黑龙江省佳木斯东风地区粗中粒似斑状二长花岗岩锆石U-Pb年龄及地质意义

2016-09-19王兴郑涛谷华娟

地球 2016年2期

关键词：斑状佳木斯锆石

■王兴郑涛谷华娟

（黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院黑龙江哈尔滨150036）

黑龙江省佳木斯东风地区粗中粒似斑状二长花岗岩锆石U-Pb年龄及地质意义

■王兴郑涛谷华娟

（黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院黑龙江哈尔滨150036）

中粗粒似斑状二长花岗岩出露于小兴安岭东南部佳木斯东风地区，尽管前人也做了不少工作，但仍缺乏详细的岩石地球化学研究和可靠的成岩年龄测定。岩体出露面积较大，呈岩基状产出。岩石结构不均匀，呈似斑状，为肉红色似斑状二长花岗岩。本文详细进行岩石学、岩石化学、地球化学和同位素年代学研究。其形成为273.7±1.5Ma，其形成年代为中二叠世。

东风地区粗中粒似斑状二长花岗岩锆石U-Pb中二叠世

出露在小兴安岭的粗中粒似斑状二长花岗岩，属于伊春-延寿花岗岩带，但对于其研究较少，上世纪七十年代，进行了1:20万区调工作，把本区斑状二长花岗岩归为华力西期花岗岩。90年代部分区域开展过1:5万区调工作和黑龙江地质志编写工作。本区前人也有研究，认为本区斑状二长花岗岩为I型花岗岩，具有显著的壳幔岩浆混合成因，形成可能与西伯利亚板块和华北板块碰撞对接后的伸展有关。

1　地质背景与岩石学特征

粗中粒似斑状二长花岗岩出露小兴安岭东南部佳木斯东风地区，大体上呈巨型宽带状，呈岩基状产出，属于伊春-延寿花岗岩带的北部，处于兴安岭-内蒙褶皱区伊春-延寿褶皱系，位于佳木斯-兴凯地块及其陆缘构造带上。东临兴凯-布列亚地块的佳木斯-张广才岭隆起带上，延牡丹江深大断裂带的西侧尽南北侵位。岩体被早白垩世正长花岗岩呈脉状侵入，边部被早白垩世花岗闪长岩侵入接触，侵入晚奥陶世二长花岗岩。岩体以斑状二长花岗岩为主，岩石新鲜面多呈浅肉红色。具粗中粒似斑状花岗结构、中粗粒似斑状花岗结构，由粗中粒似斑状结构—中粗粒似斑状结构为渐变变化，块状构造。斑晶为钾长石，多呈浅肉红、褐色，半自形宽板状，大小10-20 mm，条纹长石为主，次为微斜条纹长石，含量5-15%；基质：粗中粒结构，钾长石：浅肉红色，宽板状半自形，以条纹长石为主，次为微斜条纹长石，卡氏双晶发育，粒径2-7mm，含量30-40%；斜长石：为灰白色、褐色，板柱状、他形粒状，弱环带—环带清晰，以更长石为主，少为更中—中长石，大小2-6mm，含量25-35%；石英：灰白色、烟灰色，它形粒状集合体，波状消光，局部与钾长石或黑云母锒嵌分布，粒径2-5mm，含量20-45%；暗色矿物以黑云母为主，褐色，片状、片状集合体，粒径0.5-2.0mm，含量2-5%；角闪石：绿色，不规则或半自形柱状，粒径0.2-2mm，含量1-2%。

2　地球化学特征

图1　东风地区粗中粒似斑状二长花岗岩球粒陨石标准化稀土配分曲线

岩石中SiO2含量在64.76%-75.04%，平均含量71.89%。Al2O3含在12.57%-17.38%，显示为富铝。全碱含量在7.89%-10.03%，K2O/Na2O为1.06-1.64，富钾。里特曼指数（δ）为1.97-4.62，为钙碱性—碱性。铝饱和指数A/CNK为1.40-1.56，大于1.1，为过铝质岩石特征。

岩石稀土元素总量∑REE为107.52-348.26×10-6，轻稀土元素（LREE）为79.82-310.93×10-6，重稀土元素（HREE）10.60-16.92× 10-6，轻重稀土比值（LREE/HREE）为6.73-18.37，为轻稀土富集型，δEu为0.24-0.64，为铕负异常。稀土配分曲线为右倾型曲线（图1）。

岩石微量元素大离子亲石元素Ba、K、Rb、Sr含量高，高场强元素Ti、P、Zr含量较高。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中（图2），大离子亲石元素Ba、K、Sr显示为负异常，高场强元素Hf、Zr为正异常，P、Ti、Ta、Nb为负异常。

图2　东风地区粗中粒似斑状二长花岗岩原始地幔标准化蛛网图

3　锆石U-Pb测年

图3　D5001锆石U-Pb年龄谐和图

前人未在本区测取同位素年龄，本次工作在测区中东部北东风经营所北石场沟附近采取，呈肉红色，样品重量13kg，分析出锆石颗粒较多，保证了样品用于U-Pb年代学测试的锆石的质量。样品D5001在河北省地矿局廊坊实验室用常规方法从样品中分离锆石，在天津地质矿产研究所进行测年分析。检测依据为DZ/T0184. 3-1997，主要仪器设备为NEPTUNE质谱仪。共对25个锆石颗粒进行了LA-MC-ICPMS U-Pb定年，采样部位基本都位于锆石的边部，校正后的有效数据24个。24个点的206Pb/238U表面年龄加权平均为273.7±1.5Ma（图3），属于中二叠世。

4　成因

测区粗中粒似斑状二长花岗岩富铝、富铁、富钾，里特曼指数（δ）为1.97-4.62，为钙碱性—碱性。在K2O-SiO2图解上，样品多数高钾钙碱性系列—钾玄武系列。在TFeO/（TFeO+MgO）值在0.84-0.88，富铁。总体显示为I型花岗岩特征，同时有样品落在钾玄武系列，同时岩石中存在微粒闪长岩包体，暗示了岩浆发生了壳幔混合作用。铝饱和指数A/CNK为1.40-1.56，大于1.1，为过铝质岩石特征，具有S型花岗岩特征，所以本区粗中粒似斑状二长花岗岩为I型花岗岩，同时具有S型花岗岩特征。