張成龍,秦 亞,馮佐海,萬 磊,吳 杰,李賽賽

(桂林理工大學(xué) a.廣西有色隱伏金屬礦產(chǎn)勘查與新材料開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心; b.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 桂林 541006)

桂北龍勝地區(qū)位于新元古代江南造山帶西南緣,廣泛出露一套鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石[1-2]。長(zhǎng)期以來,該套鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石成為討論新元古代江南造山帶西段構(gòu)造演化的焦點(diǎn)[3-12],但其巖石成因和形成構(gòu)造背景卻存在諸多不同的認(rèn)識(shí)[13-21]。自20世紀(jì)80年代提出該區(qū)存在蛇綠巖套以來,這套鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石的成巖構(gòu)造背景先后出現(xiàn)了蛇綠混雜巖[13-15],地幔柱[10-12,16-20]和伸展構(gòu)造背景[3,5,7-8,21-22]等不同的觀點(diǎn)。上述認(rèn)識(shí)的主要分歧體現(xiàn)在鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石的成因及形成時(shí)代上[11,15,22-25]。本文在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上,對(duì)桂北龍勝地區(qū)侵位于新元古界丹洲群中的吊竹山輝綠巖體進(jìn)行高精度的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年,為約束鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石的形成時(shí)代及成巖構(gòu)造背景提供年代學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

揚(yáng)子陸塊和華夏陸塊于新元古代早期沿江南造山帶碰撞拼貼成統(tǒng)一的華南大陸。而桂北龍勝地區(qū)位于華南大陸的中西部,揚(yáng)子陸塊的東南緣,江南造山帶的西南端(圖1a)。

區(qū)域上出露的最老地層為四堡群和丹洲群,其上覆蓋南華紀(jì)、震旦紀(jì)和顯生宙地層。四堡群變形較強(qiáng),具線性緊閉褶皺,但變質(zhì)級(jí)別低,稱為褶皺基底;丹洲群變形相對(duì)較弱,變質(zhì)級(jí)別低,但具有開闊寬緩褶皺,稱為蓋層。四堡群與丹洲群之間為結(jié)束于820 Ma±的四堡運(yùn)動(dòng)所形成的角度不整合界面。四堡群由下而上分為九小組、文通組和魚西組,主要巖性為深綠色淺變質(zhì)砂巖、淺變質(zhì)粉砂巖、板巖、千枚巖和少量的變火山巖。丹洲群自下而上分為白竹組、合桐組、三門街組和拱洞組,由淺變質(zhì)砂礫巖、板巖和少量的大理巖、細(xì)碧巖和火山巖組成。龍勝地區(qū)主要出露丹洲群,及少量南華紀(jì)、震旦紀(jì)和顯生宙地層[1-2](圖1b)。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置(a,據(jù)文獻(xiàn) [26])及地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b,據(jù)文獻(xiàn)[1-2])Fig.1 Tectonic location map(a) and sketch map(b) of research area

區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,花崗質(zhì)和鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖均有分布[11,19,26-29]。前人研究表明,桂北地區(qū)廣泛出露兩套鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石,一套產(chǎn)出于四堡群,另一套產(chǎn)出于丹洲群。桂北龍勝地區(qū)的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石多呈NNE向巖墻或巖席分布于新元古代丹洲群三門街組中[1,2,22,29](圖1b)?；◢徺|(zhì)巖石產(chǎn)出于桂北三防、元寶山一帶的四堡群中,而龍勝地區(qū)則分布較少[1-2]。

桂北龍勝地區(qū)以NNE向構(gòu)造為主。自西向東分布有瓢里、龍勝和馬海3個(gè)復(fù)式背斜,背斜呈NNE向展布,核部地層為丹洲群，兩翼地層為南華系和震旦系。同時(shí),一系列NNE向的斷裂構(gòu)造切割丹洲群、南華系、震旦系及早古生界,亦切割丹洲群三門街組中的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石。前人研究認(rèn)為,NNE向斷裂多為韌性剪切帶,為加里東期構(gòu)造活動(dòng)的產(chǎn)物,并與揚(yáng)子和華夏陸塊的加里東期陸內(nèi)造山事件相聯(lián)系[30-34]。Qin等[35]利用韌性剪切帶中熱液鋯石U-Pb定年,限定韌性剪切變形時(shí)代為440 Ma±的加里東期。

2 巖體地質(zhì)特征

龍勝吊竹山輝綠巖體呈NNE向展布于瓢里復(fù)式背斜核部的丹洲群三門街組中(圖1b),與三門街組呈侵入接觸關(guān)系(圖2a),而非構(gòu)造侵位的“冷接觸”。 輝綠巖體的圍巖為三門街組的板巖,板理產(chǎn)狀288°∠53°,可見變余層理構(gòu)造,層理產(chǎn)狀為279°∠23°(圖2b)。 接觸帶附近的輝綠巖顯示冷凝邊的特征(圖2c); 接觸帶附近的圍巖(炭質(zhì)板巖),由于輝綠巖的熱侵位使其遭受熱變質(zhì),炭質(zhì)板巖顯示斑點(diǎn)狀構(gòu)造(圖2d),斑點(diǎn)為新生的絹云母。 由于受到后期熱液作用的影響,炭質(zhì)板巖發(fā)生碳酸鹽化蝕變。 遠(yuǎn)離接觸帶,輝綠巖體顯示中粗粒結(jié)構(gòu)(圖2e)。

在吊竹山輝綠巖體的北東側(cè)接觸部位,可見明顯的變形和片理化現(xiàn)象(圖2f)。詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查和顯微組構(gòu)研究表明，片理化的鎂鐵質(zhì)巖石為韌性剪切帶,其中S-C組構(gòu)、旋轉(zhuǎn)碎斑和書斜構(gòu)造等糜棱組構(gòu)非常發(fā)育。

圖2 龍勝吊竹山輝綠巖體的巖相學(xué)照片F(xiàn)ig.2 Petrographic photos of Diaozhushan diabase in Longshenga—吊竹山輝綠巖體與三門街組板巖呈侵入接觸關(guān)系; b—三門街組板巖的板理與變余層理; c—輝綠巖體的冷凝邊; d—斑點(diǎn)狀炭質(zhì)板巖(+); e—中粗粒結(jié)構(gòu)的輝綠巖; f—變形和片理化的輝綠巖; g—塊狀構(gòu)造的輝綠巖,具有透閃石化和碳酸鹽化蝕變(+); h—片理化的輝綠巖,具有綠泥石化和碳酸鹽化蝕變(+); Qtz—石英;Pl—斜長(zhǎng)石; Cb—碳酸鹽礦物; Chl—綠泥石

輝綠巖樣品呈輝綠結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,部分地段呈糜棱組構(gòu)。主要造巖礦物為輝石和斜長(zhǎng)石,斜長(zhǎng)石呈自形-半自形的板狀,粒徑0.5～2 mm,含量60%±; 輝石顆粒呈半自形-他形的短柱狀、粒狀,充填于斜長(zhǎng)石顆粒之間,粒徑0.05～1 mm,含量35%±,輝石顆粒具有較強(qiáng)的蝕變,常呈透閃石化、綠泥石化和碳酸鹽化蝕變。

在塊狀構(gòu)造的輝綠巖樣品中,輝石顆粒具有較強(qiáng)的透閃石化蝕變(圖2g)。此外,有一寬約0.5 mm的石英脈充填,石英具有波狀消光、扭折帶、變形帶等消光現(xiàn)象,顯示較強(qiáng)的變形;在變形的石英脈中,充填有碳酸鹽礦物,總體顯示受多期熱液蝕變作用影響的特征。

在片理化的輝綠巖中,輝石顆粒被強(qiáng)烈的綠泥石化改造,綠泥石顯示塑性變形的特點(diǎn),被定向拉長(zhǎng);斜長(zhǎng)石呈半自形的板狀,顯示書斜構(gòu)造的特征。此外,該樣品具有強(qiáng)烈的碳酸鹽化蝕變(圖2h)。

塊狀構(gòu)造和片理化的輝綠巖,以及炭質(zhì)板巖的顯微組構(gòu)特征均指示該巖體及其圍巖遭受了強(qiáng)烈的多期次的后期熱液蝕變作用(圖2d、g、h)。

3 樣品采集和分析測(cè)試

為討論龍勝吊竹山輝綠巖體的年代學(xué)特征,分別采集了呈塊狀構(gòu)造的輝綠巖樣品(DZH01)和圍巖板巖樣品(GB1801-7)進(jìn)行鋯石U-Pb年代學(xué)研究。 樣品DZH01,采集了近30 kg,分選出近80粒鋯石; 樣品GB1801-7， 采集了近5 kg,分選出近150粒鋯石。

鋯石單礦物的挑選、制靶和照相委托北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成；單顆粒鋯石的LA-ICP-MS U-Pb測(cè)試在桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦床勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。 鋯石年齡測(cè)試采用的束斑直徑為24 μm,利用標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1和Plesovice作為外標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行校正,每隔8個(gè)分析點(diǎn),加測(cè)2個(gè)標(biāo)樣各2次。 原始數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal 10.7程序[36],鋯石年齡諧和圖和年齡分布頻譜圖采用Isoplot 3.00程序完成[37]。 鋯石CL圖像、年齡諧和圖及頻譜圖采用CorelDRAW X3進(jìn)行完善。 對(duì)大于1 000 Ma的鋯石年齡采用207Pb/206Pb年齡,小于1 000 Ma的鋯石年齡采用206Pb/238U年齡。

4 測(cè)年結(jié)果

輝綠巖樣品DZH01，共測(cè)試分析43粒鋯石,取其中36粒諧和度較高的鋯石進(jìn)行年齡分析；板巖樣品GB1801-7，共測(cè)試分析58粒碎屑鋯石,取其中46粒諧和度較高的鋯石進(jìn)行年齡分析。 樣品的鋯石U-Pb年齡分析測(cè)試結(jié)果見表1,稀土微量元素測(cè)試結(jié)果見表2。

(1)根據(jù)輝綠巖樣品DZH01的鋯石U-Pb年齡和CL圖像特征(圖3),36粒鋯石可分為6組:

A組包含7粒鋯石,在CL圖像中,鋯石呈短柱狀、橢圓狀的形態(tài)特征,粒徑50～150 μm;具有清晰的內(nèi)部環(huán)帶;其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為216.0±3.3 Ma(MSWD=0.26,n=7)。

圖3 輝綠巖樣品DZH01鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 Zircon CL images of diabase sample DZH01

表1 龍勝吊竹山輝綠巖及其圍巖年代學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Chronological data of Dianzhushan diabase and its surrounding rocks in Longsheng

續(xù)表1

注： “-”表示未檢出， 下同。

表2 龍勝吊竹山輝綠巖及其圍巖鋯石稀土元素含量Table 2 Rare earth elements content of zircon in Diaozhushan diabase and its surrounding rocks in Longsheng

續(xù)表2

續(xù)表2

B組包含9粒鋯石,在CL圖像中,鋯石顆粒呈不規(guī)則狀、橢圓狀的形態(tài)特征,粒徑50～150 μm; 具有清晰的內(nèi)部環(huán)帶,但環(huán)帶特征多樣; 其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為276.1±4.3 Ma(MSWD=0.048,n=9)。

C組包含6粒鋯石,具有短柱狀的形態(tài)特征,粒徑50～100 μm;在CL圖像中,內(nèi)部環(huán)帶多樣,明暗程度不一;其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為441.7±8.0 Ma(MSWD=0.005 8,n=6)。

D組包含7粒鋯石,具有較暗的CL圖像和有較寬的巖漿振蕩環(huán)帶;鋯石呈短柱狀、長(zhǎng)柱狀的形態(tài)特征,粒徑60～120 μm,部分鋯石邊緣具有較亮的增生邊;其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為774.8±7.5 Ma(MSWD=0.008,n=7)。

E組含有2粒鋯石,其具有短柱狀、長(zhǎng)柱狀的形態(tài)特征,粒徑50～120 μm;具有較暗的CL圖像,在顆粒邊部可見零星的增生邊,其206Pb/238U年齡為820 Ma±。

F組含有5粒鋯石,鋯石形態(tài)特征多樣,呈橢圓狀、柱狀及不規(guī)則狀,CL圖像明暗程度不一,內(nèi)部環(huán)帶多樣,其207Pb/206Pb年齡為1 201～2 517 Ma。

(2)根據(jù)板巖樣品GB1801-7的鋯石U-Pb年齡和CL圖像特征(圖4),46粒鋯石可分為7組:

A組包含6粒鋯石,鋯石的形態(tài)特征多樣,呈短柱狀或不規(guī)則狀,粒徑40～80 μm;CL圖像較暗,內(nèi)部環(huán)帶不一;其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為215.8±5.2 Ma(MSWD=0.004 2,n=6)。

B組含有6粒鋯石,鋯石的形態(tài)特征多樣,CL圖像較暗,內(nèi)部環(huán)帶不一; 其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為274.8±5.8 Ma(MSWD=0.071,n=6)。

圖4 鋯石陰極發(fā)光圖像(板巖樣品GB1801-7)Fig.4 Zircon CL images of slate sample GB1801-7

C組包含5粒鋯石,鋯石多呈橢圓狀、不規(guī)則狀,CL圖像明暗程度不一,內(nèi)部環(huán)帶多樣,其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為441.6±8.1 Ma(MSWD=0.017,n=5)。

D組含有1粒鋯石,鋯石呈短柱狀的形態(tài)特征,CL圖像顯示巖漿振蕩環(huán)帶,同時(shí)含有較暗的古老鋯石繼承核,其206Pb/238U年齡為772±14 Ma。

E組包含4粒鋯石,鋯石粒徑較小,CL圖像明暗不一,可見巖漿振蕩環(huán)帶,其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為822.0±15.0 Ma(MSWD=0.004 8,n=4)。

F組含有3粒鋯石,具有短柱狀或不規(guī)則狀的形態(tài)特征,CL圖像明暗不一,可見巖漿振蕩環(huán)帶,其206Pb/238U年齡為864～913 Ma。

G組包含21粒鋯石,具有橢圓狀、短柱狀及不規(guī)則狀的形態(tài)特征;鋯石顆粒具有一定程度的磨圓,粒徑為40～150 μm;鋯石內(nèi)部環(huán)帶復(fù)雜,部分鋯石內(nèi)部含古老鋯石的繼承核,其207Pb/206Pb年齡為1 748～3 135 Ma。

5 鋯石地球化學(xué)特征及成因

鋯石成因具有復(fù)雜性,同一樣品不同鋯石顆?？删哂胁煌某梢?即便同一鋯石，不同晶域也可以具有不同的成因[38-40]。因此,只有識(shí)別出不同成因的鋯石,才能給出具有地質(zhì)意義的合理解釋。已有研究表明,鋯石具有巖漿鋯石、變質(zhì)鋯石和熱液鋯石等3種主要的成因類型[41-43]。關(guān)于3種類型鋯石的識(shí)別,主要是從鋯石形態(tài)[40-41、43]、內(nèi)部結(jié)構(gòu)[41]、稀土元素[41,44-45]、微量元素及比值[41,44-45]、包裹體[41,44-45]和同位素[41,45]等方面進(jìn)行區(qū)分。

(1)樣品GB1801-7中,215 Ma±的鋯石顆粒La含量為(0.18～852.94)×10-6,LREE為(47.47～3 411.54)×10-6,LREE/HREE值為0.01～1.89,具有中等的負(fù)銪異常(δEu=0.10～0.59)。 樣品DZH01中,215 Ma±的鋯石顆粒La含量為(0.38～6.72)×10-6,LREE為(41.26～565.13)×10-6,LREE/HREE值為0.03～0.25,具有中等的負(fù)銪異常(δEu=0.05～0.45)。 在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式中(圖5a),具有215 Ma±年齡值的鋯石顯示輕稀土相對(duì)平坦,重稀土相對(duì)陡傾斜的配分模式。

(2) 樣品GB1801-7中,275 Ma±的鋯石顆粒La含量為 (2.35～20.58)×10-6,LREE為(27.62

圖5 鋯石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式(球粒隕石值據(jù)文獻(xiàn)[46])Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns of zircon

～192.87)×10-6,LREE/HREE值為0.03～0.10,具有中等的負(fù)銪異常(δEu=0.05～0.99)。 樣品DZH01中,275 Ma±的鋯石顆粒La含量為(0.29～38.08)×10-6,LREE為(3.52～192.47)×10-6,LREE/HREE值為0.01～0.17,具有中等的銪異常(δEu=0.08～2.86)。 在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式中(圖5b),具有275 Ma±年齡值的鋯石顯示輕稀土相對(duì)平坦,重稀土相對(duì)陡傾斜的配分模式。

(3) 樣品GB1801-7中,441 Ma±的鋯石顆粒La含量為(0.52～6.67)×10-6,LREE為(35.59～78.14)×10-6,LREE/HREE值為0.03～0.10,具有中等的負(fù)銪異常(δEu=0.06～0.68)。 樣品DZH01中,441 Ma±的鋯石顆粒La含量為(0.38～1.63)×10-6,LREE為(28.90～206.42)×10-6,LREE/HREE值為0.02～0.23,具有中等的負(fù)銪異常(δEu=0.08～0.52)。 在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式中(圖5c),具有441 Ma±年齡值的鋯石顯示輕稀土相對(duì)平坦,重稀土相對(duì)陡傾斜的配分模式。

(4) 在樣品DZH01中,具有775 Ma±的鋯石顆粒La含量為(0.86～3.97)×10-6,LREE為(288.44～1 131.83)×10-6,LREE/HREE值為0.26～0.64,具有強(qiáng)烈的負(fù)銪異常(δEu=0.01～0.08)和強(qiáng)烈的正鈰異常(δCe=10.41～20.14)。 在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式中(圖5d),該年齡值的鋯石顯示輕稀土呈鋸齒狀,重稀土緩傾斜的配分模式。

(5) 樣品GB1801-7中,772 Ma的鋯石顆粒具有典型的巖漿振蕩環(huán)帶和古老鋯石的繼承核,其Th、U含量分別為757.11×10-6和760.26×10-6,Th/U值為1,該粒鋯石應(yīng)為巖漿成因的碎屑鋯石。 而樣品DZH01中的775 Ma±鋯石顆粒呈短柱狀、長(zhǎng)柱狀的形態(tài)特征;相對(duì)較寬的內(nèi)部環(huán)帶; 其Th、U含量分別為(2 620.26～5 184.17)×10-6和(1 404.70～2 215.62)×10-6,Th/U值為1.35～3.44; 輕稀土呈鋸齒狀,重稀土緩傾斜的稀土配分模式; 以及相對(duì)較高的δCe值(10.41～20.14)和較高的(Sm/La)N值(28.63～350.32),上述特征表明樣品DZH01中具有775 Ma±的鋯石顆粒為巖漿鋯石(圖6)。樣品GB1801-7中772 Ma的碎屑鋯石的存在，表明三門街組沉積成巖過程中存在與輝綠巖體侵位時(shí)代相同的火山巖，也與前人對(duì)三門街組流紋巖的測(cè)年結(jié)果一致[47-48]。

將吊竹山輝綠巖樣品(DZH01)和圍巖樣品(GB1801-7)中具有215 Ma±、275 Ma±和441 Ma±年齡值的鋯石進(jìn)行成因判別,在(Sm/La)N-La(圖6a)和δCe-(Sm/La)N(圖6b)圖解中,多數(shù)鋯石落入熱液鋯石區(qū)域。 結(jié)合鋯石形態(tài)特征、稀土元素配分模式和微量元素特征(表2),綜合判別兩樣品中具有215 Ma±、275 Ma±和441 Ma±年齡值的鋯石為熱液改造鋯石。 多組熱液鋯石的存在表明,研究區(qū)經(jīng)歷了多期熱液蝕變作用,這也與吊竹山輝綠巖及其圍巖樣品遭受多期熱液蝕變作用影響的巖相學(xué)特征一致。

圖6 鋯石成因判別圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[44])Fig.6 Discriminant diagrams of zircon genesis

6 討 論

桂北龍勝地區(qū)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石的成巖時(shí)代和成巖構(gòu)造背景頗具爭(zhēng)議。葛文春等[11]通過單顆粒鋯石U-Pb年代學(xué)研究獲得龍勝塘頭輝長(zhǎng)輝綠巖的巖漿侵位結(jié)晶年齡為761±8 Ma,并認(rèn)為鎂鐵質(zhì)巖石侵位過程中遭受地殼物質(zhì)混染,其巖漿侵位可能與Rodinia超大陸825 Ma±裂解之后的另一次裂解事件有關(guān)；林木森等[22-23]認(rèn)為龍勝地區(qū)丹洲群鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石形成于新元古代晚期(770～750 Ma),受全球Rodinia超大陸裂解及俯沖洋殼板片后撤拉張的影響,暗示江南造山帶西段可能直到750 Ma仍處于俯沖造山階段；朱安漢等[25]通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年獲得湘桂交界地區(qū)張里村變輝長(zhǎng)輝綠巖的形成年齡(421.9±7.8 Ma),并認(rèn)為揚(yáng)子陸塊和華夏陸塊結(jié)合帶西南段可能存在從新元古代至早古生代持續(xù)的雙向洋陸俯沖碰撞過程；寇彩化等[24]通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年獲得湘西通道地區(qū)長(zhǎng)界橄欖輝石巖的加權(quán)平均年齡為701±11 Ma,其形成可能與700 Ma時(shí)期江南造山帶西段裂谷作用導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)上涌并發(fā)生熔融有關(guān)；Yao等[15]認(rèn)為龍勝地區(qū)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石為蛇綠混雜巖,其中的輝長(zhǎng)巖、輝綠巖形成于865 Ma±。

上述關(guān)于桂北龍勝地區(qū)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石的成因和成巖構(gòu)造背景的不同認(rèn)識(shí),其分歧很大程度上是對(duì)成巖時(shí)代的認(rèn)識(shí)不同。在本文所測(cè)的吊竹山輝綠巖年齡樣品中,存在多組年齡信息,只有正確判別出鋯石成因，才能夠?qū)Ω鹘M年齡數(shù)據(jù)給出合理的地質(zhì)解釋，進(jìn)而準(zhǔn)確地識(shí)別出巖體的成巖時(shí)代。

在鋯石U-Pb年齡諧和圖解中(圖7),兩樣品中諧和度較高的鋯石年齡均落在諧和線上及其附近。 吊竹山輝綠巖(DZH01)及圍巖(GB1801-7)樣品的鋯石U-Pb年齡頻譜圖中(圖7),均含有215 Ma±、275 Ma±和441 Ma±的3個(gè)峰值。 結(jié)合鋯石的形態(tài)特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、稀土配分模式和微量元素比值等判定,具有215 Ma±、275 Ma±和441 Ma±年齡值的鋯石為熱液改造鋯石,應(yīng)為后期構(gòu)造熱事件的產(chǎn)物,而非輝綠巖體的侵位時(shí)代。

在吊竹山輝綠巖年代學(xué)樣品中,除上述熱液鋯石外,還有一組鋯石年齡為775 Ma±。 根據(jù)鋯石成因判別,具有775 Ma±年齡值的鋯石為巖漿鋯石,且為該樣品中最年輕的一組巖漿鋯石,因此該年齡值可代表吊竹山輝綠巖體的侵位時(shí)代。此外,該樣品還含有2粒年齡值為820 Ma的鋯石和5粒年齡值為1 201～2 517 Ma的鋯石,這些鋯石應(yīng)為成巖過程中捕獲的鋯石。

圖7 輝綠巖及其圍巖鋯石年齡諧和圖解(a、c)和鋯石年齡分布頻譜圖(b、d)Fig.7 Zircon U-Pb concordia diagrams(a,c) and frequency histograms(b,d) of diabase and its surrounding rocks

吊竹山輝綠巖具有775 Ma±的侵位時(shí)代,與龍勝塘頭輝長(zhǎng)輝綠巖(761±8 Ma)[11]、三門街組流紋巖(765±14 Ma)和湘西的輝綠巖(768±28 Ma)等[47-48]的形成時(shí)代一致。 也與筆者最近對(duì)龍勝金車輝長(zhǎng)巖(773.0±11.0 Ma)、金結(jié)輝綠巖(774.6±4.7 Ma,774.9±4.2 Ma)、華美輝綠巖(773.0±10.0 Ma)和古桃山輝長(zhǎng)輝綠巖(774.3±3.4 Ma)的測(cè)年結(jié)果一致(待發(fā)表數(shù)據(jù))。 上述測(cè)年結(jié)果表明,展布于丹洲群三門街組中的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石的形成時(shí)代為775 Ma±。775 Ma±的侵位時(shí)代表明其成巖構(gòu)造背景既非蛇綠混雜巖[15],也非從新元古代至早古生代的持續(xù)洋陸俯沖的產(chǎn)物[22-23,25],而可能與Rodinia超大陸的裂解有關(guān)[24]。

華南大陸自新元古代由揚(yáng)子陸塊和華夏陸塊碰撞拼合成統(tǒng)一的大陸塊體后,經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造巖漿活動(dòng)[4],主要表現(xiàn)為廣泛的加里東期淺變質(zhì)巖系、大規(guī)模的巖漿活動(dòng)[49-50]以及成礦作用[51-54],海西期、印支期構(gòu)造巖漿事件及成礦事件。本文所測(cè)的桂北龍勝吊竹山輝綠巖和圍巖的年代學(xué)樣品中,均有多期構(gòu)造巖漿熱液活動(dòng)的年代學(xué)記錄。

加里東期揚(yáng)子陸塊和華夏陸塊的碰撞拼貼,致使早古生代地層發(fā)生淺變質(zhì)作用和劇烈的花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)及成礦作用,同時(shí)產(chǎn)生華南一系列近NNE向的韌性剪切帶[49-54]。桂北龍勝地區(qū)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石與圍巖呈侵入接觸關(guān)系,一些接觸部位可見明顯的變形和片理化現(xiàn)象,這些變形和片理化的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石實(shí)為韌性剪切帶。吊竹山輝綠巖樣品和圍巖樣品中441 Ma±的熱液鋯石年齡,應(yīng)記錄著巖體邊部變形和片理化巖石的變形時(shí)間。這與Qin等[35]通過熱液鋯石測(cè)年獲得壽城-瓢里韌性剪切帶的活動(dòng)年齡(441.0±2.0 Ma)以及張雪鋒等[33]獲得四堡韌性剪切帶的活動(dòng)年齡(453±9 Ma)一致。關(guān)于桂北地區(qū)韌性剪切帶的活動(dòng)時(shí)間,前人通過40Ar/39Ar法獲得與熱液鋯石年齡一致的結(jié)論[31，34]。因此,吊竹山輝綠巖樣品和圍巖樣品中441 Ma±的熱液鋯石年齡記錄著桂北地區(qū)韌性剪切帶的活動(dòng)時(shí)間,反映著加里東期揚(yáng)子陸塊和華夏陸塊再碰撞的時(shí)限。

桂北龍勝地區(qū)吊竹山輝綠巖及圍巖中二疊紀(jì)(275 Ma±)熱液鋯石年齡的存在,表明海西期的巖漿構(gòu)造熱事件對(duì)該區(qū)亦有影響。盡管區(qū)域上該時(shí)期的巖漿構(gòu)造熱事件報(bào)道較少,但李青等[55]研究桂東早古生界碎屑鋯石時(shí)發(fā)現(xiàn),寒武紀(jì)地層中存在強(qiáng)烈的250 Ma±和100 Ma±的熱液改造鋯石年齡記錄。

三疊紀(jì)(215Ma±)熱液鋯石的存在,表明印支期的巖漿構(gòu)造熱事件對(duì)桂北地區(qū)亦有廣泛的影響。區(qū)域上在桂北地區(qū)廣泛存在該時(shí)期的巖漿事件,如桂北栗木巖體[56-57],以及湘桂交界的貓兒山巖體[58-61]、越城嶺巖體[61-62]和五團(tuán)巖體[63]等。

綜合吊竹山輝綠巖樣品及其圍巖樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果,桂北龍勝地區(qū)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石形成于775 Ma±的新元古代;成巖過程中捕獲有820 Ma±和1 201～2 517 Ma的鋯石;成巖后受加里東運(yùn)動(dòng)的影響,于441 Ma±在巖體邊緣發(fā)生韌性剪切變形,后期再次遭受海西運(yùn)動(dòng)(275 Ma±)和印支運(yùn)動(dòng)(215 Ma±)等構(gòu)造熱事件的影響。

7 結(jié) 論

(1)LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果顯示,桂北龍勝吊竹山輝綠巖體形成于775 Ma±的新元古代,其成巖構(gòu)造背景可能與Rodinia超大陸裂解有關(guān)。

(2)熱液鋯石定年結(jié)果顯示,龍勝吊竹山輝綠巖韌性變形時(shí)間為441 Ma±的加里東期。

(3)吊竹山輝綠巖體及其圍巖中3組熱液鋯石,即215 Ma±、275 Ma±和441 Ma±的存在,表明桂北龍勝地區(qū)遭受多次后期構(gòu)造熱事件的影響。

致謝:桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室余紅霞和李政林老師在鋯石U-Pb年齡測(cè)試中提供了幫助,在此表示感謝!