山东省沂水县雪山岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

第 34 卷 第 4 期 地 质 调 查 与 研 究 Vol.34 No.42011 年 12 月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Dec. 2011山 东 省 沂 水 县 雪 山 岩 体 锆 石 SHRIMPU-Pb 年 龄 及 其 地 质 意 义李 洪 奎 , 杨 永 波 , 耿( 山 东 省 地 质 科 学 实 验 研 究 院 山 东 省 金 属 矿 产 成 矿 地 质 过 程 与 资 源 利 用 重 点 实 验 室 , 山 东 济 南 250013)科摘 要 : 通 过 对 雪 山 花 岗 闪 长 岩 中 锆 石 SHRIMP U-Pb 同 位 素 年 龄 测 定 , 获 得 了 14 个 测 点 构 成 的 谐 和 线 上 交 点 年 龄 数值 为 2 491±5 Ma(MSWD=0.43), 该 年 龄 基 本 代 表 了 花 岗 闪 长 岩 的 形 成 时 间 。 从 区 域 地 质 条 件 分 析 , 将 雪 山 岩 体 的 形成 时 代 确 定 为 新 太 古 代 晚 期 。关 键 词 : SHRIMP U-Pb 年 龄 ; 雪 山 岩 体 ; 形 成 时 代 ; 沂 水 县中 图 分 类 号 :P597 + .3 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1672-4135(2011)04-0253-051 地 质 背 景雪 山 岩 体 主 体 岩 性 为 花 岗 闪 长 岩 , 以 沂 水 县 东6 km 处 的 雪 山 而 命 名 , 总 体 呈 NEE 不 规 则 状 展 布 , 与[1]大 山 岩 体 、 马 山 岩 体 共 同 构 成 片 麻 岩 - 花 岗 岩 穹 窿 ,大 地 构 造 位 置 属 沂 沭 断 裂 带 之 汞 丹 山 凸 起 ( 图 1)。中 太 古 代 沂 水 岩 群 呈 大 小 不 等 的 包 体 出 露 于 变质 变 形 侵 入 岩 中 , 区 内 变 质 深 成 侵 入 岩 分 布 广 泛 , 主要 发 育 有 太 古 宙 花 岗 岩 , 由 含 有 紫 苏 辉 石 的 石 英 闪长 岩 、 二 长 花 岗 岩 、 花 岗 闪 长 岩 和 奥 长 花 岗 岩 等 岩 石组 成 。雪 山 岩 体 见 于 沂 水 县 城 之 东 的 晏 家 铺 - 冯 家 官庄 一 线 , 南 界 位 于 南 小 尧 - 青 龙 峪 - 苇 园 - 刘 家 山一 线 , 北 侧 大 部 分 与 马 山 岩 体 南 界 接 触 , 部 分 侵 位 于沂 水 岩 群 中 。 岩 体 片 麻 理 倾 向 南 东 , 倾 角 50~70°,与 岩 体 接 触 部 分 往 往 遭 受 糜 棱 岩 化 , 并 不 同 程 度 地发 生 混 合 岩 化 。雪 山 岩 体 为 片 麻 状 紫 苏 花 岗 闪 长 岩 , 新 鲜 岩 石呈 青 灰 色 至 烟 灰 色 , 风 化 后 呈 白 色 至 灰 白 色 , 中 细 粒至 中 粒 , 肉 眼 可 见 少 量 透 辉 石 和 紫 苏 辉 石 。 镜 下 岩石 呈 花 岗 半 自 形 粒 状 结 构 , 片 麻 状 构 造 。 组 成 矿 物主 要 是 斜 长 石 、 微 斜 长 石 、 紫 苏 辉 石 、 透 辉 石 和 石 英 ,有 时 有 少 量 普 通 角 闪 石 ; 副 矿 物 有 磁 铁 矿 、 磷 灰 石 和锆 石 。据 1/5 万 沂 水 幅 地 质 报 告 , 雪 山 岩 体 的 矿 物 体 积百 分 含 量 如 表 1 1 。 其 斜 长 石 含 量 相 对 稳 定 , 微 斜 长石 、 石 英 、 黑 云 母 含 量 变 化 较 大 , 紫 苏 辉 石 含 量 不 稳定 , 说 明 岩 石 组 成 的 不 均 一 性 。2 样 品 加 工 与 测 试 方 法2.1 样 品 采 取 与 加 工样 品 采 自 大 尧 NWW 1 000 m、 北 小 尧 SW 750 m 处 的陡 坎 新 鲜 的 岩 石 中 , 矿 石 为 片 麻 状 花 岗 闪 长 岩 。 对所 取 矿 石 破 碎 到 100 目 后 进 行 粗 淘 , 再 经 过 精 淘 后 对样 品 进 行 强 磁 选 、 电 磁 选 和 重 液 分 离 , 对 重 矿 物 在 双目 镜 下 挑 选 单 颗 粒 锆 石 2 g, 并 在 双 目 显 微 镜 下 人 工精 选 出 晶 形 好 、 裂 纹 和 包 体 少 的 锆 石 送 中 国 地 质 科学 院 进 行 SHRIMP 测 年 。2.2 测 试 条 件 及 分 析 方 法本 次 研 究 的 锆 石 U-Pb 测 年 工 作 在 中 国 地 质 科 学院 离 子 探 针 中 心 的 SHRIMP-Ⅱ 型 高 分 辨 率 离 子 探 针仪 上 完 成 。 将 选 好 的 锆 石 (NXO-3) 和 标 样 (M257) 一起 粘 在 玻 璃 板 上 , 用 环 氧 树 脂 浇 铸 , 制 成 薄 片 并 抛 光[2-4]露 出 锆 石 颗 粒 , 制 成 可 供 测 试 用 的 样 品 靶 。 对 样品 靶 上 的 待 测 锆 石 进 行 透 射 光 、 反 射 光 和 阴 极 发 光显 微 照 相 ( 图 2)。 据 此 选 取 锆 石 样 品 环 带 结 构 好 、 无裂 纹 包 体 的 部 位 作 为 微 区 分 析 的 靶 位 。 在 SHRIMP-Ⅱ 型 离 子 探 针 仪 上 测 定 所 选 取 样 品 靶 位 的 U-Th-Pb收 稿 日 期 :2010-7-27基 金 项 目 : 全 国 矿 产 资 源 潜 力 评 价 : 山 东 省 矿 产 资 源 潜 力 评 价 资 助 (1212010813014-01)作 者 简 介 : 李 洪 奎 (1962-), 山 东 昌 乐 , 博 士 , 研 究 员 , 主 要 从 事 区 域 地 质 调 查 、 矿 产 资 源 勘 查 评 价 和 管 理 工 作 ,Email:lhklhk126@126.com。1山 东 省 地 质 八 队 .1/5 万 沂 水 县 等 幅 区 调 报 告 .1990

254 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷图 1 雪 山 岩 体 分 布 图Fig.1 Sketch map of the Xueshan intrusion distribution1. 第 四 系 ;2. 白 垩 系 砂 岩 ;3. 古 生 界 灰 岩 ;4. 震 旦 系 页 岩 ;5. 中 太 古 代 沂 水 岩 群 二 辉 麻 粒 岩 - 斜 长 角 闪 变 粒 岩 ;6. 新 太古 代 条 花 峪 中 粒 弱 片 麻 状 含 黑 云 二 长 花 岗 岩 ;7. 新 太 古 代 雪 山 中 粒 片 麻 状 含 紫 苏 花 岗 闪 长 岩 ;8. 新 太 古 代 马 山 中 粒片 麻 状 含 紫 苏 二 长 花 岗 岩 ;9. 新 太 古 代 老 牛 沟 中 粒 片 麻 状 奥 长 花 岗 岩 ;10. 新 太 古 代 望 府 山 条 带 状 细 粒 英 云 闪 长 质 片麻 岩 ;11. 新 太 古 代 白 马 庄 细 粒 石 英 闪 长 质 片 麻 岩 ;12. 磁 铁 石 英 岩 ;13. 地 质 界 线 ( 整 合 / 角 度 不 整 合 );14. 断 层表 1 雪 山 岩 体 实 测 矿 物 体 积 百 分 数 表 (φ B%)Table1 Volume percentage of the minerals in the Xueshan intrusion(φ B%)样 品 号斜 长 石微 斜 长 石角 闪 石石 英黑 云 母紫 苏 辉 石磁 铁 矿 + 磷 灰 石b-c451.6312.08029.516.5100.61Pm20-b1155.437.040.4621.3414.9400.79Pm20-b1347.0222.730.2022.371.895.100.68D446-b148.3019.25011.006.847.021.25D453-b152.191.64016.4321.733.883.64平 均50.9112.550.3320.1310.385.331.39

第 4 期 李 洪 奎 等 : 沂 水 县 雪 山 岩 体 锆 石 SHRIMP U-Pb 年 龄 及 其 地 质 意 义 255同 位 素 含 量 , 每 3 个 样 品 点 测 试 一 次 标 样 , 本 次 工 作共 计 测 定 样 品 靶 位 26 个 。 对 测 定 结 果 用 SHRIMP 定年 标 准 物 质 对 U-Th-Pb 同 位 素 含 量 及 年 龄 作 了 校 正 ,204普 通 铅 根 据 实 测 的 Pb 进 行 校 正 。 数 据 处 理 由 离 子探 针 中 心 工 作 人 员 协 助 完 成 。3 测 定 结 果 及 其 地 质 意 义3.1 SHRIMP 锆 石 U-Pb 同 位 素 年 龄 测 定 结 果从 雪 山 花 岗 闪 长 岩 中 分 选 出 的 锆 石 多 为 自 形 柱状 、 椭 圆 状 , 相 应 透 射 光 图 像 显 示 , 锆 石 发 育 环 带 结 构( 图 2), 属 岩 浆 结 晶 成 因 锆 石 , 但 常 见 锆 石 发 育 深 灰 色边 缘 , 构 成 核 - 幔 结 构 。 本 次 研 究 在 SHRIMP-Ⅱ 型 高分 辨 率 离 子 探 针 仪 上 共 完 成 了 26 个 锆 石 测 点 的 U-Pb同 位 素 年 龄 测 定 工 作 , 测 定 数 据 结 果 见 表 2。 由 图 3 可见 , 测 年 数 据 95% 的 平 均 值 集 中 于 2 491±5 Ma。 各 测点 皆 位 于 谐 和 线 上 ( 图 4), 其 中 所 有 谐 和 线 上 测 点 的206Pb/ 238 U 表 面 年 龄 加 权 平 均 值 为 2 473.43±45.6为 2 482.07±12.05 Ma。 而 所 有 测 点 构 成 的 不 一 致线 上 交 点 年 龄 数 值 为 2491±5 Ma(MSWD=0.43), 以 上各 年 龄 结 果 在 误 差 范 围 内 一 致 , 但 所 有 测 点 的 不 一致 线 上 交 点 年 龄 和207Pb/ 206 Pb 表 面 年 龄 加 权 平 均 年 龄计 算 过 程 的 MSWD 值 较 小 , 因 而 年 龄 计 算 结 果 更 具 代206表 性 , 因 此 , 本 文 选 取 其 中 的 Pb/ 238 207U 和 Pb/ 235 U 不一 致 线 上 交 点 年 龄 2 491±5 Ma 作 为 花 岗 闪 长 岩 的 形成 时 代 。3.2 地 质 意 义 讨 论对 于 雪 山 岩 体 的 形 成 时 代 , 一 直 存 有 不 同 的 认识 。1990 年 程 志 忠 等 在 进 行 1/5 万 沂 水 县 等 幅 区 调时 , 在 雪 山 以 南 、 米 家 官 庄 以 西 采 过 一 个 样 品 , 测 得207Ma, 相 应 所 有 测 点 的 Pb/ 206 Pb 表 面 年 龄 加 权 平 均 值1.1 3.14.12.1图 3 NX0-3 中 锆 石 表 面 年 龄 频 谱 图Fig.3 Frequency distribution diagram of the zirconsurface age in sample NXO-39.17.27.18.110.112.112.211.1图 2 雪 山 岩 体 中 锆 石 CL 图 像Fig.2 CL image of the zircons in the Xueshanintrusion图 4 雪 山 岩 体 (NXO-3) 激 光 探 针 质 谱 法 锆 石 U-Pb同 位 素 年 龄 谐 和 图Fig.4 Concordia diagram of the zircon U-Pb age inthe Xueshan intrusion (NXO-3) by laser microprobemass spectroscopy

256 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷表 2 铜 井 金 矿 区 矿 石 SHRIMP 离 子 探 针 质 谱 锆 石 U-Pb 同 位 素 年 龄 测 定 结 果Table 2 Zircon U-Pb age dating results of the ores in the Tongjing gold depositby ion microprobe mass spectroscopy点 号206Pb c(%)206Pb*w B/(μg.g -1 )UTh232Th238U206Pb/ 238 U年 龄 (Ma) 误 差207Pb/ 206 Pb年 龄 (Ma) 误 差NXO-3-1.10.04185.0474970.212 409±372 476±13NXO-3-2.10.3633.782540.672 498±422 479±23NXO-3-3.10.024741 1242930.272 574±382 491.9±5.1NXO-3-4.10.0361.41492091.452 521±402 492±13NXO-3-5.10.11123.03022330.802 505±382 481±10NXO-3-6.10.03323.07602260.312 591±392 492.9±5.9NXO-3-7.10.01448.01 2214990.422 294±472 495.5±5.4NXO-3-7.20.1638.393810.902 513±542 491±18NXO-3-8.10.0079.21932731.462 522±522 492±12NXO-3-9.11.0774.82101360.672 208±472 428±22NXO-3-10.10.05279.0693580.092 477±502 462±7.3NXO-3-11.10.09118.02872070.752 525±522 482±10NXO-3-12.10.1663.21561741.162 492±522 499±13NXO-3-12.20.19100.02461730.732 499±512 487±11点 号207Pb*/ 206 Pb*±%同 位 素 原 子 比 率207Pb*/ 235 U ±%206Pb*/ 238 U±%相 关 误 差NXO-3-1.10.162 00.7610.122.00.453 21.80.924NXO-3-2.10.162 31.4010.592.40.473 22.00.823NXO-3-3.10.163 50.3011.061.80.490 81.80.986NXO-3-4.10.163 50.8010.782.10.478 51.90.922NXO-3-5.10.162 40.6010.631.90.474 91.80.951NXO-3-6.10.163 60.3511.161.80.494 61.80.982NXO-3-7.10.163 80.329.652.50.427 02.40.991NXO-3-7.20.163 41.1010.742.80.477 02.60.924NXO-3-8.10.163 50.7010.792.60.479 02.50.963NXO-3-9.10.157 51.308.872.80.409 02.50.888NXO-3-10.10.160 60.4310.372.50.468 02.40.985NXO-3-11.10.162 50.5910.742.50.480 02.50.972NXO-3-12.10.164 20.8010.682.60.472 02.50.953NXO-3-12.20.163 00.6710.642.60.474 02.50.965注 : 分 析 单 位 为 中 国 地 质 科 学 院 离 子 探 针 中 心 。 误 差 为 1σ;Pb c 和 Pb * 分 别 指 示 普 通 铅 和 放 射 成 因 铅 ; 所 有 同 位 素204比 率 已 对 测 得 的 Pb 进 行 了 校 正U-Pb 一 致 线 年 龄 为 2 479 Ma, 并 结 合 区 域 地 质 资 料 将[1]其 划 新 太 古 代 。 沈 其 韩 等 在 程 志 忠 采 样 位 置 之 南和 东 南 采 集 两 个 样 品 的 单 颗 粒 锆 石 年 龄 为 2 532 Ma和 2 531 Ma, 并 将 该 岩 体 的 形 成 时 代 划 为 新 太 古 代 。1997 年 山 东 省 地 矿 局 编 制 的 山 东 省 1/50 万 数 字 地 质图 和 2003 年 山 东 省 第 四 地 质 矿 产 勘 查 院 进 行 全 省1/20 万 区 调 总 结 编 制 的 《 山 东 省 区 域 地 质 》, 宋 明 春[5]等 认 为 其 侵 入 沂 水 岩 群 并 被 蒙 山 岩 体 和 傲 徕 山 岩体 所 侵 , 以 及 与 中 太 古 代 沂 水 岩 群 密 切 共 生 而 将 雪山 岩 体 划 为 中 太 古 代 。 近 几 年 来 , 沈 其 韩 院 士 等 对沂 水 地 区 的 早 前 寒 武 纪 侵 入 岩 主 要 岩 体 进 行 了[6~9]SHRIMP 锆 石 年 代 学 研 究 , 取 得 了 重 要 进 展 。 沈 其韩 、 赵 子 然 等 (2007) 测 得 马 山 岩 体 中 粒 紫 苏 二 长 花岗 岩 侵 位 年 龄 为 2 538±6 Ma, 雪 山 岩 体 含 紫 苏 花 岗闪 长 岩 侵 位 年 龄 为 2 532±9 Ma [7] ; 沈 其 韩 、 宋 彪 等(2004) 测 得 蔡 峪 岩 体 中 粗 粒 石 榴 紫 苏 花 岗 闪 长 岩 侵

第 4 期 李 洪 奎 等 : 沂 水 县 雪 山 岩 体 锆 石 SHRIMP U-Pb 年 龄 及 其 地 质 意 义 257位 年 龄 为 2 562±14 Ma, 大 山 二 长 花 岗 岩 侵 位 年 龄 为2 545±10 Ma [6] 而 将 沂 水 地 区 含 紫 苏 辉 石 花 岗 岩 类 和二 长 花 岗 岩 类 的 形 成 时 代 归 属 于 新 太 古 代 晚 期 。笔 者 在 研 究 南 小 尧 金 矿 时 , 利 用 LA-CPMS 法 测得 单 颗 粒 锆 石 年 龄 为 2 438±13 Ma [10] , 与 此 次 所 测得 锆 石 SHRIMP U-Pb 年 龄 2 491±5 Ma 十 分 相 近 。 由于 雪 山 岩 体 组 成 比 较 复 杂 , 内 部 岩 相 、 矿 物 组 构 、 结构 构 造 等 均 存 有 一 定 的 差 异 , 因 此 其 形 成 时 代 可 能属 于 新 太 古 代 晚 期 至 古 元 古 代 早 期 , 考 虑 其 与 马 山岩 体 、 大 山 岩 体 的 演 化 关 系 , 可 将 其 划 归 为 新 太 古 代晚 期 。4 结 论雪 山 岩 体 所 测 得 锆 石 SHRIMP U-Pb 年 龄 为 2 491±5 Ma, 结 合 前 人 所 测 2 532±9 Ma 年 龄 资 料 , 认 为 雪山 花 岗 闪 长 岩 形 成 时 代 为 新 太 古 代 晚 期 至 古 元 古 代早 期 。 从 区 域 地 质 特 征 分 析 , 可 将 其 划 归 为 新 太 古代 晚 期 。参 考 文 献 :[1] 沈 其 韩 , 沈 昆 . 山 东 沂 水 杂 岩 的 组 成 与 地 质 演 化 [M]. 北京 : 地 质 出 版 社 ,2000,1-108.[2] 宋 彪 , 张 玉 海 , 万 渝 生 , 等 . 锆 石 SHRIMP 样 品 靶 制 作 、 年龄 测 定 及 有 关 现 象 讨 论 [J]. 地 质 论 评 ,2002,5( 增 刊 ):26-30.[3] 袁 洪 林 , 吴 福 元 , 高 山 , 等 . 东 北 地 区 新 生 代 侵 入 体 的 锆石 激 光 探 针 U-Pb 年 龄 测 定 与 稀 土 元 素 成 分 分 析 [J]. 科 学通 报 ,2003,48(14):1511-1519.[4] Gunther D, Frischknecht R, Heinrich C A,etal.CaPabilitiesofanArF 193 μ m excimer laser for LAM-ICP-MS micre-analysisof geologieal materials[J].Journal of AnalyticalAtomtc Speetrometry,1997,12:939-944.[5] 宋 明 春 , 王 沛 成 . 山 东 省 区 域 地 质 [M]. 济 南 : 山 东 省 地 图 出版 社 ,2003,248-253.[6] 沈 其 韩 , 宋 彪 , 徐 惠 芬 , 等 . 山 东 沂 水 太 古 宙 蔡 峪 和 大山 岩 体 SHRIMP 锆 石 年 代 学 [J]. 地 质 论 评 ,2004,50(3):275-284.[7] 沈 其 韩 , 赵 子 然 , 宋 彪 , 等 . 山 东 沂 水 新 太 古 代 马 山 和 雪山 岩 体 的 地 质 、 岩 石 化 学 特 征 和 SHRIMP 锆 石 年 代 研 究[J]. 地 质 论 评 ,2007,53(2):180-186.[8] 陆 松 年 , 陈 志 宏 , 相 振 群 . 泰 山 世 界 地 质 公 园 古 老 侵 入 岩年 代 格 架 [M]. 北 京 : 地 质 出 版 社 ,2008,1-88.[9] 庄 育 勋 , 王 新 社 , 徐 洪 林 , 等 . 泰 山 地 区 早 前 寒 武 纪 主 要 地质 事 件 与 陆 壳 演 化 [J]. 岩 石 学 报 ,1997,13(3):313-330.[10] 李 洪 奎 , 杨 永 波 , 王 岳 林 . 沂 水 南 小 尧 金 矿 同 位 素 年代 学 特 征 及 其 地 质 意 义 [J]. 地 质 调 查 与 研 究 ,2009,33(1):1-7.Zircon SHRIMP U-Pb Age and Its Geological Significance ofthe Xueshan Intrusion in Yishui County, Shandong ProvinceLI Hong-kui, YANG Yong-bo, GENG Ke(Shandong Institute and Laboratory of Geological Sciences,Shandong Key Laboratory of MetallogenicGeological Processes and Resource Utilization of Metallic Minerals, Shandong Jinan 250013, China)Abstract:Based on the zircon SHRIMP U-Pb dating research of the granodiorite of the Xueshan intrusion in YishuiCounty of Shandong province, concordant ages of 2 491±5 Ma (MSWD=0.43) composed by 14 points is obtained.It is regarded that this age can represent the formation age of the granodiorite. According to regional geologicalcondition, it is conclued that the Xueshan intrusion is formed in the late stage of Newarchean.Keywords: SHRIMP U-Pb age; Xueshan intrusion; formation age; Yishui County