湖南宁乡钾镁煌斑岩及相关岩石重砂锆石地球化学特征、U-Pb年龄及其地质意义

第５０卷第３期　２０１　１年５月　中山大学学报（自然科学版）　ＡＣＴＡ　ＳＣＩＥＮＴＩＡＲＵＭ　ＮＡＴＵＲ．ＡＬＩＵＭ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＡＴＩＳ　ＳＵＮＹＡＴＳＥＮＩ　Ｖｏｌ＿５０　Ｎｏ．３　Ｍａｖ　２０１１　湖南宁乡钾镁煌斑岩及相关岩石重砂锆石地球　化学特征、Ｕ—Ｐｂ年龄及其地质意义　林玮鹏　，　丘志力　，　董　斌　，　梁伟章４，　陈　华　，　李子云　，　陈炳辉　，　李榴芬　（１．中山大学地球科学系，广东广州５１０２７５；　２．广东省有色金属地质勘查局地质勘查研究院，广东广州５１００８０；　３．湖南省地质矿产勘查开发局４１３队，湖南常德４１５０００；　４．广州出入境检验检疫局，广东广州５１０２３５；　５．国土资源部珠宝首饰管理中心，北京１０００１３）　摘　要：对湖南宁乡等地多个含有金刚石的钾镁煌斑岩及相关岩石的重砂矿物进行了分离，利用电子探针、阴　极发光图像及ＬＡ—ＩＣＰＭＳ等对其中的锆石进行了主微量元素成分、内部结构及ｕ—Ｐｈ同位素年龄的分析。结果表　明，不同地点钾镁煌斑岩重砂锆石的地球化学特征具有一定相似性；与钾镁煌斑岩有关锆　的Ｕ—Ｐｂ年龄显示研　究区的岩浆活动具有多期次的特点，其中宁乡Ｉ号及Ⅲ号岩管钾镁煌斑岩４颗重砂锆石的　Ｐｂ／”　Ｕ　权平均年龄　为（１０１．６±５．１）Ｍａ，显示出较为年轻的特点，但石门上五通地区白垩系红层中也发现具有　”Ｐｂ／　。Ｐｂ谐和　年龄为（２　００８－４－２９）Ｍａ古老岩浆结晶锆石的存在，证实该地和金刚石有关火山物质的来源具有复杂性。　关键词：钾镁煌斑岩；重砂矿物；锆石；微量元素；ｕ　Ｐｈ年龄；湖南宁乡　中图分类号：Ｐ５９７　文献标志码：Ａ　文章编号：０５２９—６５７９（２０１１）０３—０１０５—０７　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｕ—Ｐｂ　Ｄａｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｈｅａｖｙ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｚｉｒｃｏｎｓ　ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｉｎ　Ｌａｍｐｒｏｉｔｅｓ　ａｎｄ　Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　Ｒｏｃｋｓ　ｆｒｏｍ　Ｎｉｎｇｘｉａｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ＬｌＮ　ＷｅｉｐｅｎｇＬ　，ＱＩＵ　Ｚｈｉｌｉｔ，ＤＯＮＧ　Ｂｉｎ　，ＬＩＡＮＧ　Ｗｅｉｚｈａｎｇ４，　ＣＨＥＮ　Ｈｕａ　，ＬＩ　Ｚｉｙｕｎ一，ＣＨＥＮ　Ｂｉｎｇｈｕｉ　，ＬＩ　Ｌｉｕｆｅｎ‘　（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅａｒｔｈ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｕｎ．Ｙａｔ—ｓｅｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　０２７５，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　０００８，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｔｅａｍ　４　１　３，Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｄｅｐｏｓｉｔ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｃｈａｎｇｄｅ　４　１　５０００，Ｃｈｉｎａ；　４．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｅｎｔｒｙ—Ｅｘｉｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ＆Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　０２３５，Ｃｈｉｎａ；　５．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｇｅｍｓ　ａｎｄ　Ｊｅｗｅｌｙｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　０００　１　３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅａｖｙ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｓｅｐａｒａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｄｉａｍｏｎｄｉｆｅＦＯＵＳ　ｌａｍｐｒｏｉｔｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｒｏｃｋｓ　ｉｎ　Ｎｉｎｇｘｉａｎｇ　ａｎｄ　ｎｅａｒｂｙ　ａｒｅａ，Ｈｕｎａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｍａｉｎ　ａｎｄ　ｔｒａｃｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｉｎ—　ｔｅｒｉｏｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｕ—Ｐｂ　ｉｓｏｔｏｐｉｃ　ａｇｅｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ＥＰＭＡ，ｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　ａｎｄ　ＬＡ—ＩＣＰＭＳ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｉｎ　ｌａｍｐｒｏｉｔｅｓ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｏｃａｔｉｏｎｓ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｈａｖｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｇｅ—　ｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅ　Ｕ—Ｐｂ　ｄａｔｉｎｇ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｌａｍｐｒｏｉｔｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｂａｂｌｙ　ｆｏｒｍｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅｓ．Ａ　ｙｏｕｎｇ　ａｇｅ　ｏｆ（１０１．６±５．１）Ｍａ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｏｎ　ｆｏｕｒ　ｚｉｒｃｏｎ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｆｒｏｍ　Ｎｏ．１　２０１０—１２—０３　收稿日期：　基金项目：　国家自然科学基金资助项目（４０６７３０３９），国家质检总局科研基金资助项目（２００７ＩＫ００６）和国土资源部　公益性行业科研基金资助项目（２００８１　１０１２）　林玮鹏（１９８２年生），男，工程师；通讯作者：丘志力；Ｅ—ｍａｉｌ：ｑｉｕｚｈｉｌｉ＠ｍａｉｌ．ｓｙｓｕ．ｅｄｕ．ＣＢ　作者简介：　中山大学学报（自然科学版）　第５０卷　ａｎｄ　Ｎｏ．３　ｐｉｐｅ　ｌａｍｐｒｏｉｔｅｓ．Ｔｈｅ　ｚｉｒｃｏｎ　ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ　ｒｅｄ　ｓｔｒａｔａ　ｉｎ　Ｓｈａｎｇｗｕｔｏｎｇ　ａｒｅａ　ｈａｓ　ａ　ｃｏｎｃｏｒｄａｎｔ　邮Ｐｂ／　嘶Ｐｂ　ａｇｅ　ｏｆ（２　００８±２９）Ｍａ．Ｔｈｅｓｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｃａｎｎｏｔ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ　ｏｆ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｍｐｒｏｉｔｅ；ｚｉｒｃｏｎ　ｔｒａｃｅ—ｅｌｅｍｅｎｔ；Ｕ—Ｐｂ　ｄａｔｉｎｇ　ａｇｅ；ｈｅａｖｙ　ｍｉｎｅｒａｌ；Ｎｉｎｇｘｉａｎｇ　ｏｆ　Ｈｕｎａｎ　湖南沅水地区是我国最早的金刚石开采地，同　时也是我国优质金刚石最主要的砂矿源区。虽然在　扬子地台的多个地点发现了含金刚石的钾镁煌斑　岩¨　，但至今仍未在扬子地台范围发现砂矿金刚　石确切的原生来源。２０世纪９０年代在湖南宁乡等　地相继发现含微粒金刚石的钾镁煌斑岩后，在湖南　寻找原生金刚石矿床的前景再次引起地学界的关　注。前人曾对宁乡钾镁煌斑岩全岩进行了Ｒｂ—Ｓｒ等　时线年龄和Ｓｍ—Ｎｄ等时线年龄的测定，获得了加　里东时期（３２８，３４５　Ｍａ）湖南曾有钾镁煌斑岩岩　浆活动的证据　；但对湖南钾镁煌斑岩的锆石及　野外观察显示，宁乡钾镁煌斑岩的活动可能是多期　次的　一　。　锆石作为研究壳幔岩石演化过程重要的矿物地　球化学探针，抗风化且具有非常高的稳定性，即使　经历后期多次事件后仍有保存　；锆石普遍含Ｐｂ　低，富含ｕ、Ｔｈ，其Ｕ—Ｐｂ体系封闭温度可达到　９００　ｏＣ　Ｅ６　，是目前已知矿物同位素体系中封闭温　度较高的，因而是确定岩浆岩结晶年龄的理想对　象。结合锆石的阴极发光图像、锆石微区ｕ—Ｐｂ年　龄测定、锆石微量元素及锆石微区Ｈｆ同位素综合　分析，可以为锆石的成因演化及其寄主岩的成因类　型提供重要依据　。本文在前人工作基础上，　对湖南宁乡、常德等地的钾镁煌斑岩及含有金刚石　的相关岩石的重砂矿物进行了分离，利用电子探　针、阴极发光图像及ＬＡ．ＩＣＰＭＳ等现代测试技术对　其中的锆石进行主、微量元素成分、内部结构特征　及ｕ．Ｐｈ同位素地球化学研究。　１　地质背景　宁乡位于湖南省中东北部，钾镁煌斑岩群产于　扬子板块与华南板块的边界断裂附近，即桃江一城　步岩石圈碰撞断裂带与常德一安仁转换深断裂带及　双牌一汨罗地壳断裂带的交汇区附近（如图１）。　分布区断裂构造发育，断裂构造以ＮＥ向为主，规　模较大；其次为ＮＷ、ＮＮＥ向和近ＮＳ向断裂，断　裂伴生挤压破碎带。钾镁煌斑岩群出露地层主要有　上元古界板溪群、震旦系、泥盆系、第三系，岩体　的直接围岩是板溪群五强溪组，少数岩体侵位于泥　盆系上统锡矿山组，常被第三系地层所覆盖。　图１　湖南省地质构造简图（据文献［１２］改编）　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｓｋｅｔｃｈ　ｍａｐ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎ　Ｈｕｎａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　钾镁煌斑岩岩体主要为火山管道相，部分为脉　状浅成侵人相，其火山活动形式与玄武岩火山活动　形式相似。岩体多成群或狭长带状分布，以岩管或　岩脉产出，呈北西向展布，岩带大约长５　ｋｍ，宽　１００～８００　ｍ，２７个岩体中有６个岩管，集中在岩　群的北西段。管道相岩石主要由火山碎屑岩（角　砾岩一凝灰岩）组成，脉状岩体为岩浆型块状岩　石　。钾镁煌斑岩地表岩石强烈风化呈土状，颜　色为黄褐、棕红、灰绿、灰黑等色。常见有煌斑结　构、晶（岩）屑结构、角砾状或块状构造。主要　矿物有橄榄石、透长石、金云母，副矿物有石榴　石、透辉石、铬铁矿、金红石、钛铁矿、磷灰石、　锆石等，有些岩体含有方解石脉，岩石遭受强烈蚀　变，主要为碳酸盐化、滑石化、绿泥石化、褐铁矿　化、硅化等。岩石薄片观测显示钾镁煌斑岩原生矿　物多已风化，大多矿物仅存假象。　常德港二口洞湾地区的钾镁煌斑岩岩体露头出　露约１３　ｍ，侵入冷家溪群和板溪群中，岩体中穿　插有晚期的石英脉体及板状捕虏体。岩体露头风化　严重，呈棕黄色，斑状结构，斑晶有金云母、透辉　石和橄榄石。岩石蚀变强烈，蚀变后又遭风化作用　第３期　林玮鹏等：湖南宁乡钾镁煌斑岩及相关岩石重砂锆石地球化学特征、Ｕ．Ｐｂ年龄及其地质意义　１０７　后，野外露头往往由粘土、褐铁矿矿物组成。冷家　溪群板岩风化层露头，具有紫红色粉砂岩和砂岩的　新鲜风化面，可见定向构造，片理呈东西倾向，倾　角为４０。，风化层中含有脉石英等矿物。　２样品分析　本文共采集５个重砂样，分别来自宁乡钾镁煌　斑岩群Ｉ号岩管２个（编号Ｉ一１、Ｉ一２），ＩＩＩ号岩　管１个（ＩＩＩ），常德港二口洞湾钾镁煌斑岩１个　（ＤＷ），石门上五通白垩系红层１个（ＳＷＴ）。每　个重砂岩样约２０　，在广州有色金属研究院经过　脱泥、淘洗、称重、筛分、缩分、磁选及重液分离　等程序，然后在显微镜下完成分选并挑出锆石。之　后，将锆石置于双面胶上，再用无色透明的环氧树　脂将之固定做成圆饼状样品靶，待树脂固化后抛光　直至露出锆石平面，用于之后的分析。　锆石电子探针成分分析和阴极发光，在中国科　学院地质与地球物理研究所的法国Ｃａｍｅｒａ　ＳＸ５　１电　子探针仪器及其附带的阴极发光探测仪上完成，分　析电压为５０　ｋＶ，电流为ｌ５　ｎＡ。锆石微量元素及　ｕ．Ｐｈ年龄在中国地质大学（武汉）地质过程与矿　产资源国家重点实验室，利用激光剥蚀一电感耦合　等离子体质谱仪（ＬＡ．ＩＣＰＭＳ）测定，等离子体功　率：１３５０　Ｗ；激光波长：１９３　ｒｉｍ；激光脉冲频率：　１０　Ｈｚ；激光能量：＞２００　ｍＪ；光斑直径：４４ｉｘｍ；　分析时采用单点剥蚀方法，以美国国家标准物质局　人工合成硅酸盐玻璃ＮＩＳＴ６１０作为外标，以　ｓｉ作　为内标，数据选用一个质量峰一点的跳峰方式进行　采集。锆石ｕ．Ｐｂ年龄测定采用国际标准锆石　９１５００作为外标校正方法，每隔４～５个样品分析　点测一次标准，在分析２０次锆石Ｕ、Ｔｈ和Ｐｈ含　量的前后均测定ＮＩＳＴ　６１０，以保证数据具有可比　性。测试结果通过采用ＧＬＩＴＴＥＲ软件计算得出　”　Ｐｂ／　嘶Ｐｂ邮Ｐｂ／　Ｕ、　、　嘶Ｐｂ／　Ｕ三组同位素比值、年　龄及误差，单个数据点的误差为１ＩＪ＂，加权平均值　的误差为２盯，年龄计算及谐和图的绘制采用　Ｌｕｄｗｉｇ’Ｓ　Ｉｓｏｐｌｏｔ（ｖｅｒ　２．０６ｂ）完成。　本文锆石一般１５０～４００　ｍ，颜色多样，大部　分透明，玻璃光泽或油脂光泽。它形一自彤，晶体　形态包括短柱状、长柱状、浑圆状等。少数具有较　完整的四方双锥或复四方双锥晶形，其锥面和柱面　发育完善，自形程度较高，以长柱状为主，具有不　同的长宽比，反映其可能结晶于岩浆物理化学条件　不同的环境¨　。大部分锆石阴极发光图像颜色明　亮，具有特征的岩浆振荡环带（图２）；少量锆石　没有分带结构，阴极发光图像较暗。根据锆石的外　形及内部结构特征，可初步判断它们主要为岩浆型　锆石¨　Ｊ。电子探针成分分析显示锆石成分为，　ＳｉＯ２：３３．１９７％～３４．５４８％，ＺｒＯ２：６３．０８７％～６５．７１７％，　ＨｆＯ２：０．５６％～１．７４９％。Ｚｒ／Ｈｆ值为３７～８５，平均　为５１，与一般的碱性岩成因锆石ｚｒ／Ｈｆ值相当　，　锆石成分特征与起源于地幔深部偏碱性的钾镁煌斑　岩一致　。　图２宁乡Ｉ号岩管钾镁煌斑岩中锆石的ＣＬ图像　Ｆｉｇ．２　ＣＬ　ｉｍａｇｅ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｆｒｏｍ　Ｎｏ．１　ｐｉｐｅ　ｌａｍｐｒｏｉｔｅ　ｉｎ　Ｎｉｎｇｘｉａｎｇ，Ｈｕｎａｎ　３结果与讨论　３．１　锆石稀土及微量元素　对５个重砂样品中的２７颗锆石进行了稀土及　微量元素测定，部分颗粒进行了多点测试。结果表　明，大部分锆石∑ＲＥＥ含量与已有的典型钾镁煌斑　岩的研究结果相符，少部分锆石ＥＲＥＥ含量则与之　相差较大，可能为其它碱性岩来源或钾镁煌斑岩捕　虏的其它围岩锆石，后者在下面锆石微量元素特征　讨论中将不作为钾镁煌斑岩结晶锆石对象进行讨　论。宁乡钾镁煌斑岩结晶锆石的主要微量元素：Ｙ　含量变化范围很大（５１．７９～１４　７７９．９２　ｇ）；Ｈｆ　＝０．６６％～１．３９％，平均含量为１．０２％。Ｈｆ与Ｙ　之问具有一定的负相关关系，　（Ｙｂ／Ｓｍ）　＝１０～　２３０，Ｎｂ／Ｔａ：１．４１～３．７７，平均为２．０６；Ｕ＝　３２．４４～１７６１．１４　ｇ，平均２２７．６１　ｇ；Ｔｈ＝　２６．５３～６４３．７１　Ｉｘｇ／ｇ，平均１５６．６９　ｇ。Ｔｋ／Ｕ＝　０．１７～３．２４，平均０．９０，主要集中在０．４～１．０之　间，显示出岩浆型锆石的特点。除洞湾ＤＷ一０３样　品外，其他锆石均表现为ＬＲＥＥ亏损ＨＲＥＥ富集的　稀土配分模式，以及明显的ｃｅ正异常和适度的Ｅｕ　负异常（图３），属于典型的岩浆型锆石的稀土配　分模式，但和大多数幔源金伯利岩锆石有明显区　别¨　；属于钾镁煌斑岩结晶锆石的ＥＲＥＥ：　２３９．２２～８９４．７３　ｇ／ｇ，平均为５８３．５４　ｇ／ｇ，与前　中山大学学报（自然科学版）　第５Ｏ卷　人研究的结果基本一致　。　图４表明，宁乡钾镁煌斑岩大部分锆石落人西　澳典型钾镁煌斑岩锆石的投影区域及附近（图４），　只有个别锆石落在部分相关图的区域之外，表明两　地锆石的来源具有一定的相似性。　３．２锆石Ｕ—Ｐｂ年龄　对５个重砂样中１１颗有阴极发光图像及微量　元素测试数据的锆石进行了ｕ．Ｐｂ年龄测定（表１）　结果表明，年龄较新的６个锆石样品中，Ｉ和ＩＩＩ　号岩管的２个锆石样品（Ｉ－２－Ｚｒ－０１，ＩＩＩ—Ｚｒ－０５）具　有较高的Ｕ、Ｔｈ和∑ＲＥＥ含量，其ｕ含量分别为　１８５和４７２　ｇｉｇ，Ｔｈ分别为１２６和２５７　ｇ／ｇ，Ｔｈ／　Ｕ值分别为０．６８和０．５４，∑ＲＥＥ含量分别为６９１　和７６９　ｇ／ｇ，而且具有典型的振荡环带结构，属　图３重砂锆石的稀土元素球粒陨石标准化分布型式图　Ｆｉｇ．３　Ｃｈｏｎｄｒｉｔｅ—ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ　ＲＥＥ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｆｏｒ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｌａｍｐｒｏｉｔｅ　ｉｎ　Ｎｉｎｇｘｉａｎｇ，Ｈｕｎａｎ　（部分锆石由于某些元素的缺失而没有投在图上，　球粒陨石标准化值来自文献［２０］　图４不同地区钾镁煌斑岩锆石微量元素含量相关图　Ｆｉｇ．４　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｃｈａｎ　ｏｆ　ｔｒａｃｅ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｉｎ　ｌａｍｐｒｏｉｔｅ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｒｅａｓ　虚线区为西澳Ａｒｇｙｌｅ钾镁煌斑岩锆石微量元素含量相关性投影区，数据选自文献［１　１］　岩浆锆石，年龄均为１０４±１　Ｍａ，为燕山中期喷发　的岩浆结晶锆石；另外４个锆石样品ｕ、Ｔｈ和∑　ＲＥＥ含量接近，Ｕ＝３２～６９　ｇｉｇ，Ｔｈ＝２７～６２　ｇ／ｇ，Ｔｈ／Ｕ＝０．８３～０．９Ｏ，∑ＲＥＥ＝４１６—５３３　ｇ／　样品（Ｉ－１一Ｚｒ－０１、Ｉ－２一Ｚｒ－０１、ＩＩＩ—Ｚｒ－０３、ＩＩＩ—Ｚｒ－０５）　年龄比较集中，２０６Ｐｂ／　Ｕ年龄为９９～１０４　Ｍａ之间，　均落在谐和曲线上，加权平均年龄为１０１．６　４－　５．１Ｍａ（９５％置信度，ＭＳＷＤ：２５），但来源于ＩＩＩ　号岩管锆石（ＩＩＩ—Ｚｒ－０２）年龄则为８０　４－１　Ｍａ，属燕　ｇ，也是岩浆结晶产物，但是否和前２个样品来源　于同一母岩浆还有待研究。６个锆石样品中有４个　山晚期。而洞湾钾镁煌斑岩样品ＤＷ—Ｚｒ－０１．ａ的　第３期　林玮鹏等：湖南宁乡钾镁煌斑岩及相关岩石重砂锆石地球化学特征、Ｕ—Ｐｂ年龄及其地质意义　Ｐｂ／　Ｕ年龄为１０２±１　Ｍａ，与加权平均年龄为　１０１．６　Ｍａ的一组宁乡钾镁煌斑岩重砂锆石年龄相　一一∑ＲＥＥ含量为９６２　Ｉｘｇ／ｇ。它们的３组年龄明显不　致，呈现。盯Ｐｂ／２ｏ６ｐｂ＞　Ｐｂ／　Ｕ＞。嘶Ｐｂ／。　Ｕ　致，表明它们为同期岩浆中结晶形成。　的趋势，说明锆石的封闭体系可能受到一定的破坏　而导致放射成因Ｐｂ的丢失　，因此其ｕ—Ｐｂ年　龄的意义无法讨论。　中生代印支期的２个锆石样，年龄分别为２１７　±２　Ｍａ（Ｉ－２一Ｕ—Ｚｒ－０２）和２３７±３　Ｍａ（ＤＷ—Ｚｒ．０２　ｂ），根据其微量元素及ＣＬ图特征判断，它们应该　均为岩浆成因。但前者具有较高的Ｕ（１９５９　ｇ／　ｇ）、Ｔｈ（７１７　ｇ／ｇ）和∑ＲＥＥ（１　３１２　ｇ／ｇ）含　早元古代锆石（ＳＷＴ—Ｕ—Ｚｒ－Ｏ１）　Ｐｂ／　嘶Ｐｂ年　龄为２００８±２９　Ｍａ，属于谐和年龄，３组年龄在误　差范围内基本一致，反映了锆石Ｕ—Ｐｂ封闭良好。　其ｕ、Ｔｈ和∑ＲＥＥ含量较低，Ｕ＝３１　ｇｉｇ，Ｔｈ＝　２９　ｇ／ｇ，∑ＲＥＥ＝２０２　Ｉｘｇ／ｇ，Ｔｈ／ｕ＝０．９４，具振　量，较低的Ｔｈ／Ｕ比值为０．３７；而后者Ｕ：２８７　ｇ／ｇ，Ｔｈ：３０４　ｇ／ｇ，Ｔｈ／Ｕ：１．０６，∑ＲＥＥ＝５５５　ｇ／ｇ，和前人发现钾镁煌斑岩锆石稀土总量一般　荡环带结构，属于岩浆型锆石，该年龄锆石暗示在　不超过６００～７００　Ｉｘｇ／ｇ相一致　，可能来自钾镁　石门上五通地区含金刚石的白垩系红层中可能曾出　煌斑岩。上述特征显示两颗锆石的母岩来源可能有　所不同。印支期是对中国大陆影响广泛而强烈的一　次构造运动，和扬子板块与华北板块碰撞结合时间　（２２０～２４０　Ｍａ）［２１　明显具有同时性，两颗锆石可能　现早元古代岩浆喷发事件，但和金刚石的成因联系　暂时还无法评估。　（Ｉ　是该区域发生的岩浆活动的产物。对于该时期是否　具有钾镁煌斑岩岩浆活动，以此单颗锆石的年龄目　前还不足以判断，需作进一步工作的证实。　晚元古代６６２±７　Ｍａ（Ｉ－２．Ｕ．Ｚｒ－０１）锆石具有　明显的振荡环带结构，较高的ｕ、Ｔｈ和很高的∑　ＲＥＥ含量，具有典型岩浆锆石特征，其核心到边　缘，微量元素含量逐渐增加，核心和边缘的ｕ含　量分别为４９３和７８７　ｇ／ｇ，Ｔｈ分别为４４５和５７６　ｇ／ｇ，∑ＲＥＥ分别为６　０５１和９　３５１　ｇ／ｇ，Ｔｈ／Ｕ　值分别为０．９０和０．７３，无法确定来源与钾镁煌斑　岩的关系；晚元古代７９４　４－８　Ｍａ（ｓｗＴ．Ｚｒ－０４），具　图５湖南宁乡钾镁煌斑岩锆石的Ｕ—Ｐｂ谐和曲线图　Ｆｉｇ．５　Ｕ—Ｐｂ　ｃｏｎｃｏｒｄａｎｔ　ｄｉａｇｒａｍｓ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｉｎ　有典型的振荡环带结构，其ｕ、Ｔｈ很低，分别为　Ｕ（５３　ｇ／ｇ）、Ｔｈ（４３　Ｉｘｇ／ｇ），Ｔｈ／Ｕ值为０．８２；，　表１锆石的Ｕ—Ｐｂ测年结果　ｌａｍｐｒｏｉｔｅ　ｆｒｏｍ　Ｎｉｎｇｘｉａｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｔａｂｌｅ　１　Ｕ—Ｐｂ　ｉｓｏｔｏｐｉｃ　ｄａｔｉｎｇ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎｓ　１１０　中山大学学报（自然科学版）　第５Ｏ卷　３．３锆石Ｕ—Ｐｂ年龄的地质意义　湖南金刚石的分布十分广泛，在震旦系江口　组、寒武系、上三叠一侏罗系、白垩系、第三系中　均有金刚石的发现，金刚石的指示矿物镁铝榴石、　铬铁矿等的分布与震旦系江口组、中新生代新老碎　屑岩及红层均有关系，而且新、老碎屑岩中的指示　矿物具有明显的差异，说明湖南金刚石可能具有多　个来源。前寒武纪、古生代及中生代均有可能含有　潜在的不同期次的钾镁煌斑岩或其它含金刚石的岩　体，湖南地区大面积广泛分布的白垩系陆相红层沉　积可能掩盖了一部分未被发现的基底　。　从区域构造分区的角度，本区出现钾镁煌斑岩　的地区属于的扬子板块的边缘　，在区域构造上　受古亚洲一特提斯构造域的控制。文献［２３］认　为宁乡钾镁煌斑岩喷发年龄主要为加里东时期　（主要为全岩Ｒｂ—Ｓｒ和Ｓｍ—Ｎｄ等时线年龄），但本　文锆石均没能给出该时期年龄，较老的锆石可能是　钾镁煌斑岩的捕虏晶，属于早期岩浆结晶产物，而　其中较重要的Ｉ号及ＩＩＩ号岩管钾镁煌斑岩岩浆活　动可能属于燕山期产物。　本文与钾镁煌斑岩有关锆石的ｕ—Ｐｂ年龄与　Ｚｈｅｎｇ　ｅｔ　ａｌ［　对当地重砂锆石　町Ｐｂ／２０６Ｐｂ年龄研究　结果（２　９８０—５２５Ｍａ）相比，锆石年龄整体均较　年轻，同时缺失古生代加里东期锆石，是由于锆石　数量较少代表性不够，还是其他的原因，有待今后　工作的进一步核实。但本文重砂岩浆成因锆石　Ｐｂ／　Ｕ年龄具有多组不同的年龄，显示出研究区　与钾镁煌斑岩有关的岩浆活动具有多期次的特点，　其中燕山晚期的岩浆活动年龄和前人对中国东部玄　武岩和辉绿岩等基性岩脉所获得的密集年龄区问　１０３～１１０　Ｍａ（Ｋ—Ａｒ和４ｏＡｒ一３９Ａｒ法同位素年龄）　具有明显的一致性　－２６］，暗示它们可能和中国东　部始于中侏罗纪的岩石圈伸展和减薄事件有关　。　４结论　１）湖南宁乡和金刚石有关钾镁煌斑岩及相关　岩石重砂锆石的稀土分布模式及微量元素地球化学　特征基本相似，并且和与澳大利亚西部Ａｒｇｙｌｅ钾　镁煌斑岩的锆石具有一定的相似性。　２）５个重砂样中１１颗锆石具有多组不同的ｕ－　Ｐｂ年龄，显示出与研究区钾镁煌斑岩相关的岩浆　活动具有多期次的特点；其中宁乡Ｉ号及ＩＩＩ号岩　管钾镁煌斑岩４个样品落在谐和曲线上，重砂锆石　的年龄比较集中，猫Ｐｂ／瑚Ｕ年龄加权平均年龄为　１０１．６　４－５．１Ｍａ，和前人对扬子地台玄武岩和辉绿　岩等基性脉岩所获得的ｕ—Ｐｂ年龄一致，应为燕山　晚期岩石圈伸展岩浆活动产物。　３）石门上五通地区含金刚石白垩系红层样品　中发现一个具振荡环带，Ｔｈ／ｕ值为０．９４，具有　２００８　４－２９　Ｍａ　昕Ｐｂ／　嘶Ｐｂ谐和年龄的古老的早元古　代岩浆锆石，证实湖南宁乡附近与金刚石有关的火　山物质来源的复杂性。　致谢：感谢４１３队马文运总工的野外工作和梁冬云高级工　程师的重砂分选工作的帮助，感谢吴福元教授和刘勇胜教　授对样品分析工作的指导和帮助，硕士研究生张莉莉等参　加了野外工作。　参考文献：　［１］　罗会文，杨光树．贵州省镇远地区钾镁煌斑岩岩石特　征［Ｊ］．岩石矿物学杂志，１９８９，（２）：９７—１０９．　［２］刘观亮，汪雄武，吕学淼．湖北大洪山地区钾镁煌斑岩　岩石学、矿物学特征及含矿性研究［Ｍ］．北京：地质出　版社，１９９３．　［３］李子云，马文运．宁乡县云影窝含金刚石镁煌斑岩地　质特征［Ｊ］．湖南地质，１９９３，１２（４）：２２１—２２５．　［４］　ＺＨＥＮＧ　Ｊ　Ｐ，ＧＲＩＦＦＩＮ　Ｗ　Ｌ，Ｏ’ＲＥＩＬＬＹ　Ｓ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．　Ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ　Ａｒｃｈｅａｎ　ｂａｓｅｍｅｎｔ　ｂｅｎｅａｔｈ　ｔｈｅ　Ｙａｎｇｔｚｅ　ｃｒａｔｏｎ　［Ｊ］．Ｇｅｏｌｏｇｙ，２００６，７：４１７—４２０．　［５］谢桂青，胡瑞忠，蒋国豪，等．锆石的成因和Ｕ—Ｐｂ同　位素定年的某些进展［Ｊ］．地质地球化学，２００１，２９　（４）：６４—７０．　［６］ＬＥＥ　Ｊ，ＷＩＬＬＩＡＭＳ　Ｌ，ＥＬＬＩＳ　Ｄ．Ｐｂ，Ｕ　ａｎｄ　Ｔｈ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｉｎ　ｎ￣ｕｒｅ　ｚｉｒｃｏｎ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９９７，３９０（１３）：１５９—１６２．　［７］　ＣＨＥＲＮＩＡＫ　Ｄ　Ｊ，ＷＡＴＳＯＮ　Ｅ　Ｂ．Ｐｂ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｉｎ　ｚｉｒｃｏｎ　［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，２０００，１７２：５—２４．　ｆ８］　ＧＲＩＦＦＩＮ　Ｗ　Ｌ，ＰＥＡＲＳＯＮ　Ｎ　Ｊ，ＢＥＬＯＵＳＯＶＡ　Ｅ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　Ｈｆ　ｉｓｏｔｏｐｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｒａｔｏｎｉｃ　ｍａｎｔｌｅ：ＬＡＭ—　ＭＣ—ＩＣＰＭＳ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎ　ｍｅｇａｃｒｙｓｔｓ　ｉｎ　ｋｉｍｂｅｒｌｉｔｅｓ　［Ｊ］．Ｇｅｏｃｈｉｍ　Ｃｏｓｍｏｃｈｉｍ　Ａｃｔａ，２０００，６４：１３３—１４７．　［９］吴元保，郑永飞．锆石成因矿物学研究及其对Ｕ—Ｐｂ年　龄解释的制约［Ｊ］．科学通报，２００４，４９（１６）：１５８９—　１６０４．　［１０］　钟玉芳，马昌前，佘振兵．锆石地球化学特征及地质　应用研究综述［Ｊ］．地质科技情报，２００６，２５（１）：２７～　４ＪＤ．　［１１］ＢＥＬＯＵＳＯＶＡ　Ｅ　Ａ，ＧＲＩＦＦＩＮ　Ｗ　Ｌ，Ｏ’ＲＥＩＬＬＹ　Ｓ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｉｇｎｅｏｕｓ　ｚｉｒｃｏｎ：ｔｒａｃｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｓ　ａｎ　ｉｎ—　ｄｉｃａｔｏｒ　ｏｆ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋ　ｔｙｐｅ［Ｊ］．Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｍｉｎｅｒａｌ－　ｏｇｙ　ａｎｄ　Ｐｅｔｒｏｌｏｇｙ，２００２，１４３（５）：６０２—６２２．　［１２］　饶家荣．湖南原生金刚石矿深部构造地质背景及成　矿预测［Ｊ］．湖南地质，１９９９，１８（１）：２１—２８．　［１３］刘观亮，张自超，李志昌等．湖南宁乡钾镁煌斑岩中　火山微球粒的初步研究［Ｊ］．岩石矿物学杂志，１９９５，　第３期　林玮鹏等：湖南宁乡钾镁煌斑岩及相关岩石重砂锆石地球化学特征、Ｕ　Ｐｂ年龄及其地质意义　１１１　１４（３）：２４２—２５１．　ｅｃｌｏｇｉｔｅｓ：Ｔｉｍｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ　Ｇｅｏｌ，１９９３，　１０９：８９—１１１．　［１４］　汪相．锆石形态的定量描述及其动力学分析［Ｊ］．中　国科学Ｄ辑，１９９８，２８（３）：２３２—２３８．　ｄｅ　ｔｏ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ａｅｅｅｓ—　［Ｉ５］　ＶＡＶＲＡ　Ｇ．Ａ　ｇｕｉ［２２］　赖冬梅．锆石Ｕ—Ｐｂ年龄不一致原因浅析［Ｊ］．四川　有色金属，２００４，（２）：１２—１８．　［２３］　湖南省４１３地质队．湖南金刚石原生矿预测研究报告　［Ｒ］．１９９０．　ｓｏｒｙ　ｚｉｒｃｏｎｌ　Ｊ　１．Ｃｈｅｍ　Ｇｅｏｌ，１９９３，９３：１５—２８　［１６］　ＣＲＯＦＵ　Ｆ，ＨＡＮＣＨＡＲ　Ｊ　Ｍ，ＨＯＳＫＩＮ　Ｐ　Ｗ　Ｏ，ｅｔ　ａ１．　Ａｒｉａｓ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎ　ｔｅｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｒｅｖｉｅｗｓ　ｉｎ　Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００３，５３：４６９—４９５　［２４］　舒良树，周新民，邓平，等．巾国东南部中新生代盆地　特征与构造演化［Ｊ］．地质通报，２００４，２３（９—１０）：　８７６—８８４．　［１７］　丘志力，龚盛玮，于庆媛，等．福建明溪锆石巨晶中的　斜锆石、锆石矿物包裹体及其成因启示［Ｊ］．中山大　学学报：自然科学版，２００４，４３（６）：１３５—１３９．　［１８］　银剑钊．初论金刚石原生矿床成矿系列［Ｊ］．地球科　学一中国地质大学学报，２０００，２５（４）：３８０—３８３．　［１９］　钟玉芳，马昌前．含Ｕ副矿物的地质年代学研究综述　［Ｊ］，地球科学进展，２００６，２１（４）：３７２—３８２．　［２０］　ＴＡＹＬＯＲ　Ｓ　Ｒ，ＭｃＬＥＮＮＡＮ　Ｓ　Ｍ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ　ｃｒｕｓｔ：　［２５］　Ｕ　Ｘ　Ｈ．ＭｃＣＵＬＬＯＣＨ　Ｍ　Ｔ．Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ—　ｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ　ｍａｆｉｃ　ｄｉｋｅｓ　ｆｒｏｍ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，　ＳＥ　Ｃｈｉｎａ：Ａｇｅ，ｏｒｉｇｉｎ　ａｎｄ　ｔｅｃｔｏｎｉｃ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ［Ｊ］．Ｇｅｏ—　ｄｙｎａｍｉｃｓ，１９９８，２７：４０５—４１９　［２６］　谢桂青，毛景文；胡瑞忠，等．中国东南部中一新生代　地球动力学背景若干问题的探讨［Ｊ］，地质论评，　２００５，５１（６）：６１３—６１９　ｈｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ［Ｍ］．ＵＳＡ：Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ　Ｓｃｉ—　ｅｎｔｉｆｉｃ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，１９８５　［２７］　范蔚茗，王岳军，郭峰，等．湘赣地区中生代镁铁质岩　１Ｊ　１●　１』１Ｊ　浆作用与岩石圈伸展［Ｊ］．地学前缘，２００３，１０（３）：　１５９一】６９．　［２１］　ＬＩ　Ｓ．ＸＩＡ０　Ｙ．ＵＵ　Ｄ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏａｈ　Ｃｈｉｎａ　ａｎｄ　Ｙａｎｇｔｓｅ　ｂｌｏｃｋｓ　ａｎｄ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｅｓｉｔｅ—ｂｅａｔｉｎｇ　参考文献：　初秀成，赵基洪，柴杨，等．水稻与异科植物月见草远　缘杂交［Ｊ］．农业生物技术学报，２００８，１６（２）：３２０—　３２５．　黄汉昌，张艾，姜招峰．槐米中芦丁的提取及其与人血　清白蛋白荧光光谱研究［Ｊ］．北京联合大学学报：自然　科学版，２００８，２２（４）：１１—１４．　宋锡全，夏光敏，周爱芬，等．葡萄与柴胡科间体细胞　杂交再生杂种植株［Ｊ］．科学通报，１９９９，４４（１７）：　１８３２—１８３６．　［２］　杨虹琦，周冀衡，邵岩，等．不同产地烤烟叶中绿原酸　和芸香苷的含量分析［Ｊ］．天然产物研究与开发，　２００６，ｌ８（４）：６７０—６７３．　魏克强，杨俊仙，魏治中．新型烟草化学成分及医药成　分的初步分析［Ｊ］．天然产物研究与开发，２００８，２０　（４）：６５２—６５６．　杨涓，戴亚，等．烤烟中绿原酸、莨菪亭和芸香苷　［３］　李力，的分布研究［Ｊ］．中国烟草学报，２００８，１４（４）：１３—１７．　［４］　李培凡，张嘏慧，肖莉，等．ＲＰ—ＨＰＬＣ法测定不同产　魏治中，魏克强．烟草远缘杂交育种［Ｍ］．北京：中国　农业科学技术出版社，２００８：５３—５８．　地槐米中芦丁［Ｊ］．中草药，２００６，３７（９）：１４１９—１４２０．