靳立杰，赵体群，高继雷，刘伟，于松，杨帆，韩智昕

(1.山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250014；2.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东 济南 250101)

鲁西徂徕山地区傲来山序列二长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

靳立杰1，赵体群1，高继雷1，刘伟1，于松1，杨帆1，韩智昕2

(1.山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250014；2.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东 济南 250101)

出露于鲁西徂徕山地区的傲来山序列二长花岗岩是鲁西新太古代岩浆作用的重要记录，在野外地质工作的基础上，通过对其进行锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学研究，得到了二长花岗岩的形成时代，并对鲁西地区新太古代的岩浆活动进行了讨论。研究得到，谐和度>90%的锆石中存在岩浆锆石～2520Ma和继承性岩浆锆石2611Ma～2766Ma两个年龄区间。岩浆锆石的加权平均年龄为(2525±18)Ma，认为这一年龄代表了二长花岗岩的形成年龄。2611Ma～2766Ma继承性岩浆锆石的存在反映了鲁西地区至少经历了2次壳源物质的重熔和加入。

鲁西;徂徕山;二长花岗岩;锆石LA-ICP-MS定年;构造岩浆事件

鲁西是华北克拉通新太古代岩浆作用最为发育的地区之一，存在从新太古代早期到晚期不同阶段、不同类型的岩浆记录[1-3]。徂徕山南部的傲来山序列二长花岗岩是鲁西地区新太古代岩浆岩的重要组成部分，该岩体的形成时代能够为恢复和反演鲁西新太古代岩浆活动和基底演化提供依据。前人对鲁西新太古代岩浆岩进行了大量的研究[4-9]，但对二长花岗岩的形成时代研究相对较少，亟需对其进行研究。该次通过山东省1∶5万大汶口、楼德幅区域地质调查项目，对徂徕山东南部二长花岗岩分布范围、野外特征、形成时代等进行了详细的野外调查、室内鉴定和年代学研究。

1 区域地质概况

徂徕山大地构造位置位于鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅲ)新甫山-莱芜断隆(Ⅳ)新甫山凸起(Ⅴ)[10]，向南以徂徕山断裂为界与汶东凹陷相邻，向北为泰莱凹陷，向东主要为新太古代TTG和表壳岩，向西主要为新太古代二长花岗岩等。徂徕山地区作为鲁西太古宙岩石重要出露区之一，深成侵入岩十分发育[5]。

研究区主要由新太古代片麻状花岗闪长岩、二长花岗岩、英云闪长岩等组成，局部可见中生代岩脉侵入其中，另外可见少量闪长质包体及泰山岩群包体(图1)。二长花岗岩分布于鲁西新太古代泰山岩群变质地层和泰山岩套组成的古陆核的西南侧，其展布方向与区域构造线方向一致，多在320°～340°之间。另外，该区发现少量泰山岩群包体断续呈线状分布，走向与区域构造线方向一致。

1—花岗闪长岩;2—二长花岗岩;3—混合岩+条带状片麻岩;4—TTG;5—石英闪长岩;6—角闪石岩+辉石岩;7—表壳岩;8—采样点图1 研究区地质简图[7]

2 样品特征

该次采集的二长花岗岩，位于徂徕山主峰东南约7km的322高地附近，岩石新鲜面呈灰色—灰红色，局部带肉红色调，半自形粒状结构，弱片麻状—块状构造(图2)。主要矿物成分为斜长石(～35%)、微斜长石(～30%)、石英(～25%)以及黑云母(～10%)组成，副矿物有磷灰石、榍石和不透明矿物。元素地球化学分析显示，其SiO2含量为74.64%，为花岗岩类岩石。

3 分析方法

样品锆石单矿物分离工作由河北廊坊诚信地质服务公司完成，分选量约10mg。在双目镜下挑选出无明显裂隙、干净透明的锆石颗粒，将待测锆石颗粒粘至环氧树脂样品座上，然后磨靶使锆石剥露出来，拍摄锆石靶反射光、透射光照片，锆石靶阴极发光照相于中国冶金地质总局山东局测试中心实验室进行，选定最佳的待测锆石点位。

图2 二长花岗岩中变粒岩包体(a)镜下特征(b,c)Pl—斜长石；Q—石英；Bt—黑云母

锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代分析在中国冶金地质总局山东局测试中心完成，实验采用的激光剥蚀系统为美国Conherent公司生产的GeoLasPro 193nm ArF准分子系统，ICP-MS型号为ThermoFisher公司生产的iCAPQ。分析所用激光斑束直径为30μm，采用国际标样91500为外标进行同位素分馏校正；采用Plesovice和GJ-1标准锆石作为外标进行基体校正；成分标样采用NIST SRM 610，其中29Si作为单内标元素进行校正，每5～10个未知样品点插入一组标样。数据处理采用ICPMSDataCal软件[11-12]完成，普通Pb校正采用ComPbCorr#3.17完成[13]，年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot3.0完成[14]。

4 锆石特征及定年结果

样品中锆石主要呈长柱状，少量为短柱状，粒径在80～200μm之间，长短轴比值在1.5～3之间。锆石CL图像(图3)均显示颜色较深，且具有明显的振荡环带特征，指示其为岩浆成因。选取样品中的24颗锆石进行了分析，共26个测点。其中有2颗锆石具有明显的核边结构，分别对其核部、边部进行了年龄分析，测点19和23为核部年龄，测点20和24边部年龄。具体U-Pb同位素分析结果及对应锆石特征见表1和图4。

图3 锆石CL图像特征(比例尺为100μm)

序号Th/10-6U/10-6Th/U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238Ut207/206t207/235t206/238ratio±σratio±σratio±σMa±σMa±σMa±σCon.11492160.690.170.0011.090.230.480.0125353225311925092799%255014960.370.160.006.370.200.280.0124853120282715963976%314424960.060.150.003.810.060.190.0023242915961410951162%4872330.370.170.0010.680.240.460.0125204124952124553698%54155820.710.160.0010.720.270.470.0124973124992424834699%62913120.930.170.0010.920.210.470.0125162925171824962699%73277880.410.160.0010.950.450.480.0224883425193825307399%84258520.500.140.004.150.110.210.0022093616642212522371%91161820.640.160.0010.440.240.460.0124764124742124543299%1082010990.750.180.0010.810.220.440.0126313325071923342492%11971580.610.180.0012.320.240.500.0126283226291826122799%12449130981.450.160.016.600.110.280.0024566220591516081675%1337410530.360.170.0011.600.330.490.012565-425732725665499%141601990.800.160.0011.030.230.480.0125063525262025342699%151122750.410.160.008.830.240.390.0124903723212521153190%16148417360.850.170.009.370.230.390.0125833923752221272888%171503520.430.180.0012.290.300.500.0126113926272326353299%1852611030.480.170.008.340.190.360.0025283122692119782286%1943750.570.190.0014.260.340.540.0127583627672227633399%204934990.990.150.005.320.120.250.0028003618731914221872%2124512170.200.170.0011.380.250.480.0125723125552125083098%2252315430.340.160.0010.800.270.470.0125023125062324864099%2311290.360.190.0014.170.320.530.0127663727612127413499%24161370.110.180.0013.080.400.510.0126623526852926734699%253757030.530.170.009.880.260.420.0125393924242422654393%262984640.640.170.0011.710.220.490.0125723025811825752699%

图4 锆石U-Pb同位素年龄谐和图(a)和年龄分布图(b)

由锆石CL图像特征、分析结果和U-Pb年龄谐和图(图4)可以将锆石分为3种：继承性岩浆锆石、岩浆锆石和铅丢失锆石。该次选用207Pb/206Pb年龄对数据进行解释，其中：

①继承性岩浆锆石测点共6个，分析结果显示：锆石谐和度均大于90%，Th/U比值多在0.36～0.61之间，仅有1颗锆石边部测点Th/U比值为0.11，年龄在2611Ma～2766Ma之间。核部测点19(谐和度99%)和测点23(谐和度99%)分别给出了最古老的两个年龄：(2766±37)Ma和(2758±36)Ma；边部测点20谐和度(72%)较低，对其年龄不做讨论，测点24(谐和度99%)年龄为(2662±35)Ma。

②强烈铅丢失锆石测点共8个，分析结果显示：锆石谐和度均小于90%，Th/U比值在0.37～0.99之间，仅有1颗锆石边部测点Th/U比值为0.06。其年龄相差较大，但整体呈近线性分布，难区分是由继承性岩浆锆石还是岩浆锆石经历铅丢失所形成。

③岩浆锆石测点共13个，分析结果显示：锆石谐和度均大于90%，Th/U比值在0.20～0.93之间，年龄均在2520Ma左右(图4b)。经加权平均后得到的年龄为(2525±18)Ma(MSWD=1.0)。

5 讨论

①二长花岗岩的形成年龄

徂徕山南部的傲来山序列二长花岗岩中锆石既有岩浆锆石，也存在继承性岩浆锆石，并且存在一期铅丢失事件，对其形成时代应具体讨论。经过对锆石CL图像和分析测试数据进行具体分析认为：谐和度大于90%、数据分布较集中的13测点是二长花岗岩岩浆活动过程中形成的。经分析得到二长花岗岩的岩浆锆石的加权平均年龄为(2525±18)Ma，认为这一年龄代表了二长花岗岩的形成年龄。

②鲁西地区岩浆活动

全球范围尺度上，太古宙克拉通广泛记录了～2700Ma的构造岩浆热事件；而就华北克拉通而言，除记录～2700Ma这期事件外，还记录了大量的2500Ma～2550Ma的构造岩浆热事件信息[5]。作为华北克拉通的重要组成部分，鲁西地区既有>2700Ma的花岗-绿岩带[15]，也存在大量2500Ma～2550Ma的花岗质岩石[2]。

鲁西地区新太古代晚期岩浆岩中普遍具有大量年龄通常大于2.55Ga的残余锆石，这些古老地壳再循环是华北克拉通新太古代晚期强烈构造热事件的结果，标志着鲁西和华北古陆块克拉通化完成[4]。另外，鲁西地区2500Ma～2560Ma的岩浆活动记录的大量存在，也说明了这是鲁西地区主要的地质热事件，可能是新太古代末期向古元古代过渡时地壳重新活动加剧的反映[16]。

王世进等[2-5]通过调查傲来山岩套各单元进行研究后认为二长花岗岩是TTG类壳幔岩浆活动之后在新太古代晚期发生的大规模陆壳增生活动形成的；稀土元素总量和分馏程度在总体增长的过程中波动较大，表明在岩浆演化过程中不断有壳源物质的加入，逐步成为以壳源物质为主的混源型岩浆岩类。

该次通过对徂徕山南部二长花岗岩进行锆石U-Pb年代学研究，得到了～2500Ma岩浆锆石年龄和2611Ma～2766Ma继承性岩浆锆石年龄，佐证了鲁西地区发育～2700Ma和2500Ma～2550Ma两期构造岩浆热事件的事实。继承性岩浆锆石的存在也说明了二长花岗岩形成时存在壳源物质重熔、加入。另外，在一颗继承锆石中分别得到了代表两期岩浆活动的2758Ma核部年龄和2662Ma边部年龄，二者均明显大于～2525Ma岩浆岩锆石的形成年龄，这可能说明了鲁西地区最少经历了2期壳源物质的重熔。

6 结论

通过对鲁西徂徕山地区傲来山岩套二长花岗岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究，得到了其形成年龄为(2525±18)Ma；另外，2611Ma～2766Ma继承性岩浆锆石的存在，以及继承性岩浆锆石年2758Ma核部年龄和2662Ma边部年龄的存在证明了鲁西地区新太古代岩浆活动过程中至少存在2期壳源物质的重熔和加入。

致谢：该文得到了《山东省1∶5万大汶口、楼德幅区域地质调查》项目(项目编号：SDZS-2015-GTT01)资助；此外该次实验工作得到了中国冶金地质总局山东局测试中心激光剥蚀电感耦合等离子体实验室实验人员的大力协助，审稿专家给出了许多建设性意见，在此一并表示感谢！

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LA-ICP-MSU-PbZirconDatingandGeologicalSignificanceofMonzoniticGraniteinAolaishanSequenceinCulaishanAreainWesternShandongProvince

JIN Lijie1, ZHAO Tiqun1, GAO Jilei1, LIU Wei1, YU Song1, YANG Fan1, HAN Zhixin2

(No.1 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Jinan 250014, China; 2.Shandong Zhengyuan Geological Exploration Institute of China Metallurgical Geology Bureau, Shandong Jinan 250101, China)

Monzonitic granite in Culaishan area in western Shandong is one of the most important record of Neoarchean magmatism. On the basis of field survey, through study on zircon LA-ICP-MS U-Pb isotopic chronology, the forming time of monzonitic granite has been determined, and Neoarchean magmatism in western Shandongn have been discussed. It is regarded that there are two age ranges in the zircons which harmonic degree is more than 90%, such as ～2520Ma and 2611～2766 Ma which respectively corresponding to magma zircons and inherited magma zircons. Weighted mean age of magma zircons is (2525±18)Ma which represents the forming time of monzonitic granite. The existence of inherited magma zircons with ages between 2611Ma and 2766Ma indicate that western area in Shandong province has experienced at least two remelting and adding.

Western Shandong; Culaishan; monzonitic granite; LA-ICP-MS U-Pb zircon dating; tectonic and magmatic events

2017-09-05；

2017-10-24；

王敏

山东省国土资源厅《山东省1∶5万大汶口、楼德幅区域地质调查》项目(项目编号：SDZS-2015-GTT01)资助

靳立杰(1987—),男,河北宁晋人，助理工程师,主要从事区域地质、矿产调查研究工作；E-mail:jinlijie1987@163.com

P597.3

A

靳立杰，赵体群，高继雷，等.鲁西徂徕山地区傲来山序列二长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义[J].山东国土资源，2017,33(12)：1-5.JIN Lijie, ZHAO Tiqun,GAO Jilei,etc.LA-ICP-MS U-Pb Zircon Dating and Geological Significance of Monzonitic Granite in Aolaishan Sequence in Culaishan Area in Western Shandong Province[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(12)：1-5.