Geochemical characteristics and zircon U-Pb ages of porphyroclastic lava in the Bayaerhushuo area, the south-central segment of Great Xing'an Range, and its geological significance
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摘要:
在大兴安岭中南段巴雅尔吐胡硕地区发现一套碎斑熔岩。根据野外调查，可分为中心相的细微粒斑状石英二长岩（-石英二长斑岩）和边缘相的英安流纹质碎斑熔岩。通过SHRIMP锆石U-Pb测年，获得细微粒斑状石英二长岩的年龄加权平均值为137.4±0.9Ma（MSWD=1.13），英安流纹质碎斑熔岩的年龄加权平均值为135.2±0.8Ma（MSWD=1.17），二者的形成时代均属于早白垩世早期。由元素地球化学分析可知，6件样品均属于过铝质的高钾钙碱性A型花岗岩，且具有完全一致的微量元素蛛网图和稀土元素配分曲线，均具有明显的负Eu异常，均富集大离子亲石元素Rb、Pb和轻稀土元素，亏损高场强元素Nb，Th较富集，Ba、Sr、Eu具有一定亏损，Pb强烈富集，表明岩石来源于地壳部分熔融。在构造环境判别分析的基础上，提出研究区碎斑熔岩属于碰撞后或造山期后的张性构造环境花岗岩（A2型花岗岩），形成于拉张环境，代表了伸展的大地构造背景。结合大兴安岭地区的大地构造演化特征，其形成与蒙古-鄂霍茨克闭合造山后的岩石圈伸展作用有关。
Abstract:The porphyroclastic lava is located in the Bayaerhushuo area, the south-central segment of Great Xing'an Range, which can be divided into two parts, the central facies of fine-grained quartz monzonites (-quartz monzonitic porphyry) and the margin facies of dacitic rhyolitic porphyroclastic lava. Based on the SHRIMP zircon U-Pb dating, the porphyry monzonitic granite and dacitic ryholititic porphyroclastic lava samples yielded U-Pb ages of 137.4±0.9Ma (MSWD=1.13) and 135.2±0.8Ma (MSWD=1.17) respectively, indicating that the porphyroclastic lava samples in the study area were formed during the Early Cretaceous. The results of geochemical analyses show that the six samples are all high-K calc-alkaline A-typed granites and have the same characteristics in the trace element spidergrams and REE patterns. The features of evident negative Eu anomaly, enrichment in the LILEs Rb and Pb, LREE and Th, depletion in HFSE Nb, Ba, Sr and Eu, reveal that these samples may originate from the partial melting of crust. By tectonic environment discriminations, the porphyroclastic lava are plotted into the A2-typed granite, revealling the post-collisional extension environment. Combined with the Mesozoic tectonic evolution of the Great Xing'an Range, the formation of the Early Cretaceous porphyroclastic lava should be related to the lithospheric extensional envrinment caused by the closure of MongoliaOkhotsk ocean.
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海南岛是中国东南陆缘海域中的最大岛屿，位于太平洋板块、印度-澳大利亚板块和欧亚板块三叉结合部位。受露头条件限制，加上遭受多次变质变形，海南岛前寒武系的研究相当薄弱，以致于它们的物质组成、形成时代和沉积大地构造环境未能得到充分制约，争议极大，造成海南岛前寒武纪构造地层划分、大地构造属性，以及在超大陆演化中的位置等方面认识存在显著分歧[1-11]。最近，笔者在海南三亚市吉阳区三郎岭一带的地质调查过程中，对原划归奥陶系干沟村组的一套变质砾岩，采用LA-ICP-MS方法对其碎屑锆石U-Pb同位素进行了测定，旨在确定该套变砾岩的沉积时限，并通过变质砾岩沉积学和U-Pb年龄谱对比研究，探讨其沉积大地构造环境。
1. 地质概况
海南岛前寒武系包括中元古界长城系戈枕村组、长城系—蓟县系峨文岭组，新元古界青白口系石碌群、南华系—震旦系石灰顶组[5, 12-13]，主要分布于琼西东方抱板—戈枕村和昌江叉河—红林农场、琼南红五、琼中长征农场—乘坡、屯昌中建农场、琼东烟塘等地区，少量见于西沙群岛永兴岛和琼北雷琼裂陷钻孔中(图 1-a)。
戈枕村组和峨文岭组属于海南岛的基底地层，由于后期受到多期次的变质变形和构造改造作用，总体呈“残留体状”产出。戈枕村组为一套经过混合岩化作用改造的深变质岩，以混合岩和片麻岩组合为特征，年龄限于1430~1800 Ma之间[7, 10, 14-16]；峨文岭组整合于戈枕村组之上，以云母石英片岩、石英云母片岩、石英岩为主，夹石墨矿层，年龄限于1300~1450 Ma之间[10-11, 13, 16]。
海南岛新元古界为一套浅变质岩系，自下而上分为石碌群和石灰顶组2套含铁岩系。石碌群主要由绢云石英片岩、石英绢云片岩、结晶灰岩、白云岩夹石英岩、凝灰岩、富铁矿层组成，为一套高-低绿片岩相浅变质岩，产孢粉、宏观藻类化石Chuaria circlaris Walcott，Shouhsienia shouhsienensis Xing，Tawuia dalensis Hofmann，T.sinansis Duan等[17]。许德如等[18-19]利用锆石SHRIMP U-Pb定年，推断石碌群沉积上限年龄约为960 Ma、下限年龄约为1300 Ma。Wang等[9]获得石碌群最上部层位中碎屑锆石2000~900 Ma的年龄谱，存在2700 Ma、2500 Ma、1466~1359 Ma、1073 Ma年龄峰值，最小年龄值1073 Ma可以解释为石碌群上部层位沉积的初始时间。石灰顶组以石英砂岩、石英岩为主，夹泥岩、硅质岩、赤铁矿粉砂岩，为一套未变质的陆源碎屑沉积。Li等[20]采用SHRIMP锆石U-Pb法在石灰顶组中获得了大量1200~2660 Ma的碎屑锆石年龄，与下伏石碌群碎屑锆石年龄一致。Wang等[9]通过碎屑锆石限定石灰顶组沉积不早于1070~970 Ma。石碌群未见底，与下伏地层断层接触，与上覆石灰顶组为角度不整合接触，石灰顶组未见顶，与上履下古生界接触关系不清。
本次调查的变质砾岩出露于三亚市吉阳区三郎岭村一带，出露面积约4 km2，前人将其归属奥陶系干沟村组，与奥陶系尖岭组接触关系不清，推测为断层接触，遭三叠纪二长花岗岩侵入(图 1-b)。变质砾岩野外露头上呈灰白色厚层-块状，产状变化较大(图版Ⅰ-a)；砾径0.5~25 cm，以2~10 cm为主；砾石分选性较好，以硅质砾石占优势(图版Ⅰ-c)，另有少量片麻岩、片岩砾石(图版Ⅰ-b)；砾石磨圆度中等，呈次棱角状-次圆状，长短轴比例1:1~2.5:1；颗粒支撑，硅质胶结(图版Ⅰ-b、c)。岩石薄片中，部分石英呈次圆-次棱角状，重结晶明显，但碎屑外形仍保留，另一部分呈显微变晶粒状；粘土矿物重结晶形成绢云母，显微鳞片状，镶嵌于石英颗粒间，部分绢云母呈弱定向排列(图版Ⅰ-d、e)。
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图版Ⅰa.块状产出的变质砾岩；b.以硅质砾石为主，含少量片麻岩、片岩砾石的砾岩；c.几乎全部为硅质砾石的砾岩；d、e.重结晶石英颗粒镜下特征(地质锤柄长28 cm，锤头宽17 cm)图版Ⅰ.2. 锆石测年结果对沉积时代的限定
2.1 分析方法
采样点坐标为北纬18°22′28″、东经109°37′09″，岩性为变质中粗砾岩(图 1-b)，编号SL-1Y。锆石单矿物分选工作由河北省廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成，样品初碎后尽量选择砾径小、杂基多的碎块进行细碎分选。锆石阴极发光(CL)图像在北京锆石科技领航有限公司拍摄完成。锆石U-Pb定年分析在湖北地质实验研究所进行，测试仪器为准分子激光剥蚀系统193 nm GeoLas 2005和电感耦合等离子体质谱仪Agilent 7500a，激光剥蚀束斑直径为32 μm，采用标准锆石91500为外标进行同位素分馏校正。元素含量采用美国国家标准物质局研制的人工合成硅酸盐玻璃NIST 610为外标，29Si为内标元素进行校正。数据处理采用软件ICP MS DataCal(ver 8.3)完成，年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot 2.7软件完成。在讨论中，因206Pb/238U年龄均大于1 Ga，采用 207Pb/206Pb年龄，谐和度大于95%的数据参与讨论。
2.2 分析结果及年龄约束
样品中所分选出的锆石主要呈无色或浅黄色自形、半自形晶体，部分受到破碎作用晶型不完整。形态上多呈短柱状-柱状、少数呈椭圆状，粒径一般为50~100 μm，长宽比为1:1~2:1。多数锆石存在一定程度的磨圆，呈现出碎屑锆石的形貌特征。锆石CL图像呈灰色、灰白色和白色，亮度强弱不等，可能反映不同锆石颗粒间Th、U等元素含量差异。锆石内部结构较简单，多具有明显的振荡环带，显示岩浆锆石特征，少部分锆石具有残留核，个别锆石具薄的变质亮边或溶蚀边(图 2)。
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图 2 变质砾岩代表性锆石阴极发光(CL)图像及其U-Pb年龄Figure 2. Typical CL images and U-Pb ages of zircons from metaconglomerate对样品SL-1Y的70粒锆石进行年龄测试，其中谐和度大于95%的有65粒，其Th/U值介于0.12~0.75之间，结合CL图像，表明这些锆石多为岩浆成因(表 1)。其谐和锆石的年龄组成大致分为3组，由老至新依次为2691~2444 Ma(4粒)、1838~1632 Ma(48粒)、1540~1350 Ma(13粒)，存在约1699 Ma和约1440 Ma两个主要峰值，以及约2461 Ma的次要峰值(表 1；图 3)。结合前人的研究，笔者认为，约1699 Ma的峰值可能记录了Columbia超大陆裂解早期的构造热事件，而约1440 Ma的峰值可能记录了哥伦比亚超大陆裂解后期的构造热事件[7-9, 11, 16]。2691~2461 Ma年龄表明海南岛也许存在新太古代古老结晶基底[3, 16, 21-23]。本次获得的最年轻锆石年龄值为1350 Ma，且未出现海南岛碎屑锆石研究中常见的1250~1100 Ma和1000~900 Ma年龄值[9-11, 18, 21, 24-25]，认为该套变质砾岩的沉积时限应为1350~1250 Ma(图 4)。
表 1 海南三亚三郎岭地区变质砾岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb分析结果Table 1. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb isotope data of metaconglomerate in Sanlangling area, Sanya city, Hainan测点 含量/10-6 Th/U 同位素比值 同位素年龄/Ma 谐和度 Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 01 272.8 150.7 665.7 0.226 0.095 0.002 3.159 0.096 0.249 0.009 1521 45 1447 23 1435 47 99% 02 82.1 60.6 107.7 0.563 0.089 0.002 3.032 0.083 0.247 0.004 1398 32 1416 21 1426 21 99% 03 96.7 48.3 150.7 0.321 0.105 0.002 4.583 0.141 0.314 0.006 1721 25 1746 26 1762 27 99% 04 176.5 104.6 262.8 0.398 0.108 0.002 4.161 0.164 0.279 0.008 1766 40 1666 32 1588 38 95% 05 91.2 66.5 130.9 0.508 0.087 0.002 2.976 0.113 0.248 0.004 1367 44 1401 29 1430 23 98% 06 92.0 58.9 110.6 0.533 0.101 0.002 3.903 0.163 0.281 0.006 1635 45 1614 34 1598 30 98% 07 374.1 271.0 897.7 0.302 0.087 0.002 2.592 0.104 0.216 0.004 1350 41 1299 29 1262 22 97% 08 80.1 46.2 119.3 0.388 0.100 0.002 4.072 0.138 0.293 0.005 1632 38 1649 28 1658 25 99% 09 209.7 76.9 105.4 0.730 0.184 0.003 12.308 0.356 0.484 0.008 2691 31 2628 27 2544 34 96% 10 168.2 82.8 321.7 0.257 0.109 0.002 4.516 0.107 0.300 0.005 1787 24 1734 20 1691 24 97% 11 62.9 32.6 99.7 0.327 0.104 0.002 4.388 0.098 0.305 0.005 1698 23 1710 19 1717 25 99% 12 146.5 53.6 436.5 0.123 0.109 0.001 4.730 0.096 0.312 0.005 1791 26 1773 17 1752 25 98% 13 171.1 90.1 309.7 0.291 0.106 0.001 4.331 0.063 0.296 0.004 1800 25 1699 12 1671 22 98% 14 207.9 96.2 446.5 0.215 0.107 0.001 4.474 0.074 0.303 0.005 1750 20 1726 14 1708 26 98% 15 87.1 52.3 104.6 0.500 0.112 0.001 4.727 0.093 0.305 0.007 1839 22 1772 16 1718 33 96% 16 81.0 46.2 117.5 0.393 0.106 0.001 4.576 0.077 0.313 0.005 1728 22 1745 14 1758 23 99% 17 271.7 177.3 430.0 0.412 0.108 0.001 4.640 0.096 0.313 0.007 1765 23 1757 17 1755 36 99% 18 158.5 109.0 290.5 0.375 0.095 0.001 3.426 0.064 0.262 0.005 1520 22 1510 15 1502 24 99% 19 84.2 59.8 149.9 0.399 0.091 0.001 3.225 0.063 0.256 0.004 1452 25 1463 15 1468 21 99% 20 108.1 81.1 151.0 0.537 0.092 0.001 3.121 0.053 0.245 0.004 1473 29 1438 13 1414 19 98% 21 177.9 103.1 216.6 0.476 0.109 0.001 4.868 0.071 0.324 0.005 1780 26 1797 12 1811 23 99% 22 80.1 39.4 173.2 0.228 0.104 0.001 4.386 0.065 0.306 0.005 1700 20 1710 12 1719 24 99% 23 139.2 48.6 142.5 0.341 0.159 0.002 10.281 0.163 0.468 0.007 2444 18 2460 15 2477 30 99% 24 101.5 35.7 276.0 0.129 0.102 0.001 4.523 0.069 0.321 0.005 1665 22 1735 13 1793 22 96% 25 236.1 172.9 428.6 0.403 0.089 0.001 3.103 0.049 0.252 0.005 1414 24 1433 12 1451 24 98% 26 88.4 44.0 153.5 0.287 0.103 0.001 4.628 0.068 0.327 0.006 1676 22 1754 12 1824 27 96% 27 124.4 65.6 218.6 0.300 0.104 0.001 4.351 0.075 0.303 0.006 1703 24 1703 14 1707 28 99% 28 146.6 102.4 330.6 0.310 0.087 0.001 2.876 0.052 0.240 0.005 1361 8 1376 14 1388 24 99% 29 184.2 115.1 253.0 0.455 0.102 0.001 4.164 0.069 0.296 0.004 1661 24 1667 14 1670 22 99% 30 180.8 98.0 322.5 0.304 0.103 0.001 4.236 0.068 0.297 0.005 1683 22 1681 13 1675 24 99% 31 141.7 49.3 410.4 0.120 0.103 0.001 4.300 0.067 0.301 0.004 1687 22 1693 13 1697 22 99% 32 143.0 108.5 215.2 0.504 0.089 0.001 3.049 0.053 0.248 0.004 1406 25 1420 13 1429 21 99% 33 185.3 107.5 256.6 0.419 0.102 0.001 4.273 0.062 0.305 0.004 1655 24 1688 12 1716 22 98% 34 74.5 32.4 183.2 0.177 0.101 0.001 4.186 0.063 0.302 0.004 1635 19 1671 12 1699 21 98% 35 470.3 214.8 856.6 0.251 0.108 0.001 4.920 0.071 0.332 0.005 1761 19 1806 12 1848 26 97% 36 97.0 46.8 199.8 0.234 0.106 0.001 4.432 0.068 0.305 0.005 1727 24 1718 13 1716 22 99% 37 322.7 178.4 453.0 0.394 0.111 0.001 5.147 0.084 0.335 0.005 1833 20 1844 14 1863 24 98% 38 114.4 49.1 280.5 0.175 0.104 0.001 4.285 0.062 0.300 0.004 1700 16 1690 12 1693 20 99% 39 94.9 43.0 249.6 0.172 0.105 0.001 3.986 0.060 0.276 0.004 1706 19 1631 12 1572 18 96% 40 232.2 125.3 516.4 0.243 0.107 0.001 3.980 0.072 0.269 0.004 1754 22 1630 15 1535 20 93% 41 86.3 50.8 93.5 0.544 0.108 0.001 4.798 0.076 0.321 0.004 1770 24 1785 13 1796 19 99% 42 96.9 48.1 199.1 0.241 0.108 0.003 4.479 0.104 0.302 0.005 1766 46 1727 19 1703 25 98% 43 393.1 345.2 517.8 0.667 0.091 0.001 2.871 0.042 0.228 0.003 1457 20 1374 11 1323 17 96% 44 222.9 136.8 373.2 0.367 0.111 0.002 4.123 0.075 0.270 0.004 1814 29 1659 15 1539 19 92% 45 368.6 119.9 412.7 0.290 0.160 0.002 10.179 0.126 0.463 0.006 2454 17 2451 11 2453 27 99% 46 84.1 39.0 170.5 0.229 0.106 0.001 4.707 0.070 0.322 0.004 1729 20 1768 12 1801 21 98% 47 292.8 263.6 297.2 0.887 0.089 0.001 2.852 0.042 0.233 0.004 1411 30 1369 11 1353 19 98% 48 102.4 48.2 200.0 0.241 0.107 0.001 4.783 0.068 0.324 0.004 1747 19 1782 12 1809 21 98% 49 109.5 51.1 224.9 0.227 0.106 0.002 4.669 0.069 0.328 0.012 1800 34 1762 12 1831 56 96% 50 136.6 72.3 264.8 0.273 0.103 0.001 4.397 0.059 0.308 0.004 1684 19 1712 11 1733 20 98% 51 169.9 88.3 312.5 0.283 0.104 0.001 4.622 0.065 0.321 0.005 1703 17 1753 12 1795 23 97% 52 103.9 71.4 188.5 0.379 0.090 0.001 3.184 0.050 0.257 0.004 1433 18 1453 12 1474 21 98% 53 95.3 42.4 221.8 0.191 0.105 0.001 4.479 0.059 0.311 0.004 1706 20 1727 11 1746 21 98% 54 181.8 86.9 391.3 0.222 0.107 0.001 4.630 0.064 0.316 0.005 1746 23 1755 12 1768 25 99% 55 276.9 96.6 269.3 0.359 0.161 0.002 10.667 0.172 0.480 0.008 2468 18 2495 15 2528 35 98% 56 95.8 56.1 161.3 0.348 0.105 0.002 4.338 0.103 0.300 0.004 1706 37 1701 20 1693 20 99% 57 273.1 159.1 341.9 0.465 0.108 0.001 4.807 0.058 0.322 0.004 1769 18 1786 10 1799 19 99% 58 152.8 75.2 251.3 0.299 0.107 0.001 4.844 0.074 0.327 0.005 1767 20 1793 13 1824 25 98% 59 126.1 74.4 164.6 0.452 0.105 0.001 4.565 0.066 0.316 0.005 1710 21 1743 12 1771 23 98% 60 165.3 85.9 272.2 0.315 0.104 0.001 4.609 0.061 0.321 0.005 1698 20 1751 11 1795 22 97% 61 179.8 83.9 405.5 0.207 0.102 0.001 4.309 0.066 0.306 0.004 1661 19 1695 13 1719 22 98% 62 215.2 100.7 444.1 0.227 0.107 0.001 4.648 0.064 0.316 0.004 1743 19 1758 12 1769 20 99% 63 285.6 161.0 474.9 0.339 0.104 0.001 4.274 0.055 0.299 0.004 1689 17 1688 11 1686 19 99% 64 149.9 86.4 226.8 0.381 0.103 0.001 4.376 0.054 0.310 0.004 1673 19 1708 10 1739 21 98% 65 106.9 76.8 102.0 0.753 0.096 0.001 3.754 0.055 0.285 0.003 1540 22 1583 12 1614 17 98% ![]()
图 3 三亚三郎岭地区变质砾岩碎屑锆石U-Pb年龄谐和图和直方图Figure 3. Detrial zircons U-Pb concordia diagrams and histogram of metaconglomerate in Shanlangling area, Sanya![]()
3. 中元古代沉积大地构造背景
海南岛已发现的中元古界分为下部戈枕村组和上部峨文岭组。戈枕村组岩性以混合岩和片麻岩为主，原岩以中酸性火山岩为主，夹杂砂岩类、泥岩等；峨文岭组以云母石英片岩、石英云母片岩、石英岩为主，夹石墨矿层，原岩为泥岩、砂质泥岩、砂岩，夹火山岩或炭质泥岩等[13, 26]。有关海南岛中元古代构造背景存在2种观点：Zhang等[27]基于变基性岩和同时代A型花岗岩的出露，认为抱板杂岩可能形成于裂谷环境；与之相反，许德如等[26]依据区域上中元古代长英质岩石的S型花岗岩属性，认为海南岛中元古代为活动大陆边缘环境。本次新发现的变质砾岩单层厚、砾石大小混杂、少量硅质泥砂杂基填隙、成分成熟度高、结构成熟度中等，指示物源区岩性相对单一、高差大、剥蚀快，表现为裂谷盆地高密度的碎屑流沉积物特征，此类沉积常发育在裂谷带陡倾一侧砾质洪积扇或浊积扇内[28-30]，是海南岛中元古代一种新的沉积建造类型。该套裂谷相关沉积建造的发现，为探讨海南岛中元古代构造背景提供了新的约束。结合海南岛缺乏中元古代同期俯冲-碰撞相关的岩浆-变质记录(如高镁安山岩、埃达克岩、钙碱性玄武岩等)，笔者认为，海南岛中元古代可能为裂谷相关的伸展构造背景，而不支持与俯冲相关的挤压环境。
从变质砾岩碎屑锆石年龄谱与戈枕村组、峨文岭组、石碌群、石灰项组碎屑锆石年龄谱对比结果(图 4)看，戈枕村组、峨文岭组与变质砾岩具有相似的年龄区间(1400~1580 Ma、1700~1800 Ma、2400~2700 Ma)和主要峰值；石灰顶组和石碌群除与戈枕村组、峨文岭组及本次新解体出来的变质砾岩具有3个相似的年龄区间和主要峰值外，还具有900~1150 Ma年龄区间和970 Ma、1070 Ma峰值。这些年龄谱特征，结合变质砾岩中的砾石组成以硅质砾石占绝对优势，仅见少量片麻岩和片岩砾石，表明该套变质砾岩物源可能为峨文岭组和同时期的岩浆岩，以及更古老的基底物质，这个古老基底也是戈枕村组、峨文岭组的物源区。而石灰顶组和石碌群中的碎屑锆石可能来自古老基底、戈枕村组与峨文岭组再循环、中元古代晚期的新生岩浆岩。值得注意的是，变质砾岩的沉积时限稍晚于峨文岭组，说明峨文岭组成岩后经构造运动变质变形，快速出露至地表并遭风化侵蚀，成为变质砾岩的物源区，这一复杂的过程发生在1440~1350 Ma相对短的时间内，说明1440~1350 Ma期间海南岛发生了强烈的构造活动[7-8, 25]，该期地质事件可能与Columbia超大陆的裂解相关。需要指出的是，变质砾岩中1699 Ma、1440 Ma和2461 Ma的年龄峰值与劳伦大陆西部的Belt-Purcell超群下部沉积地层中的碎屑锆石年龄组成接近[11, 31]，这种相似性可能暗示了在中元古代海南岛南部与劳伦西部靠近。
4. 结论
(1) 海南三亚三郎岭地区变质砾岩锆石年龄集中分布在2691~2444 Ma，1838~1632 Ma，1540~1350 Ma三个区间，最年轻锆石年龄值为1350 Ma，限定该变质砾岩沉积时限为1350~1250 Ma，属中元古代，应该从原归属的奥陶系中解体出来。该套变质砾岩不同于海南岛已报道的中元古界戈枕村组片麻岩、混合岩和峨文岭组石英片岩、石英岩等岩石类型，是一种新的中元古代沉积建造类型。
(2) 该套变质砾岩具有与戈枕村组、峨文岭组相似的年龄区间和主要峰值，而缺乏石灰顶组和石碌群具有的900~1150 Ma年龄区间和970 Ma、1070 Ma峰值，结合其砾石成分单一、大小混杂、颗粒支撑，成分成熟度高、结构成熟度一般等岩石学、沉积学特征，推断该套变质砾岩为1350~1250 Ma Columbia超大陆裂解晚期的裂谷建造。
(3) 变质砾岩与劳伦大陆西部的Belt-Purcell超群下部沉积地层具有相似的碎屑锆石年龄组成和年龄谱特征，暗示中元古代Columbia超大陆中，海南岛与劳伦西部靠近。
致谢: 成文过程中得到中国地质调查局沈阳地质调查中心宋维民高级工程师和辽宁省地质矿产研究院有限责任公司关文彬工程师的帮助，审稿专家提出了详细的修改意见，在此一并致谢。 -
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图 1 研究区大地构造位置（a，据参考文献[9]修改）和地质简图（b）
Qheol—第四系风积物；Qhapl—第四系冲洪积物；Qhspl—第四系坡洪积物；J3m—上侏罗统满克头鄂博组；K1b—下白垩统白音高老组；K1ml—下白垩统梅勒图组；ηοπK1b—白音高老期细微粒斑状石英二长岩（-石英二长斑岩）；λπK1b—白音高老期英安流纹质碎斑熔岩；λK1b—白音高老期潜流纹岩；ηγK1—早白垩世细微粒斑状二长花岗岩；γπK1—早白垩世花岗斑岩；δμ—闪长玢岩脉；测年样品位置如图所示。F1—蒙古-鄂霍茨克缝合带；F2—得尔布干断裂带；F3—贺根山缝合带；F4—佳木斯-伊通断裂；F5—敦化-密山断裂
Figure 1. The tectonic location (a) and geological sketch map (b) of the study area
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图版Ⅰ
a. 细微粒斑状石英二长岩和英安流纹质碎斑熔岩野外接触关系； b、d. 细微粒斑状石英二长岩野外和显微照片； c、e. 英安流纹质碎斑熔岩野外和显微照片。Qtz—石英； Pl—斜长石； Kfs—钾长石； Hbl—角闪石
图版Ⅰ.
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图 2 细微粒斑状石英二长岩（PM26-31）和英安流纹质碎斑熔岩（PM26-40）锆石阴极发光（CL）图像
Figure 2. Zircons CL images of the fine-grained porphyry monzonitic granite (PM26-31) and the dacitic rhyolitic porphyroclastic lava(PM26-40)
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图 3 细微粒斑状石英二长岩（PM26-31）和英安流纹质碎斑熔岩（PM26-40）锆石U-Pb年龄谐和图
Figure 3. Zircons U-Pb concordia diagrams of the fine-grained porphyry monzonitic granite (PM26-31) and the dacitic rhyolitic porphyroclastic lava (PM26-40)
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图 5 碎斑熔岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)
（球粒陨石和原始地幔标准化数据据参考文献[16]）
Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns(a) and primitive mantle-normalized trace element patterns(b) of the porphyroclastic lava
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表 1 碎斑熔岩SHRIMP锆石U-Th-Pb测年数据分析结果
Table 1 SHRIMIP zircon U-Th-Pb data for the porphyroclastic lava
点号 元素含量 232Th/238U 同位素比值 年龄/Ma 206Pbc/% U/10-6 Th/10-6 206Pb*/10-6 207Pb*/206Pb* 1σ 207Pb*/235U 1σ 206Pb*/238U 1σ 206Pb/238U 1σ 细微粒斑状石英二长岩PM26-31 1 0.47 493 134 9.09 0.28 0.0487 6.7 0.1433 6.8 0.0214 1.4 136.3 1.8 2 0 467 149 8.61 0.33 0.0498 3.3 0.1477 3.6 0.0215 1.3 137.1 1.8 3 0.42 746 303 13.6 0.42 0.0469 5.2 0.1369 5.4 0.0212 1.3 135 1.7 4 0.36 711 274 13.2 0.4 0.0471 4.3 0.1395 4.4 0.0215 1.2 136.9 1.7 5 0.3 326 118 6.06 0.37 0.0504 6.7 0.15 6.8 0.0216 1.4 137.6 2.0 6 0.49 612 184 11.3 0.31 0.0475 4 0.1402 4.2 0.0214 1.3 136.5 1.7 7 0.1 710 226 13.3 0.33 0.0487 4 0.1456 4.2 0.0217 1.2 138.4 1.7 8 0.36 457 186 8.44 0.42 0.046 4.4 0.1357 4.6 0.0214 1.3 136.6 1.8 9 0.09 1204 390 23 0.33 0.04881 2 0.1492 2.4 0.0221 1.2 141.4 1.6 10 10.42 518 160 10.7 0.32 0.053 22 0.157 22 0.0214 1.9 136.7 2.6 11 0.73 608 305 11 0.52 0.0455 7.3 0.1313 7.4 0.0209 1.3 133.5 1.7 12 0.23 626 354 11.8 0.58 0.0496 4 0.1497 4.2 0.0219 1.2 139.6 1.7 13 -- 835 325 15.6 0.4 0.0487 2.3 0.1459 2.6 0.0217 1.2 138.6 1.6 14 0 636 170 11.8 0.28 0.0472 2.8 0.1406 3.1 0.0216 1.3 137.9 1.7 15 0 530 194 9.81 0.38 0.0493 3 0.1466 3.3 0.0216 1.3 137.5 1.7 16 0.26 512 201 9.5 0.41 0.0504 4.5 0.1497 4.7 0.0215 1.3 137.4 1.8 英安流纹质碎斑熔岩PM26-40 1 0.15 935 260 17.1 0.29 0.0478 3.1 0.1398 3.3 0.0212 1.2 135.3 1.6 2 10.15 405 134 8 0.34 0.042 31 0.12 31 0.0207 2.1 131.8 2.7 3 0 672 295 12.3 0.45 0.0471 2.6 0.1384 2.9 0.0213 1.2 135.9 1.6 4 0 399 144 7.2 0.37 0.0505 3.3 0.1463 3.6 0.0210 1.3 134.1 1.7 5 0 478 179 8.89 0.39 0.0499 3 0.149 3.3 0.0217 1.3 138.1 1.7 6 0.11 381 149 6.98 0.4 0.0515 5.7 0.1513 5.8 0.0213 1.4 135.8 1.9 7 0.23 1108 342 20.8 0.32 0.0477 2.6 0.1431 2.8 0.0218 1.2 138.8 1.6 8 0.06 990 454 18.1 0.47 0.0486 4.3 0.1425 4.5 0.0213 1.2 135.6 1.6 9 0.06 1061 359 19.2 0.35 0.0484 4 0.1406 4.2 0.0211 1.2 134.6 1.6 10 0.58 577 189 10.4 0.34 0.048 3.8 0.1376 4 0.0208 1.3 132.7 1.7 11 -- 730 279 13.3 0.4 0.0492 2.5 0.1436 2.8 0.0212 1.2 135.1 1.6 12 0.28 504 109 9.02 0.22 0.0487 3.7 0.1395 3.9 0.0208 1.3 132.6 1.7 13 1.41 853 425 15.6 0.52 0.0451 9.8 0.13 9.9 0.021 1.3 133.7 1.7 14 0.13 360 113 6.53 0.32 0.0478 6.4 0.1388 6.5 0.0211 1.4 134.4 1.9 15 0.15 1631 552 30 0.35 0.04782 1.9 0.1411 2.2 0.0214 1.1 136.6 1.5 16 0.08 732 392 13.5 0.55 0.0494 4.8 0.1465 4.9 0.0215 1.3 137.3 1.7 17 0.13 1107 405 20 0.38 0.0485 2.3 0.1407 2.6 0.0210 1.2 134.1 1.6 注：Pbc和Pb*分别代表普通铅和放射性成因铅 
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表 2 碎斑熔岩主量、微量和稀土元素分析结果
Table 2 Major, trace and REEs data for volcanic rocks of the porphyroclastic lava in the Bayaerhushuo area, the south-central segment of Great Xing' an Range
元素 细微粒斑状石英二长岩（-石英二长斑岩） 英安流纹质碎斑熔岩 PM26-31 PM26-26 PM26-23 PM26-57 PM26-40 PM26-17 SiO2 68.26 68.91 69.04 71.07 71.02 71.38 TiO2 0.42 0.61 0.48 0.59 0.34 0.43 Al2O3 15.17 15.13 15.27 14.86 14.93 14.76 Fe2O3 1.79 2.4 0.78 1.08 0.92 1.43 FeO 3.26 2.32 3.48 2.36 2 1.76 MnO 0.1 0.04 0.03 0.05 0.05 0.05 MgO 0.74 0.65 1.07 0.48 0.77 0.48 CaO 1.58 1.79 1.72 1.55 2.08 1.82 Na2O 3.52 3.94 4.05 4 4.02 3.92 K2O 5.04 4.21 3.96 3.94 3.81 3.94 P2O5 0.11 0.01 0.12 0.02 0.07 0.02 Li 22.21 26.25 21.53 22.77 16.23 15.26 Be 2.98 3.43 3.51 3.78 4.04 3.85 Sc 4.88 4.89 4.9 3.44 3.44 3.41 Ti 2573.69 2562.46 2564.4 1625.08 1808.61 1675.53 V 19.55 18.24 18.98 12.96 13.33 12.71 Cr 2.66 6.08 2.71 3.78 2.83 3.11 Mn 636.53 206.99 249.42 220.3 265.92 274.95 Co 2.55 2.74 2.97 2.88 3 2.45 Ni 2.31 5.02 6.12 5.68 3.43 3.73 Cu 199.63 41.48 8.36 13.56 8.34 6.97 Zn 110.4 70.29 98.29 49.84 86.93 80.25 Ga 22.16 21.14 20.85 20.84 20.86 20.77 Ge 1.68 1.51 1.55 1.51 1.5 1.56 As 12.57 26.24 7.32 14.81 16.76 6.69 Rb 196.1 188.85 175.62 180.36 187.58 178.01 Sr 200.21 275.98 293.04 226.24 220.23 246.85 Y 18.55 24.64 24.46 22.11 24.85 22.98 Zr 107.84 111.6 112.57 103.66 111.91 108.37 Nb 8.8 8.71 8.75 7.78 8.03 8.08 Mo 1.43 1.43 0.57 1.31 0.34 0.56 Cd 0.16 0.58 0.58 0.2 0.65 0.09 In 0.59 0.13 0.15 0.05 0.05 0.06 Sn 14.31 15.14 17.35 8.83 7.77 7.75 Sb 0.72 0.52 0.44 0.64 1.06 0.53 Cs 3.95 5.22 3.67 3.89 4.13 3.53 Ba 794.05 659.02 615.76 500.36 477.23 532.78 La 22.01 26.33 30.78 22.33 28.66 29.35 Ce 55.23 55.28 55.6 54.87 54.75 57.48 Pr 5.01 6.08 6.46 5.37 6.29 6.23 Nd 17.18 21.72 23.75 18.9 22.29 22.13 P 480.11 43.65 523.75 87.29 305.52 87.29 Sm 3.46 4.46 4.43 3.77 4.13 4.26 Eu 0.66 0.95 0.91 0.69 0.65 0.78 Gd 4.19 5 5.3 4.46 4.57 4.98 Tb 0.62 0.75 0.75 0.65 0.7 0.7 Dy 3.41 4.1 4.13 3.58 4.02 3.73 Ho 0.64 0.81 0.79 0.71 0.78 0.74 Er 2.15 2.62 2.53 2.4 2.55 2.43 Tm 0.31 0.38 0.37 0.37 0.38 0.36 Yb 2.22 2.73 2.66 2.66 2.7 2.61 Lu 0.35 0.4 0.42 0.39 0.43 0.39 Hf 3.46 3.48 3.56 3.46 3.75 3.76 Ta 0.9 0.93 0.89 0.98 0.94 1.05 K 41838.55 34948.47 32873.15 32707.12 31627.95 32707.12 W 3.62 0.91 0.93 1.31 1.34 0.82 Tl 1.68 1.37 1.35 0.98 1.00 0.83 Pb 29.53 28.25 49.92 18.50 28.12 26.01 Bi 0.17 0.58 0.26 0.57 0.84 0.30 Th 18.67 20.28 18.87 24.88 23.08 25.70 U 3.85 2.87 3.04 5.12 3.07 4.59 A/CNK 1.07 1.06 1.09 1.09 1.03 1.05 A/NK 1.35 1.37 1.39 1.37 1.39 1.38 ∑REE 140.87 161.14 168.24 146.70 161.19 162.56 ∑LREE 126.98 144.35 151.29 131.48 145.06 146.62 ∑HREE 13.89 16.79 16.95 15.22 16.13 15.94 ∑LREE/∑HREE 9.14 8.60 8.93 8.64 8.99 9.20 δEu 0.53 0.61 0.57 0.51 0.46 0.52 (La/Yb）N 6.68 6.50 7.80 5.66 7.16 7.58 (Ce/Yb）N 6.44 5.24 5.41 5.34 5.25 5.70 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6
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