廣東連州地區文珍洞二長花崗巖形成時代、成因及構造環境探討

陳恩

摘要：廣東省連州地區文珍洞二長花崗巖體位于大東山巖體北緣，有關大東山巖體形成年代仍存在不同認識。本文通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年獲得文珍洞二長花崗巖的成巖年齡為165.4Ma±1.9Ma，表明大東山巖體存在中侏羅世晚期巖漿活動。文珍洞二長花崗巖A1₂0₃含量為11.48%～12.68%，（Na₂0+K₂0+CaO）含量為7.40%～8.96%，A1₂0₃>（Na₂0+K₂0+CaO），Si02含量為73.96%～77.62%，里特曼指數（盯）為1.30～2.29，顯示巖石化學類型屬于硅過飽和、鋁過飽和、鈣堿性花崗巖類。研究表明，文珍洞二長花崗巖為形成于板內構造環境中的改造型（S型）花崗巖。

關鍵詞：連州地區；文珍洞二長花崗巖；LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡；地球化學

文珍洞二長花崗巖體位于廣東省連州市大路邊鎮文珍洞村附近，為大東山巖體北緣，屬南嶺花崗巖帶，巖性主要為中粒斑狀黑云母二長花崗巖，巖漿侵入活動形成的大巖基。對大東山花崗巖和礦產的研究由來已久，已經取得了許多重要成果，但對其鋯石U-Pb年齡、地球化學特征和成因缺乏深入研究。本文試圖通過對大東山北緣文珍洞二長花崗巖的鋯石U-Pb年齡、地球化學特征和構造背景進行研究，以期進一步認識大東山巖體在燕山期的巖漿作用和構造環境。

1.地質概況

文珍洞巖體位于廣東省連州市大路邊鎮文珍洞村附近，為大東山巖體北緣。在區域構造位置上，位于南嶺花崗巖帶中段，是南嶺構造巖漿作用帶的重要組成部分（圖1）。其主體巖性為中粒斑狀黑云母二長花崗巖，侵入的最新地層為早三疊世大冶組薄層狀泥灰巖。該巖體侵入到了多個地層中，但以大冶組最為普遍，接觸帶接觸變質作用明顯，主要為矽卡巖化、大理巖化和角巖化等。從巖體的空間展布看，控制巖體侵入的構造因素主要是緯向構造，局部受到北西向構造的影響，因而使巖體大致呈北西西向延伸。

2.巖石地球化學特征

文珍洞中粒斑狀黑云母二長花崗巖主量元素、微量、稀土元素分析結果見表1。

2.1主量元素

文珍洞二長花崗巖Si0₂含量介于73.96%-77.62%之間，屬酸度較高的花崗巖；全堿含量較高（Na₂0+K₂0，6.64%-8.44%），K₂0/Na₂0值介于1.77-2.99之間，顯示富堿高鉀特征；A1₂0₃含量介于11.48%-12.68%之間，鋁飽和指數（A/CNK=A1₂0₃/（Na₂0+K₂0+CaO））介于1.41-1.67間，平均值為1.50，屬過鋁質花崗巖；據里特曼劃分：里特曼指數盯<3_3者為鈣堿性巖石，文珍洞二長花崗巖為1.30-2.29，屬鈣堿性花崗巖類。

2.2微量元素

微量元素特征見表1。微量元素原始地幔標準化蛛網圖（圖2）上，文珍洞二長花崗巖樣品Rb、Th、u等大離子親石元素相對富集，zr、Hf，Nb等高場強元素則相對虧損強烈，顯示出板內花崗巖特征。此外，sr的虧損說明在巖漿作用過程中可能發生了斜長石和磷灰石不同程度的分離結晶作用；而Ba的虧損表明在巖石中存在顯著地分餾和貧化，Ba貧化是殘余巖漿的表現。

2.3稀土元素

稀土元素特征見表1，文珍洞二長花崗巖稀土總量介于304.36×10～397.90×10之間，遠高于地殼稀土元素總量（210×10）。LREE/HREE比值介于3.71～7.21之間，（La/Yb）介于4.05-8.48之間，表明輕稀土元素（LREE）較富集，內部分異較明顯，而重稀土元素（HREE）內部則基本未分異。此外，8Eu值介于0.04-0.39之間，具較強的Eu負異常。在稀土元素/球粒隕石標準化圖（圖2）上，配分模式表現為左高右低、輕稀土元素富集，重稀土元素略虧損的右傾模式，Eu具明顯虧損，這與重熔改造型（S型）花崗巖的配分模式相一致。

3.LA-ICP-MS鋯石U-Pb測定

3.1測試方法

取5kg～10kg巖石樣品送至河北省區域地質礦產調查研究所實驗室按常規的重力和磁選方法對鋯石單礦物進行分離。樣品制靶和鋯石陰極發光（CL）圖像采集由北京鋯年領航科技有限公司完成。鋯石U-Pb年齡測定和微量元素分析在合肥工業大學資源與環境工程學院LA-ICP-MS實驗室完成。采用激光探針等離子體質譜法，由美國公司的Agilient公司Agilient 7500a ICP-MS和Coherent Inc.公司的GeoLas 200M（193nm）激光剝燭系統進行聯機測定，采用He氣作為剝燭物質的載氣，通過PVC管將剝蝕物質傳送到ICP-MS，并在進入ICP-MS之前與Ar氣混合，形成混合氣。為減少偶然因素的影響，每測5個樣品點連續測定兩次標準鋯石91500進行同位素分餾校正。鋯石標準91500的U—Th-Pb同位素比值推薦值據Wiedenbeck et a1.（1995），每測10個樣品點測一次NIST610和年齡監控樣Mud Tank（MudTank作為監控樣控制年齡的分析精度。每個分析點的氣體背景采集時間為20s～30s（一般為25s），信號采集時間為40s～50s（一般為50s）。數據處理采用Liu et al.（2008；2010）編寫的ICP-MS DataCal軟件，鋯石的年齡諧和圖繪制和年齡的加權平均計算采用ISOPLOT（3.0版）軟件進行（Ludwing，2003）。

3.2分析結果

選定花崗巖樣品PM01中20顆鋯石進行U-Pb年齡測定，共測得20個U-Pb同位素數據（表2）。樣品鋯石特征如下：①半自形雙錐柱狀、短柱狀，黃粉色透明，粒度以0.01mm-0.15ram為主，完整晶形伸長系數1.1-2.0之間；②陰極發光圖（圖3）顯示，鋯石多發育有較規律的震蕩環帶，呈現巖漿鋯石特征；③鋯石UTh含量及Th/U比值變化范圍不大，Th/U比值介于0.41-0.69之間，明顯大于0.4，也顯示出巖漿鋯石的特征。對于年輕的鋯石（一般小于1Ga）通常采用～pbp38U年齡。在U-Pb諧和圖上（圖4），樣品鋯石20個測點年齡值較為集中，樣品點分布在諧和曲線上并集中于165Ma附近。樣品鋯石20個測點給出的20～pbp38U年齡加權平均值為165.4Ma±1.9Ma（n=20），MSWD=0.53。

4.巖石成因及構造環境

文珍洞二長花崗巖具有總體表現為富硅、鉀、鋁，貧鈣、磷及鐵鎂質組成為特征；微量元素均以相對富集Rb、Th、U、Li、Be，相對虧損Ba、Sr、Nd為特征；稀土元素/球粒隕石標準化圖總體表現為左高右低，輕稀土元素富集，Eu具明顯負異常，這些特征均表明文珍洞二長花崗巖為殼源型花崗巖。

稀土及微量元素Rb-（Y+Nb）、Ta-Yb圖解，通常是區分大洋脊花崗巖（ORG）、火山弧花崗巖（VAG）、同碰撞花崗巖（Syn-COLG）、板內花崗巖（WPG）等多數類型最為有效的判別依據。在Rb-（Y+Na）、Ta-Yb圖解中（圖5），樣品均落人WPG區域內，表明文珍洞二長花崗巖形成于板內構造環境。結合前文測試年齡，文珍洞二長花崗巖應為形成于中侏羅世板內構造環境的重熔改造型（S型）花崗巖。

5.結論

（1）廣東連州地區的文珍洞二長花崗巖屬高硅、過鋁、富鉀的鈣堿性花崗巖類，物質主要來源于地殼重熔，為重熔改造型（S型）花崗巖。

（2）文珍洞二長花崗LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為165.4Ma±1.9Ma，屬于中侏羅世，說明南嶺造山帶存在中侏羅世的花崗質巖漿活動。

（3）文珍洞二長花崗巖體顯示出板內花崗巖地球化學特征，表明中侏羅世南嶺造山帶巖漿活動主要為板內構造環境。endprint