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貴東復式巖體中東部晚期花崗質小巖體的SHRIMP 鋯石U-Pb 年齡及其地質意義

2024-02-27 10:43:12巫建華劉曉東王凱興
高校地質學報 2024年1期
關鍵詞:復式黑云母云母

吳 佳 ,巫建華 ,劉曉東 *,王凱興 ,劉 帥

1. 東華理工大學 地球科學學院,南昌 330013;

2. 東華理工大學 核資源與環(huán)境國家重點實驗室,南昌 330013

貴東復式巖體由多期次、多類型的巖體組成,巖體東部是中國花崗巖型鈾礦床最重要的產(chǎn)區(qū)之一。因此,貴東復式巖體、特別是東部花崗質巖體的期次劃分和時代歸屬一直備受關注。21 世紀之前,前人采用K-Ar 法、Rb-Sr 法等開展過巖體測年工作,認識到貴東復式巖體是由燕山期多個巖漿活動階段的不同巖石系列所組成(張成江等,1991)。但近十年來,隨著鈾礦勘查工作的不斷深入和鋯石U-Pb 同位素年齡數(shù)據(jù)的大量積累,不僅在下莊鈾礦田識別出硅化帶型、交點型和絹英巖化型等不同類型鈾礦床(杜樂天等,2011),而且認識到貴東復式巖體中西部原燕山第一期桃村壩粗粒黑云母花崗巖采用LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 法獲得年齡屬燕山早期(單芝波等,2014)、東部原燕山第一期魯溪粗粒巨斑狀黑云母二長花崗巖、筍洞中粒、中粗粒二云母花崗巖、下莊中粒斑狀黑云母花崗巖采用LA-ICP-MS、SHRIMP 鋯石U-Pb 法獲得年齡屬于印支期(Xu et al., 2003;凌洪飛等,2004;Sun et al., 2005; 王軍,2012;Chen et al., 2012;張佳,2014;高彭,2016;吳佳等,2023a, b)、復式巖體北緣和東緣原燕山第四期花崗巖和火山巖采用SHRIMP 鋯石U-Pb 法獲得年齡屬于加里東期(巫建華等,2012;丁輝等,2017;馬樹松等,2019;劉帥等,2020;張山等,2021)、復式巖體東部原燕山第五期中基性巖脈群采用K-Ar、Ar-Ar 法獲得年齡屬燕山早期和晚期(李獻華等,1997;駱金誠等,2019)。但是,呈巖枝、巖株侵入于復式巖體巖基內(nèi)的晚期花崗質小巖體及巖脈的地質時代歸屬尚存在分歧,而且空間分布規(guī)律尚不明確。如:侵入桃村壩巖體的司前中細粒二云母花崗巖單顆粒鋯石U-Pb 同位素稀釋法年齡為159 Ma (Sun et al.,2005)、 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡為151±11 Ma (Xu et al., 2003),兩者相差8 Ma,且后者誤差達11 Ma;侵入于下莊巖體的帽峰細粒二云母花崗巖的單顆粒鋯石U-Pb同位素稀釋法為219.6±0.9 Ma (凌洪飛等,2005)、LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡為238.2±2.3 Ma(張展適,2011)、227.1±4.8 Ma(王軍,2012)、235.6±0.62 Ma(張佳,2014),最大年齡與最小年齡相差19 Ma。存在分歧的主要原因可能是貴東復式巖體東部花崗巖普遍存在高鈾鋯石,高鈾鋯石的晶格受放射性損傷可能導致Pb 丟失,致使鋯石U-Pb 年齡存在較大的不確定性(李秋立,2016)。SHRIMP 是高靈敏高分辨率離子探針,在礦物微區(qū)原位定年具有技術優(yōu)勢。為此,筆者選擇龜尾山斷裂以西的隘子、司前、陳洞花崗質小巖體和以東的帽峰、分水坳、龜尾山花崗質小巖體為研究對象,采用SHRIMP 鋯石U-Pb 法對鋯石測試U-Th-Pb含量,厘定貴東復式巖體中東部晚期花崗質小巖體的地質時代,探討不同時代花崗質小巖體空間分布及其與鈾成礦的關系。

1 區(qū)域地質背景

貴東復式巖體位于廣東省北部,屬緯向南嶺花崗巖帶組成部分,處于九嶷山—大東山—泉州花崗巖帶西段近中部(李子穎等,2010)。巖體東西長68 km、南北寬12~18 km,面積約1009 km2。在大地構造上處于揚子古板塊與華夏微古板塊之間的欽(州灣)—杭(州灣)構造結合帶中段(周永章等,2012)東部,屬華夏微古板塊西部的羅霄褶皺帶(圖1a)。欽—杭構造結合帶自早元古代至早古生代經(jīng)歷了“三合、兩開”的構造演化過程(楊明桂和梅勇文,1997)。早古生代志留紀形成了欽杭加里東期結合帶及羅霄褶皺帶和武夷褶皺帶,并在羅霄褶皺帶的下莊鈾礦田北緣和東緣發(fā)育了加里東期花崗巖和河口盆地碎斑熔巖、上洞盆地英安斑巖、南逕盆地流紋巖—英安巖—安山巖、古家營盆地英安巖等(鋯石U-Pb 年齡范圍為444~425 Ma,巫建華等,2012;張佳,2014;丁輝等,2017;馬樹松等,2019;劉帥等,2020;張山等,2021)。晚古生代—中生代三疊紀,粵中、湘東南發(fā)生坳陷,羅霄褶皺帶發(fā)育了印支期廣東諸廣山白云黑云母花崗巖、樂洞二云母花崗巖、油洞二云母花崗巖、龍華山黑云母花崗巖、寨地二云母花崗巖、大窩子黑云母花崗巖、贛南寧都蔡江黑云母花崗巖、全南五里亭黑云母花崗巖、龍源壩黑云母花崗巖等(鋯石U-Pb 年齡范圍為239~225 Ma,邱檢生等,2004;Deng et al., 2012;Zhao et al., 2013;高彭,2016;Zhang et al., 2018;孫立強, 2018)。中侏羅世晚期—晚侏羅世早期,羅霄褶皺帶發(fā)育了燕山早期廣東諸廣山九峰黑云母花崗巖、長江黑云母花崗巖、企嶺二云母花崗巖、赤坑二云母花崗巖、贛南寧都打鼓寨二云母花崗巖、黃陂黑云母花崗巖等(鋯石U-Pb 年齡范圍為164~152 Ma,鄧平等,2011;劉漢彬等,2014;Zhang et al., 2017,2018; 孫立強,2018)。

圖1 貴東復式巖體地質簡圖(據(jù)凌洪飛等, 2005修改)Fig. 1 Geological map showing the Guidong complex massif

貴東復式巖體東部為下莊鈾礦田(圖1b),大致以龜尾山斷裂帶為界,貴東復式巖體東部發(fā)育有印支早期魯溪粗粒巨斑狀黑云母花崗巖、筍洞中粒、中粗粒二云母花崗巖、下莊中粒斑狀黑云母花崗巖(鋯石U-Pb 年齡范圍為246~228 Ma,Xu et al., 2003; 凌洪飛等,2004;Sun et al., 2005;王軍,2012; Chen et al., 2012;張佳,2014;高彭,2016;吳佳等,2023a, b);中西部發(fā)育有燕山早期桃村壩粗粒黑云母花崗巖(鋯石U-Pb 年齡為161.5±1.8 Ma,單芝波等,2014);無論是東部的魯溪、筍洞、下莊花崗巖基內(nèi)還是中西部的桃村壩花崗巖體內(nèi),都發(fā)育呈巖枝、巖株產(chǎn)出的晚期花崗質小巖體,如東部的帽峰細粒二云母花崗巖、龜尾山細粒二云母花崗巖、白水寨細粒二云母花崗巖,中西部的隘子中細粒黑云母花崗巖、司前中細粒二云母花崗巖和陳洞細粒二云母花崗巖;在東部的花崗巖巖基和小巖體內(nèi)還廣泛發(fā)育中基性巖脈和少量花崗質巖脈,產(chǎn)有20 余個鈾礦床(圖1c)。

2 巖相學特征

為了系統(tǒng)厘定貴東復式巖體東、西部花崗質小巖體的地質時代,本次研究對龜尾山斷裂以西的隘子、司前、陳洞花崗質小巖體和以東的帽峰、分水坳、龜尾山花崗質小巖體分別進行采樣。巖性有黑云母花崗巖、二云母花崗巖和白云母花崗巖(圖2)。

圖2 貴東復式巖體中東部晚期花崗巖顯微照片F(xiàn)ig. 2 Micrographs of the late-stage small granities in the middle-eastern part of Guidong complex massif

隘子巖體(樣號:AZ03)采于(GPS:N24°39′52″,E114°14′34″),巖性為中細粒黑云母花崗巖(圖2a),主要礦物為鉀長石(40~45 vol.%)、斜長石(35~40 vol.%)、石英(10 vol.%)、黑云母(7~8 vol.%)及角閃石(2~3 vol.%),副礦物為鋯石、磷灰石、鈦鐵礦等。

司前巖體(樣號:SQ202)采于(GPS:N24°42′10″,E114°05′16″),巖性為中細粒二云母花崗巖,主要礦物為鉀長石(30~40 vol.%)、斜長石(15~20 vol.%)、石英(30~40 vol.%)、黑云母(4~5 vol.%)及白云母(4~5 vol.%),副礦物為鋯石、磷灰石、鈦鐵礦等。

陳洞巖體(樣號:CD01)采于(GPS:N24°40′56″,E114°08′06″),巖性為細粒二云母花崗巖,主要礦物為鉀長石(35~40 vol.%)、斜長石(20~25 vol.%)、石英(30~35 vol.%)、黑云母(3~5 vol.%)及白云母(3~5 vol.%),副礦物為鋯石、磷灰石、石榴石和電氣石等。

帽峰巖體(樣號:ZSX101)采于(GPS:N24°38′18″,E114°17′14″),巖性為細粒二云母花崗巖,主要礦物為鉀長石(35~40 vol.%)、斜長石(15~20 vol.%)、 石英(35~40 vol.%)、 黑云母(5~10 vol.%)及白云母(5~15 vol.%),副礦物為鋯石、磷灰石、石榴石和電氣石等。

分水坳巖體(樣號:FSA101)采于(GPS:N24°38′11″,E114°14′39″),巖性為細粒白云母花崗巖(圖2b),主要礦物為鉀長石(30~40 vol.%)、斜長石(20~30 vol.%)、石英(25~35 vol.%)、黑云母(2 vol.%)及白云母(3~10 vol.%),副礦物為鋯石、磷灰石、電氣石和石榴石等。

龜尾山巖體(樣號:GWS201和GWS02)采于(GPS:N24°38′34″,E114°12′41″),巖性為細粒二云母花崗巖(圖2c 和2d),主要礦物為鉀長石(30~35 vol.%)、 斜長石(20~30 vol.%)、 石英(25~35 vol.%)、黑云母(5 vol.%)及白云母(5 vol.%),副礦物為鋯石、磷灰石、磁鐵礦等。

3 分析方法

鋯石挑選在河北省廊坊市誠信地質服務有限公司完成,將樣品各取10 kg,破碎至80~120 目,洗去粉塵,經(jīng)淘洗除去輕礦物,保留重礦物,再用永久磁鐵除去磁鐵礦等強磁性礦物,經(jīng)重液分選除去比重小于鋯石的礦物,最后在雙目鏡下人工精選出鋯石晶體。將挑選好的鋯石晶體(>20 mg)采用縮樣法選取100 余顆與標準鋯石TEM(年齡為417 Ma)一起粘貼,制成環(huán)氧樹脂樣品靶。干燥后,打磨、拋光使鋯石中心部分暴露,然后進行反射光、透射光和陰極發(fā)光顯微照相。反射光、透射光和陰極發(fā)光顯微照相在中國地質科學院礦床地質研究所電子探針研究室完成。鋯石U-Th-Pb 分析在北京離子探針中心SHRIMP Ⅱ上完成。年齡測試前,利用反射光顯微照片選擇表面潔凈的顆粒,再利用透射光照片選擇無裂紋、無包裹體的晶體,最后利用陰極發(fā)光顯微照片選擇環(huán)帶結構明顯的巖漿成因鋯石作為測試對象。詳細的分析流程和原理參見宋彪等(2002)。樣品的U-Pb 諧和圖、年齡加權平均圖則是采用Isoplot4.15 完成(Ludwig,2012)。

4 分析結果

本次研究對隘子中細粒黑云母花崗巖樣品、司前中細粒二云母花崗巖樣品和陳洞細粒二云母花崗巖樣品,帽峰細粒二云母花崗巖樣品、分水坳細粒白云母花崗巖樣品和龜尾山細粒二云母花崗巖樣品進行了SHRIMP 鋯石U-Pb 測年,分析結果列于表1。樣品中鋯石呈自形短柱狀、長柱狀,晶形較好,在CL 圖像上可見明顯韻律環(huán)帶結構( 圖3 和圖4),顯示巖漿成因的特征。

表1 貴東復式巖體中東部花崗質小巖體的SHRIMP鋯石U-Th-Pb同位素分析結果Table. 1 SHRIMP zircon U-Th-Pb dating results of the small granites in the middle east of Guidong complex massif

圖3 貴東復式巖體西部花崗質小巖體鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像Fig. 3 Cathodoluminescence (CL) images of zircons from the Yanshanian epoch small granites in western Guidong complex massif

隘子中細粒黑云母花崗巖(樣號:AZ03)共測試了14 顆鋯石,鋯石的U=(289~3499)×10-6,大多數(shù)為(534~1534)×10-6,Th=(146~1698)×10-6,Th/U比值為0.20~0.61,大多數(shù)為0.28~0.45。剔除2 顆高U 鋯石(鋯石U 含量大于2000×10-6)(分析點號為4.1 和8.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡分別為168.5±2.5 Ma 和169.9±2.6 Ma)和1 個偏離諧和曲線(分析點號為7.1,圖5a 虛線所示)的年齡數(shù)據(jù),其余11 顆鋯石的U-Pb 年齡比較集中,諧和度較高,206Pb/238U 年齡在157.2~166.7 Ma,加權平均年齡為(163.0±1.6)Ma(n=11,MSWD=0.92)(圖5a)。該年齡與Xu 等(2003)獲得的隘子中粒黑云母花崗巖單顆粒鋯石鋯石U-Pb 年齡(160.1±6.1)Ma(n=16)誤差范圍內(nèi)一致,但本樣品的加權平均年齡誤差為1.4,遠小于Xu 等(2003)的樣品的年齡誤差6.1 Ma,更能代表隘子中細粒黑云母花崗巖的形成年齡。

圖5 貴東復式巖體西部花崗質小巖體SHRIMP鋯石U-Pb諧和圖和加權平均值Fig. 5 SHRIMP zircon U-Pb concordia diagrams and weighted mean ages of the Yanshanian epoch small granites in western Guidong complex massif

司前中細粒二云母花崗巖(樣號:SQ202)共測試了21 顆鋯石,鋯石的U=(251~2610)×10-6,大多數(shù)為(747~1423)×10-6,Th=(86~853)×10-6,Th/U 比值為0.07~0.93,大多數(shù)為0.23~0.39。剔除7 顆捕獲鋯石(分析點號分別為1.1、12.1、13.1、14.1、18.1、19.1 和20.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡分別為228.4±4.1 Ma、449.7±7.3 Ma、607.8±9.8 Ma、215.9±3.7 Ma、441.6±7.3 Ma、233.7±3.8 Ma 和229.9±3.9 Ma)和2 顆高U 鋯石(分析點號為5.1 和6.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡分別為246.1±4.0 Ma 和177.3±2.9 Ma),以及1個偏離諧和曲線(分析點號為11.1,圖5b虛線所示)的年齡數(shù)據(jù),其余11 顆鋯石的U-Pb 年齡比較集中,諧和度較高,206Pb/238U 年齡在160.2~166.3 Ma,加權平均年齡為(163.1±1.6)Ma(n=11,MSWD= 0.60)(圖5b)。該年齡與Xu 等(2003)獲得的司前中細粒二云母花崗巖單顆粒鋯石U-Pb 年齡(151±11)Ma(n=5,MSWD=0.25) 誤差范圍內(nèi)一致,略大于Sun 等(2005)獲得的司前白云母花崗巖單顆粒鋯石U-Pb 同位素稀釋法年齡159.0 Ma。鑒于Xu 等(2003)的151±11 Ma 年齡誤差高達11 Ma,而Sun 等(2005)的159.0 Ma 年齡無法排除高鈾鋯石和捕獲鋯石的影響,故本文獲得的163.1±1.6 Ma 能代表司前中細粒二云母花崗巖的形成年齡。

陳洞細粒二云母花崗巖(樣號:CD01)共測試了16 顆鋯石,鋯石的U=(101~2084)×10-6,大多數(shù)為(186~515)×10-6,Th=(21~441)×10-6,Th/U 比值為0.01~1.06,大多數(shù)為0.36~0.69。剔除2 顆捕獲鋯石(分析點號為4.1 和10.1)的年齡數(shù)據(jù)(分別為2782.2±44 Ma 和237.8±5.0 Ma)和1 顆高鈾鋯石(分析點號為2.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡為256.9±4.8 Ma),其余13 顆鋯石的U-Pb 年齡比較集中,諧和度較高,206Pb/238U 年齡在154.1~164.7 Ma,加權平均年齡為(160.7±1.9)Ma(n=13,MSWD=0.76)(圖5c)。該年齡大于張佳(2014)獲得的陳洞細粒二云母花崗巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡(151.48±0.43)Ma(n=6,MSWD=1.07),鑒于張佳(2014)的鋯石U-Pb 定年數(shù)據(jù)處理中樣品的數(shù)量略少(n<10),故本文獲得的160.7±1.9 Ma 能代表陳洞細粒二云母花崗巖的形成年齡。

帽峰細粒二云母花崗巖(樣號:ZSX101)共測試了18 顆鋯石,鋯石的U=(242~1428)×10-6,大多數(shù)為(350~891)×10-6,Th=(131~1047)×10-6,Th/U比值為0.15~1.58,大多數(shù)為0.50~0.89。剔除6 顆高U 鋯石(分析點號分別為1.1、2.1、3.1、7.1、16.1、18.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡分別為261.6±9.3 Ma、1804±22 Ma、431.4±6.1 Ma、242.3±3.3 Ma、293.1±4.1 Ma 和546.7±7.4 Ma)和1 個普通鉛異常(分析點號5.1,普通鉛含量為8.29%)的年齡數(shù)據(jù),以及1 個偏離諧和曲線(分析點號為10.1,圖6a 虛線所示)的年齡數(shù)據(jù),其余10 顆鋯石的U-Pb年齡比較集中,諧和度較高,206Pb/238U 年齡在223.2~235.3 Ma,加權平均年齡為(230.0±2.7)Ma(n=10, MSWD=1.3) (圖6a)。該年齡與王軍(2012)獲得的LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡(227.1±4.8)Ma(n=10,MSWD=3.7)誤差范圍內(nèi)一致,大于凌洪飛等(2005)獲得的219.6±0.9 Ma 的單顆粒鋯石U-Pb 年齡,小于張展適(2011)獲得的238.2±2.3 Ma 的LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡和張佳(2014)獲得的235.6±0.62 Ma 的LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡。鑒于凌洪飛等(2005)的分析數(shù)據(jù)4 個中2 個為高鈾鋯石,張展適(2011)的分析數(shù)據(jù)7 個均為高鈾鋯石,張佳(2014)的鋯石U-Pb 定年數(shù)據(jù)處理中樣品的數(shù)量略少(n=6),王軍(2012)的MSWD(=3.7)偏高,故本文獲得的230.0±2.7 Ma能代表帽峰細粒二云母花崗巖的形成年齡。

圖6 貴東復式巖體東部花崗質小巖體SHRIMP鋯石U-Pb諧和圖和加權平均值Fig. 6 SHRIMP zircon U-Pb concordia diagrams and weighted mean ages of the Indosinian epoch small granites in eastern Guidong complex massif

分水坳細粒白云母花崗巖(樣號:FSA101)共測試了15 顆鋯石,鋯石的U=(280~3488)×10-6,大多數(shù)為(347~830)×10-6,Th=(149~986)×10-6,Th/U比值為0.19~1.68,大多數(shù)為0.30~0.75。剔除2 顆高U鋯石(分析點號為11.1和14.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡分別為247.9±3.3 Ma 和228.8±3.3 Ma)和2 個偏離諧和曲線(分析點號3.1 和6.1,圖6b 虛線所示)的年齡數(shù)據(jù),其余11 顆鋯石的U-Pb 年齡比較集中,諧和度較高,206Pb/238U 年齡在220.8~234.4 Ma,其加權平均年齡為(225.9±2.9)Ma(n=11,MSWD=1.8)(圖6b);該年齡與王軍(2012)獲得的分水坳細粒白云母花崗巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡(225±16)Ma(n=7,MSWD=7.7) 誤差范圍內(nèi)一致,鑒于王軍(2012)的鋯石U-Pb 定年數(shù)據(jù)處理中樣品的數(shù)量略少(n<10),MSWD(=7.7)太高、誤差太大(±16 Ma),故本文獲得的225.9±2.9 Ma 是可信的,能代表分水坳細粒白云母花崗巖的形成年齡。

龜尾山細粒二云母花崗巖2 個樣品(樣號:GWS201 和GWS02)采自鉆孔。樣品GWS201 共測試了21 顆鋯石,鋯石的U=(260~8246)×10-6,大多數(shù)為(1516~3359)×10-6,Th=(61~2809)×10-6,Th/U比值為0.04~0.93,大多數(shù)為0.22~0.4。剔除3 顆捕獲鋯石(分析點號分別為1.1、5.1 和10.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡分別為1823±29 Ma、387.0±6.6 Ma 和361.6±6.0 Ma)和8 顆高鈾鋯石(分析點號分別為3.1、8.1、12.1、13.1、16.1、17.1、18.1 和20.1)的年齡數(shù)據(jù)(年齡分別為240.0±3.9 Ma、254.4±4.2 Ma、249.7±4.1 Ma、213.8±3.5 Ma、214.7±3.8 Ma、261.8±4.3 Ma、252.4±4.2 Ma 和247.4±4.0 Ma),其余10 顆鋯石的U-Pb 年齡比較集中,諧和度較高,206Pb/238U 年齡在226.7~240 Ma,其加權平均年齡為(232.6±3.1)Ma(n=10,MSWD=1.3)(圖6c)。該年齡大于張佳(2014)獲得的龜尾山細粒二云母花崗巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡(223.9±1.7 Ma,n=3,MSWD=0.01),鑒于張佳(2014)的樣品數(shù)量只有3 顆,故本文獲得的232.6±3.1 Ma 能代表龜尾山細粒二云母花崗巖的形成年齡。樣品GWS02共測試了13 顆鋯石,鋯石的U=(4154~11662)×10-6,均為高鈾鋯石,Th=(119~1342)×10-6,Th/U 比值為0.03~0.29,大多數(shù)為0.03~0.08。由于13 顆鋯石均為高鈾鋯石,且Th/U 比值大部分小于0.1,說明鋯石中有U 的加入,封閉體系遭到了破壞,其年齡不能代表龜尾山中細粒二云母花崗巖的形成年齡。但值得注意的是,13 顆鋯石的年齡數(shù)據(jù)中,剔除3 顆捕獲鋯石(分析點號為6.1、9.1 和13.1)的年齡數(shù)據(jù)(分別為284.1±4.3 Ma、263.0±4.1 Ma 和261.1±4.0 Ma), 其余10 顆鋯石的U-Pb年齡比較集中,諧和度較高,206Pb/238U 年齡在246.4~260.9 Ma,其加權平均年齡為(251.9±3.6)Ma(n=10,MSWD=1.7)(圖6d)。這10 顆鋯石的U-Pb 年齡比較集中,諧和度較高,且加權平均年齡的MSWD<2,但比GWS201 的加權平均年齡232.6±3.1 Ma 大19.3 Ma,指示鋯石的U 含量是決定鋯石U-Pb 年齡可信度的重要因素之一。

5 討論

5.1 高鈾鋯石及寄主巖漿巖的形成年齡

本次采用SHRIMP 鋯石U-Pb 法測試的隘子、司前、陳洞、分水坳、龜尾山巖體的U-Th-Pb 含量數(shù)據(jù)中,均或多或少存在U 含量>2000×10-6的高U 鋯石,特別是龜尾山細粒二云母花崗巖GWS02 樣品均為高鈾鋯石。研究表明,在鋯石U-Pb同位素定年中,U 含量較高的鋯石對定年結果存在一定的影響(Leech, 2008;White and Ireland,2012;Gao et al., 2014;李秋立,2016;吳佳等,2023a, b)。龜尾山細粒二云母花崗巖GWS02 樣品均為高鈾鋯石,加權平均年齡為(251.9±3.6)Ma(N=10,MSWD=1.7);而GWS201 樣品剔除了高鈾鋯石的加權平均年齡為(232.6±3.1)Ma(N=10,MSWD=1.3)。雖然兩個樣品的數(shù)據(jù)點均位于U-Pb 諧和曲線上,且MSWD 值均<2(圖6b 和6d),但加權平均年齡相差19.3 Ma。若將GWS201 和GWS02 兩個樣品組合成一個樣品,從鋯石U 含量—206Pb/238U表觀年齡圖解(圖7)中可以看出:GWS02 樣品13 顆鋯石的U 含量均>2000×10-6,年齡變化于246~285 Ma 之間,高鈾鋯石的年齡明顯偏大;GWS201 樣品的21 顆鋯石中有8 顆鋯石的U 含量>2000×10-6,年齡變化于213~1823 Ma 之間,有6顆高鈾鋯石的數(shù)據(jù)偏大(最高達261.8±4.3 Ma)、2顆高鈾鋯石的數(shù)據(jù)偏小(最小僅為213.8±3.5 Ma),而U 含量<2000×10-6的鋯石年齡變化范圍較小??梢姡琔 含量>2000×10-6的鋯石U-Pb 年齡存在不確定性, 多數(shù)偏大,說明高鈾鋯石206Pb/238U 年齡不一定能代表寄主巖漿巖的形成年齡。

圖7 龜尾山花崗巖鋯石206Pb/238U表觀年齡與U含量相關圖Fig.7 Plots of 206Pb/238U apparent age vs. U content of zircons from the Guiweishan granites

5.2 龜尾山斷裂東、西兩側的巖漿巖時序

本文獲得龜尾山斷裂帶以東的帽峰、分水坳和龜尾山巖體鋯石206Pb/238U 加權平均年齡分別為230.0±2.7 Ma、225.9±2.9 Ma 和232.6±3.1 Ma,年齡集中在~230 Ma,屬印支期巖體;而斷裂帶以西的隘子、司前、陳洞巖體鋯石206Pb/238U 加權平均年齡分別為163.0±1.6 Ma、163.1±1.6 Ma 和160.7±1.9 Ma,年齡集中在~160 Ma,屬燕山早期巖體??梢?,以龜尾山斷裂帶為界,貴東復式巖體東部和中部的晚期花崗質小巖體屬不同巖漿活動階段的產(chǎn)物。前人對貴東復式巖體東部的魯溪、筍洞和下莊花崗巖巖基開展了大量鋯石U-Pb 定年工作(Xu et al., 2003;凌洪飛等,2004;Sun et al., 2005;王軍,2012;Chen et al.,2012;張佳,2014;高彭,2016),取得了一批年齡數(shù)據(jù),但多數(shù)年齡數(shù)據(jù)忽略了高鈾鋯石、捕獲鋯石、樣品數(shù)量少和MSWD 值過大等問題,導致不同學者給出的同一巖體的年齡差別較大,且各自的地質含義不明(吳佳等,2022)。結合吳佳等(2022)的遴選結果和本文的測試結果,揭示出貴東復式巖體是一個由印支期和燕山早期花崗巖以及燕山期中基性巖脈構成的復式巖體,但中部和東部巖漿活動的時代及時序具有明顯的區(qū)別。大致以龜尾山斷裂帶為界:以東的魯溪、筍洞、下莊花崗巖基和帽峰、分水坳、龜尾山花崗質小巖體屬印支期巖漿活動的產(chǎn)物,呈NWW、NEE、NNE 向產(chǎn)出的中基性巖脈至少可劃分出200~190 Ma、~180 Ma、145~140 Ma、~110 Ma、~90 Ma 五期,燕山早期花崗質脈巖零星分布;以西的桃村壩花崗巖基和隘子、司前、陳洞花崗質小巖體屬燕山早期巖漿活動的產(chǎn)物。

5.3 印支期花崗質小巖體與絹英巖化型鈾礦床的關系

貴東復式巖體東部的下莊鈾礦田,鈾礦床分布廣泛,包括硅化帶型、交點型和絹英巖化型等不同類型鈾礦床(杜樂天等,2011)。目前已識別出的絹英巖化型鈾礦床有竹筒尖(白水寨)、石土嶺和竹山下鈾礦床等。從空間分布格局來看,竹筒尖鈾礦床位于下莊鈾礦田西北端,白水寨巖體北緣,龜尾山巖體南端,鈾礦化主要產(chǎn)于印支期龜尾山和白水寨細粒二云母花崗巖與下莊中粒黑云母花崗巖的接觸部位;石土嶺鈾礦床和竹山下鈾礦床位于下莊鈾礦田東北部,帽峰巖體南端,鈾礦化主要產(chǎn)于印支期帽峰細粒二云母花崗巖與下莊中粒黑云母花崗巖內(nèi)外接觸帶(凌洪飛等,2005;何德寶,2017 ;Bonnetti et al., 2018),可見,絹英巖化型鈾礦床均賦存在印支期花崗質小巖體的內(nèi)外接觸帶中,二者空間上相伴生。從成礦時代來看,絹英巖化型鈾礦床屬燕山早期中高溫熱液型鈾礦床,近年來隨著微區(qū)原位測年技術的快速發(fā)展,已識別出絹英巖化型鈾礦的成礦年齡為175~160 Ma(胡瑞忠等,2019),白水寨、石土嶺鈾礦床的成礦年齡分別為175±16 Ma 和162±27 Ma(Bonnetti et al., 2018)。雖然存在較大的礦巖時差,前人研究認為鈾源來自儲礦的花崗巖(胡瑞忠,1994;凌洪飛,2011;杜樂天,2017;巫建華等,2017)。研究區(qū)的印支期花崗質小巖體為過鋁質二云母花崗巖,巖體相對富鈾(如帽峰巖體鈾含量11.1×10-6~32.7×10-6,白水寨巖體鈾含量23×10-6~66.2×10-6),且石土嶺、白水寨鈾礦床中鈾礦物與賦礦圍巖的稀土配分模式相一致(Bonnetti et al., 2022),表明印支期花崗質小巖體可以為絹英巖化型鈾礦床提供鈾源。

6 結論

綜上所述,可以得出如下結論:

(1) SHRIMP 鋯石U-Pb 年齡測定結果表明,貴東復式巖體中東部的晚期花崗質小巖體的時代不同。龜尾山斷裂以西的隘子、司前、陳洞巖體鋯石206Pb/238U 加權平均年齡分別為163.0±1.6 Ma、163.1±1.6 Ma、160.7±1.9 Ma,年齡集中在~160 Ma,屬燕山早期,而以東的帽峰、分水坳、龜尾山巖體鋯石206Pb/238U 加權平均年齡分別為230.0± 2.7 Ma、225.9±2.9 Ma 和232.6±3.1 Ma,年齡集中在~230 Ma,屬印支期。

(2)貴東復式巖體中東部晚期花崗質小巖體普遍存在高鈾鋯石,而高鈾鋯石的U-Pb 年齡不一定能代表寄主巖漿巖的形成年齡,數(shù)據(jù)處理時應剔除。

(3)龜尾山斷裂以東的印支期花崗質小巖體鈾背景值高,與燕山早期的絹英巖化型等中高溫熱液鈾礦床有密切的空間關系,可為鈾成礦提供鈾源。致謝:在野外工作和取樣工作中廣東省核工業(yè)293大隊馮志軍高級工程師給予了幫助,SHRIMP 鋯石U-Pb年齡測定過程中得到北京離子探針中心車曉超博士的大力支持和幫助,兩位匿名審稿人和編輯提出了建設性修改意見,謹此表示誠摯的感謝!

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