柴北緣都蘭高壓麻粒巖的鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義

大別山不僅出露含柯石英和含金剛石的榴輝巖,而且有相當(dāng)面積的麻粒巖相巖石和角閃巖相巖石。近年已應(yīng)用多種年代學(xué)方法對(duì)榴輝巖進(jìn)行了較為系統(tǒng)的定年研究,但有關(guān)麻粒巖相巖石的年代學(xué)研究少有報(bào)道,因而尚不能為了解麻粒巖與榴輝巖的成因聯(lián)系,特別是為探索大別雜巖前寒武紀(jì)構(gòu)造演化提供年代學(xué)制約。本文擬對(duì)中酸性麻粒巖和侵入其中的變形花崗巖的單晶-微量鋯石u-pb定年結(jié)果進(jìn)行報(bào)道。

西藏東部類烏齊一帶吉塘巖群中新識(shí)別出一套花崗質(zhì)片麻巖。花崗質(zhì)片麻巖中鋯石th/u比值較高(th/u>0.49),陰極發(fā)光圖像顯示鋯石內(nèi)部韻律環(huán)帶明顯,具典型巖漿鋯石成因的特征。cameca鋯石u-pb同位素加權(quán)平均年齡為282.1ma±0.9ma,表明花崗巖巖體形成于早二疊世,暗示瀾滄江結(jié)合帶在早二疊世存在巖漿增生事件。

在大別造山帶,出露大量的淺粒巖,本文就其南緣宿松巖群和與之北側(cè)毗鄰的大別巖群中的2個(gè)淺粒巖樣品進(jìn)行鋯石u-pb年齡測定,結(jié)果表明宿松巖群的淺粒巖形成于新元古代早期(866±48ma),大別巖群中的淺粒巖的原巖則形成于中元古代末期(1159±80ma),并受到加里東期構(gòu)造熱事件的影響(479±16ma)。這為宿松巖群形成時(shí)代的確定以及與大別巖群中的淺粒巖層對(duì)比提供一條重要的證據(jù)。

阿爾金山北緣恰什坎薩依出露的玄武巖具枕狀、氣孔和杏仁狀構(gòu)造,鏡下多為間隱結(jié)構(gòu),巖石化學(xué)成分特點(diǎn)及ree等微跡元素顯示洋島玄武巖特征;其顆粒鋯石u-pb年齡為448.6±3.3ma。該區(qū)玄武巖與相伴產(chǎn)出的蛇紋石化橄欖巖、輝長巖及硅質(zhì)巖、粉砂巖等呈斷層接觸關(guān)系,它們共同組成了較標(biāo)準(zhǔn)的蛇綠巖。這為探討阿爾金山的大地構(gòu)造演化提供了新的證據(jù)。

北大別雜巖主要由灰色片麻巖和斜長角閃巖組成。通過對(duì)大別山北部霍山漫水河花崗閃長片麻巖的鋯石u-pb年齡測定,得到中元古代、早三疊世和晚侏羅世3組年齡數(shù)據(jù)。中元古代的年齡老于灰色片麻巖集中在新元古代的鋯石u-pb上交點(diǎn)年齡,指示漫水河北部片麻巖中有古老鋯石捕擄晶;早三疊世年齡指示該片麻巖中有印支期變質(zhì)作用形成的鋯石;晚侏羅世年齡表明灰色片麻巖中有燕山早期形成的巖漿鋯石。根據(jù)北大別雜巖的構(gòu)造背景、變質(zhì)作用及地球化學(xué)特征,認(rèn)為北大別雜巖中的部分灰色片麻巖形成于燕山早期的花崗閃長巖,它們可能源自或混染了經(jīng)過早三疊世變質(zhì)作用的揚(yáng)子陸塊俯沖基底。本文的結(jié)果表明,北大別雜巖既不是形成于白堊紀(jì)的巖漿雜巖,也不完全是形成于新元古代的ttg巖系,其中的部分灰色片麻巖為形成于燕山早期的花崗閃長巖,即在白堊紀(jì)大規(guī)模巖漿作用前的燕山早期,北大別曾有過一次巖漿作用。

西秦嶺造山帶北緣古元古界變質(zhì)雜巖中新識(shí)別出新元古代元龍花崗質(zhì)片麻巖和新陽花崗質(zhì)片麻巖?；◢徺|(zhì)片麻巖中鋯石th/u比值較高,陰極發(fā)光圖象顯示鋯石內(nèi)部發(fā)育振蕩環(huán)帶,具巖漿成因特點(diǎn)。la-icp-ms鋯石u-pb同位素206pb/238u加權(quán)平均年齡分別為914.7±7.6ma(mswd=4.8)、978.5±4.8ma(mswd=1.5)和935.5±3.1ma(mswd=1.3),表明花崗巖巖體形成于新元古代,反映了新元古代早期西秦嶺北緣存在一次俯沖碰撞事件,與rodinia超大陸的匯聚事件具有一致性。

遼西地區(qū)臺(tái)子里發(fā)育一套花崗質(zhì)片麻巖和表殼巖捕虜體的巖石組合,原劃定為建平群大營子組,近年的研究將建平群大營子組解體為花崗質(zhì)深成侵入體和層狀巖系。臺(tái)子里花崗質(zhì)片麻巖與遼西建平大營子地區(qū)葉柏壽片麻巖、曹家燒鍋片麻巖具有相似特征。通過對(duì)臺(tái)子里花崗質(zhì)片麻巖的鋯石形態(tài)分析和la-icp-ms準(zhǔn)確定年,確定2522ma的巖漿侵位年齡,代表了大營子組底部花崗質(zhì)片麻巖的侵位時(shí)代為太古宙晚期,是遼西地區(qū)太古宙重要的巖漿事件,并為本地區(qū)新太古代晚期重要陸殼增生事件提供了重要的年代學(xué)信息。

川西北平武地區(qū)的碧口地塊中出露較多的印支期巖漿侵入巖類,但缺乏精確的年代學(xué)資料。筆者運(yùn)用陰極發(fā)光技術(shù),對(duì)碧口地塊西南緣的南一里花崗閃長巖中的鋯石進(jìn)行了細(xì)致的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析,并在此基礎(chǔ)上利用la-icp-ms鋯石u-pb原位定年技術(shù)進(jìn)行了同位素年齡測定。結(jié)果表明,花崗閃長巖中鋯石th/u比值較高,陰極發(fā)光圖像顯示鋯石內(nèi)部發(fā)育振蕩環(huán)帶,具巖漿成因特點(diǎn);南一里花崗閃長巖的結(jié)晶年齡為223.1±2.6ma(mswd=1.4),表明其形成時(shí)代為晚三疊世早期。南一里花崗閃長巖侵入時(shí)代晚于勉略構(gòu)造帶的主碰撞期,侵位于后碰撞環(huán)境,或者至少是由同碰撞到后碰撞的轉(zhuǎn)折階段。

對(duì)北祁連山西段北大河巖群中發(fā)現(xiàn)的吊大坂花崗片麻巖進(jìn)行了顆粒級(jí)鋯石u-pb同位素年齡的測定,獲得巖體的形成年齡為(751±14)ma,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景分析,認(rèn)為該年齡反映了晉寧期北祁連山地區(qū)的第一次造山事件。巖石化學(xué)和地球化學(xué)特征表明花崗片麻巖是古老地殼物質(zhì)重熔形成的鈣堿性石英閃長巖,該年齡的確定為北祁連山早期地殼演化史分析提供了直接的重要的地質(zhì)信息。

利用la-icp-ms分析技術(shù),對(duì)黃河源頭區(qū)沉積物碎屑鋯石進(jìn)行u-pb年代學(xué)研究,據(jù)此分析黃河源頭區(qū)地殼物質(zhì)的來源.結(jié)果顯示,黃河沉積物碎屑鋯石年齡主要分布于以下區(qū)間:200—230ma、240—320ma、350—490ma、1700—2000ma和2300—2650ma,少量碎屑鋯石年齡分布于700—900ma.分析表明,1700—2000ma和2300—2650ma的碎屑鋯石主要來自于華北塊體;350—490ma的碎屑鋯石主要來自于東昆侖造山帶、祁連造山帶、柴達(dá)木板塊和秦嶺造山帶;240—320ma的碎屑鋯石主要來自于東昆侖造山帶和柴達(dá)木板塊北緣;200—230ma的碎屑鋯石來自于區(qū)域內(nèi)出露的印支期花崗巖.由于黃河源頭區(qū)沉積物主體反映了松潘—甘孜造山帶西部三疊系沉積物的組成,因此,碎屑鋯石年齡結(jié)構(gòu)指示該區(qū)三疊系沉積物主要來自于華北塊體、東昆侖造山帶、柴達(dá)木板塊、祁連造山帶和秦嶺造山帶,無明顯揚(yáng)子塊體和大別造山帶地殼物質(zhì)的加入.松潘—甘孜造山帶西部與東北部在沉積物源組成上具有較好的一致性,反映它們屬于同一個(gè)沉積中心.

德宗花崗質(zhì)片麻巖體侵位于蒙拉組地層之中。陰極發(fā)光分析表明,樣品的鋯石具巖漿成因特點(diǎn),離子探針(shrimp)u-pb同位素年齡為(209±6.9)ma,時(shí)代為晚三疊世。同時(shí),對(duì)該樣品中的黑云母進(jìn)行40ar-39ar測年,其結(jié)果為(105.2±1.7)ma。這些精確的年齡數(shù)據(jù)不僅進(jìn)一步厘定了岡底斯地區(qū)的確存在晚印支期巖漿活動(dòng),也為該區(qū)蒙拉組變質(zhì)變形的確定提供了科學(xué)依據(jù)。

南沙微地塊一直被作為華南大陸的一部分,但缺乏基底巖石學(xué)證據(jù)的支持。本文首次報(bào)道了南沙微地塊花崗質(zhì)巖石巖漿鋯石年齡。測年方法為激光剝蝕等離子體質(zhì)譜(la-icpms)測年技術(shù)。在站位s08-18獲得2個(gè)斜長花崗巖樣品年齡:分別為159.1±1.6ma和157.8±1.0ma,在站位s08-32獲得兩個(gè)二長花崗巖樣品年齡:分別為153.6±0.3ma和127.2±0.2ma,表明它們?yōu)檠嗌狡谕碣_世—早白堊世巖漿事件的產(chǎn)物。其中153～159ma年齡值可與南嶺燕山期花崗巖年齡比較,而127ma年齡值可與浙閩沿海燕山期花崗巖年齡對(duì)比。一個(gè)樣品中存在一個(gè)年齡為656.7ma的殘余鋯石核,結(jié)合中西沙發(fā)現(xiàn)的前寒武紀(jì)基底巖石資料,表明南海內(nèi)散落的微地塊可能廣泛存在前寒武紀(jì)結(jié)晶基底,本區(qū)中生代花崗巖為古老陸殼重熔形成的。這一新的資料,對(duì)研究燕山期巖漿作用在中國南部的影響范圍、南海微陸塊前寒武紀(jì)地質(zhì)及微陸塊的裂離動(dòng)力學(xué)都具有重要意義。

雅魯藏布江縫合帶中各蛇綠巖體的準(zhǔn)確定年對(duì)特提斯洋演化和青藏高原隆升的研究具有重要意義。澤當(dāng)蛇綠巖是雅魯藏布江縫合帶東段最大的蛇綠巖塊體,關(guān)于其形成年齡目前仍存在不同的認(rèn)識(shí)。通過shrimp鋯石u-pb測年得到蛇綠巖中玄武巖的形成年齡為154.9ma±2.0ma(95%置信度,mswd=0.98)。蛇綠巖中的玄武巖是洋脊擴(kuò)張的產(chǎn)物,其形成年齡代表了擴(kuò)張事件的時(shí)間,也代表了蛇綠巖的形成時(shí)代。結(jié)合已有的雅魯藏布江縫合帶蛇綠巖的形成年齡,該年齡進(jìn)一步反映出雅魯藏布江縫合帶蛇綠巖形成時(shí)間具有東早西晚的特點(diǎn)。澤當(dāng)蛇綠巖與含有埃達(dá)克質(zhì)英云閃長巖的澤當(dāng)島弧火成巖基本為同期形成的。地球化學(xué)特征顯示定年的玄武巖形成于俯沖帶之上,且具有指示洋內(nèi)俯沖環(huán)境的地球化學(xué)特征。因此,澤當(dāng)ssz型蛇綠巖可能形成于洋內(nèi)俯沖機(jī)制。

采用鋯石shrimpu-pb測年方法對(duì)多寶山花崗閃長巖進(jìn)行定年,結(jié)果為479.5±4.6ma,據(jù)多寶山、銅山銅(鉬)礦床中輝鉬礦的re-os同位素等時(shí)線年齡(506±14ma),結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料,認(rèn)為多寶山花崗閃長巖侵位年齡為前奧陶紀(jì),被多寶山花崗閃長巖巖體侵位的礦區(qū)地層時(shí)代、多寶山銅礦成礦主期、與成礦有關(guān)的多寶山北西向控礦、容礦構(gòu)造應(yīng)屬于前奧陶紀(jì),且多寶山花崗閃長巖形成于火山島弧或活動(dòng)的陸緣構(gòu)造環(huán)境,巖漿來源以幔源物質(zhì)為主,同熔了部份殼源物質(zhì)。

塔里木西南緣的和田布雅花崗巖,由巨斑二長花崗巖、似環(huán)斑狀二長花崗巖和細(xì)粒鉀長花崗巖3種巖石類型組成,其中具似環(huán)斑狀結(jié)構(gòu)的花崗巖與國內(nèi)外報(bào)道的環(huán)斑花崗巖在基本巖相學(xué)方面較為相似,可能屬于廣義的環(huán)斑花崗巖系列.根據(jù)暗色包體中含有寄主巖石的鉀長石斑晶等分析,布雅花崗巖可能是巖漿混合的產(chǎn)物.布雅花崗巖鋯石shrimpu-pb定年獲得(459±23)ma年齡值(mswd=1.3),形成時(shí)代為晚奧陶世,這為該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化提供了基本年代約束.通過區(qū)域資料對(duì)比,鐵克里克隆起帶和田布雅后造山a型花崗巖與西昆侖造山帶南部俯沖型花崗巖侵位時(shí)代基本一致,暗示原特提斯洋的閉合是由北向南遷移的,當(dāng)原特提斯洋南部處于俯沖消減時(shí)期,北部鐵克里克隆起帶南部的活動(dòng)大陸邊緣已進(jìn)入造山后演化階段,這對(duì)于重建西昆侖造山帶的構(gòu)造演化具有重要意義.

本文對(duì)福建東山縣澳角村澳角群花崗質(zhì)石榴黑云片麻巖中17顆鋯石進(jìn)行了shrimpu-pb同位素年齡測定。結(jié)果顯示鋯石th/u比值變化于0.31~1.01,平均值為0.48,為典型的巖漿鋯石;其中16個(gè)分析點(diǎn)在諧和圖上分布較為集中,206pb/238u年齡加權(quán)平均值為(152.8±1.6)ma(n=17,mswd=1.12);結(jié)合鋯石自形、發(fā)育巖漿環(huán)帶等特點(diǎn),該年齡被解釋為澳角群親營山組花崗質(zhì)石榴黑云片麻巖的形成年齡。其所指示的地質(zhì)意義:(1)福建東山縣澳角村澳角群親營山組花崗質(zhì)石榴黑云片麻巖形成于晚侏羅紀(jì),而非前泥盆紀(jì);(2)福建東山縣澳角村澳角群親營山組應(yīng)解體為表殼巖與變質(zhì)侵入體。

光頭山花崗巖體出露于勉略縫合帶北側(cè),主要由英云閃長巖和二長花崗巖組成。英云閃長巖表現(xiàn)為片麻狀構(gòu)造,局部英云閃長巖糜棱巖化形成花崗質(zhì)糜棱巖。而二長花崗巖在糜棱巖帶形成之后侵位,含有少量的石榴石,弱的片麻狀到塊狀構(gòu)造。la-icpms鋯石原位u-pb同位素定年結(jié)果表明,光頭山巖體為兩個(gè)階段侵位,糜棱巖化英云閃長巖(樣品gt18-01)的侵位結(jié)晶年齡是221±6ma,而二長花崗巖(樣品gt11-01)的結(jié)晶年齡是199±4ma,代表了晚期二長花崗巖形成的時(shí)代。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景和前人研究的地球化學(xué)特征,早期的英云閃長巖可能在勉略洋盆閉合前的島弧發(fā)育階段侵位,代表了洋殼俯沖的弧巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。然后揚(yáng)子地臺(tái)與秦嶺微陸塊拼合,形成勉略縫合帶。約199ma秦嶺主造山期同碰撞巖漿活動(dòng)形成了晚期(石榴石)二長花崗巖。因此,勉略洋盆閉合和勉略縫合帶形成時(shí)期大約為221～199ma。

阿爾泰造山帶南緣發(fā)育一系列后造山花崗巖體。富蘊(yùn)南額爾齊斯斷裂帶中發(fā)育具有片麻理的黑云母花崗巖體,其中還侵入有未變形的黑云母花崗巖體。本文對(duì)這兩個(gè)巖體進(jìn)行了tims法鋯石u-pb測年,結(jié)果分別為281±5ma(變形巖體)和275±2ma(不變形巖體),顯示其為后造山花崗巖體。該研究表明,阿爾泰造山帶在281±5ma時(shí)仍存在一定規(guī)模的后造山剪切作用,275±2ma之后變形作用開始變?nèi)酢?/p>

新疆哈密市路白山一帶出露有片麻狀花崗巖,通過對(duì)其shrimp鋯石u-pb定年、主量和微量元素的研究。鋯石207pb/206pb比值平均加權(quán)年齡為(1453±15)ma,表明巖石形成于中元古代晚期。巖體的主、微量元素研究表明,巖石化學(xué)成分具有富mgo、feot、cao,貧堿、低k2o/na2o比值;稀土配分曲線表現(xiàn)為明顯右傾的輕稀土富集型,大離子親石元素相對(duì)洋脊花崗巖明顯富集,nb、ta相對(duì)虧損,具有島弧i型花崗巖的特征。該花崗巖的時(shí)代確定,對(duì)于可能存在的南天山元古宙洋關(guān)閉的地質(zhì)事件首次從巖漿作用上提供了重要信息。

東天山地區(qū)古生代的構(gòu)造格局一直是地質(zhì)界爭議的問題之一。本文對(duì)阿其克庫都克斷裂南側(cè)花崗巖和花崗閃長巖2個(gè)巖體進(jìn)行鋯石shrimpu-pb定年,分別獲得318ma±5ma和350ma±7ma的206pb/238u表面年齡,綜合分析巖體結(jié)構(gòu)及鋯石的礦物學(xué)特征,將上述2個(gè)年齡分別解釋為所研究的花崗巖和花崗閃長巖的侵位年齡。通過對(duì)已有資料的綜合研究,得出如下結(jié)論:①中天山地區(qū)在古生代期間的構(gòu)造背景為類似安第斯型的活動(dòng)陸緣或島弧鏈,其形成與南天山洋盆巖石圈板塊向北的俯沖作用有關(guān);②花崗閃長巖鋯石中還保留有繼承鋯石的信息,表明研究區(qū)存在老于503ma±9ma的基底物質(zhì);③研究區(qū)內(nèi)沿阿其克庫都克斷裂右行走滑變形事件的下限時(shí)間是350ma±7ma,很可能發(fā)生在石炭紀(jì)以后。

鋯石的陰極發(fā)光圖像觀察發(fā)現(xiàn),柴北緣?mèng)~卡河兩種類型超高壓榴輝巖-粗粒多硅白云母榴輝巖和細(xì)粒塊狀榴輝巖的鋯石均呈半自形柱狀形態(tài),部分出現(xiàn)核-邊結(jié)構(gòu).核部為繼承性鋯石,邊部及無核顆粒顯示扇狀、面狀和斑雜狀等典型變質(zhì)鋯石的結(jié)構(gòu)特征.la-icp-ms鋯石原位微量元素分析揭示鋯石核部具有明顯高的稀土總量、重稀土富集型稀土配分模式以及高的th/u比值,為原巖鋯石的殘留;邊部及無核顆粒測點(diǎn)的稀土總量降低,稀土配分曲線上重稀土富集程度、eu的負(fù)異常程度都明顯減小,部分甚至出現(xiàn)eu的正異常,指示礦物組合中石榴石的存在和斜長石的缺失,表明其形成在榴輝巖相條件下.la-icp-ms微區(qū)定年給出兩類榴輝巖近乎一致的變質(zhì)年齡和原巖年齡分別為(436±3)和(431±4)ma以及783～793和748～759ma.取兩種榴輝巖變質(zhì)年齡的加權(quán)平均值(434±2)ma代表魚卡河超高壓榴輝巖的變質(zhì)年齡.該研究表明榴輝巖的原巖為形成在750～800ma的新元古代火山巖,在早古生代時(shí)期經(jīng)歷超高壓變質(zhì)作用,其間存在300ma的年齡差距,遠(yuǎn)大于洋殼從洋中脊處形成到海溝處俯沖消減所需要的最大年齡(200ma),結(jié)合新進(jìn)獲得的該剖面兩類榴輝巖直接圍巖的變質(zhì)年齡(431±3)ma和(432±18ma)以及野外地質(zhì)特征,提出魚卡河榴輝巖是先期就位地殼的新元古代火山巖在古生代隨陸殼一起俯沖遭受超高壓變質(zhì)而成,(434±2)ma應(yīng)代表本區(qū)大陸深俯沖的時(shí)代.

粵贛交界處的利源復(fù)式花崗巖體位于"粵北樂昌-連平鎢錫鉛鋅成礦帶"的南東段,大東山-貴東東西向巖漿巖-斷裂帶與北東向九連山復(fù)式褶皺帶的復(fù)合部位,出露面積約100km2,呈橢圓狀,近北東向展布。近年因在該復(fù)式花崗巖體南接觸帶發(fā)現(xiàn)了具有中型規(guī)模的雞啼石鎢礦床及研究,認(rèn)為該區(qū)找礦潛力巨