红旗岭矿区呼兰群变质作用峰期年龄认识

第29卷第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀V o l.29,N o.6 2015年12月M I N E R A LR E S O U R C E SA N D G E O L O G Y D e c.,2015ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ
红旗岭矿区呼兰群变质作用峰期年龄认识
曹希英
(吉林省有色金属地质勘查局六〇七队,吉林吉林㊀132013)
摘㊀要:红旗岭矿区镁铁-超镁铁质杂岩体围岩呼兰群是一套中浅变质岩系,沉积时代划归寒武-奥陶
纪㊂呼兰群先后经历了中压型区域变质作用及低压型区域变质作用㊂伴随着华力西早期构造-岩浆活
动,矿区呼兰群发生了中压型区域变质作用,355M a左右代表中压型变质作用的峰期年龄㊂受早印支运
动的影响,伴随着呼兰群褶皱的形成及花岗岩浆的上侵,呼兰群又迭加了低压型区域变质作用,222M a
左右代表低压型变质作用的峰期年龄㊂矿区呼兰群的区域变质作用是矿区大地构造不同发展阶段的构
造-岩浆作用的伴随产物㊂
关键词:红旗岭矿区;呼兰群;区域变质作用;变质峰期年龄
中图分类号:P597;P588.34㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1001-5663(2015)06-0834-04
0㊀引言
红旗岭矿区处于天山―兴安地槽区,古吉黑褶皱
带的南缘,辉发河深断裂的北侧㊂矿区发育镁铁―超
镁铁质杂岩体,产有大型及中型铜镍硫化物矿床,是
我国著名的铜镍矿产地㊂有关镁铁-超镁铁质杂岩体的围岩呼兰群变质岩系的变质年龄及变质因素等问
题也备受关注㊂一些专家㊁学者对呼兰群的变质作用
及其时代等进行过研究㊂然而,多家的观点尚存在分
歧㊂笔者查阅了大量资料,对部分资料进行了分析㊁
整理,对矿区呼兰群的变质年龄㊁变质因素提出了认
识,旨在揭示呼兰群沉积成岩后所经受的构造热事
件,进一步探讨红旗岭矿区大地构造不同发展阶段的
构造-岩浆活动特征㊂
1㊀呼兰群概况
吉林省磐石市呼兰镇一带所分布的变质岩系称
呼兰群,分布于辉发河断裂以北,黄瓜营屯㊁红旗岭
镇㊁呼兰镇㊁郭家店及当石河子一带㊂曾划分为黄莺屯组㊁小三个顶子组和北岔屯组㊂池永一(1997)重新厘定了呼兰群及时代㊂黄莺屯组,其主要为片麻岩㊁变粒岩㊁片岩等夹大理岩和石英岩;小三个顶子组由大理岩夹片岩和变粒岩组成;北岔屯组由大理岩㊁钙质砂岩和板岩组成,时代为晚志留世㊂北岔屯组在变质程度㊁岩性组合和时代上与黄莺屯组及小三个顶子组均有很大差别,因此,呼兰群仅包括黄莺屯组和小三个顶子组,时代为寒武-奥陶纪,北岔屯组划出呼兰群[1]㊂
2㊀矿区呼兰群产出特征
红旗岭矿区呼兰群为一套变质岩系,自下而上划分为黄莺屯组和小三个顶子组,二者呈整合接触㊂黄莺屯组自下而上划分为两个岩段㊂下段为矿区I 岩带镁铁-超镁铁质岩体(1㊁2㊁3㊁9㊁32㊁33号等岩体)围岩,主要为黑云母片麻岩,夹有少量角闪片岩;上段为矿区Ⅱ岩带镁铁―超镁铁质岩体(4㊁5㊁6号等岩体)围岩,岩性由角闪斜长片麻岩㊁黑云母斜长片麻岩㊁云母片岩和大理岩构成㊂小三个顶子组为矿区Ⅲ
收稿日期:2015-06-22
作者简介:曹希英(1964-),女,高级工程师,长期从事地质矿产勘查工作㊂E-m a i l:1660189117@q q.c o m 引文格式:曹希英.红旗岭矿区呼兰群变质作用峰期年龄认识[J].矿产与地质,2015,29(6):834-837.
岩带镁铁-超镁铁质岩体(16㊁31号等岩体)围岩㊂该组自下而上亦分为两个岩段,岩性由大理岩㊁硅质条带大理岩㊁云母片麻岩㊁石榴石云母片麻岩构成㊂呼兰群出露于矿区中部,周围三面被印支期及燕山期花岗岩[2]包围,东南被侏罗―白垩纪砂砾岩所包围(图1)㊂
图1红旗岭矿区呼兰群地层分布图(据红旗岭矿区1/5万区域地质图修编)
F i g.1㊀S t r a t i g r a p h i c d i s t r i b u t i o nm a p o fH u l a n
G r o u p i n
H o n g q i l i n g m i n i n g a r e a
1-侏罗-白垩纪地层㊀2-呼兰群小三个顶子组上段㊀3-呼兰群小三个顶子组下段㊀4-呼兰群黄莺屯组上段㊀5-呼兰群黄莺屯组下段㊀6-黑云母花岗岩㊀7-钾长花岗岩㊀8-闪长岩㊀9-扭性断层㊀10-性质不明断层㊀11-推测断层㊀12-镁铁 超镁铁质岩体及编号㊀13-倒转背斜㊀14-同位素测定采样位置及编号㊀15-村庄及厂矿位置
3㊀矿区呼兰群区域变质作用峰期年龄据施性明等(1985)[4],呼兰群变质岩系经受了中压到低压两次区域变质作用;首先是中压型变质作用,形成一系列蓝晶石㊁十字石㊁石榴石等中压型变质矿物组合㊂随后,又迭加了低压型变质作用,产生了堇青石㊁黑云母等低压型变质矿物㊂
3.1㊀中压变质作用峰期年龄
(1)据彭玉鲸(2001)[5],呼兰群变质岩的K-A r 及R b-S r年龄出现了均一化的现象,1号岩体围岩黑云斜长片麻岩(黄莺屯组)K-A r年龄354M a,4㊁5号岩体附近的石榴二云片岩(小三个顶子组)的R b-S r 等时线年龄357ʃ23M a㊂据秦宽(1995)[6],测得小三个顶子组黑云母片岩R b-S r年龄为357ʃ23M a (图1中样品B)㊂
由上所述,认为呼兰群不同地质时代形成的黄莺屯组㊁小三个顶子组地层,在相同的年龄段里,共同经历的一次构造-热事件,彻底打破了既有的同位素体系包括K-A r㊁R b-S r体系的平衡,形成开放体系,造成了K-A r㊁R b-S r同位素的大范围迁移,导致大范围新的变质重结晶矿物出现,又建立起了大范围新的K-A r㊁R b-S r平衡体系,从而出现了同位素K-A r年龄及R b-S r年龄的均一化,二者的均一化年龄数据355M a左右应该代表矿区呼兰群受构造热事件影响发生区域变质作用的变质结晶年龄,即区域变质作用年龄㊂
(2)据陈公道(1994)[7],变质岩的R b-S r等时线年龄的可信度一般取决于变质作用对铷锶衰变体系的破坏程度㊂如果变质作用强烈,铷锶体系变成开放体系,大范围内发生锶同位素的迁移与交换,达到锶同位素均一化,则测得的变质岩等时线年龄可以代表发生变质作用的年龄㊂
可见,矿区呼兰群不同时代地层K-A r㊁R b-S r同位素年龄的大范围的均一化充分说明了导致同位素年龄均一化的变质作用比较强烈㊂从矿区呼兰群发生两次区域变质作用的情况看,这次引起同位素大范围出现年龄均一化的变质作用应该是中压型的变质
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作用,而低压型的变质作用不足以引起大范围同位素年龄的均一化㊂所以,同位素K-A r及R b-S r的均一化年龄355M a左右应该代表矿区呼兰群中压变质作用的峰期年龄,相当于区域早华力西运动的时代㊂(3)华力西早期,矿区范围发生大规模的镁铁―超镁铁质岩浆侵入活动,矿区Ⅰ岩带的大部分岩体属于此期产物[6,8]㊂矿区1号岩体的K-A r同位素年龄数据350~331M a[5-6,8],时间上相当于华力西早期,所以,350~331M a代表矿区华力西运动早期构造-岩浆作用的时间 矿区华力西运动早期镁铁-超镁铁质杂岩体(古地热体)就位结晶的时间㊂
(4)华力西早期,在大规模的镁铁-超镁铁质岩浆上侵就位之前,岩浆的高热流通过深部的传导先于侵入体到达地壳浅部,同时,大规模的镁铁-超镁铁质热源体侵入之前也是受华力西早期构造运动影响,呼兰群所受应力最集中的阶段,而大规模的镁铁-超镁铁质热源体侵入到达呼兰群的时期应该是呼兰群所受应力已经释放的阶段㊂所以,在华力西早期,呼兰群受应力集中及热流值升高而变质的高潮应该在大规模的镁铁-超镁铁质岩浆上侵就位之前[9]㊂
可见,相当于矿区华力西早期镁铁-超镁铁质古地热体就位结晶时间之前的R b-S r年龄为355M a左右,既代表矿区呼兰群中压变质作用峰期的时间,又代表矿区华力西早期变质作用峰期的时间㊂即,华力西早期构造-岩浆活动,导致矿区呼兰群应力集中及热流值的变化及升高,致使呼兰群遭受了中压型区域变质作用,产生了一系列中压型变质矿物蓝晶石㊁十字石㊁石榴石等矿物组合㊂
(5)据施性明(1985)[4],本区表现着良好的带状等变度反应特征,在黄瓜营屯以东地区剖面,自北向南泥质原岩变质后出现四个带,呈现着良好的递增变质现象,这不仅反映原岩成分的变化,也反映了变质温压梯度的变化㊂
红旗岭矿区南侧的辉发河超岩石圈深断裂是华力西早期镁铁-超镁铁质岩浆上升的通道[6,8],可见,呼兰群变质岩的变质带自北往南呈现着良好的递增规律,反映出靠近岩浆通道(热流中心)方向受岩浆极高热流影响,其变质程度递增的事实㊂
综合上述,受区域华力西早期构造-岩浆活动的影响及辉发河深断裂活动的制约,矿区呼兰群在华力西早期构造-岩浆活动就位结晶之前,就开始遭受第一次变质作用 中压型区域变质作用,形成一系列蓝晶石㊁十字石㊁石榴石等矿物组合㊂355M a左右代
表矿区呼兰群发生中压型区域变质作用的峰期时间㊂3.2㊀低压型变质作用的时间
(1)样品C(图1):黄莺屯组下段石榴石黑云母片麻岩中黑云母(新鲜,未蚀变)单矿物40A r-39A r计时坪年龄为223.6ʃ0.8M a,等时线年龄为221.90ʃ2.79M a[3]㊂样品D(图1):黄莺屯组上段蓝晶石白云母片岩主要造岩矿物为白云母,其次是蓝晶石㊂白云母单矿物40A r-39A r计时坪年龄为229.2ʃ4.6M a,等时线年龄为223.27ʃ4.53M a[3]㊂可见,黄莺屯组上段的等时线年龄与下段的等时线年龄出现了均一化㊂显然,这样一组十分接近的同位素年龄数据反映了黄莺屯组上段与下段共同经受的一次扰动了单矿物间既有的K-A r体系的构造-热事件㊂对于呼兰群经历中压变质作用之后的低压变质作用,原来的K-A r体系在单矿物中受到破坏,形成了单矿物间新的K-A r体系㊂所以,单矿物黑云母㊁白云母的40A r-39A r 等时线年龄代222M a左右代表的是矿区呼兰群经历的低压变质作用的时间㊂这个变质时间与区域上的早印支运动引起的低级区域变质作用时间220M a相符㊂
(2)在一些近低温或低温的区域变质中,变质作用和褶皱作用密切有关[9]㊂所以,220M a左右不仅代表矿区呼兰群低压型区域变质作用的时间,还代表矿区早印支运动使呼兰群褶皱强烈发生㊁应力集中的时间㊂
矿区呼兰群周围大规模的花岗岩是早印支运动同构造期产物[2],是矿区呼兰群低压区域变质的直接诱因㊂矿区呼兰群的片理㊁片麻理㊁劈理均呈NW走向,是受辉发河的低次序NW向构造制约的结果[10]㊂综上所述,呼兰群在经受了中级区域变质作用之后,受早印支运动的影响,在222M a左右伴随着呼兰群褶皱的形成及花岗岩浆的上侵,呼兰群又迭加了低压型区域变质作用,产生了堇青石㊁黑云母等低压型变质矿物㊂
4㊀结论
受区域华力西早期构造-岩浆活动的影响及矿区辉发河深断裂导入岩浆强热流的作用,矿区呼兰群发生了中压型区域变质作用㊂355M a左右代表中压型变质作用的峰期时间㊂受早印支运动的影响,在222M a左右,伴随着呼兰群褶皱的形成及花岗岩浆的上侵,呼兰群又迭加了低压型区域变质作用㊂两次区域变质作用均是区域构造运动影响的结果,同时又
638矿产与地质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2015年㊀
表现出受辉发河深大断裂活动的制约㊂矿区呼兰群的区域变质作用是矿区大地构造不同发展阶段的构造-岩浆作用的伴随产物㊂参考文献:
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