白富正，王一偉，羅紹強(qiáng)，呂 行

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局川西北地質(zhì)隊(duì)，四川 綿陽 621000)

龍門山是我國東、西部構(gòu)造和地貌分界線的重要組成部分, 在大地構(gòu)造上代表了特提斯與太平洋構(gòu)造域的分界，在地貌上則是青藏高原與四川盆地的分界。后龍門山構(gòu)造帶位于川陜甘交界地區(qū)，處于上揚(yáng)子地塊、碧口地塊、松潘一甘孜造山帶、東西秦嶺造山帶交界區(qū)域，是中國大陸構(gòu)造中的主要構(gòu)造結(jié)之一,也是青藏高原東部邊緣地帶諸多地塊和不同類型造山帶匯聚交接地區(qū)，具有復(fù)雜的構(gòu)造圖像和拼合歷史，是研究中國大陸構(gòu)造和大陸動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵地區(qū)。前人資料證實(shí)晚印支期是龍門山陸內(nèi)復(fù)合造山帶最主要的構(gòu)造演化階段，也是其后燕山期和喜山期構(gòu)造演化的基礎(chǔ)。但是對(duì)晚印支期以來的構(gòu)造演化并沒有形成一個(gè)較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)[1]。前人對(duì)龍門山陸內(nèi)復(fù)合造山帶的研究大多集中在前龍門山地區(qū)和川西前陸盆地，對(duì)后龍門山造山帶的研究也較多的集中在其中南段的彭灌地區(qū)和寶興地區(qū)，而對(duì)其北段很少有人詳細(xì)的研究，僅局限于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查。因此，北川縣陳家壩一帶侵入寒武系邱家河組中的輝綠巖脈高精度的 SHRIMP鋯石U-Pb定年，對(duì)正確厘定其形成時(shí)代，研究龍門山地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)和構(gòu)造有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊的西北邊緣，松潘-甘孜陸緣裂陷槽造山帶東北部巴顏喀拉-馬爾康弧形逆沖-褶皺推覆構(gòu)造帶與上揚(yáng)子陸塊西北緣前龍門山前陸逆沖推覆構(gòu)造帶和川西前陸盆地的構(gòu)造復(fù)合部位。自元古宙以來，區(qū)域地殼在多旋回水平“開、合”運(yùn)動(dòng)與垂直震蕩“升、降”運(yùn)動(dòng)反復(fù)交替轉(zhuǎn)換過程中，歷經(jīng)晉寧、澄江、加里東-印支和燕山-喜馬拉雅發(fā)展旋回的多期次陸緣-陸內(nèi)復(fù)合造山作用的疊加改造，尤以奠定于晚印支期多幕次陸緣碰撞造山運(yùn)動(dòng)的前展式逆沖推覆構(gòu)造系以及與之緊密相關(guān)的前陸盆地最為重要。

圖1 北川陳家壩一帶地質(zhì)略圖

龍門山造山帶為一陸內(nèi)復(fù)合造山帶，位于揚(yáng)子地塊西北緣，南側(cè)為川西前陸盆地和漢南一米倉山構(gòu)造帶，北側(cè)為碧口地塊，北東側(cè)以勉略帶與南秦嶺造山帶相鄰，西緣為松潘一甘孜造山帶，主要發(fā)育 3條平行的北東向斷裂帶，西界斷裂為青川一陽平關(guān)斷裂(南段為茂縣一汶川斷裂)，東界斷裂為安縣一都江堰斷裂，北川一映秀斷裂是龍門山陸內(nèi)復(fù)合造山帶的中央斷裂。后龍門山構(gòu)造帶夾持于青川一陽平關(guān)斷裂和北川－映秀斷裂之間[2]。

所研究的輝綠巖脈即位于后龍門山滑脫－推覆構(gòu)造帶北川－映秀斷裂帶附近，斷裂帶呈北東向展布，北西側(cè)出露地層為寒武系邱家河組、油房組、志留系茂縣群，為一套淺變質(zhì)的碎屑巖夾碳酸鹽巖。南東側(cè)緊鄰前龍門山滑脫－推覆構(gòu)造帶，出露地層為志留系-泥盆系未變質(zhì)陸源碎屑巖及碳酸鹽巖（圖 1）。輝綠巖脈走向呈北東向，寬50～100m，最長(zhǎng)達(dá)10km,侵入于寒武系邱家河組淺變質(zhì)的碎屑巖中。

2 樣品描述及分析方法

研究的年齡樣品（D0497-5）采自侵入于寒武系邱家河組中的輝綠巖中, 巖性為輝綠巖。采樣位置地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：104°35′16.1″，北緯：31°58′22.7″。樣品風(fēng)化面呈灰色，新鮮面為灰綠色，具輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為斜長(zhǎng)石（±55%）、輝石（30%±），可見少量角閃石顆粒（7%）、石英（＜5%），副礦物主要為磁鐵礦和鈦鐵礦。斜長(zhǎng)石為半自形板狀，蝕變強(qiáng)烈，主要為鱗片狀絹云母和不規(guī)則粒狀的綠泥石交代，雙晶缺失或模糊不清。輝石晶體較破碎，多色性明顯。角閃石呈淺綠色，表面色調(diào)不均勻，見有角閃石式解理，以具有鮮艷色彩的陽起石為主，僅少量為無色透閃石，呈粒狀、纖柱狀單晶，局部見輝石假象。石英呈它形-半自形粒狀，磁鐵礦少量，含量在1-2%左右，以偏細(xì)粒不規(guī)則粒狀為主，穿插于長(zhǎng)石粒間和包于輝石間。

鋯石挑選由四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)進(jìn)行，經(jīng)人工破碎后，按常規(guī)重力和磁選方法分選出鋯石，最后在雙目鏡下挑選。鋯石樣品靶的制品由中國地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心進(jìn)行，將樣品鋯石和RSES標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM（417Ma）一起在玻璃板上用環(huán)氧樹脂固定，磨至約一半，暴露出鋯石的中心面，然后用反射光和透射光照相，用陰極發(fā)光（CL）進(jìn)行圖像分析，以確定鋯石顆粒內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，選出要測(cè)試的點(diǎn)位，避開裂紋和包體，以免影響分析數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)于復(fù)合型鋯石選取外包的增生邊而不選取晶核來分析。然后用高靈敏度二次離子探針對(duì)所選的點(diǎn)進(jìn)行分析，Scan=5。

鋯石U-Pb測(cè)年利用北京離子探針中心的SHRIMP-II采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定程序進(jìn)行，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)室流程和原理參見宋彪,張玉海,萬渝生,等的論述[3]。應(yīng)用澳大利亞國家地質(zhì)調(diào)查局標(biāo)準(zhǔn)鋯石 TEM進(jìn)行元素的分餾校正, 用澳大利亞國立大學(xué)地學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)鋯石SL13( 572Ma,U=238×10-6) 標(biāo)定樣品的U、Th及Pb含量。數(shù)據(jù)處理采用Isoplot軟件。普通Pb由實(shí)測(cè)204Pb校正。所有測(cè)點(diǎn)的誤差均為1σ,采用的206Pb /238U加權(quán)平均年齡具95%的置信度。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石的CL圖象特征

由于靶臺(tái)上鋯石樣品很多, 基本上隨機(jī)測(cè)試。所采樣品（D0497-5）的鋯石晶型完好, 為淺黃色—無色透明長(zhǎng)柱狀、半截錐狀晶體，少數(shù)鋯石內(nèi)部出現(xiàn)不規(guī)則狀、顏色不均勻的暗色區(qū)。粒度多在 50～100μm 之間, 柱狀晶體長(zhǎng)寬比為 2∶1～4∶1,所測(cè)試的鋯石陰極發(fā)光圖像如圖2所示。圖像顯示出典型的巖漿生長(zhǎng)振蕩環(huán)帶和韻律結(jié)構(gòu),屬于巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物。

圖2 輝綠巖鋯石顆粒CL圖像

3.2 鋯石的Th、U含量及Th /U比

大量的研究表明，巖漿鋯石的Th、U含量較高，Th/U比值較大(一般大于0.4)，而變質(zhì)鋯石則以低的Th、U含量，低的Th/U比值(一般小于0.1)[4-5]。輝綠巖中樣品（MP0497-5）17個(gè)測(cè)點(diǎn)中Th的含量變化范圍為49×10-6～2206×10-6，U含量變化范圍為125×10-6～4955×10-6；Th/U值變化范圍為0.16～0.68（表1）。結(jié)合鋯石的晶形及發(fā)育清晰的環(huán)帶，表明鋯石為巖漿成因。這些分析點(diǎn)位于明顯的巖漿環(huán)帶部位。

表1 輝綠巖樣品鋯石SHRIMP U- Pb年齡測(cè)定結(jié)果

3.3 鋯石的U-Pb年齡

輝綠巖樣品（D0497-5）共測(cè)試了17個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。其測(cè)試數(shù)據(jù)可分為三組，其中一組含有5個(gè)點(diǎn)（含3.1，5.1，7.1，10.1，17.1），其年齡值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它顆粒的年齡值，為捕獲基底中的鋯石，另一組計(jì)3個(gè)點(diǎn)（1.1，8.1，13.1），年齡較小，為后期熱液的影響，故這8個(gè)點(diǎn)排除在年齡計(jì)算之外，其余9個(gè)點(diǎn)的207Pb/235U-206Pb/238U 諧和年齡為 213.4±3.4Ma（MSWD=1.07）,其206Pb/238加權(quán)平均年齡為 213.4±3.4（MSWD=1.07），在誤差范圍內(nèi)兩者一致，諧和年齡213.4±3.4Ma（MSWD=1.07）代表鋯石或輝綠巖的形成時(shí)代（圖3）。

圖3 輝綠巖（D0497-5）鋯石SHRIMP U-Pb年齡諧和圖

4 討論

1）輝綠巖鋯石U-Pb年齡測(cè)定結(jié)果，其206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好，其諧和年齡為213.4±3.4Ma(MSWD=1.07) ,結(jié)合以上鋯石的CL圖像( 圖2) 和Th /U值( 表1)所顯示的巖漿成因的特征, 這一定年結(jié)果應(yīng)代表了輝綠巖的年齡，代表了該區(qū)印支期一次重要的巖漿事件的時(shí)代，這個(gè)年齡值的報(bào)道使輝綠巖的侵入時(shí)代有了高精度SHRIMP測(cè)年依據(jù)，提高了本區(qū)侵入巖地質(zhì)研究程度。

2）樣品中3.1和17.1兩點(diǎn)其206Pb/238U年齡分別為2538.9±54.5、2511.1±48.1 Ma,為捕獲基底的鋯石。區(qū)內(nèi)是否存在新太古代的基底，還需更進(jìn)一步的研究證實(shí)。5.1和7.1點(diǎn)其206Pb/238U年齡分別為485.5±10.7 Ma、559.8±15.0 Ma；10.1點(diǎn)其206Pb/238U年齡分別為264.7±6.1 Ma，為捕獲加里東期圍巖中的鋯石。

3）樣品中1.1，8.1，13.1點(diǎn)其年齡值分別為：89.5±2.8Ma、126.7±2.9Ma、105.6±2.4 Ma, 可能為局部巖漿熔融活動(dòng)的產(chǎn)物和強(qiáng)烈的韌性剪切。

[1] 李佐臣. 揚(yáng)子地塊西北緣后龍門山造山帶(北段)物質(zhì)組成、構(gòu)造特征及其形成演化[Z]. 長(zhǎng)安大學(xué)，2009，1～218.

[2] 李佐臣，等. 揚(yáng)子地塊西北緣后龍門山南華紀(jì)一早古生代沉積地層特征及其形成環(huán)境[J]. 地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，33（2）：117～124.

[3] 宋彪, 張玉海, 萬渝生, 等. 鋯石SHRIMP樣品靶制作、年齡測(cè)定及有關(guān)現(xiàn)象討論[J]. 地質(zhì)論評(píng), 2002, 48(增刊):26～30.

[4] 吳元保，鄭永飛. 鋯石成因礦物學(xué)研究及其對(duì)U-Pb 年齡解釋的制約[J]. 科學(xué)通報(bào)，2004，49（16）: 1589～1604.

[5] 簡(jiǎn)平，程裕淇，劉敦一. 變質(zhì)鋯石成因的巖相學(xué)研究-高級(jí)變質(zhì)巖U-Pb年齡解釋的基本依據(jù)[J]. 地學(xué)前緣，2001，8（3），183～191.