南岭东段淋洋岩体的锆石铀-铅定年及其构造和成矿意义_孙艳.pdf

2012 年 8 月 August 2012 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 31，No． 4 730 ～735 收稿日期 2011 －12 －31; 接受日期 2012 －03 －23 基金项目 中国地质大调查项目 “南岭地区岩浆岩成矿专属性研究” 1212011120989 ， “我国重要矿产和区域成矿规律研 究” 1212010633903 ; 国家深部探测技术与实验研究专项“南岭成矿带地壳岩浆系统结构探测实验” 课题 SinoProbe 0301 ， “南岭于都赣县矿集区立体探测技术与深部成矿预测示范” 课题 201011048 ; 我国三稀金 属资源战略调查 “我国三稀资源战略调查及综合” 项目 1212011220803 作者简介 孙艳， 助理研究员， 构造地质学专业。E- mail sunyan517163． com。 文章编号 0254 －5357 2012 04 －0730 －06 南岭东段淋洋岩体的锆石铀 － 铅定年及其构造和成矿意义 孙艳1， 2，李建康2，陈振宇2，陈郑辉2，侯可军2，赵正3 1． 中国地质大学 北京 ，北京100083; 2． 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037; 3． 中国地质科学院，北京100037 摘要 南岭东段淋洋岩体研究程度低， 成岩时代众说纷纭， 其主要由中细 － 中粗粒斑状黑云 二云 花岗岩组 成。本研究运用激光剥蚀 － 多接收器电感耦合等离子体质谱 LA － MC － ICPMS 对岩体进行锆石U － Pb精 确测年。定年结果表明， 淋洋岩体某一断层附近花岗岩的成岩年龄为 233． 1 1． 3 Ma MSWD 1． 11 ， 下 村矿点附近岩体的成岩年龄为 243． 3 2． 1 Ma MSWD 2． 3 ， 二者均属于印支期， 说明淋洋岩体形成于 印支期陆陆碰撞和地壳抬升和增厚的构造环境， 暗示淋洋岩体可能存在印支期或燕山期的成矿作用， 具有进 一步研究的价值。 关键词 淋洋岩体; 下村矿点; 锆石 LA － MC － ICPMS U － Pb 定年; 成岩时代; 印支期 中图分类号 P597． 3; P612文献标识码 A U- Pb Dating of Zircons from the Linyang Granitic Intrusion in the Nanling Metallogenic Belt and Its Significance to Tectonics and Metallization SUN Yan1， 2，LI Jian- kang2，CHEN Zhen- yu2，CHEN Zheng- hui2，HOU Ke- jun2，ZHAO Zheng3 1． China University of Geosciences Beijing ，Beijing100083，China; 2． Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resource Assessment，Institute of Mineral Resources， Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China; 3． Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China Abstract The Linyang granitic intrusion is located in the east segment of the Nanling metallogenic belt． Due to a lack of research，it is not well known for its emplacement age． In this paper，the zircon U- Pb dating results from the Linyang granite through Laser Ablation- Multicollector Inductively Coupled Plasma- Mass Spectrometry LA- MC- ICPMS show that the granite near a fault and Xiacun ore spot intrude at 233． 1 1． 3 Ma and 243． 3 2． 1 Ma，respectively． Therefore，the Linyang granite ed in the Indo- Chinese epoch during the continent- continent collision together with uplifting and thickening of the earth s crust，and further research is necessary for the potential metallization of the Linyang intrusion that possibly occurred in the Indo- Chinese epoch or Yanshan epoch． Key words Linyang granitic intrusion; Xiacun ore spot; zircon LA- MC- ICPMS U- Pb dating; petrogenic age; Indo- Chinese epoch 037 ChaoXing 淋洋岩体位于 1 ∶ 20 万井冈山幅、 永兴幅、 郴州 幅和赣州幅四个图幅的相邻部位， 也位于江西省和 湖南省的交界部位， 以往工作程度比较低， 对于其成 岩时代不统一。莫柱孙曾在1980 年 南岭花岗岩地 质学 书中指出淋洋岩体是燕山期侏罗纪第一阶段 第一次成岩， 该过程成岩是万洋山诸广山地区侏 罗纪最早也是规模最大的一次侵入活动的产物， 岩 性主要为黑云母花岗岩 ［1 ］。赵懿英等［2 ］和胡受奚 等 ［3 ］在 1991 年提出在多时代万洋山诸广山复式 岩体中， 淋洋下村明显是属于燕山早期。李献华 等指出诸广山北段的淋洋岩体属于印支期花岗岩， 与南体的白云圩、 闻韶、 油洞等岩体构成近南北向的 带状分布 ［4 ］， 岩性变化小， 以黑云母二长花岗岩和 二云母二长花岗岩为主。可见此岩体的形成年代存 在一定争议。本文在该区某断层和下村钨矿点分别 采集样品， 运用激光剥蚀 － 多接收器电感耦合等离 子体质谱 LA － MC － ICPMS 对岩体进行了精确定 年， 对厘定成岩时代具有重要意义。 图 1淋洋岩体地质矿产简图及露头特征 据 1∶ 20 万井冈山幅修改， 标示了采样位置 Fig． 1Simplified geologic map of the Linyang granite，showing the sampling location 1地质背景 淋洋岩体位于黄坳大断裂之南侧， 分布于湖南 省之下洞、 桥头及江西省之水口、 淋洋、 山义岽、 七岭 一带。由长石斑晶定向排列代表的岩体流动构造常 常可见， 主要呈北东方向， 与黄坳大断裂走向相近。 淋洋岩体的边缘相不发育， 呈细粒斑状结构， 而广泛 出露的过渡相则岩性稳定， 主要为中细 － 中粗粒斑 状黑云 二云 花岗岩。靠近岩体边缘或顶部由于 同化混染作用， 往往出现偏中性之黑云二长花岗岩， 斜长石成分偏基性 中 － 更长石 ， 含量超过钾长 石， 黑云母较富 12 ～17 。岩体另一特点是岩 浆期后沿北东向断裂分布之红长石化 碱性交代 比较发育， 如靠湖南边境的关口夏洞桥头一带 黄坳大断裂南侧 和湖南横店一带， 岩石经碱质交 代后形成大量红色长石， 石英减少到 10 ～ 20， 微斜长石增至 50 ～ 70， 钠长石为 20 ～ 40， 并有少量黑云母、 蠕绿泥石、 锆石、 磷灰石、 褐帘石、 榍石、 磁铁矿等， 属交代正长岩 ［5 ］。 2样品特征及分析方法 2． 1样品采集及特征 本次用于锆石定年的花岗岩样品采自两个地 点 其一是从大汾镇去往淋洋镇的公路边 图 1 ， 137 第 4 期孙艳， 等 南岭东段淋洋岩体的锆石铀 － 铅定年及其构造和成矿意义第 31 卷 ChaoXing 该区岩体被断层错开， 石英脉沿裂隙贯入， 上盘风化 程度较下盘高， 上盘颜色明显浅于下盘， 下盘铁染程 度强于上盘， 在上盘、 下盘和石英脉各取一块粗粒含 斑花岗岩， 编号为 JGSly －1; 其二是下村钨矿点， 岩 石含斜长石巨斑晶， 石英脉中含硫化物， 编号为 JGSxc －1。 2． 2样品测定 样品的测试工作是在中国地质院矿产资源研究 所完成。首先， 将样品破碎， 用常规重力和磁选方法 分选出锆石， 将待测锆石样品、 锆石标准和人工合成 的 NIST 612 硅酸盐玻璃分别用胶粘在载波片上， 放 上 PVC 环， 然后将环氧树脂和固化剂进行充分混合 后注入 PVC 环中， 待树脂充分固化后将样品座从载 玻片上剥离， 并对其进行剖光 ［6 ］。用酒精轻擦样品 表面 后， 利 用 带 有 多 个 离 子 计 数 器 的 Finnigan Neptune 型多接收器电感耦合等离子体质谱仪 MC － ICP － MS 及配套的 Newwave UP 213 Nd YAG 激 光剥蚀系统建立的锆石微区 U － Pb 定年方法对淋 洋岩体锆石中 32 个点进行了详细的定年研究。 2． 3分析结果 由图2 和图3 可以看出， 淋洋岩体中的锆石颗粒 大小不均， 小至50 μm， 大到200 μm， 锆石破碎程度较 弱。淋洋岩体岩浆期后气液交代的影响， 锆石大部分 遭受熔蚀， 表面有蠕虫状小洞， 晶棱晶面残缺， 表面粗 糙， 并有其他矿物脱落痕迹， 具气态固态包体。阴极 发光图像揭示锆石发育细密的岩浆结晶振荡环带， 与 典型中酸性侵入岩的岩浆锆石特征一致。 由图 4 和图 5 看出， 淋洋 JGSly －1 样品锆石测 年数据点共 16 个， 15 点的206Pb/ 238U 加权平均年龄 为 233． 1 1． 3 Ma MSWD 1． 11 ， 属于中生代 三叠纪晚期; 只有 JGSly －1 －11 点的锆石 U － Pb 年 龄为 929． 93 Ma， 年龄较老， 为新元古代早期青白口 纪捕获的碎屑锆石。在下村矿点， JGSxc －1 样品中 16 个锆石测点的分析结果， 经校正获得的206Pb/ 238U 加权平均年龄为 243． 3 2． 1 Ma MSWD 2． 3 。 因此， 淋洋岩体主体形成于印支期， 并捕获了新远古 代的锆石， 经历了较长时间的构造演化。 3讨论 3． 1时代问题 淋洋岩体属于由中 － 中粗粒斑状黑云母花岗岩 组成的岩基， 以往被认为是燕山早期第一阶段第一 序次的大型岩基， 侵入到加里东期汤湖岩体之中， 与 弹前岩体属于同一时期、 同一性质 ［1 ］。本次通过单 图 2淋洋岩体 JGSly －1 样品的代表性锆石的阴极发光图像 Fig． 2Typical zircon cathodoluminescence images of JGSly- 1 sample from Linyang granite 圆圈表示分析位置， 序号表示分析点位， 数据为206Pb/238U 比值。 图 3淋洋岩体 JGSxc －1 样品的代表性锆石的阴极发光图像 Fig． 3Typical zircon cathodoluminescence images of JGSxc- 1 sample from Linyang granite 圆圈表示分析位置， 序号表示分析点位， 数据为206Pb/238U 比值。 颗粒锆石精确定年研究， 证明该岩体的成矿时代比 较复杂， 记录下来的 U － Pb 年龄数据有印支期的， 也有新元古代早期青白口纪 929． 93 Ma 的捕获锆 石， 这表明淋洋岩体的成岩过程经历了新元古代和 印支期的构造运动， 但没有明确的燕山期和加里东 旋回和海西旋回的同位素年龄数据。该成果不同于 237 第 4 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2012 年 ChaoXing 图 4淋洋岩体 JGSly － 1 样品中锆石的 U － Pb 年龄 谐和图 左 和加权平均图 右 Fig． 4The zircon U- Pb Concordia diagram leftand weight mean diagram of zircon U- Pb age right of JGSly- 1 sample from Linyang granite 以往的认识， 从而为重新认识该岩体的成因和地质 构造的演化提供了新的确切依据。 3． 2构造背景 淋洋岩体处于万洋山诸广山复式岩带内， 该 岩带是南岭地区一个规模宏大的花岗岩带， 不同其 次的花岗岩类岩体自北而南， 连绵不绝， 大抵作近南 北向展延， 但在南部的九峰岩体则作进东西向分布， 与岩带呈十字相交， 明显是受两组不同方向的断裂 构造控制的结果 ［1 ］。岩体内北东向断裂最为发育， 燕山期岩浆活动最为强烈， 岩体遍布全区， 岩性主要 为黑云母花岗岩、 花岗斑岩、 花岗闪长岩等， 且多为 复式岩体 ［7 ］。本区构造格架大体在加里东褶皱基 底之上， 经历了海西 － 印支旋回、 燕山旋回等长期多 图 5淋洋岩体 JGSxc －1 样品中锆石的 U － Pb 年龄谐和图 左 和加权平均图 右 Fig． 5The zircon U- Pb Concordia diagram left and weight mean diagram of zircon U- Pb age rightof JGSxc- 1 sample from Linyang granite 阶段构造。 古地理环境表明， 本区在从泥盆纪到三叠纪， 处 于相对稳定的缓慢抬升阶段， 在中、 晚泥盆世为华南 海， 石炭 － 二叠世演化为东南浅海和早三叠世成为 东南丘陵西南缘浅海， 以海相沉积碳酸盐岩及少量 砂页岩为主。中三叠世， 伴随着印支期花岗岩岩浆 活动， 区域地壳再次抬升为陆地， 组成东南丘陵西 缘， 并普遍沉积中、 上三叠统 ［4 ］。在构造历史方面， 东特提斯洋在245 Ma 左右关闭， Sibumasu 地块与印 支板块 － 华南板块在 243 5 Ma ～ 258 6 Ma 发生了以碰撞增生为代表的印支构造运动 ［8 －9 ］。因 此， 淋洋岩体形成于陆陆碰撞、 地壳逐渐抬升增厚的 构造环境中。 337 第 4 期孙艳， 等 南岭东段淋洋岩体的锆石铀 － 铅定年及其构造和成矿意义第 31 卷 ChaoXing 437 第 4 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2012 年 书书书 表 1淋洋岩体中锆石的 LA － MC － ICPMS 定年数据 Table 1LA- MC- ICPMS zircon U- Pb data for the Linyang dacite- porphyrite 测点编号 wB/ μgg －1 Pb 232Th238U 207Pb/206Pb 比值 1σ 207Pb/235U 比值 1σ 206Pb/238U 比值 1σ 208Pb/232Th 比值 1σ U/Th 比值 207Pb/206Pb 年龄/Ma 1σ 207Pb/235U 年龄/Ma 1σ 206Pb/238U 年龄/Ma 1σ 208Pb/232Th 年龄/Ma 1σ JGSLY- 1- 115．62186．59348．960．05224 0．000640．27267 0．007160．03788 0．000890．00722 0．000511．87294． 51－4．63244． 835． 71239． 685．51145．3710． 26 JGSLY- 1- 222．60269．91661．290．05705 0．000500．29852 0．006770．03798 0．001190．00556 0．000602．45494． 4925．00265． 245． 29240．317． 37112． 1511． 99 JGSLY- 1- 343．781114．98 1514．980．05334 0．000260．27774 0．012150．03779 0．001650．00252 0．000121．36342． 6511．11248． 869． 65239．1310． 2250．782．51 JGSLY- 1- 426．58349．17651．610．05392 0．000550．27836 0．007350．03751 0．001100．00697 0．000501．87368． 5724．07249． 365． 83237．376． 85140． 409．96 JGSLY- 1- 545．45530．671328．690．05389 0．000300．28084 0．009560．03783 0．001340．00688 0．000662．50364．8717． 59251． 337． 58239． 408． 35138． 5113． 23 JGSLY- 1- 663．42262．673104．600．05222 0．000420．27116 0．006920．03772 0．000990．00740 0．0004411．82294．5123． 15243． 625． 53238． 676． 17148． 938．82 JGSLY- 1- 730．47240．451096．260．05572 0．000280．28636 0．017070．03731 0．002400．00779 0．000974．56442．6411． 11255． 6913．48236． 1714． 91156． 8619．36 JGSLY- 1- 852．98244．052579．270．05269 0．001260．26952 0．010920．03709 0．001040．00762 0．0005310．57316．7353． 70242． 318． 73234． 766． 44153． 4610． 62 JGSLY- 1- 9109．921809．89 2116．740．05700 0．000650．29234 0．009380．03725 0．001250．00680 0．000311．17500． 0425．92260． 407． 37235．767． 76136． 886．22 JGSLY- 1- 1031．83381．90869．940．05386 0．000470．28243 0．006510．03804 0．000690．00732 0．000462．28364．8718． 52252． 595． 15240． 674． 25147． 429．22 JGSLY- 1- 11 108．10431．43476．320．07026 0．000171．50079 0．009600．15518 0．001030．02694 0．001021．101000． 05．56930．713．90929． 935． 78537．2620．00 JGSLY- 1- 128．22109．66184．930．05326 0．001030．27385 0．004910．03734 0．000410．00702 0．000641．69338．9544． 44245． 773． 91236． 312． 55141． 4712． 86 JGSLY- 1- 1347．38132．912590．440．05219 0．000680．26455 0．003350．03685 0．000160．00883 0．0006319．49294． 5129．63238． 322． 69233．300． 98177． 7412． 56 JGSLY- 1- 1424．13198．00956．100．05246 0．001200．26522 0．006100．03670 0．000420．00690 0．000664．83305．6256． 48238． 864． 89232． 352． 60138． 9813． 21 JGSLY- 1- 1561．54856．741452．410．05384 0．000530．27394 0．005580．03697 0．000880．00692 0．000291．70364． 8722．22245． 844． 44234．035． 48139． 445．79 JGSLY- 1- 1647．89253．502376．230．05218 0．000740．26218 0．004900．03632 0．000210．00747 0．000479．37294． 5131．48236． 423． 94229．981． 28150． 439．33 JGSXC- 1- 189．01926．652523．840．05385 0．000340．28323 0．011300．03818 0．001700．00422 0．000352．72364．8719． 44253． 228． 94241． 5310． 5685．046．99 JGSXC- 1- 2109．89351．045354．720．05261 0．000540．27410 0．003300．03776 0．000200．00581 0．0004615．25322． 2828．70245． 972． 63238．961． 22117． 199．16 JGSXC- 1- 380．08581．433074．640．05248 0．000240．27910 0．001470．03862 0．000180．00401 0．000245．29305．6211． 11249． 941． 17244． 271． 1380．894．75 JGSXC- 1- 4115．571142．20 3461．710．05310 0．000370．28983 0．004590．03958 0．000360．00417 0．000653．03331． 5416．67258． 433． 61250．252． 2284．0413． 14 JGSXC- 1- 559．50450．241810．030．05307 0．000430．28386 0．007800．03879 0．000970．00537 0．000334．02331．5413． 89253． 726． 17245． 346． 03108． 306．66 JGSXC- 1- 640．58472．031285．020．05354 0．000610．28906 0．006480．03920 0．001250．00316 0．000442．72353．7624． 07257． 825． 10247． 887． 7663．728．78 JGSXC- 1- 730．36389．51656．320．05806 0．001730．32129 0．011920．04012 0．000310．00390 0．000971．68531． 5264．81282． 899． 16253．591． 9178．6619． 57 JGSXC- 1- 828．18214．361145．140．05885 0．003330．28991 0．017330．03572 0．000150．00320 0．000685．34561．15124． 06258． 4913．64226． 260． 9664．6713． 63 JGSXC- 1- 932．06257．41661．470．06126 0．000280．38466 0．009880．04554 0．000970．00569 0．000922．57650． 029． 26330． 467． 24287． 065．98114．6718．43 JGSXC- 1- 10 177．361093．81 7135．600．05251 0．000240．28131 0．004060．03886 0．000730．00432 0．000246．52309． 329． 26251． 703． 21245． 764．5287． 154． 83 JGSXC- 1- 11 123．902579．07 1171．520．05238 0．001290．28093 0．022510．03880 0．002300．00359 0．000210．45301． 9155．55251． 3917． 85245．4014． 2572．474．24 JGSXC- 1- 1245．99510．241189．420．05328 0．000790．28357 0．007490．03861 0．000830．00438 0．000302．33338． 9533．33253． 495． 92244．215． 1788．276．06 JGSXC- 1- 13 173．31881．195527．320．05822 0．000570．36070 0．002810．04494 0．000150．00545 0．000306．27538． 9322．22312． 732． 10283．370． 93109． 766．09 JGSXC- 1- 14 141．27507．146335．180．05250 0．000220．27902 0．001720．03858 0．000250．00564 0．0002912．49305． 629． 26249． 881． 37244． 061．52113．625． 84 JGSXC- 1- 15 128．401663．68 3571．830．05341 0．000330．28639 0．004150．03892 0．000590．00352 0．000182．15346． 3514．81255． 723． 28246．143． 6371．113．66 JGSXC- 1- 1682．69592．573311．990．05302 0．000220．28085 0．003480．03842 0．000620．00381 0．000355．59327． 849． 26251． 332． 76243． 013．8576．846． 99 ChaoXing 3． 3成矿意义 本次采集的样品之一 编号 JGSxc －1 采于淋洋 岩体中下村矿点的矿石堆， 矿点发育石英脉型金属硫 化物矿脉， 花岗岩含斜长石巨斑晶。关于矿化石英脉 的成因有三种可能 ①石英脉是淋洋岩体在结晶过程 中分异出成矿流体的结果， ②石英脉是晚期构造运动 中， 某种热液对岩体进行淋滤或萃取， 导致流体富成 矿物质， 在晚期断裂中充填成矿; ③石英脉是淋洋岩 体形成后， 后期 如燕山期 岩浆热液结晶的产物。如 果是第①种可能， 则为南岭地区印支期成矿提供了新 的佐证， 其与赣南鹅仙塘锡矿床 ［ 10 ］、 湘南南荷花坪锡 矿床 ［ 11 ］及桂东栗木锡铌矿床［ 12 ］等印支期成矿事件 相吻合 ［ 13 －18 ］。如果是第②种可能， 则为南岭地区在 印支期岩体中寻找石英脉型矿床提供了新的思路， 该 类岩体虽未提供成矿流体， 但可以提供成矿物质。如 果是第③种可能， 应考虑集中在 150 ～170 Ma 或 120 ～140 Ma 的燕山期成矿作用， 重点在区域寻找燕山 期岩体， 以发现更大规模的矿脉。根据目前的地质资 料尚无法排除某一种可能， 无法判断下村矿点的矿脉 与 JGSly －1 采样点附近的断裂是否为同期热液活动 的产物。因此， 需要对下村矿点的金属硫化物矿脉开 展进一步的精确定年工作。 4结语 淋洋岩体以往定为燕山早期第一阶段第一次 γb52 －1a 岩浆活动的产物， 但本次研究结果证明淋 洋下村岩体演化过程较为复杂， 先后经过了元古 代和印支期两次成岩过程， 但没有明确的燕山期和 加里东旋回和海西旋回的同位素年龄数据， 从而为 重新认识该岩体的成因和地质构造的演化提供了新 的确切依据。 编号 JGSxc －1 样品采于淋洋岩体中下村矿点 的矿石堆， 矿点发育石英脉型金属硫化物矿脉， 花岗 岩含斜长石巨斑晶。目前关于矿化石英脉的成因还 不明确， 下村矿点与淋洋岩体的成矿关系， 尚需进一 步研究。 5参考文献 ［ 1］莫柱孙， 叶伯丹， 潘维祖， 江绍年， 庄锦良， 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