-Pb测年，确定了红山组沉积时限下限为晚二叠世.这对研究造山带变质岩沉积时限提出了较好的借鉴.

区域地质调查；碎屑锆石；U-Pb年龄；晚二叠世；吉林省

1 地质概况

吉林省中部－延边西部敦化等地区，前中生代地层区划属于张广才岭-完达山地层大区，松花江地层区，伊春-尚志地层分区；中生代以后属滨太平洋地层大区，张广才岭-南楼山地层分区，吉林地层小区.本次工作将区内前中生代地层单位划分为新元古代新兴岩组、晚二叠世红山组.

2 存在问题

上述地层划分多年来一直存有较大的争议（表1）.1981年，吉林省区调所在1/20万蛟河县幅区调工作中，依据在城阳一带采集的Paracalamites sp.等化石，将其置于晚二叠世杨家沟组.而同期在调查区南部开展的1/5万二道甸子-漂河川幅工作（1983）则将其置于早古生代东南岔组，属于呼兰群的一部分.1988年，《吉林省区域地质志》则又重新置于晚二叠世杨家沟组［1］.1996年，吉林省第一地质调查所在开展1/5万新站等幅区调工作中，在这套地层的粉砂质板岩中发现Leipsophosphaera minorminor, Trochysphaeridium incrassatium等微古植物化石，新建二合屯砂板岩，时代置于新元古代.《吉林省岩石地层》（1997）认为这套地层绝大部分仍属于晚二叠世，地层分区依据全国多重地层划分对比项目的方案属于松花江地层区，伊春-尚志地层分区，将其置于红山组［2］.而后，王友勤等在进行吉林省1/50万数字地质图编制过程中（2000），认为这套砂板岩系岩石组合、微古植物特征、构造背景与张广才岭群的新兴组基本一致，将其置于新兴组；2003年开展的1/25万敦化市幅区调沿用之.

表1 前中生代地层划分沿革表Table 1 Pre-Mesozoic stratigraphic clivision

3 工作认识

本次野外地质调查工作，通过详细的剖面研究发现，该套地层主要由两套岩石组合组成：其一为二云石英片岩、黑云石英片岩、二云片岩、石榴石红柱石二云片岩组合；其二为灰黑色粉砂质板岩、千枚状板岩、灰绿色变质细砂岩组合，产植物化石碎片.二者变质程度、构造样式明显不同，并呈断层接触，应为2个岩石地层单位.其中前者岩石在宏观特征、岩石共生组合等方面与黑龙江省张广才岭地区张广才岭岩群新兴岩组具有相似的地质特征，尊重前人资料，沿用新兴岩组.后者为灰黑色粉砂质板岩、千枚状板岩，划入红山组.

从剖面可以看出，区内红山组主要为一套灰黑色粉砂质板岩、千枚状板岩、粉砂岩及灰绿色变质细砂岩，属于一套细碎屑岩.其中板岩中见有黄铁矿假晶（图1），粉砂质、泥质板岩中采集到大量植物碎片，反映晚二叠世红山组古地理环境处于陆相的较强烈的还原环境之下，造成植物化石保存不完整、碳化严重.根据岩石地球化学分析，红山组的板岩在Ba-Sr图解中投点均落入淡水区（图2）.粉砂质板岩中δCe值为0.899～0.951，也显示出红山组（P3h）具陆相地层沉积特征.

对于该套地层，尽管在城阳一带产Paracalamites sp.，在测区东部青沟子一带相同地层中产Callipteris-Comia-Iniopteris等植物化石组合及许多无法鉴定的植物化石碎片，但是只能说明其并非元古宙新兴组产物，无法确定其具体时限.

4 碎屑锆石测年结果讨论

针对上述问题，本次工作对红山组细碎屑岩，利用碎屑岩中的碎屑锆石进行锆石U-Pb测年（采用LA-ICPMS技术），探讨红山组细碎屑岩沉积时限.

工作中采集2个样品进行碎屑锆石U-Pb测年.其中D6050-1样品共获得了6组年龄（图3、4，表2），主要年龄范围870～252 Ma，最年轻的一组锆石206Pb/238U表面年龄加权平均值为252±8 Ma.此外，还发现一颗锆石，其表面年龄为184 Ma.该年龄值与敦化市大石河钼矿的辉钼矿Re-Os测年结果（185.6±2.7 Ma）一致，反映燕山期花岗岩侵位的热事件年龄.另外一个样品（pm009-5-1）共获得 3组年龄（表 3、图 5），最老一颗锆石表面年龄为810 Ma，其余2组年龄集中在245～268 Ma和181～222 Ma.结合区域地质情况分析：810Ma可能来自新元古代张广才岭岩群的碎屑变质锆石；245～268 Ma可能为晚二叠世红山组碎屑锆石；而181～222Ma应该为区域上大面积出露的早侏罗世花岗岩结晶锆石.因此，笔者将红山组时代置于晚二叠世晚期.

5 结论

笔者认为，利用碎屑锆石精确测年技术研究造山带变质岩沉积时限具有较好的借鉴意义，特别是对研究不含化石或化石保存差无法确定沉积时限的前中生代地层很有帮助，但要把握几个要点.

（1）尽可能多采集测试样品.

表2 晚二叠世红山组样品（D6050-1）碎屑锆石铀铅年龄测定数据Table 2 The U-Pb age of clastic zircon（Sample D6050-1）from Late Permian Hongshan formation

表3 晚二叠世红山组样品（pm009-5-1）碎屑锆石铀铅年龄测定数据Table 3 The U-Pb age of clastic zircon（Sample pm009-5-1）from Late Permian Hongshan formation

（2）对所选取的锆石进行成因系统分析，区分出碎屑锆石、变质锆石，并对每类锆石都进行测试.

（3）对测试结果根据区域地质进行统计、分析.尽量用同时期的酸性火山岩中锆石的U－Pb年龄确定变质岩层的形成时代.如果缺乏同时期的火山岩，则分别用变质碎屑岩中的碎屑锆石和变质锆石的U-Pb年龄限定岩层形成时代的上下限［3］.

［1］吉林省地质矿产局.吉林省区域地质志［M］.北京：地质出版社，1988.

［2］吉林省地质矿产局.吉林省岩石地层［M］.北京：地质出版社，1997.

［3］周维屏，等.1∶5万区调地质填图新方法［M］.武汉：中国地质大学出版社，1993.

THE AGE OF CLASTIC ZIRCONS FROM LATE PERMIAN HONGSHAN FORMATION IN CENTRAL JILIN PROVINCE:The geological implication

XIN Yu-lian,NIE Li-jun,ZHOU Kai,DI Xin
（Jilin Institute of Regional Geology and Mineral Resources Surveying,Changchun 130022,China）

During the 1:50000 regional geology survey of Tuituan and other three sheets in Jilin Province,the longdebated pre-Mesozoic strata are re-divided into Xinxing rock formation and Hongshan formation on the basis of detailed field geological survey and previous achievement.Furthermore,with LA-ICPMS,the U-Pb age of clastic zircons in the clastic rock is dated,showing that the deposition of Hongshan formation began in Late Permian,which offers a meaningful reference to further study on the deposition time of orogenic metamorphic rock.

regional geological survey;clastic zircons;U-Pb age;Late Permian;Jilin Province

1671-1947（2011）03-0201-04

P597

A

2011－05－13；

2011－05－22.编辑：李兰英.

“吉林省1/5万退抟幅、西北岔屯幅、义气岗子幅、胜利河幅区域地质调查”项目（1212010710514）资助.

辛玉莲（1961—），女，地质高级工程师，从事野外地质普查工作，通信地址长春市东南湖大路2718号，邮政编码130033.