吳新偉 張超 邵軍 郭威 李林川 張廣宇 劉寶山 宋萬兵

東北地區(qū)大地構造位置處于中亞造山帶東段，其北側為西伯利亞克拉通，南側為華北克拉通，東側為太平洋板塊(圖1)。受古亞洲洋構造域、蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋構造域疊加影響，東北地區(qū)構造演化歷史復雜，成為地學界研究大陸增生改造、微陸塊群碰撞拼貼及洋陸轉換的熱點區(qū)域(吳新偉等, 2017; Liuetal., 2017, 2021; Xiaoetal., 2018; Zhaoetal., 2018; 徐備等, 2018; 劉永江等, 2019; 許文良等, 2019; 李錦軼等, 2019; Guanetal., 2022)。黃汲清和姜春發(fā)(1962)最早以地槽褶皺帶將東北地區(qū)劃分為內蒙-大興安嶺加里東和吉-黑海西兩個地槽褶皺系，后期不同學者將東北地區(qū)劃分為多個具有前寒武紀結晶基底的古老微陸塊，并將各陸塊上出露的變質巖系作為各自的結晶基底，根據(jù)出露地點的不同將它們分別定名“麻山群”、“興華渡口群”、“新開嶺群”、“張廣才嶺群”、“扎蘭屯群”、“風水溝河群”和“黑龍江群”等，認為它們代表東北微陸塊的前寒武紀基底，并依據(jù)其變質程度和區(qū)域構造關系認定形成時代為新太古代-新元古代(內蒙古自治區(qū)地質礦產(chǎn)局, 1991; 黑龍江省地質礦產(chǎn)局, 1993)。近年來，隨著LA-ICP-MS和SHRIMP鋯石同位素定年技術的廣泛應用，前人對東北地區(qū)各地塊的基底屬性(Wuetal., 2001, 2011; 張明等, 2006; Cuietal., 2015; 劉宇崴等, 2017; Zhouetal., 2012, 2018; 李錦軼等, 2019; 許文良等, 2019; 劉永江等, 2019; Liuetal., 2021)、地質體的時代(Wuetal., 2011; Tangetal., 2013; 趙碩等, 2016; 張超等, 2018; 錢程等, 2018; Wuetal., 2018; 張超等, 2020)和構造體系的形成與演化及疊加歷史等進行了大量的研究，并取得了突出進展(eng?r and Natal’in, 1996; Jahnetal., 2000, 2004; Wuetal., 2001, 2011; 唐克東等, 2011; Safonovaetal., 2011; Liuetal., 2017, 2021; Zhouetal., 2012, 2018; Zhaoetal., 2018; 許文良等, 2019; 李錦軼等, 2019; 劉永江等, 2019)。高精度鋯石U-Pb測年結果顯示東北地區(qū)“前寒武紀基底”多數(shù)形成于古生代和早中生代(苗來成等, 2007; Mengetal., 2010; Wuetal., 2012; Wangetal., 2012, 2014; Zhouetal., 2012; Cuietal., 2015)，因此東北地區(qū)各微陸塊中是否存在大面積前寒武紀變質基底存在爭議。然而東北地區(qū)晚古生代(變)沉積巖中記錄了大量的前寒武紀年齡信息(Mengetal., 2010; Zhouetal., 2012; Wangetal., 2012, 2014; 權京玉等, 2013)，顯生宙以來的巖漿活動中也同樣存在前寒武紀捕獲鋯石信息(賈維馨等, 2016; Songetal., 2019)，暗示東北地區(qū)前寒武紀地質體的存在；額爾古納地塊、松嫩地塊和佳木斯地塊新太古代和新元古代侵入體(孫立新等, 2012; 佘宏全等, 2012; Tangetal., 2013; Gouetal., 2013; 邵軍等, 2015; 趙碩等, 2016; Luanetal., 2017, 2019; 張超等, 2018; Wuetal., 2018; 錢程等, 2018; 程招勛等, 2018)的發(fā)現(xiàn)也進一步證明東北地區(qū)存在前寒武紀地質體。目前對東北地區(qū)前寒武紀地質體的分布特征、時代和成因研究程度較低，從而制約了對東北地區(qū)各地塊基底屬性和早期演化歷史的認識。

東北地區(qū)微陸塊中是否存在前寒武紀陸塊？這些微陸塊是相對獨立的地塊，還是存在特定的親緣性關系？這些問題一直存在爭論(劉永江等, 2019; 許文良等, 2019; 李錦軼等, 2019)。因此，準確識別松嫩地塊微陸塊中的前寒武紀地質體對研究東北地區(qū)是否存在前寒武紀基底具有重要的意義。本文對松嫩地塊西緣龍江地區(qū)和烏蘭浩特地區(qū)新太古代和古元古代地質體進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素和Hf同位素研究，為識別松嫩地塊前寒武紀結晶基底提供了新證據(jù)。

1 區(qū)域地質背景

松嫩地塊包括松遼盆地、小興安嶺和張廣才嶺，大地構造位置位于賀根山-黑河縫合帶以東，牡丹江縫合帶以西和西拉木倫河-長春縫合線以北。由于分布大面積古生代-中生代花崗巖和中生代沉積地層，松嫩地塊基底的物質組成和形成時間尚未得到統(tǒng)一認識，其基底構造屬性仍存在較大爭議。目前對松嫩地塊基底物質組成和屬性的認識主要包括：(1)松嫩地塊具有元古代甚至更古老的結晶基底(Mengetal., 2010; Luanetal., 2017, 2019; Wangetal., 2012, 2014)，其證據(jù)主要包括松遼盆地南緣前寒武紀碎屑鋯石年齡(賈維馨等, 2016)和鉆孔資料反映的古元古代巖漿事件(Peietal., 2007)、松嫩地塊西緣前寒武紀碎屑鋯石(周建波等, 2014)、捕獲鋯石(Songetal., 2019)及古元古代(張超等, 2018; 程招勛等, 2018)和新太古代巖漿事件(錢程等, 2018; Wuetal., 2018)、松嫩地塊東緣前寒武紀碎屑鋯石(Mengetal., 2010; Wangetal., 2012, 2014)及新元古代巖漿事件(Luanetal., 2017, 2019)。盡管松遼盆地南緣前寒武紀碎屑鋯石和古元古代巖漿事件可能與華北克拉通有關，但松嫩地塊東緣和西緣的前寒武紀碎屑鋯石和巖漿事件表明松嫩地塊可能存在元古代甚至更老的結晶基底。(2)依據(jù)松遼盆地鉆孔資料和前寒武紀地質體產(chǎn)狀特征，李錦軼等(2019)認為松嫩地塊不存在前寒武紀基底(長春市以南地區(qū)可能存在)。前寒武紀地質體呈殘片產(chǎn)出在顯生宙花崗巖中，表明松嫩地塊曾經(jīng)存在的古老陸塊被古生代以來的巖漿活動徹底破壞(Guoetal., 2017; Sunetal., 2017; 許文良等, 2019; 李錦軼等, 2019)。(3)依據(jù)大面積分布的中生代巖漿巖，Wuetal. (2001)認為松嫩地塊基底物質為顯生宙以來的物質。近年來不同學者在松嫩地塊東緣和西緣陸續(xù)識別出不同時代和不同規(guī)模的前寒武紀地質體(Luanetal., 2017, 2019; Zhangetal., 2017; 張超等, 2018; 程招勛等, 2018; Wuetal., 2018)、前寒武紀碎屑鋯石(Mengetal., 2010; Zhouetal., 2012; 權京玉等, 2013; Wangetal., 2012, 2014; Dongetal., 2018)和捕獲鋯石信息(Songetal., 2019)；綜合已有研究成果，松嫩地塊應含有～0.9Ga、～1.3Ga、～1.8Ga、～2.5Ga和～2.7Ga的前寒武紀地質體信息，松嫩地塊古老地殼物質主要形成于新元古代、中元古代、古元古代和新太古代四個時期；年代學和地球化學特征顯示松嫩地塊東側新元古代巖漿活動可能與羅迪尼亞的演化有關(Luanetal., 2017, 2019)，但西側龍江-烏蘭浩特地區(qū)新太古代-古元古代巖漿巖和表殼巖的分布規(guī)模、成因及構造屬性由于缺少系統(tǒng)的年代學巖石地球化學和同位素地球化學分析仍存在較大爭議。(4)Liuetal. (2021)綜合分析松嫩地塊前寒武紀地質體特征，認為松嫩地塊不是一個擁有前寒武紀基底的古老地塊，而是一個含有前寒武紀碎塊的古生代增生地塊單元。

已有研究顯示，松嫩地塊前寒武紀地質體主要分布在松嫩地塊東北緣嘉蔭附近和西側龍江-烏蘭浩特等地(Mengetal., 2010; Wangetal., 2012, 2014; Luanetal., 2017, 2019; Zhangetal., 2017; 錢程等, 2018; 張超等, 2018; 程招勛等, 2018; Wuetal., 2018)。研究區(qū)位于松嫩地塊西側的龍江-烏蘭浩特地區(qū)(圖2a)，其前寒武紀地質體主要由龍江地區(qū)新太古代-古元古代巖漿巖和烏蘭浩特地區(qū)古元古代表殼巖組成，主要巖性為石英二長巖、二長花崗巖、花崗質片麻巖、 斜長角閃片巖、 透輝角閃巖和黑云母石英片巖(Zhangetal., 2017; 錢程等, 2018; 張超等, 2018; 程招勛等, 2018; Wuetal., 2018)。新太古代-古元古代地質體圍巖主要為侏羅紀花崗巖及中生代火山-沉積建造(圖2b, c)，由于受到后期地質作用改造、破壞和覆蓋，新太古代-古元古代地質體出露不連續(xù)，其與周圍地質體接觸關系有待商榷。

圖2 研究區(qū)大地構造位置(a)及龍江地區(qū)新太古代地質體(b)和烏蘭浩特地區(qū)古元古代地質體(c)地質簡圖

2 樣品描述及巖相學特征

本文對樣品LJ25YQ1、LJ25YQ3和WLTW1進行了巖相學和LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學分析。

樣品LJ25YQ1和LJ25YQ3采自龍江地區(qū)靠泉屯西側人工采坑處(47°16′49″N、122°46′47″E)，巖石破碎強烈(圖3a-d)。樣品LJ25YQ1為石英二長巖，風化面土黃色，中細?；◢徑Y構，塊狀構造，局部見碳酸鹽化；主要礦物：石英，他形粒狀，粒度為0.5～4mm，含量10%；斜長石絹云母化和高嶺土化，粒度1～5mm，含量約30%；堿性長石，粒度3～5mm，含量60%。樣品LJ25YQ3為二長花崗巖，風化面土黃色，中細粒花崗結構，塊狀構造；主要礦物：石英，他形粒狀，粒度小于0.5mm，含量20%；斜長石聚片雙晶發(fā)育，絹云母化，粒度0.5～3mm，含量約35%；堿性長石，粒度1～5mm，含量約45%。

圖3 龍江地區(qū)新太古代石英二長巖(a、b)、新太古代二長花崗巖(c、d)和烏蘭浩特地區(qū)古元古代變形斜長角閃巖(e、f)野外露頭及顯微照片

樣品WLTW1為斜長角閃巖，采自烏蘭浩特白音烏蘇東側(46° 2′00″N、122°23′10″E)，露頭處巖石中普遍發(fā)育較強烈的片(麻)理(圖3e, f)，風化面灰黑色，細粒粒柱狀變晶結構，由角閃石、板狀斜長石和扁豆狀石英構成的片狀構造發(fā)育；主要組成礦物：角閃石，黃綠-綠色，他形-半自形長柱狀，粒度0.1～1mm，較大的角閃石內見細粒粒狀石英而表現(xiàn)出篩狀變晶結構和包含變晶結構，含量65%左右；斜長石，半自形-他形板狀或粒狀，粒度小于1mm，聚片雙晶發(fā)育，含量約20%；石英，不規(guī)則粒狀或扁豆狀，少量石英明顯拉長，粒度小于0.2mm，含量15%。

3 分析方法

3.1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年

采集5～8kg新鮮樣品送至河北省廊坊市科大礦物分選技術股份有限公司進行鋯石分選，制靶和CL圖像采集由北京中興美科科技有限公司完成，其具體流程參照張超等(2018)。鋯石測年工作在天津地質礦產(chǎn)研究所同位素實驗室完成，采用儀器為Thermo Fisher公司的Neptune質譜儀和NEW-WAVE 193nm FX激光器組成的激光剝蝕多接收等離子體質譜儀，激光束斑直徑為35μm。其具體流程和相關儀器參照張超等(2019)。普通鉛校正采用Andersen (2002)的方法，所測年齡結果計算采用國際標準程序IsoplotR，其所獲得的測試數(shù)據(jù)、加權平均年齡的誤差均為1σ，諧和度在95%以上的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。

3.2 鋯石Hf同位素測試分析

在天津地質礦產(chǎn)研究所實驗室對3件樣品的70個點進行了鋯石原位Hf同位素測試工作，所用儀器為Neptune型質譜儀和UP193-FXArF準分子激光器，激光器能量密度為10～11J/cm2、剝蝕束斑直徑和頻率分別為50μm、8～10Hz，測試分析的具體方法、流程、標樣及校正等詳見耿建珍等(2011)，Hf同位素相關計算方法、公式、參數(shù)等參照吳福元等(2007)。

4 分析結果

4.1 鋯石U-Pb測年結果

樣品LJ25YQ1、LJ25YQ3和WLTW1的鋯石U-Pb年齡分析結果見表1、圖4、圖5和圖6。

表1 松嫩地塊西緣龍江-烏蘭浩特地區(qū)前寒武紀地質體LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年測試分析結果

續(xù)表1Continued Table 1測點號含量(×10-6)ThUTh/U同位素比值年齡(Ma)206Pb238U1σ207Pb235U1σ207Pb206Pb1σ206Pb238U1σ207Pb235U1σ207Pb206Pb1σ.1311215230.470.35830.00367.95680.10210.16110.0018197420222629246719.1413028870.680.28390.00326.38230.08890.16300.0018161118203028248719.15739640.090.47030.004810.79800.14130.16650.0018248525250633252319.164853010.620.38870.00388.90060.11630.16610.0019211721232830251819.17460790.170.31360.00346.26730.08450.14490.0016175819201427228719.18573800.140.34400.00366.02760.07890.12710.0014190620198026205820.194441770.400.46780.005210.81340.14940.16770.0019247428250735253419.205771020.180.43450.00439.99240.12790.16680.0019232623243431252619.21129313301.030.24160.00334.96240.08350.14890.0017139519181331233419.228561410.160.39080.00408.87150.11550.16460.0018212722232530250419.23292740.250.46660.005210.80350.14870.16790.0019246928250635253719.243572140.600.43590.004510.00220.13140.16640.0019233224243532252219.25371740.200.41800.00439.71970.12790.16870.0019225123240932254419.26582440.080.46280.005410.81590.15310.16950.0019245229250735255319.276384130.650.50570.005412.51640.16960.17950.0020263828264436264818.28446610.140.49130.005211.79000.15780.17410.0019257627258835259719.29420480.110.46890.005110.72380.14450.16590.0018247927249934251619.30339840.250.47230.005310.74500.14610.16500.0018249428250134250819WLTW1斜長角閃巖.11741280.740.49230.005811.48940.16450.16930.0019258030256437255119.2108470.440.44320.005010.13840.14350.16590.0019236526244735251719.3123650.530.45570.004910.56220.14370.16810.0019242126248534253919.4800.020.33080.00496.84400.30360.15010.0063184227209193234772.573310.420.43420.00469.86070.13380.16470.0019232525242233250519.6153620.410.36400.00396.31290.08590.12580.0014200122202028204020.71741280.740.49230.005811.48940.16450.16930.0019258030256437255119.83332070.620.42750.00499.74120.13350.16530.0018229426241133251019.9579150.030.30050.00334.72250.06460.11400.0013169419177124186420.10147880.590.36260.00396.24900.09030.12500.0015199422201129202921.11127830.650.36150.00376.25570.08350.12550.0014198921201227203620.124510.020.28510.00324.42240.10090.11250.0025161718171739184041.13115560.480.42780.00449.75100.12780.16530.0019229623241232251119.143621390.390.41340.00449.36610.12680.16430.0018223024237532250119.154921630.330.35550.00406.74950.09920.13770.0016196122207931219820.16141660.460.41360.00429.38040.12250.16450.0018223123237631250219.177044890.690.44030.004510.14240.13260.16710.0019235224244832252819.1880813201.630.36300.00417.90550.10810.15790.0018199622222030243419.194104461.090.49190.005211.45470.15890.16890.0019257927256136254719.203341720.510.40330.00449.02160.13470.16220.0020218424234035247921.214720.040.31560.00375.15730.10780.11850.0021176821184639193432.224074111.010.44020.004710.05550.13490.16570.0018235125244033251519.2357250.430.43300.00588.89190.20010.14890.0027231931232752233431.24269940.350.36520.00416.27640.08740.12460.0014200722201528202420

圖4 龍江地區(qū)新太古代石英二長巖(LJ25YQ3)鋯石陰極發(fā)光圖像(a)和U-Pb年齡諧和圖及加權平均年齡(b、c)

圖5 龍江地區(qū)新太古代二長花崗巖(LJ25QY3)鋯石陰極發(fā)光圖像(a)和U-Pb年齡協(xié)和圖及加權平均年齡(b、c)

圖6 烏蘭浩特地區(qū)古元古代變形斜長角閃巖(WLTW1)鋯石陰極發(fā)光圖像(a)和U-Pb年齡協(xié)和圖及加權平均年齡(b-f)

樣品LJ25YQ1鋯石呈半自形-自形，粒度為80～150μm，鋯石顆粒長寬比為2:1～3:1，透射光下多數(shù)鋯石呈無色透明，少量鋯石具有淺黃褐色；CL圖像顯示鋯石顆粒具有明顯的巖漿震蕩環(huán)帶，部分顆粒具有明顯的變質邊(圖4a)。對LJ25YQ1的30顆鋯石顆粒進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年分析(圖4b)，鋯石U和Th含量分別為71×10-6～6129×10-6和338×10-6～2208×10-6，207Pb/206Pb表面年齡為1814±20Ma～2797±18Ma。在鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖上，除9顆鋯石分析結果位于協(xié)和線上(圖4b)，其余點均存在不同程度的Pb丟失，未落在協(xié)和線上。所有鋯石分析結果形成的不一致線與協(xié)和線的上交點年齡為2480±12Ma(圖4c)；依據(jù)鋯石207Pb/206Pb表面年齡，協(xié)和線上9顆鋯石可以分為兩組，一組加權平均年齡為2491±18Ma(點9、12、18和28)(圖4c)，一組加權平均年齡為2539±16Ma(點3、13、17、27和30)(圖4b)，其中2491±18Ma與上交點年齡在誤差范圍內相近。三顆鋯石具有明顯的核幔結構，核部年齡(點18、點22和點24)分別為2482±19Ma、2466±19Ma和2298±19Ma，其邊部年齡(2023±21Ma、2281Ma、2041±20Ma)可能代表混合年齡?？紤]到不一致線分析點多來自鋯石震蕩環(huán)帶結構域，且具有較高的Th/U比值(多>0.4)，綜上所述，2480±12Ma可以代表石英二長巖的成巖年齡。

樣品LJ25YQ3鋯石顆粒呈半自形-自形，粒度大小為50～120μm，鋯石顆粒長寬比為1:1～3:1， 透射光下多數(shù)鋯石呈無色透明，少量鋯石具有淺黃褐色；CL圖像顯示多數(shù)鋯石顆粒具有明顯的巖漿震蕩環(huán)帶，部分鋯石顆粒具有明顯的變質邊(圖5a)。對LJ25YQ3的30顆鋯石顆粒進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年分析，U和Th含量分別為44×10-6～1330×10-6和123×10-6～1696×10-6。在鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖上，11顆鋯石分析結果落在協(xié)和線上，其余點均存在不同程度的Pb丟失，未落在協(xié)和線上(圖5b)。所有鋯石分析結果形成的不一致線與協(xié)和線的上交點年齡為2544±23Ma(圖5c)；依據(jù)鋯石207Pb/206Pb表面年齡，協(xié)和線上11顆鋯石可以分為兩組，一組加權平均年齡為2529±14Ma(點9、15、19、23、26、29和30)(圖5c)，一組加權平均年齡為2605±18Ma(點1、3、5和28)(圖5b)，其中2529±14Ma與上交點年齡在誤差范圍內相近；一顆鋯石具有核幔結構，核部年齡為2287±19Ma，邊部年齡為2058±20Ma，可能為變質年齡?？紤]到不一致線分析點多來自具巖漿成因的鋯石震蕩環(huán)帶結構域，且具有較高的Th/U比值(多>0.4)，綜上所述，2544±23Ma為二長花崗巖的形成年齡。

樣品WLTW1鋯石呈半自形-自形，粒度大小為80～200μm，鋯石顆粒長寬比為1:1～3:1。透射光下多數(shù)鋯石呈無色透明，少量鋯石具有淺黃褐色；CL圖像顯示多數(shù)鋯石具有明顯的巖漿震蕩環(huán)帶，部分顆粒具有較窄的變質邊(圖6a)。對WLTW1的60顆鋯石顆粒進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測試分析，Th、U含量分別為8×10-6～2739×10-6和1×10-6～1320×10-6，在鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖上，14顆鋯石分析結果落在協(xié)和線上，其余點均存在不同程度的Pb丟失，未落在協(xié)和線上(圖6b)。所有鋯石分析結果形成的不一致線與協(xié)和線的上交點年齡有兩個，分別為2558±16Ma(圖6c)和2042±29Ma(圖6e)；依據(jù)鋯石207Pb/206Pb表面年齡，協(xié)和線上鋯石可以分為四組，一組加權平均年齡為2554±15Ma(點1、2、19、46、50和52)(圖6d)，一組加權平均年齡為2029±16Ma(點7、10、11、24、32和55)(圖6f)，此外有兩顆鋯石年齡分別為2334±31Ma(點23)和2140±21Ma(點39)，其中2029±16Ma和2554±15Ma與上交點年齡在誤差范圍內相近。綜上所述，2029±16Ma應為斜長角閃巖原巖形成年齡，而2558±16Ma為斜長角閃巖原巖的繼承鋯石年齡。

4.2 鋯石Hf同位素

對樣品LJ25YQ1、LJ25YQ3和WLTW1的70個點進行了鋯石Hf同位素分析，其結果見表2。

表2 松嫩地塊西緣龍江-烏蘭浩特地區(qū)前寒武紀地質體鋯石Hf同位素測試分析結果

續(xù)表2

4.2.1 樣品LJ25YQ1

對樣品LJ25YQ1的14顆鋯石進行了Hf同位素分析。點3、13、17、27和30位于協(xié)和線上，Hf同位素分析采用加權平均年齡2529±16Ma進行計算，5個點的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值分別為0.000577～0.001019和0.281204～0.281340，所計算的εHf(t)為-0.17～4.75，一個測點的εHf(t)<0，其鋯石二階段(tDM2)模式年齡為3038Ma，其余鋯石二階段(tDM2)模式年齡為2739～2995Ma。點9、12、18、28位于協(xié)和線上，與Pb丟失導致207Pb/206Pb年齡偏低的點4、7、8、10、11共同采用加權平均年齡2491±18Ma進行Hf同位素分析計算，9個點的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值分別為0.000311～0.001326和0.281165～0.281244，所計算的εHf(t)為-2.27～0.84，其中3個點的εHf(t)>0，其二階段模式(tDM2)年齡為2940～2986Ma；其余點的εHf(t)<0，其二階段模式(tDM2)年齡為3012～3129Ma。

4.2.2 樣品LJ25YQ3

對樣品LJ25YQ3的15個鋯石進行了Hf同位素分析。點1、3、5和28位于協(xié)和線上，Hf同位素分析采用2605±18Ma進行計算，4個點的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值分別為0.000321～0.000496和0.281127～0.281193，所計算的εHf(t)為-0.28～2.1，εHf(t)=-0.28鋯石二階段(tDM2)模式年齡為3096Ma。其余鋯石二階段(tDM2)模式年齡為2951～3008Ma。點9、15、19、23、26、29、30位于協(xié)和線上，與Pb丟失導致207Pb/206Pb年齡偏低的點7、20、22、24共同采用2529±14Ma進行Hf同位素分析計算，11個點的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值分別為0.000334～0.001074和0.281137～0.281277，所計算的εHf(t)為-1.95～2.1，5個點的εHf(t)<0，二階段(tDM2)模式年齡為3028～3138Ma；其余點的εHf(t)>0，二階段(tDM2)模式年齡為2893～3019Ma。

4.2.3 樣品WLTW1

對樣品WLTW1的41顆鋯石進行了Hf同位素分析。點7、10、11、24、32、46、50、52和55位于協(xié)和線上，對207Pb/206Pb表面年齡小于2040Ma的鋯石進行Hf同位素分析時采用2029±16Ma進行計算，22個點的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值分別為0.000037～0.001518和0.281412～0.281646，所計算的εHf(t)為-3.32～5.44。7個點的εHf(t)<0，單階段(tDM1)和二階段(tDM2)模式年齡分別為2410～2530Ma和2647～2838Ma。其余點的εHf(t)>0，單階段(tDM1)和二階段(tDM2)模式年齡分別為2195～2382Ma和2301～2604Ma。

對大于2040Ma的鋯石采用2554±15Ma進行Hf同位素分析計算，19個點的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值分別為0.000479～0.002056和0.281178～0.281425，所計算的εHf(t)為-0.55～6.59，一顆鋯石εHf(t)=-0.55，單階段(tDM1)和二階段模式年齡分別為2879Ma和3073Ma；其余鋯石εHf(t)均大于0，單階段(tDM1)和二階段模式年齡分別為2607～2841Ma和2638～3015Ma。

5 討論

興蒙造山帶是古亞洲洋及眾多微陸塊長期演化的結果，也是全球顯生宙大陸地殼增生最為顯著的地區(qū)(Wuetal., 2011)。松嫩地塊是興蒙造山帶東部最重要的微陸塊之一，該微陸塊的前寒武紀地質體信息對于重建東北地區(qū)區(qū)域構造演化歷史具有重要的意義。

5.1 松嫩地塊西緣前寒武紀巖漿事件

新的研究成果表明(Zhangetal., 2017; 張超等, 2018; 程招勛等, 2018; Wuetal., 2018)，松嫩地塊西緣前寒武紀巖漿活動零星分布在顯生宙地質體中，本文對龍江地區(qū)和烏蘭浩特地區(qū)前寒武紀巖漿巖(LJ25YQ1、LJ25YQ3、WLTW1)進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年，并結合已發(fā)表數(shù)據(jù)建立松嫩地塊西緣前寒武紀巖漿事件年代學格架。

龍江地區(qū)石英二長巖記錄了2480±12Ma和2539±16Ma兩期巖漿事件，其中2480±12Ma代表了石英二長巖的形成時代，而2539±16Ma與二長花崗樣形成時代2544±23Ma以及鄰區(qū)大泉子屯碎裂巖化花崗巖的年齡(2579±15Ma)一致(錢程等, 2018)。上述研究結果表明松嫩地塊西側龍江地區(qū)應存在～2.5～2.6Ga的巖漿事件；此外，石英二長巖～1.8Ga鋯石年齡與鄰區(qū)～1.8Ga花崗巖形成時代一致(Zhangetal., 2017; 張超等, 2018)，表明龍江地區(qū)晚太古代巖漿巖可能受到早元古代巖漿活動的影響。程招勛等(2018)對烏蘭浩特地區(qū)的斜長角閃片巖(采樣位置與樣品WLTW1距離較近)地球化學分析，認為斜長角閃片巖的原巖為基性火山巖。本文烏蘭浩特地區(qū)斜長角閃巖上交點年齡包括2029±29Ma和2558±16Ma，后者與龍江地區(qū)花崗質巖石形成時代一致，應為斜長角閃巖原巖形成過程中的捕獲年齡，因此，2029±16Ma可代表烏蘭浩特地區(qū)斜長角閃巖的結晶年齡；該年齡與龍江地區(qū)花崗質巖石中的變質年齡一致，而2558±16Ma的鋯石年齡與文中和龍江地區(qū)已報道花崗質巖石年齡一致，應為斜長角閃巖原巖捕獲鋯石。程招勛等(2018)獲取斜長角閃片巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡結果為1864.1±7.3Ma，該年齡與A2型花崗巖年齡一致，但明顯與本文斜長角閃巖年齡不同(2029±16Ma)，因此，烏蘭浩特東白音烏蘇一帶至少存在～1.8Ga和～2.0Ga兩期巖漿事件。

結合已有研究成果，松嫩地塊西緣龍江-烏蘭浩特地區(qū)前寒武紀巖漿事件可以分為四期：～1.8Ga、～2.0Ga、～2.5Ga和～2.7Ga。

5.2 松嫩地塊西緣前寒武紀大陸地殼生長與再造

鋯石Hf同位素可以示蹤巖漿源區(qū)，解釋巖石成因及約束地殼演化(吳福元等, 2007)，研究表明，若巖漿巖中的鋯石具有正εHf(t)值則暗示巖漿巖主要來源于虧損地幔分異形成的新生地殼(吳福元等, 2007)。近年來，眾多學者對興蒙造山帶的花崗質巖漿巖進行了鋯石U-Pb定年和Hf同位素分析，其鋯石U-Pb定年結果和Hf兩階段模式年齡揭示了不同時代花崗質巖石的形成是不同時代原巖再造的結果(Sunetal., 2017)。依據(jù)鋯石Hf同位素分析結果，許文良等(2019)認為興蒙造山帶的地殼增生可以分為微陸塊形成演化階段的陸殼增生和古生代造山帶形成演化階段的陸殼增生，前者地殼增生方式以垂向增生為主，主要發(fā)生在中-新元古代，新太古代和古元古代次之，后者地殼增生方式以側向增生為主，主要發(fā)生在新元古代和古生代。

龍江地區(qū)花崗質巖漿巖和烏蘭浩特地區(qū)斜長角閃巖中鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)可以為松嫩地塊形成演化階段的陸殼增生提供信息(圖7)。石英二長巖和二長花崗巖多數(shù)巖漿鋯石的εHf(t)>0，其二階段模式年齡為2793～3019Ma，表明松嫩地塊西緣在新太古代早期到中太古代期間存在幔源巖漿活動形成的新生地殼；同時εHf(t)<0的鋯石二階段模式年齡為3012～3138Ma，暗示龍江地區(qū)新太古代巖漿形成過程中混染了中太古代古老地殼。烏蘭浩特斜長角閃巖εHf(t)<0的鋯石二階段模式年齡為2647～3073Ma，εHf(t)>0的鋯石二階段模式年齡為 2301～3015Ma，鋯石Hf同位素特征表明烏蘭浩特地區(qū)存在古元古代-新太古代的陸殼增生事件，且?guī)r漿形成過程中混染了新太古代古老地殼。

圖7 松嫩地塊西緣龍江-烏蘭浩特地區(qū)新太古代-古元古代巖漿鋯石二階段Hf模式年齡頻譜圖(a)和鋯石Hf同位素組成(b)

花崗質巖石主要起源于地殼巖石的部分熔融，若Hf模式年齡與其形成年齡相近或略老于巖漿結晶年齡，則表明其地殼源區(qū)是新生的(吳福元等, 2007)。松嫩地塊西緣龍江-烏蘭浩特地區(qū)多數(shù)巖漿巖鋯石的εHf(t)>0，部分鋯石的εHf(t)<0，結合Hf二階段模式年齡，松嫩地塊西緣龍江-烏蘭浩特地區(qū)存在古元古代-中太古代的陸殼增生事件，且最古老的地殼形成時間可以追溯到～3.1Ga。

5.3 龍江-烏蘭浩特地區(qū)前寒武紀巖漿事件對松嫩地塊前寒武紀地質體屬性的制約

對松嫩地塊基底性質的不同認識導致對其構造歸屬認識的不一致。一種觀點認為松嫩地塊與西伯利亞克拉通具有親緣性(Zhouetal., 2018)，正是羅迪尼亞超大陸的裂解導致了包括圖瓦、中蒙古和額爾古納地塊、松嫩地塊等在內的多個地塊從西伯利亞板塊分離，并最終形成沿西伯利亞板塊南緣的被動陸緣環(huán)境，因此，東北地區(qū)微陸塊可能具有連續(xù)統(tǒng)一的變質基底(Zhouetal., 2012; 周建波等, 2012, 2016)。松嫩地塊碎屑鋯石中記錄的～0.5Ga泛非事件和～0.9Ga羅迪尼亞事件在華北克拉通中未見報道，松嫩地塊東緣～0.9Ga的巖漿事件在華北板塊中也未見有報道。考慮泛非和羅迪尼亞構造-巖漿事件為羅迪尼亞超大陸聚散與離合的標志性事件，松嫩地塊可能與華北克拉通未有親緣性，而是羅迪尼亞超大陸的組成部分。另一種觀點認為松嫩地塊與華北克拉通具有親緣性，其證據(jù)主要為松嫩地塊沉積巖中記錄的～1.8Ga和～2.5Ga前寒武紀沉積物質與華北克拉通同時期的巖漿作用具有相似性，而新發(fā)現(xiàn)的～1.8Ga和～2.5Ga巖漿活動也被認為是松嫩地塊與華北克拉通具有親緣性的證據(jù)(Zhangetal., 2017; 張超等, 2018; 錢程等, 2018; 程招勛等, 2018)。此外，李錦軼等(2019)認為古生代時期東北地區(qū)“古老地塊”不是地塊而是造山帶，而分布在東北地區(qū)的古老地質體可能屬于古洋盆中的古陸碎塊(圖8)。

圖8 松嫩地塊前寒武紀地質體分布范圍

研究表明，華北克拉通西部陸塊在新太古代中期(～2.7Ga)、新太古代末期-古元古代早期(～2.58Ga至～2.45Ga)以及古元古代中晚期(～2.04Ga)和末期(～1.95Ga至～1.85Ga)發(fā)生了多期巖漿活動，同時在新太古代末-古元古代初期(～2.6Ga至～2.45Ga)以及古元古代晚期～1.95Ga和～1.85Ga發(fā)生多期變質作用(張成立等, 2018)。松嫩地塊西緣古元古代和新太古代巖漿活動期次主要集中于～1.8Ga、～2.0Ga、～2.5Ga和～2.7Ga，與華北克拉通巖漿活動時間具有相似性。龍江地區(qū)花崗質巖石中存在～2.0Ga的變質年齡，該變質年齡與斜長角閃巖原巖年齡一致，兩者與華北克拉通中部造山帶內古元古代中期(2.2～2.0Ga)的巖漿活動時間也一致(Faureetal., 2007)。鋯石U-Pb年代學特征和鋯石Hf同位素特征表明，松嫩地塊與華北克拉通一樣可能經(jīng)歷了相似的全球古老大陸地殼前寒武紀構造演化事件。然而該地塊是與華北克拉通具有親緣性還是與西伯利亞克拉通具有親緣性？亦或是古陸碎塊？這些問題仍然存在爭議，需要對松嫩地塊西緣出露的古元古代和太古代地質體做更為詳細的研究。

6 結論

(1)松嫩地塊西緣新太古代和古元古代巖漿活動主要分布在龍江地區(qū)和烏蘭浩特地區(qū)，巖石類型主要包括龍江地區(qū)花崗質巖石和烏蘭浩特地區(qū)的斜長角閃巖。

(2)龍江地區(qū)石英二長巖和二長花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb上交點年齡分別為2489±12Ma和2544±23Ma，形成時代為新太古代晚期；烏蘭浩特地區(qū)斜長角閃巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb上交點年齡為2042±29Ma，形成時代為古元古代中期。

(3)松嫩地塊西緣存在古元古代中期、新-中太古代的地殼增生事件，且?guī)r漿演化過程中混染了新-中太古代古老地殼。

(4)松嫩地塊存在～1.8Ga、～2.0Ga、～2.5Ga和～2.7Ga四期巖漿事件，其構造巖漿事件與華北克拉通及全球古老大陸地殼增生時限一致。

謹以此文慶祝“沈陽地質礦產(chǎn)研究所”建所60周年。

致謝感謝吉林大學劉正宏教授和徐仲元教授在成文過程中給予的建議；感謝審稿專家和編輯部對本文提出的寶貴修改意見。