闽西南基性岩脉中捕获锆石SIMS U-Pb年龄及Hf、O同位素特征

引用本文

张文慧, 王翠芝, 李晓敏, 刘文元. 闽西南基性岩脉中捕获锆石SIMS U-Pb年龄及Hf、O同位素特征[J]. 地球科学进展, 2016, 31(3): 320-334.
Zhang Wenhui, Wang Cuizhi, Li Xiaomin, Liu Wenyuan. .Zircon SIMS U-Pb Age, Hf and O Isotopes of Mafic Dikes, Southwest Fujian Province[J]. Advanced Earth Science, 2016, 31(3): 320-334. 复制到剪切板

Doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2016.03.0320.
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闽西南基性岩脉中捕获锆石SIMS U-Pb年龄及Hf、O同位素特征

张文慧, 王翠芝, 李晓敏, 刘文元

福州大学紫金矿业学院,福建福州 350108

作者简介:张文慧(1970-),女,山东日照人,讲师,主要从事岩石地球化学方面的研究.E-mail:zhangw5@163.com

基金:国家自然科学基金项目“福建紫金山矿集区岩浆锆石Hf-O同位素及微量元素研究——寻找岩浆含矿事件指纹”(编号:41173036); 福建省自然科学基金项目“福建省紫金山铜金矿岩浆锆石Hf同位素及微量元素研究”(编号:2013J01160)资助

摘要

测定了闽西南地区5件基性岩脉的全岩主微量元素,锆石U-Pb年龄和Hf,O同位素。5件岩脉主要为辉绿岩,其全岩SiO₂含量为45%~53%,稀土元素显示轻稀土富集的右倾配分模式。基性岩脉中大部分锆石具明显振荡环带和扇状环带,为典型岩浆结晶锆石特征。锆石U-Pb年龄(96~2 400 Ma)分布较为分散。除少量锆石年龄(96~142 Ma)可能指示岩脉形成年龄外,其余均为捕获锆石。捕获锆石年龄主要分布在4个范围:早元古代(2 467~1 796 Ma),中晚元古代—震旦纪(1 343~647 Ma),志留纪—晚三叠世(427~225 Ma),晚侏罗世(159~140 Ma)。Hf-O同位素显示早元古代锆石来源于接近球粒陨石均一储库的地幔。中晚元古代以后年龄的锆石其Hf-O同位素均具有亏损地幔岩浆与地壳组分混合的特征;志留纪—晚侏罗世锆石主要来源于S型壳源花岗岩的重熔;早白垩世晚期的锆石ε_Hf( t) 值与δ¹⁸O值清晰地显示出亏损地幔与地壳岩浆混合的趋势。闽西南基性岩脉中锆石的二阶段Hf亏损地幔模式年龄(T_DM2)峰值主要分布在1.6~1.9 Ga,说明早元古代晚期幔源岩浆作用形成的基性岩地壳可能是形成后期花岗岩的主要源区。

关键词: SIMS锆石U-Pb测年; Hf-O同位素; 基性岩脉; 闽西南

中图分类号:P588.12⁺4 文献标志码:A 文章编号:1001-8166(2016)03-0320-15

Zircon SIMS U-Pb Age, Hf and O Isotopes of Mafic Dikes, Southwest Fujian Province

Zhang Wenhui, Wang Cuizhi, Li Xiaomin, Liu Wenyuan

College of Zijin Mining, Fuzhou University, Fuzhou 350108,China

First author:Zhang Wenhui (1970-), female, Rizhao City, Shandong Province, Lecturer. Research area include petro geochemistry.E-mail:zhangw5@163.com

Fund:Project supported by the National Natural Science Foundation of China “Unraveling the mineralisation event signature in the Zijianshan area, Fujian Province, Hf-O isotope and trace element study of Magmatic Zircons in the Mesozoic Granitoid Rocks” (No.41173036); The Natural Science Foundation of Fujian Province “Hf isotope and trace element study of Magmatic Zircons in the Zijianshan mine, Fujian Province” (No.2013J01160)

Abstract

The study in this paper determined whole rock major and trace elements, zircon U-Pb age and Hf, O isotopes of 5 mafic dikes in the southwestern Fujian province. The 5 dikes are mainly diabase and the whole rock SiO₂ content are between 45%~53%. Most zircons of the mafic dikes display obvious oscillatory zoning and fan-shaped zoning, and have the typical magmatic zircon crystallization characteristics. Zircon U-Pb age is dispersed with 96~2 400 Ma range. In addition to the minimum age (96~142 Ma) which might be the age of the formation of dikes, the remaining are captured zircon. The captured zircon age was mainly distributed in 4 groups: Early Proterozoic (2 467~1 796 Ma); Middle and late Proterozoic (1 343~647 Ma); Silurian to late Triassic Epoch (427~225 Ma); and Late Jurassic (159~140 Ma). Hf-O isotope shows that the early Proterozoic zircon was derived from the mantle of the homogeneous chondrite reservoir, and the others show magmatic mixing characteristics between depleted mantle and crust. Zircon’s ε_Hf( t) and δ¹⁸O of the early Late Cretaceous clearly show the mixing trend of depleted mantle and crustal magma. The peak of zircon Hf two-stage depleted mantle model age T_DM2 was mainly distributed in the 1.6~1.9 Ga. The Early Proterozoic mafic crust might be the main source for latter granite.

Keyword: SIMS zircon U-Pb age; Hf-O isotopes; Mafic dikes; Southwestern Fujian.

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闽西南地区位于南岭成矿带东段与东南沿海岩浆岩带的衔接处, 是中生代太平洋板块与欧亚板块相互作用的重要地区。区内中生代岩浆活动强烈, 但以花岗岩类为主。花岗质岩石的地球化学特征通常受到源岩性质、岩浆的形成和演化等多种因素的影响, 没有明确的构造环境指示意义, 而幔源基性岩浆的地球化学组成则能够较好地反映地幔组成、热结构及其构造背景^[1]。基性岩脉是起源于地幔的基性岩浆充填于先存破裂或区域性节理形成的, 是深部热动力作用在地表的重要表现形式^[2]。闽西南地区基性岩脉分布较少, 且基性岩脉在成岩后普遍受到了后期蚀变作用的影响。对基性岩传统的全岩主微量及Sr, Nd同位素的研究, 得到的是现今岩浆成分的一个平均值。如果一个岩石由多种组份构成, 则全岩的同位素分析结果是不能对岩浆多源区性质及混合等特征进行分辨的, 而且岩浆演化及后期蚀变作用过程会改变其原始岩浆的地球化学组成。近年来研究显示, 通过识别不同成因锆石的同位素特征可以认识它的演化^[3]。近年来迅速发展起来的锆石原位Hf-O同位素分析可以避开岩浆后期演化及蚀变的影响, 能够深入探寻岩浆源区特征及深部演化过程。基于此, 我们采集了闽西南地区几个代表性区域的基性岩脉, 对其中所含的锆石进行了详细的 U-Pb 定年和Hf-O 同位素测试。结果显示, 几件基性岩脉样品中均含有数量较多且不同时期的捕获锆石, 为我们研究闽西南地区的岩浆期次及岩浆源区演化特征提供了线索。同时, 也显示出该地区基性岩脉成因的复杂性, 岩脉全岩的地球化学性质可能受到岩浆多源区混合特征的影响, 已经不能准确反映岩脉形成时的源区特征和演化过程。

1 地质背景

福建省岩浆岩广泛发育。自元古代开始 (可能有太古代), 地壳演化各主要阶段均有岩浆活动。岩石类型齐全, 以酸性和中酸性岩类占绝对优势。闽西南坳陷带位于福建西南部(图1), 北以宁化— 南平一线与闽西北隆起带相接, 东以政和— 大埔断裂带与闽东火山断陷带相邻, 往西南延入广东省。闽西南坳陷带是叠加在加里东褶皱基础上发展起来的, 主要由晚古生代— 三叠纪地层组成, 褶皱、断裂均很发育, 并有华力西— 印支期花岗岩侵入。基底出露震旦系和下古生界浅变质岩, 属复理石沉积。

闽西南地区是华南金、银、铜、铁、钼金属成矿带的重要组成部分, 区内矿产资源丰富。著名的紫金山铜金矿、马坑铁矿等分布其中, 前者是中国东部环太平洋斑岩铜矿带的4个主要斑岩铜(金)矿之一^[5]。这些矿床的成矿物质来源与幔源物质存在着一定联系。尽管这一地区中生代花岗岩广泛分布, 但仅通过花岗岩的野外地质、岩相学、元素和Sr-Nd 同位素地球化学证据, 在许多情况下还难以对幔源岩浆是否参与花岗岩的形成提供明确的约束^[3], 幔源岩浆的源区性质以及对成矿的影响还存在许多未知的问题。本文采集了紫金山铜金矿附近悦洋 (YY-1)、四坊 (SF-5) 2件样品, 马坑铁矿 (MK-1) 以及位于两矿区之间(SH-1和SH-2)的2件样品, 共计5件基性岩脉作为研究对象。这些基性脉体主要为辉绿岩, 产状较陡, 侵入到晚侏罗世或早白垩世花岗岩中(图1)。脉体未发生变质或变形, 保持了形成时的应力状态。5件基性岩脉样品详细的岩性描述见表1, 部分样品的镜下照片如图2所示。

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	图1 闽西南地区地质简图及基性岩脉采样位置^[4]Fig.1 Geological sketch map of southwestern Fujian and mafic dikes’ sampling positions^[4]

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	图2 闽西基性岩脉岩相学特征 Act.阳起石; Hy.紫苏辉石; Pl.斜长石Fig.2 The petrographic characteristics of mafic dikes Act.Actinolite; Hy.Hypersthene; Pl. Plagioclase

2 分析方法

主微量元素测试在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。主量元素测试采用XRF荧光测试法, 测试误差小于2%; 稀土和微量元素测试采用等离子体质谱法(ICP-MS), 测试精度优于5%。

锆石从约20 kg的样品中选出, 在无污染条件下经过传统的重液和磁法分选, 并在双目镜下手工挑选出来。本次样品挑选出的锆石数量见表1。将锆石颗粒和锆石标样(Qinghu、Plé sovice和91500)用环氧树脂粘在靶上, 抛光至锆石的内部暴露在外面以后, 在表面喷金。对锆石颗粒拍摄反射光、透射光和阴极发光(CL)图像以选择合适点位。锆石CL图像在中国地质科学院大陆构造与动力学国家重点实验室扫描电子显微镜上拍摄。锆石颗粒先进行原位O同位素分析, 然后在相同点位进行U-Pb年龄和Hf同位素测定。

表1 闽西南基性岩脉岩石学特征 Table 1 Petrological characteristics of mafic dikes

样品号	采样位置	岩性	锆石数量	样品描述
YY-1	25° 09'39.7″N, 116° 22'54.9″E	紫苏辉绿岩	800	岩脉侵入到晚侏罗世二长花岗岩中, 出露宽度约20 m。该岩石样品的结构不一致, 以辉绿结构为主(图2a, b)。长石结晶程度较高, 多呈柱状, 粒径变化范围为0.1~1 mm, 含量约占65%。辉石主要为紫苏辉石, 结晶程度与其周围所布斜长石晶体特征有关。未蚀变的辉石其含量约占15%, 蚀变后所生成的阳起石含量亦占15%左右。另可见少量的铁质分布, 约占5%
SF-5	25° 14'30.8″N, 116° 25'59.9″E	强蚀变辉绿岩	> 1 000	岩脉侵入到早白垩世晚期四坊岩体, 出露宽度3~4 m, 沿着裂隙见黄铁矿化。岩石深灰色, 块状构造。镜下呈显微晶质结构。矿物的粒径均小于0.1 mm, 其中, 石英和长石难以区分鉴别, 两者总体含量约为65%; 薄片中还可见少量铁质, 含量约为1%。岩石的裂隙十分发育, 局部呈碎裂构造, 沿着裂隙可见方解石脉、石英脉充填。表明岩石受过多期次的热液影响
SH-1	25° 06'02.4″N, 116° 28'58.2″E	辉绿岩	110	辉绿岩脉侵入到早白垩世花岗斑岩中, 出露宽度约5 m。岩石呈辉绿结构。斜长石多为半自形的柱状(图2c, d), 粒径主要为0.5~2 mm, 聚片双晶常见, 其含量约占65%; 阳起石多为他形粒状, 粒径主要在0.5~1 mm, 正中突起, 单偏光下呈浅绿色, 含量在30%, 为辉石或角闪石的次生矿物; 铁质矿物含量在5%左右。薄片中未见原生石英颗粒, 故而其原岩可能为辉长岩
SH-2	25° 25'45.3″N, 116° 45'41.3″E	辉绿岩	90	岩脉侵入到晚侏罗世石英二长岩中。岩石为辉绿结构。斜长石多为半自形的柱状颗粒, 粒径主要在1~5 mm, 聚片双晶的纹路间距较宽, 表明这些斜长石偏基性, 其含量约占70%; 阳起石多为他形粒状, 粒径为0.5~2 mm, 正中突起, 单偏光下呈浅褐色至浅绿色, 含量在20%左右, 为辉石或角闪石的次生矿物; 铁质矿物含量在10%左右。该样品与SH-1岩性较为相似, 但SH-2的原生矿物粒径较大一些, 其蚀变程度也更强, 铁质矿物含量也较高
MK-1	马坑铁矿300 m中段8号穿脉盲竖井车场附近	辉绿岩	53	岩脉侵入到晚侏罗世二长花岗岩中。岩石呈辉绿结构(图2e, f), 斜长石结晶程度较好, 呈柱状, 粒径为1~2 mm, 聚片双晶现象明显, 含量约为45%; 阳起石呈他形粒状、板状并充填于斜长石之间, 解理发育, 其含量约占45%; 白云母主要呈片状、板状, 含量约占5%; 样品内可见较多的铁质矿物, 含量约占5%, 多呈他形粒状, 为原矿物(辉石)在蚀变成阳起石过程中的伴生矿物

表1 闽西南基性岩脉岩石学特征 Table 1 Petrological characteristics of mafic dikes

2.1 SIMS锆石O同位素分析

锆石微区原位O同位素分析, 在中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室, Cameca IMS-1280型双离子源多接收器二次离子质谱仪(SIMS)上进行, 分析方法详见参考文献[6]。强度约为2 nA 的一次¹³³Cs⁺离子束通过10 kV加速电压轰击样品表面。样品表面信号采集大小约为20 μ m。垂直入射的电子枪均匀覆盖于100 μ m范围内, 以中和样品的表面电荷效应。以2个法拉第杯同时接收¹⁶O 和¹⁸O。单点测量时间约为5 min, 单组¹⁸O/¹⁶O数据内精度一般优于0.2‰ ~0.3‰ (1σ ), 标样的外部精度为0.5‰ (2SD)。分析过程中的仪器质量分馏用Penglai锆石标准^[7]进行校正, 测量的¹⁸O/¹⁶O比值通过 VSMOW值(¹⁸O/¹⁶O=0.0020052)校正后, 加上仪器质量分馏校正因子IMF即为该点的 δ ¹⁸O值:(δ ¹⁸O)_M=((¹⁸O/¹⁶O)_M/0.0020052-1)× 1000(‰ ), IMF=(δ ¹⁸O)_M(standard)-(δ ¹⁸O)_VSMOW, δ ¹⁸O_样品=(δ ¹⁸O)_M+IMF。

2.2 SIMS锆石 U-Pb定年

锆石U/Pb 定年在中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室, Cameca IMS-1280型二次离子质谱仪(SIMS)上进行, 分析方法详见参考文献[8]。用强度为10 nA的一次 $\begin{matrix} O_{2}^{-} \end{matrix}$ 离子束通过-13 kV加速电压轰击样品表面, 束斑大小约为20 μ m× 30 μ m。二次离子经60 eV的能量窗过滤, 其质量分辨率约为5 400, 用以从同量异位素干扰中分离出Pb⁺的峰值。用氧气流来增加样品室氧气的压力达到约5× 10^-6T以提高锆石中Pb⁺离子的敏感度。每个样品点分析7组数据, 测量时间约为12 min。锆石标样Plé sovice和Qinghu锆石^[9]交替测定。以长期监测标准样品获得的标准偏差1.5%(1σ )^[10]和单点测试内部精度共同传递得到样品单点误差。锆石样品的Pb/U比值利用标准锆石91500(1 065 Ma)进行校正; Th和U含量用标准锆石91500 ( Th=29 μ g/g, U=81 μ g/g)^[11]计算。普通Pb用测量的²⁰⁴Pb进行校正。单点分析的同位素比值及年龄误差均为1σ 。数据结果处理采用ISOPLOT软件^[12]。

2.3 LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素分析

锆石Hf 同位素分析在中国科学院地质与地球物理研究所多接收等离子质谱仪实验室, 配备有Geolas-193型紫外激光剥蚀系统(LA)的Neptune 型多接收电感耦合等离子体质谱仪 (MC-ICP-MS)上进行, 测试方法详见参考文献[13]。样品分析时激光剥蚀的时间为26 s, 激光剥蚀脉冲功率为100 mJ时的脉冲频率是10 Hz, 束斑大小约为60 μ m。¹⁷⁶Lu和¹⁷⁶Yb对¹⁷⁶Hf的同质异位素干扰是通过监测¹⁷⁵Lu 和¹⁷²Yb 信号强度, 采用¹⁷⁵Lu/¹⁷⁶Lu 比值(0.02655)和¹⁷⁶Yb/¹⁷²Yb比值(0.5886)^[14]进行校正。利用标准锆石91500与锆石样品交叉分析对仪器漂移进行外部监控。在测试过程中, 锆石标样Mud Tank的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值测定的平均值为0.282491± 27(2σ ), 锆石标样GJ的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值测定的平均值为0.281971± 26(2σ )。在误差范围内与文献综合的结果一致^{[9, 15]}。ε Hf值与两阶段模式年龄据参考文献[16]中方法计算, 其中(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_CHUR=0.0332, (¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_{CHUR, 0}=0.282772, (¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_DM=0.0384, (¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_DM=0.28325。f_cc, f_s, f_DM 分别为大陆地壳、样品和亏损地幔的f_Lu/Hf。t为样品形成时间, λ =1.867× 10^-11a^-1。

3 分析结果

3.1 全岩主微量元素特征

5件基性岩脉的全岩SiO₂含量为45%~53% (表2, 图3)。MgO (4.31%~7.49%)含量明显低于原始玄武岩浆成分^[17], 表明岩浆经历了不同程度的演化作用。在稀土元素蛛网图中 (图4a), 基性岩脉表现为轻稀土富集的右倾模式。样品SF-5显示轻微的Eu负异常, 与邻近紫金山铜金矿交代蚀变岩的稀土元素Eu负异常^[18]相似, 而且样品SF-5在薄片观察中蚀变作用明显, 因此其Eu异常可能是受到蚀变作用的影响; 而同样经历蚀变作用的样品SH-2远离成矿区, 其正Eu异常可能是不同成分蚀变热液反向作用的结果。样品SH-1与MK-1的Gd负异常与闽北赤门角闪辉长岩相似^[19]。在微量元素蛛网图中 (图4b), Th, U含量从富集到亏损变化幅度较大, 出现Nb, Sr, P, Ti的亏损。样品SF-5与SH-2在标准化图中表现异常 (Eu, Th, U, P的反向变化等)。

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图3 主量元素硅碱图(据参考文献[20]修改)
Pc.苦橄玄武岩; B.玄武岩; O1.玄武安山岩; O2.安山岩; O3.英安岩; R.流纹岩; S1.粗面玄武岩; S2.玄武质粗面安山岩; S3.粗面安山岩; T.粗面岩、粗面英安岩; F.副长石岩; U1.碱玄岩、碧玄岩; U2.响岩质碱玄岩; U3.碱玄质响岩; Ph.响岩; Ir.Irvine分界线, 上方为碱性, 下方为亚碱性Fig.3 Silicon vs. alkali diagram of major elements (modified after reference [20])
Pc.Picrite basalt; B.Basalt; O1.Basaltic andesite; O2.Andesite; O3.Dacite; R.Rhyolite; S1.Trachybasalt; S2.Basaltic trachyandesite; S3.Trachyandesite; T.Trachyte and trachydacite; F.Feldspathoidite; U1.Tephrite and basanite; U2.Phonolitic tephrite; U3.Tephriticphonolite; Ph.Phonolite; Ir.Irvine boundary, upper is alkali series, lower is subalkali series

表2 闽西南基性岩脉全岩主量(%)及微量(μ g/g)元素组成 Table 2 Major (%) and trace (μ g/g) elements of mafic dikes

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图4 稀土(a)微量元素(b)标准化图解
闽北赤门晚白垩世角闪辉长岩, 强不相容元素及Sr, Nd同位素显示富集岩石圈地幔源区特征^[19]; 球粒陨石及原始地幔值据参考文献[17]Fig.4 Rare earth (a) trace element (b) standardized diagram
Late Cretaceous Chimen bojite in northern Fujian, strong incompatible element and Sr, Nd isotopes show characteristics of enriched lithospheric mantle source^[19]; The chondrite meteorites and the primitive mantle after reference[17]

3.2 锆石形态

基性岩脉由于结晶程度较低, 原生岩浆锆石一般数量较少, 但部分基性岩浆在源区混合或上升过程中会捕获其他成因的锆石。这些捕获锆石不仅是我们探索基性岩浆成因的重要线索, 也为研究区域的岩浆活动及岩浆源区演化特征提供依据。本次挑选出的锆石多为无色、透明的晶体。大部分锆石呈半自形到自形晶体, 长100~300 μ m, 长宽比大多为1∶ 1~3∶ 1。CL图像显示锆石内部结构主要为振荡环带和扇状环带 (图5), 为典型的岩浆结晶锆石的特征。样品MK-1中的锆石颗粒MK-1@8及MK-1@11呈浑圆状, 无环带结构, 且具有较低的Th, U含量(表3), 锆石可能受到后期的热动力作用影响。但这些锆石的Th/U比值(0.51及0.11)仍> 0.1; 且在²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U图中表现出很好的谐和性(图5), 显示早元古代的年龄特征; 其Hf, O值也与其他早元古代年龄锆石相近(表4和表5); 说明这些锆石尽管受到后期各种地质作用影响, 其Pb/U及Hf, O同位素值可能仍保留了其形成时的特征。

3.3 锆石U/Pb年龄

样品YY-1测定的14颗锆石的U含量为112~963 μ g/g, Th含量为22~527 μ g/g, Th/U比值为0.05~0.73 (表3)。在²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U图解上, 数据显示2组年龄分布(图5, YY-1):²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值分别为 (107.0± 2.0) Ma和 (156.4± 2.3) Ma, 前一组年龄可能代表岩体的结晶年龄, 也可能为捕获锆石; 后一组年龄则应该是岩浆后期捕获的围岩锆石, 与这一地区广泛分布的晚侏罗世早期花岗岩相符合。

样品SF-5测定的14颗锆石的U含量为278~1 649 μ g/g, Th含量为64~933 μ g/g, Th/U比值为0.112~1.473 (表3)。在²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U 图解上, 数据显示的年龄较为分散 (图5, SF-5 ), 除样品SF-5@2显示97.5 Ma的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄, 其余锆石均显示震旦纪和中元古代年龄特征。

表3 闽西南基性岩脉锆石 U/Pb 年龄组成 Table 3 Zircon U/Pb age of mafic dikes

点号	含量			比值					年龄
样品	U/ (μ g/g)	Th/ (μ g/g)	Th /U	²⁰⁷Pb /²⁰⁶Pb	± σ / %	²⁰⁷Pb /²³⁵U	± σ / %	²⁰⁶Pb /²³⁸U	± σ / %	²⁰⁷Pb /²⁰⁶Pb	± σ / %	²⁰⁷Pb /²³⁵U	± σ / %	²⁰⁶Pb /²³⁸U	± σ / %
YY-1@1	276	159	0.58	0.04972	1.68	0.16857	2.26	0.0246	1.51	181.8	38.6	158.2	3.3	156.6	2.3
YY-1@2	229	132	0.58	0.04859	2.07	0.16620	2.57	0.0248	1.51	127.9	48.1	156.1	3.7	158.0	2.4
YY-1@4	963	527	0.55	0.04759	1.26	0.10962	2.12	0.0167	1.71	79.1	29.6	105.6	2.1	106.8	1.8
YY-1@5	207	150	0.72	0.05033	1.47	0.17192	2.11	0.0248	1.51	210.2	33.7	161.1	3.1	157.8	2.4
YY-1@6	459	281	0.61	0.04870	1.31	0.16328	2.00	0.0243	1.51	133.5	30.6	153.6	2.9	154.9	2.3
YY-1@7	112	78	0.69	0.05068	2.21	0.17368	2.67	0.0249	1.50	226.1	50.2	162.6	4.0	158.3	2.3
YY-1@8	479	24	0.05	0.04827	1.21	0.11145	1.95	0.0167	1.53	112.3	28.4	107.3	2.0	107.1	1.6
YY-1@9	725	258	0.36	0.04885	0.94	0.16583	1.82	0.0246	1.56	140.8	21.9	155.8	2.6	156.8	2.4
YY-1@10	365	235	0.64	0.04815	1.57	0.16460	2.19	0.0248	1.52	106.6	36.8	154.7	3.1	157.9	2.4
YY-1@11	154	70	0.45	0.04861	1.87	0.14697	2.41	0.0219	1.52	129.0	43.4	139.2	3.1	139.8	2.1
YY-1@12	238	122	0.51	0.04863	2.14	0.16062	2.62	0.0240	1.51	130.1	49.7	151.2	3.7	152.6	2.3
YY-1@13	327	22	0.07	0.04919	1.45	0.11368	2.10	0.0168	1.52	156.8	33.7	109.3	2.2	107.2	1.6
YY-1@14	880	286	0.33	0.04913	0.89	0.16355	1.76	0.0241	1.52	154.2	20.6	153.8	2.5	153.8	2.3
YY-1@15	206	138	0.67	0.04949	1.64	0.17025	2.23	0.0249	1.51	171.3	37.9	159.6	3.3	158.9	2.4
SF-5@1	338	158	0.47	0.08318	0.59	2.53884	1.62	0.2214	1.51	1 273.4	11.4	1 283.2	11.8	1 289.1	17.6
SF-5@2	476	271	0.57	0.04745	2.26	0.09974	2.72	0.0152	1.52	72.0	52.8	96.5	2.5	97.5	1.5
SF-5@3	573	64	0.11	0.07586	0.36	1.93274	1.56	0.1848	1.52	1 091.3	7.2	1 092.5	10.5	1 093.1	15.3
SF-5@4	428	630	1.47	0.07892	0.37	2.18154	1.55	0.2005	1.50	1 170.2	7.2	1 175.2	10.8	1 177.9	16.2
SF-5@5	1 148	372	0.32	0.06228	0.39	0.97977	1.55	0.1141	1.50	683.9	8.4	693.5	7.8	696.4	9.9
SF-5@6	495	102	0.21	0.07591	0.40	1.93906	1.56	0.1853	1.51	1 092.7	8.0	1 094.7	10.5	1 095.7	15.2
SF-5@7	419	243	0.58	0.08348	0.36	2.48669	1.54	0.2161	1.50	1 280.4	7.0	1 268.2	11.2	1 261.0	17.2
SF-5@9	634	351	0.55	0.15848	0.28	9.85425	1.53	0.4510	1.50	2 439.5	4.8	2 421.2	14.2	2 399.6	30.1
SF-5@10	654	262	0.40	0.07318	0.35	1.72979	1.54	0.1714	1.50	1 019.0	7.0	1 019.7	10.0	1 020.0	14.2
SF-5@11	341	146	0.43	0.07555	0.63	1.91387	1.63	0.1837	1.50	1 083.2	12.6	1 085.9	10.9	1 087.3	15.1
SF-5@12	1 487	624	0.42	0.06055	0.38	0.88177	1.75	0.1056	1.71	623.5	8.3	641.9	8.4	647.2	10.5
SF-5@13	1 649	933	0.57	0.07142	0.27	1.60534	1.53	0.1630	1.50	969.5	5.5	972.3	9.6	973.5	13.6
SF-5@14	278	162	0.58	0.06306	0.67	0.99840	1.65	0.1148	1.51	710.1	14.2	703.0	8.4	700.8	10.0
SF-5@15	1 000	795	0.79	0.07612	0.34	1.94049	1.54	0.1849	1.50	1 098.2	6.9	1 095.2	10.4	1 093.7	15.1
SH-1@1	228	306	1.34	0.04962	1.69	0.15645	2.26	0.0229	1.50	177.3	39.0	147.6	3.1	145.8	2.2
SH-1@2	242	120	0.49	0.04788	2.53	0.10078	2.95	0.0153	1.51	93.4	58.8	97.5	2.7	97.7	1.5
SH-1@3	619	341	0.55	0.04888	1.05	0.11643	1.92	0.0173	1.61	142.1	24.5	111.8	2.0	110.4	1.8
SH-1@4	483	280	0.58	0.04878	1.66	0.11753	2.30	0.0175	1.59	137.4	38.4	112.8	2.5	111.7	1.8
SH-1@5	355	236	0.67	0.05133	0.95	0.25182	1.79	0.0356	1.52	255.5	21.6	228.1	3.7	225.4	3.4
SH-1@6	325	53	0.16	0.07717	0.44	2.00244	1.57	0.1882	1.51	1 125.6	8.8	1 116.3	10.7	1 111.6	15.4
SH-1@7	159	119	0.75	0.05063	2.60	0.25403	3.01	0.0364	1.51	224.0	59.1	229.8	6.2	230.4	3.4
SH-1@8	255	150	0.59	0.08330	0.36	2.50036	1.55	0.2177	1.50	1 276.2	7.1	1 272.1	11.3	1 269.7	17.3
SH-1@9	539	385	0.71	0.04970	1.49	0.16790	2.12	0.0245	1.51	181.1	34.3	157.6	3.1	156.0	2.3
SH-1@10	579	459	0.79	0.04708	2.30	0.14201	2.76	0.0219	1.53	53.4	53.9	134.8	3.5	139.5	2.1
SH-1@12	170	128	0.75	0.07336	1.32	1.74233	2.01	0.1723	1.51	1 023.9	26.5	1 024.3	13.0	1 024.5	14.3
SH-1@13	1 552	1 842	1.19	0.04793	1.21	0.15483	1.92	0.0234	1.50	95.7	28.3	146.2	2.6	149.3	2.2
SH-1@14	186	81	0.44	0.05296	1.51	0.49950	2.13	0.0684	1.50	327.3	33.9	411.4	7.2	426.5	6.2
SH-2@1	980	846	0.86	0.04647	1.73	0.10071	2.30	0.0157	1.51	22.1	41.0	97.4	2.1	100.5	1.5
SH-2@4	434	414	0.95	0.04842	1.34	0.10013	2.02	0.0150	1.51	120.0	31.3	96.9	1.9	96.0	1.4
SH-2@9	787	916	1.16	0.04995	0.78	0.17133	1.70	0.0249	1.51	192.6	18.0	160.6	2.5	158.4	2.4
SH-2@10	455	238	0.52	0.04778	1.55	0.11258	2.24	0.0171	1.61	88.5	36.4	108.3	2.3	109.2	1.7
SH-2@11	281	298	1.06	0.05047	1.32	0.17226	2.01	0.0248	1.51	216.7	30.3	161.4	3.0	157.6	2.4
SH-2@13	760	842	1.11	0.04460	2.09	0.09428	2.58	0.0153	1.51	-77.5	50.3	91.5	2.3	98.1	1.5
SH-2@14	1 034	2 087	2.02	0.04769	1.51	0.10501	2.14	0.0160	1.52	83.7	35.3	101.4	2.1	102.1	1.5
SH-2@15	397	179	0.45	0.08625	0.36	2.68155	1.54	0.2255	1.50	1 343.8	6.9	1 323.4	11.5	1 310.8	17.8
MK-1@1	729	351	0.48	0.13473	0.25	7.21785	1.52	0.3885	1.50	2 160.5	4.4	2 138.7	13.7	2 116.1	27.1
MK-1@2	416	282	0.68	0.04954	1.15	0.15034	1.90	0.0220	1.51	173.4	26.6	142.2	2.5	140.4	2.1
MK-1@3	794	413	0.52	0.15012	0.25	9.06767	1.52	0.4381	1.50	2 347.3	4.2	2 344.9	14.0	2 342.0	29.6
MK-1@4	250	189	0.76	0.12395	0.64	5.91163	1.63	0.3459	1.50	2 013.9	11.2	1 962.9	14.3	1 915.0	25.0
MK-1@5	384	173	0.45	0.05134	1.24	0.28846	1.95	0.0407	1.50	256.2	28.2	257.3	4.4	257.5	3.8
MK-1@6	100	105	1.05	0.12633	0.40	6.24081	1.55	0.3583	1.50	2 047.6	7.0	2 010.2	13.7	1 974.0	25.6
MK-1@8	80	41	0.51	0.11961	0.61	5.71955	1.63	0.3468	1.51	1 950.4	10.8	1 934.3	14.1	1 919.3	25.1
MK-1@9	683	307	0.45	0.12229	0.29	5.98532	1.53	0.3550	1.50	1 989.9	5.2	1 973.7	13.4	1 958.3	25.4
MK-1@10	620	153	0.25	0.11446	0.47	5.13954	1.57	0.3257	1.50	1 871.4	8.4	1 842.7	13.5	1 817.3	23.9
MK-1@11	14	2	0.11	0.12222	1.44	5.85915	2.08	0.3477	1.50	1 988.8	25.4	1 955.2	18.2	1 923.6	25.0
MK-1@12	736	283	0.38	0.05168	1.18	0.30197	1.91	0.0424	1.50	271.2	26.8	267.9	4.5	267.6	3.9
MK-1@13	646	916	1.42	0.16109	0.13	9.46211	1.51	0.4260	1.50	2 467.1	2.2	2 383.9	13.9	2 287.7	29.0
MK-1@14	154	119	0.77	0.10979	0.49	4.79047	1.58	0.3164	1.50	1 796.0	9.0	1 783.2	13.4	1 772.3	23.3
MK-1@15	696	393	0.56	0.13742	0.59	7.55371	1.65	0.3987	1.54	2 195.0	10.2	2 179.4	14.9	2 162.9	28.4
MK-1@16	716	112	0.16	0.12149	0.39	5.92494	1.56	0.3537	1.51	1 978.3	7.0	1 964.9	13.7	1 952.2	25.5

表3 闽西南基性岩脉锆石 U/Pb 年龄组成 Table 3 Zircon U/Pb age of mafic dikes

样品SH-1测定了13颗锆石的U/Pb年龄。锆石的U含量为159~1 552 μ g/g, Th含量为53~1 842 μ g/g, Th/U比值为0.16~1.34 (表3)。 $\begin{matrix} 在^{206} Pb /^{238} U -^{207} \end{matrix}$ Pb/²³⁵U 图解上, 数据显示中生代— 中元古代的年龄特征, 年龄分布较为分散 (图5, SH-1)。

样品SH-2完成8颗锆石的U/Pb年龄测定。锆石的U含量为281~1 034 μ g/g, Th含量为179~2 087 μ g/g, Th/U比值为0.45~2.02(表3)。除1件锆石显示1 311 Ma年龄外, 在²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U 图解上, 数据主要显示2组年龄分布 (图5, SH-2):一组²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为 (100.3± 5.7) Ma (n=4) 和一组由2个158 Ma组成的年龄值。其年龄分布与样品YY-1相似。

MK-1测定了15颗锆石的U/Pb年龄。锆石的U含量为14~794 μ g/g, Th含量为2~916 μ g/g, Th/U比值为0.11~1.42 (表3)。在²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U图解上, 大部分数据显示为早元古代的年龄特征 (图5, MK-1), 还包括一个140.4 Ma(MK-1@2)的最小年龄值和2个晚二叠世年龄值 (257.5 Ma, 267.6 Ma)。

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	图5 锆石的U-Pb年龄谱图和阴极发光(CL)图像 CL图像中白色圆代表U/Pb定年和Hf-O同位素分析的位置, 数字表示U/Pb年龄/ε _Hf(t)值/δ ¹⁸O值Fig.5 Zircon U-Pb age spectra and cathode luminescence (CL) images White circle represents the analysis location of Hf-O and U/Pb isotopes in the CL image, the digital means U/Pb age/ε _Hf(t)/δ ¹⁸O values

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	图6 基性岩脉锆石中δ ¹⁸O值正态分布图Fig.6 Normal distribution of δ ¹⁸O values in zircon

3.4 锆石O同位素组成

锆石δ ¹⁸O值 (表4) 及分布频数见图6。样品YY-1测定了35颗锆石的δ ¹⁸O值, 3颗锆石的δ ¹⁸O值为11.2~11.8, 其余为5.80‰ ~9.95‰ , 8‰ ~9‰ 有一个明显的峰值。SF-5测定的34颗锆石, 除一颗锆石的δ ¹⁸O值为11.1, 其余为5.65‰ ~9.03‰ 。SH-1测定的32颗锆石中, 除去2颗高δ ¹⁸O值锆石(10.7和12.2)和2颗低δ ¹⁸O值锆石(4.11和4.81)外, 其余为5.61‰ ~9.95‰ 。SH-2测定了22颗锆石的δ ¹⁸O值, 其值为5.79‰ ~9.37‰ 。MK-1测定了23颗锆石的δ ¹⁸O值, 除1颗锆石的δ ¹⁸O值为11.0, 其余为4.03‰ ~8.90‰ 。

表4 闽西南基性岩脉锆石O同位素组成^* Table 4 Zircon O isotopes of mafic dikes

样品	δ ¹⁸O	σ	样品	δ ¹⁸O	σ	样品	δ ¹⁸O	σ	样品	¹⁸O	σ	样品	δ ¹⁸O	σ
YY-1@1	8.24	0.30	SF-5@1	8.45	0.32	SH-1@1	6.91	0.37	SH-2@1	7.04	0.26	MK-1@1	6.15	0.27
YY-1@2	8.55	0.26	SF-5@2	7.12	0.24	SH-1@2	7.09	0.19	SH-2@4	6.66	0.27	MK-1@2	7.42	0.33
YY-1@3	8.09	0.22	SF-5@3	8.07	0.28	SH-1@3	6.71	0.29	SH-2@5	8.19	0.23	MK-1@3	6.44	0.40
YY-1@4	5.80	0.30	SF-5@4	8.67	0.35	SH-1@4	6.84	0.24	SH-2@8	6.55	0.27	MK-1@5	8.43	0.26
YY-1@5	8.06	0.23	SF-5@5	7.16	0.36	SH-1@5	9.40	0.29	SH-2@9	7.53	0.32	MK-1@6	4.69	0.29
YY-1@6	7.75	0.28	SF-5@6	7.81	0.38	SH-1@6	8.77	0.39	SH-2@10	6.38	0.30	MK-1@7	6.17	0.25
YY-1@7	7.86	0.27	SF-5@7	6.37	0.26	SH-1@7	9.95	0.21	SH-2@11	7.58	0.37	MK-1@8	6.23	0.27
YY-1@8	8.18	0.33	SF-5@8	6.41	0.28	SH-1@8	6.78	0.26	SH-2@12	5.81	0.39	MK-1@9	6.13	0.22
YY-1@9	7.82	0.28	SF-5@9	5.76	0.30	SH-1@9	8.48	0.28	SH-2@13	7.16	0.23	MK-1@10	4.42	0.36
YY-1@10	8.17	0.21	SF-5@10	6.35	0.37	SH-1@10	8.05	0.34	SH-2@14	7.37	0.35	MK-1@11	8.09	0.24
YY-1@11	8.07	0.29	SF-5@11	8.77	0.25	SH-1@11	4.81	0.26	SH-2@15	6.91	0.25	MK-1@12	7.61	0.34
YY-1@12	8.58	0.27	SF-5@12	7.62	0.41	SH-1@12	6.22	0.28	SH-2@16	9.37	0.38	MK-1@13	5.05	0.25
YY-1@13	7.99	0.33	SF-5@13	7.34	0.32	SH-1@13	6.61	0.24	SH-2@17	6.13	0.24	MK-1@14	4.92	0.39
YY-1@14	8.05	0.32	SF-5@14	8.03	0.33	SH-1@14	10.77	0.34	SH-2@18	5.79	0.39	MK-1@15	4.95	0.39
YY-1@15	8.75	0.31	SF-5@15	7.78	0.45	SH-1@16	6.54	0.38	SH-2@19	7.87	0.27	MK-1@16	6.90	0.35
YY-1@16	9.59	0.29	SF-5@16	8.63	0.27	SH-1@17	12.22	0.33	SH-2@20	6.85	0.31	MK-1@17	11.04	0.26
YY-1@17	8.96	0.34	SF-5@17	7.50	0.31	SH-1@18	7.17	0.35	SH-2@21	7.84	0.19	MK-1@18	7.89	0.33
YY-1@18	8.78	0.22	SF-5@18	7.79	0.26	SH-1@19	8.01	0.31	SH-2@22	7.78	0.22	MK-1@19	4.03	0.42
YY-1@20	8.31	0.25	SF-5@19	11.12	0.48	SH-1@20	6.79	0.20	SH-2@23	6.56	0.23	MK-1@20	8.90	0.38
YY-1@21	8.42	0.28	SF-5@20	5.65	0.19	SH-1@21	5.61	0.27	SH-2@24	8.39	0.30	MK-1@21	6.11	0.30
YY-1@22	8.33	0.25	SF-5@21	6.69	0.55	SH-1@22	6.98	0.37	SH-2@25	7.45	0.28	MK-1@22	7.94	0.14
YY-1@23	8.04	0.26	SF-5@22	6.73	0.27	SH-1@23	7.62	0.22	SH-2@26	8.19	0.29	MK-1@23	6.58	0.27
YY-1@24	11.22	0.38	SF-5@23	7.61	0.36	SH-1@24	6.90	0.31
YY-1@25	9.95	0.29	SF-5@24	8.73	0.36	SH-1@25	7.31	0.24
YY-1@26	6.57	0.26	SF-5@25	5.97	0.33	SH-1@26	4.11	0.39
YY-1@27	6.53	0.38	SF-5@26	7.45	0.49	SH-1@27	7.10	0.20
YY-1@28	7.96	0.30	SF-5@27	5.88	0.26	SH-1@28	6.94	0.24
YY-1@29	6.67	0.32	SF-5@28	8.49	0.40	SH-1@29	5.86	0.27
YY-1@30	11.81	0.37	SF-5@29	8.87	0.28	SH-1@30	9.95	0.26
YY-1@31	11.78	0.38	SF-5@30	9.03	0.26	SH-1@31	7.40	0.27
YY-1@32	9.22	0.27	SF-5@31	7.81	0.34	SH-1@32	7.80	0.31
YY-1@33	8.80	0.38	SF-5@32	8.30	0.48
YY-1@34	8.56	0.26	SF-5@33	6.93	0.27
YY-1@35	8.15	0.46	SF-5@34	6.05	0.33

* 注:氧同位素分析点号与U-Pb年龄分析点号一致

表4 闽西南基性岩脉锆石O同位素组成^* Table 4 Zircon O isotopes of mafic dikes

在年龄vs. δ ¹⁸O图中 (图7), 锆石的δ ¹⁸O值显示为3组数据:早元古代锆石δ ¹⁸O值与地幔值(5.3± 0.3)‰ ^{[21, 22]}相近, 显示幔源特征; 中元古代— 震旦纪的锆石δ ¹⁸O值主要为6‰ ~9‰ , 与古生代以后的锆石δ ¹⁸O值均位于地幔值之上, 只是后者有少数锆石显示出更高的锆石δ ¹⁸O值, 显示更多壳源的特征。

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	图7 闽西南基性岩脉锆石δ ¹⁸O值与年龄相关图锆石δ ¹⁸O地幔值范围据参考文献[21, 22]Fig.7 Zircon δ ¹⁸O vs. age diagram Mantle δ ¹⁸O value after the references [21, 22]

3.5 锆石Lu-Hf 同位素组成

锆石¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值为0.0002~0.0029, ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值为0.280798~0.282662, 以测得的锆石年龄进行计算, 初始¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hfi比值为0.280745~0.282660, ε _Hf(t)值为-16.5~+4.5 (表5)。锆石的ε _Hf(t)变化随年龄趋势线不明显(图8), 在古生代之前分布于球粒陨石均一储库(CHUR) 左右及以下(偏负值)。古生代之后锆石的ε _Hf(t)值都在CHUR以下, 且变化范围相对较小, 主要位于基性地壳演化线与亏损地幔之间; 古生代以前的捕获锆石位于亏损地幔与平均的中酸性地壳之间, 说明这一地区的下地壳形成基本都受到亏损幔源岩浆的影响。

表5 闽西南基性岩脉锆石Hf同位素组成 Table 5 Zircon Hf isotopes of mafic dikes

点号	¹⁷⁶Yb /¹⁷⁷Hf	σ	¹⁷⁶Lu /¹⁷⁷Hf	σ	¹⁷⁶Hf /¹⁷⁷Hf	σ	¹⁷⁶Hf /¹⁷⁷Hfi	ε _Hf(0)	ε _Hf(t)	T_DM /Ma	T_DM2 /Ma
YY-1@1	0.029313	0.000048	0.001240	0.000002	0.282431	0.000024	0.282427	-12.1	-8.8	1 169	1 757
YY-1@2	0.016859	0.000075	0.000694	0.000002	0.282410	0.000023	0.282408	-12.8	-9.4	1 181	1 800
YY-1@4	0.023772	0.000523	0.001131	0.000021	0.282662	0.000022	0.282660	-3.9	-1.6	839	1 269
YY-1@5	0.023173	0.000256	0.000929	0.000009	0.282251	0.000026	0.282248	-18.4	-15.1	1 411	2 156
YY-1@6	0.028977	0.000218	0.001166	0.000010	0.282460	0.000027	0.282456	-11.0	-7.8	1 126	1 694
YY-1@7	0.026285	0.000195	0.001068	0.000007	0.282368	0.000026	0.282365	-14.3	-10.9	1 252	1 896
YY-1@8	0.009108	0.000020	0.000371	0.000001	0.282423	0.000024	0.282422	-12.3	-10.0	1 154	1 800
YY-1@9	0.030484	0.000153	0.001252	0.000005	0.282440	0.000022	0.282436	-11.7	-8.4	1 157	1 737
YY-1@10	0.023534	0.000060	0.000952	0.000002	0.282419	0.000027	0.282416	-12.5	-9.1	1 177	1 782
YY-1@11	0.016220	0.000056	0.000671	0.000002	0.282471	0.000027	0.282469	-10.6	-7.6	1 096	1 675
YY-1@12	0.035373	0.000887	0.001486	0.000037	0.282432	0.000036	0.282428	-12.0	-8.8	1 175	1 759
YY-1@13	0.006900	0.000014	0.000276	0.000001	0.282512	0.000024	0.282511	-9.2	-6.9	1 028	1 601
YY-1@14	0.034108	0.000234	0.001399	0.000009	0.282410	0.000025	0.282406	-12.8	-9.6	1 204	1 807
YY-1@15	0.029994	0.000172	0.001223	0.000007	0.282379	0.000029	0.282375	-13.9	-10.5	1 242	1 872
SF-5@1	0.049195	0.000262	0.002000	0.000009	0.282034	0.000036	0.281986	-26.1	0.4	1 762	2 030
SF-5@2	0.008705	0.000198	0.000439	0.000009	0.282445	0.000033	0.282444	-11.6	-9.5	1 125	1 757
SF-5@3	0.039487	0.001062	0.001544	0.000041	0.281877	0.000037	0.281845	-31.7	-8.7	1 962	2 456
SF-5@4	0.015149	0.000116	0.000573	0.000003	0.281662	0.000034	0.281649	-39.3	-13.8	2 205	2 836
SF-5@5	0.033856	0.000062	0.001315	0.000003	0.282462	0.000033	0.282445	-11.0	3.8	1 127	1 376
SF-5@6	0.036974	0.002080	0.001375	0.000079	0.282042	0.000029	0.282014	-25.8	-2.7	1 721	2 083
SF-5@7	0.010943	0.000183	0.000488	0.000008	0.282099	0.000032	0.282088	-23.8	4.2	1 603	1 801
SF-5@9	0.022590	0.000453	0.000926	0.000016	0.281332	0.000043	0.281289	-50.9	2.2	2 676	2 817
SF-5@10	0.024615	0.000069	0.000993	0.000003	0.281716	0.000037	0.281697	-37.3	-15.5	2 155	2 827
SF-5@11	0.008459	0.000223	0.000291	0.000008	0.281939	0.000033	0.281933	-29.5	-5.7	1 814	2 267
SF-5@12	0.018547	0.000158	0.000742	0.000007	0.282350	0.000034	0.282341	-14.9	-1.0	1 267	1 640
SF-5@13	0.023679	0.000157	0.000927	0.000006	0.281923	0.000038	0.281906	-30.0	-9.1	1 866	2 396
SF-5@14	0.042394	0.001331	0.001618	0.000049	0.282484	0.000035	0.282463	-10.2	4.5	1 105	1 334
SH-1@1	0.052407	0.002978	0.002301	0.000127	0.282361	0.000039	0.282355	-14.5	-11.6	1 304	1 926
SH-1@2	0.018414	0.000203	0.000865	0.000009	0.282538	0.000034	0.282536	-8.3	-6.2	1 008	1 551
SH-1@3	0.033331	0.001058	0.001610	0.000044	0.282583	0.000035	0.282580	-6.7	-4.4	963	1 446
SH-1@4	0.043479	0.000187	0.001996	0.000008	0.282534	0.000034	0.282530	-8.4	-6.1	1 044	1 557
SH-1@5	0.030341	0.000112	0.001229	0.000004	0.282431	0.000039	0.282426	-12.1	-7.3	1 169	1 717
SH-1@6	0.015187	0.000520	0.000580	0.000020	0.281851	0.000045	0.281839	-32.6	-8.1	1 947	2 448
SH-1@7	0.020139	0.000265	0.000875	0.000011	0.282256	0.000039	0.282252	-18.2	-13.3	1 402	2 101
SH-1@8	0.020725	0.000117	0.000894	0.000006	0.281902	0.000039	0.281880	-30.8	-3.3	1 893	2 261
SH-1@13	0.062233	0.000705	0.002917	0.000041	0.282374	0.000066	0.282366	-14.1	-11.1	1 308	1 899
SH-2@1	0.019693	0.000632	0.000891	0.000026	0.282510	0.000034	0.282508	-9.3	-7.1	1 048	1 612
SH-2@4	0.018621	0.000047	0.000869	0.000003	0.282596	0.000035	0.282594	-6.2	-4.2	926	1 422
SH-2@9	0.052782	0.001405	0.002237	0.000064	0.282434	0.000037	0.282427	-12.0	-8.7	1 196	1 756
MK-1@1	0.023303	0.000200	0.000970	0.000008	0.281289	0.000033	0.281249	-52.4	-5.6	2 738	3 080
MK-1@2	0.028600	0.000413	0.001170	0.000017	0.282447	0.000031	0.282444	-11.5	-8.5	1 144	1 731
MK-1@5	0.026217	0.000259	0.001179	0.000011	0.282415	0.000030	0.282409	-12.6	-7.2	1 190	1 734
MK-1@6	0.021939	0.000109	0.000942	0.000005	0.281413	0.000034	0.281376	-48.1	-3.7	2 567	2 876
MK-1@8	0.011552	0.000108	0.000475	0.000005	0.281555	0.000034	0.281537	-43.0	-0.2	2 344	2 586
MK-1@11	0.004902	0.000077	0.000244	0.000003	0.281582	0.000037	0.281573	-42.1	2.0	2 294	2 485
MK-1@13	0.030628	0.001058	0.001131	0.000039	0.280798	0.000412	0.280745	-69.8	-16.5	3 417	3 973
MK-1@16	0.019704	0.000271	0.000852	0.000013	0.281334	0.000030	0.281302	-50.8	-7.9	2 668	3 081

注:¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hfi:锆石的Hf同位素初始值; T_DM:单阶段模式年龄; T_DM2:二阶段模式年龄

表5 闽西南基性岩脉锆石Hf同位素组成 Table 5 Zircon Hf isotopes of mafic dikes

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	图8 闽西南基性岩脉锆石年龄与ε _Hf(t)值相关图底图据参考文献[18]Fig.8 Zircon age vs. ε _Hf(t) diagram Base map after the reference [18]

4 讨论

来自幔源的基性岩浆不仅携带了岩浆源区岩石的地球化学特征, 在岩浆上升过程中还会发生岩浆混合、围岩混染以及后期的蚀变作用, 使原生幔源岩浆成分发生改变。传统的全岩同位素组分研究只能对过程的结果给出评价, 而对演化过程本身的性质较难判断。在微量元素蜘蛛图中, 全岩标准化值虽然保留了基性岩浆轻稀土富集, 重稀土亏损的基本特征, 但样品之间的元素相对变化却两两不同(图4)。由于本次研究的基性岩脉均形成于晚中生代或以后, 推测不完全是地幔源区成分差异的结果。通常, 幔源岩浆在上升过程中与壳源岩浆混合或混染地壳围岩也被用来解释微量元素之间的差异。例如, MK-1捕获了最多数量的早元古代锆石, 显示最低的δ ¹⁸O值(图6), 其不相容元素标准化值与其他均有不同(图4)。但是根据以下的观察:样品YY-1与SH-2有相似的2组锆石年龄组成, 只是2件样品的后期蚀变程度不同; SH-1与SH-2岩性较为相似(表1), 但SH-2的蚀变更为强烈; SF-5显示了与SH-1, SH-2相似的锆石ε _Hf(t)值与δ ¹⁸O值变化范围, 但SF-5为强蚀变辉绿岩(表1); 因此, 导致闽西南基性岩脉微量元素标准化值两两差异显著的原因, 可能主要是基性岩脉成岩后的蚀变作用。

得益于锆石原位同位素测试技术的发展, 我们可以利用岩浆中不同成因的锆石特征, 反演其演化过程。更为重要的是, 基性岩脉中大量捕获锆石的存在, 为研究该区域岩浆活动及岩浆源区演化提供了线索。

锆石对于U-Pb和Hf有较高的封闭温度, 且锆石中Pb/U及Lu/Hf比值极低, 是年龄测定及成因研究的理想矿物。但由于不同地幔储库的Hf同位素组成变化范围很大, 仅用Hf同位素组成有时不能有效限定地幔岩浆是否参与了花岗岩的形成。而锆石对O有非常好的封闭性, O同位素的研究在鉴别幔源岩浆在花岗岩形成过程中的作用提供了更多有效的制约^[3]。本次研究的闽西南基性岩脉在野外观察中, 均侵入到晚侏罗世或早白垩世地层。因此, 除每件样品中测得的最小年龄(96~142 Ma)锆石可能为原生锆石外, 其余均为捕获锆石。

本次测得锆石年龄可以分为5组, 各组表现出不同的Hf-O同位素特征(图9):①2 467~1 796 Ma, 为早元古代时期形成锆石, δ ¹⁸O值(4.42~8.09, 平均为5.81)与幔源岩浆结晶锆石的δ ¹⁸O 值(5.3± 0.3)‰ ^{[21, 22]}较为接近, 显示主要为地幔来源, 而锆石的ε _Hf(t)值主要分布在-7.9~+2.2, 接近于球粒陨石均一储库。说明闽西南早元古代时期地幔可能并不具亏损地幔特征。②1 343~647 Ma, 为中晚元古代— 震旦纪时期。这一时期锆石的ε _Hf(t)值(-15.5~+4.5)变化较大, δ ¹⁸O值(6.2~8.8)的变化范围则相对较小, 显示亏损地幔岩浆与地壳组分混合的特征。③427~225 Ma, 志留纪— 晚三叠世时期。较高的δ ¹⁸O值, 显示典型S型花岗岩的特征。④159~140 Ma, 晚侏罗世花岗岩, ε _Hf(t)值与δ ¹⁸O值变化范围较小, 显示源区或围岩类型相对简单。155~160 Ma也是与紫金山铜金矿成矿有关的两期中生代花岗岩中较早的一期^[23]。⑤96~112 Ma, 早白垩世晚期的锆石ε _Hf(t)值与δ ¹⁸O值清晰地显示出亏损地幔与地壳岩浆混合的趋势, 而可能不是岩石圈地幔的直接熔融^[24]。

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	图9 ε _Hf(t) vs. δ ¹⁸O图解 S型花岗岩锆石的Hf-O同位素范围根据广西印支期大容山堇青石花岗岩的数据计算获得^[3]Fig.9 ε _Hf(t) vs. δ ¹⁸O diagram Zircon Hf-O isotope value of S type granite according to data calculation of indosinian cordierite granite from Darongshan, Guangxi^[3]

1.8~1.9 Ga和0.96~1.1 Ga是华夏块体2个明显的新生地壳增长时期^[1]。闽西南基性岩脉中, 锆石Hf的二阶段亏损地幔模式年龄T_DM2的峰值主要分布在1.6~1.9 Ga(图10), 说明早元古代晚期幔源岩浆作用形成的基性岩地壳可能是后期形成花岗岩的主要源区。基性岩脉中早元古代锆石年龄的出现, 也说明早元古代晚期基性地壳对后期基性岩浆具有影响。Zhang等^{[25, 26]}通过综合地球物理资料解译华夏块体的地壳结构, 发现华夏中地壳下部(约20 km)及下地壳底部均有基性岩层(2~5 km)存在, 说明大规模幔源岩浆底侵和侵入的存在, 并对该区花岗岩的形成一定具有热源和物质参与的影响。

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	图10 Hf二阶段模式年龄分布直方图Fig.10 Hf two stage model age distribution histogram

5 结论

闽西南中生代基性岩浆在岩浆上升过程中与壳源岩浆发生混合或围岩混染作用, 捕获丰富的地壳来源锆石。不同程度的蚀变作用可能对基性岩全岩成分造成明显的影响。

闽西南基性岩脉中锆石可分为5组:① 2 467~1 796 Ma, 早元古代时期; ② 1 343~647 Ma, 中晚元古代— 震旦纪时期; ③ 427~225 Ma, 志留纪— 晚三叠世时期; ④ 159~140 Ma, 晚侏罗世时期; ⑤ 112~96 Ma, 早白垩世晚期, 可能为基性岩脉的形成时期。

Hf-O同位素显示早元古代锆石来源于接近球粒陨石均一储库的地幔。中晚元古代以后年龄的锆石其Hf-O同位素均显示亏损地幔岩浆与地壳组分混合的特征; 志留纪— 晚侏罗世锆石主要来源于S型壳源花岗岩的重熔; 早白垩世晚期的锆石ε _Hf(t)值与δ ¹⁸O值清晰地显示出亏损地幔与地壳岩浆混合的趋势。

闽西南基性岩脉中锆石Hf的二阶段亏损地幔模式年龄T_DM2的峰值主要分布在1.6~1.9 Ga, 说明早元古代晚期幔源岩浆作用形成的基性岩地壳可能是形成后期花岗岩的主要源区。

致谢:评审专家对本文提出了宝贵建议。样品在野外采集过程中得到福建紫金矿业集团股份有限公司祁进平工程师的帮助。Hf, O同位素测试与数据处理得到中国科学院地质与地球物理研究所杨岳衡工程师、凌潇潇工程师的帮助, 在此一并感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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2012

0.0

. 2012, 31(6):543-559

Buiding of the South China Block and its relevance to assembly and breakup of Rodinia supercontinent:Observations,interpretations and tests

华南陆块的形成与Rodinia超大陆聚合#cod#x02014;裂解#cod#x02014;观察、解释与检验

Li Xianhua , Li Wuxian , He Bin.

李献华, 李武显, 何斌

1. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 2. Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China

We present in this paper a comprehensive review of the major advancements of the Precambrian geological evolution of South China.Emphases are placed on the formation of the South China Block by amalgamation between the Yangtze and the Cathaysia blocks in early Neoproterozoic,rifting-related intracontinental magmatism and basin evolution in the South China in middle Neoproterozic and their relevance to the assemblage and break-up of Rodinia supercontinent.We also revisit some major issues and controversies on geological evolution and geodynamics in Neoproterozoic South China,and suggest further investigations for improving Precambrian research of South China.

本文重点回顾了近十年来华南前寒武纪地质演化的主要研究进展,特别是新元古代早期扬子-华夏块体拼合形成华南陆块、新元古代中期华南的陆内裂谷岩浆作用和盆地演化及其与Rodinia超大陆的聚合-裂解的关系,并对一些重要区域地质演化和深部动力学机制的学术争议进行评述,为进一步的研究提出建议.

... 花岗质岩石的地球化学特征通常受到源岩性质、岩浆的形成和演化等多种因素的影响,没有明确的构造环境指示意义,而幔源基性岩浆的地球化学组成则能够较好地反映地幔组成、热结构及其构造背景^[1] ...

... 1 Ga是华夏块体2个明显的新生地壳增长时期^[1] ...

2003

0.0

. 2003, 19(1):93-104 DOI:doi:10.3969/j.issn.1000-0569.2003.01.010

Early Mesozoic dike swarms of carbonatites and lamprophyres in Datong area

大同地区早中生代煌斑岩#cod#x02014;碳酸岩岩墙群

Shao Ji#cod#x02019;an , Zhang Yongbei , Zhang L#cod#x000fc;qiao

邵济安, 张永北, 张履桥

大同地区密集分布的岩墙群由基性-超基性煌斑岩和碳酸岩组成,侵入于石炭-二叠纪煤层中.与地层的接触关系和Rb-Sr、K-Ar同位素年代学数据表明岩墙群的侵位于晚三叠世.Sr、Nd同位素比值显示,碳酸岩和煌斑岩都来源于壳幔混合型岩浆源区.稳定元素比值和相容、不相容元素同等富集则表明它们是碳酸岩和硅酸盐混合的原始母岩浆液态不混熔的产物.岩墙群形成的地质条件和构造背景表明,它们是在伸展构造背景下,受到不同级别的构造控制.大同岩墙群的研究对进一步认识华北早中生代岩石圈演化有重要的意义.

... 基性岩脉是起源于地幔的基性岩浆充填于先存破裂或区域性节理形成的,是深部热动力作用在地表的重要表现形式^[2] ...

2009

0.0

. 2009, 39(7):872-887

Role of mantle-derived magma in genesis of early Yanshanian granites in the Nanling Range, South China: In situ zircon Hf-O isotopic constraints

幔源岩浆在南岭燕山早期花岗岩形成中的作用:锆石原位Hf-O同位素制约

Li Xianhua , Li Wuxian , Wang Xuance

李献华, 李武显, 王选策

... 近年来研究显示,通过识别不同成因锆石的同位素特征可以认识它的演化^[3] ...

... 尽管这一地区中生代花岗岩广泛分布,但仅通过花岗岩的野外地质、岩相学、元素和Sr-Nd 同位素地球化学证据,在许多情况下还难以对幔源岩浆是否参与花岗岩的形成提供明确的约束^[3],幔源岩浆的源区性质以及对成矿的影响还存在许多未知的问题 ...

... 而锆石对O有非常好的封闭性,O同位素的研究在鉴别幔源岩浆在花岗岩形成过程中的作用提供了更多有效的制约^[3] ...

1998

0.0

2014

0.0

. 2014, 29(2):250-264 DOI:doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2014.02.0250

Reviews of structural settings of porphyry copper deposits in China

斑岩铜矿成矿构造背景研究进展

Xiong Xin , Xu Wenyi , Jia Liqiong

熊欣, 徐文艺, 贾丽琼

Porphyry copper refers to porphyritic felsic intrusive rocks while alteration and mineralization with obvious zoning are controlled by fluid and structure. Mineralization are disseminated and of low-grade. Porphyry copper is the most important type of copper deposit, which provides nearly three-quarters of copper in the world. Most porphyry Cu deposits occur in magmatic arc settings and in collisional orogen or intraplate settings. However,it fails to give a reasonable explanation in the collisional or orogen setting. In this paper, we review recent study on porphyry copper deposit about the tectonic setting, get an understanding of the differences and similarities between Porphyry Copper Deposit of China and that abroad. We also recognize tectonic setting and its structure for explaining the formation of the Porphyry Copper Deposit from the macro aspect.

斑岩铜矿是指与具斑状结构的中酸性侵入岩伴生,蚀变与矿化受流体、构造控制且分带明显,矿石以细脉浸染状为主,低品位、大储量的铜矿床,是最重要的铜矿床类型。大地构造背景对斑岩铜矿的形成具有重要意义,经典的斑岩铜矿主要产于岛弧、陆缘弧环境。然而,近年来国内矿床学家发现,国内形成于大陆环境的斑岩铜矿与大洋板块俯冲、板块消减作用无关, 斑岩铜矿还可产于碰撞造山带,甚至是在陆内环境。相比之下,不同构造背景下形成的斑岩铜矿床含矿岩浆、成矿物质来源、矿床成因等方面存在一定差异与共性。综述了目前斑岩铜矿研究内容中的关于构造背景的一些重要观点和几个重要进展,对比了不同构造背景下形成的斑岩铜矿床的含矿岩浆、蚀变矿化、成矿流体等方面的共性与差异,以期对斑岩型矿床的成因与找矿提供一定的线索。

... 著名的紫金山铜金矿、马坑铁矿等分布其中,前者是中国东部环太平洋斑岩铜矿带的4个主要斑岩铜(金)矿之一^[5] ...

2012

0.0

... 1 SIMS锆石O同位素分析锆石微区原位O同位素分析,在中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室,Cameca IMS-1280型双离子源多接收器二次离子质谱仪(SIMS)上进行,分析方法详见参考文献[6] ...

2010

0.0

... 分析过程中的仪器质量分馏用Penglai锆石标准^[7]进行校正,测量的¹⁸O/¹⁶O比值通过 VSMOW值(¹⁸O/¹⁶O=0 ...

2009

0.0

2013

0.0

. 2013, 58(20):1 954-1 961

Qinghu zircon: A working reference for microbeam analysis of U-Pb age and Hf and O isotopes

Qinghu(清湖)锆石:一个新的U-Pb年龄和O-Hf同位素微区分析工作标样

Li Xianhua , Tang Guoqiang , Gong Bing

李献华, 唐国强, 龚冰

... sovice和Qinghu锆石^[9]交替测定 ...

... 在误差范围内与文献综合的结果一致^{[9, 15]} ...

2010

0.0

... )^[10]和单点测试内部精度共同传递得到样品单点误差 ...

1995

0.0

... g/g)^[11]计算 ...

2012

0.0

... 数据结果处理采用ISOPLOT软件^[12] ...

2006

0.0

... 3 LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素分析锆石Hf 同位素分析在中国科学院地质与地球物理研究所多接收等离子质谱仪实验室,配备有Geolas-193型紫外激光剥蚀系统(LA)的Neptune 型多接收电感耦合等离子体质谱仪 (MC-ICP-MS)上进行,测试方法详见参考文献[13] ...

2002

0.0

... 5886)^[14]进行校正 ...

2011

0.0

. 2011, 30(10):1 508-1 513 DOI:doi:10.3969/j.issn.1671-2552.2011.10.004

Zircon Hf isotope analysis by means of LA-MC-ICP-MS

锆石Hf同位素组成的LA-MC-ICP-MS测定

Geng Jianzhen , Li Huaikun , Zhang Jian

耿建珍, 李怀坤, 张健

利用多接收器等离子体质谱仪(MC-ICPMS)和193nm准分子激光器联用技术,对GJ-1、Temora、91500和Mud Tank四个标准锆石的Hf同位素组成进行测试,并通过指数方法进行同质异位素干扰校正,测得它们的176Hf/177Hf比值分别为0.282006±24(n=159,2SD)、0.282684±46(n=20,2SD)、0.282305±32(n=20,2SD)和0.282509±25(n=48,2SD)。测定结果与文献报道的值在误差范围内一致。

... 在误差范围内与文献综合的结果一致^{[9, 15]} ...

2007

0.0

. 2007, 2(23):185-220 DOI:doi:10.3969/j.issn.1000-0569.2007.02.001

Lu-Hf isotopic systematics and their applications in prtrology

Lu-Hf同位素体系及其岩石学应用

Wu Fuyuan , Li Xianhua , Zheng Yongfei

吴福元, 李献华, 郑永飞

Abstract Lu-Hf is one of the isotopic dating and geochemical tracing techniques developed very rapidly during the past years. This paper presents a comprehensive review about the history, geochemical applications in petrology and remained problems surroun

Lu-Hf是近几年来发展极为迅速的一门同位素定年和地球化学示踪技术.本文对这一同位素体系的发展历史、岩石学应用和存在的问题进行了全面的评述,对目前常见的样品溶解、质谱测定和激光剥蚀技术进行了全面介绍.虽然Lu-Hf同位素的发展历史可划分为TIMS、hot-SIMS、MC-ICPMS三个阶段,但MC-ICPMS仪器的出现,使Hf同位素发展速度明显加快.在介绍了Lu-Hf同位素的基本地球化学行为和基本原理之后,本文对这一同位素体系在岩石学上的应用作了全面的介绍,内容包括含石榴石和磷灰石岩石的同位素定年、早期大陆地壳形成与演化、不同端元地幔的性质及成因、岩浆作用过程的Hf同位素鉴别、区域地球动力学演化、变质作用过程中的Hf同位素变化等.最后对Lu的衰变常数、测定标准（JMC475溶液和固体锆石/斜锆石标准）的Hf同位素组成及Hf同位素的封闭温度等问题进行了讨论。

... Hf值与两阶段模式年龄据参考文献[16]中方法计算,其中(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_CHUR=0 ...

1995

0.0

... 49%)含量明显低于原始玄武岩浆成分^[17],表明岩浆经历了不同程度的演化作用 ...

2011

0.0

. 2011, 35(1):73-84 DOI:doi:10.3969/j.issn.1001-1552.2011.01.008

Zircon U-Pb geochronology and Hf isotopes of the neoproterozoic granites in the central of Jiangnan Uplift

江南隆起带中段新元古代花岗岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究

Zhang Feifei , Wang Yuejun , Fan Weiming

张菲菲, 王岳军, 范蔚茗

对江南隆起带中段湘东西园坑岩体和赣西九岭岩体的LA-ICPMS锆石U-Pb年代学测定和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素原位分析测试表明:西园坑岩体形成于(804±3)Ma,赣西九岭岩体的年龄为(813±4)Ma和(823±2)Ma,均为新元古代花岗岩.上述三个样品的εHf(t)的加权平均值分别为0.68±0.71,2.3±1.7和2.2±1.1,均为正值,且其中εHf(t)最大正值的模式年龄为1096 Ma.结合其较高的全岩δ18O,较靠近零的全岩εHf(t)值等地球化学特征,并通过与江南隆起带东北段的皖南许村、歙县、休宁岩体和西南段桂北三防、本洞、田朋岩体的Hf同位素组成进行对比,我们认为,湘东-赣西新元古代花岗岩的源区物质除中元古代地壳物质以外,应有一定新生地幔物质的参与.其形成机制可能受到了碰撞造山作用后的伸展垮塌的影响.

... 样品SF-5显示轻微的Eu负异常,与邻近紫金山铜金矿交代蚀变岩的稀土元素Eu负异常^[18]相似,而且样品SF-5在薄片观察中蚀变作用明显,因此其Eu异常可能是受到蚀变作用的影响 ...

2006

0.0

. 2006, :-

Chronology, Geochemistry and Geodynamic Significance of the Mafic-ultramafic Rocks in Fujian Province Since Late Mesozoic[D].Beijing:Institute of Geochemistry,

福建晚中生代以来基性#cod#x02014;超基性岩的年代学、地球化学及其地球动力学意义[D]

Zhang Guishan.

张贵山

中国东南部位于亚洲东部大陆边缘的南段，处于扬子地块、印度板块和太平洋板块的中间地区，是中生代太平洋板块与欧亚板块相互作用的活跃区域，一直是地质学家关注的地区。晚中生代古太平洋板块对欧亚大陆的俯冲作用，以及大规模的钙碱性岩浆作用，是中国东南部晚中生代重要的构造.岩浆热事件。有关构造属性转换时间及大陆动力学演化过程、岩石圈伸展与地壳拉张期次和深部地质过程等问题，已成为当前重点研究的课题。基于此，本文以福建晚中生代以来的基性脉岩、基性岩、碱性超基性岩为研究对象，运用岩石学、矿物学、元素地球化学、同位素地球化学及 K-Ar同位素... 展开中国东南部位于亚洲东部大陆边缘的南段，处于扬子地块、印度板块和太平洋板块的中间地区，是中生代太平洋板块与欧亚板块相互作用的活跃区域，一直是地质学家关注的地区。晚中生代古太平洋板块对欧亚大陆的俯冲作用，以及大规模的钙碱性岩浆作用，是中国东南部晚中生代重要的构造.岩浆热事件。有关构造属性转换时间及大陆动力学演化过程、岩石圈伸展与地壳拉张期次和深部地质过程等问题，已成为当前重点研究的课题。基于此，本文以福建晚中生代以来的基性脉岩、基性岩、碱性超基性岩为研究对象，运用岩石学、矿物学、元素地球化学、同位素地球化学及K-Ar同位素测年等研究方法，较为系统地研究了闽西碱性超基性岩、闽北角闪辉长岩、闽西及闽东南基性脉岩的地质地球化学特征，对岩石成因、源区性质、成岩时代等进行了详细的分析，并据此反演福建及中国东南部中生代以来岩石圈伸展和地壳拉张期次、岩石圈地幔属性及演化性质，探讨了中国东南部中生代以来的大陆动力学背景。本次研究中获得以下几点初步认识：　　 1、闽西柳城新生代玻基辉橄岩呈岩筒侵入的，岩石化学研究表明，玻基辉橄岩属于钠质硅不饱和碱性超基性岩；系统的微量元素研究显示，岩浆在上升侵位过程中未发生明显的地壳混染作用，微量元素、稀土元素的地球化学特征是地幔源区性质的继承，地幔源区来自HIMU型地幔端元，HIMU型地幔端元的形成与大洋俯冲脱水板片及携带的沉积物再循环相关；柳城玻基辉橄岩由低程度部分熔融形成(约2.9％)，全岩K-Ar测年为12.6±1.3Ma，为中新世，岩石产出构造背景为陆内裂谷。　　 2、系统的地质地球化学研究表明，闽北赤门角闪辉长岩为低钾(拉斑)系列，有高Al2O3，Na2O＞K2O特征，微量元素具有富集LILE、LREE，亏损HFSE特征，岩浆的地幔源区为富集型，具有EM II性质；与沿海地区辉长岩对比研究，认为赤门辉长岩株可能是中国东南部由拉张向裂谷转换的标志，全岩K-Ar测年为67.6±5.4Ma，晚白垩世末期，岩体的形成动力学背景为拉张带-初始裂谷。　　 3、闽西基性岩脉主要呈Nw向展布；对闽西基性脉岩的岩石学、矿物学和地球化学特征进行了研究，基性脉岩为亚碱性岩石系列，稀土元素、不相容元素和Sr、 Nd同位素表现出两种不同的地球化学特征，闽西存在两个不同地幔源区，即弱亏损地幔源区和富集地幔源区(类似EMII型地幔端元)，源自弱亏损地幔源区形成的基性脉岩以LILE弱富集、不出现Nb、Ta、Ti负异常和同位素Nd弱亏损及Sr弱富集为特征，源于富集地幔源区的基性脉岩，以不同程度富集 LILE、LREE、有Ta、Nb、Ti负异常和Nd、Sr同位素富集的特征，源区壳幔相互混合特征明显；闽西基性脉岩均产出于板内环境，区域构造背景为大陆拉张带；　　 4、闽东南基性岩脉主要呈NE向展布；闽东南基性脉岩强烈富集LILE、LREE、亏损HFSE，Nb、Ta、Ti负异常，表征岛弧玄武岩地球化学特征；岩浆上升侵位过程中未发生地壳混染作用；微量元素和同位素研究表明，脉岩岩浆起源于富集源区，地幔源区发生俯冲组分交代作用，地幔源区有由富集向亏损转化的趋势，闽东南基性脉岩产出构造背景为陆缘拉张裂谷带，基性脉岩形成与长乐.南澳断裂带活动有一定的联系；　　 5、福建地区基性脉岩K-Ar年龄分布范围为57.9±1.3～136.6±2.7Ma，结合福建地区发育的碱性岩、A型花岗岩和双峰式火山岩和已发表基性岩脉的年代学数据，认为福建省中生代地壳拉张期次分别为75Ma±、85Ma±、90～100Ma、110～120Ma、125Ma±和 180～165Ma，中国东南部地壳拉张作用与多金属成矿存在耦合关系；　　 6、通过对福建晚中生代以来基性脉岩、基性岩、碱性超基性岩的系统研究，表明中国东南部晚中生代以来岩石圈地幔性质发生明显的变化，总体的变化趋势是亏损地幔代替富集地幔，这种趋势与软流圈地幔上涌改造、擦拭了中生代地幔富集的特点，也与岩石圈伸展、地壳拉张关系密切；中生代岩石圈的富集可能是俯冲流体交代与俯冲板片携带地壳物质进入地幔再循环的结果。收起

... 样品SH-1与MK-1的Gd负异常与闽北赤门角闪辉长岩相似^[19] ...

1989

0.0

1998

0.0

... ^{[21, 22]}相近,显示幔源特征 ...

... ^{[21, 22]}较为接近,显示主要为地幔来源,而锆石的#cod#x003b5 ...

2005

0.0

... ^{[21, 22]}相近,显示幔源特征 ...

... ^{[21, 22]}较为接近,显示主要为地幔来源,而锆石的#cod#x003b5 ...

2013

0.0

. 2013, 34(4):437-446 DOI:doi:10.3975/cagsb.2013.04.06

The evolution series of mesozoic magmatic rocks in the Zijinshan orefield,Fujian Province

福建紫金山矿田中生代岩浆岩演化序列研究

Yu Bo , Pei Rongfu , Qiu Xiaoping

于波, 裴荣富, 邱小平

The Mesozoic magmatic activities of the Zijinshan orefield included Late Jurassic and Early Cretaceous Episodes. The first episode of magmatic activity occurred in Late Jurassic(154~149 Ma)in a compression environment, characterized by the intrusion of Zijinshan composite granite body and Caixi pluton of S-type granite. The Zijinshan composite granite body has 3 pulsations, which occurred in 154 Ma, 150 Ma and 149 Ma. Caixi pluton intrusion occurred around 150 Ma. The magmatic activity of the second episode was composed of four stages during 125~93 Ma in Early Cretaceous in a tension and mantle upwelling environment, forming a series of I-type granites and their cogenetic heterophase volcanic rocks and subvolcanic rocks and providing metallogenic material and heat. The volcanic eruption and super-hypabyssal magmatic intrusion of the first stage finds expression in the formation of dacite of the Lower Member in Shimaoshan Group and the Zijinshan subvolcanic rocks (125~118 Ma). The volcanic eruption and intrusion of the second stage are characterized by the andesite eruption of Shimaoshan Group and Sifang pluton intrusion as well as the formation of dacite porphyrite(109~103 Ma). The volcanic eruption and intrusion of the third stage are characterized by the dacite eruption as well as the porphyraceous granodioritic porphyry intrusion in Luoboling-Zijinshan together with the formation of quartz dioritic porphyrite near Longjiangting and Ermiaogou(103~100 Ma). The volcanic eruption and intrusion of the fourth stage are characterized by the intrusion of Luoboling prophyry, the eruption of rhyolite in the upper member of Shimaoshan Group and the intrusion of barren vein rocks after the ore-forming period (e.g., Dayanli granite porphyry dykes, quartz porphyry dykes in Zijinshan gold-copper ore deposit)(100~93 Ma). The Late Jurassic and the Early Cretaceous co-magmas respectively differentiated and evolved into varied facies in different areas.

福建紫金山矿田中生代岩浆活动分为晚侏罗世和早白垩世二幕, 第一幕为晚侏罗世(154~149 Ma)挤压环境下的岩浆活动, 表现为壳源S型花岗岩紫金山复式岩体与才溪岩体的侵位, 复式岩体具有154 Ma、 150 Ma及149 Ma三次脉动; 才溪岩体侵位时代约150 Ma。第二幕发生于早白垩世(125~93 Ma)构造拉张、地幔上涌的环境, 岩浆活动共4期, 形成一套I型花岗岩及共源异相的火山岩、次火山岩, 为成矿提供了物源和热源。其中第1期为早白垩世火山喷发与岩浆超浅层就位, 形成石帽山群下段的英安岩及紫金山次火山岩(125~118 Ma); 第2期表现为石帽山群下段安山岩喷发与四方岩体的侵位以及英安玢岩的形成(109~ 103 Ma); 第3期表现为石帽山群下段英安岩的喷发和罗卜岭—紫金山似斑状花岗闪长(斑)岩的侵位以及龙江亭、二庙沟附近的石英闪长玢岩的形成(103~100 Ma); 第4期表现为晚期罗卜岭斑岩的侵位、石帽山群上段流纹岩的喷发和大岩里花岗斑岩岩脉、金铜矿的石英斑岩脉等成矿后期无矿脉岩的形成(100~93 Ma)。晚侏罗世、早白垩世两个岩浆系统各自形成共源岩浆异地异相分异演化的格局。

... 155~160 Ma也是与紫金山铜金矿成矿有关的两期中生代花岗岩中较早的一期^[23] ...

2015

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... ¹⁸O值清晰地显示出亏损地幔与地壳岩浆混合的趋势,而可能不是岩石圈地幔的直接熔融^[24] ...

2005

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... Zhang等^[25,26]通过综合地球物理资料解译华夏块体的地壳结构,发现华夏中地壳下部(约20 km)及下地壳底部均有基性岩层(2~5 km)存在,说明大规模幔源岩浆底侵和侵入的存在,并对该区花岗岩的形成一定具有热源和物质参与的影响 ...

2008

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