孫 巍，遲效國(guó)，潘世語(yǔ)，張 蕊，權(quán)京玉，范樂(lè)夫，王利民

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061 2.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，南昌 330001 3.東北煤田地質(zhì)局沈陽(yáng)測(cè)試研究中心，沈陽(yáng) 110016

大興安嶺北部新林地區(qū)倭勒根群大網(wǎng)子組鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

孫 巍1，遲效國(guó)1，潘世語(yǔ)2，張 蕊1，權(quán)京玉3，范樂(lè)夫1，王利民1

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061 2.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，南昌 330001 3.東北煤田地質(zhì)局沈陽(yáng)測(cè)試研究中心，沈陽(yáng) 110016

大興安嶺位于中亞造山帶的東段，自北向南劃分為額爾古納地塊、興安地塊和松嫩地塊。倭勒根群主體分布于額爾古納地塊，前人將其歸屬為新元古代-早寒武世。對(duì)新林地區(qū)倭勒根群大網(wǎng)子組的上部變火山巖段和下部變沉積巖段進(jìn)行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年。測(cè)試結(jié)果顯示：上部變火山巖的形成年齡為(430.7±4.1)Ma，屬早志留世；下部變沉積巖中碎屑鋯石的最小峰值年齡為(480.1±2.9) Ma，指示其沉積時(shí)間不早于早奧陶世。綜合文獻(xiàn)資料確定：新林地區(qū)倭勒根群淺變質(zhì)巖系是一套時(shí)間跨距從寒武紀(jì)到早志留世的巖石地層組合，而非新元古代-早寒武世；新林蛇綠巖的構(gòu)造侵位時(shí)間不早于早奧陶世；新林地區(qū)的大網(wǎng)子組、興隆溝地區(qū)的早奧陶世沉積與多寶山-伊爾施早奧陶世火山弧構(gòu)成了大興安嶺北部地區(qū)的早奧陶世弧-盆體系。

大興安嶺北部；新林地區(qū)；倭勒根群；鋯石U-Pb定年；火山巖

0 引言

大興安嶺位于中亞造山帶的東段，區(qū)域上自北向南劃分為額爾古納地塊、興安地塊和松嫩地塊，其構(gòu)造演化與古亞洲洋的閉合密切相關(guān)[1-7]。關(guān)于額爾古納地塊與興安地塊之間的拼合時(shí)間一直存在爭(zhēng)議，許多學(xué)者從不同角度對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了討論。李瑞山[8]發(fā)現(xiàn)新林蛇綠巖的逆沖斷層底部均發(fā)育剪切變形帶，其與下部的倭勒根群變質(zhì)砂巖、石英云母片巖等呈構(gòu)造接觸關(guān)系，結(jié)合倭勒根群上部地層的同位素(K-Ar)年齡為570 Ma，認(rèn)為大興安嶺地區(qū)在薩拉伊爾旋回晚期進(jìn)入橫向擠壓階段，并造成了區(qū)內(nèi)中-晚寒武世地層的缺失和新林蛇綠巖的逆沖推覆就位。葛文春等[9]則根據(jù)區(qū)域490 Ma以來(lái)的早古生代花崗巖具有造山后的特征，認(rèn)為額爾古納地塊與興安地塊于490 Ma前完成拼合。周建波等[10]報(bào)道了韓家園子興華渡口群的變質(zhì)年齡約為500 Ma，并提出東北地區(qū)存在約500 Ma的泛非事件。

就新林蛇綠混雜巖帶的研究而言，卷入混雜巖帶中最年輕的變質(zhì)地層的時(shí)代和組成對(duì)蛇綠巖就位的時(shí)限具有重要約束，加之新林蛇綠巖本身現(xiàn)存的測(cè)年難題，因此，加強(qiáng)對(duì)新林倭勒根群的形成時(shí)代和性質(zhì)的研究具有重大意義。新林地區(qū)倭勒根群變質(zhì)巖系曾由于缺少化石和高精度同位素年代學(xué)依據(jù)，被劃分為下奧陶統(tǒng)①。近年來(lái)人們?cè)诩闇辖M內(nèi)發(fā)現(xiàn)了化石并報(bào)道了新的年代學(xué)資料[11-12]，但與新林蛇綠巖體呈構(gòu)造侵位關(guān)系的大網(wǎng)子組的時(shí)代尚屬空白，這使新林蛇綠巖的構(gòu)造侵位時(shí)代不明。筆者對(duì)位于新林蛇綠巖附近的大網(wǎng)子組進(jìn)行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年研究。這項(xiàng)工作不但填補(bǔ)了大網(wǎng)子組時(shí)代的空白，而且對(duì)新林蛇綠巖的構(gòu)造侵位時(shí)代和該區(qū)早古生代沉積建造產(chǎn)出的構(gòu)造背景提出了新的制約。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

倭勒根群為新林地區(qū)發(fā)育最老的地層，主要分布于呼瑪縣倭勒根河流域及新林鎮(zhèn)東部(圖1)。該套地層自下而上劃分為吉祥溝組和大網(wǎng)子組，時(shí)代置于新元古代-早寒武世[12]。最初，前人在未取到化石等定年依據(jù)的情況下，通過(guò)與鄰區(qū)興隆溝地區(qū)的巖石組合特征進(jìn)行比對(duì)，將新林地區(qū)倭勒根群的時(shí)代歸屬為早奧陶世*黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)三隊(duì). 塔源幅1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告. 哈爾濱：黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1985.，其中吉祥溝組對(duì)應(yīng)于黃斑脊組(O1h)，大網(wǎng)子組的上部和下部分別對(duì)應(yīng)于樟松山組(O1z)和安娘娘橋組(O1a)*黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究院. 塔源幅1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖. 哈爾濱：黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究院，2000.。大網(wǎng)子組下部沉積巖段(原安娘娘橋組)主要分布在大烏蘇周圍和柯多蒂河上游等地。其主要巖性為泥質(zhì)粉砂巖、長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖、云母石英片巖，局部見(jiàn)有酸性火山巖和碳酸鹽巖，部分地段發(fā)育有片巖、糜棱巖和角巖等。

該沉積巖段的巖石建造表現(xiàn)為海相沉積的特征*黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)三隊(duì). 塔源幅1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告. 哈爾濱：黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1985.。大網(wǎng)子組上部火山巖段(原樟松山組)主要分布在大烏蘇河下游，小庫(kù)大音河上游和納雅魯河附近。巖性以變中基性熔巖為主，夾變酸性熔巖和斑點(diǎn)板巖。新林倭勒根群受后期花崗巖的侵入、破壞，普遍發(fā)育不同程度的角巖化。

區(qū)內(nèi)古生界僅出露少量石炭系*黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究院.塔源幅1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖.哈爾濱:黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究院,2000.,零星分布于塔源西南，主要由碎屑沉積巖組成。該套地層覆于倭勒根群大網(wǎng)子組之上，頂部被上侏羅統(tǒng)白音高老組覆蓋。區(qū)內(nèi)的中生界包括侏羅系中統(tǒng)和上統(tǒng)以及白堊系下統(tǒng)。中、上侏羅統(tǒng)主要由陸源碎屑沉積巖和陸相中基性火山巖組成。下白堊統(tǒng)主要由陸相火山巖及火山沉積巖組成。

1.倭勒根群；2.中生界；3.新林蛇綠巖；4.早石炭世二長(zhǎng)花崗巖；5.早石炭世正長(zhǎng)花崗巖；6.早白堊世石英二長(zhǎng)巖；7.第四系沉積物；8.地質(zhì)界線；9.斷層；10.樣品位置及樣品編號(hào)(2002XL-39*引自文獻(xiàn)[11])。圖1 大興安嶺北部新林地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)腳注②修編)Fig.1 Simplified geological map of Xinlin area in the northern Great Xing’an Range(modified after footnote②)

新林地區(qū)侵入巖分布較為廣泛，巖性以中深成的花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)花崗巖等為主，呈巖基或巖株?duì)町a(chǎn)出。Wu等[13]對(duì)新林地區(qū)原定為加里東早期的二長(zhǎng)花崗巖和輝長(zhǎng)巖分別進(jìn)行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年研究，結(jié)果表明其均形成于石炭紀(jì)。此外，區(qū)內(nèi)還分布有大面積的燕山期侵入巖。

新林蛇綠巖位于新林鎮(zhèn)東21 km處，形態(tài)近半橢圓狀，東西寬1.8 km、南北長(zhǎng)3.2 km，出露面積為5.76 km2。新林蛇綠巖北西邊界與倭勒根群大網(wǎng)子組的變質(zhì)砂巖、石英云母片巖呈斷層接觸，東部邊界與倭勒根群吉祥溝組呈斷層接觸，南西邊界則與中生界上侏羅統(tǒng)白音高老組(J3b)流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r呈斷裂接觸(圖1)。新林蛇綠巖的層序自底向頂主要由含異剝鈣榴石蛇紋混雜帶、變質(zhì)橄欖巖、層狀堆積巖、輝綠巖席狀巖床和變玄武巖等組成。其中底部含異剝鈣榴石蛇紋混雜帶出露于新林蛇綠巖西北部，剪切變形強(qiáng)烈，其變形特征與阿曼賽邁爾蛇綠巖體底部強(qiáng)烈剪切、蛇紋石化混雜巖所組成的推覆沖斷帶十分相似[8]，表明新林蛇綠巖逆沖推覆于大網(wǎng)子組的碎屑沉積巖之上。

2 樣品特征

對(duì)分布于新林東部16 km的大網(wǎng)子組下部的變泥質(zhì)粉砂巖進(jìn)行了年代學(xué)研究。測(cè)年樣品(11XL113-173)采集處巖石出露連續(xù)、巖石新鮮、層理構(gòu)造發(fā)育，受后期花崗巖侵位影響，巖石普遍發(fā)育角巖化，形成黑云母、透閃石等變質(zhì)礦物。采樣點(diǎn)地理坐標(biāo)為：51°37′58.6″N,124°34′25.8″E(圖1)。樣品巖性為透閃黑云微晶片巖，風(fēng)化面土黃色，新鮮面淺灰色，巖石主體為微粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。局部透閃石顆粒較大，顯示斑狀變晶結(jié)構(gòu)。主要礦物成分為長(zhǎng)英質(zhì)礦物(45%)、黑云母(35%)、透閃石(20%)和少量不透明礦物。黑云母呈定向排列，構(gòu)成片狀構(gòu)造。透閃石，略帶淡綠色調(diào)，無(wú)多色性，粒徑變化范圍較大，較大顆粒構(gòu)成變斑晶，粒徑多為0.1 mm×0.3 mm～0.15 mm×0.55 mm，基質(zhì)中為針狀或不規(guī)則狀的顯微變晶。根據(jù)礦物組合特征，其原巖可能為富含鈣質(zhì)的泥質(zhì)粉砂巖或泥質(zhì)巖(圖2)。

新林東7.5 km實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面為大網(wǎng)子組上部地層的典型代表剖面。該剖面出露巖性以變火山巖為主，自上而下出露巖性為黑綠色碎裂變基性熔巖、黃綠色斑點(diǎn)板巖、深綠色變安山質(zhì)火山巖、深綠色變英安質(zhì)火山巖和蝕變巖屑晶屑凝灰?guī)r等。其中火山巖層與斑點(diǎn)板巖之間均為斷層接觸，剖面厚度為1 932 m。地層受構(gòu)造作用影響強(qiáng)烈，局部發(fā)育碎裂構(gòu)造和糜棱巖化構(gòu)造。該套火山巖化學(xué)組成顯示為堿性系列，巖石組合為粗玄巖-玄武質(zhì)粗面安山巖(另文發(fā)表)，其中測(cè)年樣品(11XL131-202)的巖性為玄武質(zhì)粗安巖，地理坐標(biāo)為：51°39′39.5″N,124°28′44.2″E(圖1)。巖石風(fēng)化面灰褐色，新鮮面灰色，具斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為間堿結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為斜長(zhǎng)石和單斜輝石，斜長(zhǎng)石不同程度發(fā)生鈉長(zhǎng)石化，局部邊緣呈鋸齒狀，單斜輝石強(qiáng)烈碳酸鹽化?；|(zhì)成分主要為斜長(zhǎng)石、單斜輝石、填隙狀的堿性長(zhǎng)石和不透明金屬礦物?；|(zhì)中的單斜輝石幾乎都被綠泥石所取代，鉀長(zhǎng)石主要發(fā)生黏土化，斜長(zhǎng)石除發(fā)育鈉長(zhǎng)石化外，局部有弱的碳酸鹽化(圖2)。

圖2 樣品的正交偏光顯微照片F(xiàn)ig.2 Orthogonal polarization micrographs of samples

3 分析方法與分析結(jié)果

樣品的破碎和鋯石的挑選由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石靶制備過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[14]。陰極發(fā)光(CL)圖像采集工作在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所完成。U-Pb同位素定年在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(GPMR)利用LA-ICP-MS分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005，ICP-MS為Agilent 7500a。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法見(jiàn)文獻(xiàn)[15-18]。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMS DataCal[16-17]完成。采用32 μm的激光束斑。鋯石U-Pb諧和圖的繪制應(yīng)用Isoplot程序完成[19]，測(cè)試數(shù)據(jù)、加權(quán)平均年齡的誤差均為1σ。

透閃黑云微晶片巖(11XL113-173)的鋯石CL圖像顯示，鋯石主要呈短柱狀，個(gè)別呈長(zhǎng)柱狀，晶棱完好，鋯石振蕩環(huán)帶發(fā)育(圖3)。鋯石Th/U值為0.13～1.66，表明鋯石均屬巖漿成因。對(duì)該樣品中的60顆鋯石進(jìn)行了60個(gè)點(diǎn)的分析，給出的年齡范圍為476～1 733 Ma(206Pb/238U年齡(<1 000 Ma),207Pb/206Pb年齡(≥1 000 Ma))(表1)。其中有4個(gè)測(cè)點(diǎn)嚴(yán)重偏離諧和線，地質(zhì)意義不詳，其余56個(gè)測(cè)點(diǎn)年齡位于諧和線上及其附近，其年齡值顯示出如下分組特征(圖4)：第一組年齡包含28個(gè)測(cè)點(diǎn)，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(480.1±2.9)Ma，MSWD=0.06；第二組由4個(gè)測(cè)點(diǎn)組成，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(504.1±8.1)Ma，MSWD=0.16；第三組年齡測(cè)點(diǎn)有6個(gè)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(561.1±7.1)Ma，MSWD=0.04；第四組年齡測(cè)點(diǎn)有3個(gè)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(690±67)Ma，MSWD=6.9；第五組年齡測(cè)點(diǎn)有8個(gè)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(793±27)Ma，MSWD=7.2；第六組年齡測(cè)點(diǎn)有5個(gè)，207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為(1 659±140)Ma，MSWD=4.1；另有206Pb/238U 年齡：(913±15)Ma(1個(gè)測(cè)點(diǎn))；207Pb/206Pb年齡：(1 131±79)Ma(1個(gè)測(cè)點(diǎn))等。最小峰值年齡(480.1±2.9) Ma指示樣品的沉積時(shí)代不早于早奧陶世。

玄武質(zhì)粗安巖的鋯石CL圖像顯示，鋯石為短柱狀，晶棱明顯，振蕩環(huán)帶發(fā)育(圖3)。鋯石Th/U值為0.39～1.52，為巖漿成因。對(duì)該樣品的24顆鋯石進(jìn)行24個(gè)點(diǎn)的分析，給出的年齡范圍為427～563 Ma(206Pb/238U年齡)(表1)。其中有3個(gè)測(cè)點(diǎn)遠(yuǎn)離諧和線，地質(zhì)意義不詳。其余21個(gè)測(cè)點(diǎn)年齡位于諧和線上及其附近，其中有15個(gè)測(cè)點(diǎn)集中分布，其206Pb/238U年齡為426.8～433.7 Ma，加權(quán)平均年齡為(430.7±4.1)Ma，MSWD=0.04(圖4)。另有(460±9)Ma(1個(gè)測(cè)點(diǎn))、(484±11)Ma(3個(gè)測(cè)點(diǎn))、(528±12)Ma(1個(gè)測(cè)點(diǎn))和(563±9)Ma(1個(gè)測(cè)點(diǎn))等鋯石206Pb/238U年齡，為捕獲鋯石年齡。峰值年齡(430.7±4.1)Ma代表火山噴發(fā)/巖漿結(jié)晶年齡，表明該火山巖形成于早志留世。

4 討論

4.1 新林地區(qū)倭勒根群大網(wǎng)子組的形成時(shí)代及物源區(qū)

本次的測(cè)年結(jié)果顯示，新林地區(qū)大網(wǎng)子組下部碎屑巖段中的透閃黑云微晶片巖(11XL113-173)的最小峰值年齡為(480.1±2.9)Ma。在大興安嶺北部地區(qū)，新林地區(qū)北部的韓家園子-塔河地區(qū)曾報(bào)道過(guò)諸多早古生代侵入巖的年代學(xué)資料，新林以南則報(bào)道有多寶山地區(qū)與斑巖銅礦有關(guān)的花崗閃長(zhǎng)巖的年齡[20]。筆者對(duì)多寶山地區(qū)多寶山組火山巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年的結(jié)果為485 Ma(未發(fā)表資料)?；鹕綆r具有即時(shí)噴發(fā)即時(shí)沉積或即時(shí)剝蝕、搬運(yùn)、沉積的特征，考慮區(qū)域早奧陶世火山弧的空間分布特征，該火山弧可能是新林地區(qū)大網(wǎng)子組碎屑沉積巖的主要物源區(qū)之一，由此限定的大網(wǎng)子組下部碎屑巖段的沉積時(shí)間應(yīng)為早奧陶世。本文對(duì)大網(wǎng)子組上部火山巖段的測(cè)年結(jié)果為430 Ma，屬早志留世。苗來(lái)成等[11]報(bào)道了新林北部的處于倭勒根群吉祥溝組分布區(qū)內(nèi)的(圖1)黑云鉀長(zhǎng)透輝角閃片巖的鋯石SHRIMP年齡，測(cè)年樣品形成時(shí)代為(506±10)Ma。上述資料表明：新林地區(qū)倭勒根群淺變質(zhì)巖系實(shí)際上是一套時(shí)間跨距從寒武紀(jì)到早志留世的巖石地層組合，而不是之前認(rèn)為的新元古代-早寒武世。

圖3 代表性鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像及LA-ICP-MS測(cè)點(diǎn)位置Fig.3 Representative CL images of zircons and LA-ICP-MS analytical spots

點(diǎn)號(hào)wB/10-6Pb232Th238U232Th/238U同位素比值207Pb/206Pb±1σ207Pb/235U±1σ206Pb/238U±1σ年齡/Ma207Pb/206Pb±1σ207Pb/235U±1σ206Pb/238U±1σ11XL113-173-01572136740890.330.064420.001711.040740.026730.115510.001247555672413705711XL113-173-0213190012980.690.057970.003460.622860.039570.076690.00198528131492254761211XL113-173-03763127970.390.057560.003110.625690.035480.077020.00171522119493224781011XL113-173-04244252822141.140.058780.002440.631130.023750.077350.001145679549715480711XL113-173-05543144490.700.059580.002540.740310.030470.090560.001565879356318559911XL113-173-0621051722820.230.053830.001830.581430.020520.077450.001343657646513481811XL113-173-0720640913000.310.065490.001891.196020.035160.131860.0028179161799167981611XL113-173-08689380170800.540.055350.001080.596860.011870.076930.00063428474758478411XL113-173-091837178930.800.062190.001941.312310.040350.152120.0026268067851189131511XL113-173-1059140914600.280.106080.002204.838510.107320.324640.0034117333917921918121711XL113-173-11787606174130.820.053260.001570.576040.016910.077160.000973396746211479611XL113-173-122777569650.780.091530.003522.598360.125590.201600.0060014587313003511843211XL113-173-1346267031290.210.064070.001941.126160.034060.125250.001377446376616761811XL113-173-1413173613390.550.059640.003600.642700.041980.076960.00229591131504264781411XL113-173-15865317190.740.057680.002880.733200.038290.090870.0018351783558225611111XL113-173-16864988420.590.058920.003010.635130.031620.077610.0010956511149920482711XL113-173-17692466060.410.059460.002590.747950.032460.090770.001615839456719560911XL113-173-1811262710900.580.062190.002690.669710.028590.077420.001216809152117481711XL113-173-19733533920.900.065390.003331.171260.060390.129960.00243787112787287881411XL113-173-20210228017351.310.058060.002600.629110.028940.077190.001075329849618479611XL113-173-2117793517640.530.059570.002150.645970.022800.077720.001085877850614482611XL113-173-221622514250.590.093680.004093.705180.180290.282120.0080215028315723916024011XL113-173-23812397320.330.058240.002910.738790.037310.090830.0015253911156222560911XL113-173-24582583200.810.066820.004171.209480.070490.130400.00307831134805327901811XL113-173-2521441110150.410.077370.003231.877370.074830.172320.0021411317910732610251211XL113-173-26351503490.430.075740.005480.828860.061690.078080.002011088114613344851211XL113-173-27766117000.870.059170.003230.635490.032530.077470.0014157211950020481811XL113-173-28663095680.540.062630.003690.802850.045880.091420.0012669412659826564711XL113-173-29641567734301.660.067780.001961.215820.038680.127190.00214861-140808187721211XL113-173-30149119014210.840.063860.003300.692240.034600.078370.00228739105534214861411XL113-173-3111170610510.670.058200.002920.664560.032670.081790.0013753910551720507811XL113-173-32441623310.490.063410.005740.935280.081350.106420.00236722193670436521411XL113-173-33674196350.660.077760.004450.849440.052640.077600.001771140108624294821111XL113-173-34926018260.730.060250.004660.688400.053490.082060.00170613168532325081011XL113-173-35602945110.580.118550.007021.267660.070460.077260.00115194410683132480711XL113-173-3618595418850.510.056110.003260.602480.033560.077380.0015445713247921480911XL113-173-3739015311520.130.105430.003264.200280.133190.283870.0035217225616742616111811XL113-173-3811670611470.620.064170.004080.696850.043330.078240.0014074613553726486811XL113-173-391342388110.290.069360.002771.316500.050930.136340.001639097985322824911XL113-173-40206115821260.550.059860.002600.647990.027420.077280.000945989950717480611XL113-173-4112198711160.880.058750.002510.634490.027110.077550.001285679449917481811XL113-173-42974609880.470.061800.005560.659880.057720.077030.00234733194515354781411XL113-173-43572875820.490.064830.004130.689410.042600.077440.001797691355322648111

表1(續(xù))

a. 透閃黑云微晶片巖(11XL113-173)鋯石U-Pb諧和圖；b. 圖a的局部放大；c. 11XL113-173樣品鋯石(206Pb/238U)年齡頻率統(tǒng)計(jì)圖；d. 玄武質(zhì)粗安巖(11XL131-202)鋯石U-Pb諧和圖。圖4 新林地區(qū)大網(wǎng)子組鋯石U-Pb諧和圖Fig.4 Concordia U-Pb plots of zircons from Dawangzi Formation in Xinlin area

4.2 新林蛇綠巖的構(gòu)造就位時(shí)代

李瑞山[8]對(duì)新林蛇綠巖進(jìn)行了綜合詳細(xì)的研究，查明新林蛇綠巖內(nèi)發(fā)育有一系列沖斷層，組成疊瓦狀逆沖帶，每一逆沖斷層底部均發(fā)育剪切變形帶，其與倭勒根群大網(wǎng)子組的變質(zhì)碎屑巖呈構(gòu)造接觸關(guān)系。這些構(gòu)造特征說(shuō)明新林蛇綠巖在推覆逆沖過(guò)程中冷侵位于大網(wǎng)子組的碎屑沉積巖之上。因此，由大網(wǎng)子組的碎屑沉積巖的碎屑鋯石的最小峰值年齡限定的新林蛇綠巖構(gòu)造侵位的時(shí)間應(yīng)不早于早奧陶世。

4.3 大興安嶺北部早奧陶世的構(gòu)造背景

新林地區(qū)倭勒根群大網(wǎng)子組碎屑沉積巖段由于缺乏化石依據(jù)，曾與東鄰興隆溝地區(qū)的奧陶系進(jìn)行沉積建造對(duì)比，將其歸屬為奧陶系安娘娘橋組*黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究院.塔源幅1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖.哈爾濱:黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究院,2000.。南潤(rùn)善等[21]根據(jù)沉積建造、沉積相和厚度變化將大興安嶺地區(qū)奧陶系分為南、北帶，認(rèn)為南帶屬島弧帶、北帶為弧后盆地(圖5)。在弧后盆地中，地層以興隆溝地區(qū)為代表，該區(qū)的沉積物中有來(lái)自火山弧的物質(zhì)和大量陸源碎屑物[22]。本次測(cè)年資料表明，新林地區(qū)倭勒根群大網(wǎng)子組主體沉積時(shí)間與早奧陶世鈣堿性火山弧相一致，空間上與興隆溝和海拉爾地區(qū)的早奧陶世沉積構(gòu)成統(tǒng)一的沉積盆地[21](圖5)，沉積盆地近平行展布于火山弧的北側(cè)。趙芝等[1-3]在研究大興安嶺北部地區(qū)晚古生代火山巖地層時(shí)，提出在晚泥盆世-早石炭世期間，區(qū)域上存在古亞洲洋由南向北的俯沖過(guò)程。區(qū)域上古生代地層總體具有自北西向南東逐漸變新的趨勢(shì)。據(jù)Wu等[4]、孫德有等[5]、Li[6]、李錦軼等[7]的研究，東北地區(qū)古亞洲洋的最終閉合位置位于西拉木倫河-長(zhǎng)春-延吉一線，說(shuō)明在早古生代-晚古生代早期，古亞洲洋盆的主體位于多寶山-伊爾施火山弧的南側(cè)。這些資料揭示位于早奧陶世火山弧北部的新林-興隆溝一帶的同期沉積可能為弧后沉積，大興安嶺北部地區(qū)早奧陶世存在弧-盆體系[21-22]。

圖5 興安地層區(qū)早奧陶世島弧帶與弧后帶分布圖[21]Fig.5 Map showing the distribution of the Early Ordovician island arc and arc-rear belts in Hinggan stratigraphic provice[21]

5 結(jié)論

1)新林地區(qū)倭勒根群大網(wǎng)子組上部火山巖段的形成年齡為(430.7±4.1)Ma，屬早志留世；大網(wǎng)子組下部碎屑沉積巖段碎屑鋯石的最小峰值年齡為(480.1±2.9)Ma，限定其沉積時(shí)間不早于早奧陶世。綜合文獻(xiàn)資料，確定新林倭勒根群淺變質(zhì)巖系實(shí)際是一套時(shí)間跨距從寒武紀(jì)到早志留世的巖石地層組合。

2)新林蛇綠巖的構(gòu)造侵位時(shí)間不早于早奧陶世。

3)新林地區(qū)的大網(wǎng)子組、興隆溝地區(qū)的早奧陶世沉積與多寶山-伊爾施早奧陶世火山弧構(gòu)成了大興安嶺北部地區(qū)早奧陶世的弧-盆體系。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(GPMR)在鋯石U-Pb年齡測(cè)試中給予的幫助,黑龍江省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所杜海濤在野外工作中給予的幫助,在此一并表示感謝。

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Zircon LA-ICP-MS U-Pb Dating and Its Geological Significance of the Dawangzi Formation from Wolegen Group in Xinlin Area, Northern Great Xing’an Range

Sun Wei1,Chi Xiaoguo1,Pan Shiyu2,Zhang Rui1,Quan Jingyu3,Fan Lefu1, Wang Limin1

1.CollegeofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun130061,China2.JiangxiGeologicalExplorationandDevelopmentInstituteforNonferrousMetalOreDeposit,Nanchang330001,China3.ShenyangTestsResearchCentre,NortheastChinaCoalFieldGeologyBureau,Shenyang110016,China

The Great Xing’an Range, located within the east part of the Central Asian orogenic belt (CAOB), is composed of E'erguna, Xing’an and Songnen blocks, from north to south. The weakly metamorphosed rock series of the Wolegen Group are mainly distributed in the northern Xing’an block, and were previously regarded as the Neoproterozoic-Early Cambrian strata, in spite of rare reliable geological and geochronological evidence. In this paper, we report the LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of the Dawangzi Formation in Wolegen Group. The Dawangzi Formation consists of two lithologic units: the upper unit characterized by low-grade metamorphic volcanic rocks and the lower composed of low-grade metamorphic sedimentary rocks. The zircon dating results show that the meta-volcanic rock of the upper unit was formed in the Early Silurian period, its age is (430.7±4.1) Ma. The meta-sedimentary rock of the lower unit was formed not earlier than the Early Ordovician period as attested by the peak age of (480.1±2.9) Ma of the youngest population of zircons. The existing data show that the low-grade metamorphic rocks of the Wolegen Group are a stratum combination, which formed during the Cambrian to the Early Silurian instead of Neoproterozoic-Early Cambrian period. The zircon geochronology in the rock from the Dawangzi Formation shows that the tectonic emplacement of the Xinlin ophiolites were not older than the Early Ordovician period. The Ordovician clastic sedimentary rocks in Xinlin and Xinglong area were coeval with the Ordovician Duobaoshan volcanic arc volcanism, which indicates that there was an arc-basin system in the Northern Great Xing’an Range during the Early Ordovician period.

northern Great Xing’an Range; Xinlin area; Wolegen Group; zircon U-Pb dating; volcanic rocks

10.13278/j.cnki.jjuese.201401114.

2013-07-12

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(1212011085479)

孫巍(1987-)，男，博士研究生，主要從事巖石地球化學(xué)方面研究，E-mail:soohiboy@126.com

遲效國(guó)(1956-)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事巖石學(xué)和地球化學(xué)方面研究，E-mail:xiaoguo1956@sina.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201401114

P597.1

A

孫 巍，遲效國(guó)，潘世語(yǔ),等.大興安嶺北部新林地區(qū)倭勒根群大網(wǎng)子組鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及其地質(zhì)意義.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2014,44(1):176-185.

Sun Wei,Chi Xiaoguo,Pan Shiyu,et al.Zircon LA-ICP-MS U-Pb Dating and Its Geological Significance of the Dawangzi Formation from Wolegen Group in Xinlin Area, Northern Great Xing’an Range.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):176-185.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401114.