伊春地區(qū)青嶺經(jīng)營所晚二疊世花崗巖的發(fā)現(xiàn)及地質(zhì)意義

劉寶山，王少軼，牛延宏

（1.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，哈爾濱 150036;2.中國地質(zhì)大學(xué)，北京 100083）

伊春地區(qū)青嶺經(jīng)營所晚二疊世花崗巖的發(fā)現(xiàn)及地質(zhì)意義

劉寶山1，王少軼2，牛延宏1

（1.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，哈爾濱 150036;2.中國地質(zhì)大學(xué)，北京 100083）

伊春市青嶺經(jīng)營所花崗巖具有高硅、富堿和過鋁質(zhì)特點，稀土元素配分模式以輕稀土元素富集且緩向右傾斜、重稀土元素較為平坦、銪略虧損－弱正異常型式，微量元素大離子親石元素Ba、K、Sr顯示為負異常，高場強元素Hf、Zr為正異常，P、Ti、Nb為負異常，巖石地球化學(xué)顯示S型花崗巖特點。R1－R2圖解中樣品落入造山晚期，具后碰撞花崗巖特征。中細?；◢忛W長巖鋯石U-Pb同位素測年206Pb/238U加權(quán)平均年齡為258±3Ma，細中粒二長花崗巖兩個樣品鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為261±1 Ma、267.3±1.4 Ma，三個樣品測年表明花崗巖形成于晚二疊世。該花崗巖的鋯石U-Pb年齡的確定和成因的探討對于深入研究伊春地區(qū)晚古生代構(gòu)造巖漿演化具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞：晚二疊世；鋯石；U-Pb定年；青嶺經(jīng)營所；伊春

研究區(qū)位于伊春－延壽花崗巖帶上，該帶分布有巨量花崗巖，巖性十分復(fù)雜，有元古宙、晚奧陶世，晚石炭世及晚三疊世和早白堊世花崗巖類，以晚三疊世花崗巖分布最為廣泛。對該地質(zhì)單元研究的文獻較多[1-4]，研究程度相對較高。從地質(zhì)勘查單位已完成的1∶25萬、1∶20萬和1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作①及科研院所開展的課題研究成果②來看，伊春－延壽花崗巖帶上幾乎很少見到二疊紀花崗巖侵入體，同時對該巖體的研究少之又少。2010－2011年，黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院承擔(dān)朱拉比拉河幅、東風(fēng)經(jīng)營所幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項目時發(fā)現(xiàn)了二疊世花崗巖。本文通過青嶺經(jīng)營所二疊世花崗巖詳細的巖石地球化學(xué)研究和精確成巖年齡測定，探討區(qū)域巖漿作用特征及其地質(zhì)意義。

1 地質(zhì)背景和巖石學(xué)特征

研究區(qū)位于張廣才嶺地塊伊春－延壽巖漿弧內(nèi)，東臨佳木斯地塊，靠近牡丹江深大斷裂[5]。本文所研究的花崗巖體位于伊春地區(qū)青嶺經(jīng)營所一帶（圖1），呈近南北向展布，由中細?；◢忛W長巖和細中粒二長花崗巖構(gòu)成。前者出露面積約14.07 km2，后者出露面積約45.39 km2。

中細?；◢忛W長巖呈灰白色，塊狀構(gòu)造，主要由斜長石、鉀長石、石英和黑云母、角閃石組成。其中，石英，他形粒狀，波狀消光，邊緣呈鋸齒狀，大小0.20～2.50mm，含量20%～30%；斜長石，半自形板狀，聚片雙晶，環(huán)帶構(gòu)造，以中長石為主，大小0.3～3.0mm,，含量45%～55%；鉀長石，半自形－他形板狀，細微格子狀雙晶，條紋長石，微斜長石，微斜條紋長石，個別晶體中可見包裹斜長石顆粒，大小0.5～3.0mm，含量15%～20%；黑云母，褐色片狀，多色性明顯，Ng-褐綠色，Np-淺黃色，部分黑云母晶體具綠簾石化、綠泥石化，綠簾石多在晶體中心和邊緣進行交代，綠泥石多呈條帶狀交代黑云母，局部可見解理紋彎曲，部分晶體解理紋不清晰，大小0.2～1.5mm，含量5%～10%；角閃石呈綠色，部分晶面具碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化，粒度0.2～1.0 mm，含量1%～2%。

細中粒二長花崗巖呈淺灰褐色、灰黃色，細中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。堿性長石為條紋長石、微斜條紋長

石和微斜長石，肉紅色，半自形－他形結(jié)構(gòu)，條紋長石發(fā)育條紋結(jié)構(gòu)，微斜條紋長石和微斜長石發(fā)育條紋結(jié)構(gòu)、格子狀雙晶和卡氏雙晶發(fā)育，粒徑0.2～5mm，含量25%～45%；斜長石，灰白色，粒徑0.2～2mm，含量25%～40%，自形－半自形板柱狀，部分更長石和更中長石發(fā)育環(huán)帶構(gòu)造，聚片雙晶細密；石英，淺灰－灰色，他形粒狀，可見波狀消光，大小0.5～4 mm，含量20%～35%；黑云母呈褐色，片狀，分布不均勻，粒徑0.5～2mm，含量5%～10%。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖及構(gòu)造位置圖Fig.1 Geo logica l ske tch m ap o f the study a rea and its tec tonic loca tion

2 樣品及分析方法

P4TC39樣品采于青嶺經(jīng)營所東山300m處山脊露頭上，巖石新鮮堅硬，巖性為花崗閃長巖，中細粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為斜長石、鉀長石、石英、黑云母，礦物粒度多介于0.5～4.0mm，以0.5～2.0mm為主；D2310、D0049樣品分別采于青嶺經(jīng)營所南山900m及1700m處的山脊露頭上，巖石新鮮堅硬，巖性為細中粒二長花崗巖，細中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由斜長石、鉀長石、石英、黑云母、角閃石礦物組成，礦物大小0.3～4.5mm，以2～4mm為主。

樣品P4TC39、D2310、D0049在河北省地礦局廊坊實驗室用常規(guī)方法從樣品中分離出鋯石，在雙目鏡下挑選出晶形和透明度較好的鋯石顆粒，將它們粘貼在環(huán)氧樹脂表面，拋光后將鋯石進行透射光、反射光和陰極發(fā)光顯微照相。樣品在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進行LA-MC-ICPMSU-Pb測年分析，主要儀器設(shè)備為NEPTUNE質(zhì)譜儀，三個樣品的測試部位基本都位于鋯石的邊部。

3 分析結(jié)果

P4TC39花崗閃長巖樣品LA-MC-ICPMSU-Pb法測年數(shù)據(jù)見表1。共對樣品P4TC39的25個鋯石顆粒進行測年，校正后的有效數(shù)據(jù)20個，16個點的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為258±3Ma（圖2）。D2310

二長花崗巖樣品LA-MC-ICPMSU-Pb法測年數(shù)據(jù)見表2。共對樣品D2310的32個鋯石顆粒進行了測年，校正后的有效數(shù)據(jù)32個，27個點的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為261±1Ma（圖3）。共對樣品D0049的25個鋯石顆粒進行了定年，校正后的有效數(shù)據(jù)25個，25個點的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為267.3±1.4Ma（圖4）。D0049二長花崗巖樣品LA-MC-ICPMSU-Pb法測年數(shù)據(jù)見表3。

表1 花崗閃長巖（P4TC39號樣品）鋯石LA-MC-ICPMS U-Pb分析結(jié)果表Table 1 Zircon LA-MC-ICPMS U-Pb ana lytica l resu lts o f the granodiorite(sam p le NO.P4TC39)

圖2 P4TC39鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.2 P4TC39 U-Pb age o f the granodiorite

測試結(jié)果表明，本次分析點多數(shù)在一相對集中的區(qū)域，且數(shù)據(jù)分析獲得的鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為花崗閃長巖（P4TC39）258±3 Ma、二長花崗巖（D2310、D0049）261±1Ma、267.3±1.4Ma，應(yīng)代表鋯石的結(jié)晶年齡，即本區(qū)的花崗閃長巖、二長花崗巖形成于二疊紀。

從測試結(jié)果表中看出，個別測點年齡值偏大（如：P4TC39花崗閃長巖10號測點895Ma遠大于平均年齡258±3Ma；又如：D2310二長花崗巖20號測點960M a遠大于平均年齡261±1M a），這可能是巖漿在上侵過程中捕獲了更早期地層中的鋯石，也可能是早期構(gòu)造－巖漿－熱事件的反映。

4 主量元素、稀土元素和微量元素

主量、稀土和微量元素分析結(jié)果（表4－6）。

（1）主量元素特征

中細?；◢忛W長巖SiO2含量67.90%～69.04%，平均含量68.47%，A l2O3含量15.56%～16.12%，鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.45～1.51＞1.1，為過鋁質(zhì)巖石。全堿含量8.39%～8.44%，顯示巖石富堿，里特曼指數(shù)（δ）為2.70～2.86＜3.3，為鈣堿性巖石。

細中粒二長花崗巖SiO2含量67.90%～75.88%，

平均含量70.73%，A l2O3含量12.78%～16.86%，顯示為富鋁，鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.45～1.74＞1.1，為過鋁質(zhì)巖石。全堿含量8.07%～9.63%，里特曼指數(shù)（δ）為1.98～3.52，屬于鈣堿性－堿性過度的巖石。

表2 二長花崗巖（D 2310號樣品）鋯石LA-MC-ICPMS U-Pb分析結(jié)果表Table 2 Zircon LA-MC-ICPMS U-Pb ana lytica l resu lts o f themonzonite(sam p le NO.D2310)

圖3 D 2310鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.3 D2310 U-Pb age o f them onzonitic granite

圖4 D 0049鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 D0049 U-Pb age o f themonzonitic granite

中細?；◢忛W長巖、細中粒二長花崗巖的A/ CNK＞1.1，在K2O-SiO2圖解中，巖石樣品投在高鉀鈣堿性系列區(qū)域，暗示其源巖物質(zhì)來源于地殼，屬于地殼物質(zhì)重熔的S型花崗巖[6]。表明地殼物質(zhì)對于巖漿的貢獻較為明顯。

（2）稀土元素特征

中細?；◢忛W長巖∑REE總量（95.62～105.30)× 10-6，LREE為（83.31～86.24）×10-6，HREE為（5.26～7.16）×10-6，LREE/HREE為12.04～15.82，為輕稀土富集型，δEu在0.93～1.16之間，為銪弱負異常－弱正異常。

細中粒二長花崗巖∑REE總量（138.96～178.45）× 10-6，LREE為（107.45～125.09）×10-6，HREE為（13.39～21.38）×10-6，LREE/HREE為5.85～8.02，為輕稀土富集型，δEu為0.13～0.97，為銪弱－強負異常型。

稀土元素標準化配分曲線呈右傾V字形曲線（圖5），輕重稀土元素分餾程度較高，δEu總體虧損，這與斜長石分離結(jié)晶作用或部分熔融過程中源區(qū)中有斜長石的殘留有關(guān)[7]。

（3）微量元素特征

微量元素大離子親石元素Ba、K、Sr顯示為負異常，在微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖中（圖6），高場強元素Hf、Zr為正異常，P、Ti、Nb為負異常，P、Ti虧損可能與巖漿中富P、Ti的副礦物和長石的分離結(jié)晶作用有關(guān)。P、Ti、Nb、Ta為負異常一般表明與板塊俯沖作用有關(guān)[8]。

表3 二長花崗巖鋯石（D0049號樣品）LA-MC-ICPMS U-Pb分析結(jié)果表Table 3 Zircon LA-MC-ICPMS U-Pb ana lytica l resu lts o f the m onzonite(sam p le NO.D 0049)

5 構(gòu)造環(huán)境分析及成因探討

西伯利亞板塊與華北板塊在二疊紀碰撞拼合，在吉林中部地區(qū)出現(xiàn)260Ma左右的鐵鎂質(zhì)侵入巖[9]；伊春－鶴崗花崗巖位于西伯利亞板塊和華北板塊之間的興蒙造山帶東段，中－晚二疊紀花崗質(zhì)巖石形成于266～251Ma之間，華北板塊與西伯利亞板塊最終碰撞拼合位置為西拉木倫河－長春－延吉一帶，碰撞時間在晚古生代，主要集中在二疊紀[10]；伊春寶山

一帶花崗巖鋯石U-Pb測年結(jié)果為252.6±3Ma，該帶花崗巖形成于后碰撞環(huán)境[11]；研究區(qū)花崗巖年齡258±3～267.3±1.4Ma，在R1-R2構(gòu)造判別圖解中樣品多數(shù)落在造山晚期-同碰撞期附近。上述觀點表明它們形成于統(tǒng)一的構(gòu)造背景，與西伯利亞板塊與華北板塊板塊碰撞有關(guān)。

在晚二疊世伊春地區(qū)花崗巖正處在后碰撞期，碰撞過程中由于地殼的碰撞折返作用，在高溫高壓作用下，導(dǎo)致先存底墊物質(zhì)熔融，形成本期花崗巖。本期晚二疊世花崗巖的形成記錄了張廣才嶺大陸地

殼垂向生長的又一巖漿－構(gòu)造演化事件。

表4 主量元素分析值(%)Table 4 Ana lyses o f thema jor e lements(%)

表5 稀土元素分析值（10-6）Table 5 Ana lyses o f the REE e lements(10-6)

表6 微量元素分析值（10-6）Table 6 Ana lyses o f the trace e lements(10-6)

圖5 球粒隕石標準化稀土元素配分圖Fig.5 Chond rite-no rm a lized REE pa tte rns o f the granitic rocks

圖6 原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.6 Prim itivem antle-norma lized trace spider diagram s o f the granitic rocks

從巖石學(xué)及地球化學(xué)看出，研究區(qū)花崗巖既有I型花崗巖特點，又有S型花崗巖特點，在后碰撞的構(gòu)造環(huán)境中I和S型花崗巖都可以出現(xiàn)，且有時也難以區(qū)分花崗巖到底是何種類型[12]，但研究區(qū)花崗巖總體特征上更傾向于S型。

6 結(jié)論

（1）伊春地區(qū)青嶺經(jīng)營所一帶分布的花崗閃長巖、二長花崗巖，形成時間介于258～267Ma，屬于晚二疊世，巖體形成于后碰撞構(gòu)造環(huán)境，與西伯利亞板塊和華北板塊碰撞作用有關(guān)。

（2）伊春青嶺經(jīng)營所二疊紀花崗巖的發(fā)現(xiàn)，說明南北向的伊春－延壽巨型花崗巖帶上并非所有的花崗巖體都形成于印支期或燕山期,在古生代晚期同樣也存在一期或多期巖漿構(gòu)造熱事件。

（3）古生代二疊紀花崗巖的發(fā)現(xiàn)，對探討伊春地區(qū)構(gòu)造巖漿演化具有十分重要的意義。

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Discovery and Geological Significantof the Late Perm ian Granite in Qingling Jingyingsuo Area,Yichun

LIU Bao-shan1,WANG Shao-yi2,NIUYan-hong1

(1.Qiqihar Branch,Research Institute of RegionalGeologicalSurvey of Heilongjiang,Harbin150036,Heilongjiang,China 2.ChinaUniversity of Geosciences,Beijing 100083,China)

Qingling Jingyingsuo grantie in Yichun region is characterized by high slica,high alkali,and peralum inous grantie.The corordrite-normalized rare earth element（REE）pattern shows light rare earth elements（LREE）enrichment,w ith a slightly rightoblique LREE pattern and a realtive flatHREE one,which constituesaweak positive anomaly curvew ith Eu nagtive anomaly.Large ion lithophile elements(LILE)such as Ba、K、Sr and P、Ti、Nb show nagtively anomaly while high-field strengh elements such as Hf and Zr show positive anomaly.Lithogeochem ical features indicate S type granite,the R1-R2 diagram shows the granite formed in the tectonic environmentof late orogenic epochwhich has the characteristic of post-tectonic granite.Theweightedmean206Pb/238U age of zircon from medium-fine granodiorite is about258±3Ma.The respectiveweightedmean206Pb/238U age of zircon from the two samples of fine-medium monzonitic granite is 267.1±1.4 Ma and 267.3±1.4 Ma,the result shows the grantie formed in Perm ian Epoch.The U-Pb isotopic age of zircon and the origin of the grantie are of significance for further study of late Paleozoic tectonic andmagmatic evolution in Yichun.

the late Perm ian;zircon;U-Pb isotopic age;QinglingJingyingsuo area;Yichun

P588.12+1

：A

：1672－4135（2014）04－0249-07

2014-06-23

黑龍江省資源補償費項目：1∶5萬朱拉比拉河幅、東風(fēng)經(jīng)營所幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查（HLJKD2008-10）

劉寶山(1970-)，男，高級工程師，從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查研究，E-mail:liubaoshan1111@163.com。

①趙寒冬，韓振哲，趙立國，等.1∶25萬鶴崗市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，2006;仲偉成，曲關(guān)生，蔡文華，等.1∶20萬金山屯幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，黑龍江省地質(zhì)局第一區(qū)測地質(zhì)調(diào)查大隊，1971;牛延宏，王興，程招勛，等.1∶5萬朱拉比拉河幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，2011.

②林強，許文良，周燕，等.張廣才嶺花崗巖的成因與演化自然科學(xué)基金項目，長春地質(zhì)學(xué)院，2000；吳福元，孫德有，葛文春，等.興蒙造山帶東段富堿花崗巖及其地球動力學(xué)背景專項基金項目，長春地質(zhì)學(xué)院，1999.