陳妍， 潘家永*， 鐘福軍， 萬建軍， 嚴(yán)杰， 劉文泉,2， 李海東,2

(1.東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國家重點實驗室， 江西 南昌 330013；2.核工業(yè)二九〇研究所， 廣東 韶關(guān) 512026)

鋯石富含Th和U，含有較少且穩(wěn)定的普通Pb，是U-Pb同位素年代學(xué)研究中最常用的礦物[1-6]。產(chǎn)鈾花崗巖的鈾含量(20×10-6～40×10-6)普遍較高，其中的鋯石鈾含量也較高，會對鋯石晶體結(jié)構(gòu)造成輻射損傷，鋯石發(fā)生蛻晶化而引起放射性Pb的丟失，導(dǎo)致測得的年齡結(jié)果諧和度偏低，年齡結(jié)果可靠性較低[5,7-8]。此外，花崗巖型鈾礦床內(nèi)的流體活動通常較強，往往也正是因為后期流體對之前花崗巖進行交代或者蝕變作用，才會有活化的鈾出來，最后沉淀出鈾礦物，因此，鋯石很可能遭受過流體作用，進而影響其定年結(jié)果的準(zhǔn)確性。獨居石[(LREE，Th)PO4]為一種磷酸鹽，其中往往存在較多的輕稀土元素[9]，如鈰和鑭。獨居石在中酸性巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖中均可形成[4-5]。由于獨居石的U、Th以及放射性成因Pb含量較高，普通Pb含量較低，且抵抗放射性損傷能力比鋯石強[10]，此外其封閉溫度較高(約750℃)[11]，獨居石結(jié)晶后，其U-Th-Pb多處于封閉狀態(tài)，不易受后期熱液活動等地質(zhì)事件的影響，且獨居石的BSE圖像沒有環(huán)帶和明亮區(qū)域變化，可以代表最原始的結(jié)晶年齡，因此獨居石可以作為U-Pb同位素定年的礦物[12-13]。

長江鈾礦田位于廣東省北部，南嶺構(gòu)造帶中段，礦田內(nèi)分布諸多中大型礦床、礦點，如書樓丘礦床、棉花坑礦床、長排礦床等，鈾礦類型主要為花崗巖型。前人對礦田內(nèi)賦礦花崗巖成因、成巖時代、成巖構(gòu)造背景和鈾礦床的成礦流體來源[14-16]、礦床形成條件[17-19]、熱液蝕變特征[20-21]、成礦年代[1,22-24]等方面進行了諸多探索[23]。但是，前人對花崗巖成巖時代的研究，多采用鋯石U-Pb同位素定年法，朱捌(2010)[16]運用LA-ICP-MS的方法測得長江巖體中粗粒黑云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為142～144Ma；鄧平等(2011)[14]運用SHRIMP法測得長江巖體中粒黑云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為152～187Ma；黃國龍等(2014)[1]運用LA-ICP-MS法測得長江巖體中粒黑云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為157～161Ma；傅麗雯(2015)[15]運用LA-ICP-MS法測得長江巖體中粒黑云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為62～167Ma；鐘福軍(2018)[22]運用LA-ICP-MS法測得長江巖體中粒黑云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為160～163Ma。黃國龍等(2012)[19]運用SHRIMP法測得粵北油洞巖體中粒小斑狀二云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為228～236Ma；張龍等(2016)[25]運用電子探針法測得油洞巖體中粒斑狀二云母花崗巖的晶質(zhì)鈾礦的年齡為219～231Ma；鐘福軍(2018)[22]運用LA-ICP-MS法測得油洞巖體中粗粒小斑狀二云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為243～246Ma?？梢钥闯觯挲g數(shù)據(jù)較分散且變化范圍較大(油洞巖體花崗巖的成巖時代為225～244Ma，長江巖體花崗巖的成巖時代為143～165Ma)，賦礦花崗巖成巖年齡未得到準(zhǔn)確限定，這是由于研究區(qū)的花崗巖多為高鈾花崗巖，其中鋯石的鈾含量較高(1379×10-6～10612×10-6)，容易發(fā)生蛻晶化，諧和圖中的測點多發(fā)生右漂，且根據(jù)鋯石陰極發(fā)光圖像[1,10,14-17,19-25]，易受后期流體作用，或含有較多包裹體，從而影響年齡結(jié)果的準(zhǔn)確性。

獨居石抵抗放射性損傷的能力更強[10]，且封閉溫度超過750℃[11]，不易被改造，BSE圖像均勻無環(huán)帶，表明未受后期流體作用，其U-Pb年齡準(zhǔn)確度較高。據(jù)此，本文對油洞巖體和長江巖體分別開展LA-ICP-MS獨居石U-Pb定年，精確厘定了這兩個巖體的侵位時代，結(jié)合前人對長江礦田相關(guān)巖體的研究，探討其形成的構(gòu)造背景，補充該區(qū)域獨居石U-Pb定年方法的研究。

1 礦田地質(zhì)特征

長江鈾礦田主要出露長江巖體中粗粒黑云母花崗巖和油洞巖體中粗粒二云母花崗巖，少數(shù)細粒花崗巖脈[1]、偉晶巖脈和細晶巖脈侵位[26]，此外，還出露少量燕山晚期輝綠巖、煌斑巖、輝長閃長巖等中基性巖，呈脈狀產(chǎn)出[21]，巖脈向NE或近EW延伸5～7km，脈寬約0.3～2m，部分中基性巖脈被后期構(gòu)造破碎帶或巖體切穿[22]。礦田內(nèi)發(fā)育NE、NW、近NS向斷裂帶，其中NE向斷裂構(gòu)造活動強、規(guī)模大，包括里周、棉花坑、黃溪水?dāng)嗔训萚21](圖1)，斷裂帶內(nèi)主要由蝕變花崗巖組成，硅質(zhì)熱液活動強烈，有蝕變分帶現(xiàn)象[20]；NW向的油洞斷裂構(gòu)造活動次之，為重要的控礦構(gòu)造[22]；近NS向斷裂構(gòu)造活動弱、形成時間晚，呈密集平行脈產(chǎn)于里周斷裂和黃溪水?dāng)嗔阎g，是礦田內(nèi)主要的含礦構(gòu)造[23]，斷裂密集帶形態(tài)產(chǎn)狀相似，規(guī)模不一[26]。

油洞巖體位于諸廣南部復(fù)式巖體中部(圖1)，出露面積約120km2，呈巖基、巖滴、巖枝產(chǎn)出，整體為近NS向展布，邊界復(fù)雜曲折[19]，為棉花坑、油洞和長排礦床的賦礦圍巖。油洞巖體在地表出露的巖性以中粗粒二云母花崗巖為主，灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)[19]。長江巖體位于諸廣巖體中南部，產(chǎn)狀以巖基狀為主，其次為巖枝、巖滴狀，出露面積約300km2，與毗鄰的油洞巖體呈明顯的侵入接觸[1](圖1)，為書樓坵礦床、棉花坑礦床的賦礦圍巖[20]。主要為中粗粒黑云母花崗巖，局部出露細粒不等粒黑云母花崗巖[1]。

圖1 長江鈾礦田地質(zhì)簡圖(黃國龍等，2015)Fig.1 Geological map of the Changjiang uranium ore field (Huang， et al, 2015)

前人對長江鈾礦田各礦床的花崗巖開展了大量的同位素年代學(xué)研究，采用鋯石LA-ICP-MS、SHRIMP的U-Pb同位素定年法以及晶質(zhì)鈾礦的電子探針法等，初步厘定了巖體的成巖時代，構(gòu)建了長江鈾礦田的成巖年代學(xué)框架。如黃國龍等(2014)[1]運用LA-ICP-MS厘定了鋯石 U-Pb年齡為155～164Ma；張龍等(2016)[25]運用電子探針技術(shù)厘定棉花坑礦床花崗巖晶質(zhì)鈾礦物年齡為162～168Ma；鐘福軍等(2019)[23]運用LA-ICP-MS技術(shù)厘定書樓丘礦床輝長閃長巖的鋯石 U-Pb 年齡為149～167Ma；朱捌(2010)[16]、鄧平等(2011)[14]、黃國龍等(2012)[19]、傅麗雯(2015)[15]、鐘福軍(2018)[22]運用LA-ICP-MS或SHRIMP測得長江巖體花崗巖的成巖時代為143～165Ma；黃國龍等(2012)[19]運用LA-ICP-MS或SHRIMP測得油洞巖體花崗巖的鋯石U-Pb年齡為228～246Ma；張龍(2016)[25]運用電子探針測得油洞巖體花崗巖的晶質(zhì)鈾礦的年齡為219～231Ma。上述成果推動了長江鈾礦田巖漿活動與成巖年代學(xué)研究的重大發(fā)展。

2 實驗部分

本次研究的2件花崗巖樣品(樣品編號CJ1702-2、CJ1607)，分別為長江鈾礦田油洞巖體的中粗粒二云母花崗巖和長江巖體的中粗粒黑云母花崗巖，均采自新鮮的地表露頭，采用獨居石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)USGS44069作為外部標(biāo)樣，監(jiān)控標(biāo)樣選用Trebilcock。

2.1 樣品巖相學(xué)特征

中粗粒二云母花崗巖手標(biāo)本為灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2a)，主要礦物組成為長石和石英，長石包括鉀長石和斜長石，還含有黑云母和白云母(圖2b)。其中，鉀長石含量約25%～35%，粒度1.8～5.2mm，略呈半定向排列；斜長石以更長石為主，含量約25%～30%；石英呈他形粒狀，波狀消光，含量約25%～30%；黑云母為黑褐色，呈片狀或團塊狀分布，含量約5%～8%；白云母與黑云母共生，白色，呈細片集合體，含量約2%～5%。副礦物主要有磷灰石、鋯石、褐簾石、榍石等。

中粗粒黑云母花崗巖手標(biāo)本為灰色-灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)(圖2d)，以長石和石英為主，黑云母次之(圖2e)。長石主要為鉀長石和斜長石，鉀長石的含量約35%，當(dāng)其發(fā)生蝕變時呈現(xiàn)肉紅色，主要發(fā)育高嶺土化和絹云母化；斜長石為灰白色，也可呈淺綠色，為其發(fā)育絹云母化所致，含量約30%，此外，還出現(xiàn)鈉長石化；石英含量約32%，多呈他形粒狀；黑云母為黑褐色，自形程度較好，以片狀為主，粒度差異較大，綠泥石化較發(fā)育，含量約5%。

a、b、c依次為中粗粒二云母花崗巖的手標(biāo)本、顯微鏡下、BSE圖像； d、e、f依次為中粗粒黑云母花崗巖手標(biāo)本、顯微鏡下、BSE圖像。Kfs—鉀長石； Qtz—石英； Bt—黑云母； Pl—斜長石； Ura—晶質(zhì)鈾礦； Mnz—獨居石； Zr—鋯石； Ap—磷灰石。圖2 長江巖體、油洞巖體花崗巖巖相學(xué)特征Fig.2 Petrographic characteristics of granites in Changjiang and Youdong plutons

2.2 樣品分析方法

首先采用人工重砂法將獨居石分選出來，在鏡下挑出其中結(jié)構(gòu)均一、透明度高的顆粒，將其粘于載玻片上，其上放置含有環(huán)氧樹脂和固化劑充分混合物的PVC 環(huán)，烘干，剝除樣品靶[5]。再做打磨拋光處理后拍攝透射、反射和背散射(BSE)圖像，以選取新鮮、無裂隙及包裹體的位置進行測試[5,7,27]。獨居石制靶和背散射圖像的拍攝工作均在東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國家重點實驗室完成。

獨居石U-Pb同位素測試工作在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司利用LA-ICP-MS完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeolasPro，該系統(tǒng)是由COMPexPro102ArF193nm準(zhǔn)分子激光器和MicroLas光學(xué)系統(tǒng)兩部分組成。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀為Agilent 7700e(美國Agilent公司)[5]。為了提高儀器的靈敏度，實驗過程中往往選用氦氣和氬氣分別作為載氣和補償氣，并通過一個T形裝置混合后進入電感耦合等離子體質(zhì)譜儀[5]。實驗中所采用的激光束斑直徑為16μm，頻率為6Hz，能量密度為8J/cm2。每個測試點包括20～30s空白信號及50s樣品信號采集時間。為了校正U-Pb、Th-Pb同位素分餾和儀器質(zhì)量歧視，采用獨居石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)USGS44069作為外部標(biāo)樣校正同位素比值[6,28]，監(jiān)控標(biāo)樣選用Trebilcock以監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量。運用ICP-MSDataCal10.9軟件進行數(shù)據(jù)處理和普通鉛校正，樣品的年齡諧和圖及其加權(quán)平均計算運用Isoplot/Ex-ver3完成。

3 結(jié)果與討論

3.1 獨居石LA-ICP-MS分析結(jié)果

從背散射圖像(圖3、圖4)可以看出，中粗粒二云母花崗巖(CJ1702-2)和中粗粒黑云母花崗巖(CJ1607)的獨居石淺灰色，顆粒大小不一，自形-半自形，呈柱狀或等軸狀，長軸約40～100μm，長寬比為1∶1 至 2∶1，獨居石成分均勻，內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分均一，裂隙較少，大多數(shù)無明顯分帶現(xiàn)象，偶見巖漿環(huán)帶存在，獨居石顆粒邊部發(fā)生晶棱圓化或呈港灣狀結(jié)構(gòu)。

圖3 油洞巖體中粗粒二云母花崗巖獨居石BSE圖像Fig.3 BSE images of monazite in coarse-grained two mica granite in Youdong pluton

圖4 長江巖體中粗粒黑云母花崗巖獨居石BSE圖像Fig.4 BSE images of monazite from fine grained biotite granite in the Changjiang pluton

花崗巖樣品獨居石U-Pb同位素測試結(jié)果見表1。中粗粒二云母花崗巖樣品CJ1702-2中獨居石的Pb、Th、U含量分別為537×10-6～1064×10-6、54342×10-6～89332×10-6、1379×10-6～9708×10-6，其 Th/U比值為6.13～56.03。該樣品測試中共獲23個有效數(shù)據(jù)，得到油洞巖體中粗粒二云母花崗巖年齡為220.7～234.6Ma，加權(quán)平均年齡為228.0±1.5Ma(MSWD=0.82，圖5)。

中粗粒黑云母花崗巖樣品CJ1607中獨居石的Pb、Th、U含量分別為146.2×10-6～284.9×10-6、3165×10-6～10032×10-6、5951×10-6～10612×10-6，其中Pb含量較少，Th/U比值為0.93～1.93。該樣品測試中共取得14個有效數(shù)據(jù)，得到長江巖體中粗粒黑云母花崗巖年齡為154.2～164.6Ma，加權(quán)平均年齡為156.8±1.7Ma(MSWD=0.76，圖5)。

3.2 定年數(shù)據(jù)的可靠性

數(shù)據(jù)的可靠性主要體現(xiàn)在以下五個方面。

(1)樣品前處理：在雙目顯微鏡下選擇顆粒大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一、透明度高的獨居石，再通過拍攝透射光、反射光和背散射(BSE)圖像，挑選出未發(fā)生蝕變、無裂隙及包裹體的位置進行測試。

(2)分析測試方法：①采用較小的激光束斑直徑(16μm)和較低的頻率(6Hz)對樣品進行剝蝕。②選用較均一的獨居石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)USGS44069[28]和玻璃標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST610[4]作為外部標(biāo)樣來校正樣品測試結(jié)果，以降低基體效應(yīng)[29]對測試結(jié)果的影響。③采用信號平滑裝置來提高信號的穩(wěn)定性，以氦氣和氬氣分別作為載氣和補償氣來調(diào)節(jié)靈敏度[24]。④每測6個獨居石樣品點，交替測定兩次主標(biāo)樣獨居石USGS44069，以提高分析精度。

表1LA-ICP-MS獨居石U-Pb定年數(shù)據(jù)

Table 1 Ages of LA-ICP-MS U-Pb dating of monazite

樣品CJ1702-2:油洞巖體測點207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U同位素比值2σ同位素比值2σ同位素比值2σ年齡(Ma)2σ年齡(Ma)2σCJ1702-2-010.0516 0.0016 0.2590 0.0062 0.0364 0.0003 233.9 9.0 230.7 7.2CJ1702-2-020.0531 0.0016 0.2673 0.0063 0.0365 0.0003 240.5 9.2 231.0 7.2CJ1702-2-030.0516 0.0046 0.2563 0.0174 0.0360 0.0005 231.7 17.2 228.2 7.4CJ1702-2-040.0511 0.0016 0.2551 0.0064 0.0362 0.0003 230.7 9.0 229.3 7.1CJ1702-2-050.0491 0.0029 0.2420 0.0109 0.0357 0.0004 220.0 11.9 226.4 7.3CJ1702-2-060.0523 0.0030 0.2534 0.0111 0.0352 0.0004 229.3 12.2 222.7 7.1CJ1702-2-070.0510 0.0023 0.2531 0.0090 0.0360 0.0004 229.1 10.7 228.0 7.3CJ1702-2-080.0523 0.0023 0.2581 0.0086 0.0358 0.0003 233.2 10.4 226.9 7.1CJ1702-2-090.0512 0.0029 0.2560 0.0112 0.0363 0.0004 231.4 12.2 229.7 7.4CJ1702-2-100.0522 0.0040 0.2584 0.0152 0.0359 0.0005 233.4 15.4 227.5 7.6CJ1702-2-110.0524 0.0023 0.2592 0.0088 0.0359 0.0003 234.0 10.6 227.3 7.1CJ1702-2-120.0505 0.0027 0.2528 0.0101 0.0363 0.0003 228.8 11.4 229.8 7.2CJ1702-2-130.0518 0.0016 0.2585 0.0064 0.0362 0.0003 233.5 9.1 229.1 7.1CJ1702-2-140.0498 0.0026 0.2511 0.0098 0.0365 0.0003 227.4 11.2 231.3 7.3CJ1702-2-160.0519 0.0050 0.2633 0.0194 0.0368 0.0006 237.3 18.8 232.9 8.0CJ1702-2-200.0518 0.0039 0.2544 0.0146 0.0356 0.0004 230.1 14.9 225.7 7.3CJ1702-2-210.0526 0.0019 0.2561 0.0071 0.0353 0.0003 231.5 9.5 223.6 7.0CJ1702-2-220.0545 0.0030 0.2666 0.0116 0.0355 0.0005 239.9 12.7 224.7 7.5CJ1702-2-250.0520 0.0028 0.2619 0.0108 0.0365 0.0005 236.2 12.1 231.1 7.5CJ1702-2-260.0496 0.0022 0.2380 0.0081 0.0348 0.0003 216.8 9.8 220.7 6.9CJ1702-2-270.0503 0.0021 0.2494 0.0081 0.0360 0.0003 226.1 10.0 227.7 7.2CJ1702-2-280.0537 0.0028 0.2746 0.0112 0.0371 0.0004 246.4 12.5 234.6 7.5CJ1702-2-300.0498 0.0018 0.2480 0.0071 0.0361 0.0003 225.0 9.4 228.7 7.2 樣品CJ1607:長江巖體測點207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U同位素比值2σ同位素比值2σ同位素比值2σ年齡 (Ma)2σ年齡 (Ma)2σCJ1607-010.0419 0.0051 0.1484 0.0150 0.0257 0.0006 140.5 14.8 163.6 6.4CJ1607-020.0526 0.0059 0.1756 0.0166 0.0242 0.0007 164.3 16.3 154.3 6.2CJ1607-030.0412 0.0054 0.1427 0.0154 0.0251 0.0007 135.5 15.2 160.0 6.4CJ1607-050.0506 0.0070 0.1767 0.0206 0.0253 0.0009 165.2 19.9 161.1 7.5CJ1607-060.0409 0.0063 0.1370 0.0174 0.0243 0.0006 130.4 17.0 154.7 6.2CJ1607-070.0494 0.0053 0.1649 0.0149 0.0242 0.0006 155.0 14.8 154.2 6.2CJ1607-080.0552 0.0058 0.1854 0.0161 0.0243 0.0006 172.7 15.9 155.0 5.9CJ1607-090.0436 0.0055 0.1491 0.0155 0.0248 0.0007 141.1 15.3 158.0 6.5CJ1607-100.0467 0.0060 0.1589 0.0169 0.0247 0.0007 149.8 16.5 157.2 6.4CJ1607-110.0501 0.0062 0.1694 0.0174 0.0245 0.0007 158.9 17.0 156.2 6.4CJ1607-120.0539 0.0078 0.1800 0.0216 0.0242 0.0007 168.1 20.8 154.4 6.6CJ1607-130.0748 0.0081 0.2527 0.0228 0.0245 0.0006 228.8 21.7 156.0 6.0CJ1607-140.0601 0.0069 0.2028 0.0194 0.0245 0.0006 187.5 18.8 155.9 6.2CJ1607-150.0505 0.0065 0.1710 0.0182 0.0246 0.0007 160.3 17.7 156.5 6.3

a、b—油洞巖體中粗粒二云母花崗巖； c、d—長江巖體中粗粒黑云母花崗巖。圖5 油洞巖體、長江巖體花崗巖獨居石諧和年齡及加權(quán)平均年齡圖Fig.5 Concordant age and weighted average age of granite monazite in Youdong and Changjiang plutons

(3)獨居石標(biāo)樣USGS44069測試結(jié)果為425.1±4.2Ma(n=14)，標(biāo)樣Trebilcock 測試結(jié)果為273.4±3.1Ma(n=18)，均與參考值在誤差范圍內(nèi)一致[4,8,12,30]，標(biāo)樣Trebilcock在測試過程中用于控制數(shù)據(jù)質(zhì)量。

(4)本次測試選用的標(biāo)樣Trebilcock 成分均一，Th含量較高，而研究對象長江巖體、油洞巖體中的獨居石也富Th，基體效應(yīng)不明顯。

(5)此外，雖然獨居石中Th含量變化較大，但不存在明顯的基體效應(yīng)[12,31]。因此，可以認為本次實驗獲得的獨居石U-Pb年齡的可靠性較好，可代表花崗巖的形成年齡。

3.3 巖體地球化學(xué)特征

油洞巖體與長江巖體具有相似的地球化學(xué)組成，具體表現(xiàn)在：①主量元素。二者均具有較高的SiO2含量，但油洞巖體的SiO2含量變化較小，長江巖體SiO2含量變化較大；二者堿含量均較高，在SiO2-(K2O+Na2O)圖解上均處于亞堿性花崗巖范圍內(nèi)；在A/CNK-NK/A圖解上，油洞巖體花崗巖大部分處于亞堿性強過鋁質(zhì)花崗巖范圍內(nèi)，少部分為亞堿性弱過鋁質(zhì)花崗巖，長江巖體花崗巖以亞堿性弱過鋁質(zhì)花崗巖為主，其次為過堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)-亞堿性強過鋁質(zhì)花崗巖。②微量元素。油洞巖體花崗巖富集Rb、Th、U、Ta、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Dy、Y，虧損Ba、Nb、Sr、Zr、Eu、Ti[19]，“谷”和“峰”均較明顯，長江巖體花崗巖富集Rb、Th、U、Ta、Dy，明顯虧損Ba、Sr、Ti和輕微虧損Nb、Zr[1,21]。二者均屬于低Ba-Sr花崗巖，且球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線左側(cè)隆起，右側(cè)平緩，與南嶺的殼源型花崗巖類似[1]，Ba、Sr、Ti的虧損可能與成巖過程中斜長石、鈦鐵礦和磷灰石的分離結(jié)晶有關(guān)[21]。③油洞巖體和長江巖體的稀土元素配分模式相似，呈現(xiàn)輕稀土富集“右傾”型[21]，稀土元素總量較高，Eu的虧損較明顯，且基本無Ce異常，輕重稀土元素分餾均較明顯。

3.4 成巖時代

對于粵北長江鈾礦田的成巖成礦年齡，前人已經(jīng)作了很多研究，主要以鋯石作為測試礦物，部分學(xué)者以晶質(zhì)鈾礦為測試礦物，得到的年齡數(shù)據(jù)范圍較大，相對散亂(圖6)。

圖6 不同測試礦物下油洞巖體和長江巖體年齡Fig.6 Ages of Youdong and Changjiang plutons under different test minerals

由于花崗巖本身鈾含量(15.7×10-6～659×10-6)較高，其中的鋯石鈾含量(1379×10-6～10612×10-6)比普通鋯石高很多，在進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年時，由于鈾含量高，鋯石受到了輻射損傷而發(fā)生蛻晶化，U-Pb同位素體系遭受破壞，導(dǎo)致鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)誤差較大。有學(xué)者認為，只有長時間遭受輻射才可能導(dǎo)致晶格損傷，因此對于年輕的高鈾鋯石(鈾含量大于0.01%)，基質(zhì)效應(yīng)對年齡影響較小[29]，但通過對前人測得的鋯石鈾含量及U-Pb年齡對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋯石中鈾含量較高時，其U-Pb年齡較分散[1,19,32]，隨著鈾含量升高，得到的年齡數(shù)據(jù)越來越分散，即使剔除部分高U測點，諧和度仍有右漂現(xiàn)象[22]。

本次對長江巖體和油洞巖體的獨居石進行LA-ICP-MS U-Pb定年，給出油洞巖體中粗粒二云母花崗巖年齡為228.0±1.5Ma，長江巖體中粗粒黑云母花崗巖年齡為156.8±1.7Ma。與朱捌(2010)[16]、鄧平等(2011)[14]、黃國龍等(2012,2014)[19,1]、田澤瑾(2014)[29]、傅麗雯(2015)[15]、張龍等(2016)[25]和鐘福軍(2018)[22]對油洞巖體和長江巖體的鋯石 U-Pb 同位素測年結(jié)果基本吻合，也與南嶺花崗巖帶印支期和燕山早期花崗巖成巖年齡(249～207Ma，180～140Ma)基本一致，進一步證實了長江鈾礦田內(nèi)巖漿巖格局主要為印支期和燕山期花崗巖。

3.5 長江鈾礦田構(gòu)造演化背景

南嶺成礦帶下莊和諸廣礦田的花崗巖型鈾礦床主要形成于燕山晚期，成礦年齡趨向于較年輕，年齡范圍大致為47～138Ma，峰值為60～85Ma[22-24]。因此，鈾礦化主要發(fā)生在白堊—新生代造山后伸展期。但也有一些礦床形成于燕山早期(如146～165Ma的竹山下礦床)[23]，表明鈾的早期礦化也發(fā)生過，可能是在相對高溫的條件下形成的。因此，中國華南鈾成礦帶主要可以分為兩類：一類發(fā)生于燕山早期，與燕山期花崗巖侵入同步，以高溫成礦流體為特征；另一類對應(yīng)于燕山晚期鈾礦化，也是主要的鈾成礦事件，以低溫成礦流體為特征，即華南鈾礦床的鈾礦化是與花崗巖的侵位是對應(yīng)的[22]，反映了當(dāng)時華南整體的多期次熱事件。

3.6 巖體成巖構(gòu)造背景

油洞巖體獨居石LA-ICP-MS U-Pb年齡為228.0±1.5Ma，此時華南地塊與印支地塊的強烈碰撞(258～243Ma)[22]剛剛結(jié)束，伴隨著東特提斯松潘海的消減和關(guān)閉，整個華南地殼，尤其是泥盆紀(jì)—三疊紀(jì)的沉積蓋層發(fā)生全面褶皺變形，并產(chǎn)生了一系列逆沖推覆構(gòu)造[19]，導(dǎo)致地殼加厚，當(dāng)碰撞應(yīng)力減弱后，地殼發(fā)生自然減薄，形成了華南地區(qū)的伸展構(gòu)造環(huán)境[19,22-25]。Carter等(2001)也曾指出，東南亞的印支造山運動即將結(jié)束時，區(qū)域應(yīng)力場存在由擠壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞝顟B(tài)的可能性[19]。而在早中生代，花崗巖大多是在地殼減薄、減壓熔融為主導(dǎo)的機制下形成的[19]，且油洞巖體花崗巖的地球化學(xué)特征表明，油洞巖體花崗巖大部分處于亞堿性強過鋁質(zhì)花崗巖范圍內(nèi)，少部分為亞堿性弱過鋁質(zhì)花崗巖，微量元素蛛網(wǎng)圖與南嶺地區(qū)的殼源型花崗巖相似，巖石形成于后碰撞環(huán)境。因此，油洞巖體為印支晚期巖漿活動的產(chǎn)物，印支運動引起地殼加厚，隨著加厚地殼自然伸展、減薄，由泥砂質(zhì)變質(zhì)巖部分熔融形成。

長江巖體獨居石LA-ICP-MS U-Pb年齡為156.8±1.7Ma，此時南嶺地區(qū)存在A型花崗巖類、玄武質(zhì)巖石、鉀玄質(zhì)巖石以及雙峰式火山巖，表明地殼正處于伸展、減薄的構(gòu)造環(huán)境[1]。印支運動后，地殼從加厚轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺箿p薄，由于受到古太平洋板塊持續(xù)俯沖(15～20Ma)，使原有薄弱構(gòu)造帶附近進一步伸展[29,32-35]。長江巖體花崗巖地球化學(xué)特征表明，該巖體花崗巖以亞堿性弱過鋁質(zhì)花崗巖為主，其次為過堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)-亞堿性強過鋁質(zhì)花崗巖；微量元素蛛網(wǎng)圖與油洞巖體及南嶺地區(qū)的殼源型花崗巖相似，巖石形成于后碰撞環(huán)境[25]。因此，長江巖體為燕山早期巖漿活動的產(chǎn)物，印支運動后，地殼處于伸展減薄的構(gòu)造環(huán)境，又受太平洋板塊俯沖，進一步伸展減薄，使變質(zhì)雜砂巖發(fā)生部分熔融而形成長江巖體花崗巖。

4 結(jié)論

獨居石是花崗巖中廣泛存在的含鈾副礦物，鈾和釷含量均較高，可達10000×10-6，普通鉛含量低，約100×10-6～1000×10-6。本文在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上，運用LA-ICP-MS技術(shù)對長江鈾礦田賦礦花崗巖中的獨居石進行U-Pb定年。研究結(jié)果表明油洞巖體中粗粒二云母花崗巖獨居石U-Pb年齡為228.0±1.5Ma，為印支晚期巖漿活動的產(chǎn)物，印支運動引起地殼加厚，隨著加厚地殼自然伸展、減薄，由泥砂質(zhì)變質(zhì)巖部分熔融形成；長江巖體中粗粒黑云母花崗巖獨居石U-Pb年齡為156.8±1.7Ma，為燕山早期巖漿活動的產(chǎn)物，印支運動后，地殼處于伸展減薄的構(gòu)造環(huán)境，又受太平洋板塊俯沖，進一步伸展減薄，使變質(zhì)雜砂巖發(fā)生部分熔融而形成。

本次基于副礦物原位微區(qū)分析技術(shù)開展的年代學(xué)研究，對粵北長江鈾礦田中的油洞巖體和長江巖體中的進行獨居石U-Pb定年，有效地約束了二者的成巖年齡，并將獨居石U-Pb年齡與前人研究進行對比，認為其可以用于限定高鈾花崗巖的成巖時代，對礦田后續(xù)的年代學(xué)及成礦演化研究具有一定的指導(dǎo)意義。