辽河群大石桥组酸性火山岩锆石u-pb年代学研究

辽河群大石桥组酸性火山岩锆石u-pb年代学研究

0辽河群形成时代及形成时代古元古代是地壳形成和发育的重要转折点。因此，古元古代造山带是研究地球早期历史发展的重要窗口。辽宁吉济活动带是中国北方克拉通的重要古元古代造山带之一。它位于中国北方克拉通东部。主要由古元古代变质岩系（辽东地区的辽河群、吉南集安群、老岭群）和古元古代花岗岩组成。其中，辽河群是中国北方克拉通东部陆地上最完整的古元古边界。然而，其形成年龄和变质年龄没有得到正确的确定，形成的构造背景也没有统一的论证，这严重限制了中国北方克拉通古代地壳的发育。辽河群作为辽吉古元古代造山带的重要组成部分,自下而上可分为浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组及盖县组,其形成时代一直是众多学者研究的热点.前人或根据变质火山岩大石桥组是辽河群中一个重要的含菱镁矿、岫岩玉、铅锌矿层位,其岩性主要由白云石大理岩、方解石大理岩及云母片岩组成,夹透闪透辉石岩、变粒岩等,其岩性组合一直未见有酸性火山岩.笔者在辽东地区对辽河群进行基础地质研究过程中,在辽阳八会镇华严寺一带大石桥组大理岩地层中首次发现有酸性火山岩夹层,故选取最能直接表达研究效果的火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年研究,精确给出大石桥组火山岩的年龄,为辽河群形成时代提供支持,并进一步为辽吉活动带乃至华北克拉通古元古代地壳演化深入研究提供重要地质依据.1大石桥组地质背景研究区位于辽吉活动带辽阳东南地区,区内出露大面积的辽河群地层,根据岩石组合从下至上可分为浪子山组、里儿峪组、高家峪组、大石桥组、盖县组(图1).大石桥组整合压盖在高家峪组之上,被后期中元古代基性的辉长岩脉体侵入,总体被中生代地层角度不整合压盖后被早白垩世花岗质岩体侵入.大石桥组在研究区内分布面积比较大,岩性以大理岩为主,夹透闪透辉岩、云母片岩、条纹状细晶变粒岩、泥板岩等,在大理岩、白云岩中含有丰富的叠层石.本次研究在华严寺一带大石桥组大理岩地层中发现有酸性火山岩夹层,夹层与大理岩产状相同,从野外产状判断二者为同时沉积(图2).2结构及岩石学特征本研究的对象为辽河群大石桥组流纹质角砾凝灰岩.样品采样地点见图1、2.样品14GW580,流纹质角砾凝灰岩,产于辽河群大石桥组.风化面浅黄白色,新鲜面浅黄白色,晶屑凝灰结构,弱条带状构造.角砾呈次棱角—棱角状,成分为流纹岩和条带状流纹质晶屑凝灰岩,条带方向与周围火山灰条带方向斜交,含量25%~30%.晶屑呈棱角状、次棱角状,成分为钾长石及石英,粒径0.3~0.8mm,含量为3%~5%.火山灰为长英质隐晶质或微粒状成分,粗细不均,形成条带,局部火山灰重结晶,新生片状、放射状绿泥石及长条状白云母集合体,绿泥石具异常靛蓝干涉色,约占65%.岩石发生轻微硅化.3u-pb时期3.1限公司完成流纹质角砾凝灰岩测年用锆石挑选由河北省廊坊市宇能矿物分选有限公司完成;阴极发光(CL)锆石图像采集在北京锆年领航科技有限公司完成.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试在中国地质大学(北京)科学研究院地质过程与矿产资源国家重点实验室完成3.2锆石u/th/u比值分布样品14GW580产出层位为古元古代辽河群大石桥组,岩性为流纹质角砾凝灰岩.该样品中所挑出的锆石粒度不一(55~110μm),形状大多为自形柱状.虽然在20μm比例尺下,锆石颗粒显示出有裂痕,但均具有显著的振荡环带(图3),锆石的Th/U比值较高,分布在0.40~7.57之间,这些特征指示锆石为典型的岩浆锆石该样品共进行了25个锆石颗粒分析.从图3可以看出,一个谐和数据有老的年龄值,5讨论5.1岩石学和矿物学特征前人针对辽河群中进行过大量的年代学工作,但由于辽河群主要为古元古代的地层组成,大部分岩石均发生了变质,所以前人选择的对象大多为变质沉积岩的碎屑锆石前人选择的研究对象为变质沉积岩或片麻岩,不能直接反应岩石形成的时代,但火山岩中的锆石可以直接反应出岩石形成时代5.2对辽河群至上层序的限制,确定了沉积时代日本人斋藤林次在1938年建立辽河系;1958~1961年长春地质学院在本区开展了1∶20万区测工作,将辽河系更名为辽河群,并提出了较系统的划分方案.根据岩石组合,辽河群自下而上分为浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组、盖县组,虽然1973~1979年辽宁省地质局区测队提出的划分方案中对各个组的范围重新厘定,但还是承认5个组之间的时序关系,并沿用至今.本次研究获得的大石桥组流纹质角砾凝灰岩年龄为2171±11Ma,确定了大石桥的沉积时代,浪子山组、里尔峪组、高家峪组3个组早于大石桥组沉积,所以3个组应该是2171Ma之前已经完成沉积作用.6大石桥组的形成时代1)本次研究首次在辽阳八会镇辽河群大石桥组大理岩地层中识别出酸性火山岩夹层,岩性为流纹质角砾凝灰岩.锆石U