松潘-甘孜造山带中部年轮寺北岩体锆石LA-ICP-MS年代学及地质意义

松潘-甘孜造山带位于青藏高原东北部,夹持在华南、华北和青藏高原三大岩石圈板块之间,经历了古特提斯和新特提斯两次造山事件[1],该地体内广泛发育中酸性岩体,侵位时代集中于晚三叠纪—早侏罗纪,与印支运动有关[2-3]。近年来,该造山带的研究各有侧重,南部和北部主要偏重于花岗岩地球化学及年代学研究[1-9],中部则主要针对与伟晶岩有关的稀有金属矿床及伟晶岩进行研究[10-21],而对本区印支期花岗岩的研究相对薄弱[22-24]。因此,笔者在完成野外1∶5 万区域地质填图的基础上,对该区的花岗岩进行了详细填绘,并对部分岩体进行了解体,选取了年轮寺岩体北部的辉石黑云闪长岩样品进行了锆石 U-Pb 年代学研究,旨在对研究松潘-甘孜地体甚至对研究青藏高原构造演化提供基础数据和借鉴意义。

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1 地质背景及样品描述

研究区位于松潘-甘孜造山带中部的雅江被动陆缘中央褶皱-推覆带中段的雅江构造-岩浆穹状变质体内[25](图1a)。出露的地层为三叠系新都桥组、侏倭组,其中:新都桥组岩性以板岩、千枚岩、粉砂质板岩为主,夹变细砂岩;侏倭组岩性为变质砂岩、粉砂岩与砂质、碳质板岩,它们呈韵律式互层状。侵入岩主要为三叠纪—白垩纪中-酸性侵入岩,隶属石渠-雅江构造岩浆亚带折多山陆内碰撞过铝花岗岩段,岩体产出形态大多不规则,常呈不规则的长椭圆状及其他不规则形状,一般规模较小,多呈岩株、岩枝状产出,而三叠纪侵入岩主要分布于工作区甲基卡-容须卡一带,主要岩石类型有黑云母闪长岩、黑云母石英闪长岩、 二长花岗岩。 在甲基卡围绕二长花岗岩内外接触带约56 km2范围内有上千条的伟晶岩脉，其中稀有金属工业矿脉有114条。容须卡地表仅见一些石英闪长岩珠产出,根据发育完整的、大面积的接触蚀变带和重力、航磁异常及伟晶岩脉、长石石英脉、石英脉的出现,推断这些地区应有隐伏二长花岗岩存在,与甲基卡二长花岗岩相似(图1b)[26]。

传统核数据库与高能核数据库对ADS中MA核素嬗变物理参数的影响 郭和伟，陈 伟，张信一,等030202(6)

  

图1 大地构造位置(a)及区域地质简图(b)(据文献[26]修改)Fig.1 Tectonic position map of the study area(a) and sketch geological map(b)Q—第四系;T3zw—侏倭组;T3xd3—新都桥组三段;T3xd2—新都桥组二段;T3xd1—新都桥组一段;T2-3r—如年各组

年轮寺岩体主体位于八美镇年轮寺一带,出露面积约11 km2,侵位于三叠系新都桥组一段(T3xd1)、 二段(T3xd2)和三段(T3xd3),围岩岩性主要为板岩、千枚岩、粉砂质板岩等。岩体主要由石英闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩组成，花岗闪长岩中可见深灰色闪长质包体。在年轮寺北部,野外填图过程中将原黑云母二长花岗岩体初步解体为黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩和闪长岩。本次研究中用于锆石U-Pb 同位素测年的闪长岩(样号PM206-13N1)采自该小岩体(图1b)。结合野外观察及镜下鉴定,PM206-13N1为细粒辉石黑云闪长岩,呈灰绿色,细粒结构、块状构造(图2a), 由斜长石(55%)、 黑云母(25%)、 辉石(20%)等组成, 矿物镶嵌接触(图2b)。斜长石可见环带构造、聚片双晶,部分颗粒发生绢云母化。

2 分析方法

  

图2 年轮寺岩体野外(a)及镜下(b) 特征Fig.2 Photo(a) and micrograph (b) of monzogranite from Nianlunsi rockPl—斜长石;Aug—辉石

LA-ICP-MS激光剥蚀采用单点剥蚀方式, 数据分析前用NIST610进行仪器最佳化;ICP-MS数据采集方式为一个质量峰采集一点的跳峰方式。每测定5个样品点, 用标准锆石91500作外部校正。普通铅校正采用Andersen T等[27]的方法,详细实验过程见文献[28]。分析过程中,91500标样的分析结果为1 064.1±3.2 Ma,GJ-1标样分析结果为603.1±3.0 Ma,与对应的年龄推荐值在误差范围内完全一致[29-30]。数据处理由Glitter软件完成,锆石谐和图及均值图用Ludwig 的ISOPLOT 3.0[31]程序计算获得。年龄计算时以91500为外标进行同位素分馏校正。

选取其中1件辉石黑云闪长岩样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定, 样品新鲜,质量约6 kg。 样品破碎及锆石挑选由河北省区域地质调查大队地质实验室完成; 制靶与阴极发光分析由西安瑞石地质科技有限公司完成; LA-ICP-MS U-Pb年龄测定在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。 锆石U-Pb定年采用Varian 820-MS四级杆等离子体质谱仪, 激光剥蚀系统为GeoLas 2005。

3 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果

3.1 阴极发光图像

从锆石阴极发光图像(图3)中可以看到,锆石显示为短柱状的自形-半自形晶形,长度在50～100 μm,多在60～70 μm,长宽比为1∶1～4∶1。样品中所有锆石具有典型的岩浆振荡环带,表明锆石为岩浆成因[32]。

3.2 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果

造山带系列花岗岩岩体明显侵位于三叠纪地层中,表明花岗岩侵位发生在三叠纪西康群褶皱变形之后[1,3-4,9],是由加厚的地壳熔融而成的[35]。甲基卡地区马颈子二长花岗岩形成时代为223±1 Ma,构造背景主要为同碰撞,形成于松潘-甘孜造山带从主造山期挤压体制向造山后期伸展体制过渡的时期,且推测220 Ma 左右是松潘-甘孜造山带同碰撞作用结束、后碰撞伸展作用开始的时期[23]。当造山作用持续到214 Ma时,该造山带处于后碰撞环境[3,5,7,22],二云母花岗岩为强过铝质,源岩以泥质岩为主, 可能来自三叠系新都桥组和侏倭组地层[24],岩浆主要来自地壳物质的部分熔融。三叠系西康群碎屑岩主体为一套浊积岩复理石建造,以砂板岩为主,花岗岩侵位于西康群复理石建造中。结合松潘-甘孜造山带的地质背景及区域构造-岩浆事件等,年轮寺岩体亦侵位于西康群的新都桥组中,具有相似的构造背景和就位机制,推测其亦是在后碰撞构造环境下,由西康群新都桥组的板岩、千枚岩、粉砂质板岩等地壳物质的部分熔融而形成。

  

图3 锆石阴极发光图像Fig.3 CL images of the zircons

 

表1 年轮寺岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试结果

 

Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb datings of Nianlunsi rock

  

测点号wB/10-6Pb∗232Th238UTh/U同位素比值207Pb/206Pb±1σ207Pb/235U±1σ206Pb/238U±1σ年龄/Ma 207Pb/206Pb±1σ207Pb/235U±1σ206Pb/238U±1σ 014.6457.28109.690.522 200.050 50.002 00.2320.0080.033 30.000 42169021272113 024.4156.51103.280.547 150.050 80.001 90.2320.0070.033 10.000 42308321262103 036.9370.89169.260.418 820.050 30.001 50.2290.0060.033 00.000 42106820952092 047.0791.92161.910.567 720.051 50.001 60.2380.0060.033 50.000 42637121752132 0512.23137.11289.440.473 710.051 50.001 20.2370.0040.033 40.000 42615321632122 064.5459.04101.880.579 510.051 90.001 50.2440.0060.034 10.000 42816622252162 073.6648.2677.650.621 510.051 40.002 80.2560.0130.036 10.000 6259119232102293 085.2175.72116.190.651 690.051 00.001 50.2370.0050.033 60.000 42406521642132 099.18138.66204.800.677 050.050 40.002 00.2360.0080.033 90.000 42149121572153 106.0091.00145.700.624 570.051 70.002 50.2250.0100.03160.000 527110520682013 1118.09221.79428.780.517 260.056 70.001 90.2550.0070.032 60.000 44807423062072 1216.92187.04405.570.461 180.050 60.001 20.2330.0040.033 40.000 42215621232122 136.4757.64149.130.386 510.051 50.002 30.2490.0100.035 00.000 52639822682223 1420.28228.23486.450.469 170.050 60.001 30.2320.0040.033 30.000 42205621232112 1529.09423.56646.530.655 130.054 60.001 40.2560.0050.034 00.000 43975723242162 1615.38155.08409.180.379 000.050 70.001 70.2160.0060.030 90.000 42257519851962 175.1357.27121.350.471 940.051 50.002 20.2360.0090.033 30.000 52659521672113 1817.79160.27374.810.427 600.050 90.001 30.2680.0050.038 20.000 42385724142423 1911.51247.63257.250.962 600.052 00.001 90.2270.0070.031 60.000 42868020762012 2014.61257.84338.930.760 750.050 70.001 30.2240.0040.032 10.000 32255620532032 219.93157.25212.620.739 580.052 00.001 80.2500.0070.034 90.000 42867622762213 2216.38109.32333.690.327 610.054 00.002 00.2990.0100.040 10.000 53698226582543 2313.50169.54352.420.481 070.050 00.001 50.2120.0050.030 70.000 41956719541952 2411.71199.36247.090.806 830.087 40.002 30.3840.0070.031 90.000 41 3685033052022 2517.12213.10417.160.510 840.062 40.001 70.2760.0060.032 00.000 46885724742032 268.1794.64210.580.449 430.050 70.001 70.2210.0060.031 50.000 42287720252002 2723.13190.14515.600.368 770.127 20.003 10.5370.0090.030 60.000 32 0604243761942 2811.13116.88265.410.440 380.050 90.002 70.2370.0120.033 80.000 5235118216102143 299.16107.07215.060.497 860.064 40.002 60.2940.0100.033 10.000 57568226282103 305.7989.47131.620.679 760.051 30.002 60.2400.0110.033 90.000 525411421892153

  

图4 锆石U-Pb 谐和图及加权平均年龄Fig.4 Zircon U-Pb concordia diagram and weighted average 206Pb/238U age

4 讨 论

 

表2 松潘-甘孜造山带花岗岩年龄统计

 

Table 2 Ages of granite from Songpan-Ganze fold belt

  

序号岩体名称样品名称测试对象测试方法年龄/Ma文献来源 1猫儿盖黑云母二长花岗锆石SHRIMP211±4[3] 2牛心沟二长岩锆石LA-ICP-MS234±3[4] 3猛古花岗闪长岩锆石LA-ICP-MS243±4[4] 4太阳河二长闪长岩锆石LA-ICP-MS229±3[4] 5老君沟花岗岩锆石LA-ICP-MS224±5[4] 6阿坝安山岩锆石LA-ICP-MS210±3[5] 7洼赛安山岩锆石LA-ICP-MS205±1[5] 8马奈二长闪长岩锆石LA-ICP-MS197±6[2] 9三岩龙黑云母二长花岗岩锆石LA-ICP-MS208±2[1] 10三岩龙黑云母花岗岩锆石LA-ICP-MS212±2[1] 11玛孜措石英闪长岩锆石SHRIMP221±2[9] 12兰尼巴黑云母花岗岩锆石LA-ICP-MS211.4±1.5[7] 13羊房沟正长岩锆石LA-ICP-MS211.4±1.6[7] 14马颈子二长花岗岩锆石LA-ICP-MS223±1[23] 15新3号脉锂辉石伟晶岩脉锆石LA-ICP-MS216±2[22] 16新3号脉锂辉石伟晶岩脉铌钽矿物LA-ICP-MS214±2[22] 17容须卡石英闪长岩锆石LA-ICP-MS214.4±1.2[34] 18年轮寺辉石黑云闪长岩锆石LA-ICP-MS212.3±1.4本文

从已有的18个年龄数据来看(表2), 松潘-甘孜造山带花岗岩结晶年龄分布范围为(243±4)～(197 ±6) Ma, 但主要集中在(229±3)～(205±1) Ma(以～210 Ma最为集中)。 胡建明等[3]研究认为, 松潘-甘孜地体在早中生代至少发生过两次侵位(早期(219±8)～(204±7) Ma, 晚期(199±3)～(185±3) Ma), 本次获得年轮寺岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb 两组加权平均年龄分别为212.3±1.4 Ma(MSWD=0.68, n=13)、 199.2±2.1 Ma(MSWD=2.1, n=6),与该统计结果一致,亦与造山带岩浆侵位活动时限非常一致,表明年轮寺岩体岩浆的初始结晶时代为晚三叠世,伴随区域造山作用,经历了两期岩浆活动:212.3±1.4 Ma为岩浆活动的主要时期,199.2±2.1 Ma为区域岩浆活动的次要阶段。年轮寺辉石黑云闪长岩锆石年龄(212.3±1.4 Ma)与可尔因地区的猫儿盖岩体(211±4 Ma)、 阿坝岩体(210±3 Ma)、 九龙地区的三岩龙岩体(212±2 Ma)、 兰尼巴和羊房沟(211.4 Ma)和甲基卡地区新3号伟晶岩脉(214±2Ma)等年龄非常接近,表明松潘-甘孜造山作用主要发生在印支晚期。

本次研究,在样品PM206-13N1中选取了30粒锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测试,结果见表1,所有测点均进行普通铅校正。Th/U值变化范围为0.33～0.96,平均值为0.55。结合CL图像特征分析认为所选锆石为岩浆成因锆石,U-Pb定年结果可以代表岩浆的结晶年龄[33]。该样品各数据点位于谐和线附近(图4),除部分测点具铅丢失现象以及个别较分散点外,根据测点投点分布可分为两组,其中一组获得加权平均年龄212.3±1.4 Ma(MSWD=0.68, n=13), 另一组为199.2±2.1 Ma(MSWD=2.1, n=6),由此以判断年轮寺侵入体岩浆活动至少分为两个阶段,其中212.3±1.4 Ma为岩浆活动的主要时期,形成了年轮寺侵入体的主体,199.2±2.1 Ma为年轮寺区域岩浆活动的次要阶段。

106 MCGS与西门子PLC在大齿圈润滑控制系统中的应用 ………………………………… 段谟喜，孙益敏

5 结 论

获得年轮寺岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb 两组加权平均年龄分别为212.3±1.4 Ma(MSWD=0.68, n=13)、 199.2±2.1 Ma(MSWD=2.1, n=6), 表明年轮寺岩体岩浆的初始结晶时代为晚三叠世, 伴随区域造山作用, 经历了两期岩浆活动: 212.3±1.4 Ma为岩浆活动的主要时期, 199.2±2.1 Ma为区域岩浆活动的次要阶段, 松潘-甘孜造山作用主要发生在印支晚期。 结合前人研究成果, 认为其是在后碰撞构造环境下, 由西康群新都桥组的板岩、 千枚岩、 粉砂质板岩等地壳物质的部分熔融而形成。

参加野外工作的还有秦宇龙、熊昌利、武文辉、孙光银、申伟等，匿名审稿人提出了建设性修改意见，在此一并表示感谢。

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