閆曉明　黃紹博

（1.東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊(duì)，遼寧沈陽(yáng)　110122；2.東北煤田地質(zhì)局勘察設(shè)計(jì)研究總院，遼寧沈陽(yáng)　110013）

華北陸塊北緣東段舊廟地區(qū)變質(zhì)基性巖墻群LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

閆曉明1黃紹博2

（1.東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊(duì)，遼寧沈陽(yáng)110122；2.東北煤田地質(zhì)局勘察設(shè)計(jì)研究總院，遼寧沈陽(yáng)110013）

華北板塊北緣東段舊廟地區(qū)晚太古代結(jié)晶基底內(nèi)發(fā)育眾多變質(zhì)基性巖墻群，應(yīng)用LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)年獲得的13個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示，該變質(zhì)基性巖墻群結(jié)晶年齡值為1801±17Ma，MSWD=2.7。這表明，變質(zhì)基性巖墻群的原巖形成于中元古代初，是華北板塊經(jīng)古元古代呂梁運(yùn)動(dòng)匯入Columbia超大陸之后于中元古代初發(fā)生伸展裂解而侵位的基性巖體。同已發(fā)現(xiàn)的中元古代魏家溝巖群一起，表明了華北板塊北緣東段中元古代造山帶的演化始于中元古代初。

基性巖墻群華北陸塊北緣LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年大陸裂解中元古代造山帶

對(duì)華北板塊北緣的區(qū)域構(gòu)造研究一直以來(lái)是眾多地質(zhì)學(xué)者的研究重點(diǎn)。近年來(lái)，在華北板塊北緣陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多中元古代變質(zhì)沉積地層、變質(zhì)火山沉積地層、蛇綠混雜巖、同碰撞花崗巖等［1-3］。一些學(xué)者認(rèn)為華北板塊北緣東段相比白云鄂博、渣爾泰山一帶裂解更晚，初始裂解始于中元古代末期，但沒(méi)有精確的年代學(xué)證據(jù)。筆者通過(guò)近年來(lái)參與25萬(wàn)阜新幅區(qū)調(diào)項(xiàng)目，在遼西舊廟地區(qū)（即華北板塊北緣東段）發(fā)現(xiàn)了以構(gòu)造巖片或包體存在的中元古代魏家溝巖群、中元古代同碰撞花崗巖及中元古代韌性剪切帶等，證實(shí)了華北板塊北緣東段中元古代造山帶的存在。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于華北陸塊北緣東段中元古代造山帶內(nèi)，緊鄰古生代興蒙造山帶，赤峰—開(kāi)原斷裂從研究區(qū)穿過(guò)。區(qū)內(nèi)太古宙結(jié)晶基底出露廣泛，由變質(zhì)深成巖和變質(zhì)表殼巖組成。區(qū)內(nèi)出露地層主要有中元古界魏家溝巖群、石炭系、白堊系和第四系，其中魏家溝巖群以構(gòu)造巖片形式逆沖推覆于太古宙變質(zhì)深成巖之上或以包體形式存在于中元古代侵入巖和中生代侵入巖中。區(qū)內(nèi)侵入巖時(shí)代以中元古代、海西期和燕山期為主，其中中元古代侵入巖巖性多樣，主要為輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖。魏家溝巖群上巖組以變粒巖為主，夾有淺粒巖，巖石化學(xué)分析及原巖恢復(fù)表明，變粒巖與淺粒巖原巖類型相當(dāng)于為鈣堿性系列的安山巖、英安巖等中酸性火山巖，形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。

2　巖石學(xué)及地球化學(xué)特征

四家子變質(zhì)基性巖墻群巖石類型以變質(zhì)輝綠巖為主，含少量變質(zhì)輝長(zhǎng)巖。巖石灰黑色，變余輝長(zhǎng)-輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀-弱片麻狀構(gòu)造。主要巖石成分為斜長(zhǎng)石和輝石。輝石呈它形-半自形柱狀充填于斜長(zhǎng)石間隙中，為綠色，大部分晶粒已蝕變?yōu)楹谠颇?、綠泥石、磁鐵礦，粒度0.2-0.5mm，含量60%-70%。巖石中的斜長(zhǎng)石多為基性斜長(zhǎng)石，呈半自形板柱狀，聚片雙晶發(fā)育，晶粒大部分蝕變?yōu)榫G簾石及絹云母，粒度0.5-1mm，含量30%-40%。

四家子變質(zhì)輝綠巖的常量元素與中國(guó)輝長(zhǎng)巖值（黎彤、1962）相比，具有高SiO2、TiO2、CaO，低Al2O3、K2O、Na2O、MgO的特點(diǎn)。該變質(zhì)輝綠巖的里特曼指數(shù)σ為2.05，屬鈣堿系列；鋁質(zhì)指數(shù)A/CNK值為0.53，屬過(guò)堿型；巖漿分異指數(shù)DI值為34.57，分異值較低，巖漿基性程度較高，分異較差，具鈣堿系列演化特征。

四家子變質(zhì)輝綠巖中稀土為輕稀土富集，重稀土虧損型，輕稀土經(jīng)歷了較強(qiáng)的分餾，而重稀土分餾較弱；四家子變質(zhì)輝綠巖的物質(zhì)來(lái)源局部可能與上地殼物質(zhì)有關(guān)，其稀土配分曲線呈右傾，銪無(wú)負(fù)異常，為輕稀土富集重稀土虧損型。

3　LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年

鋯石測(cè)年應(yīng)用193nm的ComPex102型ArF準(zhǔn)分子激光器和Agilent 7500a型ICP-MS儀器，從鋯石顆粒的CL圖像可以看出該變質(zhì)輝綠巖的鋯石晶形多不規(guī)則狀。對(duì)樣品中挑選出的石顆粒進(jìn)行U-Pb同位素年齡測(cè)定，鋯石U-Pb同位素比值。鋯石的Th/U比值均大于0.1（介于0.27-0.95之間，個(gè)別大于1.0，平均值0.58），說(shuō)明測(cè)試鋯石為巖漿成因。將鉛丟失嚴(yán)重的數(shù)據(jù)（7、10、12點(diǎn)）剔除后，四家子變質(zhì)輝綠巖的206Pb/238U表面年齡介于1767-1834Ma之間，其加權(quán)平均年齡為1801±17Ma，MSWD=2.7，代表結(jié)晶年齡，表明四家子輝綠巖墻群形成時(shí)代為中元古代初期。

4　構(gòu)造意義

過(guò)去普遍認(rèn)為華北板塊北緣在中元古代發(fā)生裂解，但西段明顯早于東段，即西段白云鄂博一帶于中元古代早期即發(fā)生裂解，而東段遼西地區(qū)則于中元古代末期才發(fā)生裂解。近年來(lái)的研究則表明，華北板塊北緣東段（研究區(qū)）亦存在著中元古代造山帶，由代表大陸邊緣沉積的魏家溝巖群、造山帶各演化階段的基-中-酸性侵入巖及EW向展布的韌性剪切帶組成。對(duì)于華北板塊北緣東段陸塊初始裂解的時(shí)間尚未有可靠的年代學(xué)依據(jù)。本次工作新發(fā)現(xiàn)的中元古代早期變基性巖墻群則代表了華北板塊北緣東段大陸初始裂解的基性巖漿活動(dòng)，表明華北板塊北緣東段Columbia超大陸的裂解始于中元古代初，與華北板塊北緣西段的裂解是同步的。

至此，華北板塊北緣東段的構(gòu)造演化輪廓基本厘清，即中元古代初Columbia超大陸裂解形成大陸裂谷，至中元古代末期經(jīng)歷了被動(dòng)大陸邊緣-活動(dòng)大陸邊緣-碰撞造山的演化過(guò)程。

5　結(jié)語(yǔ)

（1）本次工作發(fā)現(xiàn)的四家子變質(zhì)輝綠巖巖墻群年齡值為1801± 17Ma（U-Pb），是工作區(qū)存在中元古代初伸展裂解事件的直接證據(jù)，同大陸裂谷型沉積的魏家溝巖組一起證實(shí)了工作區(qū)北部也存在著一條中元古代初期的拗拉谷或裂陷槽。

（2）四家子變質(zhì)輝綠巖巖墻群的發(fā)現(xiàn)，在工作區(qū)及鄰區(qū)內(nèi)尚屬首次，它證實(shí)了華北陸塊北緣東段呂梁運(yùn)動(dòng)后克拉通的伸展裂解在中元古代初就已經(jīng)開(kāi)始了。改變了以往普遍認(rèn)為華北陸塊北緣東段的伸展裂解事件應(yīng)晚于白云鄂博地區(qū)，始于中元古代中后期的觀點(diǎn)。

［1］邵濟(jì)安，張履橋，李大明.華北克拉通元古代的三次伸展事件［J］.巖石學(xué)報(bào)，2002，18（02）：152-160.

［2］李江海，穆劍.我國(guó)境內(nèi)格林維爾期造山帶的存在及其對(duì)中元古代末期超大陸再造的制約［J］.地質(zhì)科學(xué)，1999，34（3）：260-272.

［3］高坪山，劉新秒.試論中國(guó)古大陸中-新元古代匯聚與裂解的地質(zhì)記錄［J］.前寒武紀(jì)研究進(jìn)展，1999，22（1）：47-53.

閆曉明（1986—），男，工程師，學(xué)士，從事煤田地質(zhì)勘查工作。