川西新元古代蘇雄組層型剖面底部豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)rLA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義.docx

1、Vol.35No.4Dec.2015文章編號:1009-3850(2015)04-0085-07川西新元古界蘇雄組層型剖面底部豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)rLA-ICP-MS倍石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義卓皆文江新勝、2,王劍1，2,崔曉莊】，2,伍皓1，3,熊國慶陸俊澤江卓斐4(1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川成都610081；2,國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室，四川成都610081；3.中國地質(zhì)科學(xué)院研究生院，北京100037；4.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083)摘要:采用LA-ICP-MS方法，首次對四川西部新元古界蘇雄組層型剖面底部豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)r進行了錯石U-T

2、h-Pb同位素測定,獲得了兩組諧和度極高的年齡數(shù)據(jù)：805.94.4Ma(N=ll,MSWD=0.58)和849.4*6.2Ma(N=6,MSWD=0.34)。其中,805.94.4Ma代表凝灰?guī)r沉積年齡，與前人報道的蘇雄組流紋巖SHRIMP鉆石U-Pb年齡(80312Ma)高度一致，進一步約束了蘇椎組底部火山噴發(fā)的起始年代。構(gòu)造巖漿熱事件分析表明,805.94.4Ma代表了華南揚子古大陸800Ma左右的火山噴發(fā)事件;而849.46.2Ma則與Rodinia超大陸初始裂解(850Ma)的同裂谷巖漿活動相對應(yīng)。關(guān)鍵詞:蘇雄組;豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)r;錯石U-Pb年齡;新元古代;構(gòu)造巖漿熱事件中圖分類號:

3、P511.文獻標(biāo)識碼:A引言蘇雄組為揚子地塊西緣新元古代康滇裂谷盆地的充填物(圖1),集中分布于小相嶺、大相嶺、甘洛和西昌螺客山等地，主要巖性為雙峰式火山巖.的。限于測年技術(shù)的精度，以往獲得的蘇雄組年齡變化范圍較大(900-600Ma)口MF,可靠性不強。2001年，李獻華等首次采用SHRIMP錯石U-Pb定年方法對蘇雄組流紋巖進行了年齡測定，獲得了80312Ma高精度年齡值，此后未見任何新的年齡報道。近期筆者在川西甘洛地區(qū)的蘇雄組層型剖面底部采集了一個豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)r樣品(LGP-3N,N290812,E102。5138)，并獲得了兩組諧和度極高的U-Pb同位素年齡，為華南新元古代地層格架的建

4、立和Rodinia超大陸裂解過程構(gòu)造巖漿熱事件的研究提供了新的年代證據(jù)。蘇雄組的稱謂與定義一度比較混亂，曾被稱為富林雜巖、仁勇組、博洪組、阿子覺組、烏斯大橋群和小相嶺火山巖等，最后將以火山巖為主的地層統(tǒng)稱為蘇雄組，以火山碎屑巖為主的地層統(tǒng)稱為開建橋組(5-69：0而其時代也幾經(jīng)變化，最初被劃為前震旦紀(jì),之后又被劃為早震旦紀(jì)，最近又被歸入新元古代中期。蘇雄組層型剖面位于四川西部甘洛縣蘇雄，下與中元古界峨邊群角度不整合接觸.上與開建橋組斷層接觸(圖2)，是一套以酸性火山熔巖為主，夾數(shù)層基性火山巖和少it火山碎屑巖收稿日期:2014-07-09；改回日期:2014-10-28作者簡介：卓皆文(198

5、0-),男，博士，高級工程師，主要從事沉積與大地構(gòu)造研究。E-mail：zhuojiewen_1980通訊作者：江新勝(1956-),男，博士，研究員，主要從事巖相古地理研究。E-maiLcdjxinsheng資助簡介：國家自然科學(xué)基金重點項目(41030315)和中國地質(zhì)調(diào)查冠項目(12120114067901、1212011121105)聯(lián)合資助的雙峰式火山巖。在層型式面上,蘇雄組的厚度為1163m；在區(qū)域上，蘇雄組的以度從數(shù)九米到上萬米，與開建橋組在橫向上呈相互消長關(guān)系E。圖I華南新元古代裂谷次級盆地分布圖(據(jù)文獻【3修改)Fig.IDistributionmWangJian,!al.,

6、2003)1測試方法將樣品粉碎至60目以下，先用人I：成砂方法富集皓石，然后在雙目鏡卜精選錯石。將挑好的錯石顆粒粘在雙面膠E,固定在透明的環(huán)氧樹脂中，和樹脂起打磨拋光.育至露出錯石的內(nèi)部以適合LA-ICP-MS分析對拋光后的錯石進行反射光、透射光顯微照相和陰極發(fā)光(CL)圖像分析.選擇代表性的錯石顆粒和區(qū)域進行U-Th-Pb同位索分析鉆石原位微區(qū)V-Th-Pb分析在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家戒點實驗室進行，采用激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)分析法進行U-Th-Pb分析測年采用的ICP-MS為美國Agilent公司生產(chǎn)的Agilenl7500at激光剝蝕系統(tǒng)

7、為德國MicroLas公司生產(chǎn)的GeoLas2005,實驗中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載，激光頻率為6Hz，激光強度為50mJ,激光斑束ft：徑為32呻分析流程洋見文獻12。同位素組成用標(biāo)準(zhǔn)錯石91500作為外標(biāo)進行校正.元素含代測定采用N1STSBM610作外標(biāo)、Si29作內(nèi)標(biāo)進行校正。鉆石測年中Pb同位素比值、U.Pb年齡和微量元素含量:運用ICPMSDataCaKvei.3)曰進行處理。年齡計算采用標(biāo)準(zhǔn)程序Isoplol(ver3.23)N,測試數(shù)據(jù)、年嶺加權(quán)平均的誤差均為l1000Ma的錯石采用Pb/Pb年齡，而對年齡1000Ma的錯石則采用Pb/wu年齡,5o2測試結(jié)果陰極發(fā)光影像顯示.

8、樣品LGP-3N|的錯石晶體為自形長柱狀，長寬比為2：14：1,晶面光滑，晶棱r-宜，內(nèi)部具清晰的震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為典型巖漿型錯石(圖3)。本文共測試r20顆錯石的2()個測點(表1),得到了兩組非常集中的年齡數(shù)據(jù)(圖4)。測點1.1-11.1的U含量為(4262673)x10Th含雖為(405-4257)x10七錯石均具有較高的Th/U比值,其變化范圍為0.491.59,均大于0.4,屬于典型的巖漿成因錯石*。其UPb年齡值在誤差范圍內(nèi)具有很好的-致性，均分布于諧和線上或附近.表明這些鉆石兒乎沒有U和Pb的丟失和加入，樣品可總性高(圖4)。測點1.111.1的5/儀1；年齡加權(quán)平均值為805.

9、94.4Ma(95%置信度.MSWD=0.58)(圖4),代表廠川西蘇雄組層型剖面豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)r(LGP-3M)信，的結(jié)晶年齡,即豆?fàn)钊劢Y(jié)S!灰?guī)r的沉積年齡測點12.I-17.1的U含鍬為(9691659)x1()Th含址為(5331559)xl0“,餡石均具有較高的Th/U比值.共變化范【bl為0.55-1.15,均大于0.4,也為典型的巖漿成因鉆石16測試結(jié)果表明，測點12.1-17.1的5年齡在誤差范圍內(nèi)具有很好的致性.均分布于諧和線上或附近，表明這些錯石幾乎沒有U和Pb的丟失和加入，樣品可靠性高(圖4)。測點12.1-17.1的*Pb/決U年齡的加權(quán)平均值為849.46.2Ma(95%

10、置信度,MSWD=0.34)(圖4),代表了較早-期的巖漿活動，解活為揚子地塊西緣對Rodinia超大陸初始裂解(-850Ma)的響應(yīng)。應(yīng)該說明的是，測點18.IJ9.1和2().1明顯偏離諧和線或呈零星分布，未參與年齡計算(圖4)。3討論本文獲得LA-ICP-MS錯石U-Pb年齡為805.94.4Ma的豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)r距離層型剖儷蘇雄組底部約l(X)m,采樣位n以下為流紋質(zhì)玻屑凝灰?guī)r、礫巖(圖2)c火山物質(zhì)為11件產(chǎn)物，礫巖的沉積速率很大，因而采樣層位以下近100m掙的地層的形成時間在地質(zhì)歷史耳5以忽略不計,所以本文獲得的805.94.4Ma年齡可以作為蘇雄組的底部年齡該年齡與李獻華等采fl漢

11、源萬工東約2km公路邊的蘇雄組流紋巖樣品測得的80312MaSHRIMP錯石UPb年齡為高度一致。應(yīng)該說明的：:；）蝴砂片i，:nhi品陽灰y；IIT1r-T.X-T.J浪紋Mt。狀at茨樺/w佝噎4、整合圖2川西蘇雄組層型剖血柱狀圖及采樣位擔(dān)Fig.2Columnandsamplingsite(sampleLGP-3N)intheSuxiongFormalioninwesh-niSichuan8078Ma81110Ma8066Ma8068Ma7928Ma8128Ma8028Ma8077Ma8057Ma8148Ma8068Ma8538Ma8528Ma8539Ma8498Ma100pm8427M

12、a圖3川西蘇雄組U狀靖結(jié)凝灰?guī)r錯，的陰極發(fā)光圖像卜電3CLimagksofzir(*onsinpisoliticucldcdhilf(sampleL(；P3)fmintheSuxiongFonnalioninwtrrnSi(huan豪1豪66寥E616w61Iz6s6i6f次869愚00命ms00s800歿8CN41iE曾00o00ssEo寸0069jHE8寸ocsHsz00s出SoC41HI6善S41竇00E七rn00r*品9AMOOoodooOdooodoodoooo標(biāo)O家Odgo6dgo00s5owo8oaojnsVoEosE.JJo8WK9oo寸$mu肖9E9r*963s100MG&寸

13、i6966S9m5SCN*)Zwm三6aZs導(dǎo)CMaw5：s90000n1咨or*i狀zEESs憊w*EiE00SX5?O900C00N9sN00s8-M8I003n6S6E8as2E$ss-*8LGP-3N|測成點MMric*i5800O75800OuQOnlp-sEQmM.uo=euuodocuopcns占Eoi(zsldeqgdmes)JJn-papwMws一由dsasA-auaadsOSJqHLLIflco8N一o-qeH瞇埸長去M0底qdqdrflM?舞gzTdfn來賓攜蜩要矣阻僉卷振la三IWwPb/n,U是，李獻華等未標(biāo)明測試的流紋巖樣品所在剖面的具體位置,且不是在蘇雄組層型剖面

14、上采集的，本文所取得的年齡是對其數(shù)據(jù)的進一步補充?？紤]到陸相沉積的穿時性，蘇雄組的底界年齡可能存在一定的變化范圍，因此，本文將川西蘇雄組底界的形成年齡限定為8005Maoft1550.1450.I3S0.1250.125Q115圖4川西蘇雄組豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)r錯石U-Pb諧和圖和mpb/WU年齡圖Fig.4U-Pbconconiiaand206Pb/258Uplotsforzirconsinpisoliticweldedtuff(sampleLGP-3N,)fromtheSuxiongFormationinwesternSichuan目前尚無關(guān)于蘇雄組頂界高精度年齡的報道,只能根據(jù)間接證據(jù)進行估計

15、。前人研究認為，“整合于蘇雄組之上”的開建橋組K-Ar年齡為725Ma和729Ma(,7而實際上蘇雄組與開建橋組既是上下關(guān)系，又是橫向過渡關(guān)系，總體上屬于同時異相關(guān)系因此，其與開建橋組的沉積時限應(yīng)該是一致的。最新的研究成果表明眼9.心)，澄江組開建橋組的上限年齡為725Ma,那么蘇雄組的上限年齡也應(yīng)為725Ma。綜上所述,本文認為川西蘇雄組的形成時限為8005725Ma,時間上持續(xù)了近80Mao當(dāng)然，該認識仍然需要更多的精確年代學(xué)證據(jù)的驗證或支持。蘇雄組年齡的厘定對華南新元古代地層格架的確立和完善具有重要的意義。由于前人所測得的蘇雄組年齡變化范圍大(900600Ma),可靠性不高，一直不利于揚

16、子地塊西緣的地層劃分對比。本文所獲得的805.94.4Ma年齡數(shù)據(jù)為把蘇雄組限定在新元古代中期地層提供了又一個證據(jù)。結(jié)合前人的資料，822在揚子地塊西緣，蘇雄組可與川西開建橋組、滇中澄江組和陸良組上段及上覆地層牛頭山組進行對比；在新元古代康滇裂谷盆地，存在著與華南新元古代完全相對應(yīng)的4個沉積旋回，川西蘇雄組和開建橋組、滇中澄江組和陸良組上段及上覆地層牛頭山組構(gòu)成了新元古代康滇裂谷盆地的第二個旋回沉積。在區(qū)域上，蘇雄組可與黔東南番召組和清水江組、湘西北五強溪組以及桂北三門街組和拱洞組對比,代表著與華南8005Ma沉積記錄相配套的火山作用事件。最近發(fā)表的云南武定羅茨地區(qū)澄江組底部玄武巖8046Ma

17、)、四川省會東縣溜姑鄉(xiāng)的花崗巖體80613Ma?)和滇東北東川下田壩地區(qū)黑云母二長花崗巖801.16.6Ma的3個LA-ICP-MS錯石U-Pb年齡，進一步證實了在揚子地塊西緣存在著約800Ma與地幔柱相關(guān)的火山巖漿活動。華南新元古代裂谷盆地的第二沉積旋回以雙峰式火山巖強烈噴發(fā)、沉積范圍快速擴展為標(biāo)志H8J9；o巖石地球化學(xué)資料表明，蘇雄組火山巖是一套典型的弱堿性雙峰式火山巖，形成于大陸裂谷環(huán)境。揚子地塊西緣康滇裂谷非常類似于現(xiàn)代與地幔柱活動有關(guān)的高火山活動型裂谷。研究表明,Rodinia超大陸匯聚之后長期處于隆升剝蝕狀態(tài)，直至約850Ma,發(fā)生了全球性的裂谷事件3.曲，華南新元古代裂谷盆地就

18、是在這樣的背景下形成的。本次從川西層型剖面蘇雄組豆?fàn)钊芙Y(jié)凝灰?guī)r中獲得另外一組數(shù)據(jù)的LA-ICP-MS錯石U-Pb加權(quán)平均年齡為849.46.2Ma,與前人報道的川西南鹽邊關(guān)刀山巖體的SHRIMP錯石U-Pb年齡(85713Ma)E一致，這兩個年齡數(shù)據(jù)均與Rodinia超大陸初始裂解的時間(850Ma)接近，表明揚子西緣具有與其相對應(yīng)的同裂谷巖漿活動，代表了該時期超級地幔柱最早的巖漿活動記錄彩。需要強調(diào)的是，雖然華南新元古代裂谷盆地的開啟時間為820Ma：，但是850Ma左右有小規(guī)模巖漿活動的記錄。所以，該年齡數(shù)據(jù)(849.46.2Ma)為與全球Rodinia超大陸初始裂解(850Ma)響應(yīng)的同

19、裂谷巖漿活動提供了一個新的年代學(xué)證據(jù)。4結(jié)論(1)從川西層型蘇雄組剖面底部豆?fàn)钊劢Y(jié)凝灰?guī)r中獲得其中一組數(shù)據(jù)的LAJCP-MS錯石U-Pb加權(quán)平均年齡805.94.4Ma,與前人獲得的蘇雄組流紋巖年齡80312Ma高度一致。該年齡進一步有效地約束了蘇雄組的地層時代，為華南新元古代地層格架的建立和完善提供了又一個有力的年齡證據(jù)。結(jié)合前人研究成果，本文認為蘇雄組的形成時限為8005-725Ma(2) 在揚子地塊西緣，川西蘇雄組和開建橋組、滇中澄江組和陸良組上段及上覆地層牛頭山組構(gòu)成了新元古代康滇裂谷盆地的第二個旋回沉積。在區(qū)域匕川西蘇雄組可與黔東南番召組和清水江組、湘西北五強溪組以及桂北三門街組和拱

20、洞組對比,代表著與華南8005Ma沉積記錄相配套的火山作用事件。(3) 獲得另外一組數(shù)據(jù)的LA-1CP-MS錯石U-Pb加權(quán)平均年齡為849.46.2Ma,該年齡為與全球Rodinia超大陸初始裂解(850Ma)響應(yīng)的同裂谷巖漿活動提供了一個新的年代學(xué)證據(jù)。致謝:LA-ICP-MS錯石U-Pb測年得到了中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室胡兆初教授的幫助，在此表示衷心感謝！參考文獻：I 劉沔允，胡華光.胡世玲，等.從Rb-Sr及K-Ar年齡測定討論某些前寒武系及中生代火山巖地層的時代!.地質(zhì)科學(xué)，1981,(4)：303-3】3.2劉鴻允.中國震旦系1).北京:科學(xué)出版社,19

21、91.1-388.3WANGJ,LIZX.Hislory。NeoproterozoicriftbasinsinSouthChina：implicationsforRodiniabreak-up:J：.PrecambrianRescarch,2003,122：141-158.4 耿元生，楊崇輝.王新社，等.揚子地臺四緣變質(zhì)基底演化M.北京:地質(zhì)出版社.2008.17-18.5 藏格生，李建林.論島斯大橋群：JJ.成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，】981,(2)：1-5.6：馬國干，張自超，李華芹，等.揚子地臺很旦系同位素年代地層學(xué)的研究iJ】.中國地質(zhì)科學(xué)院宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所所刊.1989,(14):83-1

22、24.7 張唯師.四川西南部蘇雄組及其相當(dāng)?shù)貙拥臅r代和地分對比LJ.四川地質(zhì)學(xué)報.1985.112-122.8 李獻倍，周漢文，李正祥，等.揚子塊體西緣新元占代雙峰式火山巖倍石U-Pb年齡和巖石化學(xué)特征J.地球化學(xué),2001.30(4) ：315-322.9 事學(xué)達，劉嘯虎.李宗凡.等.四川省巖石地層M.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社.1997,1-417.10：彭琪瑞，朱夏.西米富林附近之前震旦紀(jì)火山巖系及侵入巖J.中國地質(zhì)學(xué)會志.1944,24:67-86.II 楊逐和，陳遠德.西南地區(qū)地層總結(jié).震旦系:M.收慶：政慶出版社,1981.12-16.12YUANHL.GAOS,1JUXM,etal

23、.AccurateU-Pbageandtraceelementdeterminationsofzirconbylaserablalion-inductivelycoupledplasma-massspectromctr)-J.GeostamlNewsl,2004,28(3):353-370.13：LIUYS.GAOS,HUZC,elal.Continentalandoceaniccrustrecycling-inducedinelt-peridolilcinteractionsintheTrans-NorthChinaOrogen：L-Pbdating,Hfisotopesanitraceel

24、ementsinzirconsfrommantlexenolithsJ.J.Petrol.,2010,51(1-2)：537-571.14_LUDW1CKR.UsersManualforlsoplo(3.00：AGeoclironologicalToolkitforMicrosoftExcelM.Berkeley:BerkeleyGeochronologicalCenterSpecialPublication.2003,No.4.15BLACKLP.KAMOSL,WILLIAMSLS.etal.TheapplicationofSHRIMPtoPhancnizoicgeochronology：A

25、criticalappraisaloffourzirconstandards.J.ChemicalGeology,2003,20()：171-188.16_RUTATTOD.Zircontraceelementgeochemistry：PartitioningwithgarnetandthelinkbetweenU-PbagesandmetamorphismJ.ChemicalGeology,2002,184：123-138.17 胡世玲，劉鴻允，勞秋元.震且紀(jì)地質(zhì)年代學(xué)新研究J.地質(zhì)科學(xué),1991,325-336.18 JIANGXS.WANCJ.CUlXZ.etal.ZirconSHRIM

26、PU-PbgeochronologyoftheNcoprolcrozoicChengjiangEomiationincentralYunnanProvince(SWChina)anditsgeologicalsignificanceJ.ScienceChina：EarthSciences,2012,55(11):1815-1826.19 卓皆文，江新勝，王劍，等.華南揚于古大陸西緣新元古代康滇裂谷盆地的開啟時間與充填樣式.中國科學(xué):地球科學(xué).2013,43(12):1952-1963.20)股繼成.四川西南部震旦系的劃分和對比：J.成都弛質(zhì)學(xué)院學(xué)報.1984.32(增刊1)：3-93.21崔曉

27、莊.汀新勝.王劍，等.滇中新元擊代泄江組層型制面錯石U-Ph年代學(xué)及其地質(zhì)意義J.現(xiàn)代地質(zhì),2013,27(3)：547-556.22J卓皆文，江新勝，王劍，等.川西新元古界開建橋組底部沉凝灰?guī)r錯石SHRIMPU-Pb年齡及其地岐意義J.礦物巖石，2015,35(1):91-99.23崔曉莊，江新勝，王劍，等.物子西緣澄江組底部玄武巖形成時代新證據(jù)及其地質(zhì)意義JL巖石礦物學(xué)雜志,2015,34(1):1-13.24 程佳孝.羅金海.武整東.等.滇東北FIB壩花崗巖年代學(xué)、地球化學(xué)及其構(gòu)造意義J.地質(zhì)學(xué)報,2014.88(3):337-346.25 武昱東，王宗起，羅金海，等.滇東北東川下田壩A

28、型花崗巖LA-ICP-MS石U-Pb年齡、地球化學(xué)待征及其構(gòu)造意義JJ.地質(zhì)通報,2014,33(6):86()-873.26 LIZX.LIXH.KINNYPD.etal.ThebreakupofRodinia：DiditstartwithamantleplumebeneathSouthChinaJ?EarthandPlanetaryScienceLetters,1999.173；171-181.27 李獻華.李正祥，周漢文.等.川西南關(guān)刀山巖體的SHRIMP錯石U-Pb年齡、元素和Nd同位素地球化學(xué)一巖石成因與構(gòu)造意義J1.中國科學(xué):D輯,2002,32(增刊)：60-68.：28IJLX

29、,UXH,K1NNYPD,eial.GeochronologyofNeopnrterozoicsyn-riftmagmatismintheYangtzeCraton.SouthChinaandconrlationswithothercontinents:EvidenceforamantksuperplumethatbrokeupRodinia:JJ.PrecambrianResearch,2003,122：85-l()9.LA-ICP-MSzirconU-PbagesforpisoliticweldedtufffromthebottomoftheNeoproterozoicSuxiongFor

30、mationinwesternSichuanandtheirgeologicalsignificanceZHUOJie-wen1*2,JIANGXin-sheng1*2,WANGJian12,CUIXiao-zhuang1*2,WUHao1*3,XIONGGuo-qing12,LUJun-ze12,JIANGZhuo-fei4(1.ChengduCenter,ChinaGeologicalSurveyyChengdu610081,Sichuan,China；2.KeyLaboratoryofSedimentaryBasinandOilandGasResources,Ministr)rofLardandResources,Chengdu610081,Sichuan,China；3.GraduateSchool,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing1000