粵西北太?；◢弾r體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學研究

楊　鋒，馮佐海，汪鑰龍，康志強，白艷萍，張成龍（桂林理工大學.廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室；地球科學學院，廣西桂林　541004）

粵西北太保花崗巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學研究

楊鋒，馮佐海，汪鑰龍b，康志強，白艷萍，張成龍a
（桂林理工大學a.廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室；b地球科學學院，廣西桂林541004）

粵西北太?；◢弾r體位于南嶺花崗巖帶西段，出露的巖石較復雜，主要巖性有角閃石黑云母二長花崗巖、角閃石黑云母花崗閃長巖和石英二長閃長巖。前人在20世紀60年代采用黑云母K-Ar法測得該巖體年齡為370 Ma，其后相關研究資料也一直視其為加里東期花崗巖。本文在野外地質調查和巖相學研究的基礎上，利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年法對太?；◢弾r體進行了系統的年代學研究。結果顯示，組成太?；◢弾r體主體的角閃石黑云母二長花崗巖及其中的閃長質包體形成年齡分別為158.4±2.0 Ma和160.5 ±1.6 Ma，兩者年齡在誤差范圍內基本一致，應為同期形成；角閃石黑云母花崗閃長巖和石英二長閃長巖的年齡分別為151.5±1.8 Ma和157.6±1.5 Ma。結果表明太保花崗巖體形成于晚侏羅世，為燕山期花崗巖。

花崗巖；鋯石U-Pb年代學；燕山期；太保巖體；粵西北

太保花崗巖體出露于粵西北連山縣太保鎮及其周圍，是南嶺花崗巖帶西段的重要組成部分。盡管南嶺花崗巖總體研究程度較高［1-6］，但太保花崗巖體的年齡卻長期存在爭議。公開發表的資料顯示，早在1963年李璞等［7］采用黑云母K-Ar法測得的太?；◢弾r年齡為370 Ma，定為加里東期花崗巖；但1970年廣東省地質局775地質隊同樣采用黑云母K-Ar法測得的該巖體年齡卻為125.2 Ma［8］，又將其劃為燕山期花崗巖；其后，中國科學院貴陽地球化學研究所同位素年齡實驗室等［9］、廣東省地質局區域地質調查隊［8］以及廣西區域地質調查研究院［10］基于該巖體與其外圍的燕山期禾洞花崗巖體在巖性上存在著一定的差異性，便傾向于將其歸為加里東期花崗巖，因此在相關研究中均把370 Ma作為太?；◢弾r體的形成年齡。鑒于太?；◢弾r體巖性較為復雜，前人測年的采樣點偏少而缺乏代表性；加之已有的測年工作［7］恰開展于我國相關實驗室建設的初期，經驗和技術條件等都較為缺乏或不夠成熟，測試結果的可信性較低。因此，有必要采用新的測年方法精確厘定其形成時代，為進一步完善南嶺西段花崗巖的年齡格架提供科學數據，以推動其成因和構造背景的新認識。

1　區域地質背景

研究區位于南嶺花崗巖帶西段，揚子地塊與華夏地塊的匯聚拼合界線附近［11］。區內地層主要由褶皺基底的新元古界、寒武系，以及蓋層的泥盆系、石炭系和白堊系組成（圖1）。其中，新元古界巖性主要為片理化變火山碎屑巖、細碧巖、角斑巖，以及千枚巖、板巖夾淺變質砂巖、硅質巖等；寒武系為一套類復理石砂頁巖建造，主要巖性為雜砂巖、炭質頁巖等；泥盆系下部為陸緣濱海相的碎屑沉積，巖性主要為砂巖、砂頁巖，上部為穩定的淺海相碳酸鹽沉積，主要為灰巖、泥質灰巖及白云質灰巖；石炭系以碳酸鹽巖為主，局部夾碎屑巖、硅質巖；白堊系由陸相碎屑巖及火山巖組成，巖性主要有礫巖、砂巖及泥巖，局部夾凝灰質砂巖、凝灰角礫巖、凝灰熔巖及石英斑巖。加里東運動使新元古界和寒武系發生淺變質和緊閉褶皺作用，其上的泥盆系、石炭系和白堊系蓋層也在后來的海西-印支和燕山構造運動中發生褶皺作用，因此褶皺構造是研究區內主要的構造類型［12］。

圖1　研究區大地構造位置圖 （a）及研究區地質簡圖 （b）Fig.1　Tectonic location map（a）and simplified geological map（b）of the study area

研究區及附近巖漿巖分布廣泛，出露的巖體較多，除太?；◢弾r體外，尚有永和、禾洞和均洞等花崗巖體，這些花崗巖體主要形成于加里東期和燕山期［10，13］。其中，禾洞花崗巖體主要呈NNW向不規則橢圓形展布，環繞包裹于太?；◢弾r體的外圍，由于植被茂密，兩者未見明顯界線，自太保巖體至禾洞巖體，巖石結構由細粒變為中-粗粒，黑云母含量增加，角閃石含量減少。禾洞巖體的巖性以二長花崗巖為主，尚有少量正長花崗巖和花崗斑巖等分布，黑云母K-Ar年齡為168 Ma［9］，侵入時代為晚侏羅世。

2　巖體地質及巖相學

粵西北太?；◢弾r體總體呈EW向套疊狀的橢圓形出露于禾洞花崗巖體的中部偏南位置，出露面積約125 km2。野外調查表明，該巖體是由不同巖性侵入體組成的中酸性雜巖體。根據各侵入體的巖性特征，太?；◢弾r體內部可主要分解為大掌、蓮塘、太保、坪山和旺洞5個侵入體［14］，巖體內部各侵入體間界線不甚明顯，主要呈漸變過渡關系。其中大掌侵入體展布于巖體的外環，巖性主要為角閃石黑云母二長花崗巖（ηγHb）（圖2a），出露面積約74 km2；蓮塘侵入體位于巖體的內環，主要巖性為角閃石黑云母花崗閃長巖（γδ）（圖2b），出露面積約39 km2；太保、坪山和旺洞3個侵入體稀散地出露于巖體的中、西部，巖性主要為石英二長閃長巖（δηο）（圖2c），出露面積約12 km2，它們屬于同一單元，為同次巖漿涌動上侵的產物。本文用于鋯石U-Pb測年的4件樣品分別采自大掌侵入體中的細-中粒斑狀角閃石黑云母二長花崗巖（13126-1）及其閃長質包體（13126-2）、蓮塘侵入體中的細-中粒角閃石黑云母花崗閃長巖（13129）和太保侵入體中的細-中粒石英二長閃長巖（13130）。

細-中粒斑狀角閃石黑云母二長花崗巖（13126-1）：樣品采自連山縣太保鎮竹蓋山隧道口（GPS：112°08'15.8″E，24°40'07.3″N）。巖石呈灰白色，似斑狀結構，基質為細-中粒結構，塊狀構造，似斑晶由鉀長石（條紋長石）和斜長石組成，其中條紋長石呈半自形板柱狀，粒徑15～30 mm，含量10%～15%；斜長石（An=7～30）呈自形板柱狀，粒徑15～20 mm，含量1%～2%?；|由鉀長石、斜長石、石英、黑云母和角閃石組成（圖3a），其中鉀長石以條紋長石為主，次為正長石，少量微斜長石，半自形板柱狀-他形不規則狀，大小0.5 ～8 mm，以2～5 mm為主，次為0.5～2 mm，輕微高嶺土化，含量22%～27%；斜長石半自形板柱狀，長0.4～4 mm，寬0.2～2 mm，輕微絹云母化，大部分聚片雙晶可見，部分具環帶構造，含量25% ～30%；石英他形粒狀，粒徑0.3～6 mm，多在5 mm以下，含量20%～25%；黑云母呈鱗片狀，大小0.3～2 mm，棕褐色，多色性顯著，輕微綠泥石化，含量4%～5%；角閃石半自形柱狀，粒徑0.2 ～2 mm，含量1%～2%。副礦物由榍石、磁鐵礦和磷灰石組成，含量＜1%。

圖2　太?；◢弾r體巖石野外照片Fig.2　Field photography of Taibao granites

閃長質包體（13126-2）：樣品同樣采自連山縣太保鎮竹蓋山隧道口，為樣品13126-1的中基性暗色包體。閃長質包體在巖體中廣泛分布，微-細粒結構，主要礦物為斜長石、黑云母和角閃石，次要礦物為石英，副礦物為榍石、磁鐵礦和磷灰石（圖3b）。其中，斜長石半自形板柱狀，長0.15 ～1 mm，寬0.1～0.6 mm，個別長達1～4 mm，少部分具輕微絹云母化，聚片雙晶清晰，部分可見環帶構造，含量65%～70%；黑云母呈鱗片狀，棕褐色，多色性顯著，粒徑0.05～0.5 mm，少量輕微綠泥石化，含量13%～14%；角閃石半自形柱狀，粒徑0.05～0.8 mm，個別達3.5 mm，深褐色，多色性顯著，含量3%～4%；石英他形粒狀，粒徑0.2 ～1 mm，含量10%～15%；副礦物由榍石（1%～2%）、磁鐵礦（≤1%）和磷灰石（＜1%）組成。

圖3　太保花崗巖顯微特征 （+）Fig.3　Microscopic features of Taibao granites

細-中粒角閃石黑云母花崗閃長巖 （13129）：樣品采自連山縣太保鎮舊城北100 m處（GPS：112°12'12.8″E，24°40'36.2″N）。巖石呈灰白色，細-中粒結構，塊狀構造，由斜長石、正長石、石英、黑云母和角閃石組成（圖3c）。其中，斜長石（An=31）呈半自形板柱狀，長0.2～5 mm、寬0.1～3.5 mm，輕微絹云母化，部分聚片雙晶可見，少量可見環帶構造，含量45%～50%；正長石呈半自形板柱狀-他形不規則狀，大小0.4～5 mm，輕微高嶺土化，含量22%～23%；石英呈他形粒狀，大小0.3～4 mm，含量20%～25%；黑云母為鱗片狀，大小0.2～2 mm，含量4%～5%；角閃石呈半自形柱狀，粒徑0.2～4 mm，含量1% ～2%；黑云母和角閃石被綠泥石、碳酸鹽礦物取代，析出少量榍石、鐵質，多以假晶出現。副礦物為榍石、磁鐵礦和磷灰石，含量1%～2%。

細-中粒石英二長閃長巖（13130）：樣品采自連山縣太保鎮西北河邊（GPS：112°10'27.8″E，24° 42'23.3″N）。巖石呈暗灰色，細-中粒結構，塊狀構造，由斜長石、鉀長石、黑云母、角閃石、石英和副礦物組成（圖3d）。其中，斜長石（An= 30～38）半自形板柱狀，長0.3～4 mm，寬0.2～3 mm，輕微絹云母化，黝簾石化，部分聚片雙晶清晰可見 （有的還可見清晰環帶構造），含量50% ～60%；黑云母呈鱗片狀，大小0.2～2 mm，棕褐色，多色性顯著，輕微綠泥石化，含量10%～15%；角閃石柱狀，大小0.2～4.5 mm，深綠色，多色性顯著，含量3%～5%；正長石他形粒狀，大小0.5～2 mm，含量7%～8%；石英他形粒狀，大小0.3～2 mm，含量15%～17%；副礦物為榍石（1%～2%）、磁鐵礦（＜1%）和綠簾石（＜1%）。

圖4　太?；◢弾r體中鋯石陰極發光圖像及206Pb/238U年齡Fig.4　Zircon CL images and206Pb/238U ages of Taibao granites

3　LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年

3.1樣品描述及分析方法

鋯石挑選在廣西區域地質調查研究院完成。先將野外采樣的巖石（約2 kg）清洗干凈，樣品破碎至0.45～0.28 mm（40～60目），用常規人工淘洗和電磁選方法富集鋯石，然后用手工方法在雙目鏡下逐個挑選出晶形完好、無裂紋和無包裹體的鋯石。制樣時先用環氧樹脂將鋯石樣品與標樣鋯石TEM在玻璃板上固定，拋光，使鋯石內部暴露，再進行鋯石顯微（透射光和反射光）照相、CL顯微圖像分析及LA-ICP-MS測試。

鋯石陰極發光（CL）圖像在廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室完成，所采用的儀器為JXA-8230型電子探針顯微分析儀（EPMA），測試加速電壓硅酸鹽15 kV、含氧鹽20 kV；束電流20 nA，束斑直徑1～5 μm，校正方法ZAF法，檢出限為0.002%。LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析在澳大利亞科廷大學地質系LA-ICP-MS實驗室完成，儀器型號為Agilent 7700s，激光剝蝕系統為M-50 193nm ArF，分析激光束斑直徑為33 μm；脈沖頻率為6 Hz。采用鋯石91500來監測儀器的穩定性和重復性，鋯石微量元素含量利用NIST 610作為外標、29Si作內標元素的方法進行定量計算［15］，鋯石樣品U-Pb年齡諧和圖繪制和206Pb/238U加權平均年齡的投影均采用Isoplot 3.75程序完成。

3.2鋯石特征及測年結果

太?；◢弾r體4件樣品鋯石陰極發光圖像見圖4，鋯石形態多為長柱狀，少數為粒狀，內部結構均一，多數發育環帶結構。LA-ICP-MS鋯石UPb分析結果見表1。

細-中粒斑狀角閃石黑云母二長花崗巖（13126-1）：樣品Th含量（462～1 920）×10-6，U含量 （704～1 965）×10-6，其Th/U值為0.52～1.38，平均0.81，Th/U＞0.1，表明鋯石成因具有典型巖漿巖的特征。本樣品LA-ICP-MS鋯石UPb定年分析點共11個，其加權平均年齡為158.4 ±2 Ma（圖5a）。

閃長質包體（13126-2）：樣品Th含量（176.6～993）×10-6，U含量（380～1 340）×10-6，其Th/U值為0.46～1.34，平均0.73，Th/U＞0.1，表明鋯石成因具有典型巖漿巖的特征。本樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析點共15個，其加權平均年齡為160.5±1.6 Ma（圖5b）。

細-中粒角閃石黑云母花崗閃長巖（13129）：樣品Th含量（653～2 300）×10-6，U含量（744～1 920）×10-6，其Th/U值為0.59～1.20，平均0.84，Th/U＞0.1，表明鋯石成因具有典型巖漿巖的特征。本樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析點共10個，其加權平均年齡為151.5±1.8 Ma（圖5c）。

細-中粒石英二長閃長巖（13130）：樣品的Th含量（421～1 284）×10-6，U含量（747～1 640）× 10-6，其Th/U值為0.56～0.84，平均0.71，Th/U ＞0.1，表明鋯石成因具有典型巖漿巖的特征。本樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析點共20個，其加權平均年齡為157.5±1.8 Ma（圖5d）。

圖5　太?；◢弾r體鋯石U-Pb諧和圖Fig.5　Zircon U-Pb concordia diagrams of Taibao granites

4　討論及結論

太保花崗巖體的年齡長期存在爭議，其原因可歸為以下兩方面：一是缺乏制約巖體形成時代的確切地質證據，二是測年技術和方法本身存在不足或可靠性偏低［16-17］。

禾洞花崗巖體的主要巖性為肉紅色中-粗粒黑云母二長花崗巖，前人采用黑云母K-Ar法測得其同位素年齡值為168 Ma［9］，據此將其定為燕山期花崗巖。太?；◢弾r體位于禾洞花崗巖體的中部，四周均被禾洞花崗巖體所包圍、環繞，兩者之間呈漸變過渡接觸關系，太?；◢弾r體中與禾洞花崗巖體相接觸的角閃石黑云母二長花崗巖呈灰白色，細-中粒結構，兩者巖性雖差別不大，但巖石的顏色、結構差異較為明顯，特別是在太保花崗巖體中獲得了370 Ma的黑云母K-Ar年齡［7］，加之該巖體內部灰白色花崗閃長巖等與西南側的加里東期永和花崗巖體［7］及大寧花崗巖體［18］的巖性相當，進而前人將太?；◢弾r體定為加里東期花崗巖。顯然，由于缺乏制約巖體形成時代的直接地質證據，前人主要是依據黑云母K -Ar法同位素年齡值，以及巖石的結構、顏色，乃至區域巖性對比來厘定太?；◢弾r體的形成時代，缺乏可信的高精度年代學證據。

本次研究采用高精度LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年法對粵西北太?；◢弾r體進行了較為系統的定年工作。結果顯示，大掌侵入體的細-中粒斑狀角閃石黑云母二長花崗巖（13126-1）及其閃長質包體（13126-2）的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為158.4±2.0 Ma和160.5±1.6 Ma，寄主巖與其中的閃長質包體年齡在誤差范圍內基本一致，表明兩者為同期形成；蓮塘侵入體的細-中粒角閃石黑云母花崗閃長巖（13129）和太保侵入體的細-中粒石英二長閃長巖（13130）的LA-ICP-MS鋯石U -Pb年齡分別為151.5±1.8 Ma和157.6±1.5 Ma。它們均形成于晚侏羅世，同屬于燕山期花崗巖。

本次測試的4件樣品分別采自粵西北太?；◢弾r體的大掌、蓮塘和太保侵入體 （或單元），具有一定的針對性和代表性，可以作為該巖體的成巖年齡。在區域上本次研究測得太保花崗巖體的形成年齡與處于同一巖漿巖帶且毗鄰的桂東北花山-姑婆山花崗巖體的年齡一致［19］，它們均位于南嶺EW向深斷裂控制的中生代花崗巖帶 （花山-姑婆山-禾洞-大東山-貴東巖帶）上，應屬同一地球動力學背景下構造-巖漿作用的產物。值得注意的是，本次測年結果在太?；◢弾r體內尚未發現有加里東期花崗巖存在的證據，這將修正人們一直以來認為該巖體為加里東期巖漿作用產物觀點，對粵西北太?；◢弾r體乃至南嶺西段花崗巖年代學格架的重建均具有重要意義。還應指出的是，廣西區域地質調查研究院［10］和魯學悟等［14］根據巖石譜系單位劃分原則和方法［20］建立了太?；◢弾r體的譜系單位，厘定了太保花崗巖體內部各單元 （或侵入體）的侵位順序，巖體內部各單元 （或侵入體）的侵位順序由老到新依次為太保、坪山和旺洞侵入體的石英二長閃長巖→蓮塘侵入體的角閃石黑云母花崗閃長巖→大掌侵入體的角閃石黑云母二長花崗巖，但本次測年結果似乎并不支持這個侵位順序，究竟是組成該巖體的各侵入體屬于不同的巖漿演化序列，還是本次測年誤差所致，尚有待進一步研究證實。

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LA-ICP-MSU-Pb zircon geochronology of Taibao granite in northwestern Guangdong

YANG Feng，FENG Zuo-hai，WANG Yue-longb，KANG Zhi-qiang，BAI Yan-ping，ZHANG Cheng-longa
（a.Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposit Exploration；b.College of Earth Sciences，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China）

Taibao granitic pluton is located in western Nanling granite belt and consists of hornblende-biotite monzonitic granite，hornblende-biotite granodiorite，and quartz monzodiorite.A biotite K-Ar age of 370 Ma for the pluton was reported in 1960’s and since then the pluton was considered to be Caledonian.On the basis of field investigation and petrographic observations，a systematic LA-ICP-MS U-Pb zircon geochronological study was recently performed on the pluton.The hornblende-biotite monzonitic granite which is the main body of the pluton and its dark dioritic enclaves yielded ages of 158.4±2.0 Ma and 160.5±1.6 Ma respectively.Both ages are within error，suggesting their possible relation to a common magmatic episode.The hornblende-biotite granodiorite and the quartz monzodiorite yielded ages of 151.5±1.8 Ma and 157.6±1.5 Ma respectively.The geochronological results demonstrate that the Taibao granitic pluton was emplaced in the Late Jurassic time during the Yanshanian orogeny.

granite；zircon U-Pb dating；Yanshanian；Taibao pluton；northwestern Guangdong

P588.121

A

1674-9057（2016）01-0160-10

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.01.022

2015-12-12

國家自然科學基金項目（41162005；41463001；41572191）；廣西自然科學基金重點項目（2015GXNSFDA139029）；廣西找礦突破戰略行動地質礦產勘查項目（桂國土資函［2014］459）；廣西“八桂學者”創新團隊項目（2013，有色金屬成礦理論與勘查技術）；國家外專局高端外國專家項目（GDT20154500078）

楊鋒 （1981—），男，碩士，實驗師，構造地質學專業，yangfeng@glut.edu.cn。

馮佐海，博士，教授，fzh@glut.edu.cn。

引文格式：楊鋒，馮佐海，汪鑰龍，等.粵西北太?；◢弾r體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學研究［J］.桂林理工大學學報，2016，36（1）：160-169.