小兴安岭'古元古代'东风山群早古生代片麻状花岗岩锆石U-Pb定年、Hf同位素特征及地质意义

摘要

对小兴安岭东风山群红林组中黑云母混合片麻岩进行了岩相学、年代学和Hf同位素研究,以确定这套岩石的原岩性质、形成时代以及岩石成因。岩相学特征表明这套混合片麻岩主要由片麻状二长花岗岩和片麻状正长花岗岩两种岩性组成,局部保留的变余半自形粒状结构或变余似斑状结构指示其原岩为花岗岩。片麻状二长花岗岩和片麻状正长花岗岩中的锆石多呈自形-半自形柱状,具有明显的振荡环带结构,Th/U比值较高(0.11~1.16)指示其岩浆成因。对岩浆锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,片麻状二长花岗岩和片麻状正长花岗岩分别形成于479 Ma和499 Ma,即早奥陶世和晚寒武世。片麻状二长花岗岩和片麻状正长花岗岩的Hf同位素组成相似且变化范围小,锆石εHf(t)值分别为-6.6^-10.6和-6.4^-8.6,两阶段模式年龄分别为1 698~1 958 Ma和1 692~1 831Ma,表明片麻状花岗岩的岩浆源区为古老地壳物质,其原始岩浆可能源自于古元古代地壳的部分熔融。结合前人研究成果讨论了东风山群的物质组成及原岩性质,认为东风山群具有构造混杂岩属性,其组成不仅包括新元古代、早古生代和晚古生代等具有地层性质的变质碎屑岩(副变质岩),而且存在新元古代和早古生代由岩浆侵位形成的花岗质岩石(正变质岩)。