靳立杰，趙體群，高繼雷，劉偉，于松，楊帆，韓智昕

(1.山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250014；2.中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，山東 濟南 250101)

魯西徂徠山地區(qū)傲來山序列二長花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地質意義

靳立杰1，趙體群1，高繼雷1，劉偉1，于松1，楊帆1，韓智昕2

(1.山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250014；2.中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，山東 濟南 250101)

出露于魯西徂徠山地區(qū)的傲來山序列二長花崗巖是魯西新太古代巖漿作用的重要記錄，在野外地質工作的基礎上，通過對其進行鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代學研究，得到了二長花崗巖的形成時代，并對魯西地區(qū)新太古代的巖漿活動進行了討論。研究得到，諧和度>90%的鋯石中存在巖漿鋯石～2520Ma和繼承性巖漿鋯石2611Ma～2766Ma兩個年齡區(qū)間。巖漿鋯石的加權平均年齡為(2525±18)Ma，認為這一年齡代表了二長花崗巖的形成年齡。2611Ma～2766Ma繼承性巖漿鋯石的存在反映了魯西地區(qū)至少經歷了2次殼源物質的重熔和加入。

魯西;徂徠山;二長花崗巖;鋯石LA-ICP-MS定年;構造巖漿事件

魯西是華北克拉通新太古代巖漿作用最為發(fā)育的地區(qū)之一，存在從新太古代早期到晚期不同階段、不同類型的巖漿記錄[1-3]。徂徠山南部的傲來山序列二長花崗巖是魯西地區(qū)新太古代巖漿巖的重要組成部分，該巖體的形成時代能夠為恢復和反演魯西新太古代巖漿活動和基底演化提供依據。前人對魯西新太古代巖漿巖進行了大量的研究[4-9]，但對二長花崗巖的形成時代研究相對較少，亟需對其進行研究。該次通過山東省1∶5萬大汶口、樓德幅區(qū)域地質調查項目，對徂徠山東南部二長花崗巖分布范圍、野外特征、形成時代等進行了詳細的野外調查、室內鑒定和年代學研究。

1 區(qū)域地質概況

徂徠山大地構造位置位于魯西隆起區(qū)(Ⅱ)魯中隆起(Ⅲ)新甫山-萊蕪斷隆(Ⅳ)新甫山凸起(Ⅴ)[10]，向南以徂徠山斷裂為界與汶東凹陷相鄰，向北為泰萊凹陷，向東主要為新太古代TTG和表殼巖，向西主要為新太古代二長花崗巖等。徂徠山地區(qū)作為魯西太古宙巖石重要出露區(qū)之一，深成侵入巖十分發(fā)育[5]。

研究區(qū)主要由新太古代片麻狀花崗閃長巖、二長花崗巖、英云閃長巖等組成，局部可見中生代巖脈侵入其中，另外可見少量閃長質包體及泰山巖群包體(圖1)。二長花崗巖分布于魯西新太古代泰山巖群變質地層和泰山巖套組成的古陸核的西南側，其展布方向與區(qū)域構造線方向一致，多在320°～340°之間。另外，該區(qū)發(fā)現少量泰山巖群包體斷續(xù)呈線狀分布，走向與區(qū)域構造線方向一致。

1—花崗閃長巖;2—二長花崗巖;3—混合巖+條帶狀片麻巖;4—TTG;5—石英閃長巖;6—角閃石巖+輝石巖;7—表殼巖;8—采樣點圖1 研究區(qū)地質簡圖[7]

2 樣品特征

該次采集的二長花崗巖，位于徂徠山主峰東南約7km的322高地附近，巖石新鮮面呈灰色—灰紅色，局部帶肉紅色調，半自形粒狀結構，弱片麻狀—塊狀構造(圖2)。主要礦物成分為斜長石(～35%)、微斜長石(～30%)、石英(～25%)以及黑云母(～10%)組成，副礦物有磷灰石、榍石和不透明礦物。元素地球化學分析顯示，其SiO2含量為74.64%，為花崗巖類巖石。

3 分析方法

樣品鋯石單礦物分離工作由河北廊坊誠信地質服務公司完成，分選量約10mg。在雙目鏡下挑選出無明顯裂隙、干凈透明的鋯石顆粒，將待測鋯石顆粒粘至環(huán)氧樹脂樣品座上，然后磨靶使鋯石剝露出來，拍攝鋯石靶反射光、透射光照片，鋯石靶陰極發(fā)光照相于中國冶金地質總局山東局測試中心實驗室進行，選定最佳的待測鋯石點位。

圖2 二長花崗巖中變粒巖包體(a)鏡下特征(b,c)Pl—斜長石；Q—石英；Bt—黑云母

鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代分析在中國冶金地質總局山東局測試中心完成，實驗采用的激光剝蝕系統(tǒng)為美國Conherent公司生產的GeoLasPro 193nm ArF準分子系統(tǒng)，ICP-MS型號為ThermoFisher公司生產的iCAPQ。分析所用激光斑束直徑為30μm，采用國際標樣91500為外標進行同位素分餾校正；采用Plesovice和GJ-1標準鋯石作為外標進行基體校正；成分標樣采用NIST SRM 610，其中29Si作為單內標元素進行校正，每5～10個未知樣品點插入一組標樣。數據處理采用ICPMSDataCal軟件[11-12]完成，普通Pb校正采用ComPbCorr#3.17完成[13]，年齡計算及諧和圖的繪制采用Isoplot3.0完成[14]。

4 鋯石特征及定年結果

樣品中鋯石主要呈長柱狀，少量為短柱狀，粒徑在80～200μm之間，長短軸比值在1.5～3之間。鋯石CL圖像(圖3)均顯示顏色較深，且具有明顯的振蕩環(huán)帶特征，指示其為巖漿成因。選取樣品中的24顆鋯石進行了分析，共26個測點。其中有2顆鋯石具有明顯的核邊結構，分別對其核部、邊部進行了年齡分析，測點19和23為核部年齡，測點20和24邊部年齡。具體U-Pb同位素分析結果及對應鋯石特征見表1和圖4。

圖3 鋯石CL圖像特征(比例尺為100μm)

序號Th/10-6U/10-6Th/U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238Ut207/206t207/235t206/238ratio±σratio±σratio±σMa±σMa±σMa±σCon.11492160.690.170.0011.090.230.480.0125353225311925092799%255014960.370.160.006.370.200.280.0124853120282715963976%314424960.060.150.003.810.060.190.0023242915961410951162%4872330.370.170.0010.680.240.460.0125204124952124553698%54155820.710.160.0010.720.270.470.0124973124992424834699%62913120.930.170.0010.920.210.470.0125162925171824962699%73277880.410.160.0010.950.450.480.0224883425193825307399%84258520.500.140.004.150.110.210.0022093616642212522371%91161820.640.160.0010.440.240.460.0124764124742124543299%1082010990.750.180.0010.810.220.440.0126313325071923342492%11971580.610.180.0012.320.240.500.0126283226291826122799%12449130981.450.160.016.600.110.280.0024566220591516081675%1337410530.360.170.0011.600.330.490.012565-425732725665499%141601990.800.160.0011.030.230.480.0125063525262025342699%151122750.410.160.008.830.240.390.0124903723212521153190%16148417360.850.170.009.370.230.390.0125833923752221272888%171503520.430.180.0012.290.300.500.0126113926272326353299%1852611030.480.170.008.340.190.360.0025283122692119782286%1943750.570.190.0014.260.340.540.0127583627672227633399%204934990.990.150.005.320.120.250.0028003618731914221872%2124512170.200.170.0011.380.250.480.0125723125552125083098%2252315430.340.160.0010.800.270.470.0125023125062324864099%2311290.360.190.0014.170.320.530.0127663727612127413499%24161370.110.180.0013.080.400.510.0126623526852926734699%253757030.530.170.009.880.260.420.0125393924242422654393%262984640.640.170.0011.710.220.490.0125723025811825752699%

圖4 鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖(a)和年齡分布圖(b)

由鋯石CL圖像特征、分析結果和U-Pb年齡諧和圖(圖4)可以將鋯石分為3種：繼承性巖漿鋯石、巖漿鋯石和鉛丟失鋯石。該次選用207Pb/206Pb年齡對數據進行解釋，其中：

①繼承性巖漿鋯石測點共6個，分析結果顯示：鋯石諧和度均大于90%，Th/U比值多在0.36～0.61之間，僅有1顆鋯石邊部測點Th/U比值為0.11，年齡在2611Ma～2766Ma之間。核部測點19(諧和度99%)和測點23(諧和度99%)分別給出了最古老的兩個年齡：(2766±37)Ma和(2758±36)Ma；邊部測點20諧和度(72%)較低，對其年齡不做討論，測點24(諧和度99%)年齡為(2662±35)Ma。

②強烈鉛丟失鋯石測點共8個，分析結果顯示：鋯石諧和度均小于90%，Th/U比值在0.37～0.99之間，僅有1顆鋯石邊部測點Th/U比值為0.06。其年齡相差較大，但整體呈近線性分布，難區(qū)分是由繼承性巖漿鋯石還是巖漿鋯石經歷鉛丟失所形成。

③巖漿鋯石測點共13個，分析結果顯示：鋯石諧和度均大于90%，Th/U比值在0.20～0.93之間，年齡均在2520Ma左右(圖4b)。經加權平均后得到的年齡為(2525±18)Ma(MSWD=1.0)。

5 討論

①二長花崗巖的形成年齡

徂徠山南部的傲來山序列二長花崗巖中鋯石既有巖漿鋯石，也存在繼承性巖漿鋯石，并且存在一期鉛丟失事件，對其形成時代應具體討論。經過對鋯石CL圖像和分析測試數據進行具體分析認為：諧和度大于90%、數據分布較集中的13測點是二長花崗巖巖漿活動過程中形成的。經分析得到二長花崗巖的巖漿鋯石的加權平均年齡為(2525±18)Ma，認為這一年齡代表了二長花崗巖的形成年齡。

②魯西地區(qū)巖漿活動

全球范圍尺度上，太古宙克拉通廣泛記錄了～2700Ma的構造巖漿熱事件；而就華北克拉通而言，除記錄～2700Ma這期事件外，還記錄了大量的2500Ma～2550Ma的構造巖漿熱事件信息[5]。作為華北克拉通的重要組成部分，魯西地區(qū)既有>2700Ma的花崗-綠巖帶[15]，也存在大量2500Ma～2550Ma的花崗質巖石[2]。

魯西地區(qū)新太古代晚期巖漿巖中普遍具有大量年齡通常大于2.55Ga的殘余鋯石，這些古老地殼再循環(huán)是華北克拉通新太古代晚期強烈構造熱事件的結果，標志著魯西和華北古陸塊克拉通化完成[4]。另外，魯西地區(qū)2500Ma～2560Ma的巖漿活動記錄的大量存在，也說明了這是魯西地區(qū)主要的地質熱事件，可能是新太古代末期向古元古代過渡時地殼重新活動加劇的反映[16]。

王世進等[2-5]通過調查傲來山巖套各單元進行研究后認為二長花崗巖是TTG類殼幔巖漿活動之后在新太古代晚期發(fā)生的大規(guī)模陸殼增生活動形成的；稀土元素總量和分餾程度在總體增長的過程中波動較大，表明在巖漿演化過程中不斷有殼源物質的加入，逐步成為以殼源物質為主的混源型巖漿巖類。

該次通過對徂徠山南部二長花崗巖進行鋯石U-Pb年代學研究，得到了～2500Ma巖漿鋯石年齡和2611Ma～2766Ma繼承性巖漿鋯石年齡，佐證了魯西地區(qū)發(fā)育～2700Ma和2500Ma～2550Ma兩期構造巖漿熱事件的事實。繼承性巖漿鋯石的存在也說明了二長花崗巖形成時存在殼源物質重熔、加入。另外，在一顆繼承鋯石中分別得到了代表兩期巖漿活動的2758Ma核部年齡和2662Ma邊部年齡，二者均明顯大于～2525Ma巖漿巖鋯石的形成年齡，這可能說明了魯西地區(qū)最少經歷了2期殼源物質的重熔。

6 結論

通過對魯西徂徠山地區(qū)傲來山巖套二長花崗巖進行鋯石LA-ICP-MS U-Pb年代學研究，得到了其形成年齡為(2525±18)Ma；另外，2611Ma～2766Ma繼承性巖漿鋯石的存在，以及繼承性巖漿鋯石年2758Ma核部年齡和2662Ma邊部年齡的存在證明了魯西地區(qū)新太古代巖漿活動過程中至少存在2期殼源物質的重熔和加入。

致謝：該文得到了《山東省1∶5萬大汶口、樓德幅區(qū)域地質調查》項目(項目編號：SDZS-2015-GTT01)資助；此外該次實驗工作得到了中國冶金地質總局山東局測試中心激光剝蝕電感耦合等離子體實驗室實驗人員的大力協助，審稿專家給出了許多建設性意見，在此一并表示感謝！

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LA-ICP-MSU-PbZirconDatingandGeologicalSignificanceofMonzoniticGraniteinAolaishanSequenceinCulaishanAreainWesternShandongProvince

JIN Lijie1, ZHAO Tiqun1, GAO Jilei1, LIU Wei1, YU Song1, YANG Fan1, HAN Zhixin2

(No.1 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Jinan 250014, China; 2.Shandong Zhengyuan Geological Exploration Institute of China Metallurgical Geology Bureau, Shandong Jinan 250101, China)

Monzonitic granite in Culaishan area in western Shandong is one of the most important record of Neoarchean magmatism. On the basis of field survey, through study on zircon LA-ICP-MS U-Pb isotopic chronology, the forming time of monzonitic granite has been determined, and Neoarchean magmatism in western Shandongn have been discussed. It is regarded that there are two age ranges in the zircons which harmonic degree is more than 90%, such as ～2520Ma and 2611～2766 Ma which respectively corresponding to magma zircons and inherited magma zircons. Weighted mean age of magma zircons is (2525±18)Ma which represents the forming time of monzonitic granite. The existence of inherited magma zircons with ages between 2611Ma and 2766Ma indicate that western area in Shandong province has experienced at least two remelting and adding.

Western Shandong; Culaishan; monzonitic granite; LA-ICP-MS U-Pb zircon dating; tectonic and magmatic events

2017-09-05；

2017-10-24；

王敏

山東省國土資源廳《山東省1∶5萬大汶口、樓德幅區(qū)域地質調查》項目(項目編號：SDZS-2015-GTT01)資助

靳立杰(1987—),男,河北寧晉人，助理工程師,主要從事區(qū)域地質、礦產調查研究工作；E-mail:jinlijie1987@163.com

P597.3

A

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