华北陆块北缘东段旧庙地区变质基性岩墙群LA―ICP―MS锆石U―Pb年龄及其地质意义

　　对华北板块北缘的区域构造研究一直以来是众多地质学者的研究重点。近年来，在华北板块北缘陆续发现了许多中元古代变质沉积地层、变质火山沉积地层、蛇绿混杂岩、同碰撞花岗岩等[1-3]。一些学者认为华北板块北缘东段相比白云鄂博、渣尔泰山一带裂解更晚，初始裂解始于中元古代末期，但没有精确的年代学证据。笔者通过近年来参与25万阜新幅区调项目，在辽西旧庙地区（即华北板块北缘东段）发现了以构造岩片或包体存在的中元古代魏家沟岩群、中元古代同碰撞花岗岩及中元古代韧性剪切带等，证实了华北板块北缘东段中元古代造山带的存在。 
　　1 区域地质背景 
　　研究区位于华北陆块北缘东段中元古代造山带内，紧邻古生代兴蒙造山带，赤峰―开原断裂从研究区穿过。区内太古宙结晶基底出露广泛，由变质深成岩和变质表壳岩组成。区内出露地层主要有中元古界魏家沟岩群、石炭系、白垩系和第四系，其中魏家沟岩群以构造岩片形式逆冲推覆于太古宙变质深成岩之上或以包体形式存在于中元古代侵入岩和中生代侵入岩中。区内侵入岩时代以中元古代、海西期和燕山期为主，其中中元古代侵入岩岩性多样，主要为辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩。魏家沟岩群上岩组以变粒岩为主，夹有浅粒岩，岩石化学分析及原岩恢复表明，变粒岩与浅粒岩原岩类型相当于为钙碱性系列的安山岩、英安岩等中酸性火山岩，形成于活动大陆边缘环境。 
　　2 岩石学及地球化学特征 
　　四家子变质基性岩墙群岩石类型以变质辉绿岩为主，含少量变质辉长岩。岩石灰黑色，变余辉长-辉绿结构，块状-弱片麻状构造。主要岩石成分为斜长石和辉石。辉石呈它形-半自形柱状充填于斜长石间隙中，为绿色，大部分晶粒已蚀变为黑云母、绿泥石、磁铁矿，粒度0.2-0.5mm，含量60%-70%。岩石中的斜长石多为基性斜长石，呈半自形板柱状，聚片双晶发育，晶粒大部分蚀变为绿帘石及绢云母，粒度0.5-1mm，含量30%-40%。 
　　四家子变质辉绿岩的常量元素与中国辉长岩值（黎彤、1962）相比，具有高SiO2、TiO2、CaO，低Al2O3、K2O、Na2O、MgO的特点。该变质辉绿岩的里特曼指数σ为2.05，属钙碱系列；铝质指数A/CNK值为0.53，属过碱型；岩浆分异指数DI值为34.57，分异值较低，岩浆基性程度较高，分异较差，具钙碱系列演化特征。 
　　四家子变质辉绿岩中稀土为轻稀土富集，重稀土亏损型，轻稀土经历了较强的分馏，而重稀土分馏较弱；四家子变质辉绿岩的物质来源局部可能与上地壳物质有关，其稀土配分曲线呈右倾，铕无负异常，为轻稀土富集重稀土亏损型。 
　　3 LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年 
　　锆石测年应用193nm的ComPex102型ArF准分子激光器和Agilent 7500a型ICP-MS仪器，从锆石颗粒的CL图像可以看出该变质辉绿岩的锆石晶形多不规则状。对样品中挑选出的石颗粒进行U-Pb同位素年龄测定，锆石U-Pb同位素比值。锆石的Th/U比值均大于0.1（介于0.27-0.95之间，个别大于1.0，平均值0.58），说明测试锆石为岩浆成因。将铅丢失严重的数据（7、10、12点）剔除后，四家子变质辉绿岩的206Pb/238U表面年龄介于1767-1834Ma之间，其加权平均年龄为1801±17Ma，MSWD=2.7，代表结晶年龄，表明四家子辉绿岩墙群形成时代为中元古代初期。 
　　4 构造意义 
　　过去普遍认为华北板块北缘在中元古代发生裂解，但西段明显早于东段，即西段白云鄂博一带于中元古代早期即发生裂解，而东段辽西地区则于中元古代末期才发生裂解。近年来的研究则表明，华北板块北缘东段（研究区）亦存在着中元古代造山带，由代表大陆边缘沉积的魏家沟岩群、造山带各演化阶段的基-中-酸性侵入岩及EW向展布的韧性剪切带组成。对于华北板块北缘东段陆块初始裂解的时间尚未有可靠的年代学依据。本次工作新发现的中元古代早期变基性岩墙群则代表了华北板块北缘东段大陆初始裂解的基性岩浆活动，表明华北板块北缘东段Columbia超大陆的裂解始于中元古代初，与华北板块北缘西段的裂解是同步的。 
　　至此，华北板块北缘东段的构造演化轮廓基本厘清，即中元古代初Columbia超大陆裂解形成大陆裂谷，至中元古代末期经历了被动大陆边缘-活动大陆边缘-碰撞造山的演化过程。 
　　5 结语 
　　（1）本次工作发现的四家子变质辉绿岩岩墙群年龄值为1801±17Ma（U-Pb），是工作区存在中元古代初伸展裂解事件的直接证据，同大陆裂谷型沉积的魏家沟岩组一起证实了工作区北部也存在着一条中元古代初期的拗拉谷或裂陷槽。 
　　（2）四家子变质辉绿岩岩墙群的发现，在工作区及邻区内尚属首次，它证实了华北陆块北缘东段吕梁运动后克拉通的伸展裂解在中元古代初就已经开始了。改变了以往普遍认为华北陆块北缘东段的伸展裂解事件应晚于白云鄂博地区，始于中元古代中后期的观点。