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Advances in Geosciences
Vol.05 No.02(2015), Article ID:15052,5 pages
10.12677/AG.2015.52004

LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating of Hornblende Syenite form Shiling Alkaline Complex, Conghua City, Guangdong Province

Hongwei Li, Xiaoming Lin, Jianhua Huang

Guangdong Geological Survey, Guangzhou Guangdong

Email: lihongw1981@126.com

Received: Mar. 18th, 2015; accepted: Apr. 2nd, 2015; published: Apr. 9th, 2015

Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

ABSTRACT

The Shiling alkaline complex in Conghua city, Guangdong province, extending from east to west, with about 9 km2 exposed area, belongs to the Fogang magmatite belt, which is one of the three nearly EW trending Tectonic and Magmatite Belt in Nanling area. It is mainly composed of hornblende syenite and sodalite syenite, is the only found alkaline intrusive rock mass in Guangdong province, and this area is an important syenite non-metallic mineral deposits in Guangdong and even Southern China. The LA-ICP-MS zircon U-Pb age of hornblende syenite from Shiling alkaline complex is 125.3 ± 3.5 Ma (MSWD = 2.6, n = 13), and it shows the emplacement age of Shiling alkaline complex belonged to the early Cretaceous. The diagenesis is closely related to the mantle upwelling in strong lithospheric extensional tectonic background in early Cretaceous. The isotopic age with high precision indicates that the time of lithospheric extension in Conghua area was early Cretaceous.

Keywords:Conghua City, Alkaline Complex, Hornblende Syenite, LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating

广东从化石岭碱性杂岩体角闪石正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

李宏卫，林小明，黄建桦

广东省地质调查院，广东 广州

Email: lihongw1981@126.com

收稿日期：2015年3月18日；录用日期：2015年4月2日；发布日期：2015年4月9日

摘 要

广东从化石岭碱性杂岩体呈东西向展布，出露面积约9 km2，属于南岭近东西向构造——岩浆岩带之佛冈岩浆岩带，岩体主要由角闪石正长岩和方钠石正长岩组成，是省内发现的唯一的碱性侵入岩体，该区也是广东乃至华南地区重要的正长岩非金属矿产地。对石岭碱性杂岩体角闪石正长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，获得其结晶年龄为125.3 ± 3.5 Ma (MSWD = 2.6, n = 13)，为早白垩世岩浆活动的产物。其成岩作用与早白垩世岩石圈强烈伸展构造背景下的地幔物质上涌密切相关。该年龄指示从化地区岩石圈发生伸展作用的时间为早白垩世。

关键词 :从化市，碱性杂岩体，角闪石正长岩，LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

1. 引言

广东从化石岭碱性杂岩体是迄今本省境内发现的唯一的碱性侵入岩体。岩体位于从化市良口镇，距广州市北东方向75 km。岩体主要由角闪石正长岩和方钠石正长岩组成，岩石本身富含碱性长石，故可作为高级陶瓷原料，目前已成为广东乃至华南著名的正长岩非金属矿床。矿床储量巨大，矿石总量达10亿吨以上。关于杂岩体的形成时代，周玲棣等(1996)获得的角闪石正长岩Ar-Ar坪年龄为127.5 ± 1.2 Ma [1] ，刘昌实等(2003)获得的方钠石正长岩Rb-Sr同位龄为144.9 ± 5.7 Ma [2] ，前者表明成岩作用发生于早白垩世，后者反映岩浆侵位时间为晚侏罗世–早白垩世，而广东省地质矿产局(1988)将其归为晚白垩世[3] 。研究表明碱性杂岩形成于岩石圈拉张构造背景，蕴含着重要的壳–幔作用信息及动力学研究价值。因此，有必要开展岩体高精度锆石U-Pb同位素年代学研究。

2. 地质概况

石岭碱性杂岩体(图1)位于北东向广州–从化深大断裂西缘，产于佛冈东西向岩浆带中。岩体呈东西向分布，长约7 km，宽为0.5~2 km，面积约9 km2，空间上呈两头大、中间小的哑铃状。岩体侵入到燕山期佛冈岩体黑云母花岗岩(γ52(3))，主体岩性为角闪石正长岩和方钠石正长岩。方钠石正长岩出露于岩体西侧，面积为1~1.5 km2，岩石呈灰白色，具半自形粒状、自形粒状、似斑状结构，块状、斑杂状构造。主要矿物组成：方钠石8%，铁黑云母5%，钙-钠角闪石8%，霓石-普通辉石<1%，条纹长石75%，不含独立相斜长石，是一种超溶线正长岩。

角闪石正长岩出露面积约4.5 km2，呈灰白色，具半自形粒状结构，块状构造。矿物组成：正长石20%，条纹长石70%，角闪石7%，黑云母2%，绿帘石少量。岩石主要由钾长石组成，其次为角闪石、黑云母等，多呈中细粒结晶，多为半自形–它形粒状(图2)。钾长石为正长石和微斜长石，正长石呈半自形–它形板状、粒状，粒径1.0~3.0 mm，发育简单双晶，部分微弱粘土化。条纹长石半自形–它形板状，粒径1.0~5.0 mm，主晶为正长石或微斜长石，可见细小的钠长石，部分微弱粘土化。

Q：第四系；γ52(3)：佛冈黑云母花岗岩；ξSod：方钠石正长岩；ξHb：角闪石正长岩

Figure 1. Sketch geological map of Shiling alkaline complex, Conghua city, Guangdong province (modified after reference [4] )

图1. 广东从化石岭碱性杂岩体地质略图(据文献[4] 修改)

Figure 2. Electron micrographs of hornblende syenite form Shiling alkaline complex (a: single polarization and b: orthogonal polarization)

图2. 石岭碱性杂岩体角闪石正长岩镜下照片(a: 单偏光；b: 正交偏光)

3. 样品采集及分析方法

采样位置位于采石场附近(GPS: E 113˚34'11''; N 23˚41'12.4'')，交通便利，具体位置如图1所示。岩性为角闪石正长岩，所采样品相对较新鲜，呈灰白色，样重约10 kg，样品编号为DD004。分析方法采用高精度单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年。

锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年首先对所采集样品进行单颗粒锆石挑选，然后进行锆石制靶和相应照片拍摄，最后锆石激光溶蚀等离子体质谱分析(LA-ICP-MS)。锆石单矿物分选在河北省区域地质矿产调查研究所进行。锆石制靶、透反射和阴极发光(CL)照相在北京锆年领航科技有限公司完成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年在合肥工业大学资源与环境工程学院开展，由ICP-MS和激光剥蚀系统联机完成。ICP-MS为美国Agilent公司生产的Agilent 7500a，激光剥蚀系统为美国生产的GeoLasPro。样品激光熔样光斑32 μm。数据处理采用ICPMSDataCal软件[5] 。U-Pb同位素定年采用标准锆石91500作外标进行同位素分馏校正。锆石标准91500的U-Th-Pb同位素比值推荐值据Wiedenbeck et al (1995) [6] 。采用标准锆石Plesovice作为监控样，该锆石的TIMS测定206Pb/238U年龄为(337.13 ± 0.37) Ma (2σ) [7] 。样品U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3 [8] 完成。使用ComPbCorr#3.18程序[9] 进行普通Pb校正。

4. 锆石U-Pb年龄

角闪石正长岩(DD004)单颗粒锆石除个别为浑圆状外，多为自形柱状或粒状，晶形较好，呈浅黄、浅玫瑰色或无色，聚形由柱面(110) (100)与锥面(111) (131)组成，锆石颗粒长轴方向大小为100~300 μm，长宽比在1~2.5之间。阴极发光图像(CL)表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构，属于岩浆结晶锆石，个别锆石核部见有继承型锆石。

本次对角闪石正长岩19颗锆石进行了原位U-Pb同位素分析(表1)。锆石206Pb/238U表面年龄为143 Ma~118 Ma，年龄跨度相对较大。由透反射及阴极发光图像可知，分析点01和05打在继承锆石上面，其同位素206Pb/238U年龄143 Ma和139 Ma表明可能有佛冈岩基岩浆锆石的残存。此外，谐和度小于90%的分析点(07, 09, 12, 18)应予以剔除。其余13个分析点锆石年龄为135 Ma~118 Ma，206Pb/238U年龄的加权平均年龄为125.3 ± 3.5 Ma (MSWD = 2.6, n = 13) (图3)。获得的锆石LA-ICP-MS年龄为125.3 ± 3.5 Ma，较低的MSWD值表明谐和年龄是可信的。该年龄解释为杂岩体角闪石正长岩的岩浆结晶年龄，杂岩体精确的成岩时代应为早白垩世中期。

众多研究资料表明，石岭杂岩体方钠石正长岩εNd(t)值为−0.15~−0.20，T2DM值为0.66~0.96 Ga [10] ，角闪石正长岩εNd(t)值为−0.66~−1.6，T2DM值为0.96~0.99 Ga [11] 。较小的钕同位素εNd(t)值和低的钕模式年龄T2DM值表明杂岩体成岩物质主要源自富集的上地幔。与Zindler等(1986) [12] 5种地幔端元组分中的

Table 1. LA-ICP-MS zircon U-Pb results of hornblende syenite form Shiling alkaline complex

表1. 石岭碱性杂岩体角闪石正长岩锆石LA-ICP-MS分析结果

(a)(b)

Figure 3. Zircon U-Pb concordia age (a) and weighted average age of zircon (b) of hornblende syenite

图3. 角闪石正长岩锆石 U-Pb谐和年龄(a)及加权平均年龄(b)

BSE地幔端元(全硅酸盐地球)最接近[2] 。据航测及深部布格重力异常资料，在佛冈–河源–丰顺一带宽约30 km、长约300 km的东西带内有两条相互平行延伸的航磁异常带[13] ，推测存在一个隐伏的东西向深断裂，且在本区地幔有明显的上隆。Zhou等[14] 和Li [15] 提出华南白垩纪以后构造样式主要受岩石圈伸展作用应力制约，在拉伸最强烈地区常出现地幔衍生或壳-幔相互作用的岩浆活动。然而，不同地区岩石圈伸展响应时间亦有所不同，如南岭东段龙南地区伸展响应时间始于中侏罗世(186.3~188.6 Ma) [16] ，全南地区为晚侏罗世(164 ± 2 Ma) [17] ，广东南昆山地区为晚侏罗世-早白垩世(147 ± 0.8 Ma) [18] ，而本区则为早白垩世中期(125.3 ± 3.5 Ma)。

5. 结论

广东从化石岭碱性杂岩体属于佛冈花岗质杂岩体的一部分，后者属于南岭近EW向构造——岩浆岩带之佛冈岩浆岩带。石岭杂岩体主要由角闪石正长岩和方钠石正长岩组成，是省内发现的唯一的碱性侵入岩体，该区也是广东乃至华南地区重要的正长岩非金属矿产地。本文对石岭碱性杂岩体角闪石正长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，获得其结晶年龄为125.3 ± 3.5 Ma (MSWD = 2.6, n = 13)，为早白垩世岩浆活动的产物。本区碱性杂岩即为早白垩世中期岩石圈伸展构造背景下的产物，因岩石圈伸展减薄作用十分强烈，所形成的方钠石正长岩–角闪石正长岩组合显著区别于其它地区碱性杂岩，A型花岗岩或碱性岩组合。该年龄指示从化地区岩石圈发生伸展作用的精确时间为早白垩世，并非前人所认为的晚侏罗世或晚白垩世。

致谢

合肥工业大学资源与环境工程学院李全忠老师、彭陆研究生在LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试及数据处理等方面提供的支持和帮助。

基金项目

中国地质调查局、中国地质环境监测院“华南地区重要地质遗迹调查(广东) (项目编码：1212011220047)”项目成果。

文章引用

李宏卫,林小明,黄建桦, (2015) 广东从化石岭碱性杂岩体角闪石正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年
LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating of Hornblende Syenite form Shiling Alkaline Complex, Conghua City, Guangdong Province. 地球科学前沿,02,27-32. doi: 10.12677/AG.2015.52004

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