台湾东部未变形花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

黄长煌

台湾东部未变形花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

黄长煌

福建省地质调查研究院, 福建福州 350013

基金项目:

中国地质调查局项目《闽台中生代构造岩浆区区域地质专项调查》 12120114043301

详细信息

作者简介:
黄长煌(1962-), 男, 本科, 高级工程师, 从事区域地质调查及矿产调查等工作。E-mail:1154423711@qq.com

中图分类号: P588.12⁺1;P597⁺.3
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出版历程
- 收稿日期: 2016-06-19
- 修回日期: 2017-03-20
- 网络出版日期: 2023-08-15
- 刊出日期: 2017-09-30

LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the undeformed granite in eastern Taiwan and its geological significance

HUANG Changhuang

Fujian Institute of Geological Survey, Fuzhou 350013, Fujian, China

摘要

摘要:
台湾源头山位于台湾岛东部太鲁阁带的北部，主体为花岗闪长岩-辉长岩"浆混岩"组合，发生了强烈变形变质，其中央分布有未变形的侵入体，具有典型岩浆岩特征，代表了变形变质期后的岩浆事件。通过开展野外地质调查和岩石学、同位素年代学研究，揭示了变形变质作用前后侵入岩在岩石特征及主量、微量元素方面存在明显差别，表明二者是不同构造岩浆事件的产物。未变形的侵入岩为石英闪长岩，具有高Pb、Rb、U、Th、Zr轻度富集特征，属典型的I型花岗岩，其LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为82±1Ma，属晚白垩世坎潘期。这是台湾东部地区变形变质事件结束的标志，其后台湾东部进入了一个非挤压的新构造作用阶段。
- 台湾东部 /
- 块状石英闪长岩 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb定年 /
- 晚白垩世坎潘期
Abstract:
Yuantoushan is located in the north of Tailuko belt, eastern Taiwan. It is mainly composed of strongly deformed and metamorphosed granodiorite-gabbro "slurry mixed rock" combination. Deformed intrusions are in the center and show typical magmatic features, representing magmatic events after deformation and metamorphism. The authors carried out field geological survey and petrologic as well as isotopic geochronologic studies of metamorphic intrusive rocks and intrusive rocks. It is shown that there are significant differences in rock characteristics and main trace elements between the two kinds of rocks, indicating that the two kinds of rocks are products of different tectonic magmatic events. Undeformed intrusive rock is quartz diorite, with high Pb, Rb, U, Th, Zr, exhibiting mild enrichment characteristics of I type granite, and its LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic age is 82 ±1Ma, suggesting the Late Cretaceous Campanian period. This indicates that the deformation and metamorphism event in eastern Taiwan were ended, and the evolution then entered a non-squeezing neotectonic stage.
- eastern Taiwan /
- undeformed quartz diorite /
- LA-ICP-MS zircon U-Pb dating /
- Late Cretaceous Campanian perio

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致谢: 本文在调研工作中得到福建省地质调查研究院陈润生教授级高级工程师的帮助；台湾大学陈正宏、李寄瑀教授，台湾东华大学刘萤三教授，台湾师范大学叶恩肇教授等参加了野外考察及调查工作，审稿专家对论文提出了宝贵修改意见，在此表示衷心感谢。

图 1 台湾东部地区地质略图(据参考文献[1]修改)

1－前古近纪(南澳片岩)，变粒岩、云母片岩、绿泥石片岩、绿泥钠长片岩等；2－晚白垩世角闪片岩(枫树山岩体)；3－源头山岩体(未变形石英闪长岩)；4－源头山岩体(片麻状花岗闪长岩)；5－绿泥片岩；6－黑云片岩和二云片岩；7－角闪片岩；8－片麻状花岗闪长岩；9－石英闪长岩；10－糜棱岩化；11－取样点

Figure 1. Geological map of eastern Taiwan

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图版Ⅰ

a、d.块状石英闪长岩；b、e.片麻状花岗闪长岩与辉长岩(浆混杂岩)；c、f.角闪片岩(f有花岗闪长岩脉侵入)。 a、b为正交偏光，c为单偏光，均为×40。Q－石英；Pl－斜长石；Hb－角闪岩；Bi－黑云母；Mu－白云母

图版Ⅰ.

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图 2 TAS(a)和硅-钾(b)图解

Ph－响岩；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；F－副长石岩(ol＜10%, 碧玄岩；ol＞10%, 碱玄岩)；S1－粗面玄武岩；S2－玄武粗安岩；S3－粗安岩；T－粗面岩(Q＜20%)；粗面英安岩(Q＞20%)；U1－响岩质碱玄岩；U2－碱玄质响岩；U3－响岩。Ir线上方为碱性岩石系列，下方为亚碱性岩石系列

Figure 2. TAS classification (a) and SiO₂-K₂O (b) diagrams

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图 3 全岩微量元素蛛网图(a)及稀土元素配分模式(b)^[12-13]

Figure 3. Trace elements spidergrams (a) and chondrite-normalized REE patterns (b) for granites(δοK₂)

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图 5 源头山岩体锆石U-Pb谐和图和²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄加权平均值

Figure 5. U-Pb concordia diagram of zircons from Yuantoushan granites(δοK₂)

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图 4 源头山岩体(δοK₂)锆石CL图像

Figure 4. CL images of zircons from Yuantoushan granites(δοK₂)

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表 1 样品位置及岩性

Table 1 Locations and lithology of chemically and chronologically analyzed samples

样号	东经	北纬	岩石名称	采样地点
D0015	121°45′30″	24°30′29″	块状石英闪长岩	南澳北溪
D0017	121°46′09″	24°30′12″	片麻状糜棱岩化花岗闪长岩	南澳北溪
D0011-1	121°53′08″	24°30′10″	角闪片岩(枫树山岩体)	南澳
D0013-1	121°53′08″	24°30′36″	微晶角闪片岩(枫树山岩体)	南澳

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表 2 花岗岩主量、微量和稀土元素分析数据

Table 2 Major, trace and rare earth elements of granites

岩体	枫树山		源头山岩体					岩体	枫树山		源头山岩体
岩性	角闪片岩	微晶闪长岩(未变形)	细粒石英闪长岩(未变形)		片麻状花岗闪长岩			岩性	角闪片岩	微晶闪长岩(未变形)	细粒石英闪长岩(未变形)		片麻状花岗闪长岩
样号	D0011	D0013-1	D0015	2806	NA6A	NA8	D0017	样号	D0011	D0013-1	D0015	2806	NA6A	NA8	D0017
SiO₂	48.68	54.7	56.7	58.25	65.52	64.88	63.25	Nd	7.15	10.96	23.41	24.5	34.7	34.8	37.28
TiO₂	0.98	1.09	1.71	1.69	0.7	0.7	0.9	Sm	2.55	3.12	5	5.29	5.98	6.34	7.59
Al₂O₃	15.44	15.43	16.99	16.76	16.64	17.18	17.05	Eu	0.94	1.11	1.35	1.48	1.18	1.26	1.52
FeO	6.24	6.38	5.44	6.16	3.66	2.74	2.92	Gd	3.12	3.66	4.05	5.44	4.6	6.88	6.38
Fe₂O₃	2.1	3.45	1.66	1.06	1.1	1.03	1.86	Tb	0.6	0.64	0.64	0.84	0.83	0.63	1.05
MnO	0.079	0.11	0.124	0.15	0.11	0.03	0.137	Dy	3.24	3.44	3.04				4.95
MgO	9.32	4.13	4.04	2.16	1.89	1.89	1.92	Ho	0.76	0.84	0.7				1.12
CaO	11.46	7.43	5.8	5.37	2.28	1.1	2.37	Er	2.26	2.37	2.02				3.13
Na₂O	2.27	2.18	3.11	3.26	2.78	2.52	3.49	Tm	0.32	0.33	0.3				0.44
K₂O	0.17	1.02	1.62	2.1	2.7	4.31	3.53	Yb	2.25	2.28	1.96	2.94	4.2	1.18	2.95
P₂O₅	0.08	0.11	0.12	0.5	0.09	0.05	0.14	Lu	0.3	0.31	0.27	0.45	0.72	0.13	0.39
总和	99.59	99.62	99.64				99.66	Y	23.1	24.6	20.5	18	29	15	30.9
Co	48.28	32.14	25.65	17	10	5	11.32	AR	1.20	1.33	1.52	1.64	1.82	2.19	2.13
Ni	172.4	15.39	15.51	7	22	9	18.12	SI	46.4	24.1	25.5	14.7	15.6	15.1	14.0
Zn	68.93	100.9	91.09	116	141	97	89.12	FL	17.6	30.1	44.9	50.0	70.6	86.1	74.8
Rb	5.6	60.18	65.87	89	114	155	153.6	A/CNK	0.62	0.85	0.98	0.96	1.43	1.59	1.23
Sr	126	222	306.8	337	252	192	237.6	σ	1.05	0.88	1.63	1.88	1.33	2.13	2.43
Nb	2.23	4.17	9.07	18	15	18	15.31	Na₂O+K₂O	2.44	3.20	4.73	5.36	5.48	6.83	7.02
Cd	0.243	0.234	0.202				0.161	K₂O/Na₂O	0.07	0.47	0.52	0.64	0.97	1.71	1.01
Ba	34.03	129.2	303.2	396	546	949	616.5	DI	53.35	71.12	77.21	80.29	86.97	88.88	87.59
Hf	2.92	3.03	5.6	4.02	7.01	9.8	7.76	LREE/HREE	1.66	2.11	4.13	3.89	5.04	8.46	4.54
W	0.48	0.73	1.64				1.2	ΣREE	23.88	42.70	104.63	79.97	158.96	177.63	181.49
Pb	10.03	12.46	14.13	16	35	17	21.22	δEu	1.02	1.00	0.89	0.84	0.66	0.58	0.65
Th	1.04	1.98	7.86	6.9	15	19	17.74	Rb/Sr	0.04	0.27	0.21	0.26	0.45	0.81	0.65
U	0.09	0.45	1.03	2.1	3.7	2.8	3.38	Th/U	11.56	4.40	7.63	3.29	4.05	6.79	5.25
Cr	366.5	38.9	36.6	17	56	52	47.7	Ba/Sr	0.27	0.58	0.99	1.18	2.17	4.94	2.59
V	197.4	261	138.4	56	89	86	73.5	Q_CIPW	0.00	15.12	11.95	14.70	30.12	28.30	21.23
Zr	62.7	85.6	130.6	112	249	346	217.2	C_CIPW	0.00	0.00	0.00	0.57	5.35	6.73	3.60
La	3.26	7.66	22.62	20.6	37.4	44.33	42.27	Or_CIPW	1.04	6.28	9.84	12.74	16.37	26.42	21.38
Ce	8.58	17.48	46.61	28.1	79.7	90.9	83.15	Ab_CIPW	19.84	19.21	27.04	28.30	24.13	22.11	30.27
Pr	1.4	2.37	5.64				9.68	An_CIPW	32.47	30.52	28.37	23.98	11.00	5.32	11.12
注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量为10^-6

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表 3 锆石U-Th-Pb同位素分析数据和计算的年龄值

Table 3 Analytical data of zircon U-Th-Pb isotopes and calculated age values

测点号	总Pb/10^-6	²³²Th/10^-6	²³⁸U/10^-6	Th/U	同位素比值						表面年龄/Ma
测点号	总Pb/10^-6	²³²Th/10^-6	²³⁸U/10^-6	Th/U	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ
D0015-1	6	259	319	0.81	0.0489	0.0026	0.0878	0.0047	0.0130	0.0002	142.7	124.1	85.4	4.4	83.2	1.3
2	4	160	222	0.72	0.0527	0.0034	0.0918	0.0057	0.0129	0.0003	322.3	146.3	89.1	5.3	82.7	1.7
3	13	435	753	0.58	0.0482	0.0019	0.0831	0.0031	0.0124	0.0002	109.4	90.7	81.0	2.9	79.8	1.1
4	5	201	343	0.59	0.0449	0.0023	0.0776	0.0041	0.0126	0.0002			75.9	3.8	80.6	1.6
5	8	334	490	0.68	0.0487	0.0021	0.0824	0.0037	0.0124	0.0003	131.6	101.8	80.4	3.4	79.3	1.8
6	8	354	436	0.81	0.0490	0.0019	0.0860	0.0034	0.0126	0.0002	150.1	88.9	83.8	3.2	80.9	1.2
7	4	122	220	0.56	0.0419	0.0034	0.0758	0.0058	0.0132	0.0003	error	error	74.2	5.5	84.6	1.8
8	6	241	336	0.72	0.0477	0.0031	0.0841	0.0052	0.0129	0.0002	87.1	148.1	82.0	4.9	82.9	1.5
9	8	377	459	0.82	0.0483	0.0021	0.0855	0.0036	0.0129	0.0002	122.3	-93.5	83.3	3.4	82.7	1.3
10	6	171	334	0.51	0.0449	0.0024	0.0802	0.0040	0.0132	0.0002	error		78.4	3.8	84.8	1.5
11	5	229	298	0.77	0.0476	0.0023	0.0842	0.0040	0.0129	0.0002	76.0	114.8	82.1	3.8	82.5	1.5
12	4	149	220	0.68	0.0498	0.0028	0.0891	0.0047	0.0131	0.0002	183.4	126.8	86.7	4.4	84.1	1.5
13	6	142	349	0.41	0.0483	0.0032	0.0822	0.0052	0.0125	0.0002	122.3	142.6	80.2	4.9	79.8	1.5
14	7	293	391	0.75	0.0527	0.0028	0.0899	0.0045	0.0125	0.0002	322.3	122.2	87.4	4.2	79.8	1.3
15	9	404	549	0.74	0.0485	0.0026	0.0805	0.0041	0.0122	0.0003	124.2	131.5	78.6	3.8	77.9	2.1
16	5	178	280	0.64	0.0476	0.0031	0.0802	0.0052	0.0122	0.0002	76.0	157.4	78.3	4.9	78.0	1.5
17	5	170	273	0.62	0.0524	0.0027	0.0938	0.0046	0.0131	0.0003	301.9	114.8	91.0	4.2	84.1	1.6
18	3	126	196	0.64	0.0500	0.0034	0.0846	0.0051	0.0126	0.0003	194.5	157.4	82.5	4.8	81.0	1.6
19	4	160	258	0.62	0.0520	0.0032	0.0884	0.0051	0.0127	0.0003	283.4	110.2	86.0	4.8	81.1	1.6
20	6	223	364	0.61	0.0512	0.0029	0.0850	0.0048	0.0121	0.0002	250.1	126.8	82.8	4.5	77.2	1.4
21	8	380	448	0.85	0.0500	0.0026	0.0911	0.0046	0.0133	0.0002	194.5	122.2	88.6	4.3	84.9	1.3
22	8	343	477	0.72	0.0507	0.0029	0.0860	0.0052	0.0123	0.0003	233.4	125.0	83.8	4.9	78.6	1.9
23	4	133	221	0.60	0.0548	0.0030	0.0953	0.0056	0.0127	0.0002	466.7	124.1	92.5	5.2	81.1	1.6
24	3	87	154	0.56	0.0599	0.0055	0.1046	0.0085	0.0136	0.0004	598.2	200.0	101.1	7.8	87.2	2.6
25	5	152	343	0.44	0.0485	0.0029	0.0891	0.0049	0.0137	0.0002	120.5	133.3	86.7	4.5	87.4	1.6
26	4	175	266	0.66	0.0513	0.0033	0.0877	0.0054	0.0126	0.0002	257.5	148.1	85.4	5.0	80.5	1.6
27	6	273	356	0.77	0.0497	0.0033	0.0829	0.0050	0.0122	0.0003	183.4	147.2	80.9	4.7	78.5	2.0
28	5	115	305	0.38	0.0894	0.0399	0.1572	0.0693	0.0129	0.0003	1413.0	963.8	148.3	60.9	82.8	2.0
29	5	170	257	0.66	0.0482	0.0036	0.0868	0.0061	0.0133	0.0003	109.4	166.6	84.5	5.7	85.0	2.0
30	5	193	280	0.69	0.0483	0.0030	0.0849	0.0048	0.0131	0.0003	122.3	131.5	82.7	4.5	83.9	1.9

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参考文献(22)

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