吉林省中部晚古生代SSZ型蛇绿岩
(1. 吉林省地质矿产勘查开发局, 长春 130000
2. 吉林省地质调查院, 长春 130000
3. 吉林省地质科学研究所, 长春 130000)
摘要: 本文通过5幅1:5区域地质调查与新取各类岩石样品22件,《吉林省新编地质志》(2017)的20件及其他同行做的21件,计63件岩石样品做了岩石学、地球化学研究;新做5件岩石及磨拉石建造的8层70粒锆石的U-Pb同位素年代学研究。获得蛇绿岩(套)形成地质时代、组成岩石单元、地质构造环境及西伯利亚板块与华北板块碰撞闭合时限的准确信息,为认识区内蛇绿岩、中亚造山带(吉林段)及古亚洲洋构造域向滨太平洋构造域转换提供时空地质记录的实证。结果证实:区内头道沟-芹菜沟、小绥河镁铁-超镁铁岩块与其时空相联系的细碧角斑岩,构成“吉林省中部SSZ型蛇绿岩”。组成它的岩石单元(上至下):海相碳酸岩-硅质岩上覆岩系;细碧角斑岩-玄武安山岩(玻安岩或高镁安山岩)岩石单元,属E-MORB或P-MORB,成于弧前环境,峰期年龄300Ma-265Ma;堆晶岩和脉岩岩石单元(橄榄辉石岩、辉长岩和辉绿岩),年龄297Ma-265Ma;变质辉石橄榄岩和变质橄榄岩岩石单元,源自弱亏损至弱交代富集地幔,年龄317Ma-270Ma。各岩石单元时空谐合。查出的特征显示是较典型的SSZ型蛇绿岩,时代为晚古生代。其独有的时空特征证实:板块碰撞俯冲起始于石炭纪,峰期317Ma-265Ma;古亚洲洋闭合期(250Ma-243Ma);盖层为丰满砾岩和蒋家砾岩(250Ma-243Ma)。
关键词: 吉林省中部, 头道沟-芹菜沟和小绥河, 晚古生代SSZ型蛇绿岩, 古亚洲洋闭合期
DOI: 10.48014/cesr.20241226003
引用格式: 刘劲鸿, 李翱鹏, 刘莹莹. 吉林省中部晚古生代SSZ型蛇绿岩[J]. 中国地球科学评论, 2025, 4(1): 13-27.
文章类型: 研究性论文
收稿日期: 2024-12-26
接收日期: 2025-01-27
出版日期: 2025-03-28
0 引言
出现“蛇绿岩”术语百年来，有海量文献予以讨论，本文不拟展开，简述直接相关问题。
0.1 蛇绿岩国内外研究现状
1927年德国地质学家Steimmann将地中海山脉内产出的橄榄岩(蛇纹岩)、辉长岩、辉绿岩、细碧岩及有关的一套岩石，都归属为地槽轴部原位侵入的有生成关系的一套岩石组石，称之为“蛇绿岩”，并认为是构造移置体。1955年Hess建议上部硅质岩也是“蛇绿岩”的组成部分。1972年彭罗斯会议基本肯定Steimmann的认识，又以特罗多斯蛇绿岩为代表，将蛇绿岩定义为具有特定成分的镁铁-超镁铁岩组合，它不是一个岩石名称不作为填图岩石单元。1977年Coleman认为一个发育完整的蛇绿岩从下至上岩石序列:超镁铁质杂岩、辉长质杂岩、镁铁质席状岩墙杂岩及上部伴生的岩石。彭罗斯会议却认为上部伴生的岩石不属于蛇绿岩的组成部分，但可标志该蛇绿岩的存在。上述蛇绿岩的定义侧重其特殊岩石组合而较少涉及蛇绿岩构造意义。
2012年张进等[1]特别介绍Dietz蛇绿岩的定义:非原地上地幔和大洋地壳岩石碎片，板块作用使原生火成岩发生了构造置换。这样的岩片从底至顶应包括:具备岩石成因和时代联系的橄榄岩、超镁铁质至长英质地壳侵入岩和火山岩的一个岩套(席状岩墙群可有可无)，其中一些单元可以在不完整的蛇绿岩中缺失。蛇绿岩构造侵位是个过程，以其原生动力学环境中大洋岩石圈运动开始，并以被造山作用卷入造山带而结束。
张旗等[2]按时代和分区，总结了中国蛇绿岩带及主要特征，描述蛇绿岩各单元及上覆岩系与鉴别准则，促进中国蛇绿岩的研究，同时对2001年以前曾报道的境内蛇绿岩给予备注意见，反映此前中国对蛇绿岩的研究水平。史仁灯[15]、许志琴[16]等研究了西藏斑公湖SSZ型蛇绿岩的标型性特征。
常丽华等[3]在教材性《火成岩鉴定手册》一书中认可Colermen(1977、1981)的蛇绿岩(套)定义，即典型的蛇绿岩组合自上而下:深海沉积物，包括条带状含放射虫燧石，少量有孔虫灰岩或红色泥;枕状熔岩，包括细碧岩或玄武安山岩以及上部的含Mn、Fe沉积物夹层的角斑岩;席状岩墙群;辉长岩杂岩体，包括层状侵入岩辉长岩-橄榄岩;组合的最下部为变质橄榄岩，包括具变质叶理的方辉橄榄岩、纯橄岩(这部分属大洋岩石圈的上地幔组分)，以上岩石组合完整的少见，该组合常含有铬铁矿矿体。蛇绿岩分布于大陆造山带的缝合线内，形成于扩张洋中脊构造环境的为大洋型蛇绿岩(MORS)，形成于俯冲带上构造环境的为(SSZ)型蛇绿岩。本文将该蛇绿岩(套)的定义作为判定“吉林省中部晚古生代SSZ型蛇绿岩”的依据。
0.2 吉林省内蛇绿岩研究现状
吉林省中部地区恰是华北板块、西伯利亚板块和兴凯地块3大构造的碰撞汇聚区。1973年、1977年л.п.Зоненщи，А.М.Горднищи 提出奥陶纪古特提斯分两支，北支可到塔里木南缘北山地区，向东位于内蒙古索伦山，可能延入吉林地区，首次怀疑吉林地区有蛇绿岩。稍后有众多研究者在内蒙古碰撞区先后发现蛇绿岩(带)和高压变质岩(带)，认为呈东西向延入长春至延吉一带，被称为索伦-西拉木伦河-长春-延吉缝合带。
该缝合带吉林段有没有蛇绿岩?争论已有半个多世纪。吉林省地矿局自1979至今，完成小、中、大比例尺区域地质调查数十幅，覆盖吉中地区。先后填出吉林市、延吉市等多地镁铁-超镁铁质岩，于是先后有多位地质学者关注吉林省地槽区蛇绿岩的问题。
吉林省地矿局早在1981年开始研究蛇绿岩，取得创新性认识。刘长安等[29]认为传统的华北板块北缘，由大西洋型变为太平洋型边缘，古蒙古洋板块再度沿华北大陆北缘向南俯冲，俯冲带以北属优地斜，由蛇绿岩套组成;以南是岛弧火山岩-深成岩带。该蛇绿岩带在吉林地区向东入朝鲜清津，向西经温都尔庙至西拉木伦河一线，认为有震旦-早古生代蛇绿岩套并理出组成的4层岩石单元。屈占儒等[30]首次提出吉中地区早古生代优地槽带内有“蛇绿混杂岩”;又进一步论证不同构造条件下发育了特点不同的蛇绿岩套:汇聚碰撞带中的蛇绿岩套、转换断层中蛇绿岩套、过渡带中的蛇绿岩套，首次指出古亚洲洋消亡时期是海西晚期(中晚石炭世-晚二叠世)。
邵济安等证实吉东开山屯蛇绿岩[2]。彭玉鲸等[4]撰文讨论吉林省蛇绿岩，认为尚未发现典型的塞浦路斯、特罗多斯所具有的假层序。综上可知吉林中部有没有蛇绿岩仍处于争议中。
近几年吉林地调单位、沈阳矿床所及某些科研院所的同行做了相当多的有针对性的地质工作，使提取蛇绿岩证据和确定属性成为可能。
1 研究区构造地质背景
研究区位于伊舒断裂带和敦密断裂带之间，是松嫩地块、张广才岭地块与龙岗地块碰撞汇聚地域(图1)。主要地层有原下古生界呼兰群(张家屯组、二道沟组、小绥河组，相当西别河组)、下二台群;上古生界石炭系余富屯组/鹿圈屯组、下二叠统范家屯组、大河深组。早石炭统通气沟组不整合中上志留统二道沟组之上。上古生界地层分别形成在原早石炭世余富屯裂凹槽和早二叠世大河深裂凹槽。火成岩有瞩目的头道沟、芹菜沟、小绥河、九台机房沟等地含铬铁矿镁铁-超镁铁质岩，细碧角斑岩系，中酸性火山岩类，花岗岩类。断层常见，不同规模剪切带发育。剪切上古生界地层，使其成一些岩片或岩块，显示多幕变形变质，以至难于识别层理及产状，失去史密斯地层意义。作者关注工作区地质多年，将永吉头道沟-芹菜沟地区和吉林市小绥河地区作为研究目标区(图1)，采用基础地质调查、岩石学、岩相学、地球化学及锆石年代学等方法予以研究，以期获得鉴定蛇绿岩实证。
2 头道沟-芹菜沟蛇绿岩和小绥河蛇绿岩地质特征
2.1 头道沟-芹菜沟蛇绿岩
头道沟-芹菜沟地区蛇绿岩出露永吉县双河镇头道沟-芹菜沟地区，并以头道沟为界，西为芹菜沟-大窝鸡蛇绿岩(含新立屯蛇绿岩)，东为头道沟-鸦鹊村蛇绿岩(图2-1)。
图1 研究区位置图[33]
Fig.1 Location map of the research area
图2-1 永吉县头道沟-芹菜沟地质图[18]
Fig 2-1 Geologcal map and sampling map of the Toudaogou-Qincaigou area，Yongji County
1.第四系;2.下侏罗统;3.上石炭统;4.头道沟岩组;5矽卡岩;6.大理岩;7.钎长角闪片岩;8.早J1花岗斑岩;9.早J1花岗岩组合;10.中二叠世角闪石岩;11.中二叠世辉绿岩;12.超镁铁质岩;13.断层;14.样品位置
图2-2 研究区地质简图(a)和大地构造位置图(b)[5]
Fig 2-2 Geological sketch(a)and geotetectonic setting map(b)of area
1.第四系 2.T3四合屯组中酸性火山岩;3.D 2 变质粉砂岩;4.蛇绿岩5.辉绿岩;6.闪长岩;7.闪长玢岩;8.铬铁矿点;9.蛇纹岩、透闪石岩;10.辉绿玢岩;11.石英钠长蚀变岩;12.霏细斑岩;13.滑石岩;14.闪长岩;15采样点及编号
图2-3 永吉县小绥河地区蛇绿构造混杂岩实测地质剖面[5]
Fig 2-3 Measured geological section of ophiolite melange in Xiaosuihe area，Yongji County
1.D2 变质粉砂岩;2.花岗斑岩、流纹岩;3.闪长岩脉;4.断层;5构造角砾岩;6.硅化褐铁矿化;7.孔雀石化、方解石化; 8.花岗斑岩;9构造角砾岩;10.变质粉砂岩;11安山岩;12.流纹岩;13同位素采样点位置及编号
2.1.1 岩石学
该蛇绿岩岩块呈断层接触或构造平行化产出于头道沟岩组(片)中。蛇绿岩岩块的岩石组成:主要为含铬铁矿变质橄榄岩、方辉橄榄岩和橄榄辉石岩，次为辉长岩、角闪石岩、辉绿岩等。该岩石组合表明:超镁铁质岩岩浆结晶顺序为0l-0px(cpx)-pl。
蛇纹岩(橄榄岩):隐晶质~显微鳞片变晶结构，局部变余半自形结构，变余块状构造。发生较强的蛇纹石化及不同程度的阳起石化、透闪石化、菱镁矿化、滑石化。主要由叶蛇纹石和纤蛇纹石及少量辉石和铬铁矿组成，蛇纹石含量90%~95%，辉石含量约5%~8%，少量其他蚀变矿物和极少磁铁矿，原岩为含铬铁矿橄榄岩。
透闪石化单斜辉石岩:新鲜面黑绿色，自形-半自形柱粒状结构(堆晶结构)，交代残余或假象结构，块状构造。由单斜辉石和少量蚀变矿物透闪石等组成。单斜辉石呈粒状或短柱状，粒径多在1.0mm×1.5mm左右。
辉石橄榄岩:新鲜面暗绿色，粒状结构(显堆晶结构)，交代网状结构、交代假象结构，块状构造。由橄榄石和辉石组成，少量蚀变矿物。橄榄石呈粒状、浑圆状，粒度多数为2~5mm，少数0.3~1.8mm，含量约占75%。辉石:柱粒状，粒度在1.3mm×1.5mm左右，大部分被透闪石集合体交代，含量约25%。
蛇纹岩化菱镁岩:新鲜面灰白色，岩石主要为显微粒状变晶结构，交代假象结构，块状构造。岩石主要由菱镁矿和蛇纹石组成。蛇纹石集合体呈浑圆状橄榄石形态轮廓，是橄榄石蚀变产物，粒度多在0.3~0.5mm之间，含量约占岩石40%。碳酸盐矿物以菱镁矿为主、含少量方解石。菱镁矿为它形粒状变晶，粒度多为0.3~0.8mm，闪突起明显，含量约占岩石52%。方解石为他形粒状变晶，粒度多在0.3~0.5mm，含量约占岩石8%，原岩为橄榄岩。
蛇纹石化辉石岩:黑绿色，柱粒状结构、交代残留结构。岩石主要由蛇纹石组成(绢石)及少量不透明金属矿物组成，暗示原为斜方辉石。原斜方辉石粒径1.0~2.0mm。斜方辉石含量约95%。
纤闪石化辉绿岩:新鲜面深灰色，辉绿结构、嵌晶含长结构，块状构造。主要由辉石、斜长石，蚀变矿物角闪石等矿物组成。辉石为柱粒状，粒度在0.3mm×0.5mm左右，多数辉石被柱状角闪石集合体交代置换，而呈假象，含量约占岩石约55%。
绢云母变质沉凝灰岩:见于芹菜沟-大窝鸡沟。灰白色，变余沉凝灰结构，变余泥质结构，变余层理构造。岩石由互薄层泥质成分和细火山灰互薄层组成，少量泥质重结晶为绢云母、少量绿泥石和长英质，泥质含量约40%。细火山灰薄层由显微玻屑等组成，发生轻微脱玻化，单层厚度0.3~2.0mm。含量60%。
2.1.2 地球化学特征
对所用样品的地质体、产状、位置、代表性严格筛选。镁铁-超镁铁岩类、细碧角斑岩类、中酸性火山岩类计63件岩石主微量元素化学分析数据，探求头道沟和芹菜沟蛇绿岩的地球化学特征。
(1)芹菜沟-大窝鸡沟蛇绿岩地球化学特征
① 岩石主要元素特征
6个蛇纹岩(橄榄岩)主要元素特征:SiO2含量为38.11%~48.10%，TiO2含量低，为0.03%~0.17%，平均为0.07%;Al2O3为1.63%~3.65%，低;Fe2O3含量为2.52%~8.43%，FeO含量为2.01%~5.73%;MgO含量35.05%~41.72%，Mg#为79~84，平均82，Mg#较原始地幔和亏损地幔低;K2O为0.06%~0.18%，Na2O为0.02%~0.16%，LOI高，为9.84%~12.72%，平均11.17%，显热液交代作用。具有富Mg、贫Ti、Al、Na、K特点。<FeO>-(Na2O+K2O)-MgO(图2-4，b)和Al2O3-CaO-MgO(图2-4，a)均投入于变质橄榄岩区域内，且靠近MgO-<TeO>边线，显示弱交带富集地幔橄榄岩特点。
3个橄榄辉石岩主要元素特征:SiO2含量33.08%~43.10%;TiO2含量0.65%~0.75%，平均0.31%;Al2O3为2.11%~11.03%;Fe2O3为2.28%~5.75%，FeO为1.95%~6.15%;MgO为30.69%~36.9%;Mg#为79~82，平均80，Mg#相对较低。Na2O为0.03%~0.09%;LOI高，8.79%~11.48%，平均10.21%。具有相对富Mg、较贫Ti、Al、Na、K特点。在<FeO>-(Na2O+K2O)-MgO(图2-4，b)和Al2O3-CaO-MgO(图2-4，a)投入镁铁-超镁铁质堆晶岩区(2、17号)，显示该蛇绿岩的堆晶岩单元属性。
2个变质安山岩和1个蛇纹石化透闪石岩:变质安山岩(1、3号)在<FeO>-(Na2O+K2O)-MgO(图2-4，b)投入变质橄榄岩区外，显示为钙碱性火山岩。蛇纹石化透闪石岩(02)投入镁铁-超镁铁质堆晶岩区内，暗示为该蛇绿岩的堆晶岩单元属性。
② 岩石的稀土元素特征
6个蛇纹岩(橄榄岩)的稀土元素:总量∑REE=7.06~9.94，平均 8.60;LREE/HREE=3.28-9.83，平均7.17，轻稀土相对富集。(La/Yb)N=2.87~10.11，(La/Sm)N=2.42~3.82，大于1;(Gd/Yb)N =0.68~3.55，球粒陨石标准化配分图呈缓右倾模式(图3-4，c)，δEu=0.87~1.71，具弱的正铕异常。Ba/Th=48.9，Ba/La=17.83，Rb/Sr=0.15，Sm/Nd=0.17。
原始地幔标准化微量元素其含量与原始地幔相比，相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U，明显亏损高场强元素Nb、Ho、Ti等。综上特点蛇纹岩和橄榄岩属弱交代富集型地幔橄榄岩。
3个辉石橄榄辉石岩的稀土元素:总量∑REE=4.90~17.79，平均12.49;LREE/HREE=1.13-5.47，平均3.41;δEu=0.28-2.8，平均1.31，弱正异常，球粒陨石标准化配分图呈缓右倾模式(图3-4，c)，(La/Sm)N，分别为0.44、2.65、1.17，平均大于1，具有P-M0RB特点，显示形成于弧前环境[25]。
图2-4 组成蛇绿岩岩石形成构造环境判别图(自左至右:a图和b图，图上点号1-36;c图，图上点为细碧岩-石英角斑岩)
Fig.2-4 Discrimination diagram of the tectonic environment for the formation of rocks composing the opholite(a)and the points on the map 1-36(b)，points on the on are basalt-quartzlattie(c)
说明:①红圆:头道沟;绿圆:芹菜沟;黄圆:小绥河;黑圈或圆:火山岩。图中投点密集处没有注样品顺序号。
② 序号1-8，17-24，27-30[34];9-11，12-14，31-3
;15、16[4];细碧角斑岩1-14[7]、15-17[8];37-
。
③ 黄:1安山岩，2透闪石岩，5和7辉石橄榄岩，6辉石岩，其余为蛇纹岩(橄榄岩);红:15方辉橄榄岩，17辉石岩，18橄榄辉石岩，其余为蛇纹岩(橄榄岩);绿:26方辉橄榄岩，28辉长岩，29凝灰熔岩，30细粒闪长岩，其余为蛇纹岩(橄榄岩)。黑:1-4、17细碧岩，5-8细碧玢岩，9-11角斑岩，12-16石英角斑岩;37-39、41高镁安山岩(玻安岩)42、43变细碧质凝灰熔岩，45、46变流纹岩。
④ <FeO>-MgO-Ai2O3图:Ⅰ.洋中脊及洋底、Ⅱ.大洋岛屿、Ⅲ.大陆板块内郎、Ⅳ.扩张中心岛屿、Ⅴ.造山带火山岩。
综上芹菜沟蛇绿岩属弱亏损弱交代富集型地幔橄榄岩，呈E-MORB或P-M0RB特点，形成于弧前环境，具典型SSZ型蛇绿岩属性。
(2)头道沟蛇绿岩地球化学特征
① 主要元素特征
10个蛇纹岩化橄榄岩主要元素特征:SiO2含量为33.75%~45.54%;TiO2含量低，为0.01%~0.17%;Al2O3含量0.58%-2.55%，低;Fe2O3含量为5.45%~9.88%，FeO含量为0.55%~2.80%;K2O为0.02%-0.19%;Na2O为 0.015%-0.20%;MgO含量36.20%~43.65%(1个为18.46%)，Mg#为70-87，平均83，较原始地幔和亏损地幔低;L0I高，为8.66%~19.57%，证实发生过强流体交代过程。在<FeO>-(K2O+Na2O)-MgO-(图2-4，b)和Al2O3-CaO-MgO(图2-4，a)上，12-16、19-24号投入变质橄榄岩区内。
2个蛇纹石化(橄榄)辉石岩:SiO2 33.39%-38.75%;TiO2含量为0.04%~0.17%，低;Fe2O3含量为6.16%-8.40%，FeO含量为1.67%-6.09%;K2O为0.02%-0.20%，Na2O为0.03%-0.09%;MgO含量26.96%-35.30%;Mg#低，为70-76，平均73。在<FeO>-(K2O+Na2O)-MgO(图2-4，b)上，17号投入镁铁-超镁铁质堆晶岩区内，18号投入变质橄榄岩区内。Al2O3-CaO-MgO(图2-4，a)上，12号和17号投变质橄榄岩区附近。
② 稀土元素特征
10个蛇纹岩化橄榄岩稀土元素特征:ΣREE=2.49-149.27，LREE/HREE=1.24-12.01，轻稀土略富集;(Sm/Nd)N=0.65-5.42;(La/Yb)N=0.52-29.92;(Gd/Yb)=0.51-2.32;(La/Sm)=0.65-6.31，平均大于1;δEu-0.57-2.5，球粒陨石标准化呈右倾模式(图3-4，c)。表征组成该蛇绿岩块的变质橄榄岩和镁铁-超镁铁质堆晶岩来源于交代富集型地幔。
2个蛇纹石化(橄榄)辉石岩稀土元素特点:ΣREE=5.36-7.46，LREE/HREE=1.99-4.98，轻稀土略富集;(Sm/Nd)N=3.46-3.11，(La/Yb)N=1.21-2.99，(Gd/Yb)N=0.6-0.74，δEu=1.01-2.52，球粒陨石标准化配分图模式呈缓右倾模式(图3-4，c)。
综上，头道沟蛇绿岩属弱交代富集型地幔橄榄岩，具有E-MORB或P-MORB特点，是较典型SSZ型蛇绿岩。
2.2 小绥河蛇绿岩
小绥河蛇绿岩地区位置、地质和取样位置见图2-2。蛇绿岩岩块主要见于永吉县大绥河乡小绥河水库北东，另有大小不等十几个超镁铁质岩，断续长约5km[32]。其中1号和8号岩体(带)产出小型铬铁矿矿床[30-32]。因为受构造肢解，变形变质改造，在平面上表现为透镜体状，走向上基本与二道沟组变质岩层一致，大致呈NE55°展布，总体面理陡，倾向北西。小绥河水库东北出露较好，刘正阳、李翱鹏等[5]在此处测制剖面。该蛇绿岩岩块的东面和北面均与二道沟组(D1e)呈断层接触，南西侧被第四系所覆盖(图2-3)。
2.2.1 岩石学
岩石组合为橄榄岩(蛇纹岩)和方辉橄榄岩，以后者为主，次为辉长岩、辉绿岩、石英钠长蚀变岩等岩石，表明岩浆结晶顺序为0l-0px-cpx-pl，显示为批次熔融残留的地幔橄榄岩。橄榄岩和方辉橄榄岩新鲜面呈暗绿色，发生强蛇纹石化和不同程度的透闪石化、滑石化等[5]，乃至橄榄岩变成蛇绞岩。可见变余自形半自形粒状结构，片状纤维状变晶结构。其中半自形-他形粒状铬铁矿呈浸染状分布。值得关注的是在变质的橄榄岩和方辉橄榄岩透镜体内发育有辉长岩、辉绿岩脉、闪长岩脉或岩墙、石英钠长蚀变岩及脉状滑石岩，未见其侵入二道沟组地层，由此可认为辉长岩与辉绿岩等脉岩是小绥河蛇绿岩的堆晶岩-脉岩单元。尖晶石多为含铝较高的或镁质高铁富铬尖晶石，个别样为铬铁矿石[32]。
铬铁矿蛇纹岩:风化面灰绿色，新鲜面墨绿色，岩石主要由蛇纹石和少量铬铁矿、菱镁矿组成。见有变余橄榄石假象，原岩为含铬铁矿橄榄岩。
方解石钠长石英蚀变岩:风化面灰白色，新鲜面浅白色，粒状变晶结构，块状构造。岩石由石英、钠长石及方解石等矿物组成，破碎蚀变较强。石英约含量75%、钠长石约含量15%、方解石含量10%，早期矿物组合为石英+钠长石，是细碧角斑岩系之石英钠长(斑)岩。
透闪石岩:风化面灰绿色，新鲜面墨绿色，柱状变晶结构，块状构造。岩石由单一成分的透闪石组成。柱状变晶，粒度主要介于0.5~3.5mm，部分呈放射状结合体。
皂石化橄榄辉绿岩:风化面浅灰色，新鲜面灰绿色，辉绿结构、嵌晶含长结构(堆晶结构)，块状构造。岩石由斜长石、橄榄石、辉石等矿物组成。橄榄石呈自形粒状，均被皂石替代。
蛇纹石化辉长岩:风化面灰绿色，新鲜面墨绿色。变余辉长结构，块状构造。岩石强蛇纹石蚀变。主要由蛇纹石、变余辉石和基性斜长石等矿物组成。斜长石呈残留状、半自形板状，具聚片双晶，含量40%;蛇纹石含量的60%。
细粒闪长岩:风化面深色，新鲜面黑色，变余斑状结构，基质交织结构，块状构造。由斑晶和基质构成，斑晶为强蚀变角闪石，约占1%~2%;基质约占98%以上，主要由呈微晶板条状的斜长与充填其间暗色矿物组成。
凝灰熔岩:风化面灰色，新鲜面浅灰色，凝灰质结构，熔结结构，块状构造。岩石由晶屑、岩屑及细火山灰填隙物组成。英安质熔岩胶结。晶屑为石英、透长石和斜长石，石英呈溶蚀状;岩屑为流纹岩。
2.2.2 地球化学
(1)主要化学元素特征
9个橄榄岩(蛇纹岩)主要元素化学成分:SiO2为36.48%-42.42%;TiO2含量极低，0.02%-0.05%;Al2O3低，为0.76%-1.21%;Fe2O3为1.62%-4.55%，FeO为2.77%-5.08%;MgO含量相对低34.96%-37.94%，平均36.46%，Mg#为83-85;低的Na2O为0.05%-0.13%和K2O为0.04%-0.12%;Cr2O3含量高，0.08%-0.44%，平均(2)0.29%。在<FeO>-Al2O3-CaO(图2-4，a)和<FeO>-(Na2O+K2O)-MgO(图2-4，b)上均投入变质橄榄岩区内。
辉长岩、凝灰熔岩和闪长岩的主要元素:SiO2为55.19%-56.26%;TiO2含量极低1.03%-1.36%;Al2O3为16.56%-17.37%;Fe2O3为1.03%-6.44%，FeO为1.26%-6.12%;MgO含量相对较高，6.19%-7.85%，Mg#分别为50、49和53;高Na2O为2.72%-2.88%-4.58%，和低的K2O为0.23%-2.13%，Na2O/K2O较大。具有高MgO、Na2O和Al2O3特征，为高镁安山岩/闪长岩类岩石。在<FeO>-(Na2O+K2O)-MgO(图2-4，b)上27号投入变质橄榄岩内，26、29、30号投入拉斑系列或钙碱性系列岩石区，Al2O3-CaO-MgO(图2-4，a)上28、29、30号投入各区外，26号方辉橄榄岩则投入变质橄榄岩区内。
(2)稀土元素特点
9个橄榄岩(蛇纹岩)稀土元素特点:ΣREE为3.85-67.35;LREE/HREE=2.44-9.78，轻稀土富集;δEu=0.19-1.01，稀土球粒陨石标准化配分模式为缓右倾曲线，δEu负异常，Yb正异常。(La/Yb)N=0.42-20.23，(La/Sm)N=1.09-3.02，平均1.70，大于1;(Gd/Yb)N=1.36-7.06。显示源自富集地幔。
辉长岩、凝灰熔岩和闪长岩的稀土元素:ΣREE为136.35-184.97;LREE/HREE=6.71-11.83，轻稀土富集;δEu=0.87-1.01，δEu弱负异常。(La/Yb)N=6.02-13.58，(Gd/Yb)N=1.60-2.21，(La/Sm)N=2.48-4.33，大于1，显P-MORB特点，稀土球粒陨石标准化配分模式为缓右倾曲线(图3-4，b)。显示小绥河绿岩源自富集地幔。
3 火山岩单元岩石学和地球化学
吉林省中部晚古生代细碧角斑岩是SSZ型蛇绿岩上部火山岩单元。该细碧角斑岩系，早在20世纪70年代区域地质调查时被发现。当时见及饮马河以东—双河镇以西，北至头道川，南至烟筒山，呈南北带状分布[6]，长约30 km，宽约15 km，厚大于3000 m[6]。本次调查又在吉林市北东龙潭、蛟河新开河、小绥河蛇绿岩岩块和头道沟蛇绿岩岩块区内发现细碧石英角斑岩系列岩石和荒山咀子细碧质凝灰熔岩[33]。变质细碧角斑质火山岩块与原范家屯组及杨家沟组呈构造接触关系。
3.1 细碧角斑岩岩石学
这套细碧角斑岩的发现与最终得到确认，经历较长时间。1970—1984，由武世忠、苑清扬、林英铴和武世忠等[31]调查，并对该细碧角斑岩系岩石学与成矿作用进行研究，确证余富屯细碧角斑岩系，予单独建组，称余富屯组。建组剖面地点在盘石烟筒山镇余富屯后山林场[6]。此后数年似乎被忘却，少有调查研究。直至1994—1998年间，李之彤和朱群等[7]对余富屯组这套火山岩做了较详细的岩石学和地球化学及成矿作用的研究。明确余富屯细碧角斑岩系原岩石组合是一套海底喷发的火山岩，包括玄武岩、玄武安山岩、英安岩和流纹岩，经变质作用而变成细碧岩、细碧玢岩、角斑岩、石英角斑岩，并有潜火山相辉绿玢岩和石英钠长斑岩[7]。其中角班岩、石英角斑岩分布较广，次之是细碧玢岩，而细碧岩面广呈构造岩块(片)产出，是头道川等金矿(区)的主要围岩。
细碧角斑岩遭受绿片岩相(局部为蓝片岩相)[9][35]变质作用，但其火山岩结构如细碧岩的细碧结构，仍可辨。断面较新鲜的岩石，呈暗绿色，具交织结构、间隐结构，有时可见到枕状构造和气孔-杏仁构造[7]。显微镜下观察到长条状钠长石呈交织状，其间充填暗色物质。暗色物质为绿泥石、绿帘石、方解石、白云母及磁铁矿等，有时见少量玻璃质，可见到少量橄榄石、辉石和钠长石小斑晶[7,8]。细碧岩、细碧玢岩中斜长石晶体呈骸晶状、晶边似锯齿状，普遍钠长石化或钠蚴帘石化，长条状钠长石的An=5-8[7,8]。
这套细碧角斑岩经受变形变质作用，表现为韧性剪切带岩片[22]。小梨河窦家沟低温高压蓝片岩相变质岩的发现，证实细碧角斑岩系曾经历低温高压变质作用过程，为吉林段缝合带是高压俯冲带提供奠基性的实证[9][35]。
新发现细碧角斑岩系的岩石还有伊通玄武安山岩[10]、大黑山安山质凝灰岩和变流纹岩[11]、蛟河安山岩和变流纹岩、高镁闪长岩[12]。
3.2 细碧石英角斑岩和玻安岩地球化学
9个细碧岩(含细碧玢岩和绿片岩)的主要成分特点:SiO2为45.10%-57.41%，平均52.40%;TiO2低，为0.85%-1.56%，平均1.16%;MgO较高，为2.29%-8.26%，平均4.96%;Mg#=23-52，平均39;Na2O为3.04%-5.86%，平均4.06%，总体看Na2O偏低，符合细碧岩随地质年代变新，其Na2O含量变低的规律[13]，即至晚古生代，细碧岩的Na2O含量通常在4.0%上下，中生代一新生代罕见细碧岩。
细碧岩稀土元素:总量ΣLREE=110.1-255.9，含量中等偏低;ΣLREE/ΣHREE=2.0-4.8，为轻稀土略富集型;(La/Sm)N =2.01-3.10，大于1，显P-MORB。δEu0.75-0.93，具有弱正或弱负异常，稀土分配模式为右倾(图3-1)[7]。
3.3 细碧岩岩石属性和形成地质构造环境
SiO2-<FeO>/MgO(图3-2)中均投入拉斑系列区;<TeO>-MgO-Al2O3(图2-4，C)上投入Ⅳ区，即扩张中心岛屿或造山带区[7]。TiO2 -(La/Sm)N(图3-3)判别图上，1-4、17、43-45投入p-MORB区及该区附近，15、16、37-42、46落入玻安岩区内及附近。经上述判别结果:证实细碧岩类岩石属P-MORB，富镁安山岩属玻安岩。揭示这套细碧角斑岩形成于岛弧或弧前盆地构造环境[14-16]。
图3-1 细碧岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式[7]
Fig.3-1 Chondirite-normalized rare earth element distribution pattern of fine-grained basalt
图3-2 <FeO>/MgO-SiO2 % 判别图
Fig 3-2 <FeO>/MgO-SiO2 % discriminatitve diagrams for the rocks
图3-3 TiO2%-(La/Sm)N判别图
Fig.3-3 TiO2%-(La/Sm)N discriminatitve diagrams for the rocks
图3-4 组成蛇绿岩的岩石地球化学判别图
Fig.3-4 Geochemical discriminative diagrams for the rocks composing the ophiolite
左至右:a图上3个投点为细碧质含砾凝灰熔岩(43、44、45)[33];b.红线为作者取的小绥河蛇绿岩中蛇纹岩样品[33];其余来自吉林省地质志(新)[34];c.头道沟-芹菜沟蛇绿岩[33-34]
样品:1.芹菜沟大窝鸡蛇纹岩;2.蛇纹岩;3.辉石橄榄岩;4辉石岩;5橄榄辉石岩;6.透闪石岩;7.片理化安山岩。红线为作者取的蛇纹岩
3个(43、44、45)荒山咀子细碧质含砾凝灰熔岩主要化学成分:SiO2分别为48.95%、49.2%、50.10%;TiO2分别为1.87%、1.87%、1.76%;MgO为3.83%、3.97%、3.13%，Mg#为35-39;<FeO>分别为10.47、10.87、10.58;Na2O分别为3.97%、4.00%、4.10%;K2O分别为2.73%。在SiO2-<FeO>/MgO(图3-2)上均投入拉斑玄武岩系列区。在Nb/Yb-Th/Yb(图3-4，a)上投点集中并靠近E-MORB[33]。
歪头3个流纹岩(40、41、42)高SiO2，为73.10%-75.56%;富Na2O，含量3.87%-4.70%，应为石英角斑岩;3个富镁安山岩(37、38、39)的MgO含量9.22%-9.49%，Mg#为49-53;SiO2分别为54.12%-54.50%，为玻安岩或高镁安山岩。在图TiO2-(La/Sm)N(图3-4)上投点极近玻安岩区。富强流纹岩(46):SiO2为78.93%，Na2O含量3.75%，TiO2%特低，含量0.15%，TiO2-(La/Sm)N(图3-4)上落入玻安岩区。
综上表明:研究区内细碧角斑岩-富镁安山岩/玻安岩系岩石是大洋拉斑系列，属E-MORB或P-MORB，形成弧前构造环境。
4 蛇绿岩的上覆岩系
余富屯组的突出特点是以构造岩片形式出现，与其下的二道沟组呈明显不整合，侧向与原鹿圈屯组过渡，夹海相碳酸盐-硅质岩，硅质岩含有放射虫化石[28]，应为蛇绿岩的上覆岩系。也可能被认为不属于蛇绿岩的组成部分，却可证明古亚洲洋晚石炭世时期，吉中地区曾是洋盆，它能代表古洋盆封闭的位置。从鉴别某地某一地质时期有无洋盆存在这点而言，上覆岩系与蛇绿岩具有同样的意义。
5 各岩石单元地质年代
5.1 变质橄榄岩和镁铁质堆晶岩(含岩脉)的年龄
近些年锆石测年获得一批与本区SSZ型蛇绿岩直接相关的年龄资料，测试者经严谨判别，给出的地质年龄证实其形成于晚古生代。
据周晓东等[34]在双河镇顺达加油站橄榄岩岩块采选锆石做U-Pb年龄，确认264±4-287±5Ma应为其形成年龄，李承东[17]提出双河镇地区有蛇绿岩，锆石SHRIMP年龄为362Ma、252Ma、260Ma认为该年龄段代表了该区蛇绿岩形成年龄。
付俊或等[18]对永吉头道沟-芹菜沟镁铁-超镁铁质岩做了详细的锆石U-Pb年代学研究，取样点及样号(图1-2)。确认变质辉绿岩(PM002LT68)形成年龄264-277Ma，加权平均270±5Ma，同时出现多组捕获老锆石年龄，记录多期地质事件。变辉绿岩(PM004LT117)取自新立屯西山，鉴于此样品宏观特征与(PM002LT68)一致，认为其形成时代应为中二叠世。变质橄榄岩(PM002LT102)测点都偏离谐合曲线。橄榄岩(PM003TC60)取自头道沟东南，年龄分布非常广，有204Ma和297Ma 2个年龄，此锆石形态特别，显示是捕获锆石的最小年龄，认为这个2个年龄可能限定该岩石形成的大致年龄。本文认为204Ma是近围rJ花岗岩热扰动年龄，鉴于变质橄榄岩与变辉绿岩相伴产出，297Ma应是此变质橄榄岩形成年龄。
王聚奎等
采集芹菜沟大窝鸡沟蛇纹岩年龄样品，选出11粒锆石，其中6粒年龄177±3Ma-187±3Ma，3粒年龄261±3Ma-267±3Ma，2粒年龄462±6Ma-487±7Ma，其最小加权平均年龄180.6±4.6Ma，推测是蛇纹岩重就位年龄，也可能是该期岩浆事件的热扰动年龄。本文认为2粒老年龄462±6Ma-487±7Ma，记录了本区一次早古生代岩浆事件。考虑其与rJ花岗岩接触，初判177Ma-187Ma为其热扰动年龄，261Ma-267Ma最可能反映芹菜沟大窝鸡沟蛇纹岩年龄。
刘正江等[5]在小绥河蛇绿岩剖面内蛇纹岩选出10粒锆石做U-Pb LAI-CPMS，其中3粒锆石年龄136±2Ma-185±2Ma，加权平均年龄163±2Ma。1粒锆石年龄270±3Ma，认为是该蛇绿岩的年龄。还有5粒老锆石，为元古代。136±2Ma为热扰动年龄。
5.2 火山岩单元岩石年龄
头道川细碧岩Rb-Sr等值线年龄301±10Ma[7]。小梨河细碧角斑岩锆石内U-Pb年龄，内为290±3Ma，外为239±11Ma，外为变质和变形年龄[8]。大黑山安山质凝灰岩和片理化流纹岩U-Pb年龄240-317Ma[11]。伊通玄武安山岩锆石U-Pb年龄285±2Ma[10]。作者2018年在荒山咀子采场变安山岩(126°39'22″E，43°53'4″N)采样做锆石U-Pb年龄，257-277Ma，加权平均年龄265.2±2.7Ma;富强屯(D1015)新开岭东南5.7km分会屯取片理化流纹岩做锆石U-Pb年龄，291-305Ma。张旭等[19]做蛟河大河深组变流纹岩锆石U-Pb年龄296.5±2.2Ma。吕志诚等[20]做林西细碧岩全岩K-Ar年龄245.6-276.8Ma。曹花花等[21]做大河深组变流纹岩锆石U-Pb年龄279Ma-293Ma。沈艳杰，陈博等[23]永吉头道沟高镁闪长岩锆石U-Pb年龄250-253Ma。景台-乐山火山岩U-Pb年龄253Ma-256Ma[24]。
硅质岩地质年龄:石头口门红色和绿色硅质岩均含放射虫化石[28]。石头口门砂岩碎屑锆石U-Pb年龄介于480Ma-276Ma，最小年龄组322Ma-276Ma[27]，石头口门砂岩、硅质岩和凝灰岩中锆石U-Pb年轻年龄298Ma和270Ma，谐合年龄为270Ma [28]。
测年结果表明:细碧角斑岩-富镁安山岩/玻安岩形成始于石炭纪，上覆硅质岩最年轻谐合年龄270Ma，峰期317Ma-265Ma，高镁安山岩/玻安岩/闪长岩地质年龄253Ma-250Ma，基本结束。
5.3 双新高压变质带
头道沟-芹菜沟、小绥河蛇绿岩与小梨河-双河镇-永吉-新开河高压-超高压变质岩带(简称双新高压变质带)[26][35]相伴。新开河超高压榴辉岩相变质岩揭示俯冲深度达110多公里，温度750℃以上，在俯冲带(吉林段)发现多地高镁安山岩/玻安岩/闪长岩和蛇纹石化菱镁岩(地幔橄榄岩)。锆石U-Pb年龄300Ma-250Ma。
6 区内丰满和蒋家砾岩年龄及揭示地质构造意义
作者详细研究砾岩中碎屑锆石(8层70粒)年代学。年龄范围1225-243Ma，锆石表面年龄值可划分5组，分别记录中元古代(1225Ma-1081Ma)、新元古代(892Ma-569Ma)、早古生代(476Ma-442Ma)、晚古生代(349Ma-253Ma)和早中三叠世(252Ma-243Ma)的岩浆活动事件。其中(349Ma-253Ma)为晚古生代SSZ型蛇绿岩的地质年龄段，(252Ma-243Ma)古亚洲洋闭合年龄。
7 结论与讨论
7.1 结论
头道沟-芹菜沟、小绥河蛇绿岩属较典型SSZ型蛇绿岩，自上而下组成的岩石单元:(5)海相碳酸岩-硅质岩上覆岩系，其红色和绿色硅质岩均含放射虫化石，其中最年轻谐合锆石年龄270 Ma[28];(4)细碧角斑岩-玄武安山岩/玻安岩或高镁安山岩火山岩岩石单元，属E-MORB或P-MORB，形成于弧前环境[25]，峰期年龄300Ma-265Ma;(3+2)堆晶岩和脉岩岩石单元(镁铁-超镁铁橄榄辉石岩、辉长岩和辉绿岩)，较发育，年龄段297Ma-265Ma;(1)变质辉石橄榄岩，变质橄榄岩岩石单元发育，源自弱亏损至弱交代富集地幔，年龄段317Ma-270Ma。各岩石单元时空谐合，是一套具成生联系的岩石组合，属较典型的SSZ型蛇绿岩，时代为晚古生代。板块碰撞俯冲起始时间石炭纪，峰期317Ma-265Ma，古亚洲洋闭合期250Ma-243Ma，盖层为丰满砾岩和蒋家砾岩，记录了完整的晚古生代威尔逊旋回。
7.2 讨论
细碧角斑岩-玄武安山岩/玻安岩/高镁安山岩/闪长岩，在头道沟-芹菜沟、小绥河蛇绿岩中均有发育，时空谐合，分布广泛。始四平，经长春、吉林、蛟河、开山屯转林西向北东延展。考虑存在北东向高压-超高压变质带[9][28][35]，俯冲带也呈北东向顺张广才岭地块北缘发展，指示吉林省中部至兴安地区晚古生代存在广阔洋盆。
含铬蛇绿岩、九台张家屯含铬铁矿镁铁-超镁铁质岩块及红旗岭镁铁-超镁铁质岩群，断续NNW向分布，向东有塔东、青龙村、开山屯及五道沟近SN向的也产出镁铁-超镁铁质岩块构造带，而板块缝合带总方向近东西，可能存在转换断层，值得关注与探讨。
锆石年代学主要依据锆石形态标型性解释地质年龄，常常遇到地质年龄(组)间年龄差大的情况(100多甚或200多Ma)，常用加权平均予以处理。建议使用时要特别重视地质环境的影响。
本文作者认为吉林省中部地区(原地槽区)是一条巨型的，由不同规模、不同地质年代、复杂接触关系的不同岩石(块或片)构成的蛇绿构造杂岩带。本次求证的《吉林省中部晚古生代SSZ型蛇绿岩》仅是其组成的一部分。因此，本次研究区岩石的锆石测年常出现多组年龄，无疑是记录了不同地质年代的地质事件，表明确有几次地质年龄峰期，应代表几期强烈岩浆事件，暗示吉林省中部板块碰撞区可能发生过多次碰撞事件。
在头道沟-芹菜沟蛇绿岩中发现蛇纹石化菱镁岩，说明发生过强烈特殊地幔流体交代及碳循环作用。
致谢:本文写作过程中，始终得到吉林省地质调查院首席专家王永胜教授/正高给予热情支持和指导，即将付梓之际，特致感谢!
利益冲突: 作者声明无利益冲突。
[②] *通讯作者 Corresponding author:刘劲鸿，1059858695@qq.com
收稿日期:2024-12-26; 录用日期:2025-01-27; 发表日期:2025-03-28
参考文献(References)
[1] 张进, 邓晋福, 肖庆辉, 等. 蛇绿岩研究最新进展[J]. 地质通报, 2012, 31(1).
[2] 张旗, 周国庆. 中国蛇绿岩[M]. 北京: 科学出饭社, 2001: 01-15\102-117.
[3] 常丽华, 曹林, 高福红. 火成岩鉴定手册[M]. 北京: 地质出版社, 2006: 61-68.
[4] 彭玉鲸, 王占福. 吉林省蛇绿岩问题[J]. 吉林地质, 1997, 16(1): 17-29.
[5] 刘正阳, 李翱鹏, 闫冬, 等. 吉林省小绥河蛇纹岩锆石UPb年代学研究及地质意义[J]. 吉林地质, 2022, 41(4): 1-4.
[6] 王友勒, 苏养正, 刘尔义. 东北区区域地层. 武汉[M]: 中国地质大学出版社, 1997: 40-70.
[7] 朱群, 李之彤. 吉中地区含金火山岩系岩百地球化学特征[J]. 贵金属地质, 1998, 7(2).
[8] 张春艳. 吉林省东部古生代变质杂岩的构造意义[D]. 长春: 吉林大学, 2009.
[9] 刘劲鸿 中国华北地块两类高压变质岩的发现及其地质意义[J. 吉林地质, 2000, 19(1): 86.
https://doi.org/10.3969j.issn.1001-2427.2000.01.016.
[10] 牟芮霆, 裴福萍, 时玉芹. 吉林伊通地区早二叠世火山岩成因———锆石U-Pb年代学和岩石地球化学证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版)2023,(4).
https://doi.org/10.1386/j.crki.dzyzy.1998.02.001.
[11] 韩作振, 宋志刚, 杜庆祥, 等. 吉林省“大黑山条垒带”晚古生代火山事件及构造意义[J]. 地学前缘, 2017.
https://doi.org/10:13745/j.esf.2017.02.018.
[12] 张博. 吉林中部晚二叠世闪长岩岩石成因及其构造意义[D]. 长春: 吉林大学, 2021.
[13] 施林通. 中国细碧-角斑岩的成因演化和分类命名探讨[J]. 地质与勘探, 1982,(2).
[14] 邓晋福, 刘翠, 冯桂芳. 高镁安山岩/闪岩类(HMA)和镁安山岩/闪长岩类(MA): 与洋俯冲作用相关的两类典型火成岩类[J]. 中国地质, 2010, 37(4): 1112-1118.
[15] 史仁灯, 杨经绥, 许志琴. 西藏斑公湖蛇绿混杂岩中玻安岩系火山岩的发现及构造意义[J]. 科学通报, 2004a, 49(12): 1179-1184.
https://doi.org/10.3321/j.issn:0023-074X.2004.12.012.
[16] 史仁灯. 西藏斑公湖MOR 型与SSZ型两套蛇绿岩的 厘定及大地构造意义[D]. 北京: 中国地质科学 院, 2005.
[17] 李承东, 张福勤, 苗来成, 等. 吉林色洛河晚二叠世高镁 安山岩SHRIMP锆石年代学及其地球化学特征[J]. 岩石学报2007(04): 746-767.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0569.2007.04.008.
[18] 付俊或, 孙巍, 于宏斌, 等. 吉林永吉县头道沟地区镁铁———超镁铁质岩U-Pb年代学研究及地质意义[J]. 地质学报, 2018, 92(9): 1959-1972.
[19] 张旭, 肖永春. 吉林蛟河大河深组火山岩成因构造属性探讨[J]. 长春工程学院院报(自然科学版), 2022,(2).
https://doi.org/10.3969/j.issn.1009-8984.2022.03.011.
[20] 吕志成, 段国正, 郝立波, 等. 大兴安岭中段二叠系大石寨组细碧岩岩石学地球化学特征及成因探讨[J]. 岩石学报, 2002, 18(02): 212-222.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0569,2002.02009.
[21] 曹花花, 许文良, 裴福萍, 等. 华北板块北缘东段二叠纪构造属性--来自火山岩锆石U-Pb年代学与地球化学的制约[J]. 岩石学报, 2012(9).
https://doi.org/1000-0569/2012/028(09)-2733-50.
[22] 宋晨, 裴福萍, 魏敬洋, 等. 吉林中部地区余富屯组形成时代及构造意义[J]. 世界地质, 2022,(4).
https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-5589.2022.04.001.
[23] 沈艳杰, 陈博, 李锦毓, 等. 吉林中部早三叠世高镁闪长岩地球化学特征, 岩石成因及地质意义[J]. 黑龙江科技大学学报, 2020, 5): 481-489.
https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-7262.2020.05.004.
[24] 宋志刚. 吉林省景台--乐山地区晚二叠世岩浆岩成因及地质意义[D]. 济南: 山东科技大学, 2018.
[25] 安屹, 杨婧, 张旗, 等. N-MORB、E-MORB和OIB的区别及其可能的原因: 大数据的启示[J]. 地质科学, 2017, 52(3): 727-742.
[26] 刘劲鸿. 吉林省中部发现榴辉岩相蓝晶石石英岩———超高压变质作用证据. 中国地球科学评论[J]. 2024, 3(1): 1-12. DoI: 10. 48014/cest. 202309070.
[27] 宋志刚, 丛文爽, 韩作振. 吉林省石头口门地区早一二叠世砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义[J]. 山东科技大学学报: 自然科学版, 2007,(1).
[28] 宋晨. 长春石头口门组沉积环境及物源: 硅质岩和碎屑锆石证据[D]. 长春: 吉林大学, 2023.
[29] 刘长安, 单际彩, 等. 华北板块北缘东段金多金属成矿远景规划--成矿规律及找矿方向研究(R). 1983: 46-58.(内部资料)
[30] 朴春燮, 屈占儒, 等. 吉林省北部地槽区下古生界金矿地质特征及其分布规律[R]. 1983: 3-55.(内部资料)
[31] 苑清扬, 等. 吉林省永吉-盘石一带下石炭统鹿圈屯组细碧角斑岩建造地质特征及其含铜特征. 1979.(内部资料)
[32] 王子鸣. 吉林省小绥河铬矿地质[Z].(内部资料)
[33] 王聚胜. 李翱鹏, 等. 吉中地区造山带结构特征和大地构造属性研究报告[R]. 2018.(内部资料)
[34] 吉林省地质志(新). 2017.(内部资料)
[35] 刘劲鸿. 吉中地区小梨河蓝片岩相矿物组合--高压变质作用的证据[R]. 2023.(内部资料)
The SSZ Ophiolite Late Paieozoic in the Central Part of Jilin Province
(1. Jilin Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development, Changchun 130000, China
2. Jilin Provincial Geological Survey Institute, Changchun 130000, China
3. Jilin Provincial Institute of Geological Sciences, Changchun 130000, China)
Abstract: This paper conducted petrological and geochemical studies on rock samples obtained from 5 1: 50 000 regional geological survey 22 newly collected rock samples, including 20 items from the new geological of Jilin Province (2017) and others 21 items were completed by peers and 63 rock samples were analyzed for petrology and geochemistry study; U-Pb isotope geochronology study of new made 5 pieces of rock and millstone construction of 8 layers of 70 zircons. Obtain accurate information on the geological age, constituent rock units, geological structural environment, and the time limit of the collision and closure between the Siberian Plate and the North China Plate of serpentinite (suite) , providing empirical evidence of spatiotemporal geological records for understanding the transformation of serpentinite, Central Asian orogenic belt (Jilin section) , and ancient Asian oceanic tectonic domain to the coastal Pacific tectonic domain in the region. The results confirm that the Toudaogou Celery Gully and Xiaosuihe Magnesium Iron Super Magnesium Iron rock blocks in the area, which are temporally and spatially related, constitute the "SSZ type ophiolite in central Jilin Province". The rock units that make up it (from top to bottom) are: marine carbonate rock siliceous rock overlying rock series; spirille hornblende basaltic andesite (boehmite or high magnesium andesite) volcanic rock unit, belonging to E-MORB or P-MORB, formed in a pre arc environment, with a peak age of 300 Ma-265 Ma; cumulate and vein rock units (olivine pyroxene rock, gabbro and diabase) , with an age of 297 Ma-265 Ma. The metamorphic pyroxene peridotite and metamorphic peridotite rock units originate from weakly depleted to weakly metasomatized enriched mantle, with ages ranging from 317 Ma to 270 Ma. The temporal and spatial coordination of each rock unit indicates a typical SSZ type serpentinite, dating back to the Late Paleozoic era. Its unique spatiotemporal characteristics confirm that plate collision and subduction began in the Carboniferous period, with a peak period of 317 Ma-265 Ma; The closure period of the ancient Asian Ocean (250 Ma-243 Ma) ; The cover layer consists of plump conglomerate and Jiangjia conglomerate (250 Ma-243 Ma) .
Keywords: The Central of Jilin Province, Toudaogou-qiancaigou and Xiaosuihe, Late Paleozoic SSZ Type
DOI: 10.48014/cesr.20241226003
Citation: LIU Jinhong, LI Aopeng, LIU Yingying. The SSZ Ophiolite Late Paieozoic in the Central Part of Jilin Province[J]. Chinese Earth Sciences Review, 2025, 4(1): 13-27.