同位素年代学特征及花岗岩形成时代

Question

如题所述

Answer 1

国内外近年来的花岗岩锆石U-Pb定年研究成果证明，显生宙花岗岩使用激光剥蚀电感耦合等离子质谱法（LA-ICPMS）所获得的年龄与SHRIMP测试结果完全一致（Ballard et al.,2001）。考虑到定年精度较高，具快捷廉价的特点，作者采用锆石激光等离子体分析技术（LA-ICPMS）对似斑状二长花岗岩进行了U-Pb锆石微区原位定年测试。

用于定年的似斑状二长花岗岩样品均采自新鲜、干净，无明显蚀变的岩石，样品重量大于10kg，样品在河北省地矿局廊坊实验室用常规方法从样品中分离锆石。用于测年的锆石经重力和磁选法分选，在双目镜下手工从几百粒锆石中挑选出晶形特征均完好、形态类似、无变质壳的锆石颗粒制作样靶，用环氧树脂固定后表面进行抛光，使锆石的内部光滑地暴露出来，用于LA-ICPMS锆石U-Pb同位素分析。在天津地质矿产研究所进行U-Pb锆石LA-ICPMS测试分析，用于测年的锆石具有较清晰的岩浆型振荡环带，表明锆石为岩浆结晶成因。检测依据为DZ/T0184.3-1997，主要仪器设备为NEPTUNE质谱仪。

取样位置：样品D2382岩性为细中粒似斑状二长花岗岩，取自伊春西林铅锌矿区外围的大西林林场附近。样品P₆LT3岩性为细中粒似斑状二长花岗岩，取自伊春西林铅锌矿区采红旗坑口。样品P₁₆LT₆₉B8岩性为中粗粒似斑状二长花岗岩，取自伊春金山屯东采石场内。

各岩石锆石U-Pb同位素分析数据列表3-6。本文所测定的岩石均形成于显生宙，其结果以²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄计算，年龄误差为2σ。D2382样品对25个锆石颗粒进行了测点，校正后的有效数据21个点的²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄加权平均为200±1Ma，大部分点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄与²⁰⁷Pb/²³⁵U谐和度良好（图3.9），岩体时代为晚三叠—早侏罗世。

图3-9 细中粒似斑状二长花岗岩（D2382样品）LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄谐和图

P₆LT3样品对24个锆石颗粒进行了测点，校正后的有效数据22个，20个点的²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄加权平均为197±1Ma,20个点均落在谐和线上及其附近（图3-10），形成时代为晚三叠世—早侏罗世。

样品P₁₆LT₆₉B8中共对23个锆石颗粒进行了测点，校正后的有效数据22个，其中15个点的²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄加权平均为197+1Ma,3个点²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄加权平均为207+2Ma，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄与²⁰⁷Pb/²³⁵U谐和曲线上谐和性良好（图3-11），说明岩石形成于晚三叠世—早侏罗世。

以上细中粒似斑状二长花岗岩、中粗粒似斑状二长花岗岩的LA-MC-ICPM S锆石U-Pb谐和年龄为197±1Ma～207±2Ma，说明了岩体形成时代为晚三叠世—早侏罗世。

另外，在铁力市安全林场一带，细中粒似斑状二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为191.4+0.7Ma～199.4+0.6Ma，其形成时代为早侏罗世（黑龙江省地调院齐齐哈尔分院，2008）。

辉石闪长岩（同深成作用岩墙——中基性脉岩）的全岩Rb-Sr等时线年龄图207±13Ma（图3-12，表3-7），其年龄数据与似斑状二长花岗岩形成时代在误差范围内协调一致，形成时代均为晚三叠世—早侏罗世。而接近幔源岩浆成分的同深成作用岩墙——辉石闪长岩的形成年龄略早于寄主花岗岩，可能说明了先期的基性岩浆的底侵作用，引起了略后期的地壳部分熔融形成寄主花岗质酸性岩浆，并且两者发生了广泛的岩浆混合作用（肖庆辉等，2002；莫宣学等，2002；邓晋福等，2004）。

前人在伊春西林区东风屯的中粗粒似斑状二长花岗岩中获得了K-Ar黑云母年龄204～214Ma，在金山屯区北小昆仑林场北Rb-Sr全岩等时线年龄206+25Ma（张海驲等，1993），细中粒含粗斑状黑云母二长花岗岩的Rb-Sr同位素全岩等时线年龄205±13Ma（黑龙江省地调院齐齐哈尔分院，2000）。

表3-6 似斑状二长花岗岩LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年代学分析结果表

续表

以上充分说明了寄主似斑状二长花岗岩、微细粒闪长质包体、同深成作用岩墙——（辉石）闪长岩形成时代相近，时代为晚三叠世—早侏罗世。

图3-10 细中粒似斑状二长花岗岩（P₆LT3）LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄谐和图

图3-11 中粗粒似斑状二长花岗岩（P₁₆LT69B8）LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄谐和图

表3-7 研究区早中生代花岗岩类测年年龄结果表

续表

关于伊春－延寿岩浆构造带内花岗岩的年代学研究，长期以来存在些不同的认识。以往1:20万区域地质调查（黑龙江省地质矿产局，1977～1992）认为，研究区内大面积显生宙花岗岩岩浆活动以华力西期（γ₄）似斑状花岗岩组、混染花岗岩等为主，印支晚期

和燕山期

及加里东期（γ₃）、岩浆侵入作用较弱。20个世纪90年代以后，黑龙江省基础地质研究有了很大发展，在依据新发现的早寒武世、中奥陶世的化石，以及岩体多处侵入三叠系并被侏罗—白垩系地层覆盖等接触关系，同时结合岩体大量的R b-Sr（全岩等时线）、K-Ar（全岩或黑云母）同位素测年结果（415～451Ma、190～231Ma），在原划分的华力西晚期伊春—延寿花岗岩带中，重新厘定出加里东中期花岗岩、印支晚期花岗岩等，后者因岩体中暗色矿物含量低，故曾被称为白岗岩（黑龙江省地矿局，1970～1978；黑龙江省地质矿产局，1993），其岩石类型以二长花岗岩、正长花岗岩、碱长花岗岩等为主，少量碱性花岗岩等。

图3-12 辉石闪长岩Rb-Sr全岩等时线

黑龙江省地质矿产局自20世纪90年代至今进行的几十幅1:5万、1:25万区域地质调查、矿产调查，以及科研院所进行的课题、专题研究工作中，对该地区花岗岩的研究取得了重要进展和发现。大量的高精度同位素年代学资料表明，伊春－延寿构造岩浆带的显生宙花岗岩形成时代主体形成于早中生代（表3-7），年龄峰值在190～220Ma，均值为200Ma（图3-13），而不是过去认为的古生代（张海驲等，1991；黑龙江省地质矿产局，1993；许文良等，1994；吴福元等，1999; Wu et al., 2000～2003；孙德有等，2001,2004,2005，唐文龙等，2005；黑龙江省地调院，2000～2010），且中生代花岗岩的年代学格架与西部的大兴安岭地区完全可以对比（葛文春等，2005b）。

图3-13 研究区早中生代花岗岩年龄直方图

横坐标为年龄值；纵坐标为频数