赣南大埠岩体年龄测定及其地质意义

刘静，张展适，吴奕，孟雷，邵飞，陈锐

（1.东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室，南昌 330013；2.核工业270研究所，南昌 330200）

赣南大埠岩体年龄测定及其地质意义

刘静1，张展适1，吴奕1，孟雷1，邵飞2，陈锐1

（1.东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室，南昌 330013；2.核工业270研究所，南昌 330200）

赣南大埠岩体缺乏精确的同位素定年证据。选择大埠岩体西南部的中粗粒黑云母二长花岗岩进行了锆石激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱（LA-MC-ICPMS）U-Pb定年。研究结果显示，岩体中锆石的206Pb/238U加权平均年龄为（423.3±3.5）Ma，表明该岩体形成于志留纪，对应加里东晚期岩浆热事件。加里东期花岗岩的形成与扬子陆块和华夏陆块的拼合有关，反映南岭加里东期岩浆活动的一个重要阶段。而703.2 Ma的残留锆石年龄的发现，说明大埠岩体在成岩过程中至少有新元古代地层加入。

大埠岩体；锆石；LA-MC-ICPMSU-Pb定年；加里东期

在花岗岩类岩石中，锆石是普遍存在的副矿物之一，因为其物理化学条件稳定，硬度高，耐磨性好，抗风化能力强，富含U、Th放射性元素等特点。所以，锆石U-Pb同位素定年在花岗岩年代学研究中具有重要地位。近年来，随着离子探针和激光剥蚀-多接收器电感藕合等离子质谱（LA-MC-ICPMS）技术的发展，单颗粒锆石微区U-Pb定年技术的精度得到了大幅度提升。近年来许多学者提出花岗岩锆石U-Pb年龄可以代表花岗岩侵位年龄的观点［1-4］。赣南花岗岩分布广泛，发现大量与花岗岩关系密切的矿床，早在1907年就发现了闻名世界的西华山钨矿，由于石英脉型黑钨矿主要形成于燕山期，因此很多岩体被定位为燕山期花岗岩［5-9］。随着同位素年代学定年技术的长足发展，赣南以前部分划分为燕山期的岩体现重新厘定为加里东期或印支期，如韩坊岩体、湖南洞岩体、阳埠岩体、万田岩体等重新测定为加里东期［10-13］。

迄今前人已在大埠岩体内、外发现有稀土、钨（锡）及铀等矿产分布，其中中部和北部分布有长坑、庵前滩、黄婆地等钨矿床，东部马岭复式岩体已发现有牛岭铀矿床和均田铀矿床。但未准确厘定大埠岩体的成岩年龄。故拟通过锆石LA-MC-ICPMSU-Pb定年，准确厘定大埠岩体的成岩时代，不仅为加里东期含铀花岗岩成岩时代提供证据，也为华南加里东期花岗岩的年代学研究提供信息。

1 区域地质概况

大埠岩体位于南岭东段江绍断裂南侧，处于南岭EW向花岗岩型铀成矿带和大王山—于山NNE向花岗岩型铀成矿带的交汇部位。行政区隶属江西省赣州市，涵盖赣县、安远和于都三县（图1）。大埠岩体和贵东岩体同处于南岭多金属成矿带，两者均受EW向的断裂控制，在郯庐—赣江和上虞—郑和—大埔断裂上已经发现多个大型铀矿田（床），如下庄铀矿田、桃山铀矿田等。

2 样品采集和U-Pb 定年

2.1 样品采集

11—加里东期花岗岩；12—燕山期花岗岩。图1大埠岩体地质简图（A）和华南区域构造简图（B）（据1:20万于都幅地质图修改）Fig.1 Geological sketch of Dabu pluton（A）and tectonic setting sketch of South China（B）（Modified after 1:200 000 GeologicalMap of Yudu Sheet）

大埠岩体岩性主要为浅肉红色中粗粒黑云母二长花岗岩，呈岩墙和岩床产出，1∶20万于都幅地质图将其划分为燕山早期第1阶段花岗岩［14］。用于锆石LA-MC-ICPMSU-Pb定年的样品（DB22）（图1），采集于大埠岩体西南448县道水湖—安远方向水渠旁（N25° 36.075′，E115°16.113′）。样品呈浅肉红色，中粗粒似斑状结构（图2），块状构造，主要由长石、石英、白云母和黑云母等矿物组成。斑晶主要为钾长石，次为斜长石，斑晶大小5～8mm，个别可达到12 mm，基质为石英和长石。钾长石含量约25%，自形程度较低，可见简单双晶和格子状双晶；斜长石含量约25%，具有聚片双晶；石英为30%左右，呈他形粒状，具有波状消光；黑云母含量10%左右，具有多色性。

图2 大埠岩体露头照片（A）和似斑状黑云母二长花岗岩（B）Fig.2 Outcrop picture of Dabu p luton（A）and porphyritic biotitemonzogranite（B）

2.2 样品准备及测年方法

锆石样品的挑选由河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，锆石样品靶的制备和阴极发光照片由北京锆年领航科技有限公司完成。锆石LA-MC-ICPMSU-Pb定年在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室完成。电感耦合等离子体质谱由日本安捷伦公司制造，型号为Agilent 7700x。激光剥蚀系统由德国Lamda Physik公司制造，型号为GeoLasPro。ArF准分子激光发生器产生193 nm深紫外光束，经匀化光路聚焦于锆石表面。采用激光束斑直径为32μm，能量密度10 J·cm-2，剥蚀频率为5 Hz，共计40 s，剥蚀颗粒物被氦气送入质谱完成测试。

测试过程中以标准锆石91500为外标校正元素分馏，以标准锆石GJ-1与Plešovice作为盲样监控数据质量。以NIST SRM 610为外标，以Si为内标测定锆石中的Pb元素含量，以Zr为内标测定其余微量元素含量［15-16］。测试数据经过ICPMSDataCal软件离线处理完成［15，17］。利用Isoplot（ver3.23）进行谐和曲线和加权平均年龄的投影和计算。同位素比值和年龄误差为1σ（表1）。

3 锆石LA-MC-ICPMS U-Pb 测试结果及地质意义

表1 大埠岩体锆石LA-MC-ICPMSU-Pb分析结果Table 1 U-Pb dating data of zircon by LA-MC-ICPM S for Dabu pluton

测试采用32μm的激光剥蚀斑径对样品DB22中具有代表性锆石颗粒进行了LA-MCICPMSU-Pb定年，分析数据见表1。

图3 大埠花岗岩岩体锆石特征和LA-MC-ICPMS测点位置Fig.3 Zircon characteristics and dating spots of LA-MC-ICPMS from Dabu pluton

图3反映了大埠花岗岩体锆石特征和LA-MC-ICPMS测点位置，表明大埠岩体中的锆石以柱状为主，生长环带发育。部分锆石晶形良好，呈柱状、长柱状，环带发育（图中点1、2、3、4、9、10）；也有一些锆石呈磨圆状（图中点7），另外有些锆石在阴极发光中显示具有浑圆状核心，表明是继承锆石（点11）。样品DB22中锆石分析点的部分测点U、Th含量较大（6 806×10-6、563×10-6）（表1），导致这部分样品的阴极发光图像中锆石颜色较深，难以看清环带［18］。

Hoskin认为锆石的Th/U比值可以用来指示锆石的成因，如岩浆成因锆石的Th/U比值一般大于0.5，而变质成因锆石的Th/U比值一般小于0.1［19］。大埠岩体锆石的Th/U比值变化在0.08～0.43之间，仅DB22-2号锆石的Th/U比值小于0.1，表明锆石属于岩浆成因。206Pb/238U年龄变化范围在416.71～429.88 Ma之间。在图4上，采集的10个锆石U-Pb年龄值均位于谐和线上或附近，说明锆石在结晶后U-Pb体系处于封闭体系，后期地质事件对其没有造成影响。而10个数据的206Pb/238U加权平均年龄为（423.3±3.5）Ma，MSWD＝3.0，说明大埠岩体中粗粒黑云母二长花岗岩形成于志留纪，对应加里东晚期岩浆-构造热事件。

本次研究除了获得加里东期的年龄数据外，还得到11号测点的206Pb/238U年龄为703.2 Ma，背散射电子图像显示11号点的位置为继承锆石（图3），可能是大埠岩体在岩浆上侵时捕获新元古代围岩锆石或新元古代花岗岩锆石的残留，指示源区曾存在新元古代地层，并经历多旋回、多期次的岩浆作用。陈毓川等研究认为在南岭成矿带的地质历史上，扬子陆块和华夏陆块在新元古代晋宁期到加里东期发生了多次微型陆-陆碰撞造山活动，导致形成了多种类型的花岗岩侵位和喷出活动［20］。王德滋和沈渭洲认为华夏地块与扬子地块之间至少存在晋宁期、加里东期和海西—印支期3次大的碰撞贴合，从而形成了3期碰撞型花岗岩［21］，而大埠岩体成岩时代为（423.3±3.5）Ma，对应加里东期构造事件。王登红等认为赣南继承锆石较多为元古宙，如淋洋岩体（929.9～970.8 Ma、780.05 Ma）；韩坊岩体中粗粒花岗岩（933.8 Ma）、细粒花岗岩（1 228.8、968.84和395.0 Ma）；吉埠黄沙岩体发现至少有（2 593.7、1 104.7和717.2Ma）新太古代和中新元古代锆石，这些岩体位于赣南的不同区域，这意味着赣南地区广泛分布着前寒武纪的基底，而后期的岩浆岩至少在物质上继承了这些古老基底［22］。

图4 大埠岩体锆石U-Pb年龄谐和图Fig.4 U-Pb concordia diagrams of representative zircons from Dabu pluton

对于燕山期岩体的含矿性前人已累积大量资料，以往的研究普遍认为加里东期岩体不成矿。但近年来，与加里东期花岗岩相关的成矿作用越来越受到重视。陈希清等的研究表明，广西桂北银山岭中细粒含斑黑云母二长花岗岩锆石SHRIMP年龄为（426.3±4.2）Ma，为加里东期花岗岩。在该岩体内已发现锡矿（化）体2个、铅（银）铜矿2个，其储量已达到小型。银山岭锡铅锌多金属矿床形成于印支期，银山岭岩体仅为赋矿围岩［23］。对加里东期花岗岩与锡铅多金属成矿的关系值得进一步研究。张文兰等对湖南彭公庙花岗岩体进行锆石LA-MC-ICPMSU-Pb定年，表明岩体主体（中粗粒黑云母花岗岩）年龄为（435～436）Ma，且岩体中发育白钨矿的细晶岩脉亦属加里东期（436.5 Ma），并且为进一步寻找加里东期含钨花岗岩具有指示意义［24］。华仁民等最近研究了南岭部分含铀岩体，结果显示张家花岗岩岩体锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄为（431.8±7.0）Ma和（432.5±2.7）Ma；赣南隘高铀矿区龙州岩体的锆石结晶年龄为（432±3）Ma和（432±4）Ma，均为加里东期［25］。杨振等对桂北牛塘界钨矿进行研究，利用锆石LA-MC-ICPMSU-Pb定年，测得与钨矿化关系密切的细粒二云母花岗岩侵位年龄为（431.8±2.4）Ma，为加里东期年龄。对夕卡岩中白钨矿进行Sm-Nd同位素分析，获得钨成矿年龄（421±24）Ma，表明岩体与成矿作用均发生在加里东期［26］。

列举的上述矿床中岩体实例，其年龄均在419～445 Ma之间，属于加里东晚期花岗岩，其中不论是花岗岩型铀矿，还是石英脉型钨矿或是夕卡岩型钨矿，均与华南加里东期花岗岩关系密切。因此，南岭地区加里东期岩体同样具有找矿意义，今后应加强对该区岩体成矿性的研究。

4 结论

采用锆石LA-MC-ICPMS U-Pb定年技术，准确厘定了大埠岩体的形成时代，获得中粗粒黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为（423.3±3.5）Ma，代表了大埠花岗岩的形成时代。与华仁民等研究的邻区张家产铀岩体（431.8±7.0）Ma和（432.5±2.7）Ma和隘高铀矿区龙州岩体形成年龄（432±3）Ma和（432±4）Ma时代基本一致，应同属于华南加里东晚期岩浆活动的产物，其形成可能与扬子陆块与华夏陆块的拼合有关，反映了南岭加里东期岩浆活动的一个重要阶段。而703.2 Ma残留锆石年龄的发现，意味着大埠岩体在成岩过程中有新元古代地层带入。

［1］徐夕生，范钦成，S.Y.O’Reilly，等.安徽铜官山石英闪长岩及其包体锆石U-Pb定年与成因探讨［J］.科学通报，2004，49（18）:1 883-1 891.

［2］张文兰，华仁民，王汝成，等.江西大吉山五里亭花岗岩单颗粒锆石U-Pb同位素年龄及其地质意义探讨［J］.地质学报，2004，78（3）:352-358.

［3］吴福元，SW ILDE，孙德有.佳木斯地块片麻状花岗岩的锆石离子探针U-Pb年龄［J］.岩石学报，2001，17（3）:443-452.

［4］郑永飞，陈福坤，龚冰，等.大别—苏鲁造山带超高压变质岩原岩性质：锆石氧同位素和U-Pb年龄证据［J］.科学通报，2003，48（2）:110-119.

［5］张成江.贵东岩体花岗岩中晶质铀矿的特征及其找矿意义［J］.成都地质学院学报，1990，17（3）: 10-16.

［6］林锦荣.论贵东岩体东西部花岗岩岩石学特征和铀成矿条件差异性［J］.铀矿地质，1992，8（2）:93-99.

［7］刘汝洲，陈旭初，陈灿.下庄矿田岩浆演化系列及成矿富集作用［R］.韶关：核工业290研究所，1995.

［8］李献华，胡瑞忠，饶冰.粤北白垩纪基性岩脉的年代学和地球化学［J］.地球化学，1997，26（2）:14-31.

［9］华仁民，毛景文.试论中国东部中生代成矿大爆发［J］.矿床地质，1999，18（4）:300-308.

［10］侯可军，李延河，田有容.LA-MC-ICPMS锆石微区原位U-Pb定年技术［J］.矿床地质，2009，28（4）:481-492.

［11］王永磊，陈振宇，陈郑辉，等.赣南-湘东湖南洞岩体的锆石U-Pb法年代学研究及其对加里东构造背景的意义［J］.岩矿测试，2012，31（3）:525-529.

［12］赵芝，陈振宇，陈郑辉，等.赣南加里东期阳埠（垇子下）岩体的锆石年龄、构造背景及其含矿性评价［J］.岩矿测试，2012，31（3）:530-535.

［13］刘善宝，李鹏，陈振宇，等.赣南于都万田花岗岩锆石铀-铅定年及启示［J］.岩矿测试，2012，31（3）:724-729.

［14］邓军，邵飞，潘家永，等.江西省赣县大埠岩体铀成矿条件及靶区预测项目设计书［R］.南昌:核工业270研究所，2012.

［15］Liu Y S，Hu Z C，Zong K Q，et al. Reappraisement and refinement of zircon U-Pb isotope and trace element analyses by LA-ICP-MS［J］.Chinese Science Bulletin，2010a，55（15）：1 535-1 546.

［16］Hu Z C，Liu Y S，Chen L，et al.Contrasting matrix induced elemental fractionation in NISTSRM and rock glasses during laser ablation ICP-MS analysis at high spatial resolution［J］.Journal of Analytical Atomic Spectrometry，2011，26（2）: 425-430.

［17］Liu Y S，Gao S，Hu Z C，et al.Continental and oceanic crust recycling-induced melt-peridotite interactions in the Trans-North China Orogen:U-Pb dating，Hf isotopes and trace elements in zircons from mantle xenoliths［J］.Journal of Petrology，2010b，51（1-2）:537-571.

［18］Hanchar JM，Miller C F.Zircon zonation patterns as revealed by cathodolum inescence and back scattered electron images:Implications for interpretation of complex crustal histories［J］. Chemical Geology，1993，110:1-13．

［19］Hoshin P W O，Wyborn D，Chappell B W. Identifying accessory mineral saturation during differentiation in grantitoid magmas;An intergrated approach［J］.Journal of Petrology，2000，41: 1 365-1 396.

［20］陈毓川，裴荣富，张宏良，等.南岭地区与中生代花岗岩类有关的有色及稀有金属矿床地质［M］.北京:地质出版社，1989:1-508.

［21］王德滋，沈渭洲.中国东南部花岗岩成因与地壳演化［J］.地学前缘，2003，10（3）:209-219.

［22］王登红，秦燕，陈振宇，等.赣南部分岩体的锆石铀-铅同位素年代学研究及其对成岩机制的再认识［J］.岩矿测试，2012，31（4）:699-704.

［23］陈希清，付建明，程顺波，等.桂北银山岭岩体SHRIMP锆石U-Pb定年及锡铅锌多金属矿产形成时代讨论［J］.华南地质与矿产，2011，27（2）: 85-89.

［24］张文兰，王汝成，雷泽恒，等.湖南彭公庙加里东期含白钨矿细晶岩脉的发现［J］.科学通报，2011，56（18）:1 448-1 454.

［25］华仁民，张文兰，陈培荣，等.初论华南加里东花岗岩与大规模成矿作用的关系［J］.高校地质学报，2013，19（1）:1-11.

［26］杨振，王汝成，张文兰，等.桂北牛塘界加里东期花岗岩及其矽卡岩型钨矿成矿作用研究［J］.中国科学D辑：地球科学，2014，4（7）:1 357-1 373.

Age dating of Dabu pluton and its geological im p lication in South Jiangxi

LIU Jing1，ZHANG Zhanshi1，WU Yi1，MENG Lei1，SHAO Fei2，CHEN Rui1
（1.Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment，Ministry of Education，East China Institute of Technology，Nanchang 330013，China；2.Research Institute No.270，CNNC，Nanchang 330200，China）

Dabu pluton in the south of Jiangxi is lack of accurate isotope dating evidence.The medium-coarse-grained biotite monzogranite from south-west of Dabu pluton was used for zircon laser ablation-multiple collector inductively coupled plasmamass spectrometry（LA-MC-ICPMS）U-Pb dating. The results show that the weighted average206Pb/238U age of the zircon in pluton is（423.3±3.5）Ma，which means the pluton forms in Silurian and corresponds to themagmatic activity in late Caledonian. The formation of the Caledonian granite is relative to the collision of Yangtze landmass and Cathaysia landmass，it reflects an important phase of the Nanling Caledonianmagmation.The discoveries of the 703.2Ma age of remain zircon indicate that Neoproterozoic strata was involved in the diagenesis of Dabu intrusions.

Dabu pluton；zircon；LA-MC-ICPMSU-Pb dating；Caledonian

P58；P5

A

1672-0636（2015）02-0101-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.02.008

国家自然科学基金项目（41272101，40972068）；东华理工大学研究生创新基金（DYCA13007）；东华理工大学核资源与环境国家重点实验室培育基地自主基金［Z201404］

2014-10-27

刘静（1990—），女，新疆乌鲁木齐人，在读硕士研究生，主要研究矿床地球化学。

E-mail:jingliu@yeah.net