云南馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖特征和鋯石U-Pb年齡

夏斌，劉立文，張玉泉，黃強(qiáng)太，夏連澤，王洪，董春艷

(1.中山大學(xué)海洋學(xué)院，廣東廣州510275;2.中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東廣州510640;3.中國科學(xué)院研究生院，北京100049;4.北京離子探針中心，北京100037)

云南馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖特征和鋯石U-Pb年齡

夏斌1，2，劉立文2，3，張玉泉2，黃強(qiáng)太2，3，夏連澤1，王洪2，3，董春艷4

(1.中山大學(xué)海洋學(xué)院，廣東廣州510275;2.中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東廣州510640;3.中國科學(xué)院研究生院，北京100049;4.北京離子探針中心，北京100037)

馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖巖石化學(xué)成分中具富堿高鉀和富鈣特征，微量元素富集Sr、Ba等大離子親石元素，虧損Nb、Ta等高場強(qiáng)元素。在稀土元素組成上，富集輕稀土(LREE/HREE=22.2～25.0)，基本無銪異常(δEu=0.80～1.10)。鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(34±0.5)Ma，相當(dāng)于晚始新世，屬喜馬拉雅期。

地球化學(xué)和U-Pb年齡;鉀質(zhì)堿性花崗巖;馬廠箐，云南

堿性花崗巖包括巖漿成因和沉積巖變質(zhì)成因兩種(張玉泉等，2004)。其中巖漿成因堿性花崗巖，又分含霓石、鈉閃石等堿性鐵鎂礦物的鈉質(zhì)堿性花崗巖(Sorensen，1974)和含透輝石等非堿性鐵鎂礦物的鉀質(zhì)堿性花崗巖(張玉泉和謝應(yīng)雯，1994)。無論是鈉質(zhì)堿性花崗巖，還是鉀質(zhì)堿性花崗巖，均產(chǎn)于特定的伸展構(gòu)造環(huán)境(Petro et al.，1979)，常伴有稀有、稀土(袁忠信和白鴿，1997)和銅鉬鉛金銀等礦產(chǎn)資源(唐仁鯉等，1995)。自從涂光熾等(1984)提出哀牢山－金沙江富堿性侵入巖帶是華南兩個富堿侵入巖帶之一以來，前人對該巖帶有關(guān)巖體進(jìn)行了地質(zhì)、巖礦與地球化學(xué)等多方面的研究(呂佰西等，1993;謝應(yīng)雯和張玉泉，1995;胡瑞忠和畢獻(xiàn)武，1997;畢獻(xiàn)武等，1999;梁華英等，2004;彭建堂等，2005;郭曉東等，2009，2010)。本文在前人工作基礎(chǔ)上，著重于馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖的特征和鋯石SHRIMP U-Pb定年研究。

1 地質(zhì)和巖石簡況

馬廠箐鉀質(zhì)堿性巖體，位于祥云縣與彌度縣交界處。在區(qū)域構(gòu)造上，處在新生代紅河－金沙江走滑拉分帶與程海深斷裂交會部位。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為下奧陶統(tǒng)向陽組上段薄層石英粉砂巖夾薄層灰?guī)r，下段粗粒長石石英砂巖夾礫巖、含礫粗砂巖，中上志留統(tǒng)和泥盆系灰?guī)r等。巖體侵入下奧陶統(tǒng)細(xì)碎屑巖和下泥盆統(tǒng)灰?guī)r中，呈北東東向(60°)的橢圓形(圖1)，長2600m、寬750m，面積約1.3km2(云南冶金地質(zhì)310隊(duì)，1977)。由鉀質(zhì)堿性花崗巖、角閃正長巖和石英二長斑巖等組成。巖石為灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶由條紋長石、斜長石、石英、黑云母和角閃石等組成?；|(zhì)為顯晶質(zhì)，成分同斑晶。副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石和褐簾石等。其中石英斑晶常被熔蝕呈孤島狀和港灣狀，而基質(zhì)常伸入到石英斑晶內(nèi)。巖石中黑云母普遍產(chǎn)生綠泥石化、斜長石絹云母化和鉀長石化等。

2 地球化學(xué)特征

巖石化學(xué)分析在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所利用Varian Vista-PRO型ICP-AES(CCD全譜直讀ICP-AES)測定，所有氧化物分析誤差(RSD)小于5%。微量元素(包括稀土元素)，在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所超凈化實(shí)驗(yàn)室用PE-Elan 6000型ICP-MS測試，分析誤差小于10%。

2.1 巖石化學(xué)特征

圖1 馬廠箐地質(zhì)簡圖(據(jù)張玉泉和謝應(yīng)雯，1997)Fig.1 Regional geological map of the Machangqing area

表1 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖巖石主量元素(%)Table 1 Major element contents of the Machangqing kaligranite(%)

巖石化學(xué)分析結(jié)果(表1)顯示，馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖低硅(67.8%～69.9%)、富堿(Na2O+K2O=8.66%～9.21%)、高鉀(K2O/Na2O=1.0～1.1)和富鈣(CaO=1.77%～2.54%)。另外，在Wright(1969)SiO2-AR圖(圖2)中，其數(shù)據(jù)點(diǎn)都分布在堿性區(qū)。在Irvine et al.(1971)的An-Ab-Or圖中(圖3)，其數(shù)據(jù)點(diǎn)都處在鉀質(zhì)區(qū)，在Cox et al.(1979)和Wilson(1989)的巖石化學(xué)分類和命名TAS［SiO2-(K2O+Na2O)］圖解中(圖4)，其數(shù)據(jù)點(diǎn)都分布在堿性花崗巖區(qū)，表明馬廠箐銅礦化花崗巖屬于鉀質(zhì)堿性花崗巖。

2.2 巖石微量元素特征

馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖微量元素(包括稀土元素)結(jié)果如表2。其特點(diǎn)是富集Sr、Ba等大離子親石元素，虧損Nb、Ta等高場強(qiáng)元素(圖5)。稀土元素總量變化在209.12～240.17μg/g之間，富集輕稀土(LREE/HREE=22.2～25.0)，銪異常不明顯(δEu=0.80～1.10)，表明其物質(zhì)來源于沒有經(jīng)過分異的富集地幔源區(qū)(圖6)。

圖2 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖SiO2-AR圖Fig.2 SiO2-AR diagram of the Machangqing kaligranite

圖3 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖Ab-An-Or圖Fig.3 Ab-An-Or diagram of the Machangqing kaligranite

圖4 馬廠箐巖體的TAS巖石分類圖解Fig.4 TAS diagram of the Machangqing kaligranite

表2 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖微量元素和稀土元素(μg/g)Table 2 Trace element concentrations(μg/g)of the Machangqing kaligranite

圖5 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.5 Spider diagram of the Machangqing granite

圖6 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖稀土元素配分圖Fig.6 Chondrite normalized REE patterns of the Machangqing granite

3 鋯石SHRIMP U-Pb年齡

3.1 鋯石分選

為了盡量排除交叉混樣，采用以下流程(張玉泉等，2004)分選鋯石:把0.5kg左右的樣品破碎成約1cm3的小塊，放入直徑為20cm的不銹鋼缽中，在XZW100型振動磨樣機(jī)中研磨3～5s后取出，此過程反復(fù)進(jìn)行到樣品全部通過0.3mm的孔徑篩，洗去粉塵，用鋁制淘沙盤富集重礦物，再通過磁選和電磁選，將剩余非電磁部分再淘洗獲得鋯石精礦，最后在雙目鏡下挑選出用于定年的鋯石。

3.2 分析方法和精度

鋯石SHRIMP U-Pb年齡在中國地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心測定。將樣品鋯石和標(biāo)樣鋯石(TEM=417Ma)一起在玻璃板上用環(huán)氧樹脂固定，壓平烘干后，拋光到暴露出鋯石的中心面，噴墨照陰極發(fā)光相(CL)，然后鍍金，即可進(jìn)行SHRIMP U-Pb年齡測定。根據(jù)鋯石的成因類型和研究目的，再確定要測定的點(diǎn)，測定時盡量避開裂紋和包裹體。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)流程和數(shù)據(jù)處理見文獻(xiàn)(劉敦一和簡平，2004)。應(yīng)用實(shí)測204Pb校正鋯石中的普通鉛。單個數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差均為1σ，采用年齡為206Pb/238U年齡，其加權(quán)平均值為95%的置信度。

3.3 分析結(jié)果

樣品中鋯石的陰極發(fā)光圖像如圖7所示?？梢钥闯鲣喪巫孕纬潭雀撸婧湾F面清晰，發(fā)育有規(guī)則的韻律生長環(huán)帶，顯示典型的巖漿鋯石的特點(diǎn)。本文對馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖的定年鋯石共測定10個點(diǎn)，U-Pb同位素年齡分析結(jié)果列于表3。所分析的鋯石U和Th含量均較高，U含量變化范圍為484～2229μg/g，Th含量變化范圍為263～1624μg/g，Th/U比值亦較大，變化范圍在0.32～1.54。圖8為鋯石U-Pb年齡的諧和圖，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(34.4 ±0.5)Ma，MSWD=1.4，表明其年齡值的可信度較高。

3.4 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖的時代

馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖的時代研究，本次鋯石SHRIMP U-Pb 年齡為(34.4 ±0.5)Ma。對比前人已有的測年結(jié)果:(1)黑云母K-Ar年齡為(35.1±0.5)Ma(張玉泉等，1983);(2)鋯石 ELA-ICP-MS微區(qū)定年結(jié)果為(35.0±0.2)Ma(梁華英等，2004)。三種定年方法獲得結(jié)果基本一致，屬于古近紀(jì)，相當(dāng)于始新世晚期。同時，也說明對于新生代新鮮的巖石，其黑云母K-Ar年齡亦能夠很好地反應(yīng)巖漿結(jié)晶時間。

4 結(jié)論

(1)馬廠箐銅礦化的花崗巖，巖石化學(xué)成分低硅、富堿、高鉀和富鈣，具有典型的鉀質(zhì)堿性花崗巖的特點(diǎn);

表3 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb數(shù)據(jù)Table 3 SHRIMP zircon U-Pb results of the Machangqing kaligranite

圖7 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖鋯石陰極發(fā)光照片及分析點(diǎn)位置圖Fig.7 Cathodeluminescence images of zircons in the Machangqing granite

圖8 馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb諧和圖Fig.8 U-Pb concordia diagram of zircons from the Machangqing kaligranite

(2)鋯石定年結(jié)果為(34±0.5)Ma，表明馬廠箐鉀質(zhì)堿性花崗巖與哀牢山－金沙江新生帶鉀質(zhì)堿性巖一道，受控于歐亞兩大陸碰撞導(dǎo)致的哀牢山－金沙江走滑拉分的深斷裂。

畢獻(xiàn)武，胡瑞忠，葉造軍，邵樹勛.1999.A型花崗巖類與銅成礦關(guān)系研究——以馬長箐銅礦為例.中國科學(xué)(D)，29(6):489－495.

郭曉東，王治華，陳祥，王欣，王淑賢.2009.云南馬廠箐斑巖型銅鉬(金)礦床地質(zhì)特征與礦床成因.地質(zhì)學(xué)報，83(12):1901－1913.

郭曉東，王治華，王欣，陳祥，王紹明，覃文明.2010.馬廠箐斑巖型銅鉬金多金屬礦床構(gòu)造控巖控礦作用.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，34(1):55－62.

胡瑞忠，畢獻(xiàn)武.1997.馬廠箐銅礦床黃鐵礦流體包裹體He-Ar同位素體系.中國科學(xué)(D輯)，27(6):503－508.

梁華英，謝應(yīng)雯，張玉泉.2004.富鉀堿性巖體形成演化對銅礦床成礦制約——以馬廠箐銅礦為例.自然科學(xué)進(jìn)展，14(1):116－120.

劉敦一，簡平.2004.大別山雙河硬玉石英巖的超高壓變質(zhì)和退變質(zhì)事件——SHRIMP測年的證據(jù).地質(zhì)學(xué)報，78(2):211－217.

呂佰西，王增，張能德，段建中等.1993.三江地區(qū)花崗巖類及成礦專屬性.北京:地質(zhì)出版社:226－230.

彭建堂，畢獻(xiàn)武，胡瑞忠，吳開興，桑海清.2005.滇西馬廠箐斑巖銅(鉬)礦床成巖時限的厘定.礦物學(xué)報，25(1):69－74.

唐仁鯉，羅懷松等.1995.西藏玉龍斑巖銅(鉬)礦帶地質(zhì).地質(zhì)出版社.

涂光熾，張玉泉，趙振華.1984.華南兩個富堿侵入巖帶初步研究 //徐克勤，涂光熾.花崗巖地質(zhì)和成礦關(guān) 系.南京:江蘇科學(xué)出版社:21－37.

王治華，郭曉東，葛良勝，王科強(qiáng)，鄒依林，張勇，喻萬強(qiáng).2009.云南祥云馬廠箐富堿斑巖體的地球化學(xué)特征.地質(zhì)與勘探，45(4):343－351.

謝應(yīng)雯，張玉泉.1995.云南洱海東部新生代巖漿巖巖石化學(xué).巖石學(xué)報，11(4):423－433.

袁忠信，白鴿.1997.中國堿性侵入巖的空間分布及有關(guān)金屬礦床.地質(zhì)與勘探，33(1):42－48.

云南冶金地質(zhì)310隊(duì).1977.馬廠箐斑巖銅鉬礦礦床地質(zhì)特征及找礦方法.地質(zhì)與勘探，(2):20－28.

張玉泉，戴橦模，洪阿實(shí)等.1983.橫斷山脈南段花崗巖類K-Ar年齡 //青藏高原研究——橫斷山考察專集(一).昆明:云南人民出版社:29－35.

張玉泉，夏斌，梁華英，劉紅英，林清茶.2004.云南大平糜棱巖化花崗巖的鋯石特征及其地質(zhì)意義.高校地質(zhì)學(xué)報，10(3):378－384.

張玉泉，謝應(yīng)雯.1994.青藏高原及鄰區(qū)富堿侵入巖——以苦干子和太和二巖體為例.中國科學(xué)(B輯)，24(10):1102－1108.

張玉泉，謝應(yīng)雯.1997.哀牢山－金沙江富堿侵入巖年代學(xué)和Nd，Sr同位素特征.中國科學(xué)(D輯)，27(4):289－293.

Petro W L，Vogel T A and Wilband J T.1979.Major-element chemistry of plutonic rock suites from compressional and extensional plate boundaries.Chemical Geology，26:217－235.

Sorensen H.1974.The alkaline rocks.New York:Juhn Wiley and Sons.

Geochemical Characteristics and Zircon SHRIMP U-Pb Age of the Machangqing Kaligranite in Yunnan Province

XIA Bin1，2，LIU Liwen2，3，ZHANG Yuquan2，HUANG Qiangtai2，3，XIA Lianze1，WANG Hong2，3and DONG Chunyan4
(1.School of Marine Sciences，Sun Yat-Sen University，Guangzhou510275，Guangdong，China;2.Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou510640，Guangdong，China;3.Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing100049，China;4.Beijing SHRIMP Center，Beijing100037，China)

The petrochemistry of the Machangqing kaligranite is characterized by rich alkali，high potassium and calcium.The kaligranite is enriched in large lithophile elements such as Sr and Ba and depleted in high strength field elements like Nb and Ta.The rocks are relatively enriched in LREE(LREE/HREEE)=22.2～25.0，showing on obvious Eu anomalies(δEu=0.80～1.10).The granite was formed in Late Eocene with zircon SHRIMP UPb age of(34 ±0.5)Ma.

geochemistry and U-Pb age;kaligranite;Machangqing，Yunnan Province

P595

A

1001-1552(2011)03-0452-005

2010－11－24;改回日期:2011－03－05

項(xiàng)目資助:受國家重點(diǎn)發(fā)展研究計(jì)劃(973)(編號:2009CB219401)、國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:40534019)和礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(2009008)聯(lián)合資助。

夏斌(1959－)，男，教授，博士生導(dǎo)師，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)。Email:xiabin01@gmail.com