皖南譚山巖體的鋯石定年及地質(zhì)意義＊

趙 玲，陳志洪

（中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，南京 210016）

皖南地區(qū)處在江南造山帶（隆起帶）東北緣，區(qū)內(nèi)發(fā)育大量中生代花崗巖類。雖然皖南中生代花崗巖很早就得受到關(guān)注［1－5］，但研究程度較低，尤其是年代學(xué)方面，早期發(fā)表的一些數(shù)據(jù)不夠精確，甚至有些近來被證實(shí)是錯(cuò)誤的，如太平巖體早期得出的Rb－Sr法定年結(jié)果為230 Ma［6］，而薛懷民等［7］采用鋯石SHRIMP U－Pb法測得的年齡為140．6±1．2 Ma，差別較大。因此，對皖南中生代花崗巖有必要開展更多的高精度年代學(xué)工作，以明確本區(qū)的構(gòu)造－巖漿演化格架。目前，關(guān)于皖南中生代花崗巖已有的高精度年代學(xué)數(shù)據(jù)主要集中在青陽、九華山、黟縣、太平、黃山、旌德和仙霞等較大的巖基以及目前已有找礦突破的部分小巖體上，這對皖南地區(qū)中生代巖漿巖年代學(xué)格架的建立遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不夠的。為此，本文選擇譚山復(fù)合巖體為對象，在巖石學(xué)研究的基礎(chǔ)上，開展了鋯石U－Pb定年工作，并結(jié)合本區(qū)已發(fā)表的年代學(xué)數(shù)據(jù)，對該地區(qū)中生代巖漿巖的年代學(xué)格架的建立進(jìn)行了初步探討。

1 地質(zhì)概況

皖南地區(qū)處在江南造山帶（隆起帶）東北緣，以陽新－常州斷裂為界，北與下?lián)P子沿江帶毗鄰，南以江山－紹興斷裂為界與華夏地塊接壤（圖1）。該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化較為復(fù)雜，先后經(jīng)歷了晉寧、加里東、海西、印支、燕山及喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動，不同構(gòu)造運(yùn)動時(shí)期的沉積特征、巖漿活動、變質(zhì)變形及成礦作用均各具特色，且后期構(gòu)造對前期構(gòu)造多有疊加改造。其中中生代構(gòu)造運(yùn)動表現(xiàn)尤為強(qiáng)烈，形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

圖1 下?lián)P子皖南地區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)1：25萬地質(zhì)圖改繪）Fig．1 Geological sketch map of the Lower Yangtze region in southern Anhui Province（modified by the 1：250000geological map）

區(qū)域上，研究區(qū)主要出露中元古界到下古生界地層，分為基底和蓋層兩部分?；子芍小⑿略沤绲貙咏M成，為一套板巖、千枚巖、變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)砂巖和中酸性火山巖等為主的淺變質(zhì)巖系，分布在皖南南部區(qū)域；蓋層由震旦系、上三疊統(tǒng)的海相地層和下三疊統(tǒng)、白堊系的陸相地層組成，主要分布于北部及黃山市附近。區(qū)域上巖漿活動強(qiáng)烈，超基性巖－酸性巖均有分布，如元古代基性－超基性巖、晉寧期和燕山期花崗質(zhì)侵入巖。晉寧期花崗質(zhì)侵入巖主要出露在黃山市附近，巖性以黑云母花崗閃長巖、細(xì)?；◢弾r為主，形成時(shí)代約為820 Ma［8］。最為廣泛的燕山期的侵入巖則出露在江南深斷裂的兩側(cè)，可分為酸性巖和中酸性兩種類型（圖1）。酸性巖類以白云母花崗巖、二長花崗巖為主，規(guī)模較大，常以巖基、巖株、巖枝狀產(chǎn)出，如九華山巖體、黃山巖體等，形成時(shí)代集中分布于123～134 Ma，為燕山晚期［1，7，9］，具A－2型花崗巖特征；中酸性巖類主要為花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖等，規(guī)模較小，多呈巖枝、巖株或巖滴狀發(fā)育，形成于135～145 Ma之間［7，9］，屬燕山中晚期，以I型花崗巖類為主，為碰撞造山隆起大陸邊緣弧環(huán)境的產(chǎn)物，物質(zhì)來源具典型的殼?；旌显吹奶卣鳎?0］。

譚山巖體位于下?lián)P子江南隆起帶內(nèi)，呈北東向展布，與陽新－常州斷裂延伸方向一致，平面上呈現(xiàn)拉長的橢圓狀，面積約140km2。巖體侵入的圍巖為晚元古代到寒武紀(jì)的淺變質(zhì)沉積－火山巖和碳酸鹽，巖性包括砂巖、粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)灰?guī)r、板巖、流紋巖和凝灰?guī)r等。

本次采樣點(diǎn)位于譚山巖體北部（12WN001－1）和南部（12WN003）（圖1）。樣品12WN001－1為似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶主要為粗大的條紋長石，含量5%左右，粒度3．0～4．8mm，個(gè)別可達(dá)1cm。基質(zhì)主要由鉀長石（含量35%）、斜長石（含量25%）、石英（含量25%）和黑云母（含量7%），粒度普遍約在1．5mm 左右。長石大多絹云母化和高嶺土化，黑云母輕微綠泥石化。副礦物主要為磁鐵礦、榍石、磷灰石和鋯石（圖2）。鏡下定名為中粒似斑狀鉀長花崗巖。樣品12WN003 為似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶主要為粗大的自形條紋長石，含量2%左右，粒度3．5～4．0 mm?；|(zhì)主要由鉀長石（含量35%）、斜長石（含量20%）、石英（含量30%）和黑云母（含量12%），粒度普遍約在1．3 mm 左右。長石大多絹云母化和高嶺土化，黑云母輕微綠泥石化；副礦物主要為磁鐵礦和鋯石（圖2），鏡下定名為中粒似斑狀黑云母鉀長花崗巖。

圖2 譚山巖體樣品（a）12WN001－1（似斑狀鉀長花崗巖）和樣品（b）12WM003（似斑狀黑云母鉀長花崗巖）鏡下顯微照片F(xiàn)ig．2 Microscopic photos of representative rocks form the Tanshan Pluton．（a）sample 12WN001－1，porphyritic K－feldspar granite．（b）sample 12WM003，porphyritic biotite K－feldspar granite

2 分析方法

用于鋯石年代學(xué)測試的樣品首先經(jīng)過破碎、浮選和電磁選等方法挑選出單顆粒鋯石，然后在雙目顯微鏡下挑純。手工挑出晶形完好、透明度和色澤度好的鋯石，粘于環(huán)氧樹脂表面制靶，拋磨至一半以后進(jìn)行透射光和反射光照相，據(jù)此選擇晶體特征良好的樣品（避開鋯石的包裹體以及鋯石內(nèi)部裂隙），進(jìn)行陰極發(fā)光（CL）拍照（圖3）。最后根據(jù)陰極發(fā)光圖像，選擇典型的巖漿鋯石進(jìn)行LA－ICPMSU－Pb測年分析。

圖3 譚山巖體（a）12WN001－1樣品和（b）12WN003樣品鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像及測試位置Fig．3 CL images and analyzed spots of zircons from the（a）sample12WN001－1and（b）sample 12WN003of the Tanshan Pluton

陰極發(fā)光照相在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。鋯石激光原位U－Pb同位素分析在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室開展，使用激光－電感耦合等離子質(zhì)譜儀（LA－ICPMS）完成，采用激光器為GEOLAS，激光剝蝕系統(tǒng)波長193nm，工作參數(shù)為：剝蝕物質(zhì)載He為0．6L／min，激光脈沖頻率5 Hz，剝蝕孔徑32 μm，剝蝕時(shí)間90s，背景測量時(shí)間25s，脈沖能量密度為10 mJ／cm2；測試質(zhì)譜儀為Agilent 7500a，工作參數(shù)為：Rf功率1300 W，進(jìn)樣深度5．5mm，等離子氣體Ar 15L／min，輔助氣體Ar 1L／min，補(bǔ)償氣體Ar 0．8－0．9L／min。應(yīng)用nist610玻璃作為元素外標(biāo)，鋯石標(biāo)樣91500進(jìn)行同位素分餾校正，鋯石標(biāo)樣Mud Tank作為同位素監(jiān)控樣，本實(shí)驗(yàn)測定的鋯石標(biāo)樣的結(jié)果和誤差與推薦值一致，實(shí)驗(yàn)原理和詳細(xì)的測試方法見閆峻等（2012）［11］。數(shù)據(jù)處理采用中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）開發(fā)的ICPMSDataCal 8．0軟件完成，選取諧和度＞90%的樣品點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Isoplot軟件繪制諧和圖并計(jì)算加權(quán)平均年齡。

3 結(jié)果和討論

3．1 結(jié)果

分析測試結(jié)果見表1，U－Pb諧和年齡見圖4。譚山巖體樣品的鋯石均透明，呈微黃色，短柱狀，半自形到自形晶體，長100～320μm，寬50～160μm，在陰極發(fā)光圖像中顯示清晰的震蕩環(huán)帶。Th／U 比為0．20 ～1．74，為典型的巖漿鋯石。樣品12WN001－1的206Pb／238U－207Pb／235U 諧和度＞90%的樣品點(diǎn)有17 個(gè)，在諧和圖上年齡點(diǎn)較為集中，206Pb／238U加權(quán)平均年齡為128．5±1．7 Ma（MSWD＝0．72，圖4）。樣品12WN003 的206Pb／238U－207Pb／235U諧和度＞90%的樣品點(diǎn)有24個(gè)，在諧和圖上年齡點(diǎn)較為集中，206Pb／238U 加權(quán)平均年齡為128．3±1．5Ma（MSWD＝0．99，圖4）。兩組樣品的鋯石U－Pb年齡基本一致，均為早白堊世巖漿作用的產(chǎn)物。

3．2 皖南地區(qū)中生代巖漿巖年代學(xué)格架

皖南地區(qū)除了隆起出露大面積的花崗巖體，如青陽、九華山、黟縣、譚山、太平、黃山、旌德和仙霞等大巖基，還在江南造山帶北緣分布許多目前已有找礦突破的小巖體。大巖基常由復(fù)式巖體構(gòu)成，巖石類型上，主要發(fā)育花崗閃長巖－二長花崗巖－鉀長花崗巖，另有少量的二長巖、正長巖和花崗斑巖等?；鹕綆r主要發(fā)育在屯溪附近的殘留盆地內(nèi)和天目山火山盆地內(nèi)，以安山巖和流紋巖為主。翁望飛等［12］在收集前人年代學(xué)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，把皖南燕山期花崗巖體劃分出2個(gè)幕次：一是130～170 Ma，平均145 Ma，為晚侏羅世－早白堊世早期，以花崗閃長（斑）巖為主；二是109～132 Ma，平均123．5 Ma，為早白堊世中、晚期，巖性為花崗巖。第一幕次的花崗閃長巖為C 型、高鉀鈣堿性埃達(dá)克巖，發(fā)育于造山后構(gòu)造，應(yīng)力由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺沟霓D(zhuǎn)折期，源自印支期加厚地殼部分熔融。而第二幕次花崗巖為A 型花崗巖，產(chǎn)生于造山后的構(gòu)造伸展環(huán)境，源自正常安山質(zhì)地殼在印支期加厚地殼熔融結(jié)束之后繼續(xù)受地幔物質(zhì)底侵部分熔融。埃達(dá)克巖與斑巖銅礦及金、銀等礦床成因上密切相關(guān)，A 型花崗巖富集稀土元素及w、Zr、Nb、Ta、U 等。而Wu et al．［9］采用鋯石定年對皖南地區(qū)燕山期巖漿巖開展了大量的定年工作，并據(jù)此劃分為兩個(gè)階段：150～136 Ma和136～120 Ma，提出這些巖石的形成背景為古太平洋板片俯沖下的伸展環(huán)境。本次工作僅收集目前已發(fā)表的高精度年代學(xué)數(shù)據(jù)［7，9，13－16］，按照巖石類型、成礦特征以及區(qū)域分布，對皖南地區(qū)中生代巖漿巖劃分為三個(gè)峰期。第一峰期：142～139 Ma，巖石類型以花崗閃長（斑）巖為主，包括少量的二長花崗巖，主要為復(fù)式巖體的早期巖漿巖和江南造山帶北緣與成礦有關(guān)的小型巖體；第二峰期：133～130 Ma，巖石類型以二長花崗巖為主，面狀分布，包括屯溪和天目山盆地的火山巖；第三峰期：128～125 Ma，巖石類型以鉀長花崗巖為主，包含少量的正長巖和二長巖，常構(gòu)成復(fù)式巖體中的晚期巖漿巖。譚山巖體即為第三峰期巖漿作用的產(chǎn)物。

圖4 譚山巖體12WN001－1和12WN003樣品的鋯石U－Pb諧和年齡圖Fig．4 U－Pb concordia plots for zircons of samples 12WN001－1and 12WN003from the Tanshan Pluton

表1 譚山巖體樣品鋯石LA－ICP－MS U－Pb年代學(xué)分析結(jié)果Table 1 Zircon LA－ICP－MS U－Pb isotope analyses for samples of the Tanshan Pluton

圖5 皖南地區(qū)晚中生代巖漿巖形成年齡頻譜圖和峰期劃分圖［13－16］Fig．5 Histograms of isotopic ages and division of formation ages for the Late Mesozoic magmatic rocks in the area of southern Anhui Province［13－16］

4 結(jié)論

（1）譚山巖體主體為似斑狀正長花崗巖，其中的正長花崗巖和黑云母正長花崗巖的鋯石U－Pb定年結(jié)果分別128．5±1．7 Ma和128．3±1．5 Ma，為早白堊世巖漿活動的產(chǎn)物。

（2）按照巖石類型、成礦特征以及區(qū)域分布，皖南地區(qū)中生代巖漿巖可以劃分為三個(gè)峰期。第一峰期：142～139 Ma；第二峰期：133～130 Ma；第三峰期：128～125 Ma。

［1］Chen J F，Zhou T X，F(xiàn)oland K A．40Ar／39Ar and Rb－Sr Geochronology of the Qing Yang Batholith，Anhui Province，China［J］．Geochemistry，1985，4（3）：220－235．

［2］Chen J F，F(xiàn)oland K A，Xing F．Magmatism along the southern margin of the Yangtze block．Precambrian collision of the Yangtze and Cathysia blocks of China［J］．Geology，1991，19：815－818．

［3］周泰禧，陳江峰，李學(xué)明，等．安徽省印支期巖漿活動質(zhì)疑［J］．巖石學(xué)報(bào)，1988，（3）：46－53．

［4］陳江峰，周泰禧，李學(xué)．安徽南部燕山期中酸性侵入巖的源區(qū)鍶釹同位素制約［J］．地球化學(xué)，1993，21（3）：261－268．

［5］邢風(fēng)鳴，徐祥．皖南中生代花崗巖類Nd，Sr，Pb同位素特點(diǎn)［J］．安徽地質(zhì)，1993，3（1）：35－40．

［6］南京大學(xué)地質(zhì)系．華南不同時(shí)代花崗巖類及其與成礦關(guān)系［M］．北京：科學(xué)出版社，1981，49－59．

［7］薛懷民，汪應(yīng)庚，馬芳，等．皖南太平－黃山復(fù)合巖體的SHRIMP年代學(xué)：由鈣堿性向堿性轉(zhuǎn)變對揚(yáng)子克拉通東南部中生代巖石圈減薄時(shí)間的約束［J］．中國科學(xué)（D輯），2009，39（7）：979－993．

［8］吳榮新，鄭永飛，吳元保．皖南新元古代花崗閃長巖體鋯石U－Pb定年以及元素和氧同位素地球化學(xué)研究［J］．巖石學(xué)報(bào)，2005，21（3）：587－606．

［9］Wu F Y，Ji W Q，Sun D H，et al．Zircon U－Pb geochronology and Hf isotopic compositions of the Mesozoic granites in southern Anhui Province，China［J］．Lithos，2012，150：6－25．

［10］周濤發(fā)，袁峰，侯明金，等．江南隆起帶東段皖贛相鄰區(qū)燕山期花崗巖類的成因及形成的地球動力學(xué)背景［J］．礦物巖石，2014，24（3）：65－71．

［11］閆峻，彭戈，劉建敏，等．下?lián)P子繁昌地區(qū)花崗巖成因：鋯石年代學(xué)和Hf– O 同位素制約［J］．巖石學(xué)報(bào)，2012，28（10）：3209－3227．

［12］翁望飛，曹誠，支利賡，等．皖南及鄰區(qū)燕山期兩個(gè)類型花崗巖地球化學(xué)對比與巖石成因［J］．礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2011，30（4）：434－448．

［13］王德恩，周翔，余心起，等．皖南祁門地區(qū)東源鎢鉬礦區(qū)花崗閃長斑巖SHRIMP鋯石U－Pb年齡和Hf同位素特征［J］．地質(zhì)通報(bào)，2011，30（10）：1514－1529．

［14］周翔，余心起，王德恩，等．皖南東源含W、Mo花崗閃長斑巖及成礦年代學(xué)研究［J］．現(xiàn)代地質(zhì)，2011，25（2）：201－210．

［15］謝建成，陳思，榮偉，等．安徽牯牛降A(chǔ) 型花崗巖的年代學(xué)、地球化學(xué)和構(gòu)造意義［J］．巖石學(xué)報(bào)，2012，28（12）：4007－4020．

［16］張俊杰，王光杰，楊曉勇，等．皖南旌德花崗閃長巖與暗色包體的成因：地球化學(xué)、鋯石U－Pb年代學(xué)與Hf同位素制約［J］．巖石學(xué)報(bào)，2012，28（12）：4047－4063．