張志剛,寧振國(guó)，許克民

(山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東 濟(jì)南 250013)

1—第四系;2—紅土崖組;3—石前莊組;4—八畝地組;5—曲格莊;6—杜村組;7—楊家莊組;8—地質(zhì)界線(xiàn);9—斷裂;10—剖面位置及編號(hào);11—取樣位置圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)任天龍等，2018)

0 引言

膠萊盆地位于華北克拉通東部，一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。盆地以發(fā)育白堊紀(jì)陸相沉積地層為特征，由底至頂分別為萊陽(yáng)群、青山群、王氏群。其中萊陽(yáng)群為一套河湖相沉積，青山群為一套以火山爆發(fā)—溢流相為主夾有河流相碎屑沉積，王氏群為一套紅色河湖相砂礫巖沉積，晚期有少量玄武巖噴發(fā)沉積。

前人對(duì)膠萊盆地的形成、演化及深部地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)的研究，認(rèn)為膠萊盆地是發(fā)育于華北陸塊東緣的斷陷盆地，且靠近蘇魯造山帶；受太平洋板塊俯沖與后撤作用，華北克拉通東部巖石圈在白堊紀(jì)發(fā)生了減薄作用，導(dǎo)致了膠萊盆地巨量的碎屑—火山—碎屑沉積物[1-7]。同時(shí)對(duì)膠萊盆地的地層層序、構(gòu)造演化、古生物及巖相古地理等方面做了一系列研究[8-15]，但對(duì)膠萊盆地碎屑巖地層的年代學(xué)研究開(kāi)展的工作較少，一方面是由于當(dāng)時(shí)的測(cè)試水平限制；另一方面由于陸相碎屑巖地層中很難獲取可靠的年代學(xué)數(shù)據(jù)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)地層工作者開(kāi)始對(duì)碎屑巖地層中的沉凝灰?guī)r層進(jìn)行了大量的鋯石U-Pb年代學(xué)研究，取得了較好的效果，并作為地層時(shí)代劃分對(duì)比的依據(jù)[16-19]。該次工作利用在萊陽(yáng)群楊家莊組中發(fā)現(xiàn)的沉凝灰?guī)r夾層，對(duì)其進(jìn)行了巖石學(xué)及年代學(xué)的研究，并對(duì)楊家莊組的沉積時(shí)代進(jìn)行限制。

1 地質(zhì)特征

1.1 沉凝灰?guī)r層位特征

該次研究剖面位于高密市拒城河鎮(zhèn)東側(cè)潘家小莊村南(圖1)，出露地層主要為萊陽(yáng)群楊家莊組。構(gòu)造位置上屬于柴溝地壘，受控于南北2條EW向斷裂，南側(cè)為百尺河斷裂，北側(cè)為膠州斷裂。楊家莊組凝灰?guī)r層剖面位置如圖1所示，地層剖面(部分)特征如圖2所示。簡(jiǎn)述如下：

1—礫巖；2—粗粒砂巖；3—中粒砂巖；4—細(xì)粒砂巖；5—粉砂巖；6—沉凝灰?guī)r；7—巖屑長(zhǎng)石砂巖；8—煌斑巖；9—斷裂；10—取樣位置圖2 含凝灰?guī)r層地層剖面圖

1.2 巖石特征

沉凝灰?guī)r風(fēng)化表面呈灰綠色，鏡下顯示其為粉砂泥質(zhì)凝灰結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，主要由石英、白云母砂屑及黏土礦物膠結(jié)而成。其中碎屑10%±，白云母5%±，黏土礦物85%±，黏土礦物部分保留了原始晶屑的棱角狀晶體邊界，結(jié)合其產(chǎn)出層位特征，綜合定名為沉凝灰?guī)r。

2 測(cè)試方法

樣品的巖礦鑒定工作由國(guó)土資源部濟(jì)南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢查中心完成，碎樣工作由河北省區(qū)域地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)室完成，鋯石U-Pb定年在北京離子探針中心SHRIMP II上完成[20]。

樣品分析測(cè)試處理步驟如下：首先樣品經(jīng)機(jī)械破碎后，過(guò)100目篩，按常規(guī)重力和磁選方法從花崗偉晶巖樣品中分選出鋯石來(lái)，最后在雙目鏡下挑選。將待測(cè)樣品鋯石和數(shù)粒TEM標(biāo)樣置于環(huán)氧樹(shù)脂制靶，然后磨至一半，使鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)暴露，再拋光鍍上金膜，用于陰極發(fā)光圖像分析及SHRIMP U-Pb分析。測(cè)試時(shí)，一般一次流O-2強(qiáng)度為3～5nA，束斑直徑為25～30μm。標(biāo)樣M257 (U = 840×10-6[21])和TEM(年齡為417Ma[22])分別用于鋯石U含量和年齡校正。每分析3～5個(gè)未知樣品數(shù)據(jù)，分析1次標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM。未知樣品每個(gè)分析點(diǎn)采用5組掃描，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM為5組掃描。數(shù)據(jù)處理采用SQUID和ISOPLOT程序[23]。根據(jù)實(shí)測(cè)204Pb含量校正普通鉛，采用207Pb /206Pb年齡為鋯石年齡，同位素比值和單點(diǎn)年齡誤差均為1σ。

3 沉凝灰?guī)r鋯石及年代學(xué)特征

3.1 鋯石及其陰極發(fā)光(CL)影像特征

沉凝灰?guī)r樣品鋯石在體視鏡下分2種，一種為淺粉色，自形—半自形柱狀，少量渾圓狀、粒狀。表面多光滑，伸長(zhǎng)系數(shù)1.2～2.5，粒徑0.1～0.2mm，約占鋯石總量的90%以上，顯示出該類(lèi)鋯石搬運(yùn)特征不明顯，可能有較近的火山作用物源區(qū)。一種為玫瑰色，次滾圓柱狀、粒狀。表面較粗糙，可見(jiàn)溶蝕特征，伸長(zhǎng)系數(shù)1.0～1.5，粒徑0.1～0.15mm，該類(lèi)鋯石具磨圓，應(yīng)為搬運(yùn)沉積產(chǎn)物。

第一類(lèi)鋯石的陰極發(fā)光圖像(圖3)顯示，鋯石發(fā)育清晰的巖漿振蕩環(huán)帶，且振蕩環(huán)帶較窄，反應(yīng)鋯石結(jié)晶時(shí)期溫度較低，暗示其形成于淺部地殼。第二類(lèi)鋯石的陰極發(fā)光照片顯示不完整的巖漿振蕩環(huán)帶，且振蕩環(huán)帶較寬，局部呈條狀，與第一類(lèi)鋯石的CL圖像略有不同。

3.2 鋯石年代學(xué)特征

該次工作對(duì)沉凝灰?guī)r中的17粒鋯石進(jìn)行了SHRIMP U-Pb測(cè)年(表1)，測(cè)年數(shù)據(jù)顯示，所測(cè)17件樣品中大部分U含量(130～321)×10-6，其中一件樣品為73×10-6；Th含量(80～365)×10-6，其中一件樣品為57×10-6；Th/U比值0.49～1.31，Th/U比值均大于0.4，反應(yīng)了該組鋯石均符合巖漿鋯石成因。

表1 楊家莊組沉凝灰?guī)r鋯石SHRIMP U-Pb年齡

注：206Pb*為放射性成因鉛。

圖3 楊家莊組沉凝灰?guī)r鋯石CL圖像和U-Pb年齡

圖4 楊家莊組沉凝灰?guī)r鋯石206Pb/238U-207Pb/235U年齡諧和圖及加權(quán)平均年齡圖

在所測(cè)17點(diǎn)中有16點(diǎn)年齡分布范圍一致，對(duì)其進(jìn)行206Pb/238U-207Pb/235U年齡諧和圖投圖，所有測(cè)點(diǎn)基本均位于諧和線(xiàn)上，其加權(quán)平均年齡為131.1±1.7Ma，代表了該沉凝灰?guī)r的形成年齡。而D0016-9.1測(cè)點(diǎn)具有較低的Th，U含量，其單顆鋯石年齡為835±23Ma，為晉寧期巖漿熱事件年齡。在華北陸塊東緣未見(jiàn)相關(guān)熱事件的報(bào)道，而南側(cè)蘇魯造山帶中殘留了大量的具有揚(yáng)子板塊性質(zhì)晉寧期片麻巖，暗示了楊家莊組沉積物有南側(cè)蘇魯造山帶的物質(zhì)組分。

4 結(jié)論

(1)在萊陽(yáng)群楊家莊組地層中識(shí)別出了沉凝灰?guī)r夾層，并獲得該夾層鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為131.1±1.7Ma，限制了楊家莊組的形成時(shí)代。

(2)沉凝灰?guī)r夾層指示膠萊盆地萊陽(yáng)期有火山活動(dòng)發(fā)育，為膠萊盆地早期的形成與演化提供了新的年代學(xué)依據(jù)。

(3)沉凝灰?guī)r中獲得的單顆碎屑鋯石年齡為835±23Ma，指示蘇魯造山帶為萊陽(yáng)群沉積物提供了物質(zhì)來(lái)源。