粵西德慶巖體地質特征及其鋯石LAICPMS年齡

1. 引言

德慶巖體產出于廣東省肇慶市西北部德慶縣的北面，出露面積大約300平方千米，是兩廣交界處產出的重要深成巖體。前人對該巖體的研究主要體現在上世紀60年代1:20萬羅定幅區調工作上，基于巖體和圍巖的接觸關系以及巖性對比，前人將其劃分為燕山期晚侏羅世侵入體()，缺乏同位素年齡證據；之后少有項目和學者對此巖體進行詳細研究，2006年耿紅燕等人在該巖體內部取得一個同位素年齡樣，獲得LA-ICP-MS鋯石年齡為99 ± 2 Ma，遂將該巖體的侵入時代歸為白堊紀(約100 Ma)。本文研究基于2010年立項的1:5萬廣東郁南縣幅等四幅聯測區調項目，通過野外系統填圖調查，對德慶巖體西部(1:5萬郁南圖幅內)的巖性等地質特征有了進一步了解，采取了多個代表其主體巖石的樣品進行分析測試，并且獲得一個可靠的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為237.1 ± 3.4 Ma，表明德慶巖體主體巖石形成時代應為中三疊世(T2)，是印支運動期的產物。

2. 巖體地質特征

德慶巖體構造位置處于粵西斷塊區內，主要受北東向羅定–廣寧斷裂帶控制，巖體整體呈北東向展布，呈巖基產出，在郁南縣圖幅內出露面積約100 km2，巖體侵入早古生代地層(寒武系和奧陶系)，圍巖角巖化現象普遍，在巖體中常見圍巖捕擄體；巖體西部受白堊紀火山碎屑巖覆蓋，北面受白堊紀小巖株侵入(圖1)。巖體出露巖性較為單一，為中粒(含斑)黑云母二長花崗巖，主體為中粒花崗結構，局部含長石斑晶，形成似斑狀結構；主要組成礦物有石英(含量約40%)，鉀長石(含量約28%)，斜長石(含量約27%)，次要礦物為黑云母(含量3%~5%)。石英呈他形粒狀，部分石英包含有長石、角閃石、黑云母，粒徑2~5 mm；鉀長石呈半自形板狀，粒徑2~5 mm，個別大的可達6 mm，常見鉀長石與出溶雨點狀、細脈狀鈉長石構成條紋結構；斜長石呈自形–半自形板狀，粒徑1.5~4 mm，個別大的可達6 mm，小者1 mm，聚片雙晶發育，部分斜長石具凈邊結構，個別見卡巴斯–鈉長石雙晶，斜長石不同程度被絹云母、粘土、斜黝簾石及少量綠簾石交代。副礦物種類較多，主要有黃鐵礦、榍石、鋯石、綠簾石、褐簾石，次為磁鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、輝銻礦、重晶石及輝鉬礦等。

3. 樣品采集說明及分析方法

3.1. 樣品采集說明

本次研究用于鋯石U-Pb測年的樣品采自于德慶縣蓬山石場(GPS坐標為：E111?41'57.94，

1. 第四紀地層；2. 白堊紀火山碎屑巖；3. 奧陶紀碎屑巖；4. 寒武紀碎屑巖；5. 晚白堊世細粒二長花崗巖；6. 中三疊世中粒(含斑)黑云母二長花崗巖；7. 斷裂；8. 采樣位置及編號

圖1. 德慶巖體地質略圖(據1:5萬郁南縣幅實測地質圖修改)

N23?12'28.59)，巖石新鮮，巖性為灰白色中粒含斑黑云母二長花崗巖，代表德慶巖體的主體巖石，采集大樣大約重20 kg，用于主量元素、微量元素、稀土元素分析以及人工重砂挑選。

3.2. 分析方法

首先對所采集樣品進行碎樣和單顆粒鋯石挑選，然后進行鋯石制靶和相應照片拍攝，最后進行鋯石激光溶蝕等離子體質譜分析(LA-ICP-MS)。人工重砂鋯石挑選是在國土資源部長沙礦產資源監督檢測中心完成，鋯石制靶、透反射和陰極發光(CL)照相在北京鋯年領航科技有限公司完成，鋯石U-Pb年齡在南京大學內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室利用LA-ICP-MS方法測定，由ICP-MS和激光剝蝕系統聯機完成。ICP-MS為美國Agilent公司生產的Agilent 7500a，激光剝蝕系統為美國生產的GeoLasPro。樣品激光熔樣光斑25 μm。U-Pb同位素定年采用標準鋯石GJ (年齡約為600 Ma)和Mt (年齡約為732 Ma)作為標樣進行控制。數據處理采用Glitter軟件使用ComPbCorr#3.18程序進行普通Pb校正。樣品U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權重平均計算均采用Isoplot/Ex_ver3 完成。

4. 鋯石U-Pb年齡

本次測年樣品編號為da2，從樣品中選取的鋯石為淺黃色–無色透明，呈正方雙錐狀、鈕柱狀及半截錐狀自形晶體，晶體長多100~230 μm，寬多60~90 μm，長柱狀，長寬比為1.5:1~3:1，陰極發光圖像(CL)表現出典型的巖漿韻律環帶和明暗相間的條帶結構，屬于巖漿結晶鋯石(圖2)。對樣品進行了20顆鋯石20個測點，其中12個測點獲得較好的諧和度，所測鋯石點U含量范圍為272 × 10?6~1623 × 10?6，Th含量范圍為215 × 10?6~1162 × 10?6，Th/U比值多介于0.61~1.08 (詳見表1)。

12個測點獲得的鋯石表面年齡值如表1所示，206Pb/238U年齡值介于230~249 Ma，通過計算投圖，206Pb/238U年齡的加權平均年齡為237.1 ± 3.4 Ma (MSWD = 3.9，n = 12) (圖3)，該年齡解釋為德慶巖體主體巖石中粒含斑黑云母二長花崗巖的巖漿結晶年齡。

圖2. 鋯石顆粒CL圖像及打點位置

表1. 樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年結果表

(a)(b)

圖3. 鋯石U-Pb諧和年齡(a)及加權平均年齡(b)圖

5. 地質意義探討

德慶巖體產于兩廣交界處的粵西斷塊內，以往調查認為區域范圍內比較重要的巖漿活動期主要有加里東期巖漿作用(時間大致為440Ma)和燕山期巖漿作用(時間從晚侏羅世–白堊紀)，德慶巖體屬于后者的產物。本次調查獲得的德慶巖體成巖年代為237.1 ± 3.4 Ma，地質時代屬于中三疊世(T2)，表明德慶巖體主體巖石是印支期巖漿活動的產物。這一認識說明粵西區域內經歷了加里東期–印支期–燕山期多期巖漿作用。事實上，沿羅定–廣寧斷裂帶，形成了一條由那蓬巖體和德慶巖體為主體的印支期花崗巖帶，成巖時代集中在中三疊世(T2)。那蓬巖體東北部的內瀚巖體，與本文研究的德慶巖體毗鄰，其主要巖性為中細粒黑云母二長花崗巖，礦物結晶粒度較細，成巖結晶年齡為246.7 ± 7.1 Ma，較德慶巖體稍早，但同屬印支期巖漿作用的產物，年齡差異主要反映了巖漿結晶的過程是從南西往北東，德慶巖體具有更長的結晶周期，導致其巖石巖性為中粒(含斑)黑云母二長花崗巖。

它們的西北面沿連縣–郁南斷裂帶(郴州–懷集大斷裂的組成部分)疊加了燕山晚期巖漿作用，形成了以廣平巖體和杏花巖體為主體的晚燕山期深成巖體和周公頂–郁南火山活動帶，它們的巖漿侵入時代主要集中在晚侏羅世–晚白堊世，噴發時間集中在早白堊世末期(時間大約為100 Ma)。

1:5萬調查報告表明德慶巖體屬于硅過飽和，鋁過飽和的鈣堿性花崗巖類，屬于殼內改造型(S-型)花崗巖，形成于板塊間同碰撞的構造環境，表明德慶巖體的形成與云開地區印支期同碰撞造山作用有關。

6. 結論

德慶巖體是粵西主要的深成巖體，主體巖石巖性為中粒含斑黑云母二長花崗巖，屬于硅過飽和，鋁過飽和的鈣堿性花崗巖類。花崗巖體主體成巖時代為237.1 ± 3.4 Ma，屬于印支期巖漿活動的產物，形成于板塊間同碰撞的構造環境，與區域內云開地區印支期同碰撞造山作用有關。巖體北面疊加了燕山晚期巖漿侵入–噴發活動(時間大致為100 Ma)，形成小巖株和火山碎屑巖盆地。