Zircon U-Pb Geochronology and Its Geological Significance of the Basic Volcanic Rocks from the Li'eryu Formation, Liaohe Group in Kuandian Area, Liaoning Province
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摘要: 辽东古元古代构造带内辽河群的形成时代及其演化一直是学者研究的热点.本文对宽甸地区里尔峪组变沉积岩夹层的基性火山岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究.7件基性火山岩样品的锆石分为岩浆锆石和变质锆石.测年结果显示代表岩石成岩年龄的岩浆活动有2期：2 150~2 130 Ma、2 050~2 020 Ma，结合本区出露的酸性火山岩，表明宽甸地区辽河群形成时代至少处于2.17~2.03 Ga.获得的5件斜长角闪岩变质年龄显示变质作用发生在1 900 Ma以后，持续时间比较长为1 870~1 780 Ma；进一步可分为3个阶段1 870~1 861 Ma、1 845~1 842 Ma、1 790~1 780 Ma，变质作用峰期为~1 850 Ma，属于本区古元古代第2个强烈的变质峰期，第3阶段与~1 800 Ma左右的变质事件一致.变质闪长岩（D015）脉体形成时代为1 314±24 Ma，斜长角闪岩（D1465-1）变质年龄为1 290±21 Ma，这是首次在辽东地区识别出中元古代岩浆和变质事件，结合辽西和冀北地区1 320~1 380 Ma岩浆活动，认为这些事件是华北板块对Columbia超大陆的裂解过程的响应.Abstract: The formation age and evolution of the Liaohe Group in the Liao-Ji Paleoproterozoic structural belt have always been a research hotspot. Zircon LA-ICP-MS U-Pb geochronology of basic volcanic rocks intercalated in metamorphic sedimentary rocks of the Li'eryu Formation in Kuandian area is studied. Zircons from seven basic magmatic rocks are divided into magmatic zircons and metamorphic zircons. The dating results show two stages of 2 150－2 130 Ma and 2 050－2 020 Ma, representing the diagenetic age of the rocks. Combined with the acid volcanic rocks exposed in this area, it is considered that the formation age of the Liaohe Group in Kuandian area is at least 2.17－2.03 Ga. The metamorphic ages obtained from five amphibolites show that the metamorphism occurred after 1 900 Ma and lasted from 1 870 to 1 780 Ma, which can be further divided into three phases: 1 870－1 861 Ma, 1 845－1 842 Ma and 1 790－1 780 Ma. The peak period of metamorphism is ~1 850 Ma, which is the second strong metamorphic peak period of Paleoproterozoic in this area. The third stage is consistent with the metamorphic event of ~1 800 Ma. The age of meta diorite (D015) vein is 1 314±24 Ma and metamorphic age of amphibolite (D1465-1) is 1 290±21 Ma. This is the first time that Mesoproterozoic magma and metamorphism events have been identified in eastern Liaoning. Combined with 1 320－1 380 Ma magmatic activity in western Liaoning and northern Hebei, these events are considered as the response of North China Craton to the breakup process of Columbia supercontinent.
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Key words:
- Liaohe Group /
- Li'eryu Formation /
- basic volcanic rocks /
- zircon U-Pb chronology /
- petrology
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中朝克拉通由华北克拉通和朝鲜半岛组成，是欧亚大陆东部主要的太古宙克拉通之一.近年来，研究者对中朝克拉通古元古代构造演化的认识取得了重大进展，认为存在3条古元古代造山带（Zhao et al., 2005, 2012；Zhao and Zhai, 2013），其中胶-辽-吉带是目前唯一被广泛接受的古元古代造山带.此造山带在辽东地区大面积分布，被称为辽吉构造带，是连接辽宁省南部辽南狼林地块和龙岗地块的古元古代造山带（Zhao et al., 2005, 2012）（图 1a）.作为古元古代板块构造演化研究的重要载体，造山带内保存了最完整的前寒武纪早期构造-岩浆-沉积事件，众多学者分别针对其沉积作用（Luo et al., 2008；李壮等，2015；Zhang et al., 2018）、岩浆作用（Li and Zhao, 2007；Meng et al., 2014；陈井胜等, 2017a, 2017b；Xu et al., 2018a, 2018b）、构造作用（Li et al., 2005；Tian et al., 2017）和变质作用（刘平华等，2017；Liu et al., 2019）进行研究，取得了重要认识.
图 1 研究区构造位置（a）、地质简图及采样位置（b）1.中生代地层；2.古生代地层；3.青白口系；4.辽河群；5.早白垩世二长花岗岩；6.中三叠世花岗闪长岩；7.古元古代弱片麻状花岗岩；8.古元古代基性岩体；9.正断层；10.逆断层；11.走滑断层；12.采样点及样品号；13.县；14.乡镇；15.第四系Fig. 1. The tectonic location (a), simplified geological map and samples location (b)造山带内分布大面积的古元古代变沉积岩，分布在辽宁地区的称为南北辽河群，分布于吉林地区的相对应称为老岭群和集安群（刘福来等，2015）.辽河群自下而上可分为浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组，其中大量火山岩存在于里尔峪组，所以对于辽河群的形成时代研究首选里尔峪组火山岩作为研究对象（李壮等，2015；陈井胜等, 2017a, 2017b；Bi et al., 2018；Xu et al., 2020）.也有部分学者用变沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄来限定辽河群形成时代（Zhao et al., 2005；孟恩等，2013），认为其形成于2.05~1.95 Ga（Luo et al., 2008；李壮等，2015）.近些年，通过对里尔峪组内酸性火山岩的识别及其年龄确定，前人认为辽河群沉积时代可能更早，持续时间更长，至少持续了230 Ma（2.19~1.96 Ga）（陈井胜等, 2017a, 2017b；Bi et al., 2018；Xu et al., 2020）.由此可见对于辽河群的沉积时限存在争议，这阻碍了人们对辽-吉带构造演化的认识.宽甸地区分布有大面积的辽河群，其中里尔峪组面积分布很大，里尔峪组火山岩是探讨辽河群形成时代的重要载体.虽然对于宽甸地区辽河群形成时代前人也有报道，但主要以沉积岩为研究对象（孟恩等，2013），对于里尔峪组中存在的基性火山岩尚缺乏研究，从而阻碍了对辽河群的深入认识.此外，基性岩浆是在大陆伸展背景下，来自于陆下软流圈或岩石圈地幔，记录了重要的古大陆裂解地质事件（莫宣学等，2019）.冀北-辽西地区记录了Columbia超大陆中元古代裂解事件（李怀坤等，2009；高林志等，2008；Su et al., 2008；Zhang et al., 2009；Wang et al., 2014），但在属于同一克拉通的辽东地区还未见有报道.本文报道了宽甸地区变质基性火山岩的年代学特征，结合前人研究，用来限制辽河群原岩时代，为辽吉造山带古元古代演化史提供重要信息，为辽东是否存在中元古代超大陆裂解提供依据.
1. 地质背景
1.1 区域地质背景
辽吉造山带属于胶-辽-吉造山带北段，位于华北克拉通东部陆块东北段，处于辽东半岛中部，以大面积分布的变火山-沉积岩为主要特征，其北为龙岗地块，其南为狼林地块（朝鲜境内）（张秋生等，1988）.根据变质程度及岩石组合不同，以盖县-析木城-塔子岭-叆阳一线为界，变火山-沉积岩被划分为南侧的南辽河群和集安群以及北侧的北辽河群和老岭群，经历了低绿片岩-角闪岩相变质作用（白瑾，1993；Li and Zhao, 2007；刘福来等，2015；刘平华等，2017；Liu et al., 2019）.带内还分布有统称为“辽吉花岗岩”的古元古代花岗质岩石及变质基性侵入岩，花岗质岩石岩性分为条痕状或片麻状花岗岩、似斑状石榴二长花岗岩和碱性正长岩.变质基性侵入岩为变质辉长岩和变质辉绿岩（张秋生等，1988）.
1.2 宽甸地区古元古代地质体分布
研究区——宽甸地区处于辽吉构造带内东部，分布有大量的古元古代地质体，包括南辽河群变沉积岩及古元古代侵入岩.其中辽河群缺失底部浪子山组，盖县组出露面积较少，大多分布的是中间层位的里尔峪组、高家峪组和大石桥组.其中里尔峪组岩性为浅粒岩、钠长浅粒岩、磁铁浅粒岩、黑云变粒岩、夹斜长角闪岩及含硼蛇纹石化大理岩；高家峪组岩性为含石墨方解大理岩、变粒岩和片岩；大石桥组岩石组合为透闪变粒岩、白云大理岩夹透辉岩（张秋生等，1988）.同时在宽甸东部地区分布有大面积的古元古代侵入岩，岩性包括条痕花岗岩（李超等，2017）、二长花岗岩质片麻岩（Wang et al., 2017）、花岗伟晶岩脉体（杨红等，2017）.宽甸地区大小分布有50多个硼矿点，产出层位为里尔峪组，所以对其研究多集中在硼矿床（胡古月等，2014），而对于基性火山岩的年代学方面还未见研究.
2. 样品采集及岩相学特征
本文所选样品均采自辽宁省宽甸县东部永甸镇-红石镇-硼海镇-太平哨镇一带，选择的采样层位为南辽河群里尔峪组斜长角闪岩.采样位置见图 1和表 1.野外采样处可见斜长角闪岩与变粒岩、片岩等互层产出（图 2a~2d）.室内经过薄片鉴定显示D014、D016、D018、D019、D1463-1、D1465-1这6件样品为斜长角闪岩，镜下显示细粒片状、柱状变晶结构，块状构造.岩石矿物成分为：斜长石，柱状，聚片双晶，粒径0.05~0.80 mm，含量30%左右；普通角闪石，绿-黄绿色，柱状，中正突起，粒径0.2~2.4 mm，含量60%左右；钾长石，他形板粒状，负低突起，粒径0.05~0.20 mm，含量5%左右；黑云母，褐黄-浅黄色，自形片状，平行消光，粒径0.02~0.20 mm，含量4%左右；金属矿物，他形粒状，不透明，粒径0.02~0.40 mm，约含1%；偶见磷灰石、石榴石（图 2e~2h）.岩石绢云母化、绿泥石化、硅化、钾化、绿帘石化作用明显；有裂隙、石英脉、碳酸盐岩脉发育.原岩为基性火山岩.
表 1 宽甸地区同位素采集点及岩性Table Supplementary Table Isotope collection point and lithology of samples in Kuandian area样品号 采样层位 岩性 采样位置 D014 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°55′53″, N40°39′13″ D015 里尔峪组 变质闪长岩 E124°57′6.5″, N40°38′51.4″ D016 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°55′21.2″, N40°46′40.9″ D018 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°58′43.8″, N40°47′12.8″ D019 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°58′14.9″, N40°47′22.5″ D1463-1 里尔峪组 含磁铁透辉斜长角闪岩 E125°14′6.5″, N40°46′21.7″ D1465-1 里尔峪组 含磁铁透辉斜长角闪岩 E125°16′2.4″, N40°45′7.8″ 
图 2 宽甸地区斜长角闪岩野外照片及显微照片a. D016斜长角闪岩野外产状；b. D018斜长角闪岩野外产状；c. D014斜长角闪岩野外产状；d. D019斜长角闪岩野外产状；e. D014斜长角闪岩显微特征；f. D016斜长角闪岩显微特征；g. D018斜长角闪岩显微特征；h. D1463-1斜长角闪岩显微特征；i. D015变质闪长岩显微特征Fig. 2. Field photographs and photomicrographs of the amphibolite in Kuandian样品D015野外采自与变粒岩和片岩夹层的“斜长角闪岩”，室内薄片鉴定结果为角闪石化变质闪长岩，笔者推测其为中基性脉体，顺层侵入里尔峪组，后期与里尔峪组一起发生了构造变形.岩石呈灰色，具粒柱状变晶结构和变余闪长结构，块状构造.岩石矿物成分：石英，他形粒状，一级灰干涉色，粒径0.05~1.60 mm，含量5%；斜长石，自形柱状，聚片双晶，粒径0.05~0.80 mm，含量25%；普通角闪石，绿-黄绿色，柱状，中正突起，粒径0.2~2.0 mm，含量60%；钾长石，半自形板状，条纹结构，粒径0.1~0.8 mm，含量5%；黑云母，褐黄-浅黄色，自形片状，平行消光，粒径0.05~0.20 mm，含量3%；金属矿物，他形粒状，不透明，粒径0.2~0.8 mm，约含2%（图 2i）；岩石角闪石化、绢云母化、绿泥石化、钾化、硅化、金属矿化作用明显，有石英脉发育.
3. 锆石U-Pb年代学
3.1 分析测试方法
在河北省廊坊市宇能矿物分选有限公司完成样品的破碎和锆石挑选，采用磁选和重液分选出锆石晶体，制靶、固化后打磨抛光使锆石内部结构暴露，用于反射光、透射光、阴极发光（CL）锆石图像采集和锆石U-Pb测年.在北京锆年领航科技有限公司完成阴极发光（CL）锆石图像采集.
样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试在中国地质大学（北京）地质过程与矿产资源国家重点实验室完成.激光剥蚀使用德国相干公司（Coherent）COMPExPro型ArF准分子激光器，质谱仪为美国安捷伦公司7500A型四极杆等离子质谱.激光束斑直径32 μm，激光能量密度10 J/cm2，剥蚀频率8 Hz.剥蚀样品前首先采集30 s的空白，随后进行30 s的样品剥蚀，剥蚀完成后进行2 min的样品池冲洗.载气使用高纯度He气，气流量为600 mL/min；辅助气为Ar气，气流量为1.15 L/min.对于不用同位素的采集时间，204Pb、206Pb、207Pb和208Pb为20 ms，232Th、238U为15 ms，49Ti为20 ms，其余元素为6 ms.使用标准锆石91500（1 062 Ma）作为外标进行同位素比值校正，标准锆石PLE/GJ-1/Qing Hu为监控盲样.元素含量以国际标样NIST610为外标，Si为内标元素进行计算，NIST612和NIST614为监控盲样.使用Glitter软件进行同位素比值及元素含量的计算.谐和年龄及图像使用Isoplot/Ex（3.0）给出（Ludwig，2003）.普通铅校正使用Andersen（2002）给出的程序计算.分析数据及锆石U-Pb谐和图给出误差为1σ，表示95%的置信度.
3.2 锆石U-Pb分析结果
3.2.1 样品D014
样品D014采自红石镇东南5 km处，层位为古元古代辽河群里尔峪组，岩性为斜长角闪岩.该样品中所挑出的锆石粒度大小不一（55~110 μm），形状大多为圆形、半圆形，少量显示为棱角状.根据锆石形态特征可分为两组.第一组锆石颗粒内部结构不清晰（图 3），几乎未见到生长环带，多为圆形和半圆形，锆石的Th/U比值不高，分布在0.06~0.42之间，大多数 < 0.4，而且锆石稀土总含量较低（109×10-6~216×10-6，平均156×10-6），具有平坦Ce分布（δCe平均值为1.01）（图 4），比较低的Nb、Ta含量（平均含量分别为0.34×10-6和0.13×10-6），综合这些特征，指示锆石为变质锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.在谐和图上（图 5a），这一组13个点组成一条线确定一个上交点年龄为1 861±53 Ma（n=13，MSWD=0.39），这个年龄与这13个锆石点获得的1 848±23 Ma（n=13，MSWD=0.39）207Pb/206Pb加权平均年龄一致，这个年龄代表了变质锆石的形成年龄.
图 3 宽甸地区里尔峪组基性火山岩部分锆石阴极发光图像Fig. 3. CL images of the selected zircons of basic volcanic rocks from the Li'eryu Formation in Kuandian area
图 4 宽甸地区里尔峪组基性火山岩锆石稀土元素球粒陨石标准化图解Fig. 4. Chondrite-normalized REE distribution diagrams for different zircons from basic volcanic rocks from the Li'eryu Formation in Kuandian area
图 5 宽甸地区里尔峪组基性火山岩锆石U-Pb年龄谐和图Fig. 5. Zircons U-Pb ages of basic volcanic rocks from the Li'eryu Formation in Kuandian area第二组锆石颗粒内部具有清晰的环带结构，大多显示为棱角状，仅在边部可见到次生加大边，但都很窄（图 3）.这组锆石Th/U比值相对第一组要高，分布在0.22~0.78之间，大多数 > 0.4，此组锆石稀土总含量显著高于第一组（376×10-6~983×10-6，平均588×10-6），具有显著的正Ce异常（δCe平均值为18.57）（图 4），并且本组Nb、Ta含量显著高于第一组（平均含分别为2.62×10-6和0.68×10-6），这些特征指示锆石为岩浆锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.这组锆石207Pb/206Pb加权平均年龄可分为3组2 053±34 Ma（n=3，MSWD=0.50）、2 151±69 Ma（n=2，MSWD=0.03）以及2 298±37 Ma（n=6，MSWD=1.06）（附表1），结合以上叙述，笔者认为2 053 Ma代表了成岩年龄，其余两组较老年龄代表了继承锆石.
3.2.2 样品D016
样品D016采自硼海镇东南8 km公路边，产出层位为古元古代辽河群里尔峪组，岩性为斜长角闪岩.该样品中所挑出的锆石粒度大小相近（70~110 μm），锆石边部大多为圆形、半圆形.锆石颗粒内部结构不清晰（图 3b），生长均匀，环带显示不清，锆石的Th/U比值不高，分布在0.22~0.59之间，大多数小于0.4，而且锆石具有较低的稀土含量（114×10-6~313×10-6，平均211×10-6），具有平坦Ce分布（δCe平均值为1.59）（图 4），很低的Nb、Ta含量（平均含分别为0.48×10-6和0.22×10-6），这些特征指示锆石为变质锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.
该样品共进行了23个锆石颗粒数据分析，其中7个点距离谐和线比较远，其余16个点排列成一条直线，与谐和线的上交点207Pb/206Pb年龄为1 842±57 Ma（n=16，MSWD=0.13），这与在谐和线上的两个点的207Pb/206Pb加权平均年龄1 845±28 Ma（n=2，MSWD=0.80）一致（图 5b），这个年龄代表了变质锆石的形成年龄.
3.2.3 样品D018
此样品采自硼海镇白石村硼矿点，产出层位为古元古代辽河群里尔峪组，岩性为斜长角闪岩.该样品中所挑出的锆石粒度相对较大（70~120 μm），形状大多为圆形、半圆形.部分锆石颗粒内部结构不清晰，生长均匀，未见环带；部分锆石中间可见有暗色古老的锆石作为核，周围为颜色相对较浅的新生锆石（图 3）.锆石的Th/U比值分为两组，第一组为1个，第12号点，打点位置为锆石比较老的核部，其Th/U比值为0.82，锆石具有较高稀土总量（1 004×10-6）（图 4），相对较高的Nb、Ta含量（分别为12.92×10-6和2.78×10-6），笔者推测其为岩浆锆石；其余为第二组，Th/U比值分布在0.06~0.31之间，大多数 < 0.1，锆石稀土总含量相对较低（58×10-6~731×10-6，平均含量341×10-6）（图 4），Nb含量比较低（平均为0.89×10-6），Ta含量很低（平均含为0.49×10-6），这些特征指示锆石为变质锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.
该样品共进行了23个锆石颗粒数据分析.其中12号数据点207Pb/206Pb年龄2 130±19 Ma，代表了岩浆锆石结晶年龄.其余为第二组，22个数据点组成一条直线，与谐和线上交点年龄为1 866±16 Ma（n=22，MSWD=0.13）（图 5c），这与谐和线上15个点（附表1）的207Pb/206Pb加权平均年龄1 868±10 Ma（n=15，MSWD=0.21）在误差范围内一致，这个年龄代表了变质锆石的形成年龄.
3.2.4 样品D019
样品D019采自硼海镇白石村硼矿点，距离D018样品采样位置2 km，产出层位为古元古代辽河群里尔峪组，岩性为斜长角闪岩.此样品锆石粒度不大（60~95 μm），可分为两组.第一组锆石颗粒形态为柱状，核部颜色较深，可见有规律性的生长环带，边部具有较窄的不规则新增生锆石（图 3），Th/U比值相对较高，分布在0.47~4.02之间，全部 > 0.4，具有较高的稀土总量（847×10-6~2 257×10-6，平均含量1 494×10-6）（图 4），具有较高的Nb、Ta含量（平均含量分别为11.51×10-6和6.25×10-6），这些特征指示锆石为岩浆锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.第二组锆石颗粒形态为圆形、半圆形，颜色相对较浅，未见规律性的生长环带（图 3），Th/U比值不高，分布在0.23~0.43之间，大多数 < 0.4，而且锆石具有低稀土总量（117×10-6~438×10-6，平均含量255×10-6）（图 4），较低的Nb、Ta含量（平均含分别为0.74×10-6和0.62×10-6），这些特征指示锆石为变质锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.
该样品共进行了24个锆石颗粒数据分析，其中第一组12个点组成一条线确定一个上交点年龄为2 018±59 Ma（n=12，MSWD=2.8），这个年龄与谐和线附近的7个锆石点获得的2 024±33 Ma（n=12，MSWD=3.1）207Pb/206Pb加权平均年龄一致（图 5d），这些锆石的年龄代表了岩浆锆石的形成年龄即原岩年龄.第二组12个点在谐和线上成群分布，207Pb/206Pb加权平均年龄为1 786±19 Ma（n=12，MSWD=1.8），这个年龄代表了变质锆石的形成年龄（图 5d）.
3.2.5 样品D1463-1
样品D1463-1采自太平哨镇东南15 km观景台路边，产出层位为古元古代辽河群里尔峪组，岩性为斜长角闪岩.此样品锆石粒度变化比较大，粒径为50~140 μm，边部形态为圆形、半圆形，未见有规律性的生长环带，部分锆石中心残留老锆石核，部分锆石核部颜色较浅边部颜色深（图 3），Th/U比值不高，分布在0.13~0.48之间，大多数 < 0.4，而且锆石具有低稀土总量（98×10-6~253×10-6，平均含量155×10-6）（图 4），非常低的Nb、Ta含量（平均含分别为0.28×10-6和0.30×10-6），这些特征指示锆石为变质锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.
该样品共进行了22个锆石颗粒数据分析.从谐和图上看，数据点分为两组，两组均成群分布，第一组11个数据点分布距离谐和线比较远，数据不可用.第二组11个数据点分布在谐和线附近，组成一条线确定一个上交点年龄为1 845±25 Ma（n=11，MSWD=0.44）（图 5e），与这11个点的207Pb/206Pb加权平均年龄1 847±14 Ma（n=11，MSWD=0.03）在误差范围内一致.这个年龄代表一次变质事件.
3.2.6 样品D015
样品D015采自红石镇东5 km处，与里尔峪组变粒岩互层平行产出，作为里尔峪组斜长角闪岩样品，薄片鉴定结果为变质闪长岩，说明其为后期的中性脉岩，顺层侵入里尔峪组，后期与里尔峪组共同变质、变形.此样品锆石为柱状，边部为棱角状，边部可见少量溶蚀边，大多发生了碎裂，粒径变化较大为60~140 μm，部分可见有生长环带，（图 3），Th/U比值比较高，分布在0.60~2.28之间，均 > 0.4，具有非常高的稀土总量（1 212×10-6~5 703×10-6，平均含量2 281×10-6）（图 4），这些特征指示锆石为岩浆锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.
该样品共进行了21个锆石颗粒数据分析.从谐和图上看，这21个点形成的直线与谐和线上交点年龄为1 314±24 Ma（n=21，MSWD=0.14）（图 5f），这与谐和线上3个点的207Pb/206Pb加权平均年龄1 308±25 Ma（n=3，MSWD=0.19）在误差范围内一致，此年龄代表了岩石的成岩年龄，记录了一次中元古代的岩浆事件.
3.2.7 样品1465-1
样品D1465-1采自太平哨镇东南杨木杆硼矿西，产出层位为古元古代辽河群里尔峪组，岩性为斜长角闪岩，与磁铁变粒岩互层.此样品锆石粒度变化比较大，粒径为50~135 μm，边部形态为圆形、半圆形，未见有规律性的生长环带，部分锆石中心残留老锆石核（图 3），Th/U比值不高，分布在0.14~0.40之间，平均 < 0.4，而且锆石具有很低稀土总量（88×10-6~287×10-6，平均含量为176×10-6）（图 4），非常低的Nb、Ta含量（平均含量分别为0.26×10-6和0.23×10-6），这些特征指示锆石为变质锆石（Belousova et al., 2002；李长民，2009）.该样品共进行了21个锆石颗粒数据分析.从谐和图上看，21个数据形成的一条直线与谐和线交点年龄为1 290±21 Ma（n=21，MSWD=5.0）（图 5g），代表了中元古代一次变质事件.
综上所述，从宽甸地区里尔峪组基性火山岩7个样品的锆石U-Pb年龄可以看出，里尔峪组代表岩石成岩年龄的岩浆活动有2期：2 150~2 130 Ma、2 050~2 020 Ma.变质作用发生在1 900 Ma以后，持续时间比较长为1 870~1 780 Ma，进一步可分为3个阶段1 870~1 861 Ma、1 845~1 842 Ma、1 790~1 780 Ma，变质作用峰期为~1 850 Ma（图 5h）.除此之外还显示出一次中元古代的岩浆事件（~1 310 Ma）及随后发生的变质事件（~1 290 Ma）.
4. 讨论
4.1 宽甸地区辽河群形成时代
辽河群形成时代一直是研究人员关注的热点，尤其是近些年中国地质调查局在辽东地区开展大面积1：5万区域地质调查，对于辽河群的形成时代取得了重要认识，但由于选择研究对象的不同，在认识上还存在分歧.部分学者以辽吉构造带辽河群里尔峪组、高家峪组和大石桥组夹层的酸性火山岩（李壮等，2015；陈井胜等, 2017a, 2017b；Bi et al., 2018；Xu et al., 2020）和基性火山岩为研究对象（刘平华等，2017；Xu et al., 2018b），获得了一些可靠的能够直接反映辽河群形成时代年代学数据，认为辽河群形成时代跨度很大，形成于2.19~1.96 Ga之间（陈井胜等，2017b）.另一方面，其他学者通过变质作用研究（刘福来等，2015；刘平华等，2017；Liu et al., 2019）及变沉积物的碎屑锆石研究（Zhao et al. 2005；Lu et al. 2006；Luo et al. 2008）也间接限定了辽河群形成时限，此种方式以获得的成群分布的最年轻的碎屑锆石时代来限定辽河群形成的上限，所以获得的年龄往往要偏年轻.这些研究几乎全部集中在辽阳以及海城南部一带，对于宽甸地区的辽河群研究很少.
宽甸地区大小分布有50多个硼矿点，产出层位为里尔峪组，所以对其研究多集中在硼矿床的形成与演化方面（胡古月等，2014），而对于基性火山岩的年代学方面还未见报道.对于宽甸地区辽河群形成时代，孟恩等（2013）通过对宽甸地区大面积分布的古元古代变质沉积岩的研究将辽河群形成时代范围限定为2 035~1 885 Ma.胡古月等（2014）通过对硼矿含电气石变粒岩进行锆石U-Pb年代学研究，认为本区辽河群形成时代最早应该为2 174±10 Ma.本次通过宽甸地区基性火山岩锆石U-Pb测年，获得里尔峪组代表岩石成岩年龄的岩浆活动有2期：2 150~2 130 Ma、2 050~2 020 Ma.结合本次基性火山岩结晶年龄认为宽甸地区辽河群形成时代至少处于2.17~2.03 Ga.
4.2 辽东地区古元古代变质作用
辽吉构造带内分布有大面积古元古代变质火山-沉积岩、变质侵入岩，前人对它们的变质时代进行过研究（Lu et al., 2006；孟恩等，2013；刘福来等，2015）.Yin and Nie（1996）在北辽河群中一条主剪切带中获得黑云母的Ar-Ar年龄，进而认为北辽河群峰期变质时代应在1 896±7 Ma之前开始；众多学者分别在辽河群浪子山组、里尔峪组、老岭群和集安群不同类型变质岩石中获得的变质年龄可分为2期：1.90~1.95 Ga和~1.85 Ga左右（刘福来等，2015；刘平华等，2017；Liu et al., 2019；Bi et al., 2018）.还有一些学者在辽东地区古元古代侵入岩中获得了大量处于1.90~1.85 Ga之间的变质年龄，包括在变质基性岩浆里获得了1 897~1 900 Ma、~1 880 Ma和1 878~1 850 Ma的变质年龄（Meng et al., 2014；Xu et al., 2018a；Xu et al., 2018b），在花岗质岩体中获得了1 907 Ma、1 879 Ma、1 890 Ma的变质年龄（高铂森等，2017；Wang et al., 2017）.刘福来等（2015）对胶-辽-吉古元古代构造带内集安群和老岭群、南、北辽河群以及荆山群和粉子山群中富Al片岩-片麻岩中变质锆石进行了系统定年研究，认为峰期变质阶段应该为1.90~1.95 Ga，~1.85 Ga是第2个强烈的变质阶段，而~1.80 Ga代表后期的热液改造；Liu et al.（2019）通过对锆石和独居石U-Pb定年及麻粒岩P-T-t轨迹研究，认为造成古元古代变质事件的造山运动持续时间很长，从1 950 Ma一直到1 800 Ma.
本次在宽甸地区古元古代基性火山岩变质锆石中获得变质年龄为1 870~1 780 Ma，进一步可分为3个阶段1 870~1 861 Ma、1 845~1 842 Ma、1 790~1 780 Ma，变质作用峰期为~1 850 Ma（图 5h）.前两个阶段的变质年龄与前人认识一致，属于第2个强烈的变质峰期.第3阶段的变质年龄相对比较年轻，应该与~1 800 Ma左右的变质事件一致.
4.3 宽甸地区中古元古代岩浆-变质作用
本次工作除了获得古元古代岩浆-变质事件的记录之外，还显示出一次中元古代的岩浆事件（~1 310 Ma）及随后发生的变质事件（~1 290 Ma）.在辽东地区还未见中元古代岩浆活动报道，但在华北板块的辽西地区有此时的岩浆记录.李怀坤等（2009）对华北克拉通马兰峪隆起北侧侵入青白口系下马岭组页岩中的辉绿岩床开展研究，认为其形成时代为1 320±6 Ma；Wang et al.（2014）通过对辽西凌源-建平侵入长城系辉绿岩脉体的斜锆石进行SIMS定年，获得其形成时代为1 320~1 330 Ma；Zhang et al.（2009）获得辽西朝阳地区侵入蓟县系雾迷山组白云岩内辉绿岩床的锆石及斜锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果分别为1 345±12 Ma和1 353±14 Ma.除此之外，一些学者在冀北地区青白口系下马岭组凝灰岩中获得锆石SHRIMP U-Pb同位素测年结果分别为1 368±12 Ma、1 370±11 Ma、1 366±9 Ma、1 379±12 Ma、1 380±36 Ma（高林志等，2008；Su et al., 2008）.本次研究，变质闪长岩（D015）锆石U-Pb年龄（1 314±24 Ma）是首次在辽东获得的中元古代岩浆活动的记录.同时获得的斜长角闪岩（D1465-1）变质年龄为1 290±21 Ma，说明辽东地区在中元古代还存在一次变质事件.这些精确年代学的获得表明华北克拉通北部的冀北-辽西-辽东地区在中元古代中期发育有一定规模的岩浆活动和变质事件，这些事件是华北板块对Columbia超大陆的裂解过程的响应（Wang et al., 2014）.
5. 结论
（1）宽甸地区里尔峪组基性火山岩7个样品的锆石U-Pb年龄可以看出，里尔峪组中代表岩石成岩年龄的岩浆活动有2期：2 150~2 130 Ma、2 050~2 020 Ma.结合本区出露的酸性火山岩，表明宽甸地区辽河群形成时代至少处于2.17~2.03 Ga.
（2）宽甸地区获得的古元古代变质锆石年龄为1 870~1 780 Ma，进一步可分为3个阶段1 870~1 861 Ma、1 845~1 842 Ma、1 790~1 780 Ma，变质作用峰期为~1 850 Ma，属于第2个强烈的变质峰期.第3阶段与~1 800 Ma左右的变质事件一致.
（3）变质闪长岩（D015）和斜长角闪岩（D1465-1）锆石U-Pb年龄分别为1 314±24 Ma和1 290±21 Ma，这是首次在辽东地区识别出的中元古代岩浆和变质事件.结合辽西和冀北地区1 320~1 380 Ma岩浆活动，表明这些事件是华北板块对Columbia超大陆的裂解过程的响应.
附表见本刊官网（http://www.earth-science.net）.
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图 1 研究区构造位置（a）、地质简图及采样位置（b）
1.中生代地层；2.古生代地层；3.青白口系；4.辽河群；5.早白垩世二长花岗岩；6.中三叠世花岗闪长岩；7.古元古代弱片麻状花岗岩；8.古元古代基性岩体；9.正断层；10.逆断层；11.走滑断层；12.采样点及样品号；13.县；14.乡镇；15.第四系
Fig. 1. The tectonic location (a), simplified geological map and samples location (b)
图 2 宽甸地区斜长角闪岩野外照片及显微照片
a. D016斜长角闪岩野外产状；b. D018斜长角闪岩野外产状；c. D014斜长角闪岩野外产状；d. D019斜长角闪岩野外产状；e. D014斜长角闪岩显微特征；f. D016斜长角闪岩显微特征；g. D018斜长角闪岩显微特征；h. D1463-1斜长角闪岩显微特征；i. D015变质闪长岩显微特征
Fig. 2. Field photographs and photomicrographs of the amphibolite in Kuandian
图 3 宽甸地区里尔峪组基性火山岩部分锆石阴极发光图像
Fig. 3. CL images of the selected zircons of basic volcanic rocks from the Li'eryu Formation in Kuandian area
图 4 宽甸地区里尔峪组基性火山岩锆石稀土元素球粒陨石标准化图解
Fig. 4. Chondrite-normalized REE distribution diagrams for different zircons from basic volcanic rocks from the Li'eryu Formation in Kuandian area
图 5 宽甸地区里尔峪组基性火山岩锆石U-Pb年龄谐和图
Fig. 5. Zircons U-Pb ages of basic volcanic rocks from the Li'eryu Formation in Kuandian area
表 1 宽甸地区同位素采集点及岩性
Table 1. Isotope collection point and lithology of samples in Kuandian area
样品号 采样层位 岩性 采样位置 D014 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°55′53″, N40°39′13″ D015 里尔峪组 变质闪长岩 E124°57′6.5″, N40°38′51.4″ D016 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°55′21.2″, N40°46′40.9″ D018 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°58′43.8″, N40°47′12.8″ D019 里尔峪组 斜长角闪岩 E124°58′14.9″, N40°47′22.5″ D1463-1 里尔峪组 含磁铁透辉斜长角闪岩 E125°14′6.5″, N40°46′21.7″ D1465-1 里尔峪组 含磁铁透辉斜长角闪岩 E125°16′2.4″, N40°45′7.8″ 
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