一、绿岩带的同位素年代学
根据前人的工作基础，区内太古宙花岗质岩体及与成矿关系较为密切的钾质花岗岩体缺少确切的同位素年龄资料，因而对分布在矿区内的英云闪长岩体和钾质花岗岩进行了颗粒锆石U-Pb同位素年龄的测定。
（一）八家子矿区英云闪长质片麻岩颗粒锆石U-Pb年龄
夹皮沟矿区的主要花岗质岩石为英云闪长质片麻岩和奥长花岗质片麻岩。一般奥长花岗岩出露于岩体的内部，英云闪长岩分布在岩体的边部，岩石具明显片麻理构造。我们在八家子矿区400m中段距石门100m处采集了91Q232英云闪长质片麻岩样品（图版Ⅰ-2）。岩石灰白色，具片麻理构造，样品中锆石有长柱、短柱和粒状，呈紫红色，大多数锆石颗粒较小（＜50μm），少部分粒度较大为100～300μm。粒度较大的锆石呈它形、具贝壳状断口，油脂光泽，从91Q232号样品中选取了3个试样点作一组，其中两个试样为紫色透明长柱状锆石，Pb-Pb表面年龄分别为2503、2514Ma，另1个试样为紫色透明它形锆石，Pb-Pb表面年龄为2506Ma，三个试样的U-Pb不一致线上交点年龄为2521±14Ma（见表4-1和图4-1）。
表4-1 八家子矿区英云闪长质片麻岩（91Q232）颗粒锆石U-Pb同位素分析
注：括号内数字指2σ的误差；分析单位为天津地矿所同位素地质研究室。
（二）板庙岭钾质花岗岩颗粒锆石U-Pb年龄
板庙岭钾质花岗岩体（图版Ⅰ-4），由高兴—板庙子—二道沟—白水滩，呈NW向带状展布，受断裂控制，长近50km，宽2～10km，两端宽，中间窄，形同哑铃。岩体将绿岩带和片麻岩－麻粒岩区分开，钾质花岗岩体与夹皮沟金矿关系密切。在援朝沟—杨家店岭上采集的岩石样品（编号为91Q263），浅肉红色、具中粒花岗变晶结构和块状构造。该样品中锆石具长柱状和短柱状两种，长短轴之比为1:1.5～1:4，深紫色到棕红色，粒度较大，为100～400μm。从91Q263号样品中选取了5个试样点作一组，其中深紫红色透明短柱状晶体两个，浅紫红色透明长柱状晶体一个，浅紫红色透明短柱状晶体一个和深紫红色长柱状自形晶一个；它们的Pb-Pb表面年龄为2510、2512、2501、2512和2480Ma，均比较接近，最大和最小数值相差仅32Ma。5个试样U-Pb不一致线上交点年龄为2505±14Ma（见表4-2和图4-2）。
图4-1 英云闪长质片麻岩（91Q232）颗粒锆石U-Pb年龄图
表4-2 板庙岭钾质花岗岩（91Q263）颗粒锆石U-Pb同位素分析
注：括号内数字指2σ的误差；分析单位为天津地矿所同位素地质研究室。
（三）夹皮沟绿岩带形成时代讨论
夹皮沟岩群的表壳岩被花岗质岩石侵入、穿切、肢解成大小不等的残块，同时后期又遭受强烈的变质－变形的改造，因而对采集具有代表性的样品有一定的难度，戴薪义等（1989）在夹皮沟下部层位老牛沟岩组的5个斜长角闪岩样品中（图版Ⅰ-1），取得了Rb-Sr全岩等时线年龄为2766.3±266.5Ma,87Rb/86Sr值变化为0.11693～0.44939,87Sr/86值变化为0.70563～0.71977,ISr为0.701573±0.001126，斜率为0.040063±0.00394（见表4-3和图4-3）。
图4-2 钾质花岗岩（91Q263）颗粒锆石U-Pb年龄图
表4-3 夹皮沟岩群斜长角闪岩Rb-Sr全岩等时线年龄数据
注：a=0.701573±0.001126,b=0.040063±0.00394,t=2766.3±266.5Ma。
分析单位：中国地质科学院地质所。
周燕等（1993）对夹皮沟、二道沟、老牛沟等地金矿围岩中的花岗闪长质片麻岩作了Sm-Nd和Rb-Sr全岩等时线年龄测定。Sm-Nd全岩等时线年龄为2639±61Ma,143Nd/144Nd初始值为0.51113，相关系数r=0.999，模式年龄tDM为2710～2810Ma，εtNd（t）为＋2.7～＋3.3。Rb-Cr全岩等时线年龄为2516±142Ma,ISr为0.70354，相关系数r=0.9967，同时取得U-Pb年龄为2479Ma。根据目前的实验结果，中酸性岩浆可以在地壳深部从镁铁质熔融物中部分熔融而成，而本区花岗闪长质片麻岩的tDM（2710～2810Ma）可能反映其源岩的形成年龄。该年龄值与上述斜长角闪岩的Rb-Sr全岩等时线年龄（2766±266.5Ma）比较接近，而且斜长角闪岩的ISr基低，为0.701573；这说明斜长角闪岩来自地幔，2766Ma代表了其形成年龄。
图4-3 夹皮沟岩群斜长角闪岩Rb-Sr全岩等时线图
对八家子矿区英云闪长质片麻岩取得的颗粒锆石U-Pb年龄为2521±14Ma，推测这代表了侵入绿岩带的TTG岩体的形成年龄。此外林宝钦（1986）在腰子一带取得了奥长花岗岩锆石U-Pb年龄为2565Ma和2497Ma也与本次取得的年龄数据相近。
前人对板庙岭钾质花岗岩没有确切的年龄报道，由于该岩体内部常见夹皮沟岩群的表壳岩和TTG质片麻岩的捕虏体，表明其侵位晚于绿岩带和TTG岩石。而在侵入板庙岭钾质花岗岩的伟晶岩中的白云母，用K-Ar法测得年龄为1754Ma（1:20万桦树林子幅，1972），可推测其侵位年代是古元古代；本次研究工作中，在钾质花岗岩中取颗粒锆石U-Pb年龄为2505±14Ma，说明侵位时间不是古元古代，而是新太古代，是本区新太古代绿岩带形成、演化的最晚期侵入体。
综上所述，夹皮沟绿岩带大致形成于2766Ma，与其有关的花岗质岩石，早期钠质花岗岩（即TTG岩系）形成于2521Ma，晚期钾质花岗岩的侵位时间为2505Ma，而TTG岩系的变质年龄则为2516Ma。
二、老金厂－白山镇片麻岩－麻粒岩区的同位素年代学
老金厂－白山镇片麻岩－麻粒岩区为本区太古宙地体的主体，其中80%～90%为花岗质岩石；其次为表壳岩、紫苏花岗岩和镁铁质－超镁铁质侵入岩，位于龙岗古陆核的北东边缘，主要出露在二道沟、老金厂、会全栈和白山镇等地。这次重点对花岗质岩石进行了同位素年龄的测定和研究。
（一）白山镇花岗闪长质片麻岩颗粒锆石U-Pb年龄
本次工作在白山电站大坝区采集了花岗闪长质片麻岩（91Q266）颗粒锆石U-Pb样品（图版Ⅰ-3）。该岩石类型是构成白山镇穹隆的主体，分布面积广泛，岩石呈灰白色，片麻理明显，有较多的斜长角闪岩包体，并见后期长英质岩脉穿切。样品中锆石主要呈长柱状、锥柱状，长短轴之比为1:2～1:4；粒径多为100～300μm；颜色有3种，乳黄色透明—半透明，浅砖红色透明—半透明和深棕色半透明—不透明；表面有强烈溶蚀现象，凹凸不平，少量锥柱状锆石已溶蚀成卵形。从91Q266号样品中选取4个试样点为一组，其中两个是浅黄色半透明3:1长柱状锆石，两个是黄色半透明3:1长柱状锆石；所获得的4个Pb-Pb表面年龄值分别为2508、2476、2445、2376Ma，其最大最小之差达132Ma。4个试样U-Pb不一致线的上交点年龄为2573±43Ma（见表4-4和图4-4）。
表4-4 白山镇花岗闪长质片麻岩（91Q266）颗粒锆石U-Pb同位素分析
注：括号内数字指2σ的误差；分析单位为天津地矿所同位素地质研究室。
图4-4 花岗闪长质片麻岩（91Q266）颗粒锆石U-Pb年龄图
（二）老牛沟紫苏花岗岩颗粒锆石U-Pb年龄
在老牛沟村口山坡上采集了紫苏花岗岩（91Q148）样品。紫苏花岗岩呈肉红色，块状、片麻理较清楚，有斜长角闪岩的包体。样品中锆石多为棕红色透明双锥长柱状晶体和浅棕红色方形长柱状晶体，见有少量棕红色短粗浑圆粒状和深色半透明方形柱状锆石，粒径多为50～250μm，长柱状晶体长短轴之比为1:3～1:4，双锥长柱状晶体为1:2，晶棱和晶面溶蚀现象明显。91Q148样品中选取7个试样为一组，其中5个为棕红色透明长柱状晶体，1个为棕红色透明短粗浑圆晶体和1个深色不透明方形柱状晶体，分别获得7个Pb-Pb表面年龄：2517、2506、2485、2464、2496、2511和2485Ma。7个样品U-Pb不一致线上交点年龄为2491±26Ma（见表4-5和图4-5）。
表4-5 老牛沟紫苏花岗岩（91Q148）颗粒锆石U-Pb同位素分析
注：括号内数字指2σ的误差；分析单位为天津地矿所同位素地质研究室。
（三）老金厂－白山镇片麻岩－麻粒岩区形成时代讨论
本区表壳岩均零星地分布在花岗质岩石中，以包体形式产出；本次工作对表壳岩没有进行测年。前人曾作了大量的K-Ar法年龄测定，但数据普遍较低；这由于K-Ar法测定的角闪岩、黑云母等矿物的封闭温度仅为530℃和280℃，因而在高级变质作用下K-Ar体系重设，其年龄不是形成年龄，而反映为冷却年龄。徐公愉等（1986）在桦甸杨家店小桥北头西侧采集了斜长角闪岩9个样品；得到Pb-Pb全岩等时线年龄为2950Ma,a=11.81425,b=0.21561,r=0.58856。但该组数据在等时线中未能拉开，相关系数又较低，因而年龄的确切程度较差。
据地质特征和与清原片麻岩－麻粒岩区表壳岩年龄相比，该年龄可能反映表壳岩的一次变质年龄。周燕等（1993）在工人坟、老牛沟一带对黑云二辉麻粒岩作了Sm-Nd和Rb-Sr全岩等时线的年龄测定；Sm-Nd等时线年龄为2505±43Ma,143Nd/144Nd的初始值为0.51066,tDM=2840～3000Ma，εNd（t）＝-0.6～-0.2。Rb-Sr等时线年龄为2589Ma,ISr为0.7024。黑云二辉麻料岩常呈厚层状产出，岩性较稳定，根据其化学成分的特征推断，其原岩为安山质玄武岩，属于钙碱系列；岩石的固结指数较低，说明是原始岩浆分异的结果。根据上述同位素数据，可以推测在大约3Ga左右，在亏损地幔区有镁铁质岩浆的喷发；而在基性岩浆演化时，同时还有较多的地壳物质的混入，使εNd（t）变化于-0.6与-0.2之间，在295Ma左右有一次变质作用时期，在2500Ma左右对表壳岩叠加了一次更为强烈的变质作用。
图4-5 紫苏花岗岩（91Q148）颗粒锆石U-Pb年龄图
笔者在白山电站花岗闪长质片麻岩中测得的颗粒锆石U-Pb年龄为2572±38Ma，毕守业（1990）在白山镇英云闪长岩中测得的常规锆石U-Pb年龄为2562Ma，同年在老牛沟村口紫苏花岗岩中测得的颗粒锆石U-Pb年龄为2491±26Ma，这些可能均反映在2.5Ga左右，岩石遭受了强烈的构造岩浆活动改造，是变质年龄。1978年吴家弘等（林宝钦，1986）在会全栈一带TTG质片麻岩中采集了7个样品（分两组），进行了Rb-Sr全岩等时线年龄测定（见图4-6）：相关系数r=0.9974,ISr为0.70089±0.00041，等时线年龄为2971±95Ma；这可能反映花岗质岩石形成年龄。但其数值大于TTG质片麻岩的模式年龄（tDM），尚待研究。
总之，老金厂－白山镇片麻岩－麻粒岩区的表壳岩形成年代约为3000Ma；在2950Ma左右有一次构造－岩浆地质事件；TTG岩浆侵入和表壳岩的变质，在2500Ma左右，有一次更为强烈的构造地质事件，使早期形成的TTG岩系、紫苏花岗岩强烈改造，也使大部分岩石中的锆石样品年龄在2500±5Ma，仅有少数样品保留了2900Ma左右的年龄信息，因此本区片麻岩－麻粒岩区形成在新太古代早期—中太古代。
图4-6 会全线一带高级区TTG质片麻岩Rb-Sr等时线年龄图
（吴家弘等，1978）
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