北京云蒙山片麻状花岗岩锆石SHRIMP定年及其地质意义

东天山天湖至星星峡地区广泛分布着片麻状花岗岩,顾连兴等(1990)和张遵忠等(2004)基于rb—sr等时线年龄为707.7±4.9ma的结果,提出天湖东岩体最有可能形成于澄江运动造山晚期的挤压一拉张构造转折环境。因此,天湖东岩体的形成时代直接关系到对东天山造山带构造演化历史的认识。我们的研究认为该岩体的地质产状和岩石特征均有别于东天山的元古宙巨眼球片麻状花岗岩,故对天湖东二长花岗岩中的锆石作了shrimpu-pb年龄分析。研究中测定的18粒锆石中没有发现任何元古宙残留锆石和相关的年龄信息,由17个测点的~(206)pb/~(238)u加权平均年龄为466.5±9.8(2σ)ma,可以确定天湖东岩体为早古生代花岗岩,而不是元古宙(或澄江期)花岗岩。基于元素和nd-sr同位素组成的研究结果,它们具有岛弧钙碱性岩浆岩的地球化学特征。该研究结果与东、西天山造山带其它地区获得的大量早古生代花岗岩的年龄具一致性。本研究结果对揭示早古生代古亚洲洋部分洋盆的闭合时间提供了重要的依据。

对东海县磨山片麻状碱性花岗岩中变质锆石和变质复合锆石进行shrimpu-pb定年:①对变质锆石和变质复合锆石的新壳共测定8个点,其206pb/238u加权平均年龄为212±3.6ma(mswd=7.55),反映了磨山片麻状碱性花岗岩的变质时间,即成岩时间,属于印支期,相当于晚三叠世;②变质复合锆石的老核(继承锆石),多为发育有规则韵律环带的岩浆碎屑锆石,对其中3个颗粒进行了测定,u-pb年龄分别为866ma、378ma和370ma,暗示其来源是异地多时代的。同时还表明其寄主岩的原岩应是沉积岩,其时代不会早于晚古生代。

报道了滇西腾冲地块片麻状花岗岩的锆石u-pb年龄。区域地质和岩相特征表明,片麻状花岗岩为岩浆成因,并经历了后期深熔作用。24颗锆石测得24个年龄数据中,1颗继承锆石的206pb/238u年龄为537.5±5.6ma,2颗岩浆锆石的206pb/238u平均年龄为456ma,3颗深熔锆石的206pb/238u平均年龄为117ma,18颗深熔锆石的robust(median)206pb/238u年龄为66.2-+47ma。上述结果表明,花岗岩形成于早古生代,而后在白垩纪发生深熔作用,可能是特提斯演化过程中的岩浆响应。

新疆东部哈尔里克山出露大量闪长岩和花岗岩岩体,在小铺一带,岩体发育片麻状构造,其围岩为一套变质岩系.对小铺西侧片麻状黑云母花岗岩锆石shrimpu-pb定年研究,获得(311±9)ma的206pb/238u表面年龄.结合岩体及锆石的矿物学特征,该年龄被解释为片麻状黑云母花岗岩岩体的侵位年龄.结合前人的研究资料,笔者推测该片麻状黑云母花岗岩形成于弧后伸展构造环境,其片麻状构造的发育与伸展作用有密切关系,小铺一带变质作用的下限年龄为(311±9)ma.

在塔里木盆地西南缘发现多个片麻状英云闪长岩,岩体表现为高si、al、na,富集轻稀土元素、大离子亲石元素和高场强元素的zr、hf、ti,亏损重稀土元素和高场强元素p、ni、cr,地球化学具有a型花岗岩的特征。通过锆石shrimpu-pb测年,获得3组年龄:第一组年龄,t=(1970±47)ma(n=4,mswd=2.4),代表岩浆捕获的继承锆石年龄;第二组年龄,t=(764±33)ma(n=4,mswd=2.50),代表岩浆结晶年龄;第三组年龄,t=(424±16)ma(n=6,mswd=1.03),代表加里东期构造事件年龄。t=(764±33)ma的锆石年龄可能是塔里木地块在新元古代末期rodinia超大陆裂解岩浆活动的记录,对约束该区地层时代、研究地质构造演化提供了重要信息。

云南西部中缅边界的怒江一带被认为是青藏高原向东南逃逸的通道,但位于通道之中、红河-哀牢山走滑剪切带与高黎贡山剪切带之间的贡山地块应属于哪一个大地构造单元的组分,目前尚不清楚.通过对云南福贡县马吉一带古当河片麻状花岗岩锆石shrimp年龄测定,确定该花岗岩的岩浆结晶年龄为(487±11)ma,并发现锆石具有773～794ma的残核,该年龄可以与印度板块内部及喜马拉雅造山带中发育大量同时代的花岗质岩石相对比,表明与印度大陆有非常密切的亲缘关系,该研究对揭示滇西地区怒江流域的构造属性有重要意义.

利源复式花岗岩体位于粤赣二省交界部位,处在"粤北乐昌-连平钨锡铅锌成矿带"的南东段,主要由中粒斑状黑云母二长花岗岩(主体)和细粒黑云母钾(二)长花岗岩(补体)组成,为弱过铝质高钾钙碱性系列的岩石。应用高精度的锆石shrimpu-pb法,获得前者的成岩年龄为(227.2±4.4)ma(mswd=3.4),属于印支期。结合岩石地球化学特征及区域成矿特征分析,认为补体花岗岩可能形成于燕山早期。

用shrimp测定了冈底斯岩带西段麦拉山口岩体同碰撞黑云母二长花岗岩锆石的u-pb年龄,黑云母二长花岗岩锆石shrimpu-pb年龄为47.1±1.1ma。这就为前人提出的雅鲁藏布江地区洋盆闭合、板块开始碰撞的时间为50ma左右提供了同位素年代学的证据。

德宗花岗质片麻岩体侵位于蒙拉组地层之中。阴极发光分析表明,样品的锆石具岩浆成因特点,离子探针(shrimp)u-pb同位素年龄为(209±6.9)ma,时代为晚三叠世。同时,对该样品中的黑云母进行40ar-39ar测年,其结果为(105.2±1.7)ma。这些精确的年龄数据不仅进一步厘定了冈底斯地区的确存在晚印支期岩浆活动,也为该区蒙拉组变质变形的确定提供了科学依据。

粤赣交界处的利源复式花岗岩体位于"粤北乐昌-连平钨锡铅锌成矿带"的南东段,大东山-贵东东西向岩浆岩-断裂带与北东向九连山复式褶皱带的复合部位,出露面积约100km2,呈椭圆状,近北东向展布。近年因在该复式花岗岩体南接触带发现了具有中型规模的鸡啼石钨矿床及研究,认为该区找矿潜力巨

野外地质关系及岩相学、地球化学、同位素和年代学研究表明,成水泉片麻状花岗岩是典型的原地改造型花岗岩,其原岩(即围岩)为糜棱岩化花岗闪长岩。本次锆石la-icp-msu-pb定年获得其原岩糜棱岩化花岗闪长岩~(206)pb/~(238)u加权平均年龄为369.9±5.6ma(mswd=36),片麻状花岗岩锆石核部年龄为367.9±5.4ma(mswd=2.2),此年龄与其原岩年龄在误差范围内一致,为片麻状花岗岩原地改造成因提供了年代学证据。此外,还获得其锆石热液增生边不一致线下交点年龄254±10ma(mswd=1.4),该年龄代表了片麻状花岗岩的形成时间。片糜状花岗岩在地球化学上继承了许多原岩的特征,同时又受到了深源流体-熔体的显著影响。将原岩糜棱岩化花岗闪长岩改造成片麻状花岗岩的流体-熔体具有富硅富钾和正ε_(nd)(t)值的特征,表明这种流体-熔体可能主要地来自幔源岩浆内侵体,以及在内侵岩浆热量作用下的初生地壳岩石的变质和熔融。原岩糜棱岩化花岗闪长岩及其派生的片麻状花岗岩ε_(nd)(t)值分别为+3.87及+3.05～+6.09,表明糜棱岩化花岗闪长岩源自于年轻的陆壳,而片麻状花岗岩除继承了其原岩糜棱岩化花岗闪长岩的高ε_(nd)(t)值这一特征外,还可能受到了深源流体-熔体中幔源组分的影响。咸水泉岩体的实例研究表明,原地改造型片麻状花岗岩不但可以形成于造山带的挤压-伸展转折阶段,还可以形成于碰撞后进一步伸展的时期,而经过强烈韧性剪切的岩石是转变为片麻状花岗岩的最有利原岩。东天山咸水泉、平顶山和天湖东等原地改造型片麻状花岗岩的形成均与内侵有关,因而片麻状花岗岩可被看作是内侵的重要产物。

东天山地区古生代的构造格局一直是地质界争议的问题之一。本文对阿其克库都克断裂南侧花岗岩和花岗闪长岩2个岩体进行锆石shrimpu-pb定年,分别获得318ma±5ma和350ma±7ma的206pb/238u表面年龄,综合分析岩体结构及锆石的矿物学特征,将上述2个年龄分别解释为所研究的花岗岩和花岗闪长岩的侵位年龄。通过对已有资料的综合研究,得出如下结论:①中天山地区在古生代期间的构造背景为类似安第斯型的活动陆缘或岛弧链,其形成与南天山洋盆岩石圈板块向北的俯冲作用有关;②花岗闪长岩锆石中还保留有继承锆石的信息,表明研究区存在老于503ma±9ma的基底物质;③研究区内沿阿其克库都克断裂右行走滑变形事件的下限时间是350ma±7ma,很可能发生在石炭纪以后。

本文对福建东山县澳角村澳角群花岗质石榴黑云片麻岩中17颗锆石进行了shrimpu-pb同位素年龄测定。结果显示锆石th/u比值变化于0.31~1.01,平均值为0.48,为典型的岩浆锆石;其中16个分析点在谐和图上分布较为集中,206pb/238u年龄加权平均值为(152.8±1.6)ma(n=17,mswd=1.12);结合锆石自形、发育岩浆环带等特点,该年龄被解释为澳角群亲营山组花岗质石榴黑云片麻岩的形成年龄。其所指示的地质意义:(1)福建东山县澳角村澳角群亲营山组花岗质石榴黑云片麻岩形成于晚侏罗纪,而非前泥盆纪;(2)福建东山县澳角村澳角群亲营山组应解体为表壳岩与变质侵入体。

柴北缘西段出露的花岗岩主要有赛什腾山、团鱼山、嗷唠河和三岔沟等岩体,这些岩体的走向为北西向,与区域构造线方向基本一致.岩体的锆石shrimpu-pb定年结果表明,它们的时代从早古生代的奥陶纪到晚古生代的泥盆纪和二叠纪.其中,赛什腾山岩体为(465.4±3.5)ma,团鱼山岩体两期侵入岩的年龄分别为(469.7±4.6)和(443.5±3.6)ma;它们均属早古生代奥陶纪;而嗷唠河岩体的石英闪长岩为(372.1±2.6)ma,属晚古生代泥盆纪;三岔沟岩体也由两期侵入岩组成,其年龄分别为(271.2±1.5)和(260.4±2.3)ma,属二叠纪.花岗岩的岩石地球化学特征表明,柴北缘早古生代花岗岩具有岛弧或活动大陆边缘花岗岩的属性,原岩可能为中元古代(1.03~1.15ga)形成的、来源于亏损地幔的拉斑玄武质洋壳,它们的形成与板块的俯冲作用有关;晚古生代花岗岩继承了早古生代花岗岩的特点,其原岩可能为中元古代(1.18~1.29ga)的岛弧根部下地壳,岩浆物质成分以壳幔混合源为主,它们的形成与造山隆起后不同块体之间的均衡调整有关.

塔里木西南缘的和田布雅花岗岩,由巨斑二长花岗岩、似环斑状二长花岗岩和细粒钾长花岗岩3种岩石类型组成,其中具似环斑状结构的花岗岩与国内外报道的环斑花岗岩在基本岩相学方面较为相似,可能属于广义的环斑花岗岩系列.根据暗色包体中含有寄主岩石的钾长石斑晶等分析,布雅花岗岩可能是岩浆混合的产物.布雅花岗岩锆石shrimpu-pb定年获得(459±23)ma年龄值(mswd=1.3),形成时代为晚奥陶世,这为该区地质构造演化提供了基本年代约束.通过区域资料对比,铁克里克隆起带和田布雅后造山a型花岗岩与西昆仑造山带南部俯冲型花岗岩侵位时代基本一致,暗示原特提斯洋的闭合是由北向南迁移的,当原特提斯洋南部处于俯冲消减时期,北部铁克里克隆起带南部的活动大陆边缘已进入造山后演化阶段,这对于重建西昆仑造山带的构造演化具有重要意义.

有关阿尔泰造山带中变质岩形成时代问题,目前仍有争议。特别是中国-哈萨克斯坦联合地质科学考察队将其绝大部份均划为古元古-中元古代变质岩系后,更引起诸多地质学家的关注。本文研究的青河片麻岩出露在青河县西南地区,在构造上处于额尔齐斯剪切带。青河片麻岩的元素地球化学和nd-sr同位素组成特征表明其原岩形成于岛弧构造环境。应用精确的shrimp锆石u-pb定年,获得该变质岩系中英安质片麻岩中锆石的年龄为281±3(2σ)ma,代表其片麻岩的形成年龄。研究中未发现有任何前寒武纪古老锆石或相关的年龄信息,因此研究结果不支持该区变质岩为“前寒武纪”的观点。结合片麻岩中锆石阴极发光图像特征,说明该地区的变质作用和岩浆作用的时间范围在293±6ma～271±5ma期间。因此,该项研究结果确定了阿尔泰造山带发生在二叠纪早期一次重要地质热事件的可靠时限。额尔齐斯构造剪切带中青河片麻宕的锆石u-pb年龄,以及各种变质岩中角闪石和黑云母的~(40)ar/~(39)ar年龄,记录了阿尔泰造山带晚古生代时期一次重要的构造、变质作用、快速隆升的动力学过程,为研究晚古生代古亚洲洋的闭合或大陆的回返时限提供了初步的证据。

西藏东部类乌齐一带吉塘岩群中新识别出一套花岗质片麻岩。花岗质片麻岩中锆石th/u比值较高(th/u>0.49),阴极发光图像显示锆石内部韵律环带明显,具典型岩浆锆石成因的特征。cameca锆石u-pb同位素加权平均年龄为282.1ma±0.9ma,表明花岗岩岩体形成于早二叠世,暗示澜沧江结合带在早二叠世存在岩浆增生事件。

天山造山带的中天山隆起带中广泛出露着新元古代花岗岩类岩石。获得了东天山星星峡和西天山温泉地区片麻状花岗岩中锆石的shrimpu-pb年龄,分别为(942±7)ma(2σ)和(919±6)ma(2σ)。这些花岗岩以特有的粗粒、巨大的眼球状片麻结构为特征。主元素数据表明它们属于过铝质的二长花岗岩,具有高sio2(≥70%)、高k2o+na2o(7%～≥8%),且k2o>na2o。这些新元古代花岗岩类岩石具不同的ree含量,但它们有近于平行的ree分布曲线和明显的eu负异常,同时代的星星峡混合岩具有较高的ree含量,明显富集lree。它们的微量元素蛛网图几乎完全相同,均有明显的nb、sr、ti、p负异常。基于nd同位素组成研究,其εnd(t)在-4至～0之间,nd模式年龄tdm为2.0～1.6ga。由于放射成因sr同位素组成非常高,不可能得到精确有意义的sr同位素初始值。上述特征均表明这些新元古代花岗岩形成于大陆边缘构造环境,由古元古代地壳重熔并经历了高度的结晶分异作用而形成。综合近年来发表的关于天山各地段,诸如温泉、赛里木湖以东、拉尔敦达坂、巴仑台和星星峡等地区较为可靠的锆石u-pb年龄数据,我们认为天山新元古代花岗岩类岩石主要形成于960～910ma。结合塔里木盆地周边古老地块年龄的研究结果,可以推断在早新元古代时期塔里木周边和天山的古老地块可能曾组成rodinia超大陆的一部分。

巴颜喀拉山东段花岗岩直接侵入到已发生褶皱的三叠纪地层中,并被侏罗系年宝组不整合覆盖,其锆石shrimpu-pb年龄为218~197ma。岩石类型主要为花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩,岩石具似斑状结构或斑状结构,富铝高钾,富黑云母,含石榴子石和电气石等富铝矿物及暗色微细粒闪长质包体的发育为特征,铝饱和指数a/cnk=1.00~1.22,属巴尔巴林划分的cpg型花岗岩类。形成于巴颜喀拉山造山带陆内碰撞造山阶段的晚期。

采用锆石shrimpu-pb测年方法对多宝山花岗闪长岩进行定年,结果为479.5±4.6ma,据多宝山、铜山铜(钼)矿床中辉钼矿的re-os同位素等时线年龄(506±14ma),结合区域地质资料,认为多宝山花岗闪长岩侵位年龄为前奥陶纪,被多宝山花岗闪长岩岩体侵位的矿区地层时代、多宝山铜矿成矿主期、与成矿有关的多宝山北西向控矿、容矿构造应属于前奥陶纪,且多宝山花岗闪长岩形成于火山岛弧或活动的陆缘构造环境,岩浆来源以幔源物质为主,同熔了部份壳源物质。

本文通过对花岗岩锆石饱和温度的计算,反演了胶南晚中生代花岗岩浆的起源温度,以期对花岗岩的形成条件和构造背景做出合理的解释。胶南花岗岩的锆石饱和温度介于为815~899℃,属于高温花岗岩,高热的产生与软流圈地幔上涌有关。胶南花岗岩形成于苏鲁造山带燕山晚期岩石圈拉张减薄的构造环境,岩石圈下部发生(下地壳和岩石圈地幔)拆沉是导致拉张减薄的主因。拆沉作用也是苏鲁带壳-幔物质交换的主要机制,并引起了苏鲁造山带山脉的隆升、大规模岩浆作用、岩石圈的伸展减薄、盆地的形成和山根的消失。

借助阴极发光显微照相(cl)及激光剥蚀电感耦合等离子质谱技术(la-icpms),观察和分析了东天山咸水泉片麻状花岗岩锆石晶体的内部结构及稀土元素和u,th含量.该岩体中的锆石由具有振荡环带及强烈阴极发光的部分和无振荡环带及阴极发光(表现为暗黑色)的部分组成.具有振荡环带及强烈阴极发光的部分多为锆石核部,而无振荡环带及阴极发光(表现为暗黑色)的部分多为锆石边部.热液锆石富集稀土元素,其球粒陨石稀土配分曲线位于岩浆锆石之上,热液锆石lree球粒陨石标准化值较岩浆锆石高2—3个数量级,其标准化曲线仅表现为轻微倾斜,并具较小的ce正异常(ce/ce*为1.5-2.4,岩浆锆石ce/ce*为2.0-20.7)及适度eu负异常(eu/eu*为0.28-0.32,岩浆锆石eu/eu*为0.29-0.41).热液锆石th,u含量和th/u值均比岩浆锆石高出数倍.研究认为,片麻状花岗岩是由经过韧性剪切和糜棱岩化的泥盆纪花岗闪长岩在二叠纪受到深源流体—熔体强烈改造的产物.核部锆石为继承下来的原岩锆石,而增生的热液锆石边则形成于深源流体—熔体将原岩改造成片麻状花岗岩的过程中.