东北三江盆地始新世花岗闪长岩的发现及其地质意义:锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

本文报道了三江盆地富锦地区临山花岗质岩体的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、全岩地球化学和Sr-Nd同位素与锆石Hf同位素资料,以确定其形成时代、岩石成因、源区性质及其构造属性。花岗闪长岩中的锆石均呈半自形-自形晶,震荡环带发育,Th/U比值=0.31~1.92,指示其岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果显示,临山花岗闪长岩形成于~54Ma,这是目前东北地区报道的最年轻的花岗质岩浆作用。该期花岗闪长岩的SiO_2含量主要在68.71%~72.42%之间,Na_2O=3.29%~4.41%,K_2O=2.79%~3.47%,Na_2O/K_2O=0.95~1.58,A/CNK=0.99~1.12;该区花岗闪长岩富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs),且轻重稀土元素分馏较强[(La/Yb)N=21.8~34.1]。样品无明显Eu异常(δEu=0.84~1.19)。它们的(87Sr/86Sr)i=0.7068~0.7071,εNd(t)介于-2.4^-2.3之间;锆石εHf(t)值介于+1.7^+5.7之间,二阶段Hf模式年龄(tDM2)介于765~1020Ma之间。上述特征表明,该期花岗闪长岩属于弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,其原始岩浆起源于中元古代末-新元古代期间增生的陆壳物质的部分熔融。对三江盆地与佳木斯地块东缘已发表锆石Hf同位素资料进行总结和时空对比发现,佳木斯地块东缘和三江盆地具有相似的地壳增生历史,暗示三江盆地之下的基底物质可能仍归属于佳木斯地块范畴。另外,新生代临山岩体的识别,限制了富锦隆起的时限为始新世之后,并非前人认为的中生代。

三江盆地富锦隆起下白垩统沉积时期古环境恢复

三江盆地富锦隆起下白垩统发育厚层暗色泥岩,为了恢复这套暗色泥岩的古环境,进行了系统的野外地质调查和取样分析。地球化学特征显示：Sr/Ba比值为0.08~0.20,碳氧同位素系数Z值为106.62~116.03,表明下白垩统为淡水沉积环境,盐度变化相对稳定;Ti含量为3 183×10-6~5 239×10-6,Sr/Cu比值为2.53~35.84,Fe/Mn比值为21.15~96.95,表明下白垩统处在温暖湿润的气候条件下;Cu/Zn比值为0.09~0.21,V/V＋Ni比值为0.77~0.81,Ce的异常指数为-0.06~0.01,表明下白垩统处在还原环境中。孢粉化石特征显示：Protopodocarpus sp.（原始罗汉松粉未定种）、Aratrisporites fischeri（Klaus）Playford et Dettmann（弗歇尔离层单缝孢）等所指示的植物生长环境为温暖湿润的气候环境。烃源岩元素地球化学特征指示该套地层具有较好的生气前景,温暖湿润的还原环境为有机质生成提供了良好的条件。

富锦隆起泥盆系与变质基底角度不整合关系的发现及构造意义

为了解富锦隆起的构造演化,研究了佳木斯地块东北部富锦隆起地区一套含砾粗砂岩-石英砂与花岗片麻岩不整合面。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学结果表明,花岗片麻岩的加权平均年龄为495±5 Ma,石英砂岩中的碎屑锆石年龄均〉480 Ma,其中以480~520 Ma的年龄组为主体,并含有少量年龄〉800 Ma的锆石。角度不整合及年代学证据充分表明,富锦隆起是佳木斯地块的组成部分。鉴于佳木斯地块缺失奥陶纪—志留纪沉积,推测这套含砾粗砂岩-石英砂岩的形成时代为泥盆纪。结合区域资料,认为佳木斯地块的变质结晶基底形成后,经历了长期的隆升剥蚀,到早泥盆世,其东部整体转为被动大陆边缘。

三江盆地富锦隆起珍子山组古环境恢复及其油气地质意义

通过对三江盆地富锦隆起金山村附近实测剖面的岩石组合、古生物化石及元素地球化学分析,对该地区珍子山组沉积环境进行研究。结果显示,该区珍子山组沉积时期为温暖湿润的气候条件,沉积环境主体为陆相还原环境。地球化学特征所反映出的沉积环境为页岩气的成藏及储集提供了良好的条件。