黑龙江省东北部勤得利-街津口地区基性侵入岩的锆石U-Pb 年龄及其地质意义

2021-05-11毕君辉葛文春周红英耿建珍杨浩王智慧

华北地质 2021年1期

毕君辉，葛文春，周红英，耿建珍，杨浩，王智慧

（1.中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170；2.吉林大学地球科学学院，长春130061；3.自然资源部中国地质调查局海岸带地质环境重点实验室，天津300170；4.中国地质调查局铀矿地质重点实验室，天津300170；5.河北地质大学资源学院，石家庄050031）

1 地质概况及样品特征

研究区位于黑龙江省东北部勤得利-街津口地区，大地构造位置处于佳木斯地块和那丹哈达地体的结合部位（图1a）。区内主要出露二叠纪和白垩纪的花岗质岩石，以及一套由深海相硅质岩、浊积杂砂岩、泥质页岩和板岩夹层等组成的大岭桥组地层，并将其时代置于上三叠统-下侏罗统[1]。近年来，地质学者对区内地层开展了大量的研究工作，认为区内地层主要形成于晚古生代，仅东部江边地区出露少量中生代大岭桥组地层[2，3]。

本文根据勤得利-街津口地区基性侵入岩的区域空间展布和岩石组合特征，将其划分为江丰岩体和金鹿岩体（图1b）。岩石类型以角闪辉长岩和辉长岩为主，局部可见斜长岩和斜长花岗岩（图2）。角闪辉长岩新鲜面呈灰黑色，局部可见向淡色角闪辉长岩，以及灰白色斜长岩和斜长花岗岩过渡，堆晶结构明显。岩石整体呈块状构造、细粒粒状结构，主要矿物组成为普通角闪石（55%～60%）、斜长石（35%～40%）和少量的单斜辉石（～5%），以及锆石和磷灰石等副矿物（图2a）。斜长岩和斜长花岗岩新鲜面呈灰白色，主体以无根细脉状、囊状和不规则状镶嵌于角闪辉长岩中（图2）。斜长花岗岩具有块状构造、半自形粒状结构，主要矿物组成为石英（30%～35%）和斜长石（65%～70%）（图2b）。

2 分析方法与定年结果

本文样品的锆石分选和U-Pb同位素定年工作分别在河北省廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司和中国地质大学（北京）科学研究院元素地球化学实验室完成。测年过程采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪法（LA-ICP-MS）对锆石进行微区原位U-Pb 同位素分析。具体的实验原理和分析流程见Xie et al.[4]。

图1 中国东北地区大地构造位置图（a）和勤得利-街津口地区地质简图（b）（据参考文献[2]）Fig.1 Tectonic subdivisions of northeastern China(a)and simplified geological map of the Qindeli-Jiejinkou area(b)

图2 勤得利-街津口地区基性侵入岩的野外和显微照片Fig.2 Representative outcrop and photomicrographs for representative mafic intrusion in the Qindeli-Jiejinkou area Q：石英；Hb：普通角闪石；Pl：斜长石

样品14GW566 为采自江丰岩体的斜长花岗岩（坐标：N47°53′05.1″，E132°55′14.9″），25颗锆石的25个测试点均落在谐和线上及其附近，其206Pb/238U年龄介于279～362 Ma之间，加权平均年龄为283±2 Ma（MSWD=0.34，n=22），另外两个测点的206Pb/238U年龄分别为301±13 Ma 和362±18 Ma（图3a）。其中283±2 Ma代表了岩石的结晶年龄，其余两个较老的年龄为斜长花岗岩中捕获锆石的年龄。样品14GW555 为采自金鹿岩体的角闪辉长岩（坐标：N47°55′15.0″，E133°03′34.6″），25个测试点的分析结果显示206Pb/238U年龄介于282～292 Ma之间，加权平均年龄为288±2 Ma（MSWD=0.6，n=25），代表金鹿岩体的侵位时代为早二叠世（图3b）。

3 勤得利-街津口地区基性侵入岩的形成时代及其地质意义

本文对勤得利-街津口地区出露的基性侵入岩进行锆石U-Pb年代学研究。CL图像显示，测年样品中的锆石主要呈自形晶或半自形晶，具有明显的振荡环带结构和条痕状吸收的特点，较高的Th/U比值（0.30～1.25），暗示具有岩浆成因锆石的特点，其定年结果可代表侵入岩的就位时代[5]。研究区内代表性样品角闪辉长岩和斜长花岗岩的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄分别为288±2 Ma和283±2 Ma，表明勤得利-街津口地区的基性侵入岩形成于早二叠世，并非前人认为的晚三叠世-早侏罗世。

图3 勤得利-街津口地区基性侵入岩的锆石U-Pb年龄谐和图Fig.3 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia diagrams for the mafic intrusion in the Qindeli-Jiejinkou area

Bi et al.[6]通过对出露于跃进山增生杂岩中东方红辉长岩的形成时代和成因进行分析，认为其是早二叠世（290～274 Ma）时期侵位到佳木斯地块东缘的大陆弧，暗示地块东缘晚古生代时期处于活动大陆边缘环境。此外，佳木斯地块东缘广泛发育同时代具有活动大陆边缘属性的花岗质岩石（305～259 Ma），以及一套由玄武岩、玄武质安山岩、流纹质凝灰岩和流纹岩组成的钙碱性火山岩系列（290～267 Ma），在空间展布上呈NNE向，进而证实该时期佳木斯地块东缘可能存在古大洋板块的西向俯冲作用[2]。值得注意的是，佳木斯地块东缘出露一套表征洋壳存在的MORB（包括N-MORB 和E-MORB）和OIB型镁铁质熔岩，研究表明其分别形成于弧后伸展和与地幔柱相关的大洋板内环境[2]。综上所述，本文认为勤得利-街津口地区早二叠世基性侵入岩形成于活动大陆边缘环境，其地球动力学机制可能与晚古生代时期佳木斯地块东缘古大洋板块的西向俯冲作用相关。