贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体的SHRIMP 锆石U-Pb 年龄及其地质意义
2024-02-27巫建华刘晓东王凯兴
吴 佳 ,巫建华 ,刘晓东 *,王凯兴 ,刘 帅
1. 东华理工大学 地球科学学院,南昌 330013;
2. 东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室,南昌 330013
贵东复式岩体由多期次、多类型的岩体组成,岩体东部是中国花岗岩型铀矿床最重要的产区之一。因此,贵东复式岩体、特别是东部花岗质岩体的期次划分和时代归属一直备受关注。21 世纪之前,前人采用K-Ar 法、Rb-Sr 法等开展过岩体测年工作,认识到贵东复式岩体是由燕山期多个岩浆活动阶段的不同岩石系列所组成(张成江等,1991)。但近十年来,随着铀矿勘查工作的不断深入和锆石U-Pb 同位素年龄数据的大量积累,不仅在下庄铀矿田识别出硅化带型、交点型和绢英岩化型等不同类型铀矿床(杜乐天等,2011),而且认识到贵东复式岩体中西部原燕山第一期桃村坝粗粒黑云母花岗岩采用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 法获得年龄属燕山早期(单芝波等,2014)、东部原燕山第一期鲁溪粗粒巨斑状黑云母二长花岗岩、笋洞中粒、中粗粒二云母花岗岩、下庄中粒斑状黑云母花岗岩采用LA-ICP-MS、SHRIMP 锆石U-Pb 法获得年龄属于印支期(Xu et al., 2003;凌洪飞等,2004;Sun et al., 2005; 王军,2012;Chen et al., 2012;张佳,2014;高彭,2016;吴佳等,2023a, b)、复式岩体北缘和东缘原燕山第四期花岗岩和火山岩采用SHRIMP 锆石U-Pb 法获得年龄属于加里东期(巫建华等,2012;丁辉等,2017;马树松等,2019;刘帅等,2020;张山等,2021)、复式岩体东部原燕山第五期中基性岩脉群采用K-Ar、Ar-Ar 法获得年龄属燕山早期和晚期(李献华等,1997;骆金诚等,2019)。但是,呈岩枝、岩株侵入于复式岩体岩基内的晚期花岗质小岩体及岩脉的地质时代归属尚存在分歧,而且空间分布规律尚不明确。如:侵入桃村坝岩体的司前中细粒二云母花岗岩单颗粒锆石U-Pb 同位素稀释法年龄为159 Ma (Sun et al.,2005)、 LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄为151±11 Ma (Xu et al., 2003),两者相差8 Ma,且后者误差达11 Ma;侵入于下庄岩体的帽峰细粒二云母花岗岩的单颗粒锆石U-Pb同位素稀释法为219.6±0.9 Ma (凌洪飞等,2005)、LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄为238.2±2.3 Ma(张展适,2011)、227.1±4.8 Ma(王军,2012)、235.6±0.62 Ma(张佳,2014),最大年龄与最小年龄相差19 Ma。存在分歧的主要原因可能是贵东复式岩体东部花岗岩普遍存在高铀锆石,高铀锆石的晶格受放射性损伤可能导致Pb 丢失,致使锆石U-Pb 年龄存在较大的不确定性(李秋立,2016)。SHRIMP 是高灵敏高分辨率离子探针,在矿物微区原位定年具有技术优势。为此,笔者选择龟尾山断裂以西的隘子、司前、陈洞花岗质小岩体和以东的帽峰、分水坳、龟尾山花岗质小岩体为研究对象,采用SHRIMP 锆石U-Pb 法对锆石测试U-Th-Pb含量,厘定贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体的地质时代,探讨不同时代花岗质小岩体空间分布及其与铀成矿的关系。
1 区域地质背景
贵东复式岩体位于广东省北部,属纬向南岭花岗岩带组成部分,处于九嶷山—大东山—泉州花岗岩带西段近中部(李子颖等,2010)。岩体东西长68 km、南北宽12~18 km,面积约1009 km2。在大地构造上处于扬子古板块与华夏微古板块之间的钦(州湾)—杭(州湾)构造结合带中段(周永章等,2012)东部,属华夏微古板块西部的罗霄褶皱带(图1a)。钦—杭构造结合带自早元古代至早古生代经历了“三合、两开”的构造演化过程(杨明桂和梅勇文,1997)。早古生代志留纪形成了钦杭加里东期结合带及罗霄褶皱带和武夷褶皱带,并在罗霄褶皱带的下庄铀矿田北缘和东缘发育了加里东期花岗岩和河口盆地碎斑熔岩、上洞盆地英安斑岩、南迳盆地流纹岩—英安岩—安山岩、古家营盆地英安岩等(锆石U-Pb 年龄范围为444~425 Ma,巫建华等,2012;张佳,2014;丁辉等,2017;马树松等,2019;刘帅等,2020;张山等,2021)。晚古生代—中生代三叠纪,粤中、湘东南发生坳陷,罗霄褶皱带发育了印支期广东诸广山白云黑云母花岗岩、乐洞二云母花岗岩、油洞二云母花岗岩、龙华山黑云母花岗岩、寨地二云母花岗岩、大窝子黑云母花岗岩、赣南宁都蔡江黑云母花岗岩、全南五里亭黑云母花岗岩、龙源坝黑云母花岗岩等(锆石U-Pb 年龄范围为239~225 Ma,邱检生等,2004;Deng et al., 2012;Zhao et al., 2013;高彭,2016;Zhang et al., 2018;孙立强, 2018)。中侏罗世晚期—晚侏罗世早期,罗霄褶皱带发育了燕山早期广东诸广山九峰黑云母花岗岩、长江黑云母花岗岩、企岭二云母花岗岩、赤坑二云母花岗岩、赣南宁都打鼓寨二云母花岗岩、黄陂黑云母花岗岩等(锆石U-Pb 年龄范围为164~152 Ma,邓平等,2011;刘汉彬等,2014;Zhang et al., 2017,2018; 孙立强,2018)。
图1 贵东复式岩体地质简图(据凌洪飞等, 2005修改)Fig. 1 Geological map showing the Guidong complex massif
贵东复式岩体东部为下庄铀矿田(图1b),大致以龟尾山断裂带为界,贵东复式岩体东部发育有印支早期鲁溪粗粒巨斑状黑云母花岗岩、笋洞中粒、中粗粒二云母花岗岩、下庄中粒斑状黑云母花岗岩(锆石U-Pb 年龄范围为246~228 Ma,Xu et al., 2003; 凌洪飞等,2004;Sun et al., 2005;王军,2012; Chen et al., 2012;张佳,2014;高彭,2016;吴佳等,2023a, b);中西部发育有燕山早期桃村坝粗粒黑云母花岗岩(锆石U-Pb 年龄为161.5±1.8 Ma,单芝波等,2014);无论是东部的鲁溪、笋洞、下庄花岗岩基内还是中西部的桃村坝花岗岩体内,都发育呈岩枝、岩株产出的晚期花岗质小岩体,如东部的帽峰细粒二云母花岗岩、龟尾山细粒二云母花岗岩、白水寨细粒二云母花岗岩,中西部的隘子中细粒黑云母花岗岩、司前中细粒二云母花岗岩和陈洞细粒二云母花岗岩;在东部的花岗岩岩基和小岩体内还广泛发育中基性岩脉和少量花岗质岩脉,产有20 余个铀矿床(图1c)。
2 岩相学特征
为了系统厘定贵东复式岩体东、西部花岗质小岩体的地质时代,本次研究对龟尾山断裂以西的隘子、司前、陈洞花岗质小岩体和以东的帽峰、分水坳、龟尾山花岗质小岩体分别进行采样。岩性有黑云母花岗岩、二云母花岗岩和白云母花岗岩(图2)。
图2 贵东复式岩体中东部晚期花岗岩显微照片Fig. 2 Micrographs of the late-stage small granities in the middle-eastern part of Guidong complex massif
隘子岩体(样号:AZ03)采于(GPS:N24°39′52″,E114°14′34″),岩性为中细粒黑云母花岗岩(图2a),主要矿物为钾长石(40~45 vol.%)、斜长石(35~40 vol.%)、石英(10 vol.%)、黑云母(7~8 vol.%)及角闪石(2~3 vol.%),副矿物为锆石、磷灰石、钛铁矿等。
司前岩体(样号:SQ202)采于(GPS:N24°42′10″,E114°05′16″),岩性为中细粒二云母花岗岩,主要矿物为钾长石(30~40 vol.%)、斜长石(15~20 vol.%)、石英(30~40 vol.%)、黑云母(4~5 vol.%)及白云母(4~5 vol.%),副矿物为锆石、磷灰石、钛铁矿等。
陈洞岩体(样号:CD01)采于(GPS:N24°40′56″,E114°08′06″),岩性为细粒二云母花岗岩,主要矿物为钾长石(35~40 vol.%)、斜长石(20~25 vol.%)、石英(30~35 vol.%)、黑云母(3~5 vol.%)及白云母(3~5 vol.%),副矿物为锆石、磷灰石、石榴石和电气石等。
帽峰岩体(样号:ZSX101)采于(GPS:N24°38′18″,E114°17′14″),岩性为细粒二云母花岗岩,主要矿物为钾长石(35~40 vol.%)、斜长石(15~20 vol.%)、 石英(35~40 vol.%)、 黑云母(5~10 vol.%)及白云母(5~15 vol.%),副矿物为锆石、磷灰石、石榴石和电气石等。
分水坳岩体(样号:FSA101)采于(GPS:N24°38′11″,E114°14′39″),岩性为细粒白云母花岗岩(图2b),主要矿物为钾长石(30~40 vol.%)、斜长石(20~30 vol.%)、石英(25~35 vol.%)、黑云母(2 vol.%)及白云母(3~10 vol.%),副矿物为锆石、磷灰石、电气石和石榴石等。
龟尾山岩体(样号:GWS201和GWS02)采于(GPS:N24°38′34″,E114°12′41″),岩性为细粒二云母花岗岩(图2c 和2d),主要矿物为钾长石(30~35 vol.%)、 斜长石(20~30 vol.%)、 石英(25~35 vol.%)、黑云母(5 vol.%)及白云母(5 vol.%),副矿物为锆石、磷灰石、磁铁矿等。
3 分析方法
锆石挑选在河北省廊坊市诚信地质服务有限公司完成,将样品各取10 kg,破碎至80~120 目,洗去粉尘,经淘洗除去轻矿物,保留重矿物,再用永久磁铁除去磁铁矿等强磁性矿物,经重液分选除去比重小于锆石的矿物,最后在双目镜下人工精选出锆石晶体。将挑选好的锆石晶体(>20 mg)采用缩样法选取100 余颗与标准锆石TEM(年龄为417 Ma)一起粘贴,制成环氧树脂样品靶。干燥后,打磨、抛光使锆石中心部分暴露,然后进行反射光、透射光和阴极发光显微照相。反射光、透射光和阴极发光显微照相在中国地质科学院矿床地质研究所电子探针研究室完成。锆石U-Th-Pb 分析在北京离子探针中心SHRIMP Ⅱ上完成。年龄测试前,利用反射光显微照片选择表面洁净的颗粒,再利用透射光照片选择无裂纹、无包裹体的晶体,最后利用阴极发光显微照片选择环带结构明显的岩浆成因锆石作为测试对象。详细的分析流程和原理参见宋彪等(2002)。样品的U-Pb 谐和图、年龄加权平均图则是采用Isoplot4.15 完成(Ludwig,2012)。
4 分析结果
本次研究对隘子中细粒黑云母花岗岩样品、司前中细粒二云母花岗岩样品和陈洞细粒二云母花岗岩样品,帽峰细粒二云母花岗岩样品、分水坳细粒白云母花岗岩样品和龟尾山细粒二云母花岗岩样品进行了SHRIMP 锆石U-Pb 测年,分析结果列于表1。样品中锆石呈自形短柱状、长柱状,晶形较好,在CL 图像上可见明显韵律环带结构( 图3 和图4),显示岩浆成因的特征。
表1 贵东复式岩体中东部花岗质小岩体的SHRIMP锆石U-Th-Pb同位素分析结果Table. 1 SHRIMP zircon U-Th-Pb dating results of the small granites in the middle east of Guidong complex massif
图3 贵东复式岩体西部花岗质小岩体锆石的阴极发光(CL)图像Fig. 3 Cathodoluminescence (CL) images of zircons from the Yanshanian epoch small granites in western Guidong complex massif
隘子中细粒黑云母花岗岩(样号:AZ03)共测试了14 颗锆石,锆石的U=(289~3499)×10-6,大多数为(534~1534)×10-6,Th=(146~1698)×10-6,Th/U比值为0.20~0.61,大多数为0.28~0.45。剔除2 颗高U 锆石(锆石U 含量大于2000×10-6)(分析点号为4.1 和8.1)的年龄数据(年龄分别为168.5±2.5 Ma 和169.9±2.6 Ma)和1 个偏离谐和曲线(分析点号为7.1,图5a 虚线所示)的年龄数据,其余11 颗锆石的U-Pb 年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U 年龄在157.2~166.7 Ma,加权平均年龄为(163.0±1.6)Ma(n=11,MSWD=0.92)(图5a)。该年龄与Xu 等(2003)获得的隘子中粒黑云母花岗岩单颗粒锆石锆石U-Pb 年龄(160.1±6.1)Ma(n=16)误差范围内一致,但本样品的加权平均年龄误差为1.4,远小于Xu 等(2003)的样品的年龄误差6.1 Ma,更能代表隘子中细粒黑云母花岗岩的形成年龄。
图5 贵东复式岩体西部花岗质小岩体SHRIMP锆石U-Pb谐和图和加权平均值Fig. 5 SHRIMP zircon U-Pb concordia diagrams and weighted mean ages of the Yanshanian epoch small granites in western Guidong complex massif
司前中细粒二云母花岗岩(样号:SQ202)共测试了21 颗锆石,锆石的U=(251~2610)×10-6,大多数为(747~1423)×10-6,Th=(86~853)×10-6,Th/U 比值为0.07~0.93,大多数为0.23~0.39。剔除7 颗捕获锆石(分析点号分别为1.1、12.1、13.1、14.1、18.1、19.1 和20.1)的年龄数据(年龄分别为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 颗高U 锆石(分析点号为5.1 和6.1)的年龄数据(年龄分别为246.1±4.0 Ma 和177.3±2.9 Ma),以及1个偏离谐和曲线(分析点号为11.1,图5b虚线所示)的年龄数据,其余11 颗锆石的U-Pb 年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U 年龄在160.2~166.3 Ma,加权平均年龄为(163.1±1.6)Ma(n=11,MSWD= 0.60)(图5b)。该年龄与Xu 等(2003)获得的司前中细粒二云母花岗岩单颗粒锆石U-Pb 年龄(151±11)Ma(n=5,MSWD=0.25) 误差范围内一致,略大于Sun 等(2005)获得的司前白云母花岗岩单颗粒锆石U-Pb 同位素稀释法年龄159.0 Ma。鉴于Xu 等(2003)的151±11 Ma 年龄误差高达11 Ma,而Sun 等(2005)的159.0 Ma 年龄无法排除高铀锆石和捕获锆石的影响,故本文获得的163.1±1.6 Ma 能代表司前中细粒二云母花岗岩的形成年龄。
陈洞细粒二云母花岗岩(样号:CD01)共测试了16 颗锆石,锆石的U=(101~2084)×10-6,大多数为(186~515)×10-6,Th=(21~441)×10-6,Th/U 比值为0.01~1.06,大多数为0.36~0.69。剔除2 颗捕获锆石(分析点号为4.1 和10.1)的年龄数据(分别为2782.2±44 Ma 和237.8±5.0 Ma)和1 颗高铀锆石(分析点号为2.1)的年龄数据(年龄为256.9±4.8 Ma),其余13 颗锆石的U-Pb 年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U 年龄在154.1~164.7 Ma,加权平均年龄为(160.7±1.9)Ma(n=13,MSWD=0.76)(图5c)。该年龄大于张佳(2014)获得的陈洞细粒二云母花岗岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄(151.48±0.43)Ma(n=6,MSWD=1.07),鉴于张佳(2014)的锆石U-Pb 定年数据处理中样品的数量略少(n<10),故本文获得的160.7±1.9 Ma 能代表陈洞细粒二云母花岗岩的形成年龄。
帽峰细粒二云母花岗岩(样号:ZSX101)共测试了18 颗锆石,锆石的U=(242~1428)×10-6,大多数为(350~891)×10-6,Th=(131~1047)×10-6,Th/U比值为0.15~1.58,大多数为0.50~0.89。剔除6 颗高U 锆石(分析点号分别为1.1、2.1、3.1、7.1、16.1、18.1)的年龄数据(年龄分别为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 个普通铅异常(分析点号5.1,普通铅含量为8.29%)的年龄数据,以及1 个偏离谐和曲线(分析点号为10.1,图6a 虚线所示)的年龄数据,其余10 颗锆石的U-Pb年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U 年龄在223.2~235.3 Ma,加权平均年龄为(230.0±2.7)Ma(n=10, MSWD=1.3) (图6a)。该年龄与王军(2012)获得的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄(227.1±4.8)Ma(n=10,MSWD=3.7)误差范围内一致,大于凌洪飞等(2005)获得的219.6±0.9 Ma 的单颗粒锆石U-Pb 年龄,小于张展适(2011)获得的238.2±2.3 Ma 的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄和张佳(2014)获得的235.6±0.62 Ma 的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄。鉴于凌洪飞等(2005)的分析数据4 个中2 个为高铀锆石,张展适(2011)的分析数据7 个均为高铀锆石,张佳(2014)的锆石U-Pb 定年数据处理中样品的数量略少(n=6),王军(2012)的MSWD(=3.7)偏高,故本文获得的230.0±2.7 Ma能代表帽峰细粒二云母花岗岩的形成年龄。
图6 贵东复式岩体东部花岗质小岩体SHRIMP锆石U-Pb谐和图和加权平均值Fig. 6 SHRIMP zircon U-Pb concordia diagrams and weighted mean ages of the Indosinian epoch small granites in eastern Guidong complex massif
分水坳细粒白云母花岗岩(样号:FSA101)共测试了15 颗锆石,锆石的U=(280~3488)×10-6,大多数为(347~830)×10-6,Th=(149~986)×10-6,Th/U比值为0.19~1.68,大多数为0.30~0.75。剔除2 颗高U锆石(分析点号为11.1和14.1)的年龄数据(年龄分别为247.9±3.3 Ma 和228.8±3.3 Ma)和2 个偏离谐和曲线(分析点号3.1 和6.1,图6b 虚线所示)的年龄数据,其余11 颗锆石的U-Pb 年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U 年龄在220.8~234.4 Ma,其加权平均年龄为(225.9±2.9)Ma(n=11,MSWD=1.8)(图6b);该年龄与王军(2012)获得的分水坳细粒白云母花岗岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄(225±16)Ma(n=7,MSWD=7.7) 误差范围内一致,鉴于王军(2012)的锆石U-Pb 定年数据处理中样品的数量略少(n<10),MSWD(=7.7)太高、误差太大(±16 Ma),故本文获得的225.9±2.9 Ma 是可信的,能代表分水坳细粒白云母花岗岩的形成年龄。
龟尾山细粒二云母花岗岩2 个样品(样号:GWS201 和GWS02)采自钻孔。样品GWS201 共测试了21 颗锆石,锆石的U=(260~8246)×10-6,大多数为(1516~3359)×10-6,Th=(61~2809)×10-6,Th/U比值为0.04~0.93,大多数为0.22~0.4。剔除3 颗捕获锆石(分析点号分别为1.1、5.1 和10.1)的年龄数据(年龄分别为1823±29 Ma、387.0±6.6 Ma 和361.6±6.0 Ma)和8 颗高铀锆石(分析点号分别为3.1、8.1、12.1、13.1、16.1、17.1、18.1 和20.1)的年龄数据(年龄分别为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 颗锆石的U-Pb 年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U 年龄在226.7~240 Ma,其加权平均年龄为(232.6±3.1)Ma(n=10,MSWD=1.3)(图6c)。该年龄大于张佳(2014)获得的龟尾山细粒二云母花岗岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄(223.9±1.7 Ma,n=3,MSWD=0.01),鉴于张佳(2014)的样品数量只有3 颗,故本文获得的232.6±3.1 Ma 能代表龟尾山细粒二云母花岗岩的形成年龄。样品GWS02共测试了13 颗锆石,锆石的U=(4154~11662)×10-6,均为高铀锆石,Th=(119~1342)×10-6,Th/U 比值为0.03~0.29,大多数为0.03~0.08。由于13 颗锆石均为高铀锆石,且Th/U 比值大部分小于0.1,说明锆石中有U 的加入,封闭体系遭到了破坏,其年龄不能代表龟尾山中细粒二云母花岗岩的形成年龄。但值得注意的是,13 颗锆石的年龄数据中,剔除3 颗捕获锆石(分析点号为6.1、9.1 和13.1)的年龄数据(分别为284.1±4.3 Ma、263.0±4.1 Ma 和261.1±4.0 Ma), 其余10 颗锆石的U-Pb年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U 年龄在246.4~260.9 Ma,其加权平均年龄为(251.9±3.6)Ma(n=10,MSWD=1.7)(图6d)。这10 颗锆石的U-Pb 年龄比较集中,谐和度较高,且加权平均年龄的MSWD<2,但比GWS201 的加权平均年龄232.6±3.1 Ma 大19.3 Ma,指示锆石的U 含量是决定锆石U-Pb 年龄可信度的重要因素之一。
5 讨论
5.1 高铀锆石及寄主岩浆岩的形成年龄
本次采用SHRIMP 锆石U-Pb 法测试的隘子、司前、陈洞、分水坳、龟尾山岩体的U-Th-Pb 含量数据中,均或多或少存在U 含量>2000×10-6的高U 锆石,特别是龟尾山细粒二云母花岗岩GWS02 样品均为高铀锆石。研究表明,在锆石U-Pb同位素定年中,U 含量较高的锆石对定年结果存在一定的影响(Leech, 2008;White and Ireland,2012;Gao et al., 2014;李秋立,2016;吴佳等,2023a, b)。龟尾山细粒二云母花岗岩GWS02 样品均为高铀锆石,加权平均年龄为(251.9±3.6)Ma(N=10,MSWD=1.7);而GWS201 样品剔除了高铀锆石的加权平均年龄为(232.6±3.1)Ma(N=10,MSWD=1.3)。虽然两个样品的数据点均位于U-Pb 谐和曲线上,且MSWD 值均<2(图6b 和6d),但加权平均年龄相差19.3 Ma。若将GWS201 和GWS02 两个样品组合成一个样品,从锆石U 含量—206Pb/238U表观年龄图解(图7)中可以看出:GWS02 样品13 颗锆石的U 含量均>2000×10-6,年龄变化于246~285 Ma 之间,高铀锆石的年龄明显偏大;GWS201 样品的21 颗锆石中有8 颗锆石的U 含量>2000×10-6,年龄变化于213~1823 Ma 之间,有6颗高铀锆石的数据偏大(最高达261.8±4.3 Ma)、2颗高铀锆石的数据偏小(最小仅为213.8±3.5 Ma),而U 含量<2000×10-6的锆石年龄变化范围较小。可见,U 含量>2000×10-6的锆石U-Pb 年龄存在不确定性, 多数偏大,说明高铀锆石206Pb/238U 年龄不一定能代表寄主岩浆岩的形成年龄。
图7 龟尾山花岗岩锆石206Pb/238U表观年龄与U含量相关图Fig.7 Plots of 206Pb/238U apparent age vs. U content of zircons from the Guiweishan granites
5.2 龟尾山断裂东、西两侧的岩浆岩时序
本文获得龟尾山断裂带以东的帽峰、分水坳和龟尾山岩体锆石206Pb/238U 加权平均年龄分别为230.0±2.7 Ma、225.9±2.9 Ma 和232.6±3.1 Ma,年龄集中在~230 Ma,属印支期岩体;而断裂带以西的隘子、司前、陈洞岩体锆石206Pb/238U 加权平均年龄分别为163.0±1.6 Ma、163.1±1.6 Ma 和160.7±1.9 Ma,年龄集中在~160 Ma,属燕山早期岩体。可见,以龟尾山断裂带为界,贵东复式岩体东部和中部的晚期花岗质小岩体属不同岩浆活动阶段的产物。前人对贵东复式岩体东部的鲁溪、笋洞和下庄花岗岩岩基开展了大量锆石U-Pb 定年工作(Xu et al., 2003;凌洪飞等,2004;Sun et al., 2005;王军,2012;Chen et al.,2012;张佳,2014;高彭,2016),取得了一批年龄数据,但多数年龄数据忽略了高铀锆石、捕获锆石、样品数量少和MSWD 值过大等问题,导致不同学者给出的同一岩体的年龄差别较大,且各自的地质含义不明(吴佳等,2022)。结合吴佳等(2022)的遴选结果和本文的测试结果,揭示出贵东复式岩体是一个由印支期和燕山早期花岗岩以及燕山期中基性岩脉构成的复式岩体,但中部和东部岩浆活动的时代及时序具有明显的区别。大致以龟尾山断裂带为界:以东的鲁溪、笋洞、下庄花岗岩基和帽峰、分水坳、龟尾山花岗质小岩体属印支期岩浆活动的产物,呈NWW、NEE、NNE 向产出的中基性岩脉至少可划分出200~190 Ma、~180 Ma、145~140 Ma、~110 Ma、~90 Ma 五期,燕山早期花岗质脉岩零星分布;以西的桃村坝花岗岩基和隘子、司前、陈洞花岗质小岩体属燕山早期岩浆活动的产物。
5.3 印支期花岗质小岩体与绢英岩化型铀矿床的关系
贵东复式岩体东部的下庄铀矿田,铀矿床分布广泛,包括硅化带型、交点型和绢英岩化型等不同类型铀矿床(杜乐天等,2011)。目前已识别出的绢英岩化型铀矿床有竹筒尖(白水寨)、石土岭和竹山下铀矿床等。从空间分布格局来看,竹筒尖铀矿床位于下庄铀矿田西北端,白水寨岩体北缘,龟尾山岩体南端,铀矿化主要产于印支期龟尾山和白水寨细粒二云母花岗岩与下庄中粒黑云母花岗岩的接触部位;石土岭铀矿床和竹山下铀矿床位于下庄铀矿田东北部,帽峰岩体南端,铀矿化主要产于印支期帽峰细粒二云母花岗岩与下庄中粒黑云母花岗岩内外接触带(凌洪飞等,2005;何德宝,2017 ;Bonnetti et al., 2018),可见,绢英岩化型铀矿床均赋存在印支期花岗质小岩体的内外接触带中,二者空间上相伴生。从成矿时代来看,绢英岩化型铀矿床属燕山早期中高温热液型铀矿床,近年来随着微区原位测年技术的快速发展,已识别出绢英岩化型铀矿的成矿年龄为175~160 Ma(胡瑞忠等,2019),白水寨、石土岭铀矿床的成矿年龄分别为175±16 Ma 和162±27 Ma(Bonnetti et al., 2018)。虽然存在较大的矿岩时差,前人研究认为铀源来自储矿的花岗岩(胡瑞忠,1994;凌洪飞,2011;杜乐天,2017;巫建华等,2017)。研究区的印支期花岗质小岩体为过铝质二云母花岗岩,岩体相对富铀(如帽峰岩体铀含量11.1×10-6~32.7×10-6,白水寨岩体铀含量23×10-6~66.2×10-6),且石土岭、白水寨铀矿床中铀矿物与赋矿围岩的稀土配分模式相一致(Bonnetti et al., 2022),表明印支期花岗质小岩体可以为绢英岩化型铀矿床提供铀源。
6 结论
综上所述,可以得出如下结论:
(1) SHRIMP 锆石U-Pb 年龄测定结果表明,贵东复式岩体中东部的晚期花岗质小岩体的时代不同。龟尾山断裂以西的隘子、司前、陈洞岩体锆石206Pb/238U 加权平均年龄分别为163.0±1.6 Ma、163.1±1.6 Ma、160.7±1.9 Ma,年龄集中在~160 Ma,属燕山早期,而以东的帽峰、分水坳、龟尾山岩体锆石206Pb/238U 加权平均年龄分别为230.0± 2.7 Ma、225.9±2.9 Ma 和232.6±3.1 Ma,年龄集中在~230 Ma,属印支期。
(2)贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体普遍存在高铀锆石,而高铀锆石的U-Pb 年龄不一定能代表寄主岩浆岩的形成年龄,数据处理时应剔除。
(3)龟尾山断裂以东的印支期花岗质小岩体铀背景值高,与燕山早期的绢英岩化型等中高温热液铀矿床有密切的空间关系,可为铀成矿提供铀源。致谢:在野外工作和取样工作中广东省核工业293大队冯志军高级工程师给予了帮助,SHRIMP 锆石U-Pb年龄测定过程中得到北京离子探针中心车晓超博士的大力支持和帮助,两位匿名审稿人和编辑提出了建设性修改意见,谨此表示诚挚的感谢!