楊 仲 杰

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧 沈陽　110031)

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遼北地區(qū)中生代石英閃長巖的形成時代

楊 仲 杰

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧 沈陽110031)

遼北地區(qū)位于華北陸塊和華北北緣古生代坳陷帶2個Ⅱ級大地構(gòu)造單元上，后期構(gòu)造巖漿作用強烈，尤以侏羅紀(jì)巖漿活動最為強烈，廣泛發(fā)育不同類型的花崗巖。關(guān)于研究區(qū)內(nèi)中生代石英閃長巖的形成時代，一直缺乏深入的年代學(xué)研究。筆者在區(qū)內(nèi)進行1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，對石英閃長巖采樣并作LA-ICP-MS測年，獲得鋯石U-Pb年齡為(173±0.88)Ma(MSWD=5.8)，在一定誤差范圍內(nèi)，綜合所測鋯石的CL圖像特征，準(zhǔn)確約束了區(qū)內(nèi)中生代石英閃長巖的形成時代。結(jié)合前人資料將區(qū)內(nèi)中生代石英閃長巖的形成時代確定為中侏羅世。這一成果為研究遼北地區(qū)巖漿作用及其構(gòu)造演化提供了新的年代學(xué)證據(jù)。

中生代；石英閃長巖；LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年；形成時代；遼北地區(qū)

受太平洋板塊俯沖作用影響,中國東部中生代侵入巖分布較為廣泛, 其中,中生代早期侵入巖大多為具有島弧巖漿巖的特點, 即所謂I型花崗巖。近年來，區(qū)內(nèi)中生代地層中一系列珍奇化石的發(fā)現(xiàn)極大地推動了其區(qū)域地質(zhì)研究程度。但相比而言，區(qū)內(nèi)中生代花崗質(zhì)巖石的研究程度明顯較低。由于區(qū)內(nèi)與花崗巖有關(guān)的金屬礦產(chǎn)廣泛發(fā)育，深入研究區(qū)內(nèi)中生代花崗巖的年代學(xué)格架、巖石成因、構(gòu)造背景以及區(qū)內(nèi)地球動力學(xué)演化等為其提供重要研究依據(jù)(王忠江等，2013；代麗霞等，2011；孫罡等，2008；陸孝平等，2004)。筆者將主要報道對區(qū)內(nèi)中生代石英閃長巖所進行的鋯石年代學(xué)研究成果。

1　區(qū)域地質(zhì)特征

遼北地區(qū)構(gòu)造背景較為復(fù)雜，以清河斷裂為界，橫跨華北陸塊和華北北緣古生代坳陷帶2個Ⅱ級大地構(gòu)造單元。進一步又可分為2個四級構(gòu)造單元，清河斷裂以南屬于華北陸塊龍崗隆起，清河斷裂以北屬于西豐晚古生代巖漿弧。龍崗隆起內(nèi)以分布大面積的太古宙基底為特征，后期構(gòu)造巖漿作用強烈，構(gòu)造期次復(fù)雜多樣，從新太古代的鞍山期構(gòu)造到中生代的燕山期構(gòu)造均十分發(fā)育。西豐晚古生代巖漿弧內(nèi)主要分布晚二疊世以來的各時期侵入巖，尤以侏羅紀(jì)巖漿活動最為強烈，其上發(fā)育了晚侏羅世火山沉積盆地，以印支期、燕山期構(gòu)造為主(陸孝平等，2004；劉錦等，2015)。區(qū)內(nèi)主要分布太古代片麻巖, 晚古生代花崗巖，中生代花崗巖、火山巖以及元古宙淺變質(zhì)巖石地層等(圖1)。

1.上侏羅統(tǒng)；2.下三疊統(tǒng)尖山子火山巖；3.新元古界照北山巖組；4.中元古界石門巖組；5.新太古界紅頭山巖組；6.早白堊世花崗巖；7.晚侏羅世花崗巖；8.中侏羅世花崗巖；9.中侏羅世石英閃長巖巖；10.中侏羅世輝長巖；11.早侏羅世花崗巖；12.晚三疊世閃長巖；13.中三疊世花崗巖；14.晚二疊世花崗巖；15.晚太古代英云閃長質(zhì)片麻巖；16.正斷層；17.逆斷層；18.平移斷層；19.性質(zhì)不明斷層；20.地質(zhì)界線；21.三級構(gòu)造單元界線；22.二級構(gòu)造單元界線；23.雙遼坳陷；24.法庫晚古生代殘留海盆；25.西豐晚古生代巖漿?。?6.下遼河新生代斷坳盆地；27.龍崗隆起；28.采樣位置及年齡圖1　研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1　The regional geological sketch of research area

2　石英閃長巖地質(zhì)、巖石學(xué)特征

筆者對該巖體具有一定代表性的露頭進行了重點研究，其地質(zhì)特征如下：本區(qū)出露的石英閃長巖主要分布于房木鎮(zhèn)—八棵樹鎮(zhèn)—李家臺鄉(xiāng)一帶，巖體形態(tài)呈不規(guī)則橢圓形巖株產(chǎn)出，地貌上大多呈渾圓狀孤山，面積為45km2(圖2)。空間上侵入中三疊統(tǒng)二長花崗巖、晚二疊統(tǒng)片麻狀二長花崗巖與太古宇變質(zhì)深成侵入體，被后期似斑狀二長花崗巖侵入，巖體中有太古宇包體，脈巖發(fā)育。中侏羅統(tǒng)石英閃長巖風(fēng)化面呈灰白色，新鮮面呈淺灰白色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。物質(zhì)成分主要為石英、斜長石、角閃石和少量黑云母角閃石：針柱狀，粒徑為0.5～2mm±，含量為15%±。斜長石：主要為更-中長石，半自形板狀，粒徑為1～2mm±，含量為72%±。石英：他形粒狀，粒徑為0.2～0.5mm±，含量為6%±。黑云母：磷片狀，片徑為0.5～1mm±，含量為2%±。其他還有一定含量的不透明礦物約為5%(圖2)。副礦物有磷灰石、磁鐵礦、鋯石等，具“Ⅰ”型花崗巖的巖石礦物組合特征(陸孝平等，2004；劉錦等，2015)(表1)。其中，鋯石礦物呈黃粉色，弱金剛光澤，透明至半透明，以透明為主，自形至半自形斷柱狀為主，柱狀少，伸長系數(shù)完整晶形1.3～4.5，晶體可見裂紋，晶棱晶錐多已缺失，少見完整晶形，均為錐柱不對稱歪晶，本樣鋯石顏色單一，晶群集中，改造程度相近為同源產(chǎn)物(侯可軍，2007；陳躍軍等，2002；劉正宏等，2000；王來春等，1998)。

3　采樣方法

本次研究的RZ5號樣品采自遼北地區(qū)八棵樹鎮(zhèn)五道崗子村石英閃長巖采坑中，采樣點坐標(biāo)為東經(jīng)124°35′33″，北緯42°22′06″(圖1)。主要采用針對新鮮巖石樣撿塊的方法，采集巖石樣品15kg。送河北廊坊區(qū)調(diào)所實驗室做人工重砂分析，鋯石按常規(guī)重力和磁選方法分選，在雙目鏡下選擇透明、無裂隙且有代表性的顆粒。對挑選的鋯石再次送往北京燕都中實測試技術(shù)有限公司進行鋯石制靶和陰極發(fā)光圖像的拍攝。將鋯石置于環(huán)氧樹脂中，然后磨至約一半，制靶后進行鋯石陰極發(fā)光(CL)拍照，以觀察鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過拍攝返回的陰極發(fā)光圖像具體分析，進一步挑選具有代表性和研究價值的鋯石制靶，本次挑選了25個鋯石測點制靶。

4　樣品測試方法

LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年是在北京燕都中實測試技術(shù)有限公司完成，鋯石微量元素含量和U-Pb同位素定年利用LA-Q-ICP-MS同時分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas Pro，ICP-MS為Agilent 7500。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進入ICP之前通過一個Y型接頭混合。每個時間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30s的空白信號和50s的樣品信號。對分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算)采用軟件ICPMSDataCal(LIU et al., 2010a；HOU et al., 2009)完成。U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ-1作外標(biāo)進行同位素分餾校正，每分析5～10個樣品點，分析2 次GJ-1。

圖2　石英閃長巖顯微特征(左)和野外采樣位置的巖貌特征圖(右)Fig.2　Quartz diorite’s microscopy feature (left)and field sampling location’s rock face feature(right)

副礦物名稱含量(mg)副礦物及副礦物特征描述(粒徑:mm)標(biāo)型礦物特征描述鋯石10黃粉色,自形半自形斷柱狀,柱狀少,晶體可見裂紋,整體略顯酥較易碎,有鐵染,常見凹坑溝槽等溶蝕痕跡,晶棱晶錐多已缺失,少見完整晶形,均為錐柱不對稱歪晶。本樣鋯石顏色單一,晶群集中,改造程度相近為同源產(chǎn)物名稱鋯石顏色黃粉色光澤弱金剛光澤磷灰石2609無色,半自形次渾圓柱狀、粒狀、次棱角塊狀,透明,似毛玻光澤,中硬度,有鐵染,粒徑0.01～0.25透明度透明包裹體常見黑色固相包體綠簾石94黃綠色,次棱角塊狀,透明-半透明,毛玻光澤,高硬度,有蝕變,粒徑0.03～0.4粒徑0.02～0.25為主,0.25～0.5少量伸長系數(shù)完整晶形1.3～4.5黃鐵礦1487淺銅黃色,棱角次棱角塊狀、自形半自形立方體狀,不透明,金屬光澤,高硬度,部分表面褐鐵礦化,粒徑0.01～0.1為主,0.1～0.4少量聚型組成可見(110)(100)(111)(131)(311)標(biāo)型礦物晶型赤褐鐵礦318紅褐色,次棱角塊狀,不透明,弱金屬光澤,高硬度,粒徑0.03～0.3鈦鐵礦18854黑色,次棱角棱角塊狀主、半自形次渾圓扁粒狀少,不透明,金屬光澤,高硬度,部分被造巖礦物包裹或與之連生,粒徑0.01～0.4磁鐵礦206080黑色,次棱角棱角塊狀主、半自形八面體狀少,不透明,金屬光澤,高硬度,部分被造巖礦物包裹或與之連生,粒徑0.01～0.25為主,0.25～0.45少量其余18338角閃石主、石英、長石等

對與分析時間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用GJ-1的變化采用線性內(nèi)插的方式進行了校正(LIU et al. 2010a)。鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ-1的U-Th-Pb同位素比值推薦值據(jù)WIEDENBECK et al.(1995)。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計算均采用Isoplot/Ex_ver3 (LUDWIG, 2003)完成。密度分布圖(density distribution mapping)使用Sircombe(2006)方法。本次測試剝蝕直徑根據(jù)實際情況選擇55 μm或40 μm。

5　石英閃長巖形成年代的確定

對區(qū)內(nèi)石英閃長巖形成時代的認(rèn)識, 以往通過巖體之間接觸關(guān)系初略的判斷其大致形成時代。本次對石英閃長巖RZ05號樣品中的25個鋯石制靶打點分析研究，其中有22個點Th/U值大于0.4，其余3個點小于0.1，可能為后期變質(zhì)流體影響所致；綜合前述鋯石的基本特征，說明鋯石具有巖漿成因特點(于淑艷等，2011；李甘雨等，2015；劉治博等，2014)。

通過對測試數(shù)據(jù)的處理及鋯石物理性質(zhì)的判斷，一般諧和度小于90%的數(shù)據(jù)不使用被剔除，故點RZ05-17、RZ05-19、RZ05-24被剔除，可用的數(shù)據(jù)點有22個。在進行LA-ICP-MS測試之前對鋯石樣品進行透射光和反射光顯微照相,并用陰極發(fā)光掃描電鏡進行圖像分析,選擇出那些具有明顯韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)且無裂紋的巖漿鋯石(圖3) 進行測試，分析結(jié)果見表2。

樣品RZ05中細(xì)粒石英閃長巖22個分析結(jié)果在165.0～182.2Ma，在U-Pb諧和曲線圖上石英閃長巖的各個年齡值構(gòu)成了相關(guān)性很好的等時線圖，集中分布于一直曲線上或附近，22個表面年齡

數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值為(173±0.88)Ma(圖4)，該表面年齡代表鋯石的結(jié)晶年齡，顯示遼北地區(qū)石英閃長巖的形成時代及真實成巖年齡。

圖3　石英閃長巖樣品RZ05鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3　RZ05 zircon cathode luminescence image of tonalite

圖4　石英閃長巖樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4　The tonalite samples magmatic LA-ICP-MS zircon concordia diagram U-Pb

綜上所述，研究區(qū)中生代石英閃長巖的形成時代為(173±0.88)Ma，屬于中侏羅世。這一成果準(zhǔn)確約束了研究區(qū)內(nèi)中生代石英閃長巖的時代，并為研究遼北地區(qū)巖漿作用及其構(gòu)造演化提供了新的年代學(xué)證據(jù)。

致謝：本文是遼寧省1∶5萬房木鎮(zhèn)等4幅區(qū)調(diào)項目——侵入巖章節(jié)研究的部分成果。攥寫過程中得到了邊維勇主任和項目負(fù)責(zé)劉錦等同志的幫助，匿名審稿專家提出了寶貴的修改意見，在此一并致謝。

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Formation Age of Mesozoic Quartz-Diorite in Northern Liaoning

YANG Zhongjie

(Geological and Mineral Survey Institute of Liaoning Porvice, Shenyang 110031, Liaoning, China)

The northern Liaoning is located in two secondary tectonic units of North China Craton and Paleozoic depression zone in northern margin of North China, with strong late tectonic magmatic activities, especially Jurassic magmatic activity is most intense, when different types of granites were widely developed.However, the formation times of the Mesozoic tonalite in this area is lack of depth research.When carrying out the 1∶50 000 regional geological survey, the quartz diorite samples have been collected to carry out the LA-ICP-MS dating. The obtained U-Pb ages of zircons are (173+0.88) Ma (MSWD=5.8), which is in a certain error range. Based on the CL images of these zircons, the formation age of Mesozoic quartz diorite in this area has been restrained precisely. According to the previous results, the formation age of this quartz diorite has been defined as Middle Jurassic. This achievement provides a new chronology evidence for studying the magmatism and tectonic evolution of northern Liaoning.

Mesozoic;quartz-diorite;LA-ICP-MS zircon U-Pbdating;formation age;northern Liaoning

2015-12-15；

2016-04-20

中國地質(zhì)調(diào)查局“遼寧1∶5萬房木鎮(zhèn)、和隆等4幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”項目(12120113057900)

楊仲杰(1987-)，男，寧夏人，本科，工程師，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與固體礦產(chǎn)勘查工作。E-mail：147018374@qq.com

P588.12

A

1009-6248(2016)03-0077-07