何文興
(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院,福州,350013)
古田地區(qū)中三疊世是巖漿侵入活動的鼎盛時(shí)期,侵入巖廣泛分布于古田—梅村一帶。中三疊世巖體在以往的工作中被劃為不同地質(zhì)時(shí)期巖漿活動產(chǎn)物,測年成果有上杭古田巖體全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡180 Ma[1]、上杭古田上洋巖體黑云母K-Ar年齡149 Ma[2],對古田地區(qū)巖體的處置主要依據(jù)巖石特征進(jìn)行單元、超單元巖石結(jié)構(gòu)劃分*福建省地質(zhì)調(diào)查研究院,1∶25萬瑞金市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,2002。*福建省區(qū)域地質(zhì)測量隊(duì),1∶20萬長汀、上杭幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,1971。收稿日期:2015-09-17作者簡介:何文興(1965-),男,工程師,地質(zhì)找礦與普查專業(yè)。,時(shí)代依據(jù)不足(表1)。
表1 古田地區(qū)印支期巖體劃分沿革
筆者根據(jù)1∶5萬新泉等4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,對古田地區(qū)侵入巖進(jìn)行了詳細(xì)路線填圖,研究發(fā)現(xiàn)過去被劃分為不同年代的巖體,其巖石面貌等地質(zhì)特征相似,野外工作難以區(qū)分。在宏觀調(diào)研侵入巖地質(zhì)特征和接觸關(guān)系的基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步確定巖體時(shí)代,采集了5個(gè)不同巖石類型、不同時(shí)代有代表性的樣品進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年,獲得的巖漿成巖年齡數(shù)據(jù)為232.2~235.3 Ma,屬中三疊世。侵入接觸關(guān)系和年齡數(shù)據(jù)表明,之前劃歸華力西-印支期、燕山早期、燕山晚期的巖體應(yīng)為印支期巖體,其巖漿侵入時(shí)代與印支期構(gòu)造活動相一致。
古田地區(qū)位于閩西南坳陷帶次級胡坊—永定隆起帶上[3],區(qū)域性構(gòu)造周寧—武平北東向構(gòu)造斜貫該區(qū)。
區(qū)內(nèi)沉積巖分布以晚泥盆世-早三疊世地層為主,分布于龍巖大池—江山、連城馬家坪一帶。其中安砂群天瓦崠組、桃子坑組、林地組為陸相粗碎屑巖夾細(xì)碎屑巖;棲霞組、文筆山組為海相碳酸鹽巖、細(xì)碎屑巖;童子巖組為海陸交互相含煤碎屑巖;溪口組為海相細(xì)碎屑巖。晚三疊世-早侏羅世的文賓山組、梨山組僅分布于連城馬家坪一帶(圖1)。
古田地區(qū)主體由侵入巖組成,以中三疊世巖體規(guī)模大,呈巖基分布于古田—梅村一帶。主要巖石類型為正長花崗巖,次為二長花崗巖、石英閃長巖,還有少量志留紀(jì)巖體與晚侏羅世巖體。其中志留紀(jì)巖體近南北向分布于上杭步云一帶,巖性為片麻狀似斑狀中細(xì)粒黑云母二長花崗巖,巖石發(fā)育片麻狀構(gòu)造,眼球狀、透鏡狀似斑晶常見,TW2502樣品鋯石U-Pb年齡為(433.2±2.0)Ma;晚侏羅世巖體呈巖瘤狀僅見于區(qū)內(nèi)東北隅龍巖香嶺,巖性為細(xì)粒黑云母正長花崗巖,TW2627樣品鋯石U-Pb年齡為(166.1±1.2)Ma;早白堊世晚期巖體總體呈北東向長條狀零星分布于古田—梅村一帶,巖性以細(xì)粒正長花崗巖和花崗斑巖為主,TW7069樣品鋯石U-Pb年齡為(102.26±0.69)Ma。
鋯石測年樣品采自1∶25萬瑞金幅劃分的不同侵入巖超單元,采集位置分別為龍巖吳家坊(TW7041)、龍巖小水坑(TW2549)、連城馬家坪(TW2619)、連城池家山(TW2622)、上杭古田(TW6593),野外巖石露頭新鮮無蝕變。
含斑中細(xì)粒石英閃長巖(TW7041):1∶20萬上杭幅置于印支期,1∶25萬瑞金幅置于早白堊世鐘騰超單元。巖石新鮮呈灰色,具含斑中細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。自形板狀斜長石斑晶含量為2%~3%,粒徑0.5 cm左右?;|(zhì)礦物成分以斜長石(中長石,53%~56%)、黑云母(10%)、石英(13%)、角閃石(10%)、鉀長石(8%)為主,少量輝石(1%)。礦物粒徑為0.25~2.5 mm。斜長石自形-半自形晶,寬板狀、板柱狀外形,具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶,環(huán)帶結(jié)構(gòu),正突起,個(gè)別晶體顆粒中包裹有鮞粒狀輝石、黑云母、磁鐵礦、磷灰石。副礦物組合為榍石+磷灰石+鋯石+磁鐵礦。
少斑狀中細(xì)粒黑云母二長花崗巖(TW2619):1∶20萬長汀幅置于燕山早期,1∶25萬瑞金幅置于晚侏羅世永興超單元。巖石新鮮呈灰白色,具似斑中細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。似斑晶鉀長石含量8%~10%、粒徑1~2 cm,具定向排列?;|(zhì)礦物成分以鉀長石(28%~32%)、石英(20%)、斜長石(更長石,35%)、黑云母(7%)為主,礦物粒徑為0.5~3.5 mm。鉀長石為寬板狀、板狀,具卡氏雙晶,ST=1.0、Δ=1.0,均為最大微斜長石,格子雙晶發(fā)育;斜長石呈半自形晶,寬板狀、板狀,具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶,具泥化,晶體中包裹有石英。副礦物組合為磷灰石+鋯石+磁鐵礦,鋯石以復(fù)四方晶類為主,次為四方晶類。
似斑狀中粒黑云母正長花崗巖(TW2622):1∶20萬長汀幅置于燕山早期,1∶25萬瑞金幅置于晚侏羅世古竹超單元。巖石新鮮呈淺肉紅色,具似斑中粒花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。似斑晶鉀長石含量為12%~35%,粒徑為1.5~3.5 cm,略具定向排列?;|(zhì)礦物成分為鉀長石(15%~40%)、石英(26%~29%)、斜長石(鈉-更長石,15%~18%)、黑云母(2%~3%)?;|(zhì)礦物粒徑為2~5 mm。鉀長石似斑晶呈半自形-自形晶,粒徑5~36 mm,呈寬板狀,基質(zhì)呈他形晶,不規(guī)則狀外形,具卡氏雙晶、格子狀雙晶,被少量鈉長石礦物交代,晶體中包裹有大量石英,ST=0.45~0.95、Δ=0.45~0.8。斜長石呈半自形,寬板狀,具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶,低負(fù)突起,具泥化,個(gè)別顆粒被綠簾石礦物交代。副礦物組合為磷灰石+鋯石+磁鐵礦+菱鐵礦+赤褐鐵礦,鋯石呈瑰色、褐黃色。
似斑多斑狀中(粗)粒黑云母正長花崗巖(TW2549):1∶20萬長汀幅置于燕山早期,1∶25萬瑞金幅置于早侏羅世永定超單元。巖石新鮮呈肉紅色,具似斑多斑中?;◢徑Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。似斑晶鉀長石含量為20%~35%,粒徑為2~3.8 cm,略具定向排列構(gòu)成葉理?;|(zhì)礦物成分為鉀長石(15%~30%)、石英(25%~26%)、斜長石(鈉長石,15%~20%)、黑云母(3%~4%)?;|(zhì)礦物粒徑為2~5 mm。鉀長石似斑晶具卡氏雙晶、格子狀雙晶,被少量鈉長石交代,晶體中包裹有大量石英,斜長石具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶。
大斑多斑狀中粗粒黑云母正長花崗巖(TW6593):1∶20萬長汀幅置于燕山早期,1∶25萬瑞金幅置于二疊紀(jì)蛟洋超單元。巖石新鮮呈肉紅色,具大斑多斑狀中粗粒花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。似斑晶鉀長石含量40%~55%,粒徑為2~5 cm,鉀長石巨斑晶十分醒目,定向排列明顯形成葉理。基質(zhì)礦物成分為鉀長石(15%~20%)、石英(23%~26%)、斜長石(更長石,16%~20%)、黑云母(2%~5%)。基質(zhì)礦物粒徑為2.5~6 mm。鉀長石卡氏雙晶、格子狀雙晶發(fā)育,ST=0.95、Δ=0.45。
鋯石挑選由河北廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成,LA-ICP-MS鋯石分析由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室LA-ICP-MS室完成,具體分析條件及流程[4]。樣品同位素比值和元素含量數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal,鋯石年齡計(jì)算和諧圖繪制采用ISOPLOT(3.0版)程序。每件鋯石樣品進(jìn)行了24~30個(gè)點(diǎn)的有效測試分析(圖2)。
鋯石年代學(xué)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵是區(qū)分不同成因或來源的鋯石,鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)是分析鋯石成因和合理解釋所測年齡的重要依據(jù)。而陰極發(fā)光(CL)圖像是揭示鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有效手段[5]。從陰極發(fā)光(CL)圖像顯示,5個(gè)樣品挑選出的鋯石晶形大多數(shù)呈自形-半自形長柱狀或短柱狀晶體,長寬比一般為1.8∶1~3∶1,鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰,發(fā)育有典型的生長震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu),紋理及邊界平整,屬于巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物[6]。大量研究表明,不同成因的鋯石有不同的Th、U含量和Th/U比值,巖漿鋯石Th、U含量高,Th/U比值大(一般大于0.4),變質(zhì)鋯石Th、U含量低,Th/U比值小(一般小于0.1)[7,8]。采集的5個(gè)樣品中的鋯石Th/U比值為0.6~1.5,表現(xiàn)出巖漿結(jié)晶鋯石特征。綜上所述,從5件花崗巖樣品分離出的鋯石為巖漿結(jié)晶鋯石,為定年提供了物質(zhì)基礎(chǔ),定年依據(jù)可靠。
每件樣品獲得眾多的年齡值,各個(gè)測點(diǎn)鋯石U-Pb年齡較一致,說明為同期巖漿結(jié)晶形成。5件樣品表面年齡加權(quán)平均值分別為TW7041(232.99±0.70)Ma、TW2619(235.2±2.4)Ma、TW6593(232.2±2.3)Ma、TW2549(233.55±0.92)Ma、TW2622(235.3±1.2) Ma。各樣品在206Pb/238U-207Pb/235U諧和年齡圖上總體表現(xiàn)出很好的諧和性(圖3),樣點(diǎn)分布集中,大多數(shù)點(diǎn)均位于諧和線上或靠近諧和線,代表巖石的成巖年齡。其中TW2619、TW6593樣品個(gè)別點(diǎn)偏離諧和線稍遠(yuǎn),可能發(fā)生了Pb丟失;TW7041有3個(gè)點(diǎn)分布零散,但仍位于諧和線上,其余各點(diǎn)高度集中。年輕年齡代表巖漿鋯石結(jié)晶年齡,較老年齡可能反映巖漿在上侵過程中捕獲的巖漿鋯石年齡。加權(quán)平均年齡與諧和年齡一致性好,代表了花崗巖的成巖年齡為中三疊世花崗巖,屬于印支期巖漿熱事件。5件樣品年齡值稍有差別,表明它們是同一期巖漿活動、不同次巖漿侵入活動的結(jié)果。
古田印支期侵入巖由中性、中酸性和酸性巖組成,呈北北東向巖基狀分布于古田—梅村一帶。石英閃長巖呈馬鞍狀分布于巖基南部吳家坊一帶,侵入于早石炭世林地組石英砂巖,LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年齡值為(232.99±0.7)Ma;二長花崗巖呈不規(guī)則巖瘤狀分布于巖基西側(cè)的郭車、古田、馬家坪和南側(cè)的九侯山一帶,巖體侵入于晚泥盆世天瓦崠組石英砂礫巖、志留紀(jì)片麻狀二長花崗巖體中。LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年齡值為(235.2±2.4)Ma;正長花崗巖是印支期花崗巖主要巖石類型,廣泛分布于古田—梅村一帶,內(nèi)部相帶發(fā)育,各相帶呈過渡漸變,可分為含斑細(xì)粒、少斑中細(xì)粒、似斑狀中粒、大斑多斑中粗粒。以似斑狀中粒、大斑多斑中粗粒相帶較發(fā)育。在不同的相帶中獲得LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年齡值為232.2~235.55 Ma,巖體侵入于志留紀(jì)片麻狀二長花崗巖體、早三疊世溪口組新祠角巖段中(圖4),被早白堊世細(xì)粒正長花崗巖侵入(圖5)。
石英閃長巖具含斑細(xì)粒、含斑中細(xì)粒結(jié)構(gòu),斜長石斑晶呈長板狀,含量2%~3%,斑晶粒徑0.5 cm,基質(zhì)粒徑一般為0.2~2.5 mm,常見角閃石。二長花崗巖根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)劃分為含斑細(xì)粒、少斑中細(xì)粒、似斑狀中粒二長花崗巖。
前人于上杭古田巖體獲得全巖Rb-Sr等時(shí)代年齡180 Ma、上杭古田上洋巖體巖體黑云母K-Ar年齡149 Ma,由于Rb-Sr、K-Ar同位素體系封閉溫度低于600℃,易受后期構(gòu)造熱事件影響導(dǎo)致其年齡值偏低,通常代表侵入巖的冷卻或蝕變年齡,Rb-Sr等時(shí)線和黑云母K-Ar獲得年齡不可靠。近年來研究表明,鋯石U-Pb系統(tǒng)的封閉溫度超過850℃,且性質(zhì)穩(wěn)定,鋯石U-Pb測年年齡值更為可靠。
正長花崗巖具含斑細(xì)粒、少斑中細(xì)粒、似斑狀中粒、似斑狀中粗粒、大斑多斑中粗粒、斑狀細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu),以似斑狀中粒、似斑狀中粗粒結(jié)構(gòu)發(fā)育為特征;鉀長石斑晶呈板柱狀,含量自3%,5%~8%,10%~35%,40%~50%順次增多,斑晶粒徑從0.5~1.0 cm,0.8~1.5 cm,1.3~2.5 cm,3.0~5.0cm順次增大。大斑多斑鉀長石斑晶十分醒目,常呈略定向、定向分布,原生葉理較發(fā)育,有時(shí)與暗色礦物組成弱片麻狀構(gòu)造。鉀長石常見格子雙晶,ST=0.45~1、Δ=0.45~1?;|(zhì)粒徑自0.5~2 mm,1~3 mm,2~5 mm,4~6 mm依次增粗。斑狀細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu)的巖石斑晶有石英、鉀長石、斜長石、黑云母,粒徑為0.5~1.8 cm;基質(zhì)粒徑較細(xì),一般為0.3~0.8 mm。
石英閃長巖在相關(guān)圖解中投入亞堿性巖系的鈣堿性系列、普通型巖石。地球化學(xué)特征與同熔型花崗巖相似,輕稀土富集,重稀土分餾程度低,δEu>0.8反映巖漿分異程度低,接近原始巖漿。
正長花崗巖在相關(guān)圖解中投入亞堿性巖系的鈣堿性系列、普通型巖石;地球化學(xué)特征同華南改造型花崗巖相似,特征元素Rb/Sr比值為1.65~22.24;Ni/Co比值為1.23~2.92;Li/Mg比值為56.19~253.83。輕稀土富集,重稀土分餾程度低,曲線平緩,δEu<0.6,Eu負(fù)異常明顯。
三疊世花崗巖為殼?;烊坌蛶r漿,以殼源為主。在lgτ-lgδ圖解投影點(diǎn)落入造山帶區(qū),在R1-R2圖解投入同碰撞期與造山晚期界線附近,反映了島弧或活動陸緣的構(gòu)造環(huán)境。結(jié)合侵入體平面形態(tài)呈北東向展布、侵入體內(nèi)發(fā)育片麻理、與圍巖界線曲折的特征,說明侵入體上侵及定位明顯受區(qū)域構(gòu)造控制,反映巖墻拓展兼具熱氣球膨脹機(jī)制。
綜上所述,中三疊世花崗巖侵入接觸關(guān)系的上下時(shí)限清楚。獲取的巖漿鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)可靠,年齡數(shù)據(jù)多、代表性強(qiáng)。巖石學(xué)特征明顯,其巖漿侵入時(shí)代為印支期,具有活動陸緣鈣堿性巖漿特點(diǎn)。
華南印支構(gòu)造運(yùn)動普遍而強(qiáng)烈,印支期花崗巖廣布于桂東南、粵西、粵北、贛南、贛中和湖南地區(qū)[9]。中三疊世末發(fā)生的印支運(yùn)動,是福建具劃時(shí)代意義的構(gòu)造變動,該運(yùn)動不僅使福建結(jié)束了大規(guī)模海侵的歷史,造成晚三疊世文賓山組、焦坑組不整合于中三疊世安仁組及不同時(shí)代老地層之上。巖漿活動與構(gòu)造運(yùn)動總是密切相關(guān)的,表現(xiàn)為各地質(zhì)時(shí)期巖漿主活動期與造山期基本吻合,活動強(qiáng)度一致*福建省地質(zhì)調(diào)查研究院,福建省區(qū)域地質(zhì)志,2011。。但在福建,印支期的巖漿活動表現(xiàn)較弱,這一現(xiàn)象與印支運(yùn)動是相矛盾的,影響了地質(zhì)解釋、成礦規(guī)律及找礦方向的認(rèn)識。因此,重新客觀厘定不同時(shí)期的花崗巖,對研究構(gòu)造-巖漿活動、晚古生代地層的改造,以及對成礦作用有重要的意義。
通過對印支期花崗巖的厘定,認(rèn)為印支期巖漿侵入活動是引起印支期大規(guī)?;摌?gòu)造的主要動力之一[10],印支期巖漿沿著斷裂上升致使晚古生代地層斷褶隆起,上覆地層急劇抬升后沿巖性差異面、塑性巖層界面滑脫,伴隨著滑脫作用產(chǎn)生了一系列的緊閉、同斜、平臥、斜歪褶皺。如上杭太山頭中型鉬多金屬礦床產(chǎn)于中三疊世花崗巖中;中三疊世巖體中的似斑中粒、中粗粒黑云母正長花崗巖,其稀土元素含量高,風(fēng)化后常形成風(fēng)化淋積(離子吸附)型稀土礦床,其風(fēng)化殼稀土氧化物總量∑RExOy 0.13×10-2~0.168×10-2。在相類似地質(zhì)條件地區(qū)可引為借鑒。
古田地區(qū)北部,1∶5萬連城等4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查*福建省地質(zhì)調(diào)查研究院,1∶5萬隔川、連城縣、朋口、湖峰幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查,2015。,在姑田復(fù)式巖體中獲得7件鋯石U-Pb年齡為223.2~247.3 Ma,時(shí)代為中三疊世;1∶5萬賴源等4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查*福建省地質(zhì)調(diào)查研究院,1∶5萬賴源、雙洋、白沙、錢坂幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查,2015。,在萬安巖體、西溪巖體中獲取4個(gè)鋯石U-Pb年齡為225~230.2 Ma,時(shí)代為中三疊世。筆者在調(diào)查姑田復(fù)式巖體時(shí),其地質(zhì)特征、巖石學(xué)特征與古田地區(qū)印支期巖體相似,可以對比。因此,要重視在該地區(qū)開展多金屬礦、稀土礦的調(diào)查,研究是否存在印支期推覆滑脫構(gòu)造及其相關(guān)礦產(chǎn)的調(diào)查。
(1)陰極發(fā)光(CL)圖像揭示鋯石晶形呈自形-半自形的長柱狀或短柱狀晶體,發(fā)育有典型的生長震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu);鋯石Th、U含量高、Th/U比值大(0.6~1.5),二者都表現(xiàn)出巖漿結(jié)晶鋯石特征,屬于巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物。
(2)巖漿鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為232.2~235.3 Ma,加權(quán)平均年齡與諧和年齡一致性好,代表了花崗巖的成巖年齡為中三疊世,屬于印支期巖漿熱事件。
(3)依據(jù)巖體侵入接觸關(guān)系、花崗巖巖相學(xué)特征、鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)等資料,將前人歸屬不同時(shí)代的花崗巖厘定為印支期花崗巖,對研究構(gòu)造運(yùn)動和成礦作用有積極的意義。
本文是1∶5萬新泉等4幅區(qū)域地層調(diào)查的總結(jié)。成文過程中得到馬金清教授級高級工程師指導(dǎo)和幫助,承蒙徐維光高級工程師審閱并提出寶貴修改意見,在此表示衷心感謝!
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