吉林中部晚二疊世紅山組碎屑鋯石年齡及其地質(zhì)意義

辛玉蓮，聶立軍，周 凱，邸 新

（吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林長春130022）

吉林中部晚二疊世紅山組碎屑鋯石年齡及其地質(zhì)意義

辛玉蓮，聶立軍，周 凱，邸 新

（吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林長春130022）

在吉林1/5萬退摶等四幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，通過詳細的野外地質(zhì)調(diào)查和前人成果的綜合研究，對測區(qū)內(nèi)一直懸而未決的前中生代地層重新劃分為新興巖組和紅山組；采用LA-ICPMS技術，對碎屑巖中的碎屑鋯石進行U-Pb測年，確定了紅山組沉積時限下限為晚二疊世.這對研究造山帶變質(zhì)巖沉積時限提出了較好的借鑒.

區(qū)域地質(zhì)調(diào)查；碎屑鋯石；U-Pb年齡；晚二疊世；吉林省

1 地質(zhì)概況

吉林省中部－延邊西部敦化等地區(qū)，前中生代地層區(qū)劃屬于張廣才嶺-完達山地層大區(qū)，松花江地層區(qū)，伊春-尚志地層分區(qū)；中生代以后屬濱太平洋地層大區(qū)，張廣才嶺-南樓山地層分區(qū)，吉林地層小區(qū).本次工作將區(qū)內(nèi)前中生代地層單位劃分為新元古代新興巖組、晚二疊世紅山組.

2 存在問題

上述地層劃分多年來一直存有較大的爭議（表1）.1981年，吉林省區(qū)調(diào)所在1/20萬蛟河縣幅區(qū)調(diào)工作中，依據(jù)在城陽一帶采集的Paracalamites sp.等化石，將其置于晚二疊世楊家溝組.而同期在調(diào)查區(qū)南部開展的1/5萬二道甸子-漂河川幅工作（1983）則將其置于早古生代東南岔組，屬于呼蘭群的一部分.1988年，《吉林省區(qū)域地質(zhì)志》則又重新置于晚二疊世楊家溝組［1］.1996年，吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所在開展1/5萬新站等幅區(qū)調(diào)工作中，在這套地層的粉砂質(zhì)板巖中發(fā)現(xiàn)Leipsophosphaera minorminor, Trochysphaeridium incrassatium等微古植物化石，新建二合屯砂板巖，時代置于新元古代.《吉林省巖石地層》（1997）認為這套地層絕大部分仍屬于晚二疊世，地層分區(qū)依據(jù)全國多重地層劃分對比項目的方案屬于松花江地層區(qū)，伊春-尚志地層分區(qū)，將其置于紅山組［2］.而后，王友勤等在進行吉林省1/50萬數(shù)字地質(zhì)圖編制過程中（2000），認為這套砂板巖系巖石組合、微古植物特征、構造背景與張廣才嶺群的新興組基本一致，將其置于新興組；2003年開展的1/25萬敦化市幅區(qū)調(diào)沿用之.

表1 前中生代地層劃分沿革表Table 1 Pre-Mesozoic stratigraphic clivision

3 工作認識

本次野外地質(zhì)調(diào)查工作，通過詳細的剖面研究發(fā)現(xiàn)，該套地層主要由兩套巖石組合組成：其一為二云石英片巖、黑云石英片巖、二云片巖、石榴石紅柱石二云片巖組合；其二為灰黑色粉砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖、灰綠色變質(zhì)細砂巖組合，產(chǎn)植物化石碎片.二者變質(zhì)程度、構造樣式明顯不同，并呈斷層接觸，應為2個巖石地層單位.其中前者巖石在宏觀特征、巖石共生組合等方面與黑龍江省張廣才嶺地區(qū)張廣才嶺巖群新興巖組具有相似的地質(zhì)特征，尊重前人資料，沿用新興巖組.后者為灰黑色粉砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖，劃入紅山組.

從剖面可以看出，區(qū)內(nèi)紅山組主要為一套灰黑色粉砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖、粉砂巖及灰綠色變質(zhì)細砂巖，屬于一套細碎屑巖.其中板巖中見有黃鐵礦假晶（圖1），粉砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖中采集到大量植物碎片，反映晚二疊世紅山組古地理環(huán)境處于陸相的較強烈的還原環(huán)境之下，造成植物化石保存不完整、碳化嚴重.根據(jù)巖石地球化學分析，紅山組的板巖在Ba-Sr圖解中投點均落入淡水區(qū)（圖2）.粉砂質(zhì)板巖中δCe值為0.899～0.951，也顯示出紅山組（P3h）具陸相地層沉積特征.

對于該套地層，盡管在城陽一帶產(chǎn)Paracalamites sp.，在測區(qū)東部青溝子一帶相同地層中產(chǎn)Callipteris-Comia-Iniopteris等植物化石組合及許多無法鑒定的植物化石碎片，但是只能說明其并非元古宙新興組產(chǎn)物，無法確定其具體時限.

4 碎屑鋯石測年結果討論

針對上述問題，本次工作對紅山組細碎屑巖，利用碎屑巖中的碎屑鋯石進行鋯石U-Pb測年（采用LA-ICPMS技術），探討紅山組細碎屑巖沉積時限.

工作中采集2個樣品進行碎屑鋯石U-Pb測年.其中D6050-1樣品共獲得了6組年齡（圖3、4，表2），主要年齡范圍870～252 Ma，最年輕的一組鋯石206Pb/238U表面年齡加權平均值為252±8 Ma.此外，還發(fā)現(xiàn)一顆鋯石，其表面年齡為184 Ma.該年齡值與敦化市大石河鉬礦的輝鉬礦Re-Os測年結果（185.6±2.7 Ma）一致，反映燕山期花崗巖侵位的熱事件年齡.另外一個樣品（pm009-5-1）共獲得 3組年齡（表 3、圖 5），最老一顆鋯石表面年齡為810 Ma，其余2組年齡集中在245～268 Ma和181～222 Ma.結合區(qū)域地質(zhì)情況分析：810Ma可能來自新元古代張廣才嶺巖群的碎屑變質(zhì)鋯石；245～268 Ma可能為晚二疊世紅山組碎屑鋯石；而181～222Ma應該為區(qū)域上大面積出露的早侏羅世花崗巖結晶鋯石.因此，筆者將紅山組時代置于晚二疊世晚期.

5 結論

筆者認為，利用碎屑鋯石精確測年技術研究造山帶變質(zhì)巖沉積時限具有較好的借鑒意義，特別是對研究不含化石或化石保存差無法確定沉積時限的前中生代地層很有幫助，但要把握幾個要點.

（1）盡可能多采集測試樣品.

表2 晚二疊世紅山組樣品（D6050-1）碎屑鋯石鈾鉛年齡測定數(shù)據(jù)Table 2 The U-Pb age of clastic zircon（Sample D6050-1）from Late Permian Hongshan formation

表3 晚二疊世紅山組樣品（pm009-5-1）碎屑鋯石鈾鉛年齡測定數(shù)據(jù)Table 3 The U-Pb age of clastic zircon（Sample pm009-5-1）from Late Permian Hongshan formation

（2）對所選取的鋯石進行成因系統(tǒng)分析，區(qū)分出碎屑鋯石、變質(zhì)鋯石，并對每類鋯石都進行測試.

（3）對測試結果根據(jù)區(qū)域地質(zhì)進行統(tǒng)計、分析.盡量用同時期的酸性火山巖中鋯石的U－Pb年齡確定變質(zhì)巖層的形成時代.如果缺乏同時期的火山巖，則分別用變質(zhì)碎屑巖中的碎屑鋯石和變質(zhì)鋯石的U-Pb年齡限定巖層形成時代的上下限［3］.

［1］吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局.吉林省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1988.

［2］吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局.吉林省巖石地層［M］.北京：地質(zhì)出版社，1997.

［3］周維屏，等.1∶5萬區(qū)調(diào)地質(zhì)填圖新方法［M］.武漢：中國地質(zhì)大學出版社，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.編輯：李蘭英.

“吉林省1/5萬退摶幅、西北岔屯幅、義氣崗子幅、勝利河幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項目（1212010710514）資助.

辛玉蓮（1961—），女，地質(zhì)高級工程師，從事野外地質(zhì)普查工作，通信地址長春市東南湖大路2718號，郵政編碼130033.