广东连州地区文珍洞二长花岗岩形成时代、成因及构造环境探讨

陈恩

摘要：广东省连州地区文珍洞二长花岗岩体位于大东山岩体北缘，有关大东山岩体形成年代仍存在不同认识。本文通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得文珍洞二长花岗岩的成岩年龄为165.4Ma±1.9Ma，表明大东山岩体存在中侏罗世晚期岩浆活动。文珍洞二长花岗岩A1₂0₃含量为11.48%～12.68%，（Na₂0+K₂0+CaO）含量为7.40%～8.96%，A1₂0₃>（Na₂0+K₂0+CaO），Si02含量为73.96%～77.62%，里特曼指数（盯）为1.30～2.29，显示岩石化学类型属于硅过饱和、铝过饱和、钙碱性花岗岩类。研究表明，文珍洞二长花岗岩为形成于板内构造环境中的改造型（S型）花岗岩。

关键词：连州地区；文珍洞二长花岗岩；LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄；地球化学

文珍洞二长花岗岩体位于广东省连州市大路边镇文珍洞村附近，为大东山岩体北缘，属南岭花岗岩带，岩性主要为中粒斑状黑云母二长花岗岩，岩浆侵入活动形成的大岩基。对大东山花岗岩和矿产的研究由来已久，已经取得了许多重要成果，但对其锆石U-Pb年龄、地球化学特征和成因缺乏深入研究。本文试图通过对大东山北缘文珍洞二长花岗岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征和构造背景进行研究，以期进一步认识大东山岩体在燕山期的岩浆作用和构造环境。

1.地质概况

文珍洞岩体位于广东省连州市大路边镇文珍洞村附近，为大东山岩体北缘。在区域构造位置上，位于南岭花岗岩带中段，是南岭构造岩浆作用带的重要组成部分（图1）。其主体岩性为中粒斑状黑云母二长花岗岩，侵入的最新地层为早三叠世大冶组薄层状泥灰岩。该岩体侵入到了多个地层中，但以大冶组最为普遍，接触带接触变质作用明显，主要为矽卡岩化、大理岩化和角岩化等。从岩体的空间展布看，控制岩体侵入的构造因素主要是纬向构造，局部受到北西向构造的影响，因而使岩体大致呈北西西向延伸。

2.岩石地球化学特征

文珍洞中粒斑状黑云母二长花岗岩主量元素、微量、稀土元素分析结果见表1。

2.1主量元素

文珍洞二长花岗岩Si0₂含量介于73.96%-77.62%之间，属酸度较高的花岗岩；全碱含量较高（Na₂0+K₂0，6.64%-8.44%），K₂0/Na₂0值介于1.77-2.99之间，显示富碱高钾特征；A1₂0₃含量介于11.48%-12.68%之间，铝饱和指数（A/CNK=A1₂0₃/（Na₂0+K₂0+CaO））介于1.41-1.67间，平均值为1.50，属过铝质花岗岩；据里特曼划分：里特曼指数盯<3_3者为钙碱性岩石，文珍洞二长花岗岩为1.30-2.29，属钙碱性花岗岩类。

2.2微量元素

微量元素特征见表1。微量元素原始地幔标准化蛛网图（图2）上，文珍洞二长花岗岩样品Rb、Th、u等大离子亲石元素相对富集，zr、Hf，Nb等高场强元素则相对亏损强烈，显示出板内花岗岩特征。此外，sr的亏损说明在岩浆作用过程中可能发生了斜长石和磷灰石不同程度的分离结晶作用；而Ba的亏损表明在岩石中存在显著地分馏和贫化，Ba贫化是残余岩浆的表现。

2.3稀土元素

稀土元素特征见表1，文珍洞二长花岗岩稀土总量介于304.36×10～397.90×10之间，远高于地壳稀土元素总量（210×10）。LREE/HREE比值介于3.71～7.21之间，（La/Yb）介于4.05-8.48之间，表明轻稀土元素（LREE）较富集，内部分异较明显，而重稀土元素（HREE）内部则基本未分异。此外，8Eu值介于0.04-0.39之间，具较强的Eu负异常。在稀土元素/球粒陨石标准化图（图2）上，配分模式表现为左高右低、轻稀土元素富集，重稀土元素略亏损的右倾模式，Eu具明显亏损，这与重熔改造型（S型）花岗岩的配分模式相一致。

3.LA-ICP-MS鋯石U-Pb测定

3.1测试方法

取5kg～10kg岩石样品送至河北省区域地质矿产调查研究所实验室按常规的重力和磁选方法对锆石单矿物进行分离。样品制靶和锆石阴极发光（CL）图像采集由北京锆年领航科技有限公司完成。锆石U-Pb年龄测定和微量元素分析在合肥工业大学资源与环境工程学院LA-ICP-MS实验室完成。采用激光探针等离子体质谱法，由美国公司的Agilient公司Agilient 7500a ICP-MS和Coherent Inc.公司的GeoLas 200M（193nm）激光剥烛系统进行联机测定，采用He气作为剥烛物质的载气，通过PVC管将剥蚀物质传送到ICP-MS，并在进入ICP-MS之前与Ar气混合，形成混合气。为减少偶然因素的影响，每测5个样品点连续测定两次标准锆石91500进行同位素分馏校正。锆石标准91500的U—Th-Pb同位素比值推荐值据Wiedenbeck et a1.（1995），每测10个样品点测一次NIST610和年龄监控样Mud Tank（MudTank作为监控样控制年龄的分析精度。每个分析点的气体背景采集时间为20s～30s（一般为25s），信号采集时间为40s～50s（一般为50s）。数据处理采用Liu et al.（2008；2010）编写的ICP-MS DataCal软件，锆石的年龄谐和图绘制和年龄的加权平均计算采用ISOPLOT（3.0版）软件进行（Ludwing，2003）。

3.2分析结果

选定花岗岩样品PM01中20颗锆石进行U-Pb年龄测定，共测得20个U-Pb同位素数据（表2）。样品锆石特征如下：①半自形双锥柱状、短柱状，黄粉色透明，粒度以0.01mm-0.15ram为主，完整晶形伸长系数1.1-2.0之间；②阴极发光图（图3）显示，锆石多发育有较规律的震荡环带，呈现岩浆锆石特征；③锆石UTh含量及Th/U比值变化范围不大，Th/U比值介于0.41-0.69之间，明显大于0.4，也显示出岩浆锆石的特征。对于年轻的锆石（一般小于1Ga）通常采用～pbp38U年龄。在U-Pb谐和图上（图4），样品锆石20个测点年龄值较为集中，样品点分布在谐和曲线上并集中于165Ma附近。样品锆石20个测点给出的20～pbp38U年龄加权平均值为165.4Ma±1.9Ma（n=20），MSWD=0.53。

4.岩石成因及构造环境

文珍洞二长花岗岩具有总体表现为富硅、钾、铝，贫钙、磷及铁镁质组成为特征；微量元素均以相对富集Rb、Th、U、Li、Be，相对亏损Ba、Sr、Nd为特征；稀土元素/球粒陨石标准化图总体表现为左高右低，轻稀土元素富集，Eu具明显负异常，这些特征均表明文珍洞二长花岗岩为壳源型花岗岩。

稀土及微量元素Rb-（Y+Nb）、Ta-Yb图解，通常是区分大洋脊花岗岩（ORG）、火山弧花岗岩（VAG）、同碰撞花岗岩（Syn-COLG）、板内花岗岩（WPG）等多数类型最为有效的判别依据。在Rb-（Y+Na）、Ta-Yb图解中（图5），样品均落人WPG区域内，表明文珍洞二长花岗岩形成于板内构造环境。结合前文测试年龄，文珍洞二长花岗岩应为形成于中侏罗世板内构造环境的重熔改造型（S型）花岗岩。

5.结论

（1）广东连州地区的文珍洞二长花岗岩属高硅、过铝、富钾的钙碱性花岗岩类，物质主要来源于地壳重熔，为重熔改造型（S型）花岗岩。

（2）文珍洞二长花岗LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为165.4Ma±1.9Ma，属于中侏罗世，说明南岭造山带存在中侏罗世的花岗质岩浆活动。

（3）文珍洞二长花岗岩体显示出板内花岗岩地球化学特征，表明中侏罗世南岭造山带岩浆活动主要为板内构造环境。endprint