南嶺東段北部巖漿巖同位素年代學(xué)填圖的嘗試及其新進(jìn)展

王登紅, 陳振宇, 陳鄭輝, 黃 凡, 侯可軍, 劉善寶, 趙 芝, 趙 正

(國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037)

南嶺東段北部巖漿巖同位素年代學(xué)填圖的嘗試及其新進(jìn)展

王登紅, 陳振宇, 陳鄭輝, 黃 凡, 侯可軍, 劉善寶, 趙 芝, 趙 正

(國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037)

利用現(xiàn)代同位素年代學(xué)的技術(shù)方法, 按照一定的比例尺和統(tǒng)一的技術(shù)要求, 測定某一區(qū)域內(nèi)地質(zhì)體 的同位素年齡, 在地質(zhì)圖上清晰地表達(dá)相關(guān)地質(zhì)體的時空分布格局, 為深入研究區(qū)域地質(zhì)演化規(guī)律和地質(zhì)找礦工作提供依據(jù), 這是當(dāng)前同位素年代學(xué)填圖的主要工作。本次研究采用單顆粒鋯石 SHRIMP 和 LA-MC-ICPMS 定年方法, 嘗試性地對南嶺東段北部 9 個 1∶20 萬圖幅(井岡山幅、興國幅、寧化幅、贛州幅、于都幅、長汀幅、龍南幅、尋烏幅和上杭幅)范圍內(nèi)代表性的上百個巖體樣品進(jìn)行了鋯石 U-Pb 年代學(xué)研究, 修正了原先由于缺少準(zhǔn)確的年齡數(shù)據(jù)而誤判的巖體時代, 進(jìn)而對各巖體的侵位時代進(jìn)行了重新厘定, 這對于深入研究該區(qū)域地質(zhì)演化歷史和成巖成礦規(guī)律具有重要的現(xiàn)實意義。本文也指出了同位素年代學(xué)填圖工作中對樣品布置采集、數(shù)據(jù)合理使用的基本要求以及綜合分析在解釋區(qū)域巖漿巖成因與地質(zhì)演化方面的重要性。

南嶺東段北部; 巖漿巖; 同位素年代學(xué)填圖; 地質(zhì)演化規(guī)律

填圖是地質(zhì)工作的基本方法之一, 不但是地質(zhì)工作野外調(diào)查的主要手段, 也是地質(zhì)科學(xué)研究深入探討學(xué)術(shù)問題的必由之路。我國是世界上全面開展1∶20 萬、1∶25 萬和 1∶5 萬地質(zhì)填圖工作的少數(shù)國家之一, 大量的填圖成果不但為我國在短短半個世紀(jì)的時間內(nèi)成為地質(zhì)大國奠定了基礎(chǔ), 也將為我國走向地質(zhì)強國作出突出貢獻(xiàn)。近年來, 地質(zhì)填圖工作呈現(xiàn)出由單一比例尺向多種比例尺、由單一目標(biāo)向多目標(biāo)、由傳統(tǒng)單一技術(shù)方法向現(xiàn)代綜合技術(shù)方法發(fā)展的新趨勢, 尤其是分析測試技術(shù)的大量使用, 積累了豐富的硅酸鹽分析資料和微量元素、稀土元素、同位素測試資料, 從而大大地豐富了地質(zhì)填圖的內(nèi)容, 修正了以往一些誤解。其中, 同位素年代學(xué)的快速發(fā)展, 為巖漿巖侵位時代的準(zhǔn)確厘定提供了有效手段。本文以南嶺東段北部 9 個 1∶20 萬圖幅為重點, 開展了較為系統(tǒng)的巖漿巖單顆粒鋯石U-Pb 法同位素定年, 獲得了一大批新的數(shù)據(jù), 并以此為基礎(chǔ)扼要歸納了一些新認(rèn)識。

1 同位素年代學(xué)填圖的基本思路

地質(zhì)填圖, 是指按照一定的比例尺及統(tǒng)一的技術(shù)要求, 將各種地質(zhì)體及相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象填繪于地理底圖上的工作。所謂的傳統(tǒng)地質(zhì)填圖, 主要是以野外實地調(diào)查為主要手段的填圖, 往往是以肉眼所見為“第一信息”; 而現(xiàn)代的地質(zhì)填圖, 則較充分地吸收了宏觀尺度的遙感影像資料和肉眼看不見的“數(shù)字”信息, 進(jìn)而衍生出類似于“礦物學(xué)填圖”(如邵潔蓮, 1989; 李勝榮, 2013)和“同位素年代學(xué)填圖”等技術(shù)性很強、單靠“肉眼”工作無法完成的專題性填圖工作。

同位素年代學(xué)填圖, 是指按照一定的比例尺和統(tǒng)一的技術(shù)要求, 采用同位素測年的方法技術(shù), 系統(tǒng)地查明某一區(qū)域(一般是規(guī)則圖幅范圍)內(nèi)各類地質(zhì)體的形成時代, 修正以往憑借經(jīng)驗和區(qū)域?qū)Ρ人斐傻腻e誤, 在地質(zhì)圖上清晰地表達(dá)相關(guān)地質(zhì)體的時空分布格局, 為深入研究區(qū)域地質(zhì)演化和成礦規(guī)律提供依據(jù)(陳毓川等, 1989, 2007; 陳毓川和王登紅, 2012; 王登紅等, 2007, 2011; 陳鄭輝等, 2009)。

所謂的 1∶20 萬同位素年代學(xué)地質(zhì)填圖工作,則是指在已經(jīng)完成了常規(guī) 1∶20 萬地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)上, 有針對性地選擇關(guān)鍵性的地質(zhì)體, 兼顧樣品在時間上、空間上的分布, 采用最新的測年技術(shù), 獲得新的同位素年齡數(shù)據(jù), 進(jìn)而根據(jù)新資料重新厘定相關(guān)地質(zhì)體的時代屬性及其與其他巖體、地層、構(gòu)造之間的相互關(guān)系。顯然, 隨著同位素測年技術(shù)的發(fā)展, 這一工作是可持續(xù)的, 比如 20 世紀(jì) 60、70 年代以 K-Ar 法為主, 80、90 年代以全巖 Rb-Sr、Sm-Nd和群體鋯石 U-Pb 定年為主, 到 21 世紀(jì)初期以來單顆粒鋯石獨領(lǐng)風(fēng)騷, 即是同位素測年技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)。顯然, 單顆粒鋯石定年可以給出每一個鋯石顆粒、乃至于同一個鋯石顆粒不同環(huán)帶所形成的同位素年齡數(shù)據(jù), 較以往的群體鋯石定年又前進(jìn)了一大步。為此, 本次研究全部采用單顆粒鋯石定年方法,對南嶺東段北部 9 個 1∶20 萬圖幅的 100 多個巖漿巖 體 進(jìn) 行 了 單 顆 粒 鋯 石 SHRIMP U-Pb 法 和LA-MC-ICPMS 法定年, 獲得了 2000 多個鋯石顆粒的年齡數(shù)據(jù), 進(jìn)而對各巖體的侵位時代進(jìn)行了重新厘定。鑒于鋯石樣品數(shù)量大, 測試工作小部分在中國地質(zhì)科學(xué)院離子探針中心利用 SHRIMP U-Pb 法完成, 大部分在礦產(chǎn)資源研究所 LA-MC-ICPMS 實驗室完成。

2 工作方法與結(jié)果

本次同位素年代學(xué)地質(zhì)填圖工作主要是在2008～2013 年期間開展的, 得到了國家深部探測技術(shù)與實驗研究專項“南嶺成礦帶地殼巖漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)探測實驗”課題和地質(zhì)大調(diào)查“南嶺地區(qū)巖漿巖成礦專屬性研究”、“我國重要礦產(chǎn)和區(qū)域成礦規(guī)律研究”等項目的支持, 相關(guān)方法參見王登紅等(2012a)。選定的范圍包括 1∶20 萬井岡山幅、興國幅、寧化幅、贛州幅、于都幅、長汀幅、龍南幅、尋烏幅和上杭幅 9 個圖幅(東經(jīng) 114°～117°, 北緯 24°40′～26°40′),涉及到包括珠蘭埠、大富足、油山、諸廣山、白鵝等百余個巖體(占全部 571 個巖體的 1/5 多)。通過對鋯石的同位素年代學(xué)研究, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)有 1/2 以上巖體的時代原先判斷有誤(表 1), 其中少部分重要巖體的研究結(jié)果已發(fā)表于《巖礦測試》2012 年第 3、4 期和《大地構(gòu)造與成礦學(xué)》2012 年第 3 期, 大部分巖體的鋯石年齡數(shù)據(jù)尚未發(fā)表。根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù), 結(jié)合其他單位已經(jīng)發(fā)表的新數(shù)據(jù), 對上述 9 個圖幅的巖漿巖時代歸屬進(jìn)行了重新厘定, 初步完成了同位素年代學(xué)填圖。圖 1 即為新編制的 1∶20 萬“南嶺東段北部地質(zhì)礦產(chǎn)圖”的簡化版本(原圖幅面太大)。

3 部分巖體時代的重新厘定

3.1 井岡山幅

井岡山幅范圍內(nèi)的巖體有淋洋、湯湖、彈前、大坪等。其中, 位于井岡山幅西南部的淋洋巖體黑云母 K-Ar年齡為 172.0 Ma(莫柱孫和葉伯丹, 1980),鋯石 U-Pb 年齡 219.1 Ma(李獻(xiàn)華, 1990)。本次測得鋯石年 齡為 233～243 Ma, 屬于 印支期(孫 艷等, 2012b)。沙地巖體位于井岡山幅東南部, 侵入于寒武系, 以往無同位素年齡, 本次測得鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為 384～1340 Ma, 按照最新的年齡屬于中泥盆世, 故將原先的燕山早期第二階段第一次(γ52-2)改為海西早期(γ41)。這也是南嶺為數(shù)不多的海西期巖體。攸鎮(zhèn)巖體的鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為152～158 Ma, 按照最新的年齡屬于晚侏羅世, 故將原先的燕山早期第二階段第二次(γ52-2)改為燕山早期第三階段(γ52-3)。彈前巖體位于井岡山幅東部, 以往定為燕山早期第一階段(γ52-1), 根據(jù)本次鋯石年齡(150 Ma、152 Ma)修改為燕山早期第三階段(γ52-3)。白頭村巖體位于彈前巖體內(nèi)部, 以往定為燕山早期第二階段(γ52-2), 根據(jù)本次鋯石年齡(151 Ma)修改為燕山早期第三階段(γ52-3)。白頭村巖體原先依據(jù)侵入關(guān)系分期, 但實際上白頭村小巖體只比彈前巖基晚1 Ma。位于井岡山幅西北角的白銀湖英安巖原先定為燕山晚期(ζ53), 但鋯石年齡顯示為新元古代中期(722～2542 Ma)。小溪洞巖體由原先的由 γπ52-3改為γπ51, 主要是根據(jù)鋯石年齡(233 Ma)。草林花崗閃長巖巖體, 原先定為早志留世(γδ33-1), 根據(jù)鋯石年齡(472 Ma)修改為加里東中期第二階段(γδ32-2)。原定為燕山晚期第一次(δ53-1)的東坑坳閃長巖實際上形成于 440 Ma 的晚奧陶世, 故屬于加里東中期第三階段產(chǎn)物(δ32-3)。夏丹(下東)巖體原定為燕山早期第二階段第二次, 經(jīng)過鋯石同位素年代學(xué)研究證明為晚奧陶世(438.7 Ma), 故改為加里東中期第三階段(γ32-3)。湖南洞巖體原定為燕山早期第二階段第一次(γ52-2a),現(xiàn)改為印支期(213～239 Ma, γ51)(王永磊等, 2012)。湯湖巖體原定為加里東晚期第一階段(γδ33-1)的花崗閃長巖根據(jù)鋯石定年(445 Ma)屬于中奧陶世, 故應(yīng)該是加里東中期第二階段(γδ32-2)。大坪巖體以往定為加里東早期寒武紀(jì)花崗巖(γ31), 但鋯石定年為 156 Ma,屬于中侏羅世。

表 1 南嶺東段北部某些巖漿巖體同位素年代學(xué)成果與期次劃分表Table 1 Dating results and stage division of some intrusions in the northeastern section of the Nanling region

續(xù)表 1:

續(xù)表 1:

3.2 興國幅

圖 1 簡化的南嶺東段北部地質(zhì)圖Fig. 1 Simplified geological map of the northeastern section of the Nanling region, China

興國幅境內(nèi)巖體眾多, 研究程度普遍較低, 出露面積大者如鵝婆巖體、江背巖體、良村巖體、清溪巖體等。其中, 江背巖體黑云母、中粒黑云母花崗斑巖、細(xì)粒白云母花崗斑巖和黑云母花崗巖的K-Ar 年齡分別為 175.0 Ma、157 Ma、155 Ma、140 Ma (莫柱孫和葉伯丹, 1980), 時間跨度達(dá) 35 Ma。本次鋯石 SHRIMP 年齡測定為 153.2～161.3 Ma(時間跨度為 8 Ma), 以中侏羅世為主。長潭巖體全巖 Rb-Sr等時線年齡為 239.1 Ma(1∶5 萬銀坑幅, 1996), 而全巖K-Ar法年齡為 382 Ma(于都縣柳木坑礦區(qū) 17 號礦帶銀鉛礦地質(zhì)勘探報告), 相差達(dá) 143 Ma。本次鋯石SHRIMP U-Pb 同位素諧和年齡為 423.5±2.7 Ma, 相當(dāng)于晚志留世。清溪巖體形成于 227 Ma(于揚等, 2012b)。鵝婆巖體原定為 Γγ3b斑狀黑云母交代花崗巖, 黑云母 Rb-Sr等時線年齡為 501.6 Ma, 506.8 Ma (1∶5 萬青塘幅的鵝婆單元), 屬于寒武紀(jì)。本次鋯石LA-ICP-MS 定年, 確定其成巖年齡為 412.5 Ma, 屬于晚志留世產(chǎn)物(γ33-3)。井頭巖體鋯石 SHRIMP U-Pb定年結(jié)果為 162.6±2.6 Ma(劉善寶等, 2010), 屬于中侏羅世。田新英安斑巖位于興國幅東部, 原定為燕山早期第三階段(ζμ52-3), 本次鋯石 LA-ICP-MS 定年為 102 Ma(陳振宇等, 2012), 故改為燕山晚期第二階段的產(chǎn)物(δμ53-2)。另外, 所采集、研究的樣品主要是長 石斑 晶, 未見 石 英斑 晶, 巖石 化 學(xué) 分 析 SiO2的 含量也是 62.75%, 屬于中性巖而不是酸性巖; 考慮到臨近圖幅(尋烏幅)存在羊李嶂、青龍下村、嶺下等燕山晚期的閃長玢巖, 此處暫時將田新巖體也放在燕山晚期閃長玢巖序列中。位于興國幅東北角的中元坑和龜莊花崗巖以往定為燕山早期第一階段第四次產(chǎn)物, 本次經(jīng)過鋯石 LA-ICP-MS 測定, 其 U-Pb 年齡各為 148.3 Ma 和 151 Ma, 均屬于晚侏羅世, 故修改為燕山早期第三階段(γ52-3)。茶山徑和巖前巖體以往也無同位素年齡資料, 本次測得鋯石年齡各為 157.5 Ma 和 160.5 Ma, 均屬于中侏羅世晚期。位于興國幅西南部的黃沙花崗巖體原定為燕山早期第一階段第三次(γ52-1c), 鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為 242.5 Ma,屬于三疊紀(jì)早期(鄭國棟等, 2012), 故修改為印支期第一階段產(chǎn)物(γ51-1)。該巖體與離子吸附型稀土礦產(chǎn)關(guān)系 密切 , 與 于都 幅的 曉龍 巖體 (247.2 Ma)屬于 同一時代。寶華山巖體原定為加里東中期(γ32), 經(jīng)過鋯石 LA-ICP-MS 測定其 U-Pb 年齡為 230 Ma, 屬于晚三疊世初期, 故修改為印支期第三階段 (γ51-3)。原定為加 里 東 期 的楊 山 巖 體 和 楊 村 巖 體 , 經(jīng) 鋯石LA-ICP-MS 測定其 U-Pb 年齡各為 236 Ma 和 176 Ma (侯可軍等, 2012), 屬于中三疊世和早侏羅世末, 故分別修改為印支期第二階段(γ51-2)和燕山早期第一階段(γ52-1c)。

3.3 寧化幅、長汀幅和上杭幅

寧化幅范圍內(nèi)出露的變質(zhì)成因巖體較多, 與其南長汀幅、上杭幅范圍內(nèi)的變質(zhì)巖、花崗巖和火山巖、次火山巖一起構(gòu)成了復(fù)雜的造山帶巖漿巖組合。鑒于巖石組合的復(fù)雜程度和重要性, 有必要專文論述, 此擇要介紹。如, 位于寧化幅西部的湖坑巖體石英閃長巖原定為燕山早期第三階段。根據(jù)鋯石 LA-ICP-MS 測得 U-Pb 同位素年齡為 165～908 Ma,變化范圍大, 按照最小數(shù)據(jù)定為中侏羅世, 故改為燕山早期第二階段。位于寧化幅中西部的湖坊巖 體 , 原定 為 燕 山 早 期 第 三 階 段 第 一 次 產(chǎn) 物但鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為 440.4 Ma 和744.3 Ma, 表明除了晚奧陶世外, 還繼承有南華紀(jì)的鋯石, 因此宜將該巖體定為加里東中期。而會同巖體的鋯石 U-Pb 年齡為 415.6～425.6 Ma, 屬于中-晚志留世, 為加里東晚期。武平巖體是區(qū)內(nèi)最 大的 巖 基 , 上 杭幅 定 為近 年來 測 得黑 云母花崗巖中鋯石的 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為 161.4 Ma, 含 石 榴 子 石 鋯 石 LA-ICP-MS U-Pb 年 齡 為113±20 Ma(于津海等, 2005), 前者屬于中侏羅世, 因此也改為燕山早期第二階段與古田巖體一樣。

3.4 贛州幅

贛州幅境內(nèi)巖體也比較多, 并由于以鎢為主的礦產(chǎn)資源豐富而研究程度相對較高, 著名的巖體如西華山巖體、九龍腦巖體、漂塘巖體等。

上猶巖體: 位于上猶縣縣城西側(cè), 其西部被陡水巖體侵入。其白云母 K-Ar法年齡為 377.0 Ma(地礦部南嶺項目花崗巖專題組, 1989), 鉀長石和黑云母的 Ar-Ar 年齡分別為 290.9±4.9 Ma 和 295.5 Ma,鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為 461±11 Ma(毛建仁等, 2007)。本次鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年為 436 Ma,定為加里東晚期第一階段產(chǎn)物。

陡水巖體: 其白云母 K-Ar 年齡為 385.0 Ma(莫柱孫和葉伯丹, 1980), 于津海等(2009)對侵入到陡水巖體中的煌斑巖中捕虜鋯石進(jìn)行 LA-ICP-MS 測年得到 195.8±19 Ma 年齡 (燕山早期第一階段), 因此, 陡水巖體可能早于侏羅紀(jì)。原贛州幅定為據(jù)本次 鋯 石 定 年 (461 Ma), 則屬 加里 東中 期第 二階 段

油山巖體: 位于贛州幅南部, 一部分在南嶺的龍南幅范圍內(nèi)。原先以黑云母 K-Ar法測定的年齡為177.0 Ma(莫柱孫和葉伯丹, 1980), 定為燕山早期第一階段第一次但近年采用鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法測定的年齡為 213.4±3 Ma(孫立強等, 2010),屬于印支晚期本次在巖體中部取樣測得鋯石年齡為 237 Ma(張家菁等, 2012), 屬于中三疊世, 定為印支晚期第二階段

天門山巖體: 天門山巖體是位于贛州幅中西部一個重要的獨立巖體, 周邊以鎢為主的礦產(chǎn)資源豐富, 因而對其研究程度較高。原 1∶20 萬贛州幅定為燕山早期第一階段第二次但實際測定的年齡可跨入到燕山早期第三階段。豐成友等(2007)測得鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為 151.4±3.1 Ma 和 151.8± 2.9 Ma, 輝鉬礦 Re-Os 等時線年齡為 149.1±7.1 Ma和 154.9±4.1 Ma, 石英流體包裹體等的 Rb-Sr等時線年齡為 147.0 Ma, 屬于晚侏羅世成巖成礦。劉善寶等(2007)也開展了鋯石 SHRIMP U-Pb 定年, 得到了150.8±1.8 Ma 和 152.0±2.6 Ma, 與豐成友等的研究成果一致。但是, 曾慶濤(2007)報道了天門山巖體鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為 167 Ma, 屬于中侏羅世或者說燕山早期第二階段。總體上, 本文將天門山巖體定為燕山早期第三階段

內(nèi) 潮巖 體 : 位 于贛 州 幅 北 部 , 花 崗 閃長 巖 , 原先定為加里東晚期, 經(jīng)過鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法測年為 165 Ma, 屬于中侏羅世, 故改為燕山早期第二階段產(chǎn)物。

3.5 于都幅

于都幅境內(nèi)巖體眾多, 成礦作用復(fù)雜, 研究程度參差不齊, 以盤古山等地研究較為深入, 但仍然有許多問題尚未解決。

庵前灘巖體: 王登紅等(2010a)測得庵前灘井下0 號礦脈旁側(cè)巖體中鉀長石的 Ar-Ar坪年齡為 138.0 Ma,0 號礦脈中的白云母 Ar-Ar年齡則為 154.3 Ma, 礦脈中輝鉬礦的 Re-Os 年齡為 154.0 Ma, 265 m 中段石英脈的 Rb-Sr等時線年齡為 145.3±3.9 Ma, 故可將原定為的庵前灘巖體改為

大富足巖體: 是個復(fù)式巖體, 跨于都幅和長汀幅。江西省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查大隊(1991)①曾經(jīng)測得黑云母鉀長花崗巖和黑云母二長花崗巖的 Rb-Sr 等時線年齡各為 230 Ma 和 216 Ma, 江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1984)也曾經(jīng)得到中粒斑狀黑云母花崗巖的 Rb-Sr等時線年齡為 203～226 Ma, 陶奎元等(1998)給出的是 215～230 Ma 的全巖 Rb-Sr 等時線年齡。這些數(shù)據(jù)均顯示大富足巖體為印支晚期巖體只有高維敬等(1994)報道過 276 Ma 的 K-Ar 年齡。于津海等(2007)將大富足巖體劃分為富城單元、珠長洞單元和粗石壩單元, 對富城單元(中粗粒巨晶斑狀黑云母花崗巖)和粗石壩單元(中細(xì)粒斑狀二云母花崗巖)分別進(jìn)行了 6 顆鋯石的 LA-ICP-MS U-Pb 定年, 獲得它們的年齡分別介于 227～254 Ma 和 216～260 Ma, 年齡值變化范圍大, 誤差較大, 珠長洞細(xì)粒含斑紅柱石花崗巖的鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為 229 Ma。本次測定鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法年齡為 233 Ma(大洞和富城兩處均為 233 Ma), 屬于中三疊世(黃凡等, 2012a)。因此, 此處將大富足巖體定為印支期第二階段而不是原 1∶20 萬于都幅的燕山早期第一階段

中村巖體: 對于該巖體的時代一直爭論不休。鑒于其 Rb-Sr 等時線年齡為 133.0 Ma(高維敬等, 1994), 可將原定為加里東晚期的中村巖體改為燕山晚期第一階段但其南側(cè)與桂坑巖體相連,而桂坑的年齡有早侏羅世和晚白堊世兩個不同數(shù)據(jù)。本次根據(jù)鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年, 測定為164～160 Ma, 屬于中侏羅世, 故定為燕山早期第二階段同時可將尋烏幅境內(nèi)的桂坑巖體也改為燕山早期第二階段, 二者屬于同一個巖體。

水頭巖體: 與尋烏幅的三標(biāo)巖體屬于同一個巖體, 三標(biāo)巖體根據(jù)鋯石 U-Pb 年齡(432.2±7.6 Ma。孫濤 等 , 2007) 定 為 加 里 東 晚 期 , 但 本 次 鋯 石LA-ICP-MS U-Pb 法測得水頭巖體粗?；◢弾r為 143 Ma, 細(xì)?；◢弾r為 251～578 Ma(于揚等, 2012a), 前者屬于燕山早期第三階段后者屬于海西晚期第三階段

曉龍巖體: 位于于都幅中部, 原定為燕山早期第一階段經(jīng)過鋯石 LA-ICP-MS 測定其 U-Pb年齡為 247.2 Ma, 屬于三疊紀(jì)早期, 故修改為印支期第一階段產(chǎn)物。該巖體與興國幅的黃沙巖體(242.5 Ma)屬于同一時代。

韓坊巖體: 位于于都幅西南部, 以往定為燕山早期第一階段根據(jù)鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年出現(xiàn)兩組數(shù)據(jù), 一組為 170 Ma(細(xì)粒花崗巖),屬于中侏羅世, 燕山早期第二階段另 一 組 為445 Ma(粗?；◢弾r。李建康等, 2012), 屬于中奧陶世, 歸于加里東中期

龍舌巖體: 位于于都幅西南部, 以往定為燕山早期第一階段(γ52-1), 根據(jù)鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年(457.5 Ma), 屬于中奧陶世(孫艷等, 2012a), 故歸于加里東中期(γ32), 與韓坊巖體中的粗?；◢弾r同期。

金山銀背巖體: 位于于都幅南部, 靠近尋烏幅,原無 同 位 素 年齡數(shù)據(jù)記錄, 根據(jù)本 次 LA-ICP-MS U-Pb 法鋯石年齡(125～167 Ma), 定為燕山晚期第一階段產(chǎn)物(γ53-1)。

萬田巖體: 位于于都幅北東部, 原定為加里東晚期, 根據(jù)本次鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法年齡 465 Ma,屬于中奧陶世, 故定為加里東中期第二階段(γ32-2)。

洛口巖體:位于于都幅中東部, 原定為燕山晚期第一階段(β53-1), 根據(jù)本次鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 法測定的年齡(1101 Ma), 屬于中元古代晚期薊縣紀(jì)的產(chǎn)物(β22-2)。

珠蘭埠巖體:位于于都幅的珠蘭埠大巖基, 原定為 燕 山 早 期 第 一 階 段 (γ52-1), 根 據(jù) 本 次 鋯 石LA-ICP-MS U-Pb 法定年結(jié)果(229～231 Ma), 屬于晚三疊世, 故定為印支期第三階段產(chǎn)物(γ51-3)。

3.6 龍南幅

龍南幅西南部屬于廣東省, 其 他 屬 于 江 西 省 ,工作程度較低, 相當(dāng)一部分巖體缺乏可靠年齡, 而且爭論較多。如, 著名的白面石巖體作為諸廣山巖基一部分位于龍南幅的西北角, 向西、向北進(jìn)入韶關(guān)幅、贛州幅和郴州幅。另外, 與此同名的白面石盆地則位于尋烏幅, 以“雙峰式”火山巖發(fā)育為特征,二者需要區(qū)別對待。龍南幅境內(nèi)的白面石巖體原作為燕山早期第三階段的典型代表(γ52-3), 但近年來越來越多的同位素年齡數(shù)據(jù)表明其屬于多期次復(fù)式巖基。其中, 鄧訪陵(1987)測得白面石鉀長石、斜長石、黑云母礦物 K-Ar 法等時線年齡為 141.67±4.62 Ma,而鋯石 U-Th-Pb 年齡為 356.86±17.2 Ma, 全巖 Rb-Sr等時線年齡為 370.86±59.4 Ma, 認(rèn)為 K-Ar 年齡系后期擾動所致, 巖體的形成屬于加里東期。

陂頭巖體是位于龍南幅中部的復(fù)式雜巖體, 出露面積大, 龍南幅定為燕山早期第二階段中-粗粒似斑狀黑云母花崗巖, 與鎢、錫、鈮鉭礦化有關(guān)。早期給出的黑云母 K-Ar 法年齡為 177.0 Ma、180.0 Ma (地礦部南嶺項目花崗巖專題組, 1989)或 173～185 Ma (莫柱孫和葉伯丹, 1980), 主要屬于早侏羅世。全巖 Rb-Sr 等時線年齡為 178.2±0.84 Ma 和 176.0 Ma(范春方和陳培榮, 2000), 也是早侏羅世。近年來的單顆粒鋯石 U-Pb 年齡為 186.3±1.1 Ma(陳培榮等, 2004), 較早期數(shù)據(jù)要大一點, 但仍然在早侏羅世范圍內(nèi)。需要指出的是, 張敏等(2006)曾經(jīng)測得龍源壩巖體(又稱青嶂山巖體或雪峰山巖體)的 LA-ICP-MS鋯石 U-Pb 同位素年齡為 241.0 Ma、210.9 Ma 和 149.4 Ma, 代表了印支早期、印支晚期和燕山早期第三階段三次巖漿活動。遺憾的是, 其文章中未給出樣品的采樣位置(經(jīng)緯度), 而其對于龍源壩巖體的描述(出露面積近 500 km2, 地理位置處于廣東省南雄縣的東南部和江西省全南縣的西北部, 坐標(biāo)大致為E114°13′～E114°31′, N24°46′～N25°06′)實際上反映的也是陂頭巖體。本文認(rèn)為陂頭巖體很可能是印支期與燕山期共同形成的復(fù)式巖體, 此處暫時按燕山期處理, 待進(jìn)一步研究后確定。

3.7 尋烏幅

尋烏幅境內(nèi)侵入巖與火山巖均較發(fā)育, 同時也存在早期變質(zhì)巖基底, 但研究程度普遍不足, 一些基礎(chǔ)地質(zhì)問題尚未解決, 此選擇幾個巖體的研究成果介紹如下。

密坑山巖體: 早期 K-Ar 法年齡為 150.4 Ma(穆治國等, 1988), 屬于晚侏羅世, 尋烏幅定為。近年來測得密坑山輝鉬礦 Re-Os 模式年齡為 114.0±1.6 Ma、120.2±5.3 Ma、124.5±0.7 Ma(邱檢生等, 2006), 屬于早 白 堊 世 , 而 鋯 石 LA-ICP-MS U-Pb 年 齡 為136.0±1.7 Ma, 全巖 Rb-Sr 等時線年齡為 124.5±0.7 Ma (邱檢生等, 2006), 也屬于燕山晚期之初。盡管成巖、成礦有＞10 Ma 的時差, 但把密坑山巖體定為燕山晚期第一階段與銅坑嶂和帽子頂巖體同期是可行的。

尋烏幅的菖蒲、鳳山一帶分布有菖蒲群火山巖,原定為晚侏羅世(J3ch), 但徐先兵等(2009)測得鋯石U-Pb 年齡為 445.9±3.8 Ma, 屬于加里東中期(奧陶紀(jì)), 可能代表的是捕獲鋯石的年齡。

4 討 論

限于篇幅, 本文難以對南嶺東段北部 9個 1∶20萬圖幅范圍內(nèi)所有 571 個巖體(均有名稱)的成巖時代逐個進(jìn)行梳理, 盡管本次新測了 100 多個巖體的鋯石年齡, 但仍然有大部分巖體因缺乏精確的同位素年齡而可能存在誤判、誤定的情況, 還有相當(dāng)一部分巖體存在多組數(shù)據(jù), 說明巖漿巖形成過程具有復(fù)雜性、長期性。為充分發(fā)揮同位素年代學(xué)的優(yōu)勢,進(jìn)一步提高填圖質(zhì)量, 以下幾點值得注意:

4.1 同位素年代學(xué)填圖對采樣的基本要求

應(yīng)該指出, 目前 1∶20 萬尺度的同位素年代學(xué)填圖實際上是“修編”, 即不改變原圖幅地質(zhì)體的地質(zhì)界線(空間屬性)和物質(zhì)屬性, 也不根據(jù) 1∶5 萬或 1∶25 萬地質(zhì)填圖的資料來改變巖體的名稱、或分解或歸并原 1∶20 萬圖幅中諸巖體的屬性。這是因為不同比例尺的地質(zhì)填圖具有不同的精度要求、不同的控制程度和不同的地質(zhì)目的, 因此, 同位素年代學(xué)填圖主要是常規(guī)地質(zhì)填圖在巖體時代方面的精確化。另一方面, 既然是“填圖”就需要對不同的巖體均有所“控制”, 不能因為某些巖體“著名”而 大量采樣(如湘南的騎田 嶺 巖 體),另外一些巖體因為不出名而沒有控制樣品(如于都幅的曉龍巖體), 進(jìn)而做到在樣品空間分布合理的前提下精確查明巖體的時代, 避免時、空信息的不對稱。

以往 1∶20 萬地質(zhì)填圖過程中, 由于江西、廣東和福建三省區(qū)調(diào)隊分別承擔(dān)不同的圖幅, 開展填圖工作的年份有先有后, 工作條件差別較大, 尤其是期間受到文化大革命等的影響, 使得不同圖幅之間精度明顯不同, 盡管近 30 年間補充了新的工作,但由于先天不足, 使得原先填得好的圖信息更豐富,原先填得差的圖信息顯得更欠缺。這是同位素年代學(xué)填圖工作中需要注意的。

4.2 對同位素測年數(shù)據(jù)合理使用的基本要求

毫無疑問, 同位素年代學(xué)填圖只是地質(zhì)填圖的一個方面, 需要與常規(guī)地質(zhì)填圖密切結(jié)合, 同時又發(fā)揮其自身優(yōu)勢。同位素年代學(xué)填圖一方面要兼顧空間上的不同巖體, 另一方面則要充分發(fā)揮單顆粒鋯石測年的優(yōu)勢, 即不丟棄每個巖體中的有用信息,哪怕是小概率數(shù)據(jù)。如廣東云浮高棖黑云母花崗巖體中 820、872、914 Ma 鋯石的存在(武國忠等, 2012);韶關(guān)大寶山鎢鉬礦區(qū)白云母二長花崗巖中 2376.5、844.8 Ma 等鋯石的存在(劉莎等, 2012); 贛南大富足巖 體 中 917.2、851.3 Ma 鋯 石的存在(黃凡 等 , 2012a); 油山巖體中 2139.2、927.8、855.6 Ma 鋯石的存在(張家菁等, 2012), 都說明華南存在古老基底。因此, 對于各個巖體來說是“偶然”出現(xiàn)的數(shù)據(jù),但在區(qū)域上可能是有意義的。只要是從所研究巖體中挑選出來的鋯石, 無論其顆粒大小、晶體形態(tài)、鈾釷含量、結(jié)構(gòu)如何, 都認(rèn)為是客觀信息的記錄,而不是專門挑選落在某一小范圍區(qū)域內(nèi)的幾個鋯石顆粒來求算一個所謂的可信度很高的年齡。在單顆粒鋯石測年技術(shù)發(fā)明之前, 群體鋯石的平均年齡已經(jīng)被證明存在一定的誤區(qū), 因為一個巖體中的鋯石可能本來就不是一次性形成的, 其平均值可能沒有意義。

4.3 綜合分析巖漿巖成因與地質(zhì)演化

南嶺東段北部 9 個 1∶20 萬圖幅范圍, 相當(dāng)于通常所說的“贛南粵北閩西”, 跨武夷山和南嶺兩個構(gòu)造-成礦帶, 構(gòu)造演化歷史非常復(fù)雜, 形成了以紫金山為代表的銅金多金屬礦床和以大吉山、西華山、盤古山等石英脈型黑鎢礦為代表的鎢錫鉬鉍礦床。無論是以銅金鉛鋅銀組合的礦床還是鎢錫鉬鉍組合的礦床, 均與中酸性侵入巖關(guān)系密切, 因而通過同位素年代學(xué)填圖來綜合分析巖漿巖的成因, 無論對揭示南嶺地殼的演化歷史還是指導(dǎo)找礦均具有重要意義。比如, 以往普遍認(rèn)為南嶺的成礦作用主要與燕山期花崗巖類有關(guān), “S”型或“重熔型”花崗巖起決定性作用, 幔源的基性巖和非燕山期的巖漿巖乃至于老變質(zhì)巖的貢獻(xiàn)不受重視。本次同位素測年發(fā)現(xiàn), 研究區(qū)的基性巖也是多期次的, 如井岡山幅范圍內(nèi)增坑和清江輝長巖(SiO2含量為 51.85%)的鋯石年齡為 152～174 Ma,屬于燕山早期第三階段產(chǎn)物與區(qū)內(nèi)大規(guī)模成礦作用的時間范圍是一致的。位于興國幅中北部的烏石下輝長巖體以往定為燕山早期第三階段第二次產(chǎn)物通過鋯石 LA-MC-ICPMS 定年,確定其成巖年齡為 180 Ma, 則屬于燕山早期第一階段產(chǎn)物。同樣位于興國幅的營腦閃長玢巖,其鋯石年齡為 107.97±0.63 Ma, 屬于燕山晚期第二階段位于尋烏幅境內(nèi)的路逕 似 金 伯利巖(金伯利質(zhì)煌斑巖)則形成于 132 Ma, 屬于燕山晚期第一階段(王登紅等, 2012c)。這樣, 燕山期各個時段均有幔源巖漿巖侵入, 而且散布在不同空間部位, 說明地殼的深部過程對于地殼的演化和成礦作用也不可忽視。同樣, 很多巖體(不論是酸性巖 還 是基 性 巖)均存 在 繼承 性 鋯石 或 捕獲 鋯石,其年齡從太古宙到顯生宙均有, 如路逕似金伯利巖中有 1945 Ma 的捕獲鋯石(王登紅等, 2012c), 而贛州幅大合基性-超基性巖體中存在 2451 Ma的鋯石, 說明地殼演化的長期性。

5 結(jié) 論

通過本次研究, 部分原先誤判的巖體時代得以糾 正 , 如 , 井 岡山幅 內(nèi)原先 判為燕 山晚 期 的白 銀 湖英安巖實際上屬于前寒武紀(jì), 興國幅原定為加里東期的寶華山巖體應(yīng)屬于印支期, 寧化幅原定為燕山期的湖坊巖體應(yīng)該是加里東期, 贛州幅原定為加里東期的內(nèi)潮、甘霖和龍回等巖體應(yīng)該是燕山期, 于都幅的燕山晚期洛口玄武巖應(yīng)屬于中元古代等。除“期”級別時代誤判的巖體得以糾正之外, 侵入“階段”和侵入“次”級別誤判的巖體就更多, 此不贅述。可見, 利用現(xiàn)代同位素年代學(xué)技術(shù)方法, 測定其同位素年齡, 確定其形成的地質(zhì)時代, 修正原先由于缺少準(zhǔn)確的年齡數(shù)據(jù)而誤判的巖體時代, 進(jìn)而重新認(rèn)識區(qū)域地質(zhì)演化歷史, 并為地質(zhì)找礦工作提供新的依據(jù)。這是當(dāng)前同位素年代學(xué)填圖的主要工作。開展這一工作無疑具有重要意義, 但也需要大量經(jīng)費的支撐, 因而目前發(fā)表的新成果不是很多, 一般均是圍繞個別巖體的“點”型工作, 覆蓋某個區(qū)域的“面”型工作尚待展開。本文根據(jù)對南嶺東段北部 9個 1∶20 萬圖幅的巖漿巖鋯石 U-Pb 同位素年代學(xué)填圖的探索, 取得了一定的經(jīng)驗, 獲得了一批新資料,對于深入研究該區(qū)域成礦規(guī)律和地質(zhì)演化歷史具有重要的現(xiàn)實意義, 同時也指出合理地布置樣品、客觀地分析數(shù)據(jù)、綜合地界定巖體的侵位時代及其與基底的關(guān)系, 都是至關(guān)重要的。

致謝:謹(jǐn)以此文祝賀陳毓川院士八十華誕。野外和室內(nèi)綜合研究工作得到楊明桂、伍廣宇、李華芹等老一輩南嶺地質(zhì)礦產(chǎn)工作者的精心指導(dǎo), 同位素定年工作得到離子探針中心劉敦一老師和中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 LA-MC-ICPMS 實驗室的大力支持, 審稿人徐志剛研究員等十分仔細(xì)地審閱了全文, 提出了很好的修改建議, 在此一并致謝。

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Progress of the Tentative Geochronological Mapping of the Igneous Rocks in the Northeastern Section of the Nanling Region, China

WANG Denghong, CHEN Zhenyu, CHEN Zhenghui, HUANG Fan, HOU Kejun, LIU Shanbao,
ZHAO Zhi and ZHAO Zheng
(MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

The main objective of the geochronological mapping underway is, using modern geochronological technology, according to certain scale and unified technical requirements, determining the isotope ages of geologic bodies in a certain region, and expressing spatial and temporal distribution of geologic bodies in the geological maps clearly, and then providing the basis for further study of the regional geological evolution and metallogeny. In this paper, we present the progress of our tentative geochrological mapping of the igneous rocks in the northeastern part of the Nanling region, China. The study region includes nine map units in 1∶200000 scale (Jinggangshan, Xinggguo, Ninghua, Ganzhou, Yudu, Changting, Longnan, Xunwu and Shanghang). Using SHRIMP and LA-MC-ICPMS methods, we conducted U-Pb dating on more than 2000 grains of zircons from about 100 typical intrusions in this region, revised many misjudged ages of the rock bodies and re-determined their emplacement age. This work has important practical significance on further study of geological evolution and metallogeny of the region. Meanwhile, we pointed out some basic requirements of sampling and reasonable using of the data in geochronological mapping work, and indicated the importance of comprehensive analysis of the petrogenesis of the regional magmatic rocks and geological evolution.

the northeastern section of the Nanling region; igneous rocks; geochronology mapping; geological evolution and metallogenic regularities

P597

A

1001-1552(2014)02-0375-013

2013-11-04; 改回日期: 2014-01-22

項目資助: 國家深部探測專項“南嶺成礦帶地殼巖漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)探測實驗”課題(編號: Sinoprobe-03-01)及中國地質(zhì)大調(diào)查“南嶺巖漿巖成礦專屬性”(編號: 1212011120989)、“我國離子吸附型稀土戰(zhàn)略調(diào)查及研究”項目(編號: 1212011220804)、“中國礦產(chǎn)地質(zhì)與區(qū)域成礦規(guī)律綜合研究(中國礦產(chǎn)地質(zhì)志)”項目(編號: 1212011220369)”、公益性行業(yè)科研專項“南嶺東段九龍腦礦田成礦規(guī)律與深部成礦預(yù)測綜合研究”(編號: 201411050-1)資助。

王登紅(1967-), 男, 研究員, 博士生導(dǎo)師, 主要從事礦產(chǎn)資源研究。Email: wangdenghong@sina.com