岩浆阶段和同位素年代学
表2-2中国东北中生代火山岩同位素年龄对照表
①根据彭宇鲸等(1995),略作修改;* k-ar,* * ar-ar,* * u-Pb,其他r b-Sr;年龄单位:马。
(1)早、中三叠世岩浆活动阶段的归属。
目前已知该区早、中三叠世形成的花岗岩类侵入体主要分布在吉黑东部,即小兴安岭-张广才岭花岗岩带(李志彤等,1988,1991)。虽然地质历史悠久,但其主体形成于晚古生代至早中生代。从构造发育来看,同构造和晚期运动花岗岩类形成于二叠纪至早三叠世,后构造花岗岩类形成于早三叠世末至中三叠世。主要为A型花岗岩类,同位素年龄为232 ~ 265,438+07 Ma (Rb-Sr,U-Pb)(李志彤等,65,438+0992,65,438+0994;彭宇静等,1995)。同时,下三叠统陆家屯组(T1l)属于类前陆盆地磨拉石沉积,其顶部黑色细碎屑岩为(239±9.5)Ma(r b-Sr)(夏明贤等,1987),上层的应时长石细砂岩属于成熟陆壳成分,标志着稳定沉积的出现。碱性岩浆的侵入是地壳成熟和造山运动结束的标志(何,1989;洪大卫等,1994)。
综上所述,本区早、中三叠世花岗岩类是晚古生代构造岩浆旋回的产物。辽宁马赛碱性杂岩也是在晚古生代构造岩浆作用机制下,在早、中三叠世相对稳定的伸展环境中形成的(阎国汉,1989)。因此,本文在描述中国东北地区中生代岩浆活动时,不包括这一部分。
表2-3中国东北中生代花岗岩同位素年龄对比
①据彭宇鲸等(1995);*K-Ar,**U-Pb,其余r b-Sr;年龄单位:马。
(2)晚三叠世岩浆活动
本区晚三叠世火山岩浆作用的建立始于20世纪70年代末,在吉林延边地区发现了晚三叠世火山岩系(吴等,1980)。随后,现代火山岩和一些晚印支期花岗岩类侵入体(刘,1981;彭宇静,1982;王友琴等,1983;李志彤等人,1988;马家军等,1991)。资料表明,晚三叠世岩浆作用在中国东北沿海太平洋构造地质学的发展中起了重要作用(李志彤等,1988)。
1.晚三叠世火山岩系
基于在火山岩系之间的沉积岩夹层中发现植物化石(吴等,1980),在延边地区首次发现了大兴沟火山岩群(T3d),同位素年龄分别为196Ma(K-Ar)和210.03 Ma (Rb-Sr)。后来发现的老黑山(T3l)火山群还含有苏铁等化石,Rb-Sr年龄为231.03Ma,绥芬河火山岩系Rb-Sr年龄为208Ma。冀中地区南娄山组(T3n)火山岩系的铷-锶年龄为(222 10)Ma,被下侏罗统裕兴屯组(J1y)不整合覆盖(李志彤等,1994)。西土山组(T3x)与之相似,铷-锶年龄为(210 19) ma。前人在相应的火山岩地层中获得了21 K-Ar年龄,范围为190.8 ~ 226.2Ma。可以看出,Rb-Sr年龄与K-Ar年龄大致一致。
2.印支晚期花岗岩类
第一个有确凿证据的花岗岩体是闹枝沟二长岩体,侵入于华力西晚期的老黑山火山群(T3l)和72-丁字花岗闪长岩体(锆石模型年龄254Ma),被上侏罗统东宁组(J3d)不整合覆盖,锆石模型年龄189 Ma,Rb-Sr年龄(206.7±2.4)Ma。在同一构造带中还有一些花岗岩类,也属于印支晚期,如白山市的老土顶子岩体(铷-锶,(197 10) Ma),抚顺南口岩体前的梨树沟岩体((215 26) Ma,铷-锶)(208Ma),2005年。53306.868636666616这些岩石的K-Ar年龄为65438±086~265438±04ma。它们与相应时代的火山岩形成一条火山-花岗岩带,作者称之为太平岭-长白山带(李志彤等,1988)。实际上,岩带向北可达黑龙江省东北角的饶河地区,向南可达辽宁省抚顺地区。
冀中地区夹皮沟东南五道柳河岩体侵入太古宙花岗岩和上三叠统小营子组(T3x),上覆上侏罗统石人组(J3sh),锆石年龄分别为201.5Ma和192Ma(刘大展等,1994)。磐石新开河岩体侵入南娄山组(T3n)火山岩中,并被玉兴屯组(J1y)砂砾岩覆盖。茅山白云母花岗岩的白云母K-Ar稀释年龄为265438±03.5ma,此外,花岗岩侵入体同时伴有辉长岩和闪长岩小岩体。
3.那丹哈拉河蛇绿岩的形成时代和侵位时代。
据研究(康宝祥等,1990),那丹哈大岭饶河蛇绿岩发育在中国东部那丹哈大岭中生代地槽褶皱带,由较完整的镁铁质和超镁铁质堆积杂岩和枕状熔岩组成(见后文)。位于大岭桥组(T3-J1d)砂岩板岩中,区内地槽沉积时代最新的地层为永福桥组(J1y)。本区洋壳的俯冲时代发生在早侏罗世中晚期,因此蛇绿岩的侵位时代为早侏罗世,应早于大岭桥组(T3-J1d)。根据枕状熔岩与夹在优地槽沉积物(大岭桥组)中的基性超基性岩的地球化学特征的一致性,它们之间存在成因联系,因此推测蛇绿岩时代为中-晚三叠世。
(3)早侏罗世岩浆活动
中国东北地区早侏罗世火山喷发活动微弱,火山岩分布有限。花岗岩侵入岩在辽西地区出露较多。
早侏罗世火山体系兴隆沟组(J1x)的火山时代主要依据下侏罗统北票组(J1b)的上覆化石。其同位素年龄为(198.5±2.5)Ma(王东方等,1984b)(Rb-Sr)和(199.5±9.8)Ma(K-Ar等时线)(刁乃昌等,1983)。而K-Ar表面年龄为221.6Ma、210.8Ma、204.8Ma等。葫芦岛市西南部,建昌花岗岩侵入兴隆沟组火山岩的K-Ar年龄为214 ~ 196Ma;另外,北票羊草沟上三叠统羊草沟组(T3y)基底砾岩中含有安山岩砾石(王等,1989)。综上所述,有理由怀疑兴隆沟组与相邻的河北省(河北省地矿局,1989)杏石口组(T3-J1x)一样,可能具有晚三叠世-早侏罗世时代。冀中地区有裕兴屯组(J1y)火山碎屑岩系,包括安山岩和英安岩,可视为南娄山期火山活动的余波,其Rb-Sr年龄为184.7Ma,略低。黑龙江省东部出露高陵子组(J1g)和南大山组(J1n),分别为安山岩、流纹英安岩及其碎屑岩。前者因含晚三叠世硅质砾石而置于早侏罗世;后者与晚三叠世地层有关,K-Ar年龄1.76Ma,暂置于早侏罗世(黑龙江省地矿局,1.993)。
早侏罗世花岗岩类分布广泛,常与晚三叠世和早侏罗世火山岩伴生。①辽西南部有花岗岩类,如碱厂、九门、杨家杖子、圣宗庙等。最新侵入地层为下侏罗统兴隆沟组(J1x),年龄为214 ~ 188 Ma (k-Ar),211 ~ 6558。王等,1993)。②吉林中部大黑山钼矿区长岗岭和前措洛花岗闪长岩体的围岩为头道沟组变质岩系(Pz1t)和南娄山组火山岩系(T3n),年龄分别为180.8和185Ma(U-Pb等时线),达汗丛顶子岩体的K-Ar年龄为6544。③延边地区北沟和迷宫状二长花岗岩的铷-锶年龄分别为(196.5±6.9)Ma和192.9Ma,黄沟正长岩的铷-锶年龄为195Ma。从地质环境看,北沟岩体与大兴沟火山岩系(T3d)伴生,而荒沟岩体被屯田营组(J2t)覆盖。其时限在晚三叠世和中侏罗世之间。④黑龙江饶河哈马河花岗闪长岩体侵入下侏罗统永兴桥组(J1y)蛇绿岩枕状熔岩和粉砂岩中,K-Ar年龄189.3Ma(康宝祥等,1990)。
有人将本区晚三叠世和早侏罗世岩浆活动划分为一个岩浆活动期或一个岩浆活动旋回,这似乎是合理的(彭等,1997)。
(4)中侏罗世岩浆活动
中侏罗世火山岩在辽西、吉林中部和延边较发育,在黑龙江东部和大兴安岭较少。同时,花岗岩广泛暴露。
中侏罗世火山岩系。髫髻山火山岩(J2t)广泛分布于辽西地区,属中侏罗世(曹,1982),但有人将其置于中侏罗世和晚侏罗世之间,与现有年龄数据一致:K-Ar等时线年龄(156.3±8.5)Ma,Rb-。郭,1992)。近几年的成绩是(167.2 9.7)。马—(140.0 2.0)马(陈逸仙等,1997)。中侏罗统海防沟组(J2h)火山岩系的铷-锶年龄为177.2ma;;大兴安岭中南段新民组(J2x)中有少量酸性熔岩。屯田营组(J2t)火山岩广泛分布于延边和东宁地区。其40Ar-39Ar年龄在刺猬金矿为170.0 ~ 176.3ma。黑龙江省勃利火山盆地酸性火山岩的Rb-Sr年龄为162.3 ~ 173.8 Ma,均为中侏罗世产物。
中侏罗世花岗岩类。在本区广泛出露,侵入中侏罗世及更老的岩层,有同位素年龄支持。①冀中老窖沟岩体为163.5Ma(U-Pb等时线);柴河岩体取170.1ma(u-Pb);大黑山斑岩的Rb-Sr年龄为175.3Ma(方文昌,1992)。②延边苇子沟岩体侵入华力西晚期岩体,被下白垩统所覆盖,Rb-Sr年龄为170ma;;庙岭岩体为下白垩统所覆盖,161Ma(K-Ar)(方文昌,1992)。③在黑龙江东部,二姑岩体和松峰山岩体的Rb-Sr年龄分别为177.8Ma和170ma;,分别为;宁安旺巴内克岩体169Ma(锆石U-Pb);林晓曦岩体165 Ma(铷锶);孙吴三岔河岩体169.5Ma(Rb-Sr)(黑龙江省地质矿产局,1993)。④辽东新金庙岭岩体为180ma(U-Pb);⑤辽西肖家营子闪长岩体为176.5438+0Ma(K-Ar);砂金沟岩体的K-Ar年龄为163.6,161.2Ma。⑥大兴安岭半山图岩体为169Ma(K-Ar);布敦花岩体和克图岩体的铷-锶年龄分别为65438±066和65438±064ma。
(5)晚侏罗世-早白垩世岩浆活动
晚侏罗世至早白垩世是中国东北中生代岩浆作用最强烈的时期,其喷发或侵入产物也是分布最广的。富含动植物化石,表明其生物地层时代为晚侏罗世至早白垩世。从火山岩系来看,其形成具有历时性,体现出不断演化的特征。
1.辽西晚侏罗世-早白垩世火山岩。
义县组(JBOY3乐队-K1Y)火山岩层位一直存在争议(辽宁省地矿局,1989;王等;曹,1982;臧耀龄等,1993),大量的年龄资料表明其时代确实属于晚侏罗世至早白垩世:Rb-Sr年龄142.5Ma、127.0Ma和125.9 Ma,K-Ar等时线年龄139.2Ma和65433。刁乃昌等,1983;张召冲等,1993),40Ar/36Ar等时线年龄144.0Ma,115.0Ma[43]。目前,义县组在本区1/50000区域比例尺中已被JBOY3乐队-K1y代表。
2.大兴安岭晚侏罗世-早白垩世火山岩。
中南部晚侏罗世兴安岭下亚群马尼图组满克头敖包组的铷-锶年龄为160Ma,老白沥青组为149.5Ma(铷-锶),145.55Ma(铀-铅),147Ma(铷-锶)。北段晚侏罗世火山岩为144.64Ma(Rb-Sr)和144.5Ma(K-Ar等时线),早白垩世火山岩为113.57 Ma,K-Ar等时线为165447 Ma。
3.吉林东部和黑龙江的晚侏罗世-早白垩世火山岩。
延边刺猬和地音沟晚侏罗世火山岩的Rb-Sr年龄分别为149Ma和144Ma,早白垩世火山岩的Rb-Sr年龄为130ma;。冀中早白垩世营城子组(K1y)火山岩的Rb-Sr年龄分别为130Ma和125Ma(Rb-Sr)(赵春礼等,1996);鸡西滴道组上部(J3d)和城子河组底部(K1c)火山岩分别为146.7Ma和144.2Ma(K-Ar)和139.4Ma(Rb-Sr),城子河组上部火山岩的Rb-Sr年龄为65438+。宾东当代火山岩K-Ar稀释年龄为139.4Ma(黑龙江省地矿局,1993)。
4.晚侏罗世-早白垩世花岗岩类
与同时代的火山岩有关或被其侵入,广泛分布。①辽西地区罗红山岩体Rb-Sr年龄为154.0Ma,下兰家沟岩体为148.4Ma(K-Ar),庐山岩体为153.8Ma(U-Pb重合线)(中瑞源,1990;苏传玉等,1994)。②大兴安岭中南段马安子、二零四、白石砬子、白音诺、东山湾的Rb-Sr年龄分别为155.4、142、142.05、148和134.7Ma。北段埃尔贡右岸和碾子山岩石的Rb-Sr年龄分别为154.5Ma和139Ma(张宝成,1989;李培中等。).③冀中双崖子和大家山岩体的U-Pb等时线年龄分别为147.8Ma和150Ma,董家子岩体的U-Pb等时线年龄为159.5Ma(K-Ar)(方文昌,1992)。④吉林-辽东南部蚂蚁河和榄核山岩石的U-Pb年龄分别为147.7Ma和142ma;分别是;华通和龙湾子岩体的K-Ar年龄分别为154.2Ma和135.2Ma. ⑤在宾东,弓棚子和二龙山的Rb-Sr年龄分别为148Ma和138Ma,三清和黑龙宫的K-Ar年龄分别为153Ma和131Ma。⑥黑龙江北部逊克、嫩江和塔源部分花岗岩类的K-Ar年龄分别为149Ma、140Ma和130Ma。
(6)白垩纪岩浆活动
包括早白垩世中晚期至晚白垩世的岩浆活动,时限在120 ~ 65 Ma之间。
1.白垩纪火山岩
辽西中晚白垩世大兴庄旋回对应的火山岩K-Ar年龄为115 ~ 80ma(张召冲等,1993);辽东早白垩世火山岩小岭组(K1x)的Rb-Sr年龄为98.9Ma,对应层位为吉林南部晚白垩世三棵树组(K2S),K-Ar年龄分别为77.91Ma和84.85Ma;冀中安迎流纹岩的铷-锶年龄值为65438±008ma;;延边地区地音沟火山颈相岩石的四个K-Ar年龄分别为117.95、102.56、97.3Ma和95.25Ma分别是。黑龙江东部早白垩世火山岩东大岭组(K1d)的K-Ar年龄分别为107、104、101Ma和96Ma。大兴安岭北部的欧肯河组(K2o)是一套晚白垩世酸性火山岩。
2.白垩纪花岗岩类
辽西烧锅营子地区与白垩纪火山岩伴生或侵入的黑云母花岗岩的K-Ar年龄分别为116.0、101.5Ma和91.8ma;;在济南-辽东,抚顺三块碱性花岗岩锆石U-Pb年龄为107和96Ma(国家同位素地质年龄资料整编组,1983),吉家堡子碱性花岗岩为99Ma,丹东顶旗山碱性花岗岩锆石U-Pb年龄为116.9。在黑龙江佳木斯地区,一些超浅的小岩石也是这一时期的产物。萝北华宝应时闪长斑岩的K-Ar年龄为92Ma,嘉荫团结沟金矿花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄为114Ma和105Ma,伴生英安斑岩的锆石U-Pb年龄也为105Ma。饶河小别拉坑二长花岗岩的Rb-Sr等时线年龄为118Ma。牡丹江东部虎林沟独居石的Th-Pb年龄为103.8和89.3Ma,宝卿永丰独居石的Th-Pb年龄为98Ma。
(7)新生代岩浆活动
东北地区新生代岩浆活动也很活跃。现有的地质和同位素年龄资料表明,古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世至更新世和全新世都有火山喷发,甚至长白山和五大连池在15 ~ 17世纪都有火山喷发的记录。刘嘉琦(1988)将其划分为10幕:①大屯火山幕(β K2-E1,86 ~ 61ma),②双辽火山幕(β E1,49 ~ 39ma),③下辽河火山幕。23 ~ 19ma)、⑤泥头山火山幕(16 ~ 13ma)、⑤老爷岭火山幕(11 ~ 7ma)、⑦军舰山火山幕(β N2,4.5 ~ 2.65438)。特别是吉林桦甸发现始新世碱性岩侵入[39];长白山地区甚至还有更新世霓石碱性花岗岩小岩。