赣南大洲塘中生代高镁安山岩地球化学特征及年代学意义_刘勇.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月东 华 理 工 大 学 学 报(自 然 科 学 版)().收稿日期:基金项目:江西省技术创新引导类计划();国家自然科学基金项目();东华理工大学地质资源经济与管理研究中心开放基金项目();江西省软科学研究培育基地开放基金项目();江西省高等学校教学改革研究省级课题()作者简介:刘勇(),男,硕士,主要从事地质学研究工作。:通信作者:杨庆坤(),男,博士,副教授,主要从事区域成矿学及区域地质调查研究工作。:赣南大洲塘中生代高镁安山岩地球化学特征及年代学意义刘 勇,杨庆坤,郭福生,齐子瑞,张炜强,曾 鑫(东华理工大学 地质资源经济与管理研究中心,江西 南昌;青海民族大学 旅
2、游学院,青海 西宁;赣东学院 应用工程系,江西 抚州)摘 要:为研究赣南地区中生界石溪组中基性火山岩地球化学特征及年代学特征,揭示中国东南部中生代岩浆活动及构造演化,对赣南大洲塘石溪组的高镁安山岩开展 锆石 定年和地球化学分析。结果显示,锆石表面年龄主要集中于 个年龄区间:、,代表了 次岩浆热事件,但均不能代表高镁安山岩的形成年龄。综合前人的同层位测年结果,推测该套高镁安山岩形成于早白垩世。地球化学数据显示,该高镁安山岩为高钾钙碱性安山岩,轻稀土元素明显富集,未见、异常,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,等。元素和构造环境图解显示,高镁安山岩具有富集地幔特征,为地幔与下地壳混染作用产物,构造
3、环境属于板内伸展环境。结合高镁安山岩地球化学特征的特殊性,推测中国东部燕山期可能存在高原。关键词:地球化学特征;年代学;石溪组;高镁安山岩;赣南;大洲塘中图分类号:文献标志码:文章编号:()刘勇,杨庆坤,郭福生,等,赣南大洲塘中生代高镁安山岩地球化学特征及年代学意义 东华理工大学学报(自然科学版),():,(),():高镁安山岩是发育在岛弧或大陆弧上的安山岩母岩浆通过各种不同岩浆作用,如结晶分异、与长英质岩浆混合、地壳混染及玄武质地壳深熔等方式形成的,也有来源于地幔的原始安山岩浆,与富镁的地幔矿物相平衡,其具有高 含量或高 值,是岩浆弧重要的岩石类型。高镁安山岩由于特殊的地球化学特征,对揭示地
4、球的分异演化、洋壳与洋脊或陆壳的俯冲、拆沉、流体或熔体与地幔间的相互作用和大地构造演化历史具有非常重要的意义(,;,;,;黄华等,;李承东等,;唐 功 建 等,;李 玮 等,;刘 涛 等,)。大洲塘位于江西省赣州市北部,广泛发育中生界火把山群石溪组,第一段局部缺失,第二段发育一套角闪安山质火山角砾熔岩 角闪安山质集块熔岩的火山岩序列,底部发育一层角闪安山岩。结合前人研究,发现石溪组沿赣南火山岩带岩性存在差异性(张利民,;巫建华,;杨世文等,)。赣北石溪组岩性偏中酸性,赣南石溪组岩性偏中基性,且针对赣南地区出露的中基性火山岩研究较少。本次对石溪组底部安山岩开展了地球化学特征及年代学特征研究,并在
5、前人研究基础上分析岩石成因及构造背景,对限定赣南地区石溪组形成年代以及举证石溪组南北差异性有着重要的意义,同时为中国东部燕山期是否存在高原提供依据。地质背景图 赣南大洲塘地质简图()和大地构造位置图()()(),第四系;上白垩统塘边组;上白垩统河口组;上白垩统周田组;上白垩统茅店组;下白垩统石溪组二段;下白垩统石溪组一段;石炭系梓山组;青白口系神山组二段;青白口系神山组一段;志留纪萍塘单元粗中粒斑状黑云母二长花岗岩;志留纪老村单元中粒黑云母二长花岗岩;志留纪滩头单元细粒二云母花岗岩;志留纪竹元单元中细粒黑云母二长花岗岩;采样位置。地质概况大洲塘位于钦杭结合带南侧、华夏板块武夷地块北西缘,属武夷
6、 云开造山带中段,宁都盆地南缘。晋宁 加里东运动形成了华南地区基底褶皱,同时伴有大量的岩浆活动,大洲塘周边均有形成于该时期的花岗岩。印支、燕山运动造成强烈的断裂活动和大面积的 型花岗岩的形成,在大洲塘区域外的西南一侧出露大面积的花岗岩,东部有安山质火山岩出露。江西省地质矿产勘查开发局,银坑幅、黄石幅 万区域地质调查报告大洲塘地区主要发育新元古界、石炭系、白垩系和第四系(图)。白垩系自下而上划分为石溪组、茅店组、周田组、河口组以及塘边组。石溪组仅分布在塘背一带,北西向带状展布,不整合于花岗岩之上,出露面积仅 。本组的岩石组合特征可与赣州市宁都县白沙 塘窝一带的石溪组对比,第一段缺失严重,主要出露
7、岩性为砂质砾岩;第二段岩性主要为灰白、灰绿色角闪安山质集块熔岩、角闪安山质火山角砾熔岩、高镁安山岩等。岩相学特征大洲塘石溪组高镁安山岩整体呈浅棕灰色,主要为角闪安山岩,少量为英安质安山岩。岩石为块状构造,斑状结构(图),斑晶主要为斜长石、辉石和角闪石。其中斜长石呈板状或柱状,自形 半自形,粒径为 ,可见聚片双晶、环带构造。辉石呈粒状,他形,粒径为 。角闪石呈板状或柱状,自形 半自形,粒径为 ,大部分已经绿泥石化和绿帘石化。基质中斜长石杂乱分布,见有少量微晶角闪石及暗色矿物。样品采集及测试分析 样品采集在赣南大洲塘石溪组底部(图)采集 件高第 期刘勇等:赣南大洲塘中生代高镁安山岩地球化学特征及年
8、代学意义图 高镁安山岩正交偏光镜下照片 普通辉石;斜长石;角闪石。镁安山岩样品(、),对其中 件样品()进行锆石 定年分析,件样品(、)开展元素地球化学分析。锆石 测年分析样品的 锆石 测年分析在武汉上谱分析科技有限责任公司完成。从样品中挑选锆石,并进行制靶及阴极发光()显微照相,观察其内部结构,圈定典型区域,避开裂隙和含包裹体的区域,并对圈好的区域进行 测试。为了控制测试精度,采用 同位素质量分馏校正标样()为标样,锆石标样使用 ()作为盲样。最后将获得的数据采用 软件进行数据投图处理(,;,)。主微量元素分析样品的元素地球化学分析在武汉上谱分析科技有限责任公司完成,主量元素分析采用 射线荧
9、光光谱仪法,仪器型号为,标样选用、和,分析精度优于。含量测定按照国标 (中华人民共和国国土资源部,)执行,将备用样品用氢氟酸、硫酸分解,再加入硼酸络合溶液中的,然后将二苯胺磺酸钠作为指示剂、用基准重铬酸钾溶液滴定,计算 含量。微量元素采用 电感耦合等离子体质谱仪进行测定,标样选用、和,实验过程按照国标 (中华人民共和国国土资源部,)执行,精度和准确度一般优于。分析结果 测年结果在浅棕色高镁安山岩()中挑选了 颗锆石,锆 石 长 为 ,长 宽 比 一 般 为 。对样品进行锆石的 图像(图)分析,得出大多数锆石的生长规律,锆石大部分颜色为无色透明或者淡黄褐色,只有少数锆石呈板状或圆形,为自形晶,晶
10、体形态完整。核部具明显的振东 华 理 工 大 学 学 报(自 然 科 学 版)年图 高镁安山岩()的锆石 图像 ()荡环带,表现出岩浆锆石的特征,但有的锆石已经明显受到后期的改造,年龄可能接近锆石的结晶年龄,代表来自古老结晶基底岩石的年龄。定年结果见表。含量为 ,含量为 ,值为 。锆石的 值大于 属于岩浆成因,值小于 为变质成因(,)。本样品绝大多数锆石 值大于 ,属于岩浆成因。将 个锆石年龄数据投影到谐和图(图)上,大部分分布在谐和曲线 附近,选择谐和度较好的测试点(图)计算出加权平均年龄为()(,)。主量元素样品主量元素数据如表 所示。样品中的烧失量为 ,平均值为 ,烧失量均在 之下,表明
11、样品中的元素组成没有受到明显的蚀变;含量为 ,平均值为 ,属于中性岩浆岩;含量为 ,平均值为 ;全碱()含量为 ,平均值为 ,整体大于,呈富碱状态;里特曼指数()为,第 期刘勇等:赣南大洲塘中生代高镁安山岩地球化学特征及年代学意义书 书 书表 1 高镁安山岩 L A I C P M S 锆石 U P b 定年结果T a b l e1 Z i r co nL A-l C P MSU-P bd a t i n gr e su l t s o f t h eh i g hma g n e si u ma n d e si t e样号U/10-6T h/10-6T h/U同位素比值年龄/M a207P
12、 b/206P b1207P b/235U1206P b/238U1208P b/232T h1207P b/206P b 1207P b/235U 1206P b/238U 1208P b/232T h 1H S1011 56266.70.040.055 20.001 30.514 90.011 70.067 10.000 50.021 20.000 6420.451.8421.77.8418.73.3423.112.2H S102132176.01.330.056 10.002 40.535 30.022 00.069 20.000 80.018 90.000 5457.589.8435.
13、414.5431.25.0377.99.3H S10392124.01.340.056 30.002 90.513 80.025 60.066 50.000 70.020 20.000 5461.2113.0421.017.2414.94.5403.79.7H S1041 76948.20.030.057 70.001 10.556 30.011 80.069 30.000 70.026 00.001 2516.742.6449.17.7431.93.9518.322.9H S10521253.20.250.060 80.002 00.669 20.023 60.079 40.001 30.0
14、25 50.000 9631.570.4520.214.3492.67.6508.616.8H S10610670.70.670.069 40.002 81.217 60.047 00.126 70.001 30.038 20.001 0922.282.3808.721.5769.07.3757.919.0H S10796219.10.020.056 40.001 50.521 00.013 00.066 60.000 60.019 40.000 8477.855.6425.88.7415.53.9389.016.1H S108303226.00.740.056 80.002 00.528 4
15、0.018 20.067 30.000 60.020 10.000 4483.447.2430.812.1420.03.6401.38.5H S10991355.20.060.055 30.001 20.507 60.011 40.066 10.000 50.021 30.000 6433.450.0416.87.7412.53.2425.112.4H S110218183.00.840.066 30.001 71.167 30.028 50.127 00.001 10.038 60.000 8816.758.3785.413.4770.86.2765.115.0H S1111 025279.
16、00.270.055 30.001 30.524 90.013 70.068 20.000 80.020 20.000 4433.453.7428.49.1425.24.5403.48.3H S1123 32735.80.010.053 80.001 10.514 30.010 50.068 70.000 60.020 00.000 7364.946.3421.37.0428.33.8401.014.6H S113393204.00.520.114 40.002 44.974 80.098 90.312 80.002 50.093 00.002 01 872.238.11 815.116.91
17、 754.612.11 797.436.6H S114112170.01.510.051 30.002 40.468 30.020 60.066 80.000 90.021 40.000 5253.8112.0390.014.2416.95.3428.710.1H S115715101.00.140.053 80.001 40.581 50.017 60.078 20.001 40.020 40.000 5364.957.4465.411.3485.28.3409.09.9H S116160260.01.620.053 90.002 00.469 00.017 90.062 80.000 60
18、.019 80.000 4364.989.8390.512.3392.63.9397.27.9H S117333174.00.520.057 80.001 90.555 30.018 70.069 40.000 80.019 90.000 4520.470.4448.412.2432.44.6398.38.6H S118783188.00.240.048 20.001 60.160 60.005 50.024 20.000 20.007 60.000 2105.676.8151.34.8153.91.5153.64.7H S11931095.60.310.057 20.001 60.585 7
19、0.016 70.074 00.000 70.022 80.000 6498.263.0468.110.7460.34.4456.011.2H S12041055.00.130.054 70.001 40.507 10.012 80.067 00.000 60.021 80.000 6398.255.6416.58.6418.13.7435.511.9H S1211 12388.70.080.056 00.001 10.636 30.016 90.081 80.001 40.033 30.000 8453.846.3500.010.5506.68.1662.815.1H S122321726.
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