2. 吉林大学地球科学学院, 长春 130061;
3. 东北煤田地质局沈阳测试研究中心, 沈阳 110016
2. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;
3. Shenyang Test Research, Northeast China Coal Field Geological Bureau Shenyang 110016, China
0 引言
中国东北地区处于中亚造山带的东缘,夹持于华北板块、西伯利亚板块和西太平洋板块交汇地带[1-2],具有多块体拼合的典型特征[3-4];发育较多的晚中生代断陷盆地,如海拉尔盆地、二连盆地以及松辽盆地等,盆地内的火山岩是中生代岩浆岩的重要组成部分,其年代学及构造背景一直是地学研究的热点问题之一。
作为我国东北地区大型的中、新生代含油气裂谷盆地——松辽盆地油气资源丰富,盆内及其周边地区中生代火山岩广泛分布,随着盆地内火山岩型油气藏的发现,对盆地内火山岩的成因研究逐渐得到重视。围绕着松辽盆地中生代火山岩油气藏勘探开发[5-8]、火山岩定年[9-11]以及火山岩地球化学特征[12-14]等方面的研究,前人做了大量的工作,但是对松辽盆地外围西部盆地(龙江盆地、突泉盆地以及扎鲁特盆地等)火山岩的研究较为薄弱,尤其系统精确的年代学研究较少。本文在深入的野外地质工作以及前人已有研究基础上,选择以龙江盆地中生代火山岩作为研究对象,进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,精确厘定其时间格架, 以期为探讨龙江盆地基底形成及岩浆演化历史提供必要的年代学依据。
1 区域地质概况松辽盆地基底由前寒武纪—侏罗纪中、浅层次的变质岩及侵入岩组成,基底之上发育中—新生代的陆相火山碎屑岩及沉积岩,具有下部断陷、上部坳陷的二元结构[12, 15]。在其外围发育大量中—新生代盆地群,分带性明显,呈现东西成带、南北分块的格局,盆地群的边界受控于NE向断裂带,自西向东分为西部、中部和东部盆地群(图 1a)。
2013年陈树旺等在松辽盆地外围油气勘探工作中,根据基础地质资料与物探资料,在松辽盆地西侧重新厘定出龙江盆地①(图 1b)。通过非震物探剖面研究发现,龙江盆地北部凹陷浅而窄,南部存在西缓东陡的箕形凹陷带,与松辽盆地之间存在隆起分割。盆地内断裂十分发育,形成北东向正断层,并呈阶梯状向盆地深凹方向跌落,构成盆地西缓东陡、南深北浅的构造格局。盆地西北部出露的基底地层为:下二叠统寿山沟组,主要为绢云母千枚岩、片理化细砂岩、泥质粉砂岩和凝灰质细砂岩,含腕足类动物化石(Asioproductus sp.,Linoproductus sp等),为一套浅海相沉积建造;下二叠统大石寨组,为一套经过低级变质作用改造的火山—沉积岩系,下部的晶屑凝灰岩中含有动物化石(Waagenoconcha sp.,Neospirifer subfasciger(Licharew),Waageno- concha sp.等),其形成环境为浅海并伴随着较为强烈的火山活动;中二叠统哲斯组空间上与大石寨组相伴产出,呈NE向展布,主要为灰黄色细砂岩、结晶灰岩、角岩化粉砂岩等,含Cyathocarinia sp., Schwagerina sp.Indet., Polypora jalaidensis Liu, 海百合茎等化石,为浅海相沉积,并伴随着相对微弱的火山活动;中侏罗统万宝组不整合产于晚古生代地层之上,又不整合伏于下白垩统火山岩系之下,主要为黑灰、黄绿色页岩、粉砂岩夹煤层,灰黑、灰白色凝灰质砂岩、凝灰质砾岩,灰黑色流纹质角砾岩屑晶屑凝灰岩等,含植物化石(Coniopteris sp.,Eboracia sp.,Schizolepis sp.等)②。
① 沈阳地质调查中心.松辽外围中新生代盆地群油气地质综合调查成果报告.沈阳:沈阳地质调查中心, 2011.
② 沈阳地质调查中心.内蒙古1:5万南燕窝沟、山泉公社、罕达罕、陈家大岗幅区域地质矿产调查报告.沈阳:沈阳地质调查中心, 2015.
盆地内广泛发育中生代火山岩和火山碎屑岩,根据野外接触关系由老至新划分为龙江组、光华组和甘河组(图 1b)。龙江组上部以熔岩为主,主要为灰紫色流纹岩、英安岩、粗面安山岩,夹火山角砾岩;下部主要由灰紫色、灰绿色中酸性火山碎屑岩、凝灰质砂砾岩、沉凝灰岩组成,不整合覆盖于侏罗纪地层之上。光华组上部为灰白、灰紫色流纹岩和碱流岩;下部以灰白色流纹质火山碎屑岩为主,夹凝灰质泥岩,喷发不整合覆盖于早白垩世早期的龙江组之上、下伏于早白垩世甘河组之下(图 2)。甘河组主要由中性、中基性火山岩组成,以粗面质玄武安山岩、玄武岩和橄榄玄武岩为主,与光华组呈喷发不整合接触。
2 样品采集及分析方法 2.1 采样位置及样品特征我们共采集了龙江盆地龙江组3件样品(TW19、TW31、TW15)、光华组3件样品(TW20、TW21、TW48)以及甘河组1件样品(TW03)进行锆石分选、U-Pb测年,采样位置见图 1b,7个样品的具体特征如下。
流纹岩样品TW19采自狼洞山附近(122°52′58″E,47°09′15″N),新鲜面为灰紫色,斑状结构,块状构造。斑晶主要由斜长石组成(图 3a),半自形长板状,发生溶蚀且在其周边形成溶蚀边,粒径0.5~1.0 mm,斑晶体积分数约为3%。基质为显微粒状结构,由呈定向排列的板柱状长石和微粒石英组成。
辉石英安岩样品TW31采自败驾山附近(122°35′57″E,47°08′17″N),新鲜面青灰色,斑状结构,块状构造。斑晶体积分数为20%~25%,主要为斜长石(占斑晶60%~70%)、辉石(占斑晶约为20%)、角闪石(占斑晶约为10%)(图 3b)。其中:斜长石呈自形—半自形板状,部分环带发育,粒径0.5~4.0 mm;辉石呈半自形短柱状,部分发生绿泥石化,粒径0.5~1.5 mm;角闪石呈半自形柱状,部分暗化,粒径0.5~1.0 mm。基质为显微粒状结构。
流纹岩样品TW15采自罕达罕乡附近(122°35′57″E,47°08′17″N),新鲜面浅灰绿色,多斑结构,块状构造。斑晶主要由斜长石和角闪石组成(图 3c)。其中:斜长石体积分数为20%~25%,半自形板状,聚片双晶发育,部分发生溶蚀,粒径0.5~3.5 mm;角闪石体积分数为5%左右,半自形柱状,发生绿泥石化,粒径0.5~1.0 mm。基质由定向细条状斜长石和微粒石英组成。
流纹岩样品TW20采自尖山村北部(122°35′04″E,47°07′35″N),新鲜面灰白色,斑状结构,流纹构造。斑晶主要由斜长石(5%~10%)和钾长石(约为5%)组成(图 3d);长石斑晶呈半自形板状、溶蚀状,粒径0.5~1.0 mm。基质为球粒结构,褐色氧化铁条带构成流纹构造。
流纹岩样品TW21采自山泉镇东部(122°53′33″E,47°15′12″N),新鲜面灰紫色,少斑结构,流纹构造。斑晶体积分数约为1%,以斜长石为主(图 3e),呈半自形板状,粒径0.5 mm左右。基质为隐晶质结构,由定向的长英质微晶矿物组成。
流纹岩样品TW48采自大尖山附近(122°35′44″E,47°06′06″N),新鲜面灰紫色,板状结构,流纹构造。斑晶主要由斜长石(5%~10%)和角闪石(约为1%)组成(图 3f)。其中:斜长石呈半自形—他形板状,发育聚片双晶,可见矿物碎裂现象以及边部溶蚀,粒径0.5~3.0 mm;角闪石呈半自形柱状,粒径0.2~0.5 mm。基质为隐晶质结构。
玄武质粗面安山岩样品TW03采自合心村附近(122°57′44″E,47°15′42″N),取样点为甘河组和光华组接触部位,新鲜面灰黑色,斑状结构,致密块状。斑晶为斜长石(约为5%)和辉石(约为2%)(图 3g)。其中:斜长石呈自形板状,聚片双晶发育,粒径0.5~1.5 mm;辉石呈半自形短柱状,部分绿泥石化,粒径0.5~1.0 mm。基质间粒结构,由板条状的斜长石和细粒辉石组成。
2.2 样品处理及分析测试方法样品破碎和锆石分选由河北省廊坊市科大矿物分选技术股份有限公司完成。锆石阴极发光(CL)照相在中国地质科学院北京离子探针中心获取。锆石激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb同位素分析在中国地质科学院国家地质实验测试中心完成。试验中采用高纯He作为剥蚀物质载气,用标准参考物质NIST SRM610进行仪器最佳化,样品测定时用哈佛大学国际标准锆石91500作为外部校正。本次实验所采用的激光斑束直径为30 μm,激光脉冲为10 Hz,能量密度为16~17 J/cm2。普通铅校正采用Anderson的方法[17],详细实验测试过程可参见文献[18]。样品的年龄计算采用国际标准程序Isoplot(ver3.0)。锆石分析结果见表 1,锆石阴极发光图像见图 4,年龄谐和图见图 5。
样品点号 | Th/U | 同位素比值 | 年龄/Ma | |||||||||||
207Pb/206Pb | 1σ | 207Pb/235U | 1σ | 206Pb/238U | 1σ | 207Pb/206Pb | 1σ | 206Pb/238U | 1σ | 207Pb/235U | 1σ | |||
TW19-2 | 1.54 | 0.050 2 | 0.002 0 | 0.132 4 | 0.005 6 | 0.019 5 | 0.000 5 | 124 | 3 | 126 | 5 | |||
TW19-3 | 1.38 | 0.048 1 | 0.002 7 | 0.135 3 | 0.008 0 | 0.020 6 | 0.000 5 | 132 | 3 | 129 | 7 | |||
TW19-5 | 1.68 | 0.049 9 | 0.002 4 | 0.132 1 | 0.006 8 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 126 | 6 | |||
TW19-6 | 1.66 | 0.046 6 | 0.002 1 | 0.127 4 | 0.005 9 | 0.020 2 | 0.000 5 | 129 | 3 | 122 | 5 | |||
TW19-7 | 1.02 | 0.048 7 | 0.003 0 | 0.138 7 | 0.009 0 | 0.021 0 | 0.000 5 | 134 | 3 | 132 | 8 | |||
TW19-8 | 1.67 | 0.052 0 | 0.002 2 | 0.133 2 | 0.006 0 | 0.019 5 | 0.000 5 | 124 | 3 | 127 | 5 | |||
TW19-9 | 1.75 | 0.052 8 | 0.002 2 | 0.142 0 | 0.006 4 | 0.019 2 | 0.000 5 | 123 | 3 | 135 | 6 | |||
TW19-10 | 1.48 | 0.049 1 | 0.001 7 | 0.136 8 | 0.005 1 | 0.020 6 | 0.000 5 | 132 | 3 | 130 | 5 | |||
TW19-11 | 1.49 | 0.049 8 | 0.001 9 | 0.131 8 | 0.005 2 | 0.019 5 | 0.000 5 | 124 | 3 | 126 | 5 | |||
TW19-12 | 1.50 | 0.050 3 | 0.002 6 | 0.128 7 | 0.007 0 | 0.018 9 | 0.000 5 | 121 | 3 | 123 | 6 | |||
TW19-13 | 1.89 | 0.047 7 | 0.001 7 | 0.126 4 | 0.004 8 | 0.019 7 | 0.000 5 | 126 | 3 | 121 | 4 | |||
TW19-14 | 1.19 | 0.049 3 | 0.001 9 | 0.140 7 | 0.005 8 | 0.021 0 | 0.000 5 | 134 | 3 | 134 | 5 | |||
TW19-17 | 0.99 | 0.050 3 | 0.001 6 | 0.141 9 | 0.005 0 | 0.020 7 | 0.000 5 | 132 | 3 | 135 | 4 | |||
TW19-18 | 1.06 | 0.050 0 | 0.002 3 | 0.153 4 | 0.007 6 | 0.022 2 | 0.000 5 | 141 | 3 | 145 | 7 | |||
TW19-19 | 0.99 | 0.054 3 | 0.003 6 | 0.132 5 | 0.009 3 | 0.019 9 | 0.000 6 | 127 | 4 | 126 | 8 | |||
TW19-20 | 1.35 | 0.047 1 | 0.002 4 | 0.139 9 | 0.007 7 | 0.021 0 | 0.000 5 | 134 | 3 | 133 | 7 | |||
TW19-21 | 1.22 | 0.049 1 | 0.002 1 | 0.135 8 | 0.006 1 | 0.020 5 | 0.000 5 | 131 | 3 | 129 | 5 | |||
TW19-23 | 1.11 | 0.049 8 | 0.001 5 | 0.143 7 | 0.004 7 | 0.021 3 | 0.000 5 | 136 | 3 | 136 | 4 | |||
TW19-24 | 0.98 | 0.049 5 | 0.001 9 | 0.142 3 | 0.005 9 | 0.021 2 | 0.000 5 | 135 | 3 | 135 | 5 | |||
TW19-26 | 0.58 | 0.051 7 | 0.003 0 | 0.149 3 | 0.009 1 | 0.022 2 | 0.000 6 | 141 | 4 | 141 | 8 | |||
TW19-27 | 0.61 | 0.050 0 | 0.001 8 | 0.145 4 | 0.005 6 | 0.020 8 | 0.000 5 | 133 | 3 | 138 | 5 | |||
TW19-28 | 0.93 | 0.052 2 | 0.003 3 | 0.145 0 | 0.009 6 | 0.021 6 | 0.000 6 | 138 | 4 | 138 | 9 | |||
TW19-29 | 1.03 | 0.046 9 | 0.001 7 | 0.127 4 | 0.004 9 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 122 | 4 | |||
TW19-30 | 1.60 | 0.048 7 | 0.002 4 | 0.132 7 | 0.006 9 | 0.020 0 | 0.000 5 | 128 | 3 | 127 | 6 | |||
TW31-1 | 1.51 | 0.052 3 | 0.003 4 | 0.131 2 | 0.009 0 | 0.019 3 | 0.000 6 | 123 | 4 | 125 | 8 | |||
TW31-2 | 0.98 | 0.044 8 | 0.004 1 | 0.123 2 | 0.011 8 | 0.019 5 | 0.000 6 | 124 | 4 | 118 | 11 | |||
TW31-4 | 1.61 | 0.050 0 | 0.002 8 | 0.134 9 | 0.007 9 | 0.020 3 | 0.000 6 | 130 | 4 | 129 | 7 | |||
TW31-5 | 1.78 | 0.049 2 | 0.004 0 | 0.132 2 | 0.011 1 | 0.019 7 | 0.000 6 | 126 | 4 | 126 | 10 | |||
TW31-6 | 2.02 | 0.046 7 | 0.005 3 | 0.128 3 | 0.015 2 | 0.019 0 | 0.000 7 | 121 | 5 | 123 | 14 | |||
TW31-7 | 0.94 | 0.056 6 | 0.001 9 | 0.153 0 | 0.005 6 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 145 | 5 | |||
TW31-8 | 1.33 | 0.046 7 | 0.002 5 | 0.136 0 | 0.007 8 | 0.020 9 | 0.000 6 | 134 | 4 | 130 | 7 | |||
TW31-9 | 1.87 | 0.050 0 | 0.004 1 | 0.139 5 | 0.011 9 | 0.020 9 | 0.000 6 | 133 | 4 | 133 | 11 | |||
TW31-10 | 1.52 | 0.049 9 | 0.002 0 | 0.140 4 | 0.006 1 | 0.020 4 | 0.000 5 | 130 | 3 | 133 | 5 | |||
TW31-12 | 1.66 | 0.048 8 | 0.003 2 | 0.141 5 | 0.009 9 | 0.021 1 | 0.000 6 | 134 | 4 | 134 | 9 | |||
TW31-13 | 0.89 | 0.049 1 | 0.002 0 | 0.139 2 | 0.006 0 | 0.021 1 | 0.000 5 | 134 | 3 | 132 | 5 | |||
TW31-14 | 0.74 | 0.058 3 | 0.001 9 | 0.163 8 | 0.005 9 | 0.020 6 | 0.000 5 | 131 | 3 | 154 | 5 | |||
TW31-15 | 1.14 | 0.051 0 | 0.002 1 | 0.142 9 | 0.006 2 | 0.021 4 | 0.000 6 | 137 | 4 | 136 | 6 | |||
TW31-16 | 1.60 | 0.046 3 | 0.002 1 | 0.133 2 | 0.006 5 | 0.020 2 | 0.000 5 | 129 | 3 | 127 | 6 | |||
TW31-17 | 1.16 | 0.051 7 | 0.002 0 | 0.146 2 | 0.006 2 | 0.021 5 | 0.000 6 | 137 | 4 | 139 | 5 | |||
TW31-18 | 5.78 | 0.049 2 | 0.002 6 | 0.143 4 | 0.007 9 | 0.021 6 | 0.000 6 | 138 | 4 | 136 | 7 | |||
TW31-19 | 2.07 | 0.051 9 | 0.001 8 | 0.133 7 | 0.005 2 | 0.019 3 | 0.000 5 | 123 | 3 | 127 | 5 | |||
TW31-21 | 2.08 | 0.047 6 | 0.002 8 | 0.131 9 | 0.008 3 | 0.019 7 | 0.000 6 | 126 | 4 | 126 | 7 | |||
TW31-23 | 1.42 | 0.049 9 | 0.002 2 | 0.127 9 | 0.006 1 | 0.019 1 | 0.000 5 | 122 | 3 | 122 | 5 | |||
TW31-24 | 1.90 | 0.050 6 | 0.003 5 | 0.125 9 | 0.009 1 | 0.018 9 | 0.000 5 | 121 | 3 | 120 | 8 | |||
TW31-25 | 1.37 | 0.049 2 | 0.002 8 | 0.144 1 | 0.008 8 | 0.020 6 | 0.000 6 | 132 | 4 | 137 | 8 | |||
TW31-27 | 2.12 | 0.045 5 | 0.006 7 | 0.128 7 | 0.019 7 | 0.019 1 | 0.000 8 | 122 | 5 | 123 | 18 | |||
TW31-28 | 1.08 | 0.047 7 | 0.002 1 | 0.134 5 | 0.006 3 | 0.020 6 | 0.000 5 | 131 | 3 | 128 | 6 | |||
TW31-29 | 1.33 | 0.055 9 | 0.005 3 | 0.139 9 | 0.013 8 | 0.020 8 | 0.000 7 | 132 | 4 | 133 | 12 | |||
TW15-1 | 1.70 | 0.049 6 | 0.001 9 | 0.135 6 | 0.005 4 | 0.020 0 | 0.000 5 | 128 | 3 | 129 | 5 | |||
TW15-3 | 1.00 | 0.055 0 | 0.001 9 | 0.153 8 | 0.005 6 | 0.019 8 | 0.000 5 | 127 | 3 | 145 | 5 | |||
TW15-4 | 1.50 | 0.050 7 | 0.003 8 | 0.135 1 | 0.010 6 | 0.019 9 | 0.000 6 | 127 | 4 | 129 | 10 | |||
TW15-5 | 1.17 | 0.054 8 | 0.002 0 | 0.152 5 | 0.005 7 | 0.020 0 | 0.000 5 | 127 | 3 | 144 | 5 | |||
TW15-6 | 1.10 | 0.051 3 | 0.003 5 | 0.132 6 | 0.009 6 | 0.019 3 | 0.000 6 | 123 | 4 | 126 | 9 | |||
TW15-7 | 1.53 | 0.050 6 | 0.002 5 | 0.135 1 | 0.007 1 | 0.020 3 | 0.000 6 | 130 | 4 | 129 | 6 | |||
TW15-8 | 0.76 | 0.050 4 | 0.001 8 | 0.139 8 | 0.005 1 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 133 | 5 | |||
TW15-10 | 1.01 | 0.049 2 | 0.002 2 | 0.134 6 | 0.006 2 | 0.019 5 | 0.000 5 | 125 | 3 | 128 | 6 | |||
TW15-11 | 0.73 | 0.049 2 | 0.001 8 | 0.133 5 | 0.005 1 | 0.019 7 | 0.000 5 | 126 | 3 | 127 | 5 | |||
TW15-12 | 0.91 | 0.049 0 | 0.002 4 | 0.136 2 | 0.006 9 | 0.020 2 | 0.000 6 | 129 | 4 | 130 | 6 | |||
TW15-13 | 1.48 | 0.053 4 | 0.003 6 | 0.139 5 | 0.009 7 | 0.019 4 | 0.000 6 | 124 | 4 | 133 | 9 | |||
TW15-15 | 1.01 | 0.052 0 | 0.001 9 | 0.135 0 | 0.005 3 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 129 | 5 | |||
TW15-16 | 1.68 | 0.052 7 | 0.001 9 | 0.134 6 | 0.005 1 | 0.019 8 | 0.000 5 | 126 | 3 | 128 | 5 | |||
TW15-17 | 1.25 | 0.049 6 | 0.003 4 | 0.128 2 | 0.009 3 | 0.019 3 | 0.000 6 | 123 | 4 | 122 | 8 | |||
TW15-18 | 1.48 | 0.048 5 | 0.002 6 | 0.132 8 | 0.007 6 | 0.019 7 | 0.000 6 | 126 | 4 | 127 | 7 | |||
TW15-19 | 2.21 | 0.050 1 | 0.003 8 | 0.135 1 | 0.010 8 | 0.019 5 | 0.000 6 | 125 | 4 | 129 | 10 | |||
TW15-20 | 1.24 | 0.048 3 | 0.001 7 | 0.128 9 | 0.004 7 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 123 | 4 | |||
TW15-21 | 1.18 | 0.054 9 | 0.001 9 | 0.145 9 | 0.005 4 | 0.019 3 | 0.000 5 | 123 | 3 | 138 | 5 | |||
TW15-22 | 1.24 | 0.054 1 | 0.002 2 | 0.147 2 | 0.006 2 | 0.019 9 | 0.000 5 | 127 | 3 | 139 | 5 | |||
TW15-23 | 0.79 | 0.047 8 | 0.001 9 | 0.130 0 | 0.005 3 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 124 | 5 | |||
TW15-25 | 1.05 | 0.049 9 | 0.002 0 | 0.133 6 | 0.005 7 | 0.019 3 | 0.000 5 | 123 | 3 | 127 | 5 | |||
TW15-26 | 1.03 | 0.054 5 | 0.001 5 | 0.147 1 | 0.004 3 | 0.019 5 | 0.000 5 | 125 | 3 | 139 | 4 | |||
TW15-27 | 0.98 | 0.049 7 | 0.001 7 | 0.134 6 | 0.004 8 | 0.020 0 | 0.000 5 | 128 | 3 | 128 | 4 | |||
TW15-28 | 1.16 | 0.053 4 | 0.002 3 | 0.145 0 | 0.006 7 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 138 | 6 | |||
TW15-29 | 1.02 | 0.047 7 | 0.003 8 | 0.135 0 | 0.011 5 | 0.019 9 | 0.000 7 | 127 | 4 | 129 | 10 | |||
TW15-30 | 1.23 | 0.050 1 | 0.002 2 | 0.133 5 | 0.006 2 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 127 | 6 | |||
TW15-31 | 1.41 | 0.048 0 | 0.002 2 | 0.129 2 | 0.006 3 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 123 | 6 | |||
TW20-1 | 1.39 | 0.050 1 | 0.001 8 | 0.135 7 | 0.005 2 | 0.019 8 | 0.000 5 | 126 | 3 | 129 | 5 | |||
TW20-2 | 0.97 | 0.050 6 | 0.002 1 | 0.132 2 | 0.005 9 | 0.019 0 | 0.000 5 | 122 | 3 | 126 | 5 | |||
TW20-4 | 1.31 | 0.051 0 | 0.002 0 | 0.130 4 | 0.005 4 | 0.019 1 | 0.000 5 | 122 | 3 | 124 | 5 | |||
TW20-5 | 1.03 | 0.047 9 | 0.002 3 | 0.133 4 | 0.006 8 | 0.019 5 | 0.000 5 | 124 | 3 | 127 | 6 | |||
TW20-6 | 2.22 | 0.047 8 | 0.001 9 | 0.130 4 | 0.005 6 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 125 | 5 | |||
TW20-7 | 1.23 | 0.049 7 | 0.001 5 | 0.124 9 | 0.004 2 | 0.018 6 | 0.000 4 | 119 | 3 | 120 | 4 | |||
TW20-8 | 1.84 | 0.052 9 | 0.001 8 | 0.136 3 | 0.005 1 | 0.019 2 | 0.000 5 | 122 | 3 | 130 | 5 | |||
TW20-9 | 1.09 | 0.052 1 | 0.001 6 | 0.139 6 | 0.004 7 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 133 | 4 | |||
TW20-10 | 1.69 | 0.047 9 | 0.002 0 | 0.120 8 | 0.005 5 | 0.018 4 | 0.000 5 | 118 | 3 | 116 | 5 | |||
TW20-11 | 1.17 | 0.048 8 | 0.001 8 | 0.125 9 | 0.004 9 | 0.018 7 | 0.000 5 | 120 | 3 | 120 | 4 | |||
TW20-13 | 1.65 | 0.049 4 | 0.002 1 | 0.126 9 | 0.005 8 | 0.018 7 | 0.000 5 | 119 | 3 | 121 | 5 | |||
TW20-14 | 0.89 | 0.050 3 | 0.001 8 | 0.136 5 | 0.005 2 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 130 | 5 | |||
TW20-15 | 1.75 | 0.049 8 | 0.002 0 | 0.123 2 | 0.005 3 | 0.018 0 | 0.000 4 | 115 | 3 | 118 | 5 | |||
TW20-17 | 0.83 | 0.050 7 | 0.001 7 | 0.135 0 | 0.004 8 | 0.019 6 | 0.000 5 | 125 | 3 | 129 | 4 | |||
TW20-18 | 1.02 | 0.052 2 | 0.001 6 | 0.142 2 | 0.004 8 | 0.019 7 | 0.000 5 | 126 | 3 | 135 | 4 | |||
TW20-19 | 1.18 | 0.050 5 | 0.001 9 | 0.135 2 | 0.005 4 | 0.019 9 | 0.000 5 | 127 | 3 | 129 | 5 | |||
TW20-20 | 0.70 | 0.056 6 | 0.001 9 | 0.133 2 | 0.004 7 | 0.019 8 | 0.000 5 | 126 | 3 | 127 | 4 | |||
TW20-21 | 1.84 | 0.050 8 | 0.002 0 | 0.128 7 | 0.005 3 | 0.019 7 | 0.000 5 | 126 | 3 | 123 | 5 | |||
TW20-22 | 1.02 | 0.051 9 | 0.002 2 | 0.136 3 | 0.006 2 | 0.019 5 | 0.000 5 | 124 | 3 | 130 | 6 | |||
TW20-23 | 2.32 | 0.045 6 | 0.003 2 | 0.120 3 | 0.008 8 | 0.018 3 | 0.000 5 | 117 | 3 | 115 | 8 | |||
TW20-25 | 1.52 | 0.049 7 | 0.002 8 | 0.129 0 | 0.007 6 | 0.019 3 | 0.000 5 | 123 | 3 | 123 | 7 | |||
TW20-26 | 1.27 | 0.051 1 | 0.002 2 | 0.135 1 | 0.006 1 | 0.019 0 | 0.000 5 | 121 | 3 | 129 | 5 | |||
TW20-27 | 1.16 | 0.048 6 | 0.001 7 | 0.128 8 | 0.004 8 | 0.019 2 | 0.0005 | 123 | 3 | 123 | 4 | |||
TW20-30 | 1.41 | 0.048 4 | 0.001 7 | 0.132 8 | 0.005 1 | 0.019 7 | 0.000 5 | 126 | 3 | 127 | 5 | |||
TW21-2 | 1.44 | 0.047 7 | 0.001 5 | 0.120 6 | 0.004 2 | 0.018 2 | 0.000 4 | 116 | 3 | 116 | 4 | |||
TW21-3 | 1.56 | 0.048 6 | 0.001 9 | 0.119 4 | 0.005 0 | 0.018 0 | 0.000 4 | 115 | 3 | 115 | 5 | |||
TW21-4 | 2.13 | 0.047 1 | 0.001 9 | 0.117 5 | 0.005 1 | 0.018 2 | 0.000 4 | 116 | 3 | 113 | 5 | |||
TW21-5 | 2.12 | 0.049 1 | 0.002 4 | 0.123 8 | 0.006 3 | 0.018 4 | 0.000 5 | 118 | 3 | 119 | 6 | |||
TW21-6 | 1.98 | 0.050 4 | 0.003 2 | 0.123 4 | 0.008 1 | 0.018 8 | 0.000 5 | 120 | 3 | 118 | 7 | |||
TW21-7 | 1.93 | 0.044 6 | 0.001 8 | 0.114 3 | 0.004 9 | 0.018 6 | 0.000 4 | 119 | 3 | 110 | 4 | |||
TW21-8 | 1.42 | 0.048 1 | 0.003 3 | 0.116 8 | 0.008 4 | 0.018 6 | 0.000 5 | 119 | 3 | 112 | 8 | |||
TW21-10 | 1.53 | 0.047 8 | 0.002 3 | 0.121 2 | 0.006 2 | 0.018 2 | 0.000 5 | 116 | 3 | 116 | 6 | |||
TW21-11 | 1.74 | 0.047 8 | 0.001 9 | 0.118 7 | 0.005 1 | 0.018 3 | 0.000 4 | 117 | 3 | 114 | 5 | |||
TW21-12 | 1.78 | 0.050 5 | 0.005 2 | 0.128 8 | 0.013 7 | 0.019 3 | 0.000 7 | 123 | 4 | 123 | 12 | |||
TW21-13 | 1.39 | 0.044 6 | 0.003 2 | 0.117 7 | 0.008 7 | 0.019 0 | 0.000 5 | 122 | 3 | 113 | 8 | |||
TW21-14 | 1.81 | 0.049 0 | 0.001 9 | 0.127 6 | 0.005 3 | 0.018 8 | 0.000 5 | 120 | 3 | 122 | 5 | |||
TW21-15 | 1.44 | 0.050 0 | 0.001 9 | 0.125 4 | 0.005 1 | 0.018 4 | 0.000 5 | 117 | 3 | 120 | 5 | |||
TW21-16 | 1.91 | 0.046 9 | 0.001 9 | 0.127 9 | 0.005 6 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 122 | 5 | |||
TW21-18 | 1.25 | 0.054 8 | 0.003 1 | 0.135 2 | 0.008 1 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 129 | 7 | |||
TW21-19 | 1.63 | 0.0498 | 0.001 9 | 0.126 6 | 0.005 2 | 0.018 8 | 0.000 5 | 120 | 3 | 121 | 5 | |||
TW21-20 | 1.47 | 0.050 9 | 0.002 0 | 0.130 6 | 0.005 6 | 0.018 9 | 0.000 5 | 120 | 3 | 125 | 5 | |||
TW21-21 | 2.10 | 0.049 3 | 0.001 9 | 0.126 8 | 0.005 2 | 0.018 7 | 0.000 5 | 119 | 3 | 121 | 5 | |||
TW21-22 | 1.58 | 0.048 6 | 0.001 7 | 0.132 0 | 0.004 9 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 126 | 4 | |||
TW21-23 | 1.59 | 0.047 9 | 0.001 8 | 0.128 1 | 0.005 3 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 122 | 5 | |||
TW21-24 | 2.30 | 0.045 6 | 0.001 7 | 0.124 9 | 0.005 0 | 0.018 8 | 0.000 5 | 120 | 3 | 120 | 4 | |||
TW21-25 | 1.48 | 0.048 0 | 0.001 8 | 0.131 7 | 0.005 3 | 0.019 4 | 0.000 5 | 124 | 3 | 126 | 5 | |||
TW21-26 | 1.43 | 0.049 4 | 0.001 3 | 0.130 7 | 0.003 9 | 0.019 2 | 0.000 5 | 123 | 3 | 125 | 4 | |||
TW21-27 | 1.54 | 0.049 6 | 0.001 4 | 0.130 0 | 0.004 1 | 0.018 9 | 0.000 4 | 121 | 3 | 124 | 4 | |||
TW21-28 | 2.17 | 0.048 1 | 0.001 6 | 0.128 2 | 0.004 7 | 0.019 1 | 0.000 5 | 122 | 3 | 123 | 4 | |||
TW21-29 | 1.53 | 0.049 6 | 0.002 1 | 0.124 3 | 0.005 6 | 0.018 7 | 0.000 5 | 120 | 3 | 119 | 5 | |||
TW21-30 | 1.49 | 0.048 1 | 0.002 2 | 0.131 2 | 0.006 5 | 0.019 1 | 0.000 5 | 122 | 3 | 125 | 6 | |||
TW48-1 | 1.96 | 0.049 3 | 0.003 0 | 0.122 6 | 0.007 9 | 0.018 4 | 0.000 5 | 118 | 3 | 118 | 7 | |||
TW48-3 | 2.01 | 0.048 1 | 0.003 0 | 0.118 6 | 0.007 7 | 0.017 7 | 0.000 5 | 113 | 3 | 114 | 7 | |||
TW48-4 | 1.15 | 0.047 7 | 0.003 0 | 0.125 7 | 0.008 4 | 0.019 8 | 0.000 6 | 127 | 4 | 120 | 8 | |||
TW48-5 | 2.20 | 0.043 8 | 0.002 5 | 0.110 6 | 0.006 5 | 0.017 7 | 0.000 5 | 113 | 3 | 107 | 6 | |||
TW48-6 | 1.33 | 0.051 2 | 0.003 8 | 0.135 4 | 0.010 4 | 0.019 5 | 0.000 6 | 124 | 3 | 129 | 9 | |||
TW48-7 | 2.45 | 0.049 8 | 0.003 1 | 0.122 5 | 0.008 0 | 0.018 2 | 0.000 5 | 116 | 3 | 117 | 7 | |||
TW48-8 | 1.98 | 0.050 5 | 0.002 7 | 0.125 8 | 0.007 0 | 0.018 3 | 0.000 5 | 117 | 3 | 120 | 6 | |||
TW48-9 | 1.74 | 0.052 5 | 0.002 7 | 0.125 2 | 0.006 8 | 0.018 6 | 0.000 5 | 119 | 3 | 120 | 6 | |||
TW48-10 | 1.34 | 0.047 7 | 0.002 6 | 0.114 5 | 0.006 5 | 0.017 5 | 0.000 5 | 112 | 3 | 110 | 6 | |||
TW48-11 | 1.56 | 0.049 8 | 0.002 5 | 0.124 5 | 0.006 7 | 0.018 5 | 0.000 5 | 118 | 3 | 119 | 6 | |||
TW48-12 | 2.03 | 0.047 6 | 0.003 7 | 0.117 1 | 0.009 2 | 0.018 0 | 0.000 5 | 115 | 3 | 112 | 8 | |||
TW48-14 | 1.49 | 0.048 1 | 0.002 6 | 0.120 9 | 0.006 8 | 0.018 7 | 0.000 5 | 119 | 3 | 116 | 6 | |||
TW48-15 | 2.26 | 0.054 1 | 0.004 8 | 0.120 8 | 0.011 2 | 0.017 5 | 0.000 6 | 112 | 4 | 116 | 10 | |||
TW48-16 | 1.72 | 0.050 5 | 0.002 5 | 0.125 6 | 0.006 6 | 0.018 5 | 0.000 5 | 118 | 3 | 120 | 6 | |||
TW48-17 | 1.57 | 0.050 0 | 0.002 7 | 0.122 1 | 0.006 8 | 0.018 1 | 0.000 5 | 115 | 3 | 117 | 6 | |||
TW48-18 | 1.82 | 0.049 1 | 0.002 8 | 0.122 3 | 0.007 2 | 0.018 6 | 0.000 5 | 119 | 3 | 117 | 7 | |||
TW48-19 | 1.95 | 0.046 5 | 0.003 6 | 0.113 3 | 0.009 1 | 0.018 2 | 0.000 5 | 116 | 3 | 109 | 8 | |||
TW48-20 | 1.99 | 0.050 3 | 0.003 0 | 0.127 1 | 0.007 9 | 0.018 6 | 0.000 5 | 119 | 3 | 122 | 7 | |||
TW48-21 | 1.54 | 0.047 7 | 0.003 0 | 0.115 3 | 0.007 7 | 0.017 5 | 0.000 5 | 112 | 3 | 111 | 7 | |||
TW48-22 | 1.81 | 0.049 6 | 0.003 2 | 0.122 0 | 0.008 3 | 0.017 6 | 0.000 5 | 112 | 3 | 117 | 7 | |||
TW48-23 | 1.96 | 0.048 4 | 0.003 1 | 0.126 2 | 0.008 4 | 0.020 0 | 0.000 5 | 127 | 3 | 121 | 8 | |||
TW48-24 | 1.47 | 0.046 0 | 0.002 4 | 0.116 9 | 0.006 4 | 0.018 8 | 0.000 5 | 120 | 3 | 112 | 6 | |||
TW48-25 | 1.88 | 0.046 8 | 0.002 7 | 0.118 1 | 0.007 2 | 0.018 7 | 0.000 5 | 119 | 3 | 113 | 7 | |||
TW48-26 | 1.15 | 0.045 5 | 0.002 6 | 0.115 5 | 0.007 0 | 0.017 8 | 0.000 5 | 114 | 3 | 111 | 6 | |||
TW48-27 | 1.71 | 0.045 9 | 0.002 5 | 0.118 3 | 0.006 8 | 0.018 0 | 0.000 5 | 115 | 3 | 114 | 6 | |||
TW48-28 | 1.78 | 0.047 0 | 0.002 9 | 0.116 7 | 0.007 4 | 0.018 1 | 0.000 5 | 116 | 3 | 112 | 7 | |||
TW48-29 | 1.74 | 0.048 2 | 0.002 7 | 0.122 4 | 0.007 3 | 0.017 8 | 0.000 5 | 114 | 3 | 117 | 7 | |||
TW48-30 | 1.20 | 0.048 3 | 0.002 1 | 0.123 4 | 0.005 6 | 0.018 2 | 0.000 5 | 116 | 3 | 118 | 5 | |||
TW03-1 | 1.13 | 0.048 0 | 0.002 2 | 0.116 1 | 0.005 6 | 0.017 9 | 0.000 5 | 97 | 105 | 114 | 3 | 112 | 5 | |
TW03-2 | 1.95 | 0.153 5 | 0.003 1 | 8.571 4 | 0.235 2 | 0.410 9 | 0.009 8 | 2 385 | 34 | 2 219 | 45 | 2 294 | 25 | |
TW03-3 | 5.32 | 0.056 9 | 0.001 2 | 0.529 3 | 0.013 0 | 0.069 5 | 0.001 7 | 487 | 45 | 433 | 10 | 431 | 9 | |
TW03-4 | 1.22 | 0.061 9 | 0.001 7 | 0.420 6 | 0.013 8 | 0.047 9 | 0.001 2 | 669 | 57 | 302 | 7 | 357 | 10 | |
TW03-5 | 1.74 | 0.161 0 | 0.003 4 | 11.078 9 | 0.384 8 | 0.487 2 | 0.011 7 | 2 466 | 35 | 2 559 | 51 | 2 530 | 32 | |
TW03-6 | 3.10 | 0.166 6 | 0.003 4 | 11.434 7 | 0.309 3 | 0.502 5 | 0.011 9 | 2 524 | 34 | 2 625 | 51 | 2 559 | 25 | |
TW03-7 | 1.28 | 0.166 9 | 0.003 4 | 11.196 7 | 0.310 5 | 0.489 5 | 0.011 6 | 2 527 | 34 | 2 568 | 50 | 2 540 | 26 | |
TW03-8 | 2.00 | 0.155 3 | 0.003 2 | 8.435 6 | 0.235 9 | 0.394 8 | 0.009 4 | 2 405 | 34 | 2 145 | 43 | 2 279 | 25 | |
TW03-9 | 1.76 | 0.049 0 | 0.001 8 | 0.151 5 | 0.006 3 | 0.022 5 | 0.000 6 | 146 | 86 | 143 | 4 | 143 | 6 | |
TW03-10 | 2.05 | 0.052 0 | 0.002 1 | 0.158 3 | 0.006 8 | 0.022 1 | 0.000 6 | 285 | 88 | 141 | 4 | 149 | 6 | |
TW03-11 | 2.61 | 0.171 3 | 0.003 5 | 11.094 5 | 0.320 9 | 0.475 4 | 0.010 8 | 2 571 | 34 | 2 507 | 47 | 2 531 | 27 | |
TW03-12 | 1.93 | 0.055 6 | 0.006 4 | 0.164 9 | 0.020 8 | 0.021 7 | 0.000 7 | 437 | 239 | 139 | 5 | 155 | 18 | |
TW03-13 | 1.10 | 0.054 9 | 0.001 8 | 0.145 9 | 0.005 2 | 0.019 6 | 0.000 5 | 408 | 71 | 125 | 3 | 138 | 5 | |
TW03-14 | 3.28 | 0.060 3 | 0.003 4 | 0.321 1 | 0.021 3 | 0.040 2 | 0.001 0 | 614 | 116 | 254 | 6 | 283 | 16 | |
TW03-15 | 1.50 | 0.048 6 | 0.004 1 | 0.145 9 | 0.013 0 | 0.021 5 | 0.000 6 | 128 | 189 | 137 | 4 | 138 | 12 | |
TW03-16 | 2.04 | 0.058 8 | 0.001 4 | 0.415 1 | 0.011 9 | 0.058 5 | 0.001 3 | 560 | 52 | 367 | 8 | 353 | 9 |
本文选择最新鲜的样品用于地球化学分析。样品的粉碎加工均在无污染设备中进行。主量、微量元素分析在国土资源部东北矿产资源监督检测中心完成。主量元素采用X射线荧光光谱法(XRF),微量元素的分析则采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)完成。主量元素分析精度和准确度优于5%,微量元素的分析精度和准确度优于10%(表 2)。
3 分析结果 3.1 锆石U-Pb年代学龙江盆地龙江组和光华组火山岩的锆石多呈短柱状,部分长柱状,柱面和锥面比较发育,具有清晰的内部结构和典型的同心环带特征,均指示其主体为岩浆结晶的产物。Th/U值均远大于0.10(分别为0.58~1.89;0.74~5.78;0.73~2.21;0.70~2.32;1.25~2.30;1.15~2.45),应属典型的岩浆成因,其时代可以代表火山岩的形成年龄。个别分析点由于Pb丢失而偏离谐和曲线,无年龄意义,在计算时剔除。
流纹岩(TW19)定年结果显示,24个测点锆石的206Pb/238U年龄值为(121±3)~(141±4)Ma之间(表 1),其年龄加权平均值为(129.7±2.4)Ma(MSWD=3.2)(图 5a)。
辉石英安岩(TW31)定年结果显示,24个测点锆石的206Pb/238U年龄值为(121±3)~(138±4)Ma之间,其年龄加权平均值为(129.0±2.3)Ma(MSWD=2.2)(图 5b)。
流纹岩(TW15)定年结果显示,27个测点锆石的206Pb/238U年龄值为(123±3)~(130±4)Ma之间,其年龄加权平均值为(125.6±1.3)Ma(MSWD=0.26)(图 5c)。
流纹岩(TW20)定年结果显示,24个测点锆石的206Pb/238U年龄值为(115±3)~(127±3)Ma,其年龄加权平均值为(122.5±1.4)Ma(MSWD=0.13)(图 5d)。
流纹岩(TW21)定年结果显示,27个测点锆石的206Pb/238U年龄值为(115±3)~(124±3)Ma,其年龄加权平均值为(119.9±1.1)Ma(MSWD=0.88)(图 5e)。
流纹岩(TW48)定年结果显示,28个测点锆石的206Pb/238U年龄值为(112±3)~(127±4)Ma,其年龄加权平均值为(116.7±1.5)Ma(MSWD=0.16)(图 5f)。
甘河组玄武质粗面安山岩(TW03)的锆石较为复杂,大小相差较大,大的颗粒可达200 μm长,小的仅40~50 μm,长宽比通常为1.5~2.0,大部分锆石有一定的溶蚀,表现为棱角圆化,或者在锆石边缘部位呈现港湾状,其阴极发光图像显示了不止一次的结晶作用。样品中的锆石较少,仅测得16个数据,其年龄变化范围较大,如206Pb/238U年龄为(114±3)~(2 625±51)Ma。较老的6颗锆石207Pb/206U年龄分别为(2 385±34)、(2 405±34)、(2 466±35)、(2 524±34)、(2 527±34)和(2 571±34)Ma。其中测点7和11具有一致的206Pb/238和207Pb/206U年龄(图 5g,h)。
3.2 主、微量元素龙江组火山岩的w(SiO2)值为66.27%~70.95%,w(Al2O3)为15.07%~16.90%,w(MgO)值为0.35%~1.54%,w(CaO)为0.96%~2.93%。w(Na2O+K2O)=6.71%~8.80%,Na2O/K2O值为1.33~1.88,显示较明显的钠质特征。在TAS图解(图 6)上该样品落在流纹岩以及英安岩区内。岩石稀土总量(∑REE)为123.67×10-6~140.56×10-6,轻重稀土分馏较明显((La/Yb)N=5.84~7.03),不具Eu异常或弱的负Eu异常(图 7a)(δEu=0.78~0.93)。在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 7b)中龙江组火山岩富集大离子亲石元素(LILEs),亏损Nb、Ta、Ti、P等元素,Rb、Sr、Zr等元素的质量分数变化较大。
光华组火山岩的w(SiO2)为71.51%~77.43%,w(Al2O3)为12.96%~15.30%,w(MgO)为0.20%~0.29%,w(CaO)为0.26%~0.89%。w(Na2O+K2O)=6.71%~7.95%,Na2O/K2O值为0.99~1.40。在TAS图解(图 6)上该样品落在流纹岩区内。岩石稀土总量(∑REE)为92.26×10-6~163.58×10-6,轻重稀土分馏较明显((La/Yb)N=4.07~7.31),不具Eu异常或弱的负Eu异常(δEu=0.68~0.96)(图 7a)。在微量元素蛛网图(图 7b)上,光华组火山岩富集LILEs,明显亏损Nb、P、Ti等元素。
甘河组火山岩主要由中基性火山岩组成,其w(SiO2)为50.37%,w(Al2O3)为16.59%,w(MgO)为3.43%,w(CaO)为6.80%。w(Na2O+K2O)=6.35,Na2O/K2O值为1.59。在TAS图解(图 6)中落入玄武质粗面安山岩区域内,属于碱性系列。稀土总量(∑REE)为295.62×10-6,(La/Yb)N比值为12.81,富集轻稀土元素(LREEs),贫重稀土元素(HREEs),具较弱的负Eu异常(δEu=0.86)(图 7a)。在微量元素蛛网图(图 7b)中,具有富集Pb元素而亏损Cs、Rb、Sr等元素的特征。
4 讨论 4.1 龙江盆地火山作用期次龙江盆地含火山岩地层主要包括龙江组、光华组和甘河组[22-23]。由于研究区植被覆盖严重,各地层间的接触关系不明,因而以往对其形成时代的确定主要通过岩石对比,争议较大。近几年的研究表明,早白垩世火山岩在大兴安岭地区广泛分布(峰值年龄125 Ma),北部上库力组火山岩形成于135~ 111 Ma[24-27],伊列克得组火山岩形成于148~106 Ma[27-28];翼北—辽西地区义县组火山岩形成于126~120 Ma[29]。松辽盆地中生代火山岩也主要集中在早白垩世,南部火石岭组形成于133~129 Ma,营城组火山岩形成于119~110 Ma[12]。从上述定年结果可以看出,早白垩世火山岩的形成时代存在较大争议,时代跨度较大,因此,根据各个地层的实际接触关系来重新厘定火山岩地层和岩浆活动期次显得非常重要。
1993年,《黑龙江省区域地质志》编写组将原1:20万扎赉特旗幅中建立的“中兴安岭火山岩组”和“上兴安岭火山岩组”分别修订为龙江组和光华组[23]。近年来,在开展内蒙古1:5万山泉公社等4幅区域地质调查研究过程中,通过对龙江盆地内龙江组、光华组和甘河组的野外剖面测制和路线调查,系统地采集了7个代表性火山岩样品。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明:龙江组火山岩形成于129.7~125.6 Ma,光华组火山岩形成于122.5~116.7 Ma,甘河组玄武岩中最年轻的锆石年龄作为喷发年龄是最合适的,所以我们认为甘河组玄武岩的年龄为(114.3±2.9)Ma。综合前人对龙江盆地和相邻地区火山岩的年代学结果[30-31],我们认为原定为龙江组上段的灰白色流纹岩类(122.5~116.7 Ma)(图 3d、f)应划归光华组,原定甘河组中的安山岩类(40Ar/36Ar定年结果为123.1 Ma)应划归龙江组。此外,我们在合心村附近采集的甘河组玄武质粗面安山岩(TW03),喷发覆盖于光华组火山碎屑岩之上,也有效地限定了光华组形成时代的上限。由此可以看出,龙江盆地活动持续的时间较短,火山活动发生在早白垩世,可划分为3个岩浆演化旋回,即龙江旋回、光华旋回以及甘河旋回。其中,龙江旋回和光华旋回与大兴安岭北部上库力组和伊列克得组、翼北—辽西地区义县组、松辽盆地火石岭组和营城组火山岩的形成时间相一致。
4.2 古老锆石U-Pb年龄及其意义基性火山岩中的锆石来源复杂,可能来源于岩浆房,也有可能是岩浆上升时捕获的围岩中的锆石,越是年轻的火山岩,其中包含的信息就越复杂[32]。根据甘河组玄武质粗面安山岩捕获的较老锆石年龄结果来看,所有测点年龄均在谐和线上及其附近,无明显铅丢失,年龄分布范围较广,划分为6个时间段:2 570~2 466 Ma(n=4),加权年龄平均值为2 523 Ma;2 405~2 385 Ma(n=2),加权年龄平均值为2 395 Ma;433 Ma;367 Ma;302 Ma;254 Ma,这些锆石年龄可视为龙江盆地基底内的年龄。阴极发光照片显示这些锆石具有明显的震荡环带,Th/U值为1.22~5.32,表明所测锆石应为岩浆成因,反映了新太古代、古元古代早志留世、晚泥盆世、晚石炭世、晚二叠世岩浆事件的记录。
新太古代(2 523 Ma)和古元古代(2 395 Ma)的锆石磨圆度高,部分锆石具有变质增生边缘,与龙江盆地内新太古代—古元古代岩浆事件有关[33-34],该岩浆事件在相邻地区也有存在。如额尔古纳比列亚矿区ZK6301钻孔片麻状二长花岗岩LA-ICP-MS年龄为2 786 ~2 549 Ma[35],在松辽盆地南部变质岩(存在(2450±9)、(2579±10)Ma捕获锆石[36])和基性脉岩(存在2 458Ma捕获锆石[37])中也有所反映。因此,这些古老锆石很可能是基性岩浆上升至地表喷发过程中从盆地基底岩石中捕获的,一定程度上为龙江盆地存在古老结晶基底提供了证据。
早志留世(433 Ma)捕获锆石的年龄与松辽盆地西部斜坡区的变流纹质凝灰岩的定年结果一致((424±4.5)Ma)[38],该岩浆事件在松辽盆地周边地区广泛存在[36, 39-40],暗示该区在加里东期可能已经形成统一的块体。松辽盆地内的钾长花岗岩[15]和变安山岩[41]锆石U-Pb年龄与研究区晚泥盆世的捕获锆石年龄相近,表明龙江盆地和松辽盆地均存在晚泥盆世的岩浆事件。晚石炭世、晚二叠世岩浆事件则与研究区的花岗岩侵位时间相一致。
5 结论1) 龙江盆地龙江组火山岩形成于129.7~125.6 Ma,光华组火山岩形成于122.5~116.7 Ma,甘河组玄武岩的年龄为(114.3±2.9)Ma,盆地内火山岩岩浆活动的时限为129.7~114.3 Ma,火山岩均为早白垩世岩浆活动的产物。
2) 龙江盆地甘河组玄武岩中捕获锆石定年结果揭示,龙江盆地基底中存在新太古代(2 523 Ma)、古元古代(2 395 Ma)、早志留世(433 Ma)、晚泥盆世(367 Ma)、晚石炭世(302 Ma)、晚二叠世(254 Ma)岩浆事件。
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