胶东地区蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和物源

【摘要】：分布于鲁东胶北地区蓬莱群为一套浅变质沉积岩,角度不整合覆盖在太古宙胶东群、元古宙粉子山群上。关于蓬莱群的沉积时代尚存较大的争议,认为是震旦纪或古生代沉积形成的。蓬莱群和五莲杂岩、北淮阳变质岩带都是位于大别-苏鲁超高压变质造山带北部的重要岩石构造单元。本文报道蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和铪同位素分析资料,并探讨其可能的物质来源。在栖霞地区采集了14个蓬莱群样品,主要岩石为石英岩、千枚岩、片岩、页岩,从其中4个挑出了锆石样品。分选出的碎屑锆石均为浅棕色,浑圆状,反映锆石经历了搬运作用。CL 图像显示绝大多数锆石颗粒具有清晰的韵律环带内部结构,具有岩浆成因特征。在中国科学院地质与地球物理所固体同位素地球化学实验室IsoProbe-T 质谱计上,采用即蒸即测方法,测得锆石~(207)Pb/~(206)Pb 比值,其对应的年龄值主要分布在1000～1800 Ma,峰值为1200 Ma 和1600 Ma 左右(图1)。应用中国科学院地质与地球物理所多通道等离子质谱计Neptune MC-ICP-MS 测定碎屑锆石铪同位素组成。根据所获得的同位素组成,计算得到Hf 同位素模式年龄T_(DM)(Hf)分布在1300～3200 Ma 之间,峰值为1700 Ma 左右;对应的初始ε_(Hf)(1200 Ma)和ε_(Hf)(1600 Ma)平均值分别为-5.8和2.9(图2)。碎屑锆石1350～1800 Ma 年龄段,特别是峰期的1600Ma,可能对应全球广泛分布的非造山事件,可能和Columbia超大陆的裂解有一定的联系。大部分锆石初始ε_(Hf)(1600Ma)值大于0,可以说明岩浆来源为幔源。而1050～1300Ma 的锆石则可能与Rodinia 超大陆的汇聚形成阶段或Grenville 造山事件有较密切的联系。华北克拉通大量地出露太古宙末期(2500 Ma 左右)和早元古代末期(1800 Ma 左右)的岩石,但在所分析的蓬莱群沉积岩几乎没有显示,可能可以排除华北克拉通为主要的沉积物源。所获得的碎屑锆石年龄虽在扬子板块有一定的出露,但缺少与Rodinia 裂解有关的晚元古代700～800 Ma 的岩浆锆石信息。上述资料可能暗示沉积时代为1000～800 Ma 之间,但与目前的古生物证据不吻合。因此,这些碎屑锆石年龄和铪同位素数据尚不能肯定蓬莱群变质沉积岩是来源于扬子陆块,还是游离于华北、扬子的一个微陆块。如果是一个微陆块,该微陆块与Columbia 裂解作用和Grenville 造山作用有关,但可能未遭受到Rodinia 超大陆裂解事件的影响。