冀北鎮(zhèn)寧堡—赤城一帶紅旗營(yíng)子雜巖變基性巖及其圍巖鋯石U-Pb年代學(xué)研究

孔旭，密文天，馬瑩瑩，辛杰，盧嵩，邢佳怡，李詩(shī)佳，王晟寧

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，西安 710069；2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，呼和浩特 010051)

0 引言

華北克拉通是世界上重要的克拉通之一，有著古老的早太古代—古元古代基底，在其上發(fā)育有中元古代—新生代的蓋層[1-3]。前人對(duì)華北克拉通的大地構(gòu)造單元進(jìn)行劃分研究，認(rèn)為華北克拉通由3個(gè)構(gòu)造單元組成，即東部陸塊、西部陸塊和中部造山帶(圖1b)。其中，中部造山帶是由東部陸塊和西部陸塊在1.85 Ga[4-6]或1.95 Ga[7]碰撞拼合形成。

圖1 冀北鎮(zhèn)寧堡—赤城一帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a圖據(jù)文獻(xiàn)[2]修改；b圖據(jù)文獻(xiàn)[28-29]修改；c圖據(jù)文獻(xiàn)[17,30]修改)Fig.1 Geological sketch of Zhenningpu-Chickeng area in northern Hebei province1.第四系；2.侏羅系；3.紅旗營(yíng)子雜巖；4.太古宙(單塔子雜巖)；5.黑云二長(zhǎng)花崗巖；6.似斑狀花崗巖；7.花崗片麻巖-糜棱巖；8.超鎂鐵巖(蛇紋石化橄欖巖)；9.變基性巖主要出露點(diǎn)；10.赤城-崇禮斷裂帶；11.片(麻)理產(chǎn)狀；12.采樣位置及樣品編號(hào)

紅旗營(yíng)子雜巖分布在赤城—隆化斷裂以北的華北克拉通北部地區(qū)。赤城—隆化斷裂以南的基底屬于單塔子雜巖，該雜巖形成于新太古代，并經(jīng)歷了古元古代變質(zhì)作用[8]，關(guān)于紅旗營(yíng)子雜巖的形成時(shí)代目前尚未形成共識(shí)。一部分學(xué)者認(rèn)為，紅旗營(yíng)子雜巖形成于新太古代—早古元古代的2.6 Ga—2.4 Ga[8-12,14]；另一部分學(xué)者認(rèn)為紅旗營(yíng)子雜巖新太古代—早古元古代的鋯石成因?yàn)樗樾间喪⒄J(rèn)為紅旗營(yíng)子雜巖是晚古生代的變質(zhì)雜巖[14-16]。前人還對(duì)紅旗營(yíng)子雜巖中的透鏡狀或布丁狀(退變)榴輝巖和(蛇紋石化)橄欖巖進(jìn)行了研究[17-20]。研究表明：(退變)榴輝巖的原巖為洋殼拉斑玄武巖，并經(jīng)歷了330 Ma—320 Ma變質(zhì)作用[17,19]，而(蛇紋石化)橄欖巖是SSZ型虧損地幔橄欖巖[18,21]。

2019年Liu H等對(duì)紅旗營(yíng)子雜巖中的斜長(zhǎng)角閃巖開(kāi)展年代學(xué)研究，認(rèn)為斜長(zhǎng)角閃巖的原巖形成年代為2664 Ma—2518 Ma，變質(zhì)年代為1847 Ma—1840 Ma。那么斜長(zhǎng)角閃巖是否經(jīng)歷了古生代的變質(zhì)作用，其圍巖也經(jīng)歷了什么樣的形成及變質(zhì)過(guò)程？鑒于鋯石的U-Pb年代學(xué)研究能提供強(qiáng)大的工具來(lái)限制變質(zhì)巖的變質(zhì)年齡和后期的構(gòu)造熱事件，本次研究報(bào)告了紅旗營(yíng)子雜巖石榴斜長(zhǎng)角閃巖及其圍巖石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖的鋯石U-Pb同位素年代學(xué)研究成果，用來(lái)限制紅旗營(yíng)子雜巖石榴斜長(zhǎng)角閃巖及其圍巖的形成及變質(zhì)時(shí)限，這對(duì)理解紅旗營(yíng)子雜巖在古生代時(shí)期的構(gòu)造演化具有重要意義。

1 地質(zhì)背景

華北克拉通南接祁連-大別造山帶、東臨蘇魯造山帶，而北部則與古亞洲洋構(gòu)造域相鄰(圖1b)。目前，最為廣泛接受的構(gòu)造模型將華北克拉通分為3個(gè)主要地塊：東部陸塊，西部陸塊和二者之間的中部造山帶，它代表了古元古代的碰撞拼合帶，標(biāo)志著華北克拉通的克拉通化的最終完成[1-3,6,22]。部分學(xué)者認(rèn)為東部陸塊與西部陸塊的拼合碰撞發(fā)生在2.5 Ga，并將中部造山帶命名為中央造山帶[23]。華北克拉通由發(fā)生變質(zhì)的太古代至古元古代基底巖石和中元古代至新生代未變質(zhì)的蓋層組成[1-3,22]。

華北克拉通北緣中段在鎮(zhèn)寧堡—赤城一帶，以赤城—崇禮斷裂可以分為南北兩個(gè)部分。南部主體為單塔子雜巖，由高角閃巖相—麻粒巖相的花崗片麻巖、石榴斜長(zhǎng)片麻巖、角閃巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、石榴二輝石巖、石榴矽線黑云片巖、磁鐵石英巖和少量大理巖組成[8]。紅旗營(yíng)子雜巖則分布于赤城—崇禮斷裂帶以北地區(qū)(圖1c)，在其北部還分布有中生代黑云二長(zhǎng)花崗巖巖體。

紅旗營(yíng)子雜巖主體為變表殼巖，其次為變基性巖和(蛇紋石化)橄欖巖。變表殼巖包括(石榴角閃)黑云斜長(zhǎng)片麻巖和(蛇紋石化)大理巖，以前者為主。黑云斜長(zhǎng)片麻巖的原巖可能為淺海相(泥質(zhì))砂巖[24-25]，其片麻理極為發(fā)育，片麻理的產(chǎn)狀與赤城—崇禮大斷裂大體一致，片麻巖走向?yàn)镹W-SE，傾向NE，傾角45°～78°。變基性巖包括(退變)榴輝巖和(石榴)斜長(zhǎng)角閃巖，變基性巖多呈透鏡狀或布丁狀產(chǎn)出于(石榴角閃)黑云斜長(zhǎng)片麻巖內(nèi)部，其長(zhǎng)軸方向與片麻巖的片麻理長(zhǎng)軸方向一致[17,19,21,26-27]。

2 樣品采集及巖石學(xué)特征

本次紅旗營(yíng)子雜巖樣品(石榴)斜長(zhǎng)角閃巖及其圍巖(石榴角閃)黑云斜長(zhǎng)片麻巖的采樣地點(diǎn)為七里墩和呂和堡，樣品具體描述如下：

樣品Q(chēng)LD-001采樣地點(diǎn)為七里墩(圖1c)，巖石名稱(chēng)為石榴斜長(zhǎng)角閃巖，主要基質(zhì)變質(zhì)礦物組合為Pl+Amp+Qz+Grt±Ilm(礦物代碼說(shuō)明詳見(jiàn)圖2)，具有典型的粒狀柱狀變晶結(jié)構(gòu)(圖2a)，其中：長(zhǎng)石是以自形板狀結(jié)構(gòu)賦存，以中-基性斜長(zhǎng)石為主，粒徑在0.15～0.39 mm之間，占總量12%；角閃石單偏光下具有多色性，粒徑為0.18～0.5 mm，占總量70%；石英呈他形粒狀，不均勻消光，粒徑為0.11～0.76 mm，約占總量5%；石榴子石呈粒狀，含量約13%，石榴子石發(fā)育白眼圈結(jié)構(gòu)(圖2b)，白眼圈礦物組合為Pl+Amp+Bt+Qz，白眼圈內(nèi)部的Pl發(fā)生不同程度的絹云母化蝕變；樣品的副礦物主要為鋯石。

樣品LHP-002采樣地點(diǎn)為呂和堡(圖1c)，巖石名稱(chēng)石榴斜長(zhǎng)角閃巖，主要基質(zhì)變質(zhì)礦物組合為Pl+Amp±Grt，具有粒狀柱狀變晶結(jié)構(gòu)(圖2c)和“白眼圈”結(jié)構(gòu)(圖2d)。長(zhǎng)石以半自形板狀賦存，以中-基性斜長(zhǎng)石為主，長(zhǎng)石粒徑0.18～0.52 mm，占總量的11%；角閃石粒徑為0.24～0.63 mm，占總量的64%；石榴子石呈粒狀，粒徑為0.48～1.86 mm，占總量的23%，正交偏光下全消光，部分石榴子石發(fā)育篩狀結(jié)構(gòu)和白眼圈結(jié)構(gòu)，白眼圈礦物組合為Pl+Amp+Qz+Ilm；副礦物主要為鋯石。

樣品Q(chēng)LD-003采樣地點(diǎn)為七里墩(圖1c)，巖石名稱(chēng)為石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖，為QLD-001石榴斜長(zhǎng)角閃巖的圍巖。巖石主要礦物組合為Qz+Pl+Bt+Hbl+Grt，具有鱗片粒狀變晶片麻狀結(jié)構(gòu)(圖2e)。石英大部分以自形粒狀規(guī)律展布，不均勻消光，長(zhǎng)寬比達(dá)到1∶3，石英顆粒大小0.09～0.4 mm，含量約35%；長(zhǎng)石是自形板狀具聚片雙晶結(jié)構(gòu)，An≈60，為拉長(zhǎng)石，該長(zhǎng)石粒徑為0.11～0.55 mm，含量28%；黑云母呈鱗片狀定向排列，鱗片直徑0.08～0.35 mm，含量20%，常見(jiàn)黑云母環(huán)繞石榴子石和石英生長(zhǎng)并定向排列形成區(qū)域片麻理(圖2f)；角閃石在單偏光下呈多色性，對(duì)稱(chēng)消光，粒徑0.04～0.1 mm，含量10%；石榴子石呈粒狀，正交偏光下全消光，部分石榴子石中包含細(xì)粒石英，呈篩狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.13～0.5 mm，含量為7%；副礦物主要為鋯石?？紤]到該巖石的礦物成分共生組合為Qz+Pl+Bt+Hbl+Grt，推斷變質(zhì)原巖可能是泥質(zhì)粉砂巖，變質(zhì)程度為角閃巖相。

樣品LHP-004采樣地點(diǎn)為呂和堡(圖1c)，巖石名稱(chēng)為石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖，為L(zhǎng)HP-002石榴斜長(zhǎng)角閃巖的圍巖。巖石主要礦物組合為Qz+Pl+Bt+Hbl+Grt+Ap，具有鱗片粒狀變晶片麻狀結(jié)構(gòu)(圖2g)。石英呈他形粒狀定向排列，消光不均勻，顆粒大小在0.16～0.96 mm之間，占總量的33%；長(zhǎng)石呈半自形板狀，以中-基性斜長(zhǎng)石為主，An≈55，粒徑為0.2～0.77 mm，含量為40%；黑云母以鱗片結(jié)構(gòu)整齊排布，在0.1～0.38 mm之間，占總量的13%，常見(jiàn)黑云母環(huán)繞磷灰石、石英和石榴子石生長(zhǎng)(圖2h)；角閃石單偏光下呈多色性，對(duì)稱(chēng)消光，粒徑0.03～0.09 mm，含量9%；石榴子石呈粒狀，正交偏光下全消光，部分石榴子石中包含細(xì)粒石英，具有篩狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.5～1.0 mm，含量5%；副礦物主要為鋯石?？紤]到該巖石的礦物組合為Qz+Pl+Bt+Hbl+Grt+Ap，推斷其變質(zhì)原巖可能為泥質(zhì)砂巖類(lèi)，變質(zhì)程度為角閃巖相。

圖2 紅旗營(yíng)子雜巖變基性巖(石榴斜長(zhǎng)角閃巖)及其圍巖(石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖)顯微照片(-)Fig.2 Microscopic photo of meta-basic rock (garnet-Plagioclase hornblendite) and its surrounding rock (garnet-hornblende-biotite-Plagioclase lasegneiss)a.石榴斜長(zhǎng)角閃巖(QLD-001)的主要基質(zhì)變質(zhì)礦物組合為Pl+Amp±Qz±Grt；b.石榴斜長(zhǎng)角閃巖(QLD-001)的Grt發(fā)育白眼圈結(jié)構(gòu)，白眼圈礦物組合為Pl+Amp+Bt+Qz；c.石榴斜長(zhǎng)角閃巖(LHP-002)主要基質(zhì)變質(zhì)礦物組合為Pl+Amp±Grt；d.石榴斜長(zhǎng)角閃巖(LHP-002)的Grt發(fā)育白眼圈結(jié)構(gòu)，白眼圈礦物組合為Pl+Amp+Qz+Ilm；e.石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖(QLD-003)中的黑云母環(huán)繞石英生長(zhǎng)并定向排列形成片麻理；f.石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖(QLD-003)中的黑云母和角閃石環(huán)繞粒狀礦物石榴子石和石英生長(zhǎng)并定向排列形成片麻理；g.石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖(LHP-004)中的黑云母環(huán)繞粒狀礦物磷灰石和石英生長(zhǎng)；h.石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖(LHP-004)中的黑云母環(huán)繞石榴子石生長(zhǎng)Grt.石榴子石；Amp.角閃石；Bt.黑云母；Pl.斜長(zhǎng)石；Qz.石英；Ap.磷灰石；Ilm.鈦鐵礦；Zrn.鋯石

3 樣品處理及測(cè)試方法

(1)樣品處理

樣品的粉碎、鋯石單礦物的挑選、制靶和陰極發(fā)光(CL)拍照均在廊坊宇能(宇恒)巖礦技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行。首先，將巖石樣品粉碎至80～100目，然后通過(guò)常規(guī)電磁選和浮選技術(shù)對(duì)鋯石進(jìn)行分選，再在雙目顯微鏡下通過(guò)人工挑選完整的鋯石。將挑好的樣品鋯石粘貼在環(huán)氧樹(shù)脂靶中并拋光至其一半厚度，之后進(jìn)行鋯石靶的顯微照片和CL照片拍照。

(2)測(cè)試方法和數(shù)據(jù)處理

鋯石測(cè)年在南京聚譜檢測(cè)科技有限公司電子微探針實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石U-Pb同位素年齡采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)得，采用Agilent 7700x型ICP-MS激光剝蝕系統(tǒng)。激光波長(zhǎng)為193 nm，鋯石表面能力密度為10 J/cm2，He作為載氣，20～40 μm剝蝕深度激光束斑為32 μm，剝蝕頻率為5Hz，單次剝蝕持續(xù)時(shí)間為70秒。每分析5個(gè)點(diǎn)后，插入一次標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500(1064 Ma)[31]和GJ-1(600 Ma)[32]作為外標(biāo)，微量元素含量計(jì)算采用NIST SRM610進(jìn)行校正，29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正，具體的分析測(cè)試方法詳見(jiàn)文獻(xiàn)[33-34]。

數(shù)據(jù)采用ICP-MS DataCal軟件處理，用Anderson軟件進(jìn)行普通鉛校正；年齡諧和圖采用Isoplot 3.0軟件完成[35-36]。對(duì)年輕鋯石(<1000 Ma)采用206Pb/238U年齡；單個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)誤差和206Pb/238U年齡加權(quán)平均值誤差均為1σ。

(3)測(cè)試結(jié)果

紅旗營(yíng)子雜巖鋯石CL圖像和LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年點(diǎn)位及其年齡值如圖3所示。鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年各測(cè)點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所述。

圖3 紅旗營(yíng)子雜巖鋯石CL圖像及測(cè)點(diǎn)年齡Fig.3 Zircon cathodo-luminescence image of Hongqiyingzi coplex

石榴斜長(zhǎng)角閃巖樣品Q(chēng)LD-001中鋯石的13個(gè)測(cè)點(diǎn)具有很低的w(Th)/w(U)值(<0.01～0.01)，屬于變質(zhì)成因鋯石，它們的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為322.0 Ma±4.9 Ma(表1，圖4a)，其年齡值可能代表晚古生代的變質(zhì)年齡。

石榴斜長(zhǎng)角閃巖樣品LHP-002中鋯石的14個(gè)測(cè)點(diǎn)的w(Th)/w(U)值為<0.01～0.09，也屬于變質(zhì)成因鋯石，其中6號(hào)測(cè)點(diǎn)因Pb丟失嚴(yán)重而不參與年代學(xué)的計(jì)算，其余13測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為317.3 Ma±3.7 Ma(表1，圖4b)，其年齡值可能代表晚古生代的變質(zhì)年齡。

表1 紅旗營(yíng)子雜巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年結(jié)果Table 1 Zircon U-Pb LA-ICP-MS age dating of Hongqiyingzi complex

續(xù)表1：

圖4 紅旗營(yíng)子雜巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 Zircon U-Pb age Concordia plot of Hongqiyingzi complex(紅色為變質(zhì)鋯石，黑色為巖漿鋯石)

石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖樣品Q(chēng)LD-003中鋯石可以分為2組。1組是測(cè)點(diǎn)5和測(cè)點(diǎn)6，w(Th)/w(U)值為0.09～0.11，鋯石的HREE曲線顯著上翹，鋯石屬于巖漿鋯石；鋯石206Pb/238U年齡范圍為370.9 Ma—382.0 Ma(表1，圖4c)。2組是其余測(cè)點(diǎn)，w(Th)/wU)值<0.01，鋯石的HREE曲線平坦，屬于變質(zhì)鋯石，9個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為350.9±6.1 Ma(圖4c)，其年齡值可能代表石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖晚古生代變質(zhì)年齡。

石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖樣品LHP-004中的鋯石也可分為2組。1組是測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)4和測(cè)點(diǎn)13，w(Th)/w(U)值為0.07～0.23，鋯石的HREE曲線顯著上翹，鋯石屬于巖漿鋯石；鋯石206Pb/238U年齡范圍為384.1 Ma—392.8 Ma(表1，圖4d)。2組是其余測(cè)點(diǎn)，w(Th)/w(U)值為0.01，鋯石的HREE曲線平坦，屬于變質(zhì)鋯石，17個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為343.5±3.1 Ma(圖4d)，其年齡值可能代表石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖晚古生代變質(zhì)年齡。

4 討論

(1)紅旗營(yíng)子雜巖的組成

目前對(duì)紅旗營(yíng)子雜巖的原巖屬性及組成仍存在著較大的爭(zhēng)議。劉樹(shù)文等[8,12]認(rèn)為紅旗營(yíng)子雜巖屬于巖漿侵入巖群，主要由太古代(石英閃長(zhǎng)巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖)片麻巖和和古元古代花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖-正長(zhǎng)花崗巖組成；太古代(石英閃長(zhǎng)巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖)片麻巖形成時(shí)代為2546 Ma—2532 Ma，古元古代花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖-正長(zhǎng)花崗巖侵入體侵入時(shí)代為1870 Ma—1819 Ma。周兵等[17,26,30]認(rèn)為紅旗營(yíng)子雜巖中的退變榴輝巖的原巖可能為兼具洋中脊和島弧地球化學(xué)屬性的洋殼拉斑玄武巖類(lèi)，原巖形成于438 Ma，在325 Ma發(fā)生峰期榴輝巖相變質(zhì)作用(與古亞洲洋的俯沖有關(guān))。筆者曾獲得紅旗營(yíng)子雜巖的黑云斜長(zhǎng)片麻巖中的碎屑鋯石年齡范圍是1855 Ma—369 Ma[14]，認(rèn)為沉積上限為369 Ma[14]。初航等[37]認(rèn)為紅旗營(yíng)子雜巖碎屑鋯石年齡范圍389 Ma—1989 Ma，沉積上限為389 Ma。Liu H等[38]認(rèn)為紅旗營(yíng)子雜巖中的橄欖巖代表俯沖洋殼下部的巖石圈地幔；橄欖巖、退變榴輝巖和片麻巖代表蛇綠巖套的殘片，該蛇綠巖套的發(fā)現(xiàn)意味著現(xiàn)代板塊構(gòu)造機(jī)制在古元古代時(shí)期就已存在；紅旗營(yíng)子雜巖(角閃斜長(zhǎng)片麻巖)原巖形成于2664 Ma—2518 Ma[38]，屬于新太古代，在1840 Ma—1847 Ma發(fā)生變質(zhì)作用，并在顯生宙時(shí)期發(fā)生折返和角閃巖相變質(zhì)作用(變質(zhì)溫度為700～760℃，壓力為5～7 Kbar)。陶光活等[39]對(duì)斜長(zhǎng)角閃巖開(kāi)展研究，認(rèn)為其結(jié)晶時(shí)代為2477 Ma，源區(qū)來(lái)源于古老地殼物質(zhì)的再循環(huán)，其鋯石Lu-Hf一階段模式年齡為2673 Ma—2783 Ma)，形成環(huán)境為島弧相關(guān)環(huán)境。

由此可見(jiàn)，紅旗營(yíng)子雜巖的組成異常復(fù)雜，可以初步歸類(lèi)為：①太古代斜長(zhǎng)角閃(片麻)巖、石英閃長(zhǎng)巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖；②晚古元古代或古生代變基性巖，如(退變)榴輝巖和斜長(zhǎng)角閃巖；③晚古生代變表殼巖，如(石榴角閃)黑云斜長(zhǎng)片麻巖和(蛇紋石化)大理巖。

(2)變表殼巖的源區(qū)屬性及沉積時(shí)限

紅旗營(yíng)子雜巖變表殼巖原巖的源區(qū)來(lái)源復(fù)雜，碎屑鋯石最老可以追溯到中-新太古代，其鋯石U-Pb年齡3164 Ma—2465 Ma[8,12,40]；在元古代時(shí)期也有豐富的碎屑鋯石記錄，其鋯石U-Pb年齡范圍2417 Ma—1815 Ma[8,12-13,16,37]；在古生代時(shí)期也有少量的碎屑鋯石U-Pb年齡記錄，其年齡范圍457 Ma—357 Ma[8,16]。本次研究的兩個(gè)變表殼巖(石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖)的碎屑鋯石U-Pb年齡范圍為370.9 Ma—392.8 Ma，落在了前人研究的古生代變表殼巖年齡范圍(457 Ma—357 Ma)內(nèi)，這表明變表殼巖的沉積上限可能為357 Ma。

前人報(bào)道的變表殼巖變質(zhì)時(shí)代范圍為293 Ma—334 Ma[8,16,37]，本次研究得到的變表殼巖變質(zhì)鋯石U-Pb年齡范圍是343.5 Ma—350.9 Ma，限制了變表殼巖的沉積下限為350.9 Ma。因此，紅旗營(yíng)子雜巖變表殼巖可能的沉積時(shí)限為357 Ma—350.9 Ma。

(3)斜長(zhǎng)角閃巖和變表殼巖晚古生代變質(zhì)年齡及意義

本次研究采集的斜長(zhǎng)角閃巖的礦物組合為Pl+Amp+Grt±Ilm±Qz，屬于角閃巖相，考慮到斜長(zhǎng)角閃巖的樣品位于前人采集的榴輝巖樣品[17,19]附近，因此斜長(zhǎng)角閃巖可能是榴輝巖發(fā)生角閃巖相退變質(zhì)作用的產(chǎn)物，角閃巖相退變質(zhì)發(fā)生的時(shí)間為322.0 Ma—317.3 Ma。變表殼巖(石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖)的變質(zhì)礦物組合為Qz+Pl+Bt+Hbl+Grt，也屬于角閃巖相，因此變表殼巖的角閃巖相變質(zhì)作用發(fā)生的時(shí)間為350.9 Ma—343.5 Ma。

(4)紅旗營(yíng)子雜巖構(gòu)造演化

從區(qū)域構(gòu)造上看，紅旗營(yíng)子雜巖屬于華北克拉通中部造山帶和古亞洲洋構(gòu)造域的結(jié)合部位，通過(guò)對(duì)前人發(fā)表的紅旗營(yíng)子雜巖變質(zhì)作用年代學(xué)成果進(jìn)行匯總研究(圖5)，可以看出紅旗營(yíng)子雜巖存在顯著的3個(gè)變質(zhì)年齡區(qū)間：晚太古代2494 Ma—2448 Ma；晚古元古代1900 Ma—1734 Ma(峰期為1824.6 Ma)；顯生宙495 Ma—234 Ma(峰期為323.7 Ma)。晚太古代2494 Ma—2448 Ma變質(zhì)事件，說(shuō)明紅旗營(yíng)子雜巖中的太古代斜長(zhǎng)角閃(片麻)巖和石英閃長(zhǎng)巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖具有顯著華北屬性；晚古元古代1900 Ma—1734 Ma變質(zhì)事件，說(shuō)明紅旗營(yíng)子雜巖中的太古代塊體、斜長(zhǎng)角閃巖等可能經(jīng)歷了華北克拉通東西陸塊的相互碰撞及哥倫比亞超大陸的形成；顯生宙495 Ma—234 Ma變質(zhì)事件，可能與古亞洲洋的俯沖、關(guān)閉及造山后的伸展有關(guān)。

圖5 紅旗營(yíng)子雜巖變質(zhì)年齡統(tǒng)計(jì)柱狀圖(據(jù)文獻(xiàn)[8,12-13,16-17,19,37-38,40-41]數(shù)據(jù)繪制)Fig.5 Statistical histogram of metamorphic age of Hongqiyingzi complex

結(jié)合前人研究成果，顯生宙495 Ma—234 Ma變質(zhì)事件可進(jìn)一步細(xì)化為多個(gè)演化階段。495 Ma—438 Ma為古亞洲洋開(kāi)始裂開(kāi)及(退變)榴輝巖原巖的形成時(shí)期；438 Ma—354 Ma為古亞洲洋洋殼的南向俯沖并發(fā)生榴輝巖相變質(zhì)作用和變質(zhì)表殼巖原巖(357 Ma—350.9 Ma)形成時(shí)期；350.9 Ma—293.4 Ma紅旗營(yíng)子雜巖早前寒武紀(jì)塊體發(fā)生折返、榴輝巖發(fā)生退變質(zhì)作用和變表殼巖發(fā)生角閃巖相變質(zhì)作用時(shí)期，該階段變質(zhì)事件與古亞洲洋的最終關(guān)閉有關(guān)；293.4 Ma—234 Ma變質(zhì)事件可能與造山后伸展作用有關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鎮(zhèn)寧堡—赤城一帶紅旗營(yíng)子雜巖變基性巖(石榴斜長(zhǎng)角閃巖)及其圍巖(石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖)的巖石學(xué)特征和同位素年代學(xué)進(jìn)行研究，可以得出以下結(jié)論：

紅旗營(yíng)子雜巖的主要塊體包括：太古代火成巖(斜長(zhǎng)角閃(片麻)巖、石英閃長(zhǎng)巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖)；晚古元古代或古生代變基性巖(退變榴輝巖和斜長(zhǎng)角閃巖)；晚古生代變表殼巖(石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖和蛇紋石化大理巖)。

變表殼巖(石榴角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖)沉積作用發(fā)生的時(shí)限可能為357 Ma—350.9 Ma，發(fā)生角閃巖相變質(zhì)作用的時(shí)間為350.9 Ma—343.5 Ma；變基性巖(石榴斜長(zhǎng)角閃巖)角閃巖相變質(zhì)作用(榴輝巖的退變質(zhì)作用)發(fā)生的時(shí)間為322.0 Ma—317.3 Ma。

紅旗營(yíng)子雜巖存在顯著的3個(gè)變質(zhì)年齡區(qū)間：晚太古代2494 Ma—2448 Ma；晚古元古代1900 Ma—1734 Ma(峰期為1824.6 Ma)；顯生宙495 Ma—234 Ma(峰期為323.7 Ma)。其中，晚古元古代變質(zhì)年齡記錄和顯生宙變質(zhì)年齡記錄的峰值最為顯著，晚古元古代變質(zhì)事件與華北克拉通東西陸塊的相互碰撞及哥倫比亞超大陸的形成有關(guān)；顯生宙變質(zhì)事件，可能與古亞洲洋的開(kāi)裂、俯沖、關(guān)閉及造山后的伸展有關(guān)。