吉林伊通地区中二叠世火山岩年代学及地质意义.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW43吉林伊通地区中二叠世火山岩年代学及地质意义一李斌1，2），陈井胜1，2），刘淼1，2）1）中国地质调查局沈阳地质调查中心，沈阳，110034；2）东北地质科技创新中心，沈阳，110034注：本文为中国地质调查局资助项目（编号：DD20230004、DD20190042-04）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：刘志强。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.016作者简介：李斌，男，1986 年生，硕士，高级工程师，主要从事区域地质调查工作；Email：。通讯作者：陈井胜，男，1983 年生，博士，教授级高工，主要从事区域地质调查工作；Email：。关键词：关键词：吉林；火山岩；年代学；地质意义研究区位于吉林省伊通地区的大黑山条垒之上，地处松辽盆地东南缘，依兰伊通断裂以西；大地构造位置属于中亚造山带东南缘、华北板块北缘东段陆缘增生带。伊通县景台镇乐山镇一带发育的火山岩，前人根据区域地层对比将其划为早志留世桃山组（吉林省地质矿产局第三地质调查所，1983）或中志留世弯月组（吉林省区域地质矿产调查所，2001），代表早古生代岛弧岩系（王东方等，1985）。Song 等（2018）认为该火成岩形成于晚二叠世（约 253256 Ma）。通过对该火山岩的深入研究可以更好地了解华北板块北缘东段的构造演化过程。因此，本文以该火山岩为研究对象，进行锆石 LA-ICP-MS U-Pb 测年和地球化学研究。1地质概况及岩石学特征伊通县大黑山条垒上的中二叠世火山岩出露于景台镇夹皮沟、杂木沟、范家村、平顺屯等地，一直向东延续到乐山镇。其岩性为变质安山岩、英安岩、流纹岩及其火山碎屑岩，普遍发育绢云母化、绿泥石化，为一套中酸性火山岩。岩石构造变形较强，片理化发育，片理走向 90120，受构造影响发生破碎及局部发育韧性变形的特征。该火山岩与区内晚石炭世早二叠世沉积地层呈构造接触。变安山质晶屑凝灰岩，变余晶屑凝灰结构。变余晶屑成分以斜长石为主，少量石英，约占 15%。斜长石以棱角状及次棱角状为主，少量半自形宽板状，粒径 0.40.8 mm。石英次棱角状、次圆状，裂纹发育，强烈波状消光，粒径 0.41.6 mm。其余成分为火山灰。新生大量细小片状绿泥石及云母鳞片，绕火山碎屑定向分布。变英安质晶屑凝灰岩，变余晶屑凝灰结构。晶屑成分：斜长石呈次棱角状、次圆状，聚片双晶带较宽，较清晰显示，部分裂纹发育，偶见边缘被熔蚀，表面弱泥化，粒径 0.30.7 mm，含量约 10%；石英次棱角状，边缘略被熔蚀呈港湾状，粒径0.20.6 mm，含量约 4%。岩屑次棱角状，成分为安山岩，直径 0.61.0 mm，约占 2%3%。其余成分为火山灰，火山灰成分为长英质及大量绢云母鳞片，鳞片状绢云母绕晶屑定向分布。灰白色强片理化流纹岩，变余斑状结构，片理化构造。变余斑晶：斜长石半自形柱状及板柱状，两端略显齿状，聚片双晶纹较细密，表面被绢云母密集交代，长轴略定向，粒径 0.51.0 mm，约占 5%。基质以大量绢云母及石英为主，少量斜长石；绢云母鳞片状集合体，密集散布于长石及石英之间，约占 35%。斜长石半自形板柱状，聚片双晶纹细密，粒径 0.050.2 mm，约占 2%3%；石英他形粒状或霏细状集合体，其中霏细状石英集合体呈团块状分布；细小石英之间彼此齿状镶嵌，粒径 0.020.08 mm。2年代学本次工作采集了 4 件火山岩样品，岩性为变安山质角砾晶屑凝灰岩、变安山质晶屑凝灰岩、片理化流纹岩、变英安质晶屑凝灰岩。火山岩锆石为短柱状长柱状，具有清晰的岩浆震荡环带，Th/U 值多大于 0.4，显示典型的岩浆锆石特征。4 件火山岩的锆石206Pb/238U 加权平均年龄为 270.63.2 Ma、270.04.6 Ma、264.53.5 Ma、263.32.2 Ma，代表火山岩的形成年龄，为中二叠世。另外样品中 2 颗锆石的 n（206Pb）/n（238U）表面年龄为 2879 Ma、地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1442868 Ma，为捕获锆石年龄。3地球化学特征中二叠世火山岩 SiO2含量为 55.21%71.26%，TiO2含 量 为 0.44%1.22%，MgO 含 量 为0.40%4.03%，TFeO 含量为 2.17%8.01%，CaO 含量为 0.62%5.61%，Al2O3含量 14.36%18.56%，全碱含量为 4.32%8.40%。在 TAS 图解上，样品落入玄武安山岩、安山岩、英安岩、流纹岩区域，属于亚碱性系列岩石。在 SiO2K2O 图解中，样品落入低钾拉斑系列、钙碱性系列、高钾钙碱性系列。中 二 叠 世 中 性 火 山 岩 稀 土 总 量 为（79.27118.51）10-6，LREE/HREE 值 为3.646.36，(La/Yb)N为 2.035.58。(La/Sm)N为1.412.53，(Gd/Yb)N为 0.661.43。稀土曲线向右倾斜，稀土分馏较弱。Eu 值为 0.881.04，基本无铕异常。微量元素蛛网图上，样品富集大离子亲石元素 Rb、Ba、K，亏损 Nb、Ta、P、Ti。中二叠世酸性火山岩样品的稀土总量为（161.17184.29）10-6，LREE/HREE 值 为6.807.82，(La/Yb)N为 6.677.71。(La/Sm)N为3.313.56，(Gd/Yb)N为 1.131.23。稀土曲线呈右倾型，轻稀土分馏较明显，重稀土分馏较弱。Eu 值为 0.640.74，具负铕异常。微量元素蛛网图上，富集大离子亲石元素 Rb、Ba、Th、U、K，亏损 Nb、Ta、Sr、P、Ti。4地质意义通过本文及前人的测年工作，伊通县景台镇乐山镇一带原划为早古生代的火山岩形成于中晚二叠世，有待进一步解体。研究区中二叠世火山岩为一套中酸性火山岩，与活动大陆边缘岩石组合类似。在 Sr/YY 图解和La/YbTh/Yb 图解中，所有样品落入经典岛弧火山岩区域。在 Th/YbTa/Yb 图解中，中性火山岩样品主要落入岛弧钙碱性系列（ICA）及活动大陆边缘构造环境区域。在 Hf/3ThNb/16 图解中，中性火山岩多落入岛弧钙碱性系列区域，少量样品落入岛弧拉斑系列区域。古亚洲洋自西向东以“剪刀式”闭合，华北板块北缘东段比中西段的演化过程要滞后。华北板块北缘东段长春延边地区早中二叠世发育了大河深组安山岩、英安岩、流纹岩的火山岩岩石组合和石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩的侵入岩岩石组合，为一套中酸性岛弧岩浆岩岩石组合，显示了活动大陆边缘环境（曹花花，2003）。综上，区内中二叠世火山岩（271263 Ma）形成于活动大陆边缘构造环境。参 考 文 献/References曹花花.2013.华北板块北缘东段晚古生代早中生代火成岩的年代学与地球化学研究.博士学位论文.长春:吉林大学.吉林省地质矿产局第三地质调查所.1983.1:50 000 景家台、大南镇、靠山镇幅区域地质调查报告.吉林省区域地质矿产调查所.2001.1:250 000 长春市幅区域地质调查报告.王东方,刘景尧,杨森,杨学增,陈从云,高秋斌.1985.内蒙吉林东部古生代早期板块会聚带成矿系列概要.吉林地质,(4):4556.Song Zhigang,Han Zuozhen,Gao Lihua,Geng Hongyan,Li Xuping,MengFanxue,Han Mei,Zhong Wenjian,Li Jingjing,Qing Xiangdu,YanJunlei,Liu Hui.2018.Permo-triassic evolution of the southern marginof the central asian orogenic belt revisited:insights from late permianigneous suite in the daheishan horst,ne china.Gondwana ResearchInternational Geoscience Journal.S1342937X17303738.LI Bin,CHEN Jingsheng,LIU Miao：Chronology andgeological implication of Middle Permian volcanic rocks inYitongArea,Jilin ProvinceKeywords:Jilin;volcanic rocks;chronology;geologicalimplication