大同—集宁地质：集宁岩群时代探讨

集宁岩群的时代问题是一个长期争论的问题。传统上，对于集宁岩群时代前人根据其变质变形程度一般将其时代确定为古—中太古代。

在同位素年龄方面，不同学者采用不同方法获得了大量同位素年龄，除变粒岩和麻粒岩全岩Rb-Sr等时线年龄为（23.2±0.4）亿年、（23.7±1.3）亿年（中国地层典）外，其他方法均采用锆石U-Pb法（表2-5）。

从表2-5中可以看出，集宁岩群目前尚未获得太古宙的年龄信息。正如万渝生（2000）所指出的那样，确定具有孔兹岩系性质的集宁岩群的形成时代仍然是一件十分困难的工作，主要原因由于其经历了高级变质作用和强烈变形作用的改造，对其形成时代的研究影响因素众多，主要为：①由于后期构造强烈破坏，孔兹岩系与下伏地质体之间的不整合关系如果存在，也很难准确判定；②孔兹岩系中变玄武质岩石出露不多，成因复杂，部分岩石显然遭受陆壳物质的影响，可能还有变质基性岩脉的存在，不论Sm-Nd或Rb-Sr同位素分析，样品点都难以构成很好的等时线；③同时代的中酸性火山岩很少存在，难以利用锆石年龄测定确定孔兹岩系的形成时代；④后期侵入的中酸性岩体（脉）的年龄测定只能给出孔兹岩系形成时代的上限；⑤虽对孔兹岩系变泥砂质岩石的变质碎屑锆石进行了大量年龄测定，获得了大量2.1～1.8Ga的年龄数据，但它们给出的同样只是孔兹岩系形成时代的上限，并不真正代表孔兹岩系的形成时代。另外，也难以排除其变质碎屑锆石的U-Pb同位素年龄是否会在麻粒岩相变质作用条件下和后期重熔作用的高温条件下受到破坏。而从年代学角度来看，孔兹岩系形成时代难以确定主要与缺乏合适的测定对象和测定方法有关（万渝生，2000）。

表2-5　集宁岩群同位素年龄统计表

近年来，随着同位素测年技术的发展，对其时代的认识更是提出了不同的看法。根据近年来的研究，国外许多典型地区（如印度南部、俄罗斯地盾、芬兰、斯里兰卡等地）的孔兹岩系很可能形成于太古宙以后。孔兹岩系形成于太古宙之后的认识在国内也得到越来越多的重视。

吴昌华等（1997，1998，2006）列举多条理由，论证了乌拉山、集宁、冀西北一带的孔兹岩系形成于古元古代。

万渝生等（2000）通过变泥砂质岩石Sm-Nd同位素研究认为华北克拉通及邻区孔兹岩系主要形成于古元古代。

Xia等（2006）对冀西北的蔓菁沟、兴和、卓资、集宁等地的孔兹岩使用锆石的激光烧蚀法测年，获得的年龄分别为1902±6Ma、2056±40Ma、1945±71Ma、1946±15Ma，样品的207 Pb/206 Pb表面年龄多小于2100Ma，最大的表面年龄为2384±9Ma，最小的表面年龄为1842±16Ma、1842±20Ma（图2-9），推测孔兹岩的形成时代小于1900Ma。

图2-9　集宁岩群沙渠村岩组09RZ2号样品变质碎屑锆石年龄图

a、b为01M038的阴极发光照片；c、d为01M041的阴极发光照片

本次工作分别在土贵乌拉南东沟子口和丰镇市三义泉乡一带沙渠村岩组的石榴石浅粒岩中采集了03RZ05和09RZ2两件同位素测年样品，对其碎屑锆石进行测年。在其锆石核部共打点340个，其中03RZ05号样品由于204 Pb含量普遍偏高，多数测点不能得出合理的年龄，从而失去统计意义。09RZ2号样品锆石的阴极发光图像显示其锆石粒径细小，多呈浑圆状外形，锆石内部常具有环带构造，外部发育有变质边。09RZ2号样品共打点118个，其年龄主要集中于2000～1840Ma之间，最大为2544Ma，最小为1820Ma（图2-10，表2-6），从207 Pb/206 Pb年龄与Th/U相关图（图2-11）上可以看出多数锆石的Th/U值大于0.1，年龄多大于18亿年，而6个测点的Th/U值小于0.1，年龄则多集中于18亿年左右。

另外，本次工作还在黄土窑村旁的黄土窑岩组原岩被认为是变质基性火山岩的石榴斜长二辉麻粒岩中进行了同位素测年工作，获得了岩浆成因的锆石核部2453±19Ma的加权年龄与2443±11Ma的上交点年龄，另外还获得了19个测点加权平均年龄1824±18Ma的幔、边部年龄，该组年龄被认为是变质年龄（详见第三章第三节）。

从上述年龄结果来看，集宁岩群中副变质岩类的年龄普遍偏小，似乎暗示集宁岩群的沉积时代为古元古代，但产于黄土岩组中的变质基性火山岩又获得了25亿年左右的年龄数据，从而显示了形成于新太古代晚期到古元古代早期的年龄信息。(www.xing528.com)

另外，集宁岩群获得的碎屑锆石年龄也与侵入其中的古元古代花岗岩的年龄存在矛盾。如本次工作在侵入集宁岩群的白牙岔山片麻岩中获得了2025±7Ma，在教厂滩片麻岩中获得了1994±4Ma的岩浆结晶年龄，从而说明，沙渠村岩组的沉积时代应老于20亿年，结合在黄土窑岩组原岩被认为是变质基性火山岩的石榴斜长二辉麻粒岩中获得的2453±19Ma的锆石年龄，本书从同位素年代学方面认为集宁岩群的沉积时代可能是新太古代末或古元古代早期。由此看来，虽然碎屑锆石可以用来限定其沉积时代，但对于集宁岩群经历了高达麻粒岩相的变质和深熔作用、超高温变质作用的改造，其锆石U-Pb同位素体系在高温条件（集宁岩群麻粒岩相变质测温获得了近800℃的变质温度，集宁岩群的重熔温度也高于800℃）下是否还能处于封闭状态，值得研究。因此，沙渠村岩组的碎屑锆石年龄可能既记录了其源岩的生成年龄，也记录了其变质的时代，其普遍偏小的测年结果可能与其遭受变质作用的改造有关。

图2-10　沙渠村岩组碎屑09RZ2号样品代表性锆石阴极发光图像及测年结果

图2-11　集宁岩群沙渠村岩组变质碎屑锆石

（09RZ2号样品）Th/U图与年龄结果相关图

表2-6　沙渠村岩组碎屑锆石09RZ2测年结果表

注：1.Pb*为放射性成因铅含量，Pb*=0.241×206Pb+0.221×207 Pb+0.542×208 Pb（下同）；2.表中数据画横线者其年龄数据谐和度低，在进行年龄计算时未采用（下同）。

续表2-6

续表2-6

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