通山县筹备管理委员网

全国地层事情与地层学研讨新进展成绩交流会

滹沱群建系研讨—滹沱群地质年月格架和重大地质变乱序列
中国地质迷信院地质研讨所
伍家善 刘敦一 耿元生

一、滹沱群简介
二、滹沱群底界年齿
三、滹沱群中部变基性火山岩年齿
四、滹沱群蜕变、机关、岩浆热变乱年齿
五、滹沱群地质年月格架和重大地质变乱序列

一、滹沱群简介
  滹沱群次要散布于山西五台山南坡,东自石咀—耿镇以西,西至原平奇村一带,东北至定襄蒋村—河畔村一带,总面积约1500Km2。它是中朝古陆块内早元现代地层发育完整、顶底齐备、研讨程度较高的一套浅蜕变岩系。滹沱群研讨始于1882年李希霍芬(F. V. Richthofen),后经维里士(Willis et al, 1904)成立滹沱纪、杨杰(1936)、王曰伦(1953)、赵宗溥(1954)、马杏垣等(1957)研讨,将滹沱群划分为蜕变砾岩、南台石英岩、豆村板岩、东冶灰岩等4个岩石地层单元,并以为滹沱群与下伏五台系和上覆茶屋子灰岩均为角度不整合。此后,1965—1967年,华北地质研讨所、山西地质局区调队配合研讨了滹沱群,出格是山西省区测队在该区举行了1:20万平型关幅、盂县幅地区地质填图,在此根蒂根基上,山西区测队将滹沱群细分为三个亚群(豆村、东冶、郭家寨)、12组,将青石村组置于东冶亚群底部。1986年白谨等将滹沱群划分为三个亚群14个组,自下而上为豆村亚群四集庄组、南台组、大石岭组、青石村组;东冶亚群纹山组、河畔村组、建安村组、大关洞组、槐荫村组、北大兴组、天蓬脑组;郭家寨亚群西河里组、黑山背组、雕王山组。1989年山西省地矿局编写的山西省地质志,对滹沱群的划分仍采取山西区测队1967的计划,并将滹沱群升格为轶群,亚群升为群。1996年中国地层典古元古界编写 组采取白谨1986年计划。
  长达100多年的研讨,滹沱群自下而上可分为三个大的岩石地层单元,即豆村、东冶、郭家寨亚群。豆村、东冶亚群为接连堆积、由碎屑岩为主逐步过渡为碳酸盐岩建筑,层序清楚。郭家寨亚群为反旋回的磨拉石建筑,不整合于东冶与豆村亚群之上。豆村亚群底部四集庄组砾岩不整合于泰初界五台群之上。滹沱群之上被中元古界高于庄组不整合笼盖,确定了滹沱群时期为早元现代。这些重要的地质论断,为滹沱群成立牢靠的岩石地层单元提供了较好的条件。
  本课题的使命是在上述根蒂根基上,起首查明滹沱群自下而上原岩构成时期、堆积时限、褶皱、蜕变及岩浆侵入等重大地质变乱的同位素年齿,继而成立早元现代滹沱群地质年月格架和重大地质变乱演化的序列。 

二、滹沱群底界年齿
  滹沱群底部四集庄组次要散布于原平县东部,五台县西北部,呈北东—南西向展布,厚几十米至2000多米,角度不整合于五台群之上。
该组底部为厚层蜕变砾岩。蜕变砾岩中砾石次要为花岗岩、石英岩、条带状铁矿和绿片岩等,巨细不等,多呈椭圆状,直径普通为15—20cm,最大者达70—100cm,他们均来自下伏五台群基底岩层中。查明这套蜕变砾岩的堆积时间便可限定滹沱群底界的年齿。为此,咱们举行三方面的研讨。一是在蜕变砾岩中寻觅蜕变火山岩夹层,从落选出锆石,间接测定火山岩中锆石的天生年齿;二是在蜕变砾岩中遴选花岗岩砾石样品,测定花岗岩中锆石年齿;三是在蜕变砾石之上部长石砂岩中遴选碎屑锆石;测定碎屑锆石的年齿。后两种要领便可限定滹沱群底部构成的下限年齿。 

(一)四集庄砾岩中变基性火山岩SHRIMP锆石U-Pb年齿

  1、七图村西北蜕变砾岩中蜕变基性火山岩夹层的岩石、地球化学特色

  2、蜕变基性火山岩(HT04-04)SHRIMP锆石U-Pb年齿测定
将20kg样品破碎摧毁、淘洗,共选得150余粒锆石,在疆土资源部离子探针中间开放尝试室测定,其结果为:

(二)、四集庄组底部砾岩中花岗岩砾石同位素年齿研讨
  1、花岗岩砾石样品——采自五台县东雷乡王全庄北沟四集庄底部蜕变砾岩中:


  2、花岗岩砾石的SHRIMP锆石U-Pb年齿

  依据上述两个花岗岩砾石中锆石的U-Pb年齿均大于25亿年,与五台群中花岗岩年齿较分歧,四集庄底部砾岩成岩年齿应小于2529Ma。

(三)、南台组下部长石砂岩(HT05-06)中锆石U-Pb年齿测定
  样品采自五台县东雷乡王会庄北东1500米东山坡四集庄砾岩层之上。该岩层呈中厚层状,近工具走向延长,具程度层理及斜层理、波痕等。岩石呈粉色,砂状结构。碎屑矿物次要为斜长石、钾长石、石英。胶结物为粉砂质。

(四)、滹沱群底界年齿的会商
  依据滹沱群底部蜕变基性火山岩锆石年齿2517±13Ma,和砾岩中两个花岗岩砾石的年齿划分为2529±10Ma,2553±17Ma,长石砂岩中碎屑锆石年齿2523 Ma,能够确定滹沱群底界年齿应为2500Ma。
三、滹沱群中部变基性火山岩年齿
  青石村组顶部变基性火山岩产出于豆村亚群之顶部,河畔村组顶部变基性火山岩位于东冶亚群之下部,切确测定这两处基性火山岩的年齿,便可正确限定滹沱群豆村亚群与东冶亚群的分界时限,和其他无关地质变乱的年齿,具备非常重要的地质意思。1986年,伍家善、刘敦一等用传统的锆石U-Pb要领测得刘定寺变基性火山岩(青石村组)锆石U-Pb年齿2366±94Ma,1996年王汝铮、李惠民等测得青石村组和河畔村组变基性火山岩锆石U-Pb年齿划分为2450±10Ma和2400±20Ma,上述结果为限定滹沱群下、中两个亚群分界提供了重要的依据。2003年S. A .Wilde等报道了五台山台怀镇南滹沱群蜕变火山—堆积岩中长英质凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年齿为2180±5Ma和2087±9Ma,他们以为滹沱群的火山岩年齿为2180Ma。上述两种熟悉相差甚远,是以有须要用SHRIMP的要领,切确测定青石村组和河畔村组变基性火山岩的构成时期。

  1、青石村组顶部和河畔村组变基性火山岩的产状

  2、青石村组顶部和河畔村组变基性火山岩的显微特色

  3、青石村组顶部和河畔村组变基性火山岩的岩石及地球化学特色

  4、青石村组顶部和河畔村变基性火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年齿测定结果

  滹沱群中部基性火山岩构成时期及无关题目的会商
  依据前人及咱们比来的事情结果,大抵能够取得如下几点基本熟悉:
  1、青石村组顶部基性火山岩锆石取得一组2550Ma的年齿,这些锆石铅丧失较较着,偏离谐和线,部门锆石晶面被熔蚀,多是岩浆中的继存锆石,不代表火山岩就位的年齿。
  2、前人曾在该组火山岩中取得2450和2366Ma的锆石年齿,这两个年齿多是火山岩中新与老两种锆石的混合年齿。是以猜度青石村组顶部火山岩的就位年齿应小于2366Ma.
  3、咱们在该组火山岩样品中曾发明有2300Ma年齿的个体锆石,因为样品少,未取得牢靠的数据,但提供了重要信息。
  4、已知滹沱群底部四集庄组构成年齿始于2500Ma阁下,在堆积了4500—5000米厚的岩层后,青石村组顶部基性火山岩喷出,假如将4500—5000米厚的堆积岩堆积所需的时间计较在内,青石村基性火山岩成岩年齿约莫应在2366—2300Ma。
  5、河畔村组顶部基性火山岩构成于青石村组基性火山岩以后,此间夹有厚约1000米阁下的纹山组和河畔村组堆积岩。无疑河畔村基性火山岩构成年齿应小于青石村组基性火山岩的构成年齿。但二者均有2500Ma阁下的继存锆石,能够以为它们是同源的。河畔村顶部基性火山岩(HT05-02)中有2272Ma的锆石,这一年齿与滹沱群22亿年阁下的岩浆机关变乱年齿濒临,可能代表该火山岩受前期热变乱改革的年齿。是以,河畔村顶部的成岩年齿大于22亿年,约在23亿年阁下。

四、滹沱群蜕变、机关、岩浆热变乱年齿
  前人的研讨解释,郭家寨亚群不整合于已褶皱蜕变的豆村亚群和东冶亚群之上,该不整合代表了一次重要的机关热变乱,为了查明该变乱的年齿,咱们对侵入于滹沱群下部的花岗斑岩、辉石闪长岩举行了锆石U-Pb年齿研讨。 

  1、黄金山东花岗斑岩(HT04-12)样品露头及显微照片

  黄金山东花岗斑岩出露于五台县阳白乡黄金山东500m山坡,呈北东向卵形(500×300m),约0.5km2,侵于四集庄组上部长石石英岩中。在岩体中部有一北西向辉绿岩脉侵入。

 

  2、红表村西辉石闪长岩(HT04-10)样品露头及显微照片
  
辉石闪长岩(HT04-10)出露于五台县阳白乡红表村西2000m山坡,呈向南东突出的马鞍形,北东长1800m,北西800m,总面积约1.44km2。该岩体多顺层 侵入于南台组下部绢云母长石石英岩。

 

  3、花岗斑岩(HT04-12)和辉石闪长岩(HT04-10)岩石、地球化学特色 

 

  4、花岗斑岩(HT04-12)和辉石闪长岩(HT04-10)锆石SHRIMP U-Pb年齿 

  5、四集庄底部变基性火山岩(HT04-04)锆石SHRIMP U-Pb年齿 
  该岩石较着受地区蜕变作用的改革,具片理机关;绿泥石+白云母+绿帘石的矿物组合发育。锆石为无色通明、自形晶,可见环带机关和包体。

  滹沱群蜕变、机关岩浆热变乱年齿的会商
  依据上述花岗斑岩和辉石闪长岩石地质产状,与滹沱群下部岩层的侵位关系和锆石U-Pb年齿,和变基性火山岩蜕变年齿研讨结果,能够得出如下熟悉。

滹沱群豆村亚群和东冶亚群蜕变、褶皱后有一次较着的岩浆热变乱,即黄金山东花岗斑岩和辉石闪长岩的侵入。该期岩浆举止并涉及到五台群散布区。S.A.wilde等报道王家会花岗岩中粉色花岗岩及大凹梁花岗岩(2117-2120Ma),既是这期岩浆热变乱的反应。

四集庄底部变基性火山岩(HT04-04)中的无色、通明,自形晶锆石,测得2162±40Ma年齿。该岩石较着受地区蜕变作用改革,具片理机关,蜕变的绿泥石白云母绿帘石组合发育。2162Ma的年齿,应代表变基性火山岩的蜕变年齿。S.A.wilde等研讨五台县台怀镇南滹沱群蜕变凝灰岩锆石年齿为2180±5Ma和2087±9Ma,该组年齿与四集庄底部变基性火山岩蜕变年齿分歧。另外,咱们在滹沱群中部青石村组、河畔村组变基性火山岩中部都发明有少许22亿年的年青锆石,也为滹沱群蜕变提供了年月学证据,上述解释,滹沱群豆村与东冶亚群在22-21亿年间发作了普遍的地区热能源蜕变作用。

滹沱群地区热能源蜕变作用与岩浆侵入时间基本分歧,二者为同步发作,而岩浆变乱竣事时间稍晚(约2050Ma)。

郭家寨亚群不整合于东冶、豆村亚群之上,是以郭家寨亚群的构成时间应小于21亿年阁下,可能在2050Ma以后。郭家寨亚群系滹沱群裂陷槽褶皱闭合后的磨拉石建筑,不宜纳入滹沱群。郭家寨亚群应记载古元现代2050~1800Ma的地质演化历程。

五、滹沱群地质年月格架和重大地质变乱序列
  在前人事情的根蒂根基上,和本课题的研讨结果,咱们在如下图表中,暗示了滹沱群的地质格架和重大地质变乱序列:

  1. 滹沱群(不囊括郭家寨群)构成古元古晚期,自25亿年至22亿年,约3亿年。豆村亚群的顶界约2350Ma,东冶亚群的顶界约2200Ma阁下。

  2. 2200~2050Ma间,滹沱群褶皱迴返,岩浆举止强烈。

  3. 滹沱群阅历了晚期裂陷,基性火山喷发(地幔柱举止)、红层、浅水(潮间)碳酸盐岩堆积及裂陷槽闭合,褶皱隆升等重大地质变乱。