甘肃北山铭杨镁铁-超镁铁岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义.pdf

引文格式：谢燮，杨建国，张东阳，等.甘肃北山铭杨镁铁超镁铁岩体锆石 UPb 年龄、地球化学特征及其地质意义J.西北地质，2024，57（1）：179195.DOI：10.12401/j.nwg.2023082Citation：XIE Xie，YANG Jianguo，ZHANG Dongyang，et al.Geochemistry and Zircon UPb Dating of the MingyangMaficUltramafic Rock Complex in Beishan Area of Gansu and Its Prospecting SignificanceJ.Northwestern Ge-ology，2024，57（1）：179195.DOI：10.12401/j.nwg.2023082甘肃北山铭杨镁铁超镁铁岩体锆石 UPb 年龄、地球化学特征及其地质意义谢燮1，杨建国1，张东阳2，程功德3（1.自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室，中国地质调查局西安地质调查中心，陕西 西安710119；2.中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北 武汉430078；3.宝鸡西北有色七一七总队有限公司，陕西 宝鸡721000）摘要：铭杨岩体位于甘肃北山南带古堡泉红柳园断裂北侧，侵位于敦煌岩群，为甘肃北山地区新近发现的一处铜镍矿化镁铁超镁铁岩体，主要由辉橄岩、二辉橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长岩等组成。全岩成分以低碱、低钛为特征，轻稀土略富集，具有明显的正 Eu 异常；富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、Sr 和 K，相对亏损高场强元素（HFSE）Th、U、Nb、Ta、Zr 和 Hf。岩浆演化过程中发生了橄榄石、斜长石和辉石的分离结晶作用，经历了一定程度的地壳混染，地、物、化、遥综合信息显示具有较好的铜镍成矿潜力。通过 LAICPMS 锆石 UPb 测年，首次获得铭杨岩体中橄榄辉长岩和辉长岩结晶年龄分别为（452.92.4）Ma 和（457.72.1）Ma，岩体可能为早古生代陆缘裂谷环境下的产物。北山地区早古生代含铜镍岩体的发现对区域构造演化认识具有重要意义。关键词：锆石 UPb 年龄；地球化学特征；镁铁超镁铁岩体；铭杨中图分类号：P597；P591+.2文献标志码：A文章编号：1009-6248（2024）01-0179-17Geochemistry and Zircon UPb Dating of the Mingyang MaficUltramafic RockComplex in Beishan Area of Gansu and Its Prospecting SignificanceXIE Xie1，YANG Jianguo1，ZHANG Dongyang2，CHENG Gongde3（1.Key Laboratory for the Study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits,MNR,Xian Center of CGS,Xian 710119,Shaanxi,China；2.State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430078,Hubei,China；3.Baoji No.717 Brigade Company Ltd.of Northwest Nonferrous Metals,Baoji 721000,Shaanxi,China）Abstract：The Mingyang rock body is a newly discovered copper-nickel mineralized Mafic-Ultramafic rockbody,which is located on the north side of the gubaoquan-hongliuyuan Fault in the southern belt of Beishan,Gansu.The rock intruding in the Dunhuang rock group,which mainly composed of gabbro,diabase peridotite,olivine gabbro,gabbro,etc.The rock composition is characterized by low alkali and low titanium,slightly en-riched in light rare earths,with obvious positive Eu anomalies;enriched in large ion-lithophile elements(LILE)收稿日期：2022-09-02；修回日期：2022-11-05；责任编辑：姜寒冰基金项目：中国地质调查局项目“天山北山成矿带那拉提营毛沱地区地质矿产调查”（DD20160009），“东天山昌吉双沟山地区区域地质调查”（DD20190065）联合资助。作者简介：谢燮（1982），男，高级工程师，硕士，主要从事于地质矿产调查研究。Email：。第 57 卷 第 1 期西 北 地 质Vol.57No.12024 年（总 233 期）NORTHWESTERN GEOLOGY2024（Sum233）Rb,Ba,Sr and K,and relatively deficient in high field strength elements(HFSE)Th,U,Nb,Ta,Zr and Hf.Dur-ing the magmatic evolution,the separation and crystallization of olivine,plagioclase and pyroxene occurred,ithas experienced a certain degree of assimilation and contamination.The geological,geophysical and geochemi-cal information show that it has the better potential of copper and nickel ore.The first crystallization ages of(452.92.4)Ma and(457.72.1)Ma for olivine gabbro and gabbro in the Mingyang rock mass were obtained byLA-ICP-MS zircon U-Pb dating.The rocks may be the products of the Early Paleozoic continental margin rift-ing environment.The discovery of early Paleozoic Cu-Ni-bearing rocks in the Beishan area is of great signifi-cance to the understanding of regional tectonic evolution.Keywords：U-Pb zircon ages；geochemistry；mafic-ultramafic rocks；Mingyang天山北山地区横跨新、甘、蒙三省，是中亚造山带南缘镁铁超镁铁岩体的集中分布区，产出有多处岩浆型铜镍硫化物矿床，代表性矿床如菁布拉克、黄山、黄山南、图拉尔根、坡北、黑山等（王小红等，2023）。上述典型含矿岩体除西天山菁布拉克形成于早古生代，东天山和北山多数岩体均形成于晚古生代。天山北山地区含矿岩体在各构造单元中的分布都大致平行于区域性大断裂或板块缝合线（Song et al.，2009，2011；Qin et al.，2011）。众多学者对区域铜镍硫化物矿床成矿地质背景、矿床成因及成矿潜力开展了大量的研究工作（姜常义等，2006；孙赫等，2007；苏本勋等，2009，2010；Ao et al.，2010；凌锦兰等，2011；Su etal.，2012；秦克章等，2012；夏昭德等，2012）。东天山地区镁铁超镁铁岩体矿化类型多，组合复杂，形成时期主要集中在 274300 Ma，其产出构造环境主要有造山带伸展、地幔柱以及地幔柱对造山带的叠置等多种不同认识。新疆北山地区镁铁超镁铁质岩体呈现多期侵入体复合与同期侵入体岩相分带相叠置的复杂结构，形成时期主要集中在 260289 Ma，岩体形成的构造背景及地幔动力学机制亦存在不同的认识，如岛弧环境（Ao et al.，2010；颉炜等，2011）、碰撞造山后伸展环境（李华芹等，2006，2009）及地幔柱作用（Qin etal.，2011）。甘肃北山地区岩体形成时期主要集中在358398 Ma（杨建国，2012a，2016；谢燮，2015），相对而言，岩体产出构造环境研究较为薄弱。长期以来，大多数研究者认为甘肃北山地区镁铁-超镁铁岩形成于一种伸展地球动力学背景（汤中立，1995；李文渊，1996；白云来等，2002；杨合群等，2008）。也有学者认为甘肃北山地区镁铁超镁铁岩带与新疆北山、东天山地区镁铁超镁铁岩带是同期相同构造环境的产物（李华芹等，2009）。Xie 等（2012）通过对黑山岩体的研究认为，该地区泥盆纪石炭纪火山岩组合具有活动大陆边缘火山岩特征，其可能形成于与俯冲相关的构造背景机制中。甘肃北山地区与镁铁超镁铁岩有关的铜镍矿成岩成矿地质背景、岩石成因、成矿机制等研究相对滞后，制约了区域铜镍找矿工作进展。铭杨岩体为甘肃北山地区新近发现的一处铜镍矿化镁铁-超镁铁岩体，位于甘肃北山南带古堡泉红柳园断裂北侧，产出位置和形成时代明显不同于区域其他已发现含铜镍矿岩体。笔者通过开展铭杨岩体的岩石地球化学、锆石 UPb 年代学等方面的研究，与区内其他含矿岩体进行对比，为该地区镁铁超镁铁岩体研究及进一步评价岩体含矿性提供基础资料和理论依据，其对甘肃北山地区的铜镍找矿工作具有重要意义。1岩体地质特征铭杨岩体地处柳园西约为 20 km 的骆驼山一带，大地构造位置位于古堡泉红柳园断裂北侧（图 1）。区内出露地层主要为晚太古代古元古代敦煌岩群强变形中-深变质岩，岩石组合为大理岩、云母石英片岩、片麻岩、斜长角闪（片）岩、玄武岩等。中酸性及基性、超基性岩体发育，多呈小岩枝、岩株及岩脉产出。含铜镍镁铁-超镁铁岩体出露范围约为 1 km2，侵位于斜长角闪片岩、黑云石英片岩之中，呈 SW-NE 向展布，岩体整体剥蚀较浅，有较多地层残留顶盖。岩性主要由辉长岩、橄榄辉长岩、二辉橄榄岩、辉橄岩、蛇纹岩等组成。岩体侵位至少可分为 4 期：早期为细粒辉长辉绿岩，分布最广，一般无金属硫化物；第二期为中细粒蚀变辉长岩，在岩体中西部见有钒钛磁铁矿化露头；第三期为球形风化中粗粒辉长岩、橄榄辉长岩，分布较广；晚期为超基性岩，仅见于岩体中部低洼处，岩性有辉橄岩、二辉橄榄岩、蛇纹岩等。铜镍矿180西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年化主要见于橄榄辉长岩相、辉橄岩相中。2岩石学特征岩石中主要造岩矿物有橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、斜长石、角闪石、金云母等。多呈块状构造，常见包橄结构、含长结构、交代残留结构等特征。各类岩石均发生了不同程度的蚀变作用，主要有辉石闪石化、绿泥石化、滑石化，斜长石钠黝帘石化、绢云母化，橄榄石蛇纹石化、伊丁石化等。金属硫化物以磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、黄铁矿等为主，多呈星点状、细脉状、斑块状及浸染状产出（图 2）。岩体中各类岩 Nvqvvvvvvvqvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv34340100200341.第四系;2.绿泥石英片岩;3.斜长角闪岩;4.云母石英片岩;5.变粒岩;6.花岗片麻岩;7.花岗闪长岩;8.辉长岩;9.橄榄辉长岩;10.超基性岩;11.黑云长英质角岩;12.花岗岩脉;13.英安斑岩脉;14.闪长岩脉;15.辉绿岩脉;16.石英脉;17.实测断层;18.推测断层;19.研究区位置;20.同位素测年采样位置及编号图1铭杨镁铁-超镁铁岩体地质简图Fig.1Geological sketch of the Mingyang intrusion第 1 期谢燮等：甘肃北山铭杨镁铁超镁铁岩体锆石 UPb 年龄、地球化学特征及其地质意义181 石岩相特征如下：辉长岩：块状构造，中-粗粒，矿物成分主要由斜长石、辉石组成，岩石次生蚀变较为强烈，斜长石矿物晶体呈粒状，大部分晶体发生钠黝帘石化、绢云母化，有少量斜长石残留；辉石晶体被纤闪石、褐色角闪石、绿泥石、金云母等矿物交代。OlPlPxOlSrpOlPlPxPlPxUrtOlPlPxPxPlOlabcdefgh100 m1 mm1 mm1 mm1 mm1 mm1 mmPoPnCpa.橄榄辉长岩岩心中金属硫化物；b.辉橄岩中金属硫化物；c.橄榄辉长岩（包橄结构、含长结构）；d.辉橄岩（橄榄石蛇纹石化）；e.橄榄辉长岩（包橄结构）；f.辉长岩（辉石纤闪石化）；g.橄榄辉长岩（含长结构）；h.橄榄辉长岩（橄榄石辉石反应边）；Po.磁黄铁矿；Cp.黄铜矿；Pn.镍黄铁矿；Ol.橄榄石；Px.辉石；Pl.斜长石；Srp.蛇纹石；Url.纤闪石图2铭杨镁铁-超镁铁岩体矿物特征图Fig.2Mineral characteristics of Mingyang intrusion182西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年橄榄辉长岩：块状构造，粒状结构，矿物成分主要由斜长石、辉石、橄榄石、尖晶石等组成；斜长石含量约为 45%，矿物晶体呈粒状，粒径大小一般为 0.54 mm；辉石含量约为 35%，以斜方系列紫苏辉石为主，少量单斜辉石，矿物晶体呈不规则粒状，粒径大小为0.35.5 mm，晶体中常包裹橄榄石小晶体，形成包橄结构，有时也包裹斜长石小晶体，形成含长结构，辉石晶体常被褐色角闪石交代，有时也沿解理被滑石、闪石交代；橄榄石含量约为 15%，矿物晶体呈粒状，粒径大小为 0.31.6 mm。辉橄岩：块状构造，矿物成分主要由橄榄石、辉石等组成；橄榄石含量约为 45%，矿物晶体呈粒状，多数晶体被纤维蛇纹石交代，呈变余网环状结构，部分晶体残留，呈交代残留结构，少数橄榄石被伊丁石交代；辉石晶体多被纤维闪石交代，呈交代假象结构，晶体中常见橄榄石包裹体，呈变余包橄结构；岩石中次生矿物还见有金云母，矿物晶体呈片状，粒径较粗，达 1.22.5 mm。二辉橄榄岩：块状构造，矿物成分主要由橄榄石和辉石组成；橄榄石含量约为 65%，矿物晶体呈粒状，多被纤维蛇纹石交代，少量被胶蛇纹石交代，呈变余网环状结构；辉石种属为斜方系列顽火辉石与单斜系列普通辉石两类，晶体多被角闪石交代，见少量残留，呈交代残留结构，此外辉石晶体中常见橄榄石包裹体，呈包橄结构或变余包橄结构，少量辉石晶体被金云母交代。蛇纹岩：块状构造，矿物成分主要由蛇纹石组成，含量达 90%，其次为绿泥石，少量滑石。蛇纹石种属以胶蛇纹石为主，呈胶状变晶结构，其次为纤维蛇纹石，呈纤状变晶结构，岩石在蛇纹石化过程中析出较多铁质，说明橄榄石种属含铁量较高，可能为贵橄榄石；绿泥石集合体呈辉石假象或零星分布；滑石呈细小鳞片状、或不规则状集合体局部出现，蚀变矿物种类含量、结构表明原岩为纯橄岩类。3分析方法主量元素和微量元素分析测试工作在中国地质科学院国家地质实验测试中心完成。全岩主元素分析方法为 X 荧光光谱分析（XRF），精度优于 5%；稀土、微量元素分析采用电感耦合等离子质谱仪（ICPMS）测定，相对标准偏差优于 5%。锆石的分选在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。对样品进行清洗后，粉碎至 80100 目，采用重液法和电磁法进行分选，在双目镜下精选、剔除杂质，尽量挑选无包裹体、无裂纹和透明度高、晶形完好的锆石颗粒作为测定对象，然后将其与标准锆石一起制成环氧树脂样品靶，打磨抛光并使其露出中心部位，通过扫描电镜进行阴极荧光（CL）成像观察和照相，以确定单颗粒锆石晶体的形态、结构特征以及标定测年点。锆石 CL 图像在西北大学大陆动力学国家重点实验室电子探针仪加载的阴极发光仪上完成。锆石 UPb 定年测试在自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室完成，所用仪器为德国 Coherent 公司生产的 GeoLas Pro 型 ARF2准分子激光剥蚀系统及与之配套的美国 Agilent 公司生产的 Agilent 7700 x 四极杆等离子质谱仪。锆石定年激光剥蚀所用斑束直径为 25 m，频率为 10Hz，能量密度约为 2.5 J/cm2，以He 为载气。激光剥蚀采用单点方式，每个测点总分析时间为 60 s，其中背景信号 10 s，样品信号 40 s，吹扫信号 10 s。锆石 UPb 定年以锆石 GJ-1 为外标，U、Th 含量以锆石 M127（U=923106；Th=439106；Th/U=0.475）（Nasdala et al.，2008）为外标进行校正，测试过程中在每测定 5 个样品前后重复测定两个锆石 GJ1 对样品进行校正（李艳广等，2023），并测量一个锆石Plesovice，观察仪器的状态和测试的重现性，锆石标准的重现性在 1%（2）左右，数据处理采用 ICPMSData-Cal 程 序（Liu et al.，2008），锆 石 年 龄 谐 和 图 用Isoplot3.0 程序获得，表达式中所列单个数据点的误差均为 1，加权平均年龄具 95%的置信度。4岩体地球化学特征 4.1主量元素特征本次共采集岩石样品 9 件。样品中 SiO2含量为42.95%45.06%，整体具有高镁（MgO 含量为 13.51%29.57%）、低碱（Na2O+K2O 含量为 0.5%2.24%）、低钛（TiO2含量为 0.15%0.44%）的特征（表 1），与东天山岩体相似。氧化物质量分数有较大的变化范围，与岩相学特征相对应；辉长岩类 MgO（13.51%17.31%）含 量 较 低，Al2O3（14.66%19.55%）、CaO（8.68%11.87%）、Na2O（0.71%1.32%）含量较高；辉橄岩具有较 高的 MgO（29.57%）含 量，较 低 的 Al2O3（2.32%）、第 1 期谢燮等：甘肃北山铭杨镁铁超镁铁岩体锆石 UPb 年龄、地球化学特征及其地质意义183 CaO（2.88%）、Na2O（0.19%）含量。岩体m/f 值介于3.284.29，属于铁质超基性岩，各类岩石均具有较高的Mg#值（0.770.81），这可能与早期橄榄石堆晶作用有关。4.2稀土和微量元素特征各类岩石稀土总量较低，REE 为 16.1710629.17106，轻稀土富集，LREE 为 13.0010623.63106，HREE 为 2.461065.54106，稀土元素分馏程度较弱，LREE/HREE 为 4.017.42，LaN/YbN为 3.487.77，Eu 为 0.61.45，Ce 为 0.911.01（表 2）。球粒陨石标准化 REE 分布曲线较为一致，轻重稀土分异明显，轻稀土分布曲线右倾，重稀土分布曲线相对平坦，表 1 铭杨岩体主量元素分析结果表（%）Tab.1Major element content of Mingyang intrusion(%)样品号岩石类型SiO2Al2O3Fe2O3FeOCaOMgOK2ONa2OTiO2P2O5MnONiOCr2O3LOITotalm/fMg#MZK001-Q2角闪辉长岩45.0619.551.046.2611.3413.510.211.070.370.050.120.030.041.41100.063.290.77MZK001-Q3橄榄辉长岩43.4118.090.877.169.7315.010.251.050.170.010.140.030.033.799.653.310.77MZK001-Q4橄榄辉长岩44.1218.341.346.5610.4614.520.2110.320.040.130.040.032.6299.733.280.77MZK001-Q5辉长岩42.9517.030.877.319.8215.530.320.710.40.020.120.040.044.1499.33.370.77MZK001-Q6橄榄辉长岩44.3716.570.757.5210.0915.870.260.890.440.040.130.030.052.1299.133.400.7817MYQ1橄榄辉长岩43.2114.661.677.338.6817.310.340.870.430.040.140.050.074.2599.053.440.7817MYQ2辉长岩44.217.061.36.548.7214.820.921.320.280.070.130.040.063.8799.333.370.774 402-Q2辉橄岩44.572.322.639.762.8829.570.310.190.150.020.160.050.55.4698.574.290.81LT-Q1橄榄辉长岩44.1617.360.756.7911.8714.80.130.830.240.020.120.040.051.84993.480.78 表 2 铭杨岩体稀土元素分析结果表（106）Tab.2REE element content of Mingyang intrusion(106)样品号MZK001-Q2MZK001-Q3MZK001-Q4MZK001-Q5MZK001-Q617MYQ117MYQ24 402-Q2LT-Q1样品名角闪辉长岩橄榄辉长岩橄榄辉长岩辉长岩橄榄辉长岩橄榄辉长岩辉长岩辉橄岩橄榄辉长岩La4.074.153.713.694.054.255.153.92.28Ce8.877.888.168.39.388.89.657.955.21Pr1.170.921.081.111.261.271.231.090.68Nd5.84.235.455.66.965.334.63.65Sm1.250.731.091.181.521.41.1610.83Eu0.450.340.410.440.520.520.50.190.35Gd1.250.681.11.151.581.581.190.90.86Tb0.20.110.180.190.260.260.180.120.14Dy1.250.671.081.141.581.551.120.720.89Ho0.220.120.20.210.290.310.220.120.17Er0.660.370.60.610.820.820.630.350.5Tm0.10.060.090.090.120.120.090.060.07Yb0.620.390.570.580.780.780.610.360.47Lu0.090.060.090.090.110.120.10.060.07Y7.624.156.716.638.818.356.393.334.61REE26.0020.7123.8124.3829.1727.7827.1621.4216.17LREE21.6118.2519.9020.3223.6322.2423.0218.7313.00HREE4.392.463.914.065.545.544.142.693.17LREE/HREE4.927.425.095.004.274.015.566.964.10LaN/YbN4.717.634.674.563.723.916.067.773.48Eu1.091.451.131.141.021.061.290.601.26Ce0.980.950.991.001.010.920.910.931.01184西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年大部分样品具有明显正铕异常，（Eu）正异常可能由斜长石堆晶引起。与东天山岩体相比稀土元素总和配分形式基本一致，但明显不同于新疆北山岩体的LREE 亏损平坦型球粒陨石标准化配分曲线（图 3a）。各类岩石微量元素原始地幔配分曲线较为一致，配分曲线右倾，强不相容元素分布曲线整体呈不规则波动。大离子亲石元素 Rb、Ba、Sr、K 相对富集，但富集程度明显不同，高场强元素 Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf相对亏损（表 3），并显示出 P、Ti 的负异常特征。辉长岩、橄榄辉长岩样品具有明显的 Sr 正异常，表明岩浆演化过程中有斜长石的堆晶作用发生。与东天山和新疆北山地区岩体对比，相对富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，具有相似明显的 Nb、Ta 负异常的特征（图 3b）。110100La Ce Pr NdSm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu岩石/球粒陨石aMZK001-Q2MZK001-Q3MZK001-Q4MZK001-Q5MZK001-Q617MYQ117MYQ24402-Q2MZK001-Q2MZK001-Q3MZK001-Q4MZK001-Q5MZK001-Q617MYQ117MYQ24402-Q2东天山岩体东天山岩体新疆北山岩体新疆北山岩体0.11.010.0100.0RbBaSr Th U K NbTaLaCe P NdZrHfSmTi Y YbLu岩石/原始地幔b球粒陨石和原始地幔标准化数据据 Sun 等（1989）；东天山岩体数据据孙赫（2006）、夏明哲（2009）；新疆北山岩体数据据凌锦兰（2011）、夏昭德（2012）图3铭扬岩体稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图（a）和微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）Fig.3(a)Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle normalized spider diagram oftrace elements in Mingyang intrusion 表 3 铭杨岩体微量元素分析结果表（106）Tab.3Trace elements content of Mingyang intrusion(106)样品号MZK001-Q2MZK001-Q3MZK001-Q4MZK001-Q5MZK001-Q617MYQ117MYQ24 402-Q2LT-Q1岩石类型角闪辉长岩橄榄辉长岩橄榄辉长岩辉长岩橄榄辉长岩橄榄辉长岩辉长岩辉橄岩橄榄辉长岩Cu27.818.317.486.132.262.724.315735.5Ni235.74235.74314.32314.32235.74392.9314.32392.9314.32Pb2.473.6812.73.632.724.614.971.862.15Zn49.163.861.954.355.468.671.475.446Co52.363.158.765.164.677.465.514057.1Li4.4812.33.163.996.834.425.33.974.08Rb4.967.564.829.16.379.8232.813.42.82Cs0.461.080.891.111.442.671.932.290.44Sr40241640339135123127214.5332Ba81.364.675.569.871.759.122869.646.6V80.638.66471.499.690.86416871.3Sc14.59.7213.414.218.916.414.820.420.5Nb1.921.51.991.871.941.942.010.770.81Ta0.140.120.130.130.140.170.160.090.08Zr21.817.627.317.919.530.641.41311.8Hf0.70.570.750.640.750.991.160.490.45Be0.260.270.230.250.260.350.380.250.14Ga16.113.214.212.713.212.313.63.3812.1U0.140.170.140.10.120.170.30.220.07Th0.50.640.470.390.450.881.11.311.08第 1 期谢燮等：甘肃北山铭杨镁铁超镁铁岩体锆石 UPb 年龄、地球化学特征及其地质意义185 5锆石 UPb 测年 5.1样品采集及特征锆石同位素测年样品采自地表探槽揭露的橄榄辉长岩（17MY-TW1）和辉长岩（17MY-TW2）。橄榄辉长岩呈深灰绿色，块状构造，中细粒状结构；辉长岩呈浅灰绿色，块状构造，变余粒状结构，次生蚀变较强，其中斜长石晶体普遍发生钠黝帘石化、绢云母化，辉石被纤闪石、角闪石、绿泥石、金云母等矿物交代。两个样品相对新鲜干净，分别重约为 30 kg。5.2分析结果橄榄辉长岩锆石颗粒粒径为 50200 m，多呈自形-半自形粒状或短柱状，各锆石的内部结构相似，大多数锆石内部发育岩浆韵律环带。根据阴极发光图像（图 4）和锆石镜下特征，选取晶形完整，自形程度较好，颗粒较大的 30 颗锆石进行测试，Th/U 值为0.234.58，除一个样品外，均大于 0.4，具有典型的基性岩浆成因锆石的特征。个别分析点由于 U 含量或普通 Pb 含量较高，和谐度较低，其余 16 个测点较为集中的分布在谐和线上，显示出良好的谐和性（图 5），表明锆石在形成其 UPb 体系一直保持在封闭状态，基本没有 Pb 的丢失，数据给出的锆石206Pb/238U 年龄为（448.310.71）（460.36.59）Ma（表 4），加权平均值为（452.92.4）Ma，代表了橄榄辉长岩的岩浆结晶年龄。1457891012111314100 m63162(453.24.2)Ma(450.34.6)Ma(451.74.9)Ma(451.86.0)Ma(450.96.0)Ma(457.34.3)Ma(449.44.4)Ma(450.54.6)Ma(451.14.1)Ma(456.86.1)Ma(454.06.0)Ma(460.36.6)Ma(448.310.7)Ma(449.75.1)Ma(458.64.2)Ma(452.04.6)Ma15图4铭扬岩体橄榄辉长岩锆石阴极发光（CL）图像Fig.4CL images of zircon form olivine-gabbro of Mingyang intrusion 3003403804204605005405800.0450.0550.0650.0750.0850.0950.30.40.50.60.70.8434438442446450454458462466470平均年龄=452.92.4 MaMSWD=0.46 n=16207Pb/235U206Pb/238U206Pb/238U 年龄(Ma)ab图5铭杨岩体橄榄辉长岩锆石 UPb 谐和图（a）和206Pb/238U 年龄加权图（b）Fig.5(a)U-Pb concordia diagram and(b)Weighted average 206Pb/238U age of zircon form olivine-gabbro of Mingyang intrusion 辉长岩中锆石颗粒粒径为 40100 m，多呈自形半自形粒状或短柱状，各锆石的内部结构相似，具有岩浆韵律环带特征。根据阴极发光图像（图 6）和锆石镜下特征，选取晶形完整，自形程度较好，颗粒较大的36 颗锆石进行测试，Th/U 值为 0.351.80，除一个样品外，均大于 0.4，具有典型的基性岩浆成因锆石的特征（王梓桐等，2022；熊万宇康等，2023）。个别分析点由于 U 含量或普通 Pb 含量较高，和谐度较低，其余186西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年28 个测点较为集中的分布在谐和线上，显示出良好的谐和性（图 7），表明锆石在形成其 UPb 体系一直保持在封闭状态，基本没有 Pb 的丢失，数据给出的锆石206Pb/238U 年龄介于（448.46.96）（461.95.98）Ma（表 5），加权平均值为（457.72.1）Ma，代表了辉长岩的岩浆结晶年龄。6讨论 6.1岩石成因岩石矿物组合变化显示分离结晶矿物为橄榄石、辉石和斜长石，岩石中橄榄石常被辉石矿物晶体包裹形成包橄结构，部分斜长石晶体被辉石晶体包裹形成含长结构（图 2），由此表明辉石结晶晚于橄榄石及部分斜长石。SiO2与 MgO 质量分数呈负相关，Ni 与MgO 质量分数呈正相关（图 8a、图 8b），表明岩浆演化过程中发生了橄榄石的分离结晶;Al2O3、CaO、Na2O与 MgO 质量分数均呈负相关（图 8c、图 8d、图 8e），多数岩石样品显示出正的 Eu 异常和 Sr 异常，说明岩浆演化过程中有斜长石的堆晶作用发生;TFe 与 MgO 质量分数呈正相关，Eu 与 CaO 质量分数呈正相关（图 8f、图 8g），显示出有单斜辉石的分离结晶。岩石 28252423211716151410987654312111213181920222627100 m(458.54.1)Ma(460.95.7)Ma(458.09.2)Ma(459.55.2)Ma(461.56.9)Ma(461.96.0)Ma(461.24.6)Ma(460.65.8)Ma(459.05.4)Ma(459.26.6)Ma(460.45.0)Ma(459.05.2)Ma(457.58.0)Ma(459.15.4)Ma(451.05.6)Ma(458.64.4)Ma(460.45.5)Ma(460.85.9)Ma(460.67.2)Ma(458.310.3)Ma(449.24.5)Ma(452.24.8)Ma(448.47.0)Ma(449.46.0)Ma(455.28.0)Ma(459.04.6)Ma(458.26.1)Ma(458.05.6)Ma图6铭扬岩体辉长岩锆石阴极发光（CL）图像Fig.6CL images of zircon form gabbro of Mingyang intrusion 表 4 铭扬岩体橄榄辉长岩 LAICPMS UPb 锆石年龄分析结果表Tab.4LAICPMS zircon UPb isotopic data of olivine-gabbro form Mingyang intrusion测点号含量（106）Th/U比值年龄（Ma）PbThU207Pb/206Pb1207Pb/235U1206Pb/238U1207Pb/206Pb1207Pb/235U1206Pb/238U11670.8773.6328.72.350.0540.0010.5520.1210.0730.001383.451.8446.679.0453.24.22399.0435.7301.01.450.0540.0020.5370.0670.0720.001353.850.9436.544.3449.44.43411.6433.9346.81.250.0540.0030.5490.0610.0740.001368.6111.1444.540.1457.34.34507.4593.0472.51.260.0590.0030.5880.0450.0720.001572.392.6469.528.9450.96.04451.0517.0371.61.390.0560.0020.5650.0240.0730.001472.382.4455.115.7451.86.06386.9387.2262.01.480.0690.0030.6870.0300.0730.001901.9100.0531.018.3451.74.97834.7945.0463.52.040.0560.0010.5660.0140.0720.