山東省沂水縣雪山巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

李洪奎，楊永波，耿 科

（山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南 250013）

山東省沂水縣雪山巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

李洪奎，楊永波，耿 科

（山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南 250013）

通過對雪山花崗閃長巖中鋯石SHRIMP U-Pb同位素年齡測定，獲得了14個測點(diǎn)構(gòu)成的諧和線上交點(diǎn)年齡數(shù)值為2 491±5 Ma（MSWD=0.43），該年齡基本代表了花崗閃長巖的形成時間。從區(qū)域地質(zhì)條件分析，將雪山巖體的形成時代確定為新太古代晚期。

SHRIMP U-Pb年齡；雪山巖體；形成時代；沂水縣

1 地質(zhì)背景

雪山巖體主體巖性為花崗閃長巖，以沂水縣東6 km處的雪山而命名，總體呈NEE不規(guī)則狀展布，與大山巖體、馬山巖體共同構(gòu)成片麻巖－花崗巖穹窿[1]，大地構(gòu)造位置屬沂沭斷裂帶之汞丹山凸起（圖1）。

中太古代沂水巖群呈大小不等的包體出露于變質(zhì)變形侵入巖中，區(qū)內(nèi)變質(zhì)深成侵入巖分布廣泛，主要發(fā)育有太古宙花崗巖，由含有紫蘇輝石的石英閃長巖、二長花崗巖、花崗閃長巖和奧長花崗巖等巖石組成。

雪山巖體見于沂水縣城之東的晏家鋪－馮家官莊一線，南界位于南小堯－青龍峪－葦園－劉家山一線，北側(cè)大部分與馬山巖體南界接觸，部分侵位于沂水巖群中。巖體片麻理傾向南東，傾角50～70°，與巖體接觸部分往往遭受糜棱巖化，并不同程度地發(fā)生混合巖化。

雪山巖體為片麻狀紫蘇花崗閃長巖，新鮮巖石呈青灰色至煙灰色，風(fēng)化后呈白色至灰白色，中細(xì)粒至中粒，肉眼可見少量透輝石和紫蘇輝石。鏡下巖石呈花崗半自形粒狀結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。組成礦物主要是斜長石、微斜長石、紫蘇輝石、透輝石和石英，有時有少量普通角閃石；副礦物有磁鐵礦、磷灰石和鋯石。

據(jù)1/5萬沂水幅地質(zhì)報(bào)告，雪山巖體的礦物體積百分含量如表1①山東省地質(zhì)八隊(duì).1/5萬沂水縣等幅區(qū)調(diào)報(bào)告.1990。其斜長石含量相對穩(wěn)定，微斜長石、石英、黑云母含量變化較大，紫蘇輝石含量不穩(wěn)定，說明巖石組成的不均一性。

2 樣品加工與測試方法

2.1 樣品采取與加工

樣品采自大堯NWW 1 000 m、北小堯SW 750 m處的陡坎新鮮的巖石中，礦石為片麻狀花崗閃長巖。對所取礦石破碎到100目后進(jìn)行粗淘，再經(jīng)過精淘后對樣品進(jìn)行強(qiáng)磁選、電磁選和重液分離，對重礦物在雙目鏡下挑選單顆粒鋯石2 g，并在雙目顯微鏡下人工精選出晶形好、裂紋和包體少的鋯石送中國地質(zhì)科學(xué)院進(jìn)行SHRIMP測年。

2.2 測試條件及分析方法

本次研究的鋯石U-Pb測年工作在中國地質(zhì)科學(xué)院離子探針中心的SHRIMP-Ⅱ型高分辨率離子探針儀上完成。將選好的鋯石（NXO-3）和標(biāo)樣（M257）一起粘在玻璃板上,用環(huán)氧樹脂澆鑄,制成薄片并拋光露出鋯石顆粒,制成可供測試用的樣品靶[2-4]。對樣品靶上的待測鋯石進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光顯微照相（圖2）。據(jù)此選取鋯石樣品環(huán)帶結(jié)構(gòu)好、無裂紋包體的部位作為微區(qū)分析的靶位。在SHRIMP-Ⅱ型離子探針儀上測定所選取樣品靶位的U-Th-Pb同位素含量，每3個樣品點(diǎn)測試一次標(biāo)樣，本次工作共計(jì)測定樣品靶位26個。對測定結(jié)果用SHRIMP定年標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對U-Th-Pb同位素含量及年齡作了校正,普通鉛根據(jù)實(shí)測的204Pb進(jìn)行校正。數(shù)據(jù)處理由離子探針中心工作人員協(xié)助完成。

圖1 雪山巖體分布圖Fig.1 Sketch map of the Xueshan intrusion distribution

表1 雪山巖體實(shí)測礦物體積百分?jǐn)?shù)表（φB%）Table1 Volume percentage of the minerals in the Xueshan intrusion（φB%）

3 測定結(jié)果及其地質(zhì)意義

3.1 SHRIMP鋯石U-Pb同位素年齡測定結(jié)果

從雪山花崗閃長巖中分選出的鋯石多為自形柱狀、橢圓狀，相應(yīng)透射光圖像顯示，鋯石發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖2），屬巖漿結(jié)晶成因鋯石，但常見鋯石發(fā)育深灰色邊緣，構(gòu)成核－幔結(jié)構(gòu)。本次研究在SHRIMP-Ⅱ型高分辨率離子探針儀上共完成了26個鋯石測點(diǎn)的U-Pb同位素年齡測定工作，測定數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。由圖3可見，測年數(shù)據(jù)95%的平均值集中于2 491±5 Ma。各測點(diǎn)皆位于諧和線上（圖4），其中所有諧和線上測點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為2 473.43±45.6 Ma，相應(yīng)所有測點(diǎn)的207Pb/206Pb表面年齡加權(quán)平均值為2 482.07±12.05 Ma。而所有測點(diǎn)構(gòu)成的不一致線上交點(diǎn)年齡數(shù)值為2491±5 Ma（MSWD=0.43），以上各年齡結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致，但所有測點(diǎn)的不一致線上交點(diǎn)年齡和207Pb/206Pb表面年齡加權(quán)平均年齡計(jì)算過程的MSWD值較小，因而年齡計(jì)算結(jié)果更具代表性，因此，本文選取其中的206Pb/238U和207Pb/235U不一致線上交點(diǎn)年齡2 491±5 Ma作為花崗閃長巖的形成時代。

圖2 雪山巖體中鋯石CL圖像Fig.2 CL image of the zircons in the Xueshan intrusion

3.2 地質(zhì)意義討論

圖3 NX0-3中鋯石表面年齡頻譜圖Fig.3 Frequency distribution diagram of the zircon surface age in sample NXO-3

圖4 雪山巖體（NXO-3）激光探針質(zhì)譜法鋯石U－Pb同位素年齡諧和圖Fig.4 Concordia diagram of the zircon U-Pb age in the Xueshan intrusion(NXO-3)by laser microprobe mass spectroscopy

表2 銅井金礦區(qū)礦石SHRIMP離子探針質(zhì)譜鋯石U-Pb同位素年齡測定結(jié)果Table 2 Zircon U－Pb age dating results of the ores in the Tongjing gold deposit by ion microprobe mass spectroscopy

對于雪山巖體的形成時代，一直存有不同的認(rèn)識。1990年程志忠等在進(jìn)行1/5萬沂水縣等幅區(qū)調(diào)時，在雪山以南、米家官莊以西采過一個樣品，測得U-Pb一致線年齡為2 479 Ma，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料將其劃新太古代。沈其韓等［1］在程志忠采樣位置之南和東南采集兩個樣品的單顆粒鋯石年齡為2 532 Ma和2 531 Ma，并將該巖體的形成時代劃為新太古代。1997年山東省地礦局編制的山東省1/50萬數(shù)字地質(zhì)圖和2003年山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院進(jìn)行全省1/20萬區(qū)調(diào)總結(jié)編制的《山東省區(qū)域地質(zhì)》，宋明春等［5］認(rèn)為其侵入沂水巖群并被蒙山巖體和傲徠山巖體所侵，以及與中太古代沂水巖群密切共生而將雪山巖體劃為中太古代。近幾年來，沈其韓院士等對沂水地區(qū)的早前寒武紀(jì)侵入巖主要巖體進(jìn)行了SHRIMP鋯石年代學(xué)研究，取得了重要進(jìn)展［6～9］。沈其韓、趙子然等(2007)測得馬山巖體中粒紫蘇二長花崗巖侵位年齡為2 538±6 Ma，雪山巖體含紫蘇花崗閃長巖侵位年齡為2 532±9 Ma［7］；沈其韓、宋彪等(2004)測得蔡峪巖體中粗粒石榴紫蘇花崗閃長巖侵位年齡為2 562±14 Ma，大山二長花崗巖侵位年齡為2 545±10 Ma［6］而將沂水地區(qū)含紫蘇輝石花崗巖類和二長花崗巖類的形成時代歸屬于新太古代晚期。

筆者在研究南小堯金礦時，利用LA-CPMS法測得單顆粒鋯石年齡為 2 438±13 Ma［10］，與此次所測得鋯石SHRIMP U-Pb年齡2 491±5 Ma十分相近。由于雪山巖體組成比較復(fù)雜，內(nèi)部巖相、礦物組構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等均存有一定的差異，因此其形成時代可能屬于新太古代晚期至古元古代早期，考慮其與馬山巖體、大山巖體的演化關(guān)系，可將其劃歸為新太古代晚期。

4 結(jié)論

雪山巖體所測得鋯石SHRIMP U-Pb年齡為2 491±5 Ma，結(jié)合前人所測2 532±9 Ma年齡資料，認(rèn)為雪山花崗閃長巖形成時代為新太古代晚期至古元古代早期。從區(qū)域地質(zhì)特征分析，可將其劃歸為新太古代晚期。

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Zircon SHRIMP U-Pb Age and Its Geological Significance of the Xueshan Intrusion in Yishui County,Shandong Province

LI Hong-kui,YANG Yong-bo,GENG Ke
(Shandong Institute and Laboratory of Geological Sciences,Shandong Key Laboratory of Metallogenic Geological Processes and Resource Utilization of Metallic Minerals,Shandong Jinan 250013,China)

Based on the zircon SHRIMP U-Pb dating research of the granodiorite of the Xueshan intrusion in Yishui County of Shandong province,concordant ages of 2 491±5 Ma(MSWD=0.43)composed by 14 points is obtained.It is regarded that this age can represent the formation age of the granodiorite.According to regional geological condition,it is conclued that the Xueshan intrusion is formed in the late stage of Newarchean.

SHRIMP U-Pb age;Xueshan intrusion;formation age;Yishui County

P597+.3

A

1672－4135（2011）04－0253-05

2010-7-27

全國礦產(chǎn)資源潛力評價：山東省礦產(chǎn)資源潛力評價資助（1212010813014-01）

李洪奎（1962-），山東昌樂，博士，研究員，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查評價和管理工作，Email:lhklhk126@126.com。