LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果

如题所述

1.柯树北岩体西体

测年样品(样品号XD-1)采自东经115 °18′31″,北纬25 °10′52″,岩性为黑云母花岗岩,岩石呈浅肉红色,中粗粒花岗结构,块状构造。从该样品中选取的锆石在1000 颗以上。锆石自形较好,形态相对比较简单,大小不一,变化较大,绝大部分为长柱状,长宽比在1.5∶1~3.5∶1 之间,棱角分明,最长达350 μm。反射光下显示为黄色,普遍发育有包裹体和裂隙。多数锆石CL图像(图5-13)显示较清晰的震荡环带,绝大部分锆石均为岩浆锆石(吴元保等,2004),各别锆石U,Th含量较高,CL图像上呈现黑色,环带不明显。

本次测试共从这些锆石中选取了19粒,进行了19个测点的分析,测试结果列于表5-3。谐和图和加权平均年龄见图5-14。结果显示,Th/U值除XD-1-3外介于0.29~0.77之间,多数大于0.4,显示为岩浆锆石的特征(Belousova et al.,2002)。测点XD-1-4和XD-1-5的206Pb/238Pb年龄值分别为412.87±1.82 Ma和198.75±1.27 Ma,两颗锆石在CL图像上明显呈亮白色,为继承锆石,形成年代较老,分别与区域上三排岩体和柯树北岩体东体的形成时代(见下文)吻合。其余测点年龄集中在159.03±0.85 Ma~161.57±1.12 Ma之间,分布比较集中,几乎都位于谐和线上(图5-14),加权平均值为159.68±0.43 Ma(2σ,N=17,MSWD=0.65),可以代表岩浆结晶的年龄,时代为晚侏罗世早期。

2.柯树北岩体东体

测年样品(样品号HYLZ-14)采自东经115 °16′30″,北纬25 °08′36″,岩性为含角闪石黑云母花岗岩,浅肉红色,半自形粒状结构,块状构造。从该样品中选取的锆石在1000 颗以上。锆石自形较好,形态相对比较简单,绝大部分为短柱状,长宽比在2∶1~3∶1 之间,棱角分明,最长达350μm,整体上锆石颗粒要比柯树北岩体西体锆石颗粒要粗大些。反射光下显示为黄色,普遍发育有包裹体和裂隙。多数锆石CL图像(图5-13)发亮白色,多数锆石环带结构不明显,可能为U,Th含量偏低所致。

本次测试共从这些锆石中选取了20粒,进行了20个测点的分析,测试结果列于表5-3。柯树北岩体东体锆石的U含量介于54×10 -6 ~383×10 -6之间,含量较稳定,变化不大。Th含量介于78×10 -6 ~810×10 -6之间,集中在114×10 -6 ~463×10 -6。Th/U值介于0.40~0.79(测点HYLZ-14-20 为1.41除外),显示为岩浆锆石的特征(Belousova et al.,2002)。206 Pb/238 Pb 年龄值出现两个峰值(图5-15),分别为184.03±0.75 Ma~186.80±0.97 Ma和193.80±0.84 Ma~197.04±1.00 Ma,在谐和图中也呈现出两组年龄密集区(图5-14),两组年龄值锆石晶形、CL图像特征基本一致,其加权平均年龄分别为185.13±0.52 Ma(MSWD=1.8,n=8)和195.14±0.63 Ma(MSWD=1.8,n=12),这可能反映了柯树北岩体东体岩浆开始结晶至完全固结经历了长达10 Ma的时间,说明其岩浆固结是一个缓慢的过程。

图5-13 园岭寨钼矿区花岗质岩石锆石CL图像

3.三排岩体

测年样品(样品号SP-2)取自东经115 °19′53″,北纬25 °10′48″处,岩性为角闪黑云母花岗岩,岩石呈灰白—浅肉红色,变余似斑状结构、糜棱结构,片麻状构造、条带—条纹状构造、块状构造。从该样品中选取的锆石在1000颗以上。锆石自形较好,形态相对比较简单,绝大部分为长柱状,长宽比在1.5∶1~4.5∶1之间,棱角分明,最长达350 μm。反射光下显示为黄色,普遍发育有包裹体和裂隙。锆石CL图像(图5-13)显示清晰的震荡环带均为岩浆锆石(吴元保等,2004)。

本次测试共从这些锆石中选取了20粒,进行了20个测点的分析,测试结果列于表5-3。谐和图和加权平均年龄见图5-2。结果显示,Th/U值介于0.32~0.69之间,集中在0.44~0.58,显示为岩浆锆石的特征(Belousova et al.,2002)。SP-2-12、SP-2-16和SP-2-17三个测点分别获得了441.8±2.7 Ma,438.7±2.0 Ma和441.3±1.9 Ma的206Pb/238Pb年龄值,较其他锆石的年龄(422.1±2.0 Ma~432.4±2.1 Ma)稍老,其锆石特征与其他锆石特征没有差异,因其不符合统计学规律,未参与加权平均年龄计算。其余17个测点分布比较集中,几乎都位于谐和线上(图5-14,测点SP-2-18虽然离群较远,但其CL图像并不发亮,而且边缘韵律环带结构清晰,年龄值和加权平均年龄相似,未发生Pb丢失可以参与加权平均年龄计算),加权平均值为427.6±1.7 Ma(2σ,N=17,MSWD=2.5),可以代表岩浆结晶的年龄,时代为中志留世。

4.园岭寨花岗斑岩

取自矿区露天采坑内,GPS坐标东经115 °18′35″,北纬25 °10′52″。岩石灰白色—浅肉红色,斑状结构,块状构造。锆石粒度较大,长轴在100~350 μm,晶形一般较完整,均具较好的锥面和柱面,主要呈长柱状和短柱状,长宽比介于4.5∶1~1.5∶1 之间,其次为浑圆状。由锆石阴极发光图像(图5-13)中可以看出,大部分锆石具有清晰的韵律环带结构,表现出岩浆结晶锆石的特点(吴元保等,2004),少数锆石U,Th含量较高难以分辨其内部结构。部分锆石受熔蚀作用影响,或残缺不全,部分晶体内部发育有裂隙,内有黑色包裹体。

图5-14 园岭寨钼矿区花岗质岩石锆石U-Pb谐和图

本次测试共从这些锆石中选取了20粒,进行了20个测点的分析,测试结果列于表5-3。园岭寨花岗斑岩锆石的U含量介于61×10-6~575×10-6之间,除YLZ-03-18含量较高外(575×10-6),其余均集中在61×10-6~291×10-6之间,含量稳定,变化不大。Th含量介于312×10-6~941×10-6之间,变化范围不大。锆石Th/U值在0.15~0.74之间,集中在0.20~0.41,虽然Th/U值较典型岩浆锆石Th/U值特征值小(>0.5,Hoskin et al.,2003),但依然可以指示其岩浆成因(吴元保等,2004)。在谐和图中除测点YLZ-03-15离群外,其余组成密集的一簇(图5-14),206Pb/238U年龄介于163.24±1.76 Ma~168.06±1.02 Ma(测点YLZ-03-18为120.43±1.14 Ma除外,其测点处CL图像明显发亮,由于锆石内的微裂隙或包裹体造成锆石U,Pb含量的丢失而得到异常年龄,故不参与计算),加权平均年龄为165.49±0.59 Ma(MSWD=1.4,n=19),可代表岩浆的最终结晶年龄。锆石YLZ-03-15可以参加加权平均年龄计算,其锆石韵律环带结构清晰,年龄值和加权平均年龄相似,可能与207Pb的丰度低,难以测准有关,或可能和微量普通铅的存在有关。

表5-3 园岭寨地区花岗岩体LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb分析结果

续表

续表

5.霏细斑岩

测年样品(样品号HYLZ-10)取自东经115 °19′24″,北纬25 °10′54″处,风化后为灰白色,少斑结构,基质为霏细结构,块状构造。样品挑选出锆石45颗,锆石粒度不大,且大小不一,变化较大,长轴介于50~200 μm之间,晶形或残缺不全或较完整,主要呈短柱状,长宽比介于1.5∶1~2.5∶1之间,其次为浑圆状。由锆石阴极发光图像(图5-13)中可以看出,大部分锆石具有清晰的韵律环带结构,表现出岩浆结晶锆石的特点(吴元保等,2004),少数锆石U,Th含量较高难以分辨其内部结构。

本次测试共进行了14个测点的分析,测试结果列于表5-3。锆石的U含量介于94×10-6~960×10-6之间,Th含量介于134×10-6~1702×10-6之间,变化范围较大。锆石Th/U值除测点HYLZ-10-12(0.25)外,其他介于0.40~0.86之间,显示为岩浆锆石的特征(Belousova et al.,2002)。锆石206Pb/238U年龄有一个较宽的变化区间(图5-14),总体上有四组年龄,其中两个主要的年龄数据密集区分别有6个和5个测点构成,206Pb/238U年龄分别介于449.9±1.6 Ma~441.5±5.6 Ma和107.3±0.9 Ma~98.6±0.4 Ma,加权平均年龄分别为445.1±3.6 Ma(MSWD=3.4,n=6)和101.5±3.6 Ma(MSWD=28,n=5),前者的锆石CL图像上韵律环带更清晰,锆石或残缺不全或呈短柱状,锆石边缘具有不明显的交代溶蚀结构(图5-13中2,6,9),可能反映其后期经历了岩浆-热事件活动的影响,从其锆石特征、岩体产出位置(发育在三排岩体内部的岩脉)判断,其可能是捕获的三排岩体的锆石;后者所测锆石粒度较大,除测点HYLZ-10-10外(锆石U,Th含量很高,图像发黑,投射光下发育有明显的裂纹,未参与加权平均年龄计算),其他锆石均呈现较亮白的图像,具有较清晰的环带,应该代表了霏细斑岩岩浆的结晶年龄。另外两颗锆石的年龄分别为1405.5±4.5 Ma和724.1±8.0 Ma,后者在锆石投射光上显示有暗色包体,可能测点打到包体位置上,造成U,Pb含量的丢失而得到异常年龄值;前者为一颗破碎的不完整锆石,CL图像未显示明显的韵律环带,其可能来自本区元古界寻乌岩组的碎屑锆石,应该代表了本区基底源区的年龄信息。

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