額爾古納地塊新元古代巖漿作用:鋯石U-Pb年代學證據(jù)

趙　碩, 許文良, 王　楓, 王　偉, 唐　杰, 張一涵

(吉林大學 地球科學學院, 吉林 長春130061)

額爾古納地塊新元古代巖漿作用:鋯石U-Pb年代學證據(jù)

趙碩, 許文良*, 王楓, 王偉, 唐杰, 張一涵

(吉林大學 地球科學學院, 吉林 長春130061)

本文擬在研究區(qū)確定新元古代巖漿作用期次, 進而在一定程度上從巖漿活動的角度制約額爾古納地塊的構造屬性, 故在前人工作的基礎上, 對額爾古納地塊新元古代侵入巖進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年。研究區(qū)內(nèi)6個代表性侵入巖中的鋯石大部分呈自形–半自形晶, 顯示出典型的巖漿生長環(huán)帶或條痕狀吸收的特點, 暗示其為巖漿成因。結(jié)合前人研究結(jié)果及本文測年結(jié)果, 可將額爾古納地塊上新元古代巖漿作用劃分為七期: ①～927 Ma的堿長花崗巖; ② ～890 Ma的二長花崗巖; ③ ～851 Ma的正長花崗巖; ④ ～830 Ma的正長花崗巖和二長花崗巖; ⑤ ～790 Ma的雙峰式火成巖(包括輝長巖、輝長閃長巖、堿長花崗巖、正長花崗巖和花崗閃長巖); ⑥ ～762 Ma的花崗閃長巖; ⑦ ～737 Ma的正長花崗巖和二長花崗巖。這些新元古代侵入巖的發(fā)現(xiàn)表明額爾古納地塊上存在前寒武紀地質(zhì)體。結(jié)合全球巖漿構造熱事件, 可以判定額爾古納地塊新元古代巖漿作用應是對Rodinia超大陸演化的響應, 并且這些巖漿事件可以同圖瓦–蒙古地塊和中蒙古地塊上發(fā)育的同期巖漿事件相對比, 這暗示額爾古納地塊與西伯利亞克拉通南緣的這些微陸塊具有親緣性。

額爾古納地塊; 新元古代; 巖漿作用; 鋯石U-Pb年齡

0 引 言

東北地區(qū)位于興蒙造山帶的東段, 古生代期間,該區(qū)的構造演化主要表現(xiàn)為多個微陸塊的拼合, 自東向西這些微陸塊分別是興凱地塊、佳木斯地塊、松嫩–張廣才嶺地塊、興安地塊以及額爾古納地塊(李錦軼等, 1999; Li, 2006; Wu et al., 2002, 2007a; Xu et al., 2009, 2013)。然而, 對于該區(qū)多個微陸塊是否存在前寒武紀結(jié)晶基底一直存在爭論。

傳統(tǒng)上認為, 每個微陸塊上均存在前寒武紀地質(zhì)體(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991; 黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)。然而, 近年來隨著新的定年技術的應用, 這些原定為前寒武紀的地質(zhì)體多數(shù)形成于古生代和早中生代, 這包括位于佳木斯地塊上的麻山群實際形成時代為古生代早期(Wilde, 2000, 2003; Wu et al., 2007b), 而不是新太古代(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993); 位于松嫩–張廣才嶺地塊東緣的張廣才嶺群形成于早古生代–早中生代(Wang et al., 2012a, 2012b), 而不是新元古代(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993); 位于興安地塊上的扎蘭屯群和風水溝河群分別形成于古生代和晚古生代–早中生代(苗來成等, 2007; Xu et al., 2012), 而不是古元古代和新元古代(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991; 黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993); 位于額爾古納地塊上興華渡口群形成于古生代–新元古代中晚期(苗來成等, 2007; Wu et al., 2012), 而不是古元古代(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)。那么, 這些微陸塊中是否存在前寒武紀地質(zhì)體(Wang et al., 2013)？近年來, 針對上述問題, 前人利用新的定年技術, 陸續(xù)地發(fā)現(xiàn)了具有新元古代年齡的碎屑鋯石和捕獲鋯石(Meng et al., 2010; Zhou et al., 2011; Wu et al., 2012; Wang et al., 2013), 同時也發(fā)現(xiàn)了新元古代侵入體(Wu et al., 2011; 佘宏全等, 2012; Tang et al., 2013; Gou et al., 2013), 這些研究結(jié)果表明, 在東北地區(qū)各個微陸塊上可能都存在前寒武紀地質(zhì)體, 尤其是本文研究的額爾古納地塊上存在前寒武紀地質(zhì)體已是不爭的事實。但額爾古納地塊上新元古代巖漿作用的期次如何？它們的形成對額爾古納地塊的構造屬性有何指示意義？為此,本文對位于額爾古納地塊上的 6個侵入體進行了鋯石U-Pb定年工作, 同時結(jié)合前人的鋯石U-Pb定年結(jié)果, 系統(tǒng)總結(jié)了額爾古納地塊上新元古代巖漿作用的期次, 并討論了這些巖漿事件的全球構造意義和額爾古納地塊的構造屬性。

圖1　a中: ① 喜桂圖–塔源斷裂; ② 賀根山–黑河斷裂; ③ 索倫–西拉木倫–長春縫合帶; ④ 嘉蔭–牡丹江斷裂; ⑤ 伊通–依蘭斷裂; ⑥ 敦化–密山斷裂。圖1　中國東北地區(qū)構造簡圖(a, 據(jù)Wu et al., 2007b)和額爾古納地區(qū)地質(zhì)簡圖(b, 據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991)Fig.1 Tectonic sketch map of NE China (a) and the geological map of the Erguna area (b)

1 地質(zhì)背景及樣品描述

在大地構造位置上, 額爾古納地塊是興蒙造山帶重要構造單元之一, 北西與中生代蒙古–鄂霍茨克構造帶相鄰(Seng?r et al., 1993), 南東以塔源–喜桂圖拼合帶為界與興安地塊相接(李瑞山, 1991; 葉慧文等, 1994; 葛文春等, 2005; 隋振民, 2007; 張麗等, 2013; 圖1a)。研究區(qū)出露的地層主要為元古界、古生界、中生界和新生界(圖 1b)。元古界主要包括分布于額爾古納河流域及漠河一帶的興華渡口群和佳疙瘩組, 由一套區(qū)域變質(zhì)巖(包括片麻巖、變粒巖和大理巖等)組成, 新的定年結(jié)果表明, 額爾古納河群形成于新元古代(Zhang et al., 2014); 古生界主要包括分布于額爾古納河沿岸和興安盟西北部的烏賓敖包組, 主要由大理巖、石英砂巖、粉砂巖和長石砂巖等組成; 中生界主要包括分布于額爾古納河東岸、太平川和上護林一帶的太平川組、南平組和上庫力組等, 主要由中、酸性火山巖和火山碎屑巖及碎屑沉積巖組成; 新生界分布于各級河谷高河漫灘,主要以黃色粘土和松散砂礫石為主(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991)。

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖以花崗巖的出露最為廣泛, 其次包括少量基性巖。巖漿巖主要形成于新元古代、加里東期、晚海西期和燕山期(圖 1b)。新元古代侵入巖以中酸性侵入巖為主, 如正長花崗巖、二長花崗巖和花崗閃長巖等, 其次包括少量的基性巖, 主要分布于恩和–太平林場一帶; 加里東期侵入巖, 包括輝長巖、石英閃長巖、二長花崗巖和花崗閃長巖等, 主要分布于五卡–恩和一帶, 在阿龍山鎮(zhèn)附近也有出露(Zhao et al., 2014); 晚海西期侵入巖以中酸性侵入巖為主, 包括閃長巖、二長花崗巖和花崗閃長巖等, 主要分布于五卡–恩和一帶; 燕山期侵入巖以花崗巖為主, 主要分布于恩和–莫爾道嘎鎮(zhèn)及滿歸一帶。

本文以采自額爾古納地區(qū)五卡、恩和、室韋以及滿歸一帶的原定為古生代的花崗質(zhì)巖石為研究對象(圖 1b)。所研究樣品的巖相學特征如表 1所示, 其鏡下特征見圖2。

表1　額爾古納地區(qū)新元古代侵入巖的巖石學特征Table 1 Petrography of the Neoproterozoic intrusive rocks in the Erguna region

2 分析方法

本文樣品在河北省廊坊物探勘察院采用常規(guī)方法進行粉碎, 并用電磁選方法進行分選, 然后在雙目鏡下挑選出晶形和透明度較好, 無裂痕和包裹體的鋯石顆粒, 將鋯石粘貼在環(huán)氧樹脂表面, 打磨、拋光, 然后對其進行透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)圖像的采集。鋯石CL圖像和LA-ICP-MS U-Pb同位素分析在中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室完成。后者分析測定時所用儀器為Agilent 7500a ICP-MS。實驗中采用高純 He作為剝蝕物質(zhì)載氣, 用美國國家標準技術研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標準參考物質(zhì) NIST SRM610進行儀器最佳化, 樣品測定時用標準鋯石 91500作為外部校正, 以保證標準和樣品的儀器條件完全一致。本次實驗采用的激光束斑直徑為32 μm, 詳細實驗步驟見 Liu et al. (2010)。測試結(jié)果采用軟件ICPMSDataCal完成處理(Liu et a1., 2008, 2010), 普通Pb校正采用Andersen (2002)方法, 年齡計算和諧和圖的繪制均采用 Isoplot(ver3.0)(Ludwig, 2003)完成。本文樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結(jié)果見表2。

圖2　研究區(qū)新元古代侵入巖樣品顯微照片(礦物名稱縮寫: Af. 堿性長石; Or. 正長石; Pl. 斜長石; Q. 石英; Bi. 黑云母)Fig.2 Microphotographs showing textures of the Neoproterozoic intrusive rocks

表2　額爾古納地區(qū)新元古代侵入巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb定年結(jié)果Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb results of the Neoproterozoic intrusive rocks in the Erguna region

續(xù)表2:

續(xù)表2:

3 分析結(jié)果

本文所測樣品中的鋯石大部分呈自形-半自形,內(nèi)部結(jié)構清晰, 顯示出典型的巖漿生長環(huán)帶或條痕狀吸收(圖 3), 暗示它們?yōu)閹r漿成因(Pupin, 1980; Koschek, 1993), 因此所測定的年齡應代表巖漿的結(jié)晶時代。

圖3　研究區(qū)新元古代侵入巖部分鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 CL images of the selected zircon grains from the Neoproterozoic intrusive rocks in the study area

樣品13ER12-1為巨斑狀二長花崗巖, 17個測點的206Pb/238U年齡值介于832±5～923±5 Ma之間, 它們形成 4組諧和年齡, 第一組 3個測點給出的206Pb/238U加權平均年齡為832±5 Ma(MSWD=0.014);第二組 9個測點給出的加權平均年齡為 853±4 Ma(MSWD=0.30); 第三組4個測點給出的加權平均年齡為896 ±6 Ma(MSWD=0.068); 第四組年齡只有1個測點, 年齡為923±5 Ma(圖4a)。前者(832±5 Ma)代表了該巨斑狀二長花崗巖的形成時代, 即新元古代, 而非前人認為的寒武紀(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院, 2010), 后三者代表了捕獲鋯石的年齡。

樣品13ER13-1為巨斑狀黑云母正長花崗巖, 15個測點的206Pb/238U年齡介于829±7～929±6 Ma之間,它們形成3組諧和年齡, 6個測點的206Pb/238U加權平均年齡為 833±5 Ma(MSWD=0.27), 5個測點的206Pb/238U加權平均年齡為881±5 Ma(MSWD= 0.17), 4個測點206Pb/238U 加權平均年齡為 927±7 Ma (MSWD=0.043) (圖4b)。前者(833±5 Ma)說明該巨斑狀黑云母正長花崗巖的形成時代為新元古代, 而非前人認為的寒武紀(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院, 2010), 后兩者代表了捕獲鋯石的年齡。

樣品13ER41-1為巨斑狀黑云母花崗閃長巖, 13個測點的206Pb/238U年齡值介于792±7～849±5 Ma之間, 它們形成 3組諧和年齡, 下部 9個測點的206Pb/238U加權平均年齡為794±4 Ma(MSWD=0. 118),中部3個測點206Pb/238U加權平均年齡為830±6 Ma (MSWD=0.53), 最上部一個測點206Pb/238U 年齡為849±5 Ma (圖4c)。前者(794±4 Ma)說明該巨斑狀黑云母花崗閃長巖的形成時代為新元古代, 而非前人認為的石炭紀(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1985a),后者代表了捕獲鋯石的年齡。

樣品13ER43-1為巨斑狀黑云母正長花崗巖, 15個測點的206Pb/238U年齡值介于793±8～944±7 Ma之間, 顯示3組諧和年齡, 第一組11個測點的206Pb/238U加權平均年齡為794±4 Ma(MSWD=0.045), 第二組4個測點的206Pb/238U 加權平均年齡為 835±5 Ma (MSWD=0.13), 第三組年齡只有一個測點, 其206Pb/238U年齡為944±7 Ma (圖4d)。前者(794±4 Ma)代表了該巨斑狀黑云母正長花崗巖的形成時代, 即新元古代, 而非前人認為的石炭紀(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1985a), 后兩者代表了捕獲鋯石的年齡。

樣品13ER44-1為巨斑狀黑云母正長花崗巖, 20個測點的206Pb/238U年齡值介于792±9～838±7 Ma之間, 顯示2組諧和年齡, 下部 8個測點的206Pb/238U加權平均年齡為794±4 Ma(MSWD=0.053), 上部12個測點的206Pb/238U 加權平均年齡為 835±3 Ma(MSWD=0.23) (圖4e)。前者(794±4 Ma)代表了該巨斑狀黑云母正長花崗巖的形成時代, 即新元古代,而非前人認為的石炭紀(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1985a), 后兩者代表了捕獲鋯石的年齡。

圖4　研究區(qū)新元古代侵入巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 Zircon U-Pb concordia diagrams for the Neoproterozoic igneous rocks in the Erguna Massif

樣品12ER7-1為黑云母二長花崗巖, 21個測點的206Pb/238U年齡值介于737±7～793±8 Ma之間, 顯示3組諧和年齡, 第一組4個測點的206Pb/238U加權平均年齡為737±7 Ma(MSWD=0.0052), 第二組8個測點的206Pb/238U加權平均年齡為762±5 Ma (MSWD=0.095), 第三組9個測點的206Pb/238U加權平均年齡為為792±5 Ma (MSWD=0.0031) (圖4f)。前者(737±7 Ma)代表了該黑云母二長花崗巖的形成時代, 即新元古代, 而非前人認為的石炭紀(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1985b), 后兩組代表了捕獲鋯石的年齡。

上述測年結(jié)果顯示, 額爾古納地塊上存在一套新元古代侵入巖, 這包括形成時代為～830 Ma的巨斑狀黑云母正長花崗巖和巨斑狀黑云母二長花崗巖,形成時代為～790 Ma巨斑狀黑云母正長花崗巖和巨斑狀黑云母花崗閃長巖以及形成時代為～737 Ma的黑云母二長花崗巖。

4 討 論

4.1 額爾古納地塊新元古代巖漿事件

對于額爾古納地塊上原定為古生代和中生代的侵入巖, 前人主要依據(jù)K-Ar測年法及巖石組合對比,但由于該區(qū)經(jīng)歷了晚期多次巖漿–構造熱事件的改造, K-Ar體系遭受破壞, 其定年結(jié)果已不能代表巖漿的結(jié)晶時代。此外, 東北地區(qū)原定為前寒武紀的地質(zhì)體經(jīng)鋯石 U-Pb年代學研究證實其絕大多數(shù)并不是形成于前寒武紀(Wilde et al., 1997, 2000, 2001, 2003; 趙亮亮和張興洲, 2011; 吳福元等, 2001; 苗來成等, 2007; Zhou et al., 2010; Wang et al., 2012a, 2012b, 2013; Xu et al., 2012)。因此, 通過K-Ar、Rb-Sr測年法以及巖石地層對比所獲得的年代學數(shù)據(jù)對東北地區(qū)而言可信度較低。近年來, 隨著LA-ICP-MS鋯石 U-Pb定年法的普及應用, 在額爾古納地塊上具有可靠的新元古代結(jié)晶年齡的侵入體被陸續(xù)報道(圖1b, 表3)。那么, 額爾古納地塊上到底存在幾期新元古代巖漿事件？鑒于此, 本文采用LA-ICP-MS鋯石 U-Pb定年法對該區(qū)原定為古生代的侵入巖進行了年代學測定, 并在綜合前人研究的基礎上, 對額爾古納地塊上新元古代巖漿作用期次進行了歸納總結(jié)。

(a) 額爾古納地塊新元古代侵入巖定年結(jié)果統(tǒng)計圖(據(jù)本文; Wu et al., 2011; 孫立新等, 2012; 佘宏全, 2012; Tang et al., 2013; Gou et al., 2013; 張麗等, 2013); (b) 額爾古納地塊古生代烏賓敖寶組碎屑鋯石年齡統(tǒng)計圖(據(jù)Zhang et al., 2014); (c) 額爾古納地塊古生代變質(zhì)漠河雜巖碎屑或巖漿鋯石年齡統(tǒng)計圖(據(jù)Zhou et al., 2011); (d) 額爾古納地塊興華渡口群碎屑鋯石年齡統(tǒng)計圖(據(jù)Wu et al., 2012)。圖5　額爾古納地塊鋯石U-Pb定年結(jié)果統(tǒng)計圖Fig.5 Relative-probability-age diagram summarizing the zircon U-Pb data in the Erguna Massif

本次測年結(jié)果表明, 所測巖體的結(jié)晶年齡均為新元古代, 包括形成時代為～832 Ma的巨斑狀黑云母二長花崗巖和～833 Ma的巨斑狀黑云母正長花崗巖(原定為寒武紀的二長花崗巖); 形成時代為～794 Ma的巨斑狀黑云母正長花崗巖和巨斑狀黑云母花崗閃長巖(原定為石炭紀的二長花崗巖); 以及形成時代為～737 Ma的黑云母二長花崗巖(原定為石炭紀)。綜合前人研究的巖漿事件年齡(Wu et al., 2011;孫立新等, 2012; 佘宏全, 2012; Tang et al., 2013; Gou et al., 2013; 張麗等, 2013)和本次獲得的年齡,額爾古納地塊上新元古代巖漿作用可劃分成 7個階段: ～927 Ma, ～890 Ma, ～851 Ma, ～830 Ma, ～790 Ma, ～762 Ma和～737 Ma(圖5a)。上述巖漿事件也得到了額爾古納地塊上古生代地層(興華渡口群和烏賓敖寶組)和變質(zhì)雜巖中碎屑鋯石或巖漿鋯石年代學的印證(Zhou et al., 2011; Wu et al., 2012; Zhang et al., 2014; 圖 5), 如: 烏賓敖寶組中的碎屑鋯石出現(xiàn)了～955 Ma, ～890 Ma, ～837 Ma, ～793 Ma和～738 Ma五組峰值年齡(圖 5b, Zhang et al., 2014); 變質(zhì)漠河雜巖中的碎屑或巖漿鋯石出現(xiàn)了～979 Ma, ～824 Ma, ～782 Ma和～739 Ma四組峰值年齡(圖5c, Zhou et al., 2011); 興華渡口群中的碎屑鋯石出現(xiàn)了～974 Ma, ～951 Ma, ～930 Ma, ～905 Ma, ～882 Ma, ～844 Ma, ～823 Ma, ～767 Ma和～714 Ma九組峰值年齡(圖5d, Wu et al., 2012)。

從上述新元古代侵入體的定年結(jié)果及其與晚期地層中碎屑鋯石年齡峰值的對應關系, 基本上可以判定, 額爾古納地塊上至少存在七期新元古代巖漿事件(圖5, 表3), 即～927 Ma、～890 Ma、～851 Ma、～830 Ma、～790 Ma、～762 Ma和～737 Ma, 這進一步證實了在額爾古納地塊上存在前寒武紀地質(zhì)體。

表3　額爾古納地區(qū)新元古代侵入巖測年結(jié)果匯總簡表Table 3 Summary of geochronological data for the Neoproterozoic intrusive rocks from the Erguna Massif

4.2 額爾古納地塊新元古代巖漿作用的構造意義

4.2.1 對全球構造–巖漿–熱事件的響應

根據(jù)全球板塊構造學理論, SWEAT(美國西南部–南極洲東部)假說認為, 存在一個稱之為 Rodinia的新元古代超大陸, 此假說主要強調(diào)立足于中元古代晚期的格倫威爾造山事件與新元古代晚期裂谷系的全球性分布及其相互聯(lián)系(Moores, 1991)。Hoffman 在 SWEAT假說的基礎上, 提出勞倫大陸位于Rodinia超大陸中心, 東岡瓦納(澳大利亞、印度和南極)與其相鄰, 西伯利亞位于勞倫大陸一側(cè), 而另一側(cè)則是波羅的、非洲和南美地塊群(Hoffman, 1991)。由此建立了最具影響力的新元古代 Rodinia超大陸的模型概貌。之后這一觀點也得到了東岡瓦納大陸和勞倫古陸古地磁資料的證實, 表明在 1050～720 Ma期間, 確實存在這樣一個超大陸(Powell et al., 1993)。Rodinia超大陸在1300～1000 Ma期間沿格倫威爾帶完成碰撞拼合, 之后不久可能就進入了裂解的準備階段–陸內(nèi)伸展階段, 接著進入了逐步裂解的階段,最終在新元古代晚期由于裂谷作用而轉(zhuǎn)化成了幾個次一級大陸地塊, 地幔柱可能是導致Rodinia超大陸裂解的主要機制, 在Rodinia超大陸裂解過程中具有明顯的時、空分布不均一性, 多數(shù)觀點認為Rodinia超大陸最終完成裂解是在～700 Ma, Rodinia超大陸的形成和裂解控制了新元古代全球構造的演化(顏耀陽, 1996; 張文治, 1996; 陸松年, 1998; 王江海, 1998; 徐備, 2001)。巖漿作用是構造熱事件的具體反應, 從定年結(jié)果來看, 額爾古納地塊上新元古代巖漿作用形成于～737 Ma到～927 Ma之間, 這正是全球Rodinia超大陸形成和快速裂解的活躍時期, 因此,可以推斷額爾古納地塊上新元古代巖漿作用正是對Rodinia超大陸演化的響應。

表4　額爾古納地塊與西伯利亞克拉通南緣微陸塊新元古代侵入巖巖石組合對比表Table 4 Comparison of the Neoproterozoic intrusive rock associations from the Erguna Massif with those in the massifs of the southern Siberian Craton

4.2.2 額爾古納地塊的構造屬性

東北地區(qū)位于中亞造山帶的東段, 區(qū)內(nèi)是由多個微陸塊以及它們之間的構造縫合帶所組成。由于該區(qū)經(jīng)歷了復雜的構造演化歷史, 使得這些微陸塊的成因和構造歸屬一直存在爭議。周建波等(2012)認為中國東北各地塊與西伯利亞克拉通具有構造親緣性, 其曾是西伯利亞南緣Sayang-Baikal造山帶的組成部分。而近年來對雞西–牡丹江一帶的麻山雜巖(麻山群)和錫林浩特地區(qū)新生代堿性玄武巖中捕獲鋯石的研究發(fā)現(xiàn), 佳木斯地塊可能曾經(jīng)位于岡瓦納大陸北緣的華北克拉通附近, 而松嫩–張廣才嶺地塊可能與蒙古地塊和岡瓦納大陸東北端具有親緣性,越來越多的證據(jù)顯示上述兩個陸塊可能是外來的,而并非是西伯利亞克拉通南緣的一部分(Wilde et al., 2001; Pan et al., 2014)。那么, 額爾古納地塊的構造歸屬如何？這一問題可以從與相鄰微陸塊上巖漿事件的對比得到回答。在圖瓦–蒙古地塊上存在～785 Ma的英云閃長巖和～736 Ma的輝長輝綠巖侵入體(Kuzmichev and Zhuravlev, 1999; Kuzmichev et al., 2001); 在Baikal-Muya帶東段出現(xiàn)了～830 Ma的輝長巖、花崗質(zhì)片麻巖和斜長花崗巖, ～790 Ma的花崗質(zhì)片麻巖和基性侵入巖, ～774 Ma的輝石巖和輝長巖, 及～730 Ma的富鈦輝長巖, 同樣在Baikal- Muya帶西段發(fā)現(xiàn)了815±46 Ma的花崗質(zhì)片麻巖(Izokh et al., 1998; Konnikov et al., 1999; Ritsk et al., 1999, 2001; Gladkochub et al., 2007); 在Sharyzhalgai地塊上存在～743 Ma和～758 Ma的基性脈巖群(Sklyarov et al., 2003); 同樣, 在中蒙古地塊上也出現(xiàn)了類似的同位素年齡的構造巖漿事件(Kr?ner et al., 2007; Yarmolyuk et al., 2008)。與相鄰地區(qū)這些微陸塊上的同位素年代學資料進行對比發(fā)現(xiàn)(表4), 沿西伯利亞克拉通南緣展布的這些微陸塊上的新元古代巖漿作用事件期次與額爾古納地塊具有相似性, 它們可能是具有統(tǒng)一構造歸屬的地塊群, 其成因可能存在某種內(nèi)在的聯(lián)系。此外, 通過研究圖瓦–蒙古地塊的新元古代造山作用(Kuzmichev et al., 2001)、變質(zhì)沉積巖(Kozakov et al., 2005), 貝加爾湖南部的 Dzhida島弧體系(Gordienko et al., 2007), 蒙古北部蛇綠巖(Kuzmichev et al., 2005), 并結(jié)合相關古地磁和古地理資料, 表明至少在新元古代晚期–古生代期間圖瓦–蒙古地塊和中蒙古地塊的構造演化與西伯利亞克拉通南緣具有密切關系。綜上所述, 額爾古納地塊與位于西伯利亞南緣的微陸塊具有構造親緣性, 而與西伯利亞克拉通的從屬關系有待進一步深入研究。

5 結(jié) 論

基于對額爾古納地塊新元古代侵入巖LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb年代學的研究, 同時綜合該區(qū)已有的研究成果, 得出如下結(jié)論:

(1) 額爾古納地塊上存在前寒武紀地質(zhì)體, 且至少存在七期新元古代巖漿事件, 即～927 Ma, ～890 Ma, ～851 Ma, ～830 Ma, ～790 Ma, ～762 Ma和～737 Ma。

(2) 額爾古納地塊新元古代巖漿作用應是對Rodinia超大陸演化的響應, 額爾古納地塊與西伯利亞南緣微陸塊具有構造親緣性。

致謝： 樣品分析得到中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室的大力支持, 胡兆初教授給予了熱情幫助, 謹此表示感謝。中國地質(zhì)科學院地質(zhì)研究所李錦軼研究員和中國地質(zhì)大學(武漢)鄭建平教授兩位審稿老師對本文提出了寶貴的修改意見, 在此一并表示感謝。

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Neoproterozoic Magmatisms in the Erguna Massif, NE China: Evidence from Zircon U-Pb Geochronology

ZHAO Shuo, XU Wenliang*, WANG Feng, WANG Wei, TANG Jie and ZHANG Yihan
(College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, Jilin, China)

This paper reports new zircon U-Pb dating results for the Neoproterozoic intrusive rocks in the Erguna Massif, combined with previously published zircon U-Pb ages, determines the Neoproterozoic magmatic events, and discusses the tectonic attribution of the Erguna Massif. Zircon grains from six representative intrusive rocks are euhedral-subhedral in shape, and display fine-scale oscillatory growth zoning or striped absorption in CL images, implying a magmatic origin. Zircon U-Pb dating results, together with previously published ages, demonstrate that the Neoproterozoic magmatisms in the Erguna Massif can be subdivided into seven stages: (1) ～927 Ma, a suite of alkali feldspar granites; (2) ～890 Ma, a suite of monzogranites; (3) ～851 Ma, a suite of syenogranites; (4) ～830 Ma, a suite of syenogranites and monzogranites; (5) ～790 Ma, a bimodal intrusive rocks (including gabbros, gabbro-diorites, alkali feldspar granites, syenogranites, monzogranites, and granodiorites); (6) ～762 Ma, a suite of granodiorites; and (7) ～737 Ma, a suite of syenogranites and biotite monzogranites. The findings of these Neoproterozoic magmatisms indicate the existence of Precambrian terranes within the Erguna Massif. Combined with the global magmatic-tectonic-thermal events, the Neoproterozoic magmatic events in the Erguna Massif are correspondences of the evolution of the Rodinia Supercontinent. Additionally, ages of the Neoproterozoic magmatic events in the Erguna Massif are similar to those in the Tuva-Mongolian Massif and Central-Mongolian Massif, implying that the Erguna Massif has an affinity to these Massifs of the southern Siberian Craton.

Erguna Massif; Neoproterozoic; magmatism; zircon U-Pb geochronology

P597

A

1001-1552(2016)03-0559-015

2014-2-25; 改回日期: 2014-5-28
項目資助: 教育部博士點基金項目(20120061110048)、國家自然科學基金項目(41272077)和中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室開放基金項目(GPMR201503)聯(lián)合資助。

趙碩(1987–), 男, 博士研究生, 巖石學專業(yè)。Email: zhaoshuo14@mails.jlu.edu.cn

許文良(1959–), 男, 教授, 博士生導師, 從事火成巖石學方向研究。Email: xuwl@jlu.edu.cn