Determination of mineralization age and ore-forming materials of the Dingjiashan Pb-Zn deposit in the Meixian ore concentration area, the central Fujian Province: evidence from the sphalerite Rb-Sr isotope
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摘要:
丁家山铅锌矿床位于闽中梅仙矿集区西南部, 矿体多呈层状、似层状和透镜状, 产于中—新元古界马面山群龙北溪组的绿片岩和大理岩中。为查明该矿床的成矿时代, 对该矿床中的主要矿石矿物闪锌矿开展了Rb-Sr同位素测年。8件闪锌矿样品构成的等时线年龄为143.1±3.2Ma(MSWD=1.7), 表明该矿床形成于燕山中期晚侏罗世。闪锌矿的锶同位素(初始比值为0.71434±0.00036)及前人的硫、铅同位素研究成果共同指示, 丁家山矿床的成矿物质可能主要来源于下地壳的深源岩浆。综合分析认为, 丁家山矿床形成于古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲-消减后的伸展引张环境背景下, 是晚侏罗世到早白垩世期间的花岗岩体与中—新元古界的大理岩经接触交代后的矽卡岩型矿床。作为梅仙矿集区的典型铅锌矿床, 丁家山矿床的成矿时代对区内其他铅锌矿床的成矿时代具有一定约束意义。
Abstract:The Dingjiashan Pb -Zn deposit is located in the southwest of the Meixian ore concentration area in the central Fujian province. The Pb -Zn orebodies are predominantly hosted in the Meso-Neoproterozoic greenschist and marble of the Longbeixi Formation belonging to the Mamianshan Group in the layer, layer-like, and lenticular shape. In this contribution, the Rb-Sr dating for sphalerite was carried out in order to determine the mineralization age of the deposit. The isochron age of 8 sphalerite samples is 143.1 ±3.2 Ma (MSWD = 1.7), indicating that the deposit was formed in the Late Jurassic. The initial 87Sr/86Sr ratio of the sphalerite (0.71434 ±0.00036) and the previous S-Pb isotope studies indicate that the ore-forming materials at Dingjiashan may mainly source from deep-seated magma in the lower crust. Base on the above analyses, it is considered that the Dingjiashan deposit was formed under the condition of the extensional environment caused by the subduction of the ancient Pacific plate to the Eurasian continental plate, and was the product of contact metasomatism between the Late Jurassic to Early Cretaceous granite intrusions and the Meso -Neoproterozoic marble. The mineralization age of the Dingjiashan deposit has a constraint on that of the other Pb-Zn deposits from the Meixian ore concentration area.
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混杂岩是大洋板块沿海沟俯冲的过程中，大洋拉斑玄武岩、超镁铁岩、镁铁岩由于构造铲刮作用脱离了下冲的大洋板块，挤入海沟沉积物中，并增生到大陆边缘形成的一种复杂构造杂岩体。其特征是在普遍遭受剪切力作用的细粒基质中，形成各种大小的构造碎片和岩块包体，包体大者可达数千米，每种混杂岩都包含外来岩块、原地岩块和基质三部分。原地岩块指曾经与塑性变形的基质大地构造位置上互层且受破坏的脆性岩层碎块，外来岩块是从混杂岩主体以外的某些岩石地层单元中滑脱出来的构造包体。黑龙江增生杂岩（原黑龙江群、黑龙江岩群）位于松嫩-张广才岭地块和佳木斯地块的结合带上，呈北东向延伸，由大量基质和少量岩块组成。其中基质原岩为一套深海-半深海碎屑沉积岩，现已变质为各类片岩（以长英质片岩为主），岩块由蛇纹岩、变辉长岩、变基性火山岩、大理岩、变质硅质岩等组成。其中，各类岩块呈透镜体状或构造残片夹持于强烈变形的长英质片岩中。前人针对黑龙江岩群的变质-变形构造、原岩建造、地质时代、大地构造环境等开展了较为详细的研究，取得了较好的成果[1-17]，尤其是黑龙江杂岩的形成时代，不同学者根据同位素测年结果，做出了不同的解释。李锦轶等[4]根据牡丹江地区中基性侵入变质杂岩的锆石蒸发法207Pb/206Pb年龄（388±45Ma），推测黑龙江杂岩的原岩形成时代上限不晚于泥盆纪；Wu等[15]认为，原黑龙江群可能代表了侏罗纪的增生杂岩；黄映聪等[14]获得桦南黑龙江杂岩二云母片岩中的多硅白云母184.5±2.1Ma与176.5±1.9Ma的40Ar/39Ar年龄，认为该年龄反映了黑龙江杂岩形成以后经历的韧性剪切变形的历史；周建波等[9]根据黑龙江杂岩中绿帘蓝闪钠长片岩SHRIMP锆石U-Pb年龄240~300Ma和长英质片岩SHRIMP锆石U-Pb年龄240~338Ma，认为佳木斯地块向西俯冲的时代主体为印支期，陆-陆拼贴及碰撞过程主要为晚印支期，并可持续到早侏罗世；李旭平等[16-17]认为，274.7±3.2Ma的石榴子石云母钠长片岩和256.0±1.0Ma的含云母绿帘角闪岩是佳木斯地块与松嫩地块俯冲碰撞过程中，不同阶段或不同时期的产物。但对出露于黑龙江杂岩中的变基性岩块缺乏精确的测年数据。鉴于黑龙江杂岩中变基性岩块时代的确定对恢复黑龙江杂岩的演化历史具有非常重要的意义，本文选取出露于依兰地区的变玄武岩、保留枕状构造的变玄武岩（变枕状玄武岩）及变堆晶辉长岩，用LA-ICP-MS技术对其中的锆石进行U-Th-Pb同位素测定，为佳木斯地块的地质研究和恢复黑龙江杂岩的演化历史提供重要的年代学依据。
1. 区域地质概况
佳木斯地块位于黑龙江省东部，大地构造位置上位于古亚洲构造域和太平洋构造域的交汇部位，构造演化背景独特，是中国东北地区一个重要的大地构造单元。佳木斯地块西以牡丹江断裂为界与松嫩地块相邻，东以同江-当壁断裂为界与完达山地体相连，向北延伸到俄罗斯境内，与布列亚地块连为一体，统称为布列亚-佳木斯地块，东南以敦化-密山断裂为界毗邻兴凯地块（图 1）。
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长期以来一直认为佳木斯地块主要由麻山（岩）群和黑龙江（岩）群组成，二者以构造接触且相互伴生。麻山岩群主体为低角闪岩相-麻粒岩相变质岩系，主要岩石类型为长英质片麻岩、石墨片岩、矽线石榴片麻岩、大理岩等，其原岩与孔兹岩系相当[1, 20-21]。部分地区麻山群变质程度较低，被称为兴东群[1, 21]。黑龙江增生杂岩带主要分布于佳木斯地块的西缘和南缘，集中分布在牡丹江、依兰和萝北3个地区[1]。黑龙江岩群原岩为形成于洋盆中的泥砂质碎屑岩、硅质岩、碳酸盐岩及火山岩，经蓝片岩相-高绿片岩相或高绿片岩相-低角闪石相变质作用后形成的各种片岩[1]，包括白云母钠长片岩、云母片岩、绿泥片岩、透闪石片岩、阳起石片岩、蓝闪石片岩、石英片岩等，这些岩石多遭受韧性变形作用而形成各种糜棱岩。目前普遍认为，黑龙江（岩）群是一套构造混杂岩[5-17]，本文统称为黑龙江增生杂岩。出露于依兰地区的黑龙江增生杂岩总体呈北北东向展布，平均宽约15km，长约50km，内部构造线方向复杂，以倭肯河为界，北部构造线方向以北东向为主，倭肯河附近多为东西向、北西向，倭肯河南侧以近东西向为主。黑龙江增生杂岩由基质和岩块两部分组成，二者为构造接触。其中基质为长英质片岩，约占增生杂岩出露面积的70%，原岩为一套深海-半深海沉积岩[5-6]；外来岩块散布在长英质片岩中，主要为超基性岩、变辉长岩、变基性火山岩（含变质变形的绿片岩、蓝片岩）、变质硅质岩和大理岩等，其规模从露头尺度数平米至数百平米。超基性岩块遭受了变质变形作用改造和强烈的蛇纹石化作用，已转变为蛇纹岩，部分保留有由残余辉石、橄榄石和蛇纹石构成的条带状构造。这些岩块呈透镜状断续分布，长轴方向与区域叶理一致。黑龙江增生杂岩中变辉长岩岩块出露极少，仅见一处露头，局部变辉长岩具有变堆晶结构。变基性火山岩包括变质变形相对较弱的变块状玄武岩（部分含蓝闪石），变质变形较强的各种绿片岩、蓝片岩和极少量的火山碎屑岩。绿片岩和蓝片岩多呈薄片状、布丁状或透镜状夹于长英质片岩中，变块状玄武岩（部分含蓝闪石）局部保留枕状构造，多以小岩块出露于长英质片岩中。另外，增生杂岩中还含有少量片麻岩和斜长角闪岩。野外露头可见变质硅质岩碎块夹于大理岩或绿片岩中。依兰地区黑龙江增生杂岩分布见图 2。
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图 2 依兰地区黑龙江增生杂岩分布（据参考文献[①]修改）Figure 2. Distribution of Heilongjiang accretionary complexes in Yilan area2. LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测定
2.1 样品特征
本次研究的变玄武岩及枕状熔岩位于依兰县涌泉倭肯河北岸，早期张兴洲[5]和曹熹等[6]对其进行了报道，但未涉及形成年龄。黑龙江省依兰县涌泉倭肯河北岸黑龙江增生杂岩主要为变玄武岩（个别地段为枕状熔岩）、钠长绿泥片岩、含蓝闪石钠长绿泥片岩及少量的黑云斜长变粒岩和白云母片岩。部分地段可见刚性透镜体，透镜体大小不一，长轴方向一般与片理方向一致，与绿泥石片岩成分相同，但片理不发育；局部地段见花岗闪长斑岩脉侵入变玄武岩。
变玄武岩呈暗绿色，斑状结构，气孔、杏仁状构造，局部具枕状构造。枕状体呈椭球状，直径大小为0.4~1.1m（图版Ⅰ-a）。岩枕边部常见0.2~1.0cm宽的冷凝边（图版Ⅰ-b），岩枕中多发育细小的气孔和杏仁构造（图版Ⅰ-c），部分岩枕之间可见基性熔岩和紫红色泥质粉砂岩充填物（图版Ⅰ-d）。
变玄武岩碳酸盐化明显，岩石较为破碎，枕状熔岩整体上变形强烈，细小断层及褶皱较发育。断层多为正断层，延伸较近，产状不稳定；褶皱及揉皱极其发育，大小及方向不一，在白云母片岩中可见小型鞘褶皱。定年样品分别采自变玄武岩（样号008a，经纬度：北纬46°22′58″、东经129°52′18″，取样点见图 2）和变枕状玄武岩（样号008c，经纬度：北纬46°22′58″、东经129°52′20″，取样点见图 2）。变玄武岩具变余结构，岩石主要由绿泥石（48%）、钠长石（25%）、蓝闪石（10%）、黑云母（7%）和绿帘石（10%）组成。矿物粒度较小，多小于0.40mm，粒状矿物粒度0.4~2.0mm。钠长石晶面较脏，多包裹绿泥石、绿帘石等。
变堆晶辉长岩（变层状辉长岩）样品（样号016，经纬度：北纬46°17′51″、东经129°36′53″，取样点见图 2）采自依兰县城东平安村人工采石场变辉长岩岩块中（图版Ⅰ-e）。变堆晶辉长岩具柱状粒状变晶结构，手标本可见浅色矿物（斜长石）和暗色矿物（角山石和辉石）互层状分布，具有与沉积岩相似的韵律层理，单层厚度最大可达18mm，最小不足4mm（图版Ⅰ-f）。显微镜下斜长石呈粒状，粒度0.2~1.9mm，晶面双晶不发育，斜长石晶面发育绢云母，绢云母呈细小鳞片状，局部见碳酸盐矿物分布。角闪石为柱状，粒度0.2~0.8mm，黄褐色，多色性不明显，定向分布，个别蚀变为绿泥石，偶见角闪石中心有辉石交代残留。变辉长岩局部具堆晶结构。堆晶结构可能是重力分离结晶作用形成的或是岩浆房中对流分层的结果[22]，也不排除是受后期构造改造的结果。
2.2 测试方法
锆石分选由河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。锆石制靶、阴极发光照相在北京锆石领航科技有限公司完成。在避免污染的条件下，将原岩粉碎至能够通过100目的筛网，然后淘洗并保留重砂，再用电磁选、重液方法将重砂中的锆石分选出来，最后在双目镜下将锆石颗粒逐一挑选出来。将待测样品和标准锆石一起制作成样品靶，将样品靶打磨和抛光后进行透射光、反射光和阴极发光照相。锆石U-Th-Pb同位素测定在天津地质矿产研究所同位素实验室完成，使用仪器为Thermo Fisher公司制造的Neptune电感耦合等离子体质谱仪和193nm激光取样系统（LA-ICP-MS）。样品测试斑点直径32μm，用与未知样品交替测得的锆石标准样品TEMORA和标准玻璃NIST610校正UPb同位素分馏和U含量。计算程序采用中国地质大学研发的ICPMSDataCal程序[23]和美国Ludwig博士编写的Isoplot（3.0版本）[24]，U-Pb谐和图亦由Iso-plot绘制，采用208Pb校正法对普通铅进行校正，详细的实验流程见李怀坤等[25]。表 1、表 2、表 3中的误差均为1σ。
表 1 变玄武岩(008a)、变枕状玄武岩（008c）、变堆晶辉长岩（016）LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测定结果Table 1. U-Th-Pb isotope composition of zircon in the metamorphic basalt (008a)、pillow basalt (008c) and accumulated gabbro (016) as measured by LA-ICP-MS测点 含量/10-6 同位素比值 年龄/Ma Pb U 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 208Pb/232Th 1σ 232Th/238U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 变玄武岩（008a） 1 55 1512 0.0383 0.0002 0.2702 0.0060 0.0511 0.0011 0.0076 0.0001 0.2331 0.0005 243 1 243 5 246 51 2 106 1402 0.0807 0.0005 0.6380 0.0101 0.0573 0.0009 0.0083 0.0001 0.2522 0.0056 501 3 501 8 504 33 3 19 504 0.0384 0.0002 0.2718 0.0138 0.0514 0.0024 0.0071 0.0002 0.5523 0.0008 243 1 244 12 258 108 4 177 2529 0.0742 0.0004 0.6104 0.0095 0.0597 0.0009 0.0130 0.0000 0.1624 0.0014 461 3 484 7 592 32 5 13 440 0.0277 0.0002 0.1896 0.0070 0.0496 0.0018 0.0048 0.0000 0.9904 0.0071 176 1 176 7 174 87 6 98 2232 0.0473 0.0003 0.3416 0.0055 0.0524 0.0008 0.0091 0.0001 0.0926 0.0005 298 2 298 5 304 35 7 80 1203 0.0707 0.0004 0.5789 0.0094 0.0594 0.0009 0.0151 0.0002 0.1178 0.0006 440 2 464 8 582 35 8 209 3516 0.0628 0.0007 0.5177 0.0086 0.0598 0.0009 0.0110 0.0001 0.1863 0.0003 393 4 424 7 596 33 9 75 947 0.0808 0.0004 0.6377 0.0106 0.0572 0.0009 0.0138 0.0000 0.4396 0.0011 501 3 501 8 501 36 10 467 1479 0.3269 0.0018 5.0287 0.0769 0.1116 0.0016 0.0625 0.0010 0.0135 0.0000 1824 10 1824 28 1825 27 11 83 512 0.1591 0.0009 1.5903 0.0260 0.0725 0.0011 0.0283 0.0001 0.5950 0.0007 952 5 966 16 999 32 12 154 2669 0.0603 0.0006 0.4941 0.0086 0.0595 0.0009 0.0098 0.0001 0.2774 0.0017 377 4 408 7 584 33 13 399 756 0.4768 0.0026 11.4825 0.1779 0.1747 0.0026 0.1142 0.0005 0.4227 0.0003 2513 14 2563 40 2603 25 14 197 278 0.5950 0.0033 20.3418 0.3192 0.2480 0.0037 0.1015 0.0002 0.7381 0.0095 3010 17 3108 49 3172 24 15 325 4193 0.0810 0.0005 0.6380 0.0121 0.0571 0.0009 0.0167 0.0002 0.2324 0.0002 502 3 501 9 497 35 16 18 442 0.0422 0.0002 0.3002 0.0080 0.0515 0.0014 0.0088 0.0001 0.3035 0.0011 267 2 267 7 265 60 17 86 1076 0.0809 0.0004 0.6387 0.0101 0.0573 0.0009 0.0155 0.0000 0.4113 0.0014 501 3 501 8 502 34 18 368 4776 0.0808 0.0005 0.6382 0.0098 0.0573 0.0009 0.0139 0.0001 0.2468 0.0035 501 3 501 8 501 33 19 152 1022 0.1440 0.0008 1.3903 0.0216 0.0700 0.0011 0.0215 0.0002 0.8243 0.0027 867 5 885 14 929 31 20 21 511 0.0422 0.0002 0.2996 0.0080 0.0515 0.0013 0.0074 0.0001 0.3736 0.0005 267 1 266 7 263 59 21 21 477 0.0422 0.0002 0.3010 0.0126 0.0517 0.0021 0.0079 0.0001 0.7271 0.0019 266 2 267 11 274 95 22 18 431 0.0419 0.0002 0.3026 0.0086 0.0524 0.0014 0.0085 0.0001 0.5305 0.0005 265 2 268 8 302 63 23 20 164 0.1158 0.0007 1.0051 0.0244 0.0630 0.0015 0.0191 0.0001 0.9210 0.0043 706 4 706 17 707 51 24 50 857 0.0606 0.0004 0.4979 0.0183 0.0596 0.0017 0.0129 0.0005 0.2348 0.0025 379 2 410 15 589 62 25 113 3436 0.0347 0.0002 0.2425 0.0038 0.0506 0.0008 0.0065 0.0000 0.2271 0.0002 220 1 220 3 223 35 变枕状玄武岩(008c) 1 8 172 0.0470 0.0003 0.3790 0.0099 0.0584 0.0015 0.0137 0.0005 0.1459 0.0004 296 2 326 9 546 54 2 27 308 0.0866 0.0007 0.6934 0.0107 0.0580 0.0008 0.0174 0.0003 0.5538 0.0054 536 4 535 8 531 29 3 22 488 0.0467 0.0003 0.3849 0.0064 0.0597 0.0009 0.0119 0.0001 0.1754 0.0006 294 2 331 6 593 31 4 30 822 0.0396 0.0002 0.2805 0.0038 0.0513 0.0007 0.0079 0.0001 0.1315 0.0002 250 1 251 3 256 30 5 16 416 0.0396 0.0002 0.2815 0.0047 0.0516 0.0008 0.0084 0.0001 0.2027 0.0004 250 1 252 4 268 37 6 66 1029 0.0686 0.0004 0.5578 0.0068 0.0590 0.0007 0.0184 0.0002 0.0832 0.0002 428 2 450 6 566 26 7 10 124 0.0846 0.0005 0.7780 0.0230 0.0667 0.0019 0.0275 0.0007 0.1083 0.0007 523 3 584 17 828 60 8 13 188 0.0746 0.0005 0.5846 0.0132 0.0568 0.0013 0.0294 0.0006 0.0816 0.0007 464 3 467 11 484 49 9 44 366 0.1247 0.0007 1.1348 0.0143 0.0660 0.0008 0.0284 0.0002 0.1927 0.0009 758 4 770 10 806 25 10 2 57 0.0397 0.0003 0.2810 0.0167 0.0514 0.0031 0.0113 0.0002 0.3041 0.0004 251 2 251 15 257 137 11 4 84 0.0398 0.0003 0.2799 0.0166 0.0510 0.0029 0.0099 0.0001 1.1670 0.0056 252 2 251 15 242 129 12 19 268 0.0748 0.0005 0.5898 0.0111 0.0572 0.0011 0.0195 0.0002 0.1451 0.0008 465 3 471 9 498 42 13 12 305 0.0397 0.0002 0.2799 0.0077 0.0511 0.0014 0.0107 0.0002 0.4426 0.0019 251 2 251 7 248 62 14 58 807 0.0748 0.0004 0.5823 0.0071 0.0564 0.0007 0.0193 0.0001 0.1976 0.0006 465 3 466 6 470 26 15 2 58 0.0397 0.0003 0.2799 0.0206 0.0511 0.0037 0.0125 0.0004 0.3099 0.0003 251 2 251 18 246 169 16 54 382 0.1475 0.0008 1.3929 0.0168 0.0685 0.0008 0.0394 0.0002 0.1228 0.0011 887 5 886 11 883 24 17 46 354 0.1364 0.0007 1.2511 0.0153 0.0665 0.0008 0.0353 0.0001 0.1058 0.0003 825 4 824 10 822 24 18 6 150 0.0397 0.0002 0.2804 0.0081 0.0512 0.0015 0.0133 0.0002 0.2664 0.0004 251 1 251 7 250 66 19 8 234 0.0321 0.0002 0.2450 0.0059 0.0554 0.0013 0.0090 0.0001 0.4809 0.0006 203 1 222 5 429 53 20 17 423 0.0397 0.0002 0.2809 0.0055 0.0513 0.0009 0.0110 0.0001 0.4826 0.0030 251 2 251 5 255 42 21 15 374 0.0397 0.0002 0.2805 0.0051 0.0513 0.0009 0.0124 0.0001 0.3707 0.0014 251 1 251 5 254 40 22 11 269 0.0398 0.0002 0.2810 0.0073 0.0512 0.0013 0.0121 0.0001 0.3129 0.0008 252 1 251 7 250 59 23 33 376 0.0398 0.0002 0.2815 0.0098 0.0513 0.0018 0.0092 0.0000 6.4313 0.0556 252 1 252 9 254 79 24 31 821 0.0396 0.0002 0.2795 0.0036 0.0512 0.0006 0.0100 0.0001 0.2212 0.0021 250 1 250 3 250 28 25 43 306 0.1475 0.0008 1.3949 0.0183 0.0686 0.0009 0.0347 0.0003 0.1327 0.0014 887 5 887 12 887 26 变堆晶辉长岩(016) 1 14 341 0.0396 0.0002 0.2765 0.0058 0.0506 0.0011 0.0148 0.0001 0.4784 0.0003 251 1 248 5 222 49 2 21 522 0.0397 0.0002 0.2840 0.0077 0.0519 0.0014 0.0132 0.0002 0.3072 0.0011 251 1 254 7 280 61 3 8 194 0.0396 0.0002 0.2797 0.0091 0.0512 0.0017 0.0151 0.0002 0.4235 0.0007 250 1 250 8 250 76 4 9 210 0.0399 0.0002 0.2798 0.0140 0.0508 0.0025 0.0138 0.0002 0.4322 0.0018 252 1 251 13 233 115 5 52 1337 0.0399 0.0002 0.2787 0.0022 0.0507 0.0004 0.0129 0.0000 0.2543 0.0004 252 1 250 2 225 18 6 17 435 0.0399 0.0002 0.2822 0.0043 0.0513 0.0008 0.0138 0.0001 0.2422 0.0003 252 1 252 4 256 35 7 23 578 0.0399 0.0002 0.2822 0.0036 0.0513 0.0007 0.0130 0.0001 0.2928 0.0006 252 1 252 3 252 29 8 27 713 0.0401 0.0002 0.2828 0.0036 0.0512 0.0006 0.0139 0.0002 0.1132 0.0008 253 2 253 3 248 29 9 14 352 0.0400 0.0002 0.2847 0.0086 0.0517 0.0016 0.0134 0.0002 0.3210 0.0004 253 1 254 8 270 69 10 14 341 0.0398 0.0002 0.2779 0.0058 0.0506 0.0011 0.0149 0.0001 0.4632 0.0003 252 1 249 5 222 49 11 31 763 0.0399 0.0002 0.2790 0.0030 0.0507 0.0006 0.0131 0.0000 0.3695 0.0004 252 1 250 3 226 26 12 33 852 0.0400 0.0002 0.2814 0.0026 0.0511 0.0005 0.0139 0.0001 0.2304 0.0003 253 1 252 2 244 21 13 10 244 0.0401 0.0003 0.2845 0.0150 0.0514 0.0028 0.0133 0.0003 0.3378 0.0006 254 2 254 13 260 124 14 27 690 0.0399 0.0002 0.2829 0.0027 0.0514 0.0005 0.0136 0.0001 0.2453 0.0005 252 1 253 2 258 21 15 10 236 0.0398 0.0002 0.2770 0.0081 0.0505 0.0015 0.0141 0.0001 0.5181 0.0006 252 1 248 7 217 67 16 34 899 0.0397 0.0002 0.2805 0.0028 0.0512 0.0005 0.0144 0.0001 0.1476 0.0010 251 2 251 2 251 23 17 9 216 0.0397 0.0003 0.2788 0.0131 0.0509 0.0024 0.0153 0.0003 0.4047 0.0023 251 2 250 12 236 107 18 12 297 0.0398 0.0002 0.2815 0.0062 0.0513 0.0011 0.0139 0.0002 0.2748 0.0002 252 2 252 6 254 50 19 14 356 0.0400 0.0003 0.2804 0.0052 0.0509 0.0009 0.0141 0.0002 0.2022 0.0048 253 2 251 5 236 39 20 21 522 0.0398 0.0002 0.2822 0.0077 0.0514 0.0014 0.0152 0.0002 0.2992 0.0011 252 1 252 7 260 61 21 8 189 0.0397 0.0003 0.2812 0.0106 0.0514 0.0019 0.0148 0.0002 0.3194 0.0023 251 2 252 9 259 87 22 11 285 0.0399 0.0002 0.2819 0.0086 0.0513 0.0015 0.0139 0.0002 0.3295 0.0009 252 1 252 8 253 68 23 27 686 0.0396 0.0002 0.2819 0.0035 0.0516 0.0006 0.0126 0.0001 0.3432 0.0025 251 1 252 3 268 28 24 70 2251 0.0323 0.0002 0.2239 0.0016 0.0502 0.0003 0.0094 0.0000 0.2081 0.0011 205 1 205 1 206 16 25 9 215 0.0399 0.0002 0.2818 0.0135 0.0512 0.0024 0.0118 0.0002 0.4106 0.0016 252 1 252 12 250 109 2.3 阴极发光图形及测试结果
变玄武岩（008a）锆石特征比较复杂，锆石粒度介于100~250μm之间，多数为120~200μm。样品中锆石以次圆状为主，少量为长柱状，大多数锆石都有较好的圆化度（图 3）。变枕状玄武岩（008c）锆石特征比较简单，锆石粒度介于60~300μm之间，多数为100~150μm，以长柱状为主，部分为短柱状，少量锆石有一定的圆化度（图 3）。变堆晶辉长岩（016）锆石特征比较复杂，锆石粒度介于120~250μm之间，多数为150~200μm。部分锆石有较好的圆化度（图 3）。
上述锆石从内部结构和晶形上可大致分为4类：①晶形完整，短柱状或长柱状，晶棱明显，振荡环带较发育，与中酸性岩浆锆石特征相似，此类锆石含量约占总数的50%，以变枕状玄武岩（008c）为主，其次为变玄武岩（008a），变堆晶辉长岩（016）较少；②具有板状结构，与基性岩浆锆石特征相似，此类锆石含量约占总数的16%，上述3个样品均有分布；③锆石以浑圆状为主，颗粒边界较圆滑，内部振荡环带不发育或环带较弱，斑杂状分带或面状分带且局部有岩浆锆石的残留，具有较明显的核-幔构造或核-幔-边构造，个别发育杉叶状构造，与中高级变质作用形成的锆石特征相似，此类锆石含量约占总数的20%，以变枕状玄武岩（008a）为主，其次为变玄武岩（008c），变堆晶辉长岩（016）较少；④少量锆石发育强的增生变（表现为强发光特征），可能存在后期变质及蚀变的结果，此类锆石含量约占总数的14%，以变堆晶辉长岩（016）为主，变枕状玄武岩（008c）仅1个样品有此现象。
除4个测点外，其余所测锆石Th/U值均大于0.1（表 1），说明这些锆石原来可能为岩浆锆石，但从锆石圆化度、内部具核-幔-边构造及局部有岩浆环带残留看，部分锆石发生了变质作用，或受变质作用的影响较大。
2.3.1 变玄武岩（008a）
变玄武岩（008a）共分析了25个点（表 1；图 4）。测得的年龄分布广泛，为3172±24~176±1Ma。其中16、20~22号4个点的206Pb/238U年龄加权平均值为266±2Ma，2、9、15、17、18号5个点的206Pb/238U年龄加权平均值为501±3Ma。5号点年龄为176±1Ma，为样品中最年轻的年龄，但其锆石局部有岩浆锆石的残留，可能是受后期侏罗纪岩浆事件影响所致。
2.3.2 变枕状玄武岩（008c）
变枕状玄武岩（008c）共分析了25个点（表 1；图 4）。测得的年龄分布广泛，为887±5~203±1Ma。其中4、5、10、11、13、15、18、20~24号12个点的206Pb/ 238U年龄加权平均值为251±1Ma，8、12、14号3个点的206Pb/238U年龄加权平均值为465±3Ma。19号点的年龄为203±1Ma，为样品中最年轻的年龄，但其锆石阴极发光图像看起来不是一次结晶形成，可能是受后期晚三叠世岩浆事件影响所致。
2.3.3 变堆晶辉长岩（016）
变堆晶辉长岩（016）共分析了25个点（表 1；图 4）。测得的年龄除1个测点为205±1Ma外，其余24个测点集中分布在250±1~254±2Ma区间内，24个点的206Pb/238U年龄加权平均值为252±1Ma。205±1Ma为样品中最年轻的年龄，但其锆石阴极发光图像看起来不是一次结晶形成，可能是受后期晚三叠世岩浆事件影响所致。
3. 讨论
为进一步讨论涌泉变玄武岩锆石年龄反映的基底信息，笔者收集了近年来关于佳木斯地块、松嫩-张广才岭地块及额尔古纳地块基底的锆石年龄。武广[26]在额尔古纳地块南缘绿林林场兴华渡口群变质表壳岩中的二云母石英片岩中获得碎屑锆石SHRIMP年龄892±20Ma；苗来成等[27]在呼玛县韩家园子北15km处兴华渡口群变质表壳岩中获得含十字石榴二云片岩中碎屑锆石SHRIMP年龄502~2824Ma，出现2800Ma、2500Ma、2200Ma、1800Ma、1400Ma、1100Ma和600Ma多个峰值，在呼玛县韩家园东南约10km处，兴华渡口群变质表壳岩中的绿帘石化斜长角闪片岩中测得岩浆锆石SHRIMP年龄510~2646Ma，获得816±27Ma和547±46Ma两个相对集中的年龄组；1:5万十六站等四幅区域地质调查于吉龙沟上游斜长角闪片岩中获得一组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为779±3Ma的谐和年龄，于呼玛河右岸原兴华渡口岩群眼球状黑云斜长片麻岩中获得981±7Ma和820±1Ma两组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄，此外还出现了2061Ma和2166Ma的捕获锆石年龄[②]；1:25万塔河县等三幅区域地质调查在兴华渡口群黑云斜长片麻岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄1847±4Ma（27个数据，谐和度较好），在长石二云片岩中获得碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄904~2821Ma，可进一步细分为2191~2821Ma（6个）、1524~1996Ma（11个）、1057~1450Ma（10个）、904~986Ma（5个）四组年龄段，在二云片岩中获得碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄637~1799Ma[③]。上述年龄结果表明，额尔古纳地块基底的形成经历了漫长的地质演化过程，兴华渡口群的最早形成时代应该为古元古代末，可能存在太古宙结晶基底。
吴才来[28]对松嫩-张广才岭地块中的伊春桃山花岗岩进行了SHRIMP锆石U-Pb测年，获得207Pb/ 206Pb年龄加权平均值为1821±11Ma，继承性锆石核具有2组年龄平均值，分别为2540±10Ma和2471±12Ma，表明松嫩-张广才岭地块存在前寒武纪的古老微陆块。
1:25万双鸭山市幅区域地质调查在佳木斯地块双鸭山羊鼻山铁矿石榴矽线钾长片麻岩中获得的28颗锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄均大于1000Ma，最老的2颗锆石年龄分别为2514Ma和2591Ma，其余年龄在1729~1021Ma之间[④]。笔者在黑龙江穆棱地区对原麻山群中角闪黑云花岗质片麻岩采用LA-ICP-MS技术进行了锆石U-Pb年龄测定，测得锆石206Pb/238U年龄加权平均值为892±3Ma（MSWD=4.2，n=18），该年龄被解释为花岗质岩浆的结晶年龄，证明佳木斯地块古老结晶基底的存在[29]。
综上所述，额尔古纳地块、松嫩-张广才岭地块及佳木斯地块形成、演化历史复杂，均含有新太古代继承锆石，都存在可靠的1821±10~1847±4Ma的岩浆热事件，并且岩浆事件强度较大，表明这些地（陆）块在古元古代末可能已经连在一起，构成统一的结晶基底。
变玄武岩（008a）501±3Ma的年龄及变枕状玄武岩（008c）早古生代年龄（523Ma、536Ma）与刘静兰等[30]和Wilde等[31]对麻山群单颗粒锆石进行SHRIMP U-Pb测年获得的年龄502±10Ma基本一致，与Wilde[32]的测年数据525±12~507±12Ma接近，也与Yang等[33]和Bi等[34]获得的佳木斯地块花岗质侵入岩的年龄530~484Ma和540~500Ma基本一致，显示变玄武岩岩浆曾混染了佳木斯地块基底的变质岩和早古生代花岗岩。
变玄武岩（008a）266±2Ma的年龄锆石均发育明显的振荡环带和高Th/U值（0.3~0.7，平均0.48），为岩浆锆石，与具有活动大陆边缘特征的火山弧桦南地区美作岩体（259±4Ma）[35]、佳木斯地块南部的青山岩体（270±4Ma）、石场岩体（267±2Ma）、楚山岩体（256±5Ma）和柴河岩体（254±5Ma）[18]形成于同一时期，这些侵入岩主体分布在佳木斯地块与松嫩-张广才岭地块的俯冲带附近，距离变玄武岩较近，表明玄武岩岩浆在迁移过程中混染了中—晚二叠世侵入岩的源区物质。宋海峰[11]及黄映聪[14]对块状蓝片岩和29个变基性火山岩样品进行了研究，这些样品Nb/U值多介于23.6~36.8之间，认为这些岩石可能发生了壳源物质的混染作用。
变玄武岩（008a）样品中具243Ma年龄的2颗锆石几乎没有磨圆，锆石晶形完整，具有基性岩典型的板状特征（图 3中008a样品1号和3号点，锆石晶形不完整是机械磨损造成的）。2颗锆石的Th/U值分别为0.23和0.55，属于岩浆锆石。笔者认为，这2颗锆石属于变玄武岩的自生锆石，其年龄代表了玄武岩的形成年龄。
变枕状玄武岩（008c）样品中，12颗锆石晶形完整（长柱状特征），晶棱明显，振荡环带较发育，无明显的次生边，受后期岩浆作用或构造作用改造的影响较弱，与中酸性岩浆锆石特征相似。除2颗锆石的Th/U值大于1外，其余10颗锆石Th/U值介于0.1315~0.4826之间。这些锆石具有非常接近的年龄值，12颗锆石年龄值介于250±1~252±2Ma之间，年龄加权平均值为251±1Ma。笔者认为，这12颗锆石属于枕状玄武岩的自生锆石，251±1Ma的年龄代表 1枕状玄武岩的形成年龄。
变堆晶辉长岩（016）样品中，24颗锆石圆化较差，锆石晶形较完整，基本保持原有的晶形特征（长柱状特征为主），无明显的次生边，内部振荡环带较发育，受后期岩浆作用或构造作用改造的影响较弱，与中酸性岩浆锆石特征相似。这些锆石具有非常接近的Th/U值和年龄值，Th/U值介于0.1132~0.5181之间。年龄值介于250±1~254±2Ma之间，年龄加权平均值为252±1Ma。笔者认为，这24颗锆石属于变堆晶辉长岩的自生锆石，252±1Ma的年龄代表了堆晶辉长岩的形成年龄。
变玄武岩（008a）243Ma的原岩形成年龄、变枕状玄武岩251±1Ma的原岩形成年龄及变堆晶辉长岩252±1Ma的原岩形成年龄与李旭平等[17]在萝北测得的黑龙江杂岩含云母绿帘角闪岩256.0±1.0Ma的变质年龄接近，略晚于同一时期的火山弧花岗岩的形成年龄，表明中—晚二叠世佳木斯地块在俯冲背景下产生了大规模的岩浆事件。
样品008a中较新的220Ma年龄，与其对应的地质事件表现在：小兴安岭伊春地区清水岩体的侵位年龄为222±5Ma[19]，佳木斯地块北缘萝北头道沟混合花岗岩存在227.1±1.4Ma岩浆热事件[17]。笔者认为，203Ma和205Ma年龄是黑龙江杂岩形成以后遭受岩浆热事件干扰的结果，原因在于黑龙江杂岩相邻的松嫩-张广才岭地块存在大面积的晚三叠世—早侏罗世岩浆活动[36-47]，不排除这些锆石是混入或受岩浆活动改造的结果。笔者认为，176Ma年龄是黑龙江杂岩形成以后遭受逆冲推覆、韧性剪切等变质变形作用改造的年龄，即该区陆-陆碰撞的年龄，原因是来自黑龙江杂岩带中的黑云母和多硅白云母40Ar/39Ar年龄为174~184Ma[15, 45]和176~185Ma[10, 14]，这一认识与有些学者的认识相同[15, 17, 48-49]。
4. 变玄武岩、变枕状玄武岩及变堆晶辉长岩的地质意义
枕状玄武岩无疑是海底火山喷发的产物。结合张兴洲等[3]在依兰涌泉地区发现了含放射虫化石的变质硅质岩及在黑龙江增生杂岩中普遍含有富锰硅质岩，可初步确定古洋盆或古洋壳的存在。此外，地球化学特征表明，依兰地区黑龙江增生杂岩中的变基性火山岩以洋岛型玄武岩为主，含少量大洋中脊型玄武岩（MORB）[11]。大洋中脊型玄武岩和洋岛型玄武岩的出现是大洋存在的重要证据。此外，研究区有大小不等的超基性岩块近30处，这些超基性岩块一般很小，呈串珠状、扁豆状产出，超基性岩几乎全部蛇纹石化；见1处变辉长岩岩块，局部具堆晶结构；另有斜长角闪岩、大理岩、变质硅质岩、变基性火山岩等外来岩块呈大小不等的薄片状或透镜状散布在长英质片岩中，其产状与围岩长英质片岩片理方向一致。这些现象表明，黑龙江增生杂岩的原岩是一套类似于蛇绿岩系列的构造混杂岩，代表了佳木斯地块和松嫩-张广才岭地块之间拼合带的物质组成。
以往根据分布在依兰和萝北地区的蓝片岩、变粒岩、云母片岩、斜长角闪岩及其糜棱岩的39Ar-40Ar年龄、全岩Rb-Sr等时线年龄和锆石U-Pb年龄（410~445Ma和600~645Ma）[6, 50]，确定佳木斯地块和松嫩地块间的嘉荫-牡丹江拼合带于志留纪闭合[1, 51]，但这些年龄一直没有得到相关资料的证实。周建波等[9]在牡丹江磨刀石测得长英质片岩中代表岩石沉积上限的碎屑锆石SHRIMP年龄为240~280Ma，峰期年龄为261Ma；在依兰县东兴地区测得绿帘蓝闪钠长片岩中代表岩石沉积上限的碎屑锆石SHRIMP年龄为240~300Ma左右，峰期年龄为257Ma。同样，笔者最近获得牡丹江穆棱地区石英片岩中代表岩石沉积上限的碎屑锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为244~254Ma（未发表资料）。上述碎屑锆石年龄表明，黑龙江增生杂岩基质主体沉积时限为晚二叠世—早三叠世，与本次获得的依兰地区黑龙江增生杂岩中的基性岩块的形成年龄基本一致。这些有关黑龙江杂岩的年龄资料表明，黑龙江增生杂岩原岩形成时间主体为晚二叠世—早三叠世，可能为古亚洲洋闭合的产物。这与根据吉林呼兰群变质岩、花岗岩等限定的古亚洲洋最后在二叠纪末期—早三叠世（250~240Ma）闭合的时间基本一致[52-53]，也与南北大陆汇聚经历了晚海西期—印支期古亚洲洋消亡的时间基本一致。现有资料表明，佳木斯地块与松嫩-张广才岭地块之间的洋盆在274~240Ma依然存在。最近Zhu等[54]在依兰地区获得具洋岛特征的碱性蓝片岩的镁铁质原岩年龄为141.8±1Ma，不含继承或捕获锆石，认为此碱性蓝片岩不可能形成于陆内环境，最有可能形成于佳木斯地块和松嫩地块之间洋盆内的洋岛环境，并认为佳木斯地块和松嫩地块之间海洋的闭合必定发生在140Ma之后，与以前的认识有很大的区别。若如此，之前的模式及假设需要重新评价和修正。笔者认为，仅靠目前的资料还无法解决佳木斯地块和松嫩-张广才岭地块之间的海洋在二叠纪时是残余的还是新打开的，以及大洋持续的时间、闭合的时代等地质问题。由此可见，黑龙江增生杂岩的起源和演变历史较复杂，只有通过多方面地质现象的综合分析才能恢复其演变历史，尤其需要对依兰地区包括牡丹江地区的变基性火山岩、中生代地层，以及3条断裂（牡丹江断裂、依兰-伊通断裂、敦化-密山断裂）进行系统研究。
本次依兰地区增生杂岩中基性岩块250Ma左右年龄的获得，证明了晚二叠世佳木斯地块和松嫩-张广才岭地块之间古洋盆或洋壳的存在，对恢复佳木斯地块和松嫩-张广才岭地块的地质历史具有重要的构造意义。
5. 小结
黑龙江增生杂岩经历了复杂的演变历史，尽管不同的学者有不同的认识，但依兰地区黑龙江增生杂岩中的变基性岩块原岩形成时间为二叠纪末—三叠纪初是无可争辩的事实，表明在二叠纪末—三叠纪初，佳木斯地块和松嫩-张广才岭地块之间有古洋盆的存在。变基性岩块原岩年龄的获得，为佳木斯地块的地质研究和恢复黑龙江增生杂岩的演化历史提供了重要的年代学依据。
致谢: 审稿专家给本文提出许多建设性意见，野外工作期间得到福建金东矿业股份有限公司王补峰、张光梁、王保峰等同行的关心和支持，在此一并表示衷心感谢。 -
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图 1 闽中地区地质构造略图(据参考文献[23]修改)
Figure 1. The sketch map of geology and structure in the central Fujian Province
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图 2 梅仙矿集区地质简图
Figure 2. Sketch map showing the regional geology for the Meixian ore field
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图版Ⅰ
A.闪锌矿化绿帘片岩；B.闪锌矿化绿帘片岩(正交偏光)；C.闪锌矿化透辉片岩，透辉石呈粒状产出；D.闪锌矿化透辉片岩，透辉石呈粒状产出(正交偏光)；E.闪锌矿化透辉片岩，透辉石呈放射状产出；F.闪锌矿化透辉片岩，透辉石呈放射状产出(正交偏光)；G. 揉皱状构造矿石；H. 磁黄铁矿受变形作用呈透镜状(反射光)。Py—黄铁矿；Po—磁黄铁矿；Mt—磁铁矿；Ep—绿帘石；Di—透辉石；Sp—闪锌矿
图版Ⅰ.
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图 4 丁家山铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr等时线年龄
Figure 4. Rb-Sr isochron diagram of sphalerite from the Dingjiashan Pb-Zn deposit
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图 5 丁家山铅锌矿床闪锌矿87Rb/86Sr-1/Rb(A) 和87Sr/86Sr-1/Sr(B)关系图
Figure 5. Diagrams of 1/Rb vs.87Rb/86Sr(A) and 1/Sr vs.87Sr/86Sr (B) of sphalerite from the Dingjiashan Pb-Zn deposit
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图 6 锶同位素在地壳和地幔中的演化(底图据参考文献[41])
Figure 6. Strontium isotope evolution in the crust and mantle
表 1 丁家山铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr测试分析结果
Table 1 Rb-Sr isotopic analytical results of sphalerite from the Dingjiashan Pb-Zn deposit
样品编号 Rb/10-6 Sr/10-6 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr 2σ DJS-30-2 15.55 0.09844 502.9 1.73354 0.00006 DJS-50 6.183 0.5019 35.78 0.78505 0.00003 DJS-17-1 5.246 5.462 2.773 0.72046 0.00004 DJS-17-2 1.07 0.3524 8.773 0.73287 0.00006 DJS-96 0.5741 8.908 0.1859 0.71422 0.00003 DJS-110 32.23 0.3281 298.5 1.31855 0.00007 DJS-165 184.9 1.86 304.2 1.32185 0.00008 DJS-170 3.498 0.9928 10.18 0.73522 0.00003 
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