皖南谭山岩体的锆石定年及地质意义＊

赵 玲，陈志洪

（中国地质调查局南京地质矿产研究所，南京 210016）

皖南地区处在江南造山带（隆起带）东北缘，区内发育大量中生代花岗岩类。虽然皖南中生代花岗岩很早就得受到关注［1－5］，但研究程度较低，尤其是年代学方面，早期发表的一些数据不够精确，甚至有些近来被证实是错误的，如太平岩体早期得出的Rb－Sr法定年结果为230 Ma［6］，而薛怀民等［7］采用锆石SHRIMP U－Pb法测得的年龄为140．6±1．2 Ma，差别较大。因此，对皖南中生代花岗岩有必要开展更多的高精度年代学工作，以明确本区的构造－岩浆演化格架。目前，关于皖南中生代花岗岩已有的高精度年代学数据主要集中在青阳、九华山、黟县、太平、黄山、旌德和仙霞等较大的岩基以及目前已有找矿突破的部分小岩体上，这对皖南地区中生代岩浆岩年代学格架的建立远远是不够的。为此，本文选择谭山复合岩体为对象，在岩石学研究的基础上，开展了锆石U－Pb定年工作，并结合本区已发表的年代学数据，对该地区中生代岩浆岩的年代学格架的建立进行了初步探讨。

1 地质概况

皖南地区处在江南造山带（隆起带）东北缘，以阳新－常州断裂为界，北与下扬子沿江带毗邻，南以江山－绍兴断裂为界与华夏地块接壤（图1）。该地区地质构造演化较为复杂，先后经历了晋宁、加里东、海西、印支、燕山及喜马拉雅期构造运动，不同构造运动时期的沉积特征、岩浆活动、变质变形及成矿作用均各具特色，且后期构造对前期构造多有叠加改造。其中中生代构造运动表现尤为强烈，形成了现今的构造格局。

图1 下扬子皖南地区地质简图（据1：25万地质图改绘）Fig．1 Geological sketch map of the Lower Yangtze region in southern Anhui Province（modified by the 1：250000geological map）

区域上，研究区主要出露中元古界到下古生界地层，分为基底和盖层两部分。基底由中、新元古界地层组成，为一套板岩、千枚岩、变质粉砂岩、变质砂岩和中酸性火山岩等为主的浅变质岩系，分布在皖南南部区域；盖层由震旦系、上三叠统的海相地层和下三叠统、白垩系的陆相地层组成，主要分布于北部及黄山市附近。区域上岩浆活动强烈，超基性岩－酸性岩均有分布，如元古代基性－超基性岩、晋宁期和燕山期花岗质侵入岩。晋宁期花岗质侵入岩主要出露在黄山市附近，岩性以黑云母花岗闪长岩、细粒花岗岩为主，形成时代约为820 Ma［8］。最为广泛的燕山期的侵入岩则出露在江南深断裂的两侧，可分为酸性岩和中酸性两种类型（图1）。酸性岩类以白云母花岗岩、二长花岗岩为主，规模较大，常以岩基、岩株、岩枝状产出，如九华山岩体、黄山岩体等，形成时代集中分布于123～134 Ma，为燕山晚期［1，7，9］，具A－2型花岗岩特征；中酸性岩类主要为花岗闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩等，规模较小，多呈岩枝、岩株或岩滴状发育，形成于135～145 Ma之间［7，9］，属燕山中晚期，以I型花岗岩类为主，为碰撞造山隆起大陆边缘弧环境的产物，物质来源具典型的壳幔混合源的特征［10］。

谭山岩体位于下扬子江南隆起带内，呈北东向展布，与阳新－常州断裂延伸方向一致，平面上呈现拉长的椭圆状，面积约140km2。岩体侵入的围岩为晚元古代到寒武纪的浅变质沉积－火山岩和碳酸盐，岩性包括砂岩、粉砂岩、泥岩、炭质灰岩、板岩、流纹岩和凝灰岩等。

本次采样点位于谭山岩体北部（12WN001－1）和南部（12WN003）（图1）。样品12WN001－1为似斑状结构，块状构造，斑晶主要为粗大的条纹长石，含量5%左右，粒度3．0～4．8mm，个别可达1cm。基质主要由钾长石（含量35%）、斜长石（含量25%）、石英（含量25%）和黑云母（含量7%），粒度普遍约在1．5mm 左右。长石大多绢云母化和高岭土化，黑云母轻微绿泥石化。副矿物主要为磁铁矿、榍石、磷灰石和锆石（图2）。镜下定名为中粒似斑状钾长花岗岩。样品12WN003 为似斑状结构，块状构造，斑晶主要为粗大的自形条纹长石，含量2%左右，粒度3．5～4．0 mm。基质主要由钾长石（含量35%）、斜长石（含量20%）、石英（含量30%）和黑云母（含量12%），粒度普遍约在1．3 mm 左右。长石大多绢云母化和高岭土化，黑云母轻微绿泥石化；副矿物主要为磁铁矿和锆石（图2），镜下定名为中粒似斑状黑云母钾长花岗岩。

图2 谭山岩体样品（a）12WN001－1（似斑状钾长花岗岩）和样品（b）12WM003（似斑状黑云母钾长花岗岩）镜下显微照片Fig．2 Microscopic photos of representative rocks form the Tanshan Pluton．（a）sample 12WN001－1，porphyritic K－feldspar granite．（b）sample 12WM003，porphyritic biotite K－feldspar granite

2 分析方法

用于锆石年代学测试的样品首先经过破碎、浮选和电磁选等方法挑选出单颗粒锆石，然后在双目显微镜下挑纯。手工挑出晶形完好、透明度和色泽度好的锆石，粘于环氧树脂表面制靶，抛磨至一半以后进行透射光和反射光照相，据此选择晶体特征良好的样品（避开锆石的包裹体以及锆石内部裂隙），进行阴极发光（CL）拍照（图3）。最后根据阴极发光图像，选择典型的岩浆锆石进行LA－ICPMSU－Pb测年分析。

图3 谭山岩体（a）12WN001－1样品和（b）12WN003样品锆石阴极发光（CL）图像及测试位置Fig．3 CL images and analyzed spots of zircons from the（a）sample12WN001－1and（b）sample 12WN003of the Tanshan Pluton

阴极发光照相在中国科学院地质与地球物理研究所扫描电镜实验室进行。锆石激光原位U－Pb同位素分析在合肥工业大学资源与环境工程学院质谱实验室开展，使用激光－电感耦合等离子质谱仪（LA－ICPMS）完成，采用激光器为GEOLAS，激光剥蚀系统波长193nm，工作参数为：剥蚀物质载He为0．6L／min，激光脉冲频率5 Hz，剥蚀孔径32 μm，剥蚀时间90s，背景测量时间25s，脉冲能量密度为10 mJ／cm2；测试质谱仪为Agilent 7500a，工作参数为：Rf功率1300 W，进样深度5．5mm，等离子气体Ar 15L／min，辅助气体Ar 1L／min，补偿气体Ar 0．8－0．9L／min。应用nist610玻璃作为元素外标，锆石标样91500进行同位素分馏校正，锆石标样Mud Tank作为同位素监控样，本实验测定的锆石标样的结果和误差与推荐值一致，实验原理和详细的测试方法见闫峻等（2012）［11］。数据处理采用中国地质大学（武汉）开发的ICPMSDataCal 8．0软件完成，选取谐和度＞90%的样品点进行数据分析，采用Isoplot软件绘制谐和图并计算加权平均年龄。

3 结果和讨论

3．1 结果

分析测试结果见表1，U－Pb谐和年龄见图4。谭山岩体样品的锆石均透明，呈微黄色，短柱状，半自形到自形晶体，长100～320μm，宽50～160μm，在阴极发光图像中显示清晰的震荡环带。Th／U 比为0．20 ～1．74，为典型的岩浆锆石。样品12WN001－1的206Pb／238U－207Pb／235U 谐和度＞90%的样品点有17 个，在谐和图上年龄点较为集中，206Pb／238U加权平均年龄为128．5±1．7 Ma（MSWD＝0．72，图4）。样品12WN003 的206Pb／238U－207Pb／235U谐和度＞90%的样品点有24个，在谐和图上年龄点较为集中，206Pb／238U 加权平均年龄为128．3±1．5Ma（MSWD＝0．99，图4）。两组样品的锆石U－Pb年龄基本一致，均为早白垩世岩浆作用的产物。

3．2 皖南地区中生代岩浆岩年代学格架

皖南地区除了隆起出露大面积的花岗岩体，如青阳、九华山、黟县、谭山、太平、黄山、旌德和仙霞等大岩基，还在江南造山带北缘分布许多目前已有找矿突破的小岩体。大岩基常由复式岩体构成，岩石类型上，主要发育花岗闪长岩－二长花岗岩－钾长花岗岩，另有少量的二长岩、正长岩和花岗斑岩等。火山岩主要发育在屯溪附近的残留盆地内和天目山火山盆地内，以安山岩和流纹岩为主。翁望飞等［12］在收集前人年代学数据的基础上，把皖南燕山期花岗岩体划分出2个幕次：一是130～170 Ma，平均145 Ma，为晚侏罗世－早白垩世早期，以花岗闪长（斑）岩为主；二是109～132 Ma，平均123．5 Ma，为早白垩世中、晚期，岩性为花岗岩。第一幕次的花岗闪长岩为C 型、高钾钙碱性埃达克岩，发育于造山后构造，应力由挤压转变为伸展的转折期，源自印支期加厚地壳部分熔融。而第二幕次花岗岩为A 型花岗岩，产生于造山后的构造伸展环境，源自正常安山质地壳在印支期加厚地壳熔融结束之后继续受地幔物质底侵部分熔融。埃达克岩与斑岩铜矿及金、银等矿床成因上密切相关，A 型花岗岩富集稀土元素及w、Zr、Nb、Ta、U 等。而Wu et al．［9］采用锆石定年对皖南地区燕山期岩浆岩开展了大量的定年工作，并据此划分为两个阶段：150～136 Ma和136～120 Ma，提出这些岩石的形成背景为古太平洋板片俯冲下的伸展环境。本次工作仅收集目前已发表的高精度年代学数据［7，9，13－16］，按照岩石类型、成矿特征以及区域分布，对皖南地区中生代岩浆岩划分为三个峰期。第一峰期：142～139 Ma，岩石类型以花岗闪长（斑）岩为主，包括少量的二长花岗岩，主要为复式岩体的早期岩浆岩和江南造山带北缘与成矿有关的小型岩体；第二峰期：133～130 Ma，岩石类型以二长花岗岩为主，面状分布，包括屯溪和天目山盆地的火山岩；第三峰期：128～125 Ma，岩石类型以钾长花岗岩为主，包含少量的正长岩和二长岩，常构成复式岩体中的晚期岩浆岩。谭山岩体即为第三峰期岩浆作用的产物。

图4 谭山岩体12WN001－1和12WN003样品的锆石U－Pb谐和年龄图Fig．4 U－Pb concordia plots for zircons of samples 12WN001－1and 12WN003from the Tanshan Pluton

表1 谭山岩体样品锆石LA－ICP－MS U－Pb年代学分析结果Table 1 Zircon LA－ICP－MS U－Pb isotope analyses for samples of the Tanshan Pluton

图5 皖南地区晚中生代岩浆岩形成年龄频谱图和峰期划分图［13－16］Fig．5 Histograms of isotopic ages and division of formation ages for the Late Mesozoic magmatic rocks in the area of southern Anhui Province［13－16］

4 结论

（1）谭山岩体主体为似斑状正长花岗岩，其中的正长花岗岩和黑云母正长花岗岩的锆石U－Pb定年结果分别128．5±1．7 Ma和128．3±1．5 Ma，为早白垩世岩浆活动的产物。

（2）按照岩石类型、成矿特征以及区域分布，皖南地区中生代岩浆岩可以划分为三个峰期。第一峰期：142～139 Ma；第二峰期：133～130 Ma；第三峰期：128～125 Ma。

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