王福亮，李翱鵬，張海洪

1.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春 130102；2.長春工程學(xué)院，吉林 長春 130012

0 引言

吉林省中部地區(qū)位于華北板塊北緣與興蒙造山帶東段南緣的交匯部位，晚古生代—早中生代期間，經(jīng)歷了古亞洲洋構(gòu)造域和古太平洋構(gòu)造域的演化、疊加和轉(zhuǎn)換[1-3]。其獨(dú)特的大地構(gòu)造位置、復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史以及多期次的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)，是研究古亞洲洋構(gòu)造域和古太平洋構(gòu)造域具體轉(zhuǎn)換時(shí)間的理想場所[4]。

鑒于此，筆者在吉林1∶5萬缸窯鎮(zhèn)等3幅地質(zhì)礦產(chǎn)綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇構(gòu)造指示意義較強(qiáng)的吉林市龍?zhí)秴^(qū)金珠花崗閃長巖巖體為研究對象，進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年，對金珠花崗閃長巖的形成時(shí)代給予了準(zhǔn)確的限定，豐富了區(qū)域侵入巖的年齡數(shù)據(jù)。

1 地質(zhì)概況及樣品描述

研究區(qū)位于華北板塊北緣東段，松嫩—張廣才嶺地塊最南緣[5]，伊通—依蘭斷裂南側(cè)，西拉木倫—長春縫合帶北東側(cè)，敦化—密山斷裂北西側(cè)之間挾持區(qū)域內(nèi)[6](圖1a)。研究區(qū)主要發(fā)育中生代和新生代地層：中生代地層為下白堊統(tǒng)營城組，營城組在研究區(qū)內(nèi)為一套陸相酸性火山巖，主要巖性為流紋巖、球粒流紋巖、流紋質(zhì)角礫集塊巖；新生代地層為全新統(tǒng)第四系沖積物、全新統(tǒng)溫泉河組、中更新統(tǒng)荒山組。溫泉河組為一級階地，上部為亞黏土，下部為粗—細(xì)粒砂層，為一套河流沖積物；荒山組由厚層黃土及黏土組成，厚層黃土由泛濫洪水形成。研究區(qū)侵入巖包括晚侏羅世中細(xì)粒二長花崗巖、中侏羅世斑狀黑云母二長花崗巖、中侏羅世中細(xì)?；◢忛W長巖、早侏羅世中細(xì)粒黑云母二長花崗巖，脈巖主要為花崗偉晶巖脈和花崗細(xì)晶巖脈(見圖1)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖(a)和大地構(gòu)造位置圖(b)Fig.1 Geological sketch map (a) and geotectonic setting map (b) of study area1.全新統(tǒng)沖積物；2.全新統(tǒng)溫泉河組；3. 中更新統(tǒng)荒山組；4.下白堊統(tǒng)營城組；5.晚侏羅世中細(xì)粒二長花崗巖；6.中侏羅世斑狀黑云母二長花崗巖；7.中侏羅世中細(xì)?；◢忛W長巖；8.早侏羅世黑云母二長花崗巖；9.花崗偉晶巖脈；10.花崗細(xì)晶巖脈；11.實(shí)測正斷層；12.地質(zhì)界線；13.角度不整合界線；14.采樣點(diǎn)位置

金珠巖體巖性主要為灰白色中細(xì)?；◢忛W長巖，出露于吉林省中部吉林市龍?zhí)秴^(qū)金珠鄉(xiāng)東側(cè)一帶，不規(guī)則殘留巖基狀出露，總體呈近東西向出露，與圍巖間接觸界線較清晰，機(jī)械貫入作用較弱。巖體受圍巖同化混染作用影響較弱。巖石內(nèi)礦物粒度以中粒、細(xì)粒為主。以上綜合說明巖體應(yīng)為中—淺成相侵入體，形成時(shí)壓力、溫度變化較穩(wěn)定，巖漿冷凝速度中等，揮發(fā)組分得到一定程度保存。巖體侵入到早侏羅世二長花崗巖內(nèi)，其中二長花崗LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(176.1±0.57)Ma(待發(fā)表數(shù)據(jù))，被第四系松散堆積物不整合覆蓋。巖體內(nèi)見有閃長質(zhì)包體，包體多呈橢圓狀、長橢圓狀，長軸大小在幾厘米至三十幾厘米不等。

樣品PM009-1采自吉林市龍?zhí)秴^(qū)金珠鄉(xiāng)南東7.1 km處(126°37′43.6″E，44°00′13.6″N)，為中細(xì)?；◢忛W長巖。新鮮面呈灰白色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由石英、斜長石、鉀長石及暗色礦物組成。石英：他形粒狀，粒度0.2～3.0 mm，體積分?jǐn)?shù)20%；斜長石：自形半自形板狀，粒度0.5～5.0 mm，聚片雙晶、環(huán)帶構(gòu)造發(fā)育。成分為中更長石，不均勻彌漫狀黝簾石化，體積分?jǐn)?shù)60%；鉀長石：他形粒狀，成分為正長石，粒度0.3～2.0 mm，體積分?jǐn)?shù)15%；暗色礦物：主要由片狀黑云母和少量的柱狀角閃石組成，粒度主要介于0.5～2.0 mm，體積分?jǐn)?shù)5%(見圖2)。

圖2 金珠花崗閃長巖野外照片和鏡下照片特征Fig.2 Field photos and microphotographs of Jinzhu granodioriteQz: 石英；Pl: 斜長石；Kfs: 鉀長石；Bt: 黑云母；Amp: 角閃石

2 分析方法

本文相關(guān)鋯石樣品挑選由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。對巖石樣品進(jìn)行常規(guī)機(jī)械粉碎，粉碎至80目±，再進(jìn)行重力分選以及磁選，在雙目鏡下將不同特征的鋯石挑選出來后粘在雙面膠上，待其固化之后，將表面打磨拋光至鋯石中心[7-8]。樣品的制靶、反射光、陰極發(fā)光圖像采集以及鋯石U-Pb年齡測定和鋯石微量元素分析均在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成。本次測試采用激光器對鋯石樣品進(jìn)行剝蝕，深度為20～40 μm，激光剝蝕束斑直徑為30 μm，激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度。鋯石U-Pb同位素定年微量元素含量處理中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500和玻璃標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST610作外標(biāo)，分別進(jìn)行同位素和微量元素分餾校正。29Si作為內(nèi)標(biāo)元素[9]。對分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal完成。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡加權(quán)平均計(jì)算采用Isoplot[10]完成，普通鉛校正使用Anderson給出的程序計(jì)算。分析數(shù)據(jù)及鋯石U-Pb諧和圖給出誤差為1σ，表示95%的置信度。

3 分析結(jié)果

金珠花崗閃長巖鋯石陰極發(fā)光圖像(CL)顯示，鋯石晶體長約145～291 μm，寬74～118 μm，長寬比為1.30∶1到2.85∶1，大部分鋯石自形程度較好具雙錐，呈長柱狀，少部分呈短柱狀，這些鋯石絕大多數(shù)可以分辨出明顯的巖漿韻律環(huán)帶(圖3)，鋯石中的U和Th質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍變化不大，樣品U質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(225～923)×10-6，Th質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(70～347)×10-6，Th/U值為0.25～0.48(>0.1)，具有典型巖漿成因鋯石特點(diǎn)。該樣品共獲得21個(gè)較為諧和的鋯石206Pb/238U年齡，206Pb/238U一致年齡范圍為150～171 Ma，其加權(quán)平均年齡值為(165.0±2.6)Ma(MSWD=1.6，n=21)(圖4)。該年齡可以代表侵入巖體的結(jié)晶年齡，即中侏羅世。

表1 金珠花崗閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb 同位素分析結(jié)果

圖3 金珠花崗閃長巖部分鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 Partial zircon cathodoluminescence images of Jinzhu granodiorite

圖4 金珠花崗閃長巖的U-Pb年齡諧和圖(a)和加權(quán)平均年齡(b)Fig.4 U-Pb age concordance diagram (a) and weighted average age diagram (b) of Jinzhu granodiorite

4 地質(zhì)意義

前人對研究區(qū)內(nèi)花崗巖的測年主要通過K-Ar法和U-Pb法，將吉林中部金珠花崗閃長巖時(shí)代歸為二疊紀(jì)和早侏羅世,(1)夏志亮. 吉林市幅K-52-1 1/20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告:地質(zhì)部分[R].吉林省地礦局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所.1988.(2)劉躍文. 吉林市幅K52C001001 1/25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].吉林省地質(zhì)調(diào)查院.2007.，詳細(xì)的鋯石年代學(xué)資料極少。由于K-Ar 體系具有較低的封閉溫度，并且該區(qū)經(jīng)歷了多次后期巖漿構(gòu)造熱事件的改造[11]，并且對于大于10億年的樣品，K-Ar年齡不能準(zhǔn)確反映巖漿的侵位結(jié)晶年齡。通過金珠花崗閃長巖的鋯石CL圖像(圖3)可以清楚地看出鋯石具有典型的巖漿振蕩生長環(huán)帶，結(jié)合其較高的Th /U 比值(0.25～0.48)均大于0.1，說明它們均是巖漿結(jié)晶作用的產(chǎn)物，所測定的年齡應(yīng)代表了巖體的形成時(shí)代。鋯石U-Pb 定年結(jié)果顯示金珠花崗閃長巖的形成時(shí)代為(165.0±2.6)Ma，即中侏羅世，而并不是前人所定二疊紀(jì)和早侏羅世。

通過系統(tǒng)的資料收集研究，筆者認(rèn)為存在分歧的主要原因是隨著高精度鋯石年代學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展，前人采用傳統(tǒng)上K-Ar法限定巖體時(shí)代準(zhǔn)確性相對較差，其次吉林中部地區(qū)位于多個(gè)構(gòu)造體系的疊加部位，受到了多期構(gòu)造-巖漿熱事件的改造[12],使得巖石捕獲了多組年輕或年老的鋯石，為鋯石U-Pb年齡的合理解釋，明確限定火山巖時(shí)代帶來了困難。

本文通過對吉林省中部吉林市龍?zhí)秴^(qū)金珠花崗閃長巖年代的研究，豐富了吉林省中部地區(qū)中生代酸性巖漿巖測年數(shù)據(jù)，為探討吉中地區(qū)中生代巖漿活動(dòng)及區(qū)域構(gòu)造演化，提供了新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論

鋯石U-Pb年代學(xué)研究表明吉林省中部金珠巖體(中細(xì)?；◢忛W長巖)形成于(165.0±2.6)Ma，即中侏羅世。