小兴安岭西北部卧都河地区落马湖岩群年代学及构造背景_付俊彧.pdf

文章编号：1671-1947（2023）01-0001-14中图分类号：P597.1开放科学标志码（OSID）：DOI：1013686/jcnkidzyzy202301001文献标志码：A摘要：出露于小兴安岭西北部的“落马湖岩群”是多宝山矿集区重要的地质建造之一，由于缺少化石及顶底不全，其形成时代一直存在争议，制约了对区域构造演化及成矿背景的认识.为了探讨其形成时代及古构造背景，采用锆石 UPb（LAICPMS）方法对卧都河乡附近的“落马湖岩群”变粉砂质泥岩的碎屑锆石进行了年代学研究，85 个测点中 68 个有效测点年龄介于 2162 636 Ma，分为 8 个年龄组：216347 Ma（n8）、430443 Ma（n2）、463502 Ma（加权平均 4855 Ma，n21）、513572 Ma（加权平均 5287Ma，n16）、596613 Ma（加权平均 60612 Ma，n7）、718739 Ma（加权平均 73012 Ma，n3）、830882 Ma（加权平均 85026 Ma，n5）、1 7692 636 Ma（n6），以第第年龄组构成明显的峰值.综合分析锆石晶态、CL 图像、U 含量特征及地质体宏观岩相学特点，认为第年龄组代表样品层位沉积下限.结合区域研究成果，认为“落马湖岩群”形成于奥陶纪至志留纪罗德洛世；其碎屑锆石主要来源于“额尔古纳兴安联合地块”及奥陶纪弧火山岩区，形成于弧后盆地构造背景；其与多宝山弧岩浆岩带共同构成早古生代弧盆系.关键词：落马湖岩群；变粉砂质泥岩；锆石 UPb 年龄；弧后盆地；地质年代学；小兴安岭小兴安岭西北部卧都河地区落马湖岩群年代学及构造背景付俊彧，那福超，钱程，杨晓平，孙巍，钟辉，张广宇，刘英才中国地质调查局 沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110034收稿日期：20220307；修回日期：20220411 编辑：张哲基金项目：中国地质调查局项目“东北地区区域基础地质调查”（编号 DD20221632）；“中国大地构造演化和国际亚洲大地构造图编制”（编号DD20190360）作者简介：付俊彧（1966），男，正高级工程师，主要从事区域地质矿产研究，通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街 280 号，E-mail/fjyzxy163com通信作者：钟辉（1964），女，正高级工程师，主要从事岩石学及矿物学研究工作，通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街 280 号，E-mail/2418734955qqcom地质与资源GEOLOGY AND RESOURCES第 32 卷第 1 期2023 年 2 月Vol.32 No.1Feb.2023GEOCHRONOLOGY AND TECTONIC SETTING OF LUOMAHU COMPLEX INWODUHE AREA，NORTHWESTERN DAXINGANLING MOUNTAINSFU Jun-yu，NA Fu-chao，QIAN Cheng，YANG Xiao-ping，SUN Wei，ZHONG Hui，ZHANG Guang-yu，LIU Ying-caiShenyang Center of China Geological Survey，Shenyang 110034，ChinaAbstract：Due to the lack of fossils and incomplete roof and bottom，the forming age of Luomahu Complex，one of theimportant geological formations in Duobaoshan ore concentration area，has been controversial，restricting the cognitionof regional tectonic evolution and metallogenic background The geochronology of detrital zircons in meta-siltymudstones from Luomahu Complex near Wuduhe Township are studied by zircon U-Pb LA-ICP-MS dating method toinvestigate the formation age and paleotectonic setting Among the 85 survey points，68 effective ones range in age from216 to 2 636 Ma and can be divided into eight age groups：216347 Ma，430443 Ma，463502 Ma，513572 Ma，596613 Ma，718739 Ma，830882 Ma and 1 7692 636 Ma，with the third to seventh groups forming obvious peakvalues Based on the comprehensive analysis of zircon crystalline state，CL image，U content characteristics and macro0引言中国东北地区主体位于中亚造山带东段与西太平洋陆缘活动带的叠加部位，古生代古亚洲洋构造域时期，由一系列微陆块及其间增生杂岩组成.这些微陆块自北西往南东依次划分出了额尔古纳地块、兴安地块、松嫩张广才岭地块、佳木斯兴凯地块1-5，历经古亚洲洋消减、陆缘增生、弧陆碰撞及陆陆碰撞多个演化阶段.中生代蒙古鄂霍次克构造域及西太平洋构造域的叠加，发育巨量的深成侵入岩带及火山岩带，伴有大型推覆构造6-8及走滑断裂构造，对于古生代构造带进行了强烈的改造9-11，尤其前寒武纪变质岩系多呈弧岛状或残块状零星出露.对其认识一直存在较大的争议，严重制约了区域构造演化的认识.兴华渡口岩群、倭勒根岩群、零点群、落马湖岩群被认为是额尔古纳地块及兴安地块的前寒武纪变质基底12.近年研究表明，原划分为古元古代的兴华渡口岩群是主体形成于中新元古代并包含有不同时代地质体的变质杂岩13-18；原划分为新元古代的倭勒根岩群、零点群浅变质岩系中也包括有新元古代、奥陶纪志留纪地质体，部分为蛇绿构造混杂岩带的组成部分19-21.出露于兴安地块东缘被划分为新元古代的落马湖岩群，同样因为缺少顶底及化石依据，对其形成时代存在认识分歧22-24.落马湖岩群是兴安地块东缘毗邻古生代多宝山岛弧带的组成部分，其形成时代的准确厘定，对多宝山岛弧带的形成演化历史及 CuAuMo多金属矿集区构造成矿作用研究具有重要意义.1区域地质背景研究区位于小兴安岭西北部与大兴安岭接合部位的卧都河地区（图 1），古生代隶属 兴安地块东南缘的多宝山岛弧岩浆岩带；中生代叠加晚三叠世早侏罗世强烈的深成侵入活动，坐落于嫩江开鲁断裂带北段上.出露的主要地质体有：奥陶系志留系海相中基性火山岩碎屑沉积岩夹碳酸盐岩建造和泥盆系海相碎屑沉积岩夹碳酸盐岩及中基性中酸性火山岩建造，都产丰富的海相动物化石，它们共同构成岛弧带主体；上泥盆统下石炭统为海陆交互相陆相碎屑沉积岩夹凝灰质砂岩及凝灰岩，产植物化石；上二叠统陆相中酸性火山岩夹碎屑沉积岩不整合覆盖于其前地质体之上；少量石炭纪花岗岩侵入落马湖岩群及奥陶系泥盆系地层；大面积出露晚三叠世早侏罗世花岗岩类，古元古代中深变质的兴华渡口岩群及新元古代中浅变质的落马湖岩群呈孤岛状或残块状分布于其中；沿北北东向的嫩江断裂带，发育下三叠统陆相杂色紫色粗碎屑岩组合及充填早白垩世火山断陷盆地的中基性火山岩夹碎屑含煤沉积，并有早白垩世花岗岩类侵入前中生代地质体中（图 1b）.本研究中的落马湖岩群位于黑龙江省黑河市卧都河乡、嫩江断裂带北东向次级断裂（卧都河断裂）带上（图 1a）5.其南侧大面积出露构成多宝山岛弧带主体的古生代地质体，北侧接北东向分布的晚三叠世早侏罗世花岗岩，并发育片理化带.采样地出露的落马湖岩群包括嘎拉山岩组及北宽河岩组，该套地质体以岩石组合及不产大化石与邻近古生代地质体存在明显区别.其中，前者主要为二云母片岩及黑云角闪斜长片麻岩组合，二者构造协调，片理（或片麻理）产状为17055，岩相学及年代学研究结果表明，黑云角闪斜长片麻原岩为形成于 246 Ma 左右并侵入其中的基性岩脉25；后者主要为绢云千枚岩、变长石岩屑杂砂岩、变粉砂质泥岩（产古球藻类化石）夹白色变流纹质沉火山灰凝灰岩，岩层产状 35035、1806022050，并存在枢纽近东西向的褶皱构造，其与晚petrographic features of geological body，it is considered that the third age group represents the maximum sedimentaryage of sample layers Combined with the regional research results，it is concluded that Luomahu Complex was formed inOrdovician-Silurian Ludlovian，with the detrital zircons mainly derived from the Erguna-Xing an block and Ordovicianarc volcanic rocks and formed in the tectonic setting of back-arc basin The Luomahu Complex，together withDuobaoshan arc magmatic belt，formed the Early Paleozoic arc-basin systemKey words：Luomahu Complex；meta-silty mudstone；zircon U-Pb age；back-arc basin；geochronology；XiaoxinganlingMountains黑龙江省地质调查研究院.卧都河幅黑河市幅 125 万区域地质调查报告.2009.地质与资源2023 年2三叠世早侏罗世侵入岩接触部位发育接触变质作用，出现二云石英片岩及空晶石板岩.2样品测试方法及测试结果测试样品（17W06）：地理坐标 1254934E，503235N.岩性为变粉砂质泥岩，岩石呈浅灰、灰白色，层状构造（图 2a）.变余粉砂泥质结构.粉砂屑见次棱角状石英（约 15），粒径 004008 mm，局部可见隐晶状长英质；其余为泥质，重结晶新生的大量绢云母呈鳞片状或细丝状片状定向分布（图 2b）.样品锆石的挑选在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，岩石样品采用常规方法进行粉碎至80 目，然后用水粗淘、强磁分选、电磁分选和用酒精细淘，之后在双目镜下挑选晶形较好、透明且无明显裂痕的锆石颗粒.锆石样品制靶、CL 图像采集由北京锆年领航科技有限公司完成，将挑选出的锆石颗粒置于双面胶上，灌上环氧树脂制靶，固化并打磨刨光，使锆石内部结构暴露，用于 CL 图像采集及锆石微区单点 UPb 定年分析.锆石 UPb（LAICPMS）定年测试在北京 科 荟 测 试 技 术 有 限 公 司 完 成，所 用 仪 器 为AnalytikJena PQMS Elite 型 ICPMS 及与之配套的ESI NWR 193 nm 准分子激光剥蚀系统，激光剥蚀所用斑束直径为 25 m，详细实验测试过程可参见文献 26 分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、图 1小兴安岭西北部卧都河地区地质简图Fig 1Geological sketch map of Woduhe area in northwestern Xiaoxinganling Mountains1以碎屑沉积岩为主的下中奥