南岭东段北部岩浆岩同位素年代学填图的尝试及其新进展

王登红, 陈振宇, 陈郑辉, 黄 凡, 侯可军, 刘善宝, 赵 芝, 赵 正

(国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 中国地质科学院 矿产资源研究所, 北京 100037)

南岭东段北部岩浆岩同位素年代学填图的尝试及其新进展

王登红, 陈振宇, 陈郑辉, 黄 凡, 侯可军, 刘善宝, 赵 芝, 赵 正

(国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 中国地质科学院 矿产资源研究所, 北京 100037)

利用现代同位素年代学的技术方法, 按照一定的比例尺和统一的技术要求, 测定某一区域内地质体 的同位素年龄, 在地质图上清晰地表达相关地质体的时空分布格局, 为深入研究区域地质演化规律和地质找矿工作提供依据, 这是当前同位素年代学填图的主要工作。本次研究采用单颗粒锆石 SHRIMP 和 LA-MC-ICPMS 定年方法, 尝试性地对南岭东段北部 9 个 1∶20 万图幅(井冈山幅、兴国幅、宁化幅、赣州幅、于都幅、长汀幅、龙南幅、寻乌幅和上杭幅)范围内代表性的上百个岩体样品进行了锆石 U-Pb 年代学研究, 修正了原先由于缺少准确的年龄数据而误判的岩体时代, 进而对各岩体的侵位时代进行了重新厘定, 这对于深入研究该区域地质演化历史和成岩成矿规律具有重要的现实意义。本文也指出了同位素年代学填图工作中对样品布置采集、数据合理使用的基本要求以及综合分析在解释区域岩浆岩成因与地质演化方面的重要性。

南岭东段北部; 岩浆岩; 同位素年代学填图; 地质演化规律

填图是地质工作的基本方法之一, 不但是地质工作野外调查的主要手段, 也是地质科学研究深入探讨学术问题的必由之路。我国是世界上全面开展1∶20 万、1∶25 万和 1∶5 万地质填图工作的少数国家之一, 大量的填图成果不但为我国在短短半个世纪的时间内成为地质大国奠定了基础, 也将为我国走向地质强国作出突出贡献。近年来, 地质填图工作呈现出由单一比例尺向多种比例尺、由单一目标向多目标、由传统单一技术方法向现代综合技术方法发展的新趋势, 尤其是分析测试技术的大量使用, 积累了丰富的硅酸盐分析资料和微量元素、稀土元素、同位素测试资料, 从而大大地丰富了地质填图的内容, 修正了以往一些误解。其中, 同位素年代学的快速发展, 为岩浆岩侵位时代的准确厘定提供了有效手段。本文以南岭东段北部 9 个 1∶20 万图幅为重点, 开展了较为系统的岩浆岩单颗粒锆石U-Pb 法同位素定年, 获得了一大批新的数据, 并以此为基础扼要归纳了一些新认识。

1 同位素年代学填图的基本思路

地质填图, 是指按照一定的比例尺及统一的技术要求, 将各种地质体及相关地质现象填绘于地理底图上的工作。所谓的传统地质填图, 主要是以野外实地调查为主要手段的填图, 往往是以肉眼所见为“第一信息”; 而现代的地质填图, 则较充分地吸收了宏观尺度的遥感影像资料和肉眼看不见的“数字”信息, 进而衍生出类似于“矿物学填图”(如邵洁莲, 1989; 李胜荣, 2013)和“同位素年代学填图”等技术性很强、单靠“肉眼”工作无法完成的专题性填图工作。

同位素年代学填图, 是指按照一定的比例尺和统一的技术要求, 采用同位素测年的方法技术, 系统地查明某一区域(一般是规则图幅范围)内各类地质体的形成时代, 修正以往凭借经验和区域对比所造成的错误, 在地质图上清晰地表达相关地质体的时空分布格局, 为深入研究区域地质演化和成矿规律提供依据(陈毓川等, 1989, 2007; 陈毓川和王登红, 2012; 王登红等, 2007, 2011; 陈郑辉等, 2009)。

所谓的 1∶20 万同位素年代学地质填图工作,则是指在已经完成了常规 1∶20 万地质填图的基础上, 有针对性地选择关键性的地质体, 兼顾样品在时间上、空间上的分布, 采用最新的测年技术, 获得新的同位素年龄数据, 进而根据新资料重新厘定相关地质体的时代属性及其与其他岩体、地层、构造之间的相互关系。显然, 随着同位素测年技术的发展, 这一工作是可持续的, 比如 20 世纪 60、70 年代以 K-Ar 法为主, 80、90 年代以全岩 Rb-Sr、Sm-Nd和群体锆石 U-Pb 定年为主, 到 21 世纪初期以来单颗粒锆石独领风骚, 即是同位素测年技术进步的体现。显然, 单颗粒锆石定年可以给出每一个锆石颗粒、乃至于同一个锆石颗粒不同环带所形成的同位素年龄数据, 较以往的群体锆石定年又前进了一大步。为此, 本次研究全部采用单颗粒锆石定年方法,对南岭东段北部 9 个 1∶20 万图幅的 100 多个岩浆岩 体 进 行 了 单 颗 粒 锆 石 SHRIMP U-Pb 法 和LA-MC-ICPMS 法定年, 获得了 2000 多个锆石颗粒的年龄数据, 进而对各岩体的侵位时代进行了重新厘定。鉴于锆石样品数量大, 测试工作小部分在中国地质科学院离子探针中心利用 SHRIMP U-Pb 法完成, 大部分在矿产资源研究所 LA-MC-ICPMS 实验室完成。

2 工作方法与结果

本次同位素年代学地质填图工作主要是在2008～2013 年期间开展的, 得到了国家深部探测技术与实验研究专项“南岭成矿带地壳岩浆系统结构探测实验”课题和地质大调查“南岭地区岩浆岩成矿专属性研究”、“我国重要矿产和区域成矿规律研究”等项目的支持, 相关方法参见王登红等(2012a)。选定的范围包括 1∶20 万井冈山幅、兴国幅、宁化幅、赣州幅、于都幅、长汀幅、龙南幅、寻乌幅和上杭幅 9 个图幅(东经 114°～117°, 北纬 24°40′～26°40′),涉及到包括珠兰埠、大富足、油山、诸广山、白鹅等百余个岩体(占全部 571 个岩体的 1/5 多)。通过对锆石的同位素年代学研究, 结果发现有 1/2 以上岩体的时代原先判断有误(表 1), 其中少部分重要岩体的研究结果已发表于《岩矿测试》2012 年第 3、4 期和《大地构造与成矿学》2012 年第 3 期, 大部分岩体的锆石年龄数据尚未发表。根据所获得的数据, 结合其他单位已经发表的新数据, 对上述 9 个图幅的岩浆岩时代归属进行了重新厘定, 初步完成了同位素年代学填图。图 1 即为新编制的 1∶20 万“南岭东段北部地质矿产图”的简化版本(原图幅面太大)。

3 部分岩体时代的重新厘定

3.1 井冈山幅

井冈山幅范围内的岩体有淋洋、汤湖、弹前、大坪等。其中, 位于井冈山幅西南部的淋洋岩体黑云母 K-Ar年龄为 172.0 Ma(莫柱孙和叶伯丹, 1980),锆石 U-Pb 年龄 219.1 Ma(李献华, 1990)。本次测得锆石年 龄为 233～243 Ma, 属于 印支期(孙 艳等, 2012b)。沙地岩体位于井冈山幅东南部, 侵入于寒武系, 以往无同位素年龄, 本次测得锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄为 384～1340 Ma, 按照最新的年龄属于中泥盆世, 故将原先的燕山早期第二阶段第一次(γ52-2)改为海西早期(γ41)。这也是南岭为数不多的海西期岩体。攸镇岩体的锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄为152～158 Ma, 按照最新的年龄属于晚侏罗世, 故将原先的燕山早期第二阶段第二次(γ52-2)改为燕山早期第三阶段(γ52-3)。弹前岩体位于井冈山幅东部, 以往定为燕山早期第一阶段(γ52-1), 根据本次锆石年龄(150 Ma、152 Ma)修改为燕山早期第三阶段(γ52-3)。白头村岩体位于弹前岩体内部, 以往定为燕山早期第二阶段(γ52-2), 根据本次锆石年龄(151 Ma)修改为燕山早期第三阶段(γ52-3)。白头村岩体原先依据侵入关系分期, 但实际上白头村小岩体只比弹前岩基晚1 Ma。位于井冈山幅西北角的白银湖英安岩原先定为燕山晚期(ζ53), 但锆石年龄显示为新元古代中期(722～2542 Ma)。小溪洞岩体由原先的由 γπ52-3改为γπ51, 主要是根据锆石年龄(233 Ma)。草林花岗闪长岩岩体, 原先定为早志留世(γδ33-1), 根据锆石年龄(472 Ma)修改为加里东中期第二阶段(γδ32-2)。原定为燕山晚期第一次(δ53-1)的东坑坳闪长岩实际上形成于 440 Ma 的晚奥陶世, 故属于加里东中期第三阶段产物(δ32-3)。夏丹(下东)岩体原定为燕山早期第二阶段第二次, 经过锆石同位素年代学研究证明为晚奥陶世(438.7 Ma), 故改为加里东中期第三阶段(γ32-3)。湖南洞岩体原定为燕山早期第二阶段第一次(γ52-2a),现改为印支期(213～239 Ma, γ51)(王永磊等, 2012)。汤湖岩体原定为加里东晚期第一阶段(γδ33-1)的花岗闪长岩根据锆石定年(445 Ma)属于中奥陶世, 故应该是加里东中期第二阶段(γδ32-2)。大坪岩体以往定为加里东早期寒武纪花岗岩(γ31), 但锆石定年为 156 Ma,属于中侏罗世。

表 1 南岭东段北部某些岩浆岩体同位素年代学成果与期次划分表Table 1 Dating results and stage division of some intrusions in the northeastern section of the Nanling region

续表 1:

续表 1:

3.2 兴国幅

图 1 简化的南岭东段北部地质图Fig. 1 Simplified geological map of the northeastern section of the Nanling region, China

兴国幅境内岩体众多, 研究程度普遍较低, 出露面积大者如鹅婆岩体、江背岩体、良村岩体、清溪岩体等。其中, 江背岩体黑云母、中粒黑云母花岗斑岩、细粒白云母花岗斑岩和黑云母花岗岩的K-Ar 年龄分别为 175.0 Ma、157 Ma、155 Ma、140 Ma (莫柱孙和叶伯丹, 1980), 时间跨度达 35 Ma。本次锆石 SHRIMP 年龄测定为 153.2～161.3 Ma(时间跨度为 8 Ma), 以中侏罗世为主。长潭岩体全岩 Rb-Sr等时线年龄为 239.1 Ma(1∶5 万银坑幅, 1996), 而全岩K-Ar法年龄为 382 Ma(于都县柳木坑矿区 17 号矿带银铅矿地质勘探报告), 相差达 143 Ma。本次锆石SHRIMP U-Pb 同位素谐和年龄为 423.5±2.7 Ma, 相当于晚志留世。清溪岩体形成于 227 Ma(于扬等, 2012b)。鹅婆岩体原定为 Γγ3b斑状黑云母交代花岗岩, 黑云母 Rb-Sr等时线年龄为 501.6 Ma, 506.8 Ma (1∶5 万青塘幅的鹅婆单元), 属于寒武纪。本次锆石LA-ICP-MS 定年, 确定其成岩年龄为 412.5 Ma, 属于晚志留世产物(γ33-3)。井头岩体锆石 SHRIMP U-Pb定年结果为 162.6±2.6 Ma(刘善宝等, 2010), 属于中侏罗世。田新英安斑岩位于兴国幅东部, 原定为燕山早期第三阶段(ζμ52-3), 本次锆石 LA-ICP-MS 定年为 102 Ma(陈振宇等, 2012), 故改为燕山晚期第二阶段的产物(δμ53-2)。另外, 所采集、研究的样品主要是长 石斑 晶, 未见 石 英斑 晶, 岩石 化 学 分 析 SiO2的 含量也是 62.75%, 属于中性岩而不是酸性岩; 考虑到临近图幅(寻乌幅)存在羊李嶂、青龙下村、岭下等燕山晚期的闪长玢岩, 此处暂时将田新岩体也放在燕山晚期闪长玢岩序列中。位于兴国幅东北角的中元坑和龟庄花岗岩以往定为燕山早期第一阶段第四次产物, 本次经过锆石 LA-ICP-MS 测定, 其 U-Pb 年龄各为 148.3 Ma 和 151 Ma, 均属于晚侏罗世, 故修改为燕山早期第三阶段(γ52-3)。茶山径和岩前岩体以往也无同位素年龄资料, 本次测得锆石年龄各为 157.5 Ma 和 160.5 Ma, 均属于中侏罗世晚期。位于兴国幅西南部的黄沙花岗岩体原定为燕山早期第一阶段第三次(γ52-1c), 锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄为 242.5 Ma,属于三叠纪早期(郑国栋等, 2012), 故修改为印支期第一阶段产物(γ51-1)。该岩体与离子吸附型稀土矿产关系 密切 , 与 于都 幅的 晓龙 岩体 (247.2 Ma)属于 同一时代。宝华山岩体原定为加里东中期(γ32), 经过锆石 LA-ICP-MS 测定其 U-Pb 年龄为 230 Ma, 属于晚三叠世初期, 故修改为印支期第三阶段 (γ51-3)。原定为加 里 东 期 的杨 山 岩 体 和 杨 村 岩 体 , 经 锆石LA-ICP-MS 测定其 U-Pb 年龄各为 236 Ma 和 176 Ma (侯可军等, 2012), 属于中三叠世和早侏罗世末, 故分别修改为印支期第二阶段(γ51-2)和燕山早期第一阶段(γ52-1c)。

3.3 宁化幅、长汀幅和上杭幅

宁化幅范围内出露的变质成因岩体较多, 与其南长汀幅、上杭幅范围内的变质岩、花岗岩和火山岩、次火山岩一起构成了复杂的造山带岩浆岩组合。鉴于岩石组合的复杂程度和重要性, 有必要专文论述, 此择要介绍。如, 位于宁化幅西部的湖坑岩体石英闪长岩原定为燕山早期第三阶段。根据锆石 LA-ICP-MS 测得 U-Pb 同位素年龄为 165～908 Ma,变化范围大, 按照最小数据定为中侏罗世, 故改为燕山早期第二阶段。位于宁化幅中西部的湖坊岩 体 , 原定 为 燕 山 早 期 第 三 阶 段 第 一 次 产 物但锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄为 440.4 Ma 和744.3 Ma, 表明除了晚奥陶世外, 还继承有南华纪的锆石, 因此宜将该岩体定为加里东中期。而会同岩体的锆石 U-Pb 年龄为 415.6～425.6 Ma, 属于中-晚志留世, 为加里东晚期。武平岩体是区内最 大的 岩 基 , 上 杭幅 定 为近 年来 测 得黑 云母花岗岩中锆石的 LA-ICP-MS U-Pb 年龄为 161.4 Ma, 含 石 榴 子 石 锆 石 LA-ICP-MS U-Pb 年 龄 为113±20 Ma(于津海等, 2005), 前者属于中侏罗世, 因此也改为燕山早期第二阶段与古田岩体一样。

3.4 赣州幅

赣州幅境内岩体也比较多, 并由于以钨为主的矿产资源丰富而研究程度相对较高, 著名的岩体如西华山岩体、九龙脑岩体、漂塘岩体等。

上犹岩体: 位于上犹县县城西侧, 其西部被陡水岩体侵入。其白云母 K-Ar法年龄为 377.0 Ma(地矿部南岭项目花岗岩专题组, 1989), 钾长石和黑云母的 Ar-Ar 年龄分别为 290.9±4.9 Ma 和 295.5 Ma,锆石 SHRIMP U-Pb 年龄为 461±11 Ma(毛建仁等, 2007)。本次锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年为 436 Ma,定为加里东晚期第一阶段产物。

陡水岩体: 其白云母 K-Ar 年龄为 385.0 Ma(莫柱孙和叶伯丹, 1980), 于津海等(2009)对侵入到陡水岩体中的煌斑岩中捕虏锆石进行 LA-ICP-MS 测年得到 195.8±19 Ma 年龄 (燕山早期第一阶段), 因此, 陡水岩体可能早于侏罗纪。原赣州幅定为据本次 锆 石 定 年 (461 Ma), 则属 加里 东中 期第 二阶 段

油山岩体: 位于赣州幅南部, 一部分在南岭的龙南幅范围内。原先以黑云母 K-Ar法测定的年龄为177.0 Ma(莫柱孙和叶伯丹, 1980), 定为燕山早期第一阶段第一次但近年采用锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法测定的年龄为 213.4±3 Ma(孙立强等, 2010),属于印支晚期本次在岩体中部取样测得锆石年龄为 237 Ma(张家菁等, 2012), 属于中三叠世, 定为印支晚期第二阶段

天门山岩体: 天门山岩体是位于赣州幅中西部一个重要的独立岩体, 周边以钨为主的矿产资源丰富, 因而对其研究程度较高。原 1∶20 万赣州幅定为燕山早期第一阶段第二次但实际测定的年龄可跨入到燕山早期第三阶段。丰成友等(2007)测得锆石 SHRIMP U-Pb 年龄为 151.4±3.1 Ma 和 151.8± 2.9 Ma, 辉钼矿 Re-Os 等时线年龄为 149.1±7.1 Ma和 154.9±4.1 Ma, 石英流体包裹体等的 Rb-Sr等时线年龄为 147.0 Ma, 属于晚侏罗世成岩成矿。刘善宝等(2007)也开展了锆石 SHRIMP U-Pb 定年, 得到了150.8±1.8 Ma 和 152.0±2.6 Ma, 与丰成友等的研究成果一致。但是, 曾庆涛(2007)报道了天门山岩体锆石 SHRIMP U-Pb 年龄为 167 Ma, 属于中侏罗世或者说燕山早期第二阶段。总体上, 本文将天门山岩体定为燕山早期第三阶段

内 潮岩 体 : 位 于赣 州 幅 北 部 , 花 岗 闪长 岩 , 原先定为加里东晚期, 经过锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法测年为 165 Ma, 属于中侏罗世, 故改为燕山早期第二阶段产物。

3.5 于都幅

于都幅境内岩体众多, 成矿作用复杂, 研究程度参差不齐, 以盘古山等地研究较为深入, 但仍然有许多问题尚未解决。

庵前滩岩体: 王登红等(2010a)测得庵前滩井下0 号矿脉旁侧岩体中钾长石的 Ar-Ar坪年龄为 138.0 Ma,0 号矿脉中的白云母 Ar-Ar年龄则为 154.3 Ma, 矿脉中辉钼矿的 Re-Os 年龄为 154.0 Ma, 265 m 中段石英脉的 Rb-Sr等时线年龄为 145.3±3.9 Ma, 故可将原定为的庵前滩岩体改为

大富足岩体: 是个复式岩体, 跨于都幅和长汀幅。江西省地质矿产调查大队(1991)①曾经测得黑云母钾长花岗岩和黑云母二长花岗岩的 Rb-Sr 等时线年龄各为 230 Ma 和 216 Ma, 江西省地质矿产局(1984)也曾经得到中粒斑状黑云母花岗岩的 Rb-Sr等时线年龄为 203～226 Ma, 陶奎元等(1998)给出的是 215～230 Ma 的全岩 Rb-Sr 等时线年龄。这些数据均显示大富足岩体为印支晚期岩体只有高维敬等(1994)报道过 276 Ma 的 K-Ar 年龄。于津海等(2007)将大富足岩体划分为富城单元、珠长洞单元和粗石坝单元, 对富城单元(中粗粒巨晶斑状黑云母花岗岩)和粗石坝单元(中细粒斑状二云母花岗岩)分别进行了 6 颗锆石的 LA-ICP-MS U-Pb 定年, 获得它们的年龄分别介于 227～254 Ma 和 216～260 Ma, 年龄值变化范围大, 误差较大, 珠长洞细粒含斑红柱石花岗岩的锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄为 229 Ma。本次测定锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法年龄为 233 Ma(大洞和富城两处均为 233 Ma), 属于中三叠世(黄凡等, 2012a)。因此, 此处将大富足岩体定为印支期第二阶段而不是原 1∶20 万于都幅的燕山早期第一阶段

中村岩体: 对于该岩体的时代一直争论不休。鉴于其 Rb-Sr 等时线年龄为 133.0 Ma(高维敬等, 1994), 可将原定为加里东晚期的中村岩体改为燕山晚期第一阶段但其南侧与桂坑岩体相连,而桂坑的年龄有早侏罗世和晚白垩世两个不同数据。本次根据锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年, 测定为164～160 Ma, 属于中侏罗世, 故定为燕山早期第二阶段同时可将寻乌幅境内的桂坑岩体也改为燕山早期第二阶段, 二者属于同一个岩体。

水头岩体: 与寻乌幅的三标岩体属于同一个岩体, 三标岩体根据锆石 U-Pb 年龄(432.2±7.6 Ma。孙涛 等 , 2007) 定 为 加 里 东 晚 期 , 但 本 次 锆 石LA-ICP-MS U-Pb 法测得水头岩体粗粒花岗岩为 143 Ma, 细粒花岗岩为 251～578 Ma(于扬等, 2012a), 前者属于燕山早期第三阶段后者属于海西晚期第三阶段

晓龙岩体: 位于于都幅中部, 原定为燕山早期第一阶段经过锆石 LA-ICP-MS 测定其 U-Pb年龄为 247.2 Ma, 属于三叠纪早期, 故修改为印支期第一阶段产物。该岩体与兴国幅的黄沙岩体(242.5 Ma)属于同一时代。

韩坊岩体: 位于于都幅西南部, 以往定为燕山早期第一阶段根据锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年出现两组数据, 一组为 170 Ma(细粒花岗岩),属于中侏罗世, 燕山早期第二阶段另 一 组 为445 Ma(粗粒花岗岩。李建康等, 2012), 属于中奥陶世, 归于加里东中期

龙舌岩体: 位于于都幅西南部, 以往定为燕山早期第一阶段(γ52-1), 根据锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法定年(457.5 Ma), 属于中奥陶世(孙艳等, 2012a), 故归于加里东中期(γ32), 与韩坊岩体中的粗粒花岗岩同期。

金山银背岩体: 位于于都幅南部, 靠近寻乌幅,原无 同 位 素 年龄数据记录, 根据本 次 LA-ICP-MS U-Pb 法锆石年龄(125～167 Ma), 定为燕山晚期第一阶段产物(γ53-1)。

万田岩体: 位于于都幅北东部, 原定为加里东晚期, 根据本次锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法年龄 465 Ma,属于中奥陶世, 故定为加里东中期第二阶段(γ32-2)。

洛口岩体:位于于都幅中东部, 原定为燕山晚期第一阶段(β53-1), 根据本次锆石 LA-ICP-MS U-Pb 法测定的年龄(1101 Ma), 属于中元古代晚期蓟县纪的产物(β22-2)。

珠兰埠岩体:位于于都幅的珠兰埠大岩基, 原定为 燕 山 早 期 第 一 阶 段 (γ52-1), 根 据 本 次 锆 石LA-ICP-MS U-Pb 法定年结果(229～231 Ma), 属于晚三叠世, 故定为印支期第三阶段产物(γ51-3)。

3.6 龙南幅

龙南幅西南部属于广东省, 其 他 属 于 江 西 省 ,工作程度较低, 相当一部分岩体缺乏可靠年龄, 而且争论较多。如, 著名的白面石岩体作为诸广山岩基一部分位于龙南幅的西北角, 向西、向北进入韶关幅、赣州幅和郴州幅。另外, 与此同名的白面石盆地则位于寻乌幅, 以“双峰式”火山岩发育为特征,二者需要区别对待。龙南幅境内的白面石岩体原作为燕山早期第三阶段的典型代表(γ52-3), 但近年来越来越多的同位素年龄数据表明其属于多期次复式岩基。其中, 邓访陵(1987)测得白面石钾长石、斜长石、黑云母矿物 K-Ar 法等时线年龄为 141.67±4.62 Ma,而锆石 U-Th-Pb 年龄为 356.86±17.2 Ma, 全岩 Rb-Sr等时线年龄为 370.86±59.4 Ma, 认为 K-Ar 年龄系后期扰动所致, 岩体的形成属于加里东期。

陂头岩体是位于龙南幅中部的复式杂岩体, 出露面积大, 龙南幅定为燕山早期第二阶段中-粗粒似斑状黑云母花岗岩, 与钨、锡、铌钽矿化有关。早期给出的黑云母 K-Ar 法年龄为 177.0 Ma、180.0 Ma (地矿部南岭项目花岗岩专题组, 1989)或 173～185 Ma (莫柱孙和叶伯丹, 1980), 主要属于早侏罗世。全岩 Rb-Sr 等时线年龄为 178.2±0.84 Ma 和 176.0 Ma(范春方和陈培荣, 2000), 也是早侏罗世。近年来的单颗粒锆石 U-Pb 年龄为 186.3±1.1 Ma(陈培荣等, 2004), 较早期数据要大一点, 但仍然在早侏罗世范围内。需要指出的是, 张敏等(2006)曾经测得龙源坝岩体(又称青嶂山岩体或雪峰山岩体)的 LA-ICP-MS锆石 U-Pb 同位素年龄为 241.0 Ma、210.9 Ma 和 149.4 Ma, 代表了印支早期、印支晚期和燕山早期第三阶段三次岩浆活动。遗憾的是, 其文章中未给出样品的采样位置(经纬度), 而其对于龙源坝岩体的描述(出露面积近 500 km2, 地理位置处于广东省南雄县的东南部和江西省全南县的西北部, 坐标大致为E114°13′～E114°31′, N24°46′～N25°06′)实际上反映的也是陂头岩体。本文认为陂头岩体很可能是印支期与燕山期共同形成的复式岩体, 此处暂时按燕山期处理, 待进一步研究后确定。

3.7 寻乌幅

寻乌幅境内侵入岩与火山岩均较发育, 同时也存在早期变质岩基底, 但研究程度普遍不足, 一些基础地质问题尚未解决, 此选择几个岩体的研究成果介绍如下。

密坑山岩体: 早期 K-Ar 法年龄为 150.4 Ma(穆治国等, 1988), 属于晚侏罗世, 寻乌幅定为。近年来测得密坑山辉钼矿 Re-Os 模式年龄为 114.0±1.6 Ma、120.2±5.3 Ma、124.5±0.7 Ma(邱检生等, 2006), 属于早 白 垩 世 , 而 锆 石 LA-ICP-MS U-Pb 年 龄 为136.0±1.7 Ma, 全岩 Rb-Sr 等时线年龄为 124.5±0.7 Ma (邱检生等, 2006), 也属于燕山晚期之初。尽管成岩、成矿有＞10 Ma 的时差, 但把密坑山岩体定为燕山晚期第一阶段与铜坑嶂和帽子顶岩体同期是可行的。

寻乌幅的菖蒲、凤山一带分布有菖蒲群火山岩,原定为晚侏罗世(J3ch), 但徐先兵等(2009)测得锆石U-Pb 年龄为 445.9±3.8 Ma, 属于加里东中期(奥陶纪), 可能代表的是捕获锆石的年龄。

4 讨 论

限于篇幅, 本文难以对南岭东段北部 9个 1∶20万图幅范围内所有 571 个岩体(均有名称)的成岩时代逐个进行梳理, 尽管本次新测了 100 多个岩体的锆石年龄, 但仍然有大部分岩体因缺乏精确的同位素年龄而可能存在误判、误定的情况, 还有相当一部分岩体存在多组数据, 说明岩浆岩形成过程具有复杂性、长期性。为充分发挥同位素年代学的优势,进一步提高填图质量, 以下几点值得注意:

4.1 同位素年代学填图对采样的基本要求

应该指出, 目前 1∶20 万尺度的同位素年代学填图实际上是“修编”, 即不改变原图幅地质体的地质界线(空间属性)和物质属性, 也不根据 1∶5 万或 1∶25 万地质填图的资料来改变岩体的名称、或分解或归并原 1∶20 万图幅中诸岩体的属性。这是因为不同比例尺的地质填图具有不同的精度要求、不同的控制程度和不同的地质目的, 因此, 同位素年代学填图主要是常规地质填图在岩体时代方面的精确化。另一方面, 既然是“填图”就需要对不同的岩体均有所“控制”, 不能因为某些岩体“著名”而 大量采样(如湘南的骑田 岭 岩 体),另外一些岩体因为不出名而没有控制样品(如于都幅的晓龙岩体), 进而做到在样品空间分布合理的前提下精确查明岩体的时代, 避免时、空信息的不对称。

以往 1∶20 万地质填图过程中, 由于江西、广东和福建三省区调队分别承担不同的图幅, 开展填图工作的年份有先有后, 工作条件差别较大, 尤其是期间受到文化大革命等的影响, 使得不同图幅之间精度明显不同, 尽管近 30 年间补充了新的工作,但由于先天不足, 使得原先填得好的图信息更丰富,原先填得差的图信息显得更欠缺。这是同位素年代学填图工作中需要注意的。

4.2 对同位素测年数据合理使用的基本要求

毫无疑问, 同位素年代学填图只是地质填图的一个方面, 需要与常规地质填图密切结合, 同时又发挥其自身优势。同位素年代学填图一方面要兼顾空间上的不同岩体, 另一方面则要充分发挥单颗粒锆石测年的优势, 即不丢弃每个岩体中的有用信息,哪怕是小概率数据。如广东云浮高枨黑云母花岗岩体中 820、872、914 Ma 锆石的存在(武国忠等, 2012);韶关大宝山钨钼矿区白云母二长花岗岩中 2376.5、844.8 Ma 等锆石的存在(刘莎等, 2012); 赣南大富足岩 体 中 917.2、851.3 Ma 锆 石的存在(黄凡 等 , 2012a); 油山岩体中 2139.2、927.8、855.6 Ma 锆石的存在(张家菁等, 2012), 都说明华南存在古老基底。因此, 对于各个岩体来说是“偶然”出现的数据,但在区域上可能是有意义的。只要是从所研究岩体中挑选出来的锆石, 无论其颗粒大小、晶体形态、铀钍含量、结构如何, 都认为是客观信息的记录,而不是专门挑选落在某一小范围区域内的几个锆石颗粒来求算一个所谓的可信度很高的年龄。在单颗粒锆石测年技术发明之前, 群体锆石的平均年龄已经被证明存在一定的误区, 因为一个岩体中的锆石可能本来就不是一次性形成的, 其平均值可能没有意义。

4.3 综合分析岩浆岩成因与地质演化

南岭东段北部 9 个 1∶20 万图幅范围, 相当于通常所说的“赣南粤北闽西”, 跨武夷山和南岭两个构造-成矿带, 构造演化历史非常复杂, 形成了以紫金山为代表的铜金多金属矿床和以大吉山、西华山、盘古山等石英脉型黑钨矿为代表的钨锡钼铋矿床。无论是以铜金铅锌银组合的矿床还是钨锡钼铋组合的矿床, 均与中酸性侵入岩关系密切, 因而通过同位素年代学填图来综合分析岩浆岩的成因, 无论对揭示南岭地壳的演化历史还是指导找矿均具有重要意义。比如, 以往普遍认为南岭的成矿作用主要与燕山期花岗岩类有关, “S”型或“重熔型”花岗岩起决定性作用, 幔源的基性岩和非燕山期的岩浆岩乃至于老变质岩的贡献不受重视。本次同位素测年发现, 研究区的基性岩也是多期次的, 如井冈山幅范围内增坑和清江辉长岩(SiO2含量为 51.85%)的锆石年龄为 152～174 Ma,属于燕山早期第三阶段产物与区内大规模成矿作用的时间范围是一致的。位于兴国幅中北部的乌石下辉长岩体以往定为燕山早期第三阶段第二次产物通过锆石 LA-MC-ICPMS 定年,确定其成岩年龄为 180 Ma, 则属于燕山早期第一阶段产物。同样位于兴国幅的营脑闪长玢岩,其锆石年龄为 107.97±0.63 Ma, 属于燕山晚期第二阶段位于寻乌幅境内的路迳 似 金 伯利岩(金伯利质煌斑岩)则形成于 132 Ma, 属于燕山晚期第一阶段(王登红等, 2012c)。这样, 燕山期各个时段均有幔源岩浆岩侵入, 而且散布在不同空间部位, 说明地壳的深部过程对于地壳的演化和成矿作用也不可忽视。同样, 很多岩体(不论是酸性岩 还 是基 性 岩)均存 在 继承 性 锆石 或 捕获 锆石,其年龄从太古宙到显生宙均有, 如路迳似金伯利岩中有 1945 Ma 的捕获锆石(王登红等, 2012c), 而赣州幅大合基性-超基性岩体中存在 2451 Ma的锆石, 说明地壳演化的长期性。

5 结 论

通过本次研究, 部分原先误判的岩体时代得以纠 正 , 如 , 井 冈山幅 内原先 判为燕 山晚 期 的白 银 湖英安岩实际上属于前寒武纪, 兴国幅原定为加里东期的宝华山岩体应属于印支期, 宁化幅原定为燕山期的湖坊岩体应该是加里东期, 赣州幅原定为加里东期的内潮、甘霖和龙回等岩体应该是燕山期, 于都幅的燕山晚期洛口玄武岩应属于中元古代等。除“期”级别时代误判的岩体得以纠正之外, 侵入“阶段”和侵入“次”级别误判的岩体就更多, 此不赘述。可见, 利用现代同位素年代学技术方法, 测定其同位素年龄, 确定其形成的地质时代, 修正原先由于缺少准确的年龄数据而误判的岩体时代, 进而重新认识区域地质演化历史, 并为地质找矿工作提供新的依据。这是当前同位素年代学填图的主要工作。开展这一工作无疑具有重要意义, 但也需要大量经费的支撑, 因而目前发表的新成果不是很多, 一般均是围绕个别岩体的“点”型工作, 覆盖某个区域的“面”型工作尚待展开。本文根据对南岭东段北部 9个 1∶20 万图幅的岩浆岩锆石 U-Pb 同位素年代学填图的探索, 取得了一定的经验, 获得了一批新资料,对于深入研究该区域成矿规律和地质演化历史具有重要的现实意义, 同时也指出合理地布置样品、客观地分析数据、综合地界定岩体的侵位时代及其与基底的关系, 都是至关重要的。

致谢:谨以此文祝贺陈毓川院士八十华诞。野外和室内综合研究工作得到杨明桂、伍广宇、李华芹等老一辈南岭地质矿产工作者的精心指导, 同位素定年工作得到离子探针中心刘敦一老师和中国地质科学院矿产资源研究所 LA-MC-ICPMS 实验室的大力支持, 审稿人徐志刚研究员等十分仔细地审阅了全文, 提出了很好的修改建议, 在此一并致谢。

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Progress of the Tentative Geochronological Mapping of the Igneous Rocks in the Northeastern Section of the Nanling Region, China

WANG Denghong, CHEN Zhenyu, CHEN Zhenghui, HUANG Fan, HOU Kejun, LIU Shanbao,
ZHAO Zhi and ZHAO Zheng
(MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

The main objective of the geochronological mapping underway is, using modern geochronological technology, according to certain scale and unified technical requirements, determining the isotope ages of geologic bodies in a certain region, and expressing spatial and temporal distribution of geologic bodies in the geological maps clearly, and then providing the basis for further study of the regional geological evolution and metallogeny. In this paper, we present the progress of our tentative geochrological mapping of the igneous rocks in the northeastern part of the Nanling region, China. The study region includes nine map units in 1∶200000 scale (Jinggangshan, Xinggguo, Ninghua, Ganzhou, Yudu, Changting, Longnan, Xunwu and Shanghang). Using SHRIMP and LA-MC-ICPMS methods, we conducted U-Pb dating on more than 2000 grains of zircons from about 100 typical intrusions in this region, revised many misjudged ages of the rock bodies and re-determined their emplacement age. This work has important practical significance on further study of geological evolution and metallogeny of the region. Meanwhile, we pointed out some basic requirements of sampling and reasonable using of the data in geochronological mapping work, and indicated the importance of comprehensive analysis of the petrogenesis of the regional magmatic rocks and geological evolution.

the northeastern section of the Nanling region; igneous rocks; geochronology mapping; geological evolution and metallogenic regularities

P597

A

1001-1552(2014)02-0375-013

2013-11-04; 改回日期: 2014-01-22

项目资助: 国家深部探测专项“南岭成矿带地壳岩浆系统结构探测实验”课题(编号: Sinoprobe-03-01)及中国地质大调查“南岭岩浆岩成矿专属性”(编号: 1212011120989)、“我国离子吸附型稀土战略调查及研究”项目(编号: 1212011220804)、“中国矿产地质与区域成矿规律综合研究(中国矿产地质志)”项目(编号: 1212011220369)”、公益性行业科研专项“南岭东段九龙脑矿田成矿规律与深部成矿预测综合研究”(编号: 201411050-1)资助。

王登红(1967-), 男, 研究员, 博士生导师, 主要从事矿产资源研究。Email: wangdenghong@sina.com