廣東連州地區(qū)文珍洞二長(zhǎng)花崗巖形成時(shí)代、成因及構(gòu)造環(huán)境探討

陳恩

摘要：廣東省連州地區(qū)文珍洞二長(zhǎng)花崗巖體位于大東山巖體北緣，有關(guān)大東山巖體形成年代仍存在不同認(rèn)識(shí)。本文通過(guò)LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年獲得文珍洞二長(zhǎng)花崗巖的成巖年齡為165.4Ma±1.9Ma，表明大東山巖體存在中侏羅世晚期巖漿活動(dòng)。文珍洞二長(zhǎng)花崗巖A1₂0₃含量為11.48%～12.68%，（Na₂0+K₂0+CaO）含量為7.40%～8.96%，A1₂0₃>（Na₂0+K₂0+CaO），Si02含量為73.96%～77.62%，里特曼指數(shù)（盯）為1.30～2.29，顯示巖石化學(xué)類型屬于硅過(guò)飽和、鋁過(guò)飽和、鈣堿性花崗巖類。研究表明，文珍洞二長(zhǎng)花崗巖為形成于板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境中的改造型（S型）花崗巖。

關(guān)鍵詞：連州地區(qū)；文珍洞二長(zhǎng)花崗巖；LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡；地球化學(xué)

文珍洞二長(zhǎng)花崗巖體位于廣東省連州市大路邊鎮(zhèn)文珍洞村附近，為大東山巖體北緣，屬南嶺花崗巖帶，巖性主要為中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖漿侵入活動(dòng)形成的大巖基。對(duì)大東山花崗巖和礦產(chǎn)的研究由來(lái)已久，已經(jīng)取得了許多重要成果，但對(duì)其鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征和成因缺乏深入研究。本文試圖通過(guò)對(duì)大東山北緣文珍洞二長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征和構(gòu)造背景進(jìn)行研究，以期進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大東山巖體在燕山期的巖漿作用和構(gòu)造環(huán)境。

1.地質(zhì)概況

文珍洞巖體位于廣東省連州市大路邊鎮(zhèn)文珍洞村附近，為大東山巖體北緣。在區(qū)域構(gòu)造位置上，位于南嶺花崗巖帶中段，是南嶺構(gòu)造巖漿作用帶的重要組成部分（圖1）。其主體巖性為中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖，侵入的最新地層為早三疊世大冶組薄層狀泥灰?guī)r。該巖體侵入到了多個(gè)地層中，但以大冶組最為普遍，接觸帶接觸變質(zhì)作用明顯，主要為矽卡巖化、大理巖化和角巖化等。從巖體的空間展布看，控制巖體侵入的構(gòu)造因素主要是緯向構(gòu)造，局部受到北西向構(gòu)造的影響，因而使巖體大致呈北西西向延伸。

2.巖石地球化學(xué)特征

文珍洞中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖主量元素、微量、稀土元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

2.1主量元素

文珍洞二長(zhǎng)花崗巖Si0₂含量介于73.96%-77.62%之間，屬酸度較高的花崗巖；全堿含量較高（Na₂0+K₂0，6.64%-8.44%），K₂0/Na₂0值介于1.77-2.99之間，顯示富堿高鉀特征；A1₂0₃含量介于11.48%-12.68%之間，鋁飽和指數(shù)（A/CNK=A1₂0₃/（Na₂0+K₂0+CaO））介于1.41-1.67間，平均值為1.50，屬過(guò)鋁質(zhì)花崗巖；據(jù)里特曼劃分：里特曼指數(shù)盯<3_3者為鈣堿性巖石，文珍洞二長(zhǎng)花崗巖為1.30-2.29，屬鈣堿性花崗巖類。

2.2微量元素

微量元素特征見(jiàn)表1。微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖2）上，文珍洞二長(zhǎng)花崗巖樣品Rb、Th、u等大離子親石元素相對(duì)富集，zr、Hf，Nb等高場(chǎng)強(qiáng)元素則相對(duì)虧損強(qiáng)烈，顯示出板內(nèi)花崗巖特征。此外，sr的虧損說(shuō)明在巖漿作用過(guò)程中可能發(fā)生了斜長(zhǎng)石和磷灰石不同程度的分離結(jié)晶作用；而B(niǎo)a的虧損表明在巖石中存在顯著地分餾和貧化，Ba貧化是殘余巖漿的表現(xiàn)。

2.3稀土元素

稀土元素特征見(jiàn)表1，文珍洞二長(zhǎng)花崗巖稀土總量介于304.36×10～397.90×10之間，遠(yuǎn)高于地殼稀土元素總量（210×10）。LREE/HREE比值介于3.71～7.21之間，（La/Yb）介于4.05-8.48之間，表明輕稀土元素（LREE）較富集，內(nèi)部分異較明顯，而重稀土元素（HREE）內(nèi)部則基本未分異。此外，8Eu值介于0.04-0.39之間，具較強(qiáng)的Eu負(fù)異常。在稀土元素/球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖（圖2）上，配分模式表現(xiàn)為左高右低、輕稀土元素富集，重稀土元素略虧損的右傾模式，Eu具明顯虧損，這與重熔改造型（S型）花崗巖的配分模式相一致。

3.LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)定

3.1測(cè)試方法

取5kg～10kg巖石樣品送至河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室按常規(guī)的重力和磁選方法對(duì)鋯石單礦物進(jìn)行分離。樣品制靶和鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像采集由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。鋯石U-Pb年齡測(cè)定和微量元素分析在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院LA-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室完成。采用激光探針等離子體質(zhì)譜法，由美國(guó)公司的Agilient公司Agilient 7500a ICP-MS和Coherent Inc.公司的GeoLas 200M（193nm）激光剝燭系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)測(cè)定，采用He氣作為剝燭物質(zhì)的載氣，通過(guò)PVC管將剝蝕物質(zhì)傳送到ICP-MS，并在進(jìn)入ICP-MS之前與Ar氣混合，形成混合氣。為減少偶然因素的影響，每測(cè)5個(gè)樣品點(diǎn)連續(xù)測(cè)定兩次標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500進(jìn)行同位素分餾校正。鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500的U—Th-Pb同位素比值推薦值據(jù)Wiedenbeck et a1.（1995），每測(cè)10個(gè)樣品點(diǎn)測(cè)一次NIST610和年齡監(jiān)控樣Mud Tank（MudTank作為監(jiān)控樣控制年齡的分析精度。每個(gè)分析點(diǎn)的氣體背景采集時(shí)間為20s～30s（一般為25s），信號(hào)采集時(shí)間為40s～50s（一般為50s）。數(shù)據(jù)處理采用Liu et al.（2008；2010）編寫(xiě)的ICP-MS DataCal軟件，鋯石的年齡諧和圖繪制和年齡的加權(quán)平均計(jì)算采用ISOPLOT（3.0版）軟件進(jìn)行（Ludwing，2003）。

3.2分析結(jié)果

選定花崗巖樣品PM01中20顆鋯石進(jìn)行U-Pb年齡測(cè)定，共測(cè)得20個(gè)U-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)（表2）。樣品鋯石特征如下：①半自形雙錐柱狀、短柱狀，黃粉色透明，粒度以0.01mm-0.15ram為主，完整晶形伸長(zhǎng)系數(shù)1.1-2.0之間；②陰極發(fā)光圖（圖3）顯示，鋯石多發(fā)育有較規(guī)律的震蕩環(huán)帶，呈現(xiàn)巖漿鋯石特征；③鋯石UTh含量及Th/U比值變化范圍不大，Th/U比值介于0.41-0.69之間，明顯大于0.4，也顯示出巖漿鋯石的特征。對(duì)于年輕的鋯石（一般小于1Ga）通常采用～pbp38U年齡。在U-Pb諧和圖上（圖4），樣品鋯石20個(gè)測(cè)點(diǎn)年齡值較為集中，樣品點(diǎn)分布在諧和曲線上并集中于165Ma附近。樣品鋯石20個(gè)測(cè)點(diǎn)給出的20～pbp38U年齡加權(quán)平均值為165.4Ma±1.9Ma（n=20），MSWD=0.53。

4.巖石成因及構(gòu)造環(huán)境

文珍洞二長(zhǎng)花崗巖具有總體表現(xiàn)為富硅、鉀、鋁，貧鈣、磷及鐵鎂質(zhì)組成為特征；微量元素均以相對(duì)富集Rb、Th、U、Li、Be，相對(duì)虧損Ba、Sr、Nd為特征；稀土元素/球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖總體表現(xiàn)為左高右低，輕稀土元素富集，Eu具明顯負(fù)異常，這些特征均表明文珍洞二長(zhǎng)花崗巖為殼源型花崗巖。

稀土及微量元素Rb-（Y+Nb）、Ta-Yb圖解，通常是區(qū)分大洋脊花崗巖（ORG）、火山弧花崗巖（VAG）、同碰撞花崗巖（Syn-COLG）、板內(nèi)花崗巖（WPG）等多數(shù)類型最為有效的判別依據(jù)。在Rb-（Y+Na）、Ta-Yb圖解中（圖5），樣品均落人WPG區(qū)域內(nèi)，表明文珍洞二長(zhǎng)花崗巖形成于板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境。結(jié)合前文測(cè)試年齡，文珍洞二長(zhǎng)花崗巖應(yīng)為形成于中侏羅世板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境的重熔改造型（S型）花崗巖。

5.結(jié)論

（1）廣東連州地區(qū)的文珍洞二長(zhǎng)花崗巖屬高硅、過(guò)鋁、富鉀的鈣堿性花崗巖類，物質(zhì)主要來(lái)源于地殼重熔，為重熔改造型（S型）花崗巖。

（2）文珍洞二長(zhǎng)花崗LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為165.4Ma±1.9Ma，屬于中侏羅世，說(shuō)明南嶺造山帶存在中侏羅世的花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)。

（3）文珍洞二長(zhǎng)花崗巖體顯示出板內(nèi)花崗巖地球化學(xué)特征，表明中侏羅世南嶺造山帶巖漿活動(dòng)主要為板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境。endprint