2024年2月27日发(作者：邸英范)

DOI:10.16108/1006-7493.2008.03.0042008 年 9 月，第 14 卷，第 3 期，317-333页September 2008，Vol. 14， No.3， p. 317-333高 　校　地　质　学　报Geological Journal of China Universities南岭大东山花岗岩的形成时代与成因——SHRIMP锆石 U-Pb年龄、元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学黄会清1, 2，李献华3, 1*，李武显1，刘 颖1（ 1. 中国科学院 广州地球化学研究所 同位素年代学和地球化学重点实验室，广州 510640；2. 中国科学院 研究生院，北京，100049；3. 中国科学院 地质与地球物理研究所 岩石圈演化国家重点实验室，北京 100029）摘要：中国东南部南岭地区广泛出露以弱过铝质黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩为主的燕山早期花岗质岩石，其成因有待进一步研究。大东山岩体岩性主要为黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩，两个样品的SHRIMP锆石U-Pb年龄为165±2 Ma和159±2 Ma，与区域南岭系列的黑云母花岗岩的主要形成时代一致。花岗岩样品以高硅（SiO2 > 72%）、高钾（K2O/Na2O > 1.6）、富碱（K2O + Na2O = 7.36% ~ 9.31%）和弱过铝质（集中于ASI = 1.00 ~ 1.11）为特征。微量和稀土元素组成上，岩体富Rb, Th和LREE，贫Ba, Nb, Sr, P和Ti, Eu负异常显著（δEu = 0.06 ~ 0.34）。多数样品的Zr，Ce, Nb和Y含量总和小于350×10-6，10 000 × Ga/Al值低于典型的A型花岗岩。同位素组成上，样品具有高Isr（0.7123 ~ 0.7193） 和低εNd（t）（-9.3

~ -11.5）的特点，两阶段Nd模式年龄为1.70~1.89 Ga ；与全岩εNd（t）不同，岩浆锆石的εHf（t）具有较大的变化范围（-3.5

~ -11.8）。矿物学及地球化学结果表明大东山是一个高分异的I型花岗岩岩体。岩体岩浆很可能是由元古代火成岩石部分熔融形成，并伴随有少量年轻或新生幔源物质的加入，岩浆上升侵位的过程中发生混合、结晶分异作用。关键词：大东山; 花岗岩; 锆石SHRIMP U-Pb年代学; Sr-Nd-Hf同位素; 南岭中图分类号：P588　　　　　　　　文献标识码：A　　　　　　　　文章编号：1006-7493（2008）-03-0317-17Age and Origin of the Dadongshan Granite from the Nanling Range: SHRIMP

U-Pb Zircon Age, Geochemistry and Sr-Nd-Hf IsotopesHUANG Hui-qing1,2, LI Xian-hua3,1*, LI Wu-xian1, LIU Ying1（1. Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences,

3. State Key Laboratory of Lithospheric Evolution, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China）Guangzhou 510640, China;

2. Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China;Abstract:

Early Yanshanian (Jurassic) granites, which are dominated by weakly peraluminous biotite monzogranite and K-feldspar

granite, are ubiquitous in Nanling Range in Southeast China. However, the petrogenesis of the granites remains controversial.

The Dadongshan pluton consists of biotite monzogranite and biotite-bearing K-feldspar granite. SHRIMP U-Pb zircon dating of

two samples yield ages of 165 ± 2 Ma and 159 ± 2 Ma, consistent with the major formation time of the “Nanling-series” biotite

granites in the neighboring region. The granites are silica-rich (SiO2 > 72%), potassic (K2O/Na2O > 1.6), weakly peraluminous

(most have ASI=1.00 ~ 1.11) and enriched in alkalies (K2O+Na2O = 7.4% ~ 9.3%). Samples are invariably enriched in Rb, Th

and LREE, yet depleted in Ba, Nd, Sr, P and Ti, with distinct negative europium anomaly (δEu=0.06 ~ 0.34). Low contents of

Zr+Ce+Nb+Y (< 350 ppm) and low 10000 × Ga/Al rule out their A-type affinity. Isotopically, samples show high and variable

initial Sr ratios (0.7123 ~ 0.7193), yet low and constantεNd(t) (-9.3 ~ -11.5), corresponding to T2DM age of 1.70 ~ 1.89 Ga.

However, their zircon Hf isotopes show large variations, withεHf(t) values between -3.5 and -11.8. Mineralogical and geochemical

收稿日期：2008-05-28；修回日期：2008-06-19基金项目：

国家973项目（2007CB411403）和中国科学院知识创新项目（KZCX1-YW-15-2, KZCX-YW-128）资助作者简介：黄会清，男，1982年生，博士在读，同位素地球化学专业，Email: huanghq@； *通讯作者：李献华，男，同位素年代学和地球化学专业；Email：lixh@

318高　校　地　质　学　报14卷3期features suggest that the Dadongshan granites are highly fractionated I-type granites. They were probably derived from partial

melting of the Proterozoic igneous protoliths with minor addition of juvenile crust or newly mantle-derived magmas, accompanied

by assimilation and fractional words:

Dadongshan; granite; zircon SHRIMP U-Pb geochronology; Sr-Nd-Hf isotopes; South China　　自上世纪40年代以来，华南花岗岩的研究取得了一系列的研究成果。首先是认识到南岭地区存在不同时代的花岗岩（徐克勤和丁毅，1943），其次是建立了花岗岩形成的地质时代框架（中国科学院地球化学研究所，1979；莫柱孙和叶伯丹，1980；南京大学地球科学系，1981）。80年代起，随着高速发展的地球化学分析技术和方法在花岗岩研究中的应用，积累起一批高质量的数据；同时也因华南花岗岩，尤其是中生代花岗岩与稀有金属矿床的紧密关系，引起了国际地学界广泛的关注。随着更多高水平研究人员的参与和分析技术水平的提高，华南花岗岩研究，特别是地球动力学方面取得了重大的发展（周新民，2003）。　　尽管如此，地学界对于华南中生代大规模岩浆作用的成因仍存在不同的认识。大多数学者用活动大陆边缘模式解释中国东南部，尤其是沿海地区广泛分布的火成岩的地质与地球化学特征（Charvet

et al，1994；Jahn，1974；Jahn et al，1976，1990；Lan et al，1996；Lapierre et al，1997；Zhou and Li，2000 ）。然而，支撑该模型的主要证据来自燕山晚期火成岩，如东南沿海东北向分布的具有弧特征的岩浆作用（如Charvet et al，1994）和标志性矿物钙长石质斜长石的发现（周新民等，1994）。最近，Zhou and Li （2000）进一步提出古太平洋板块小角度俯冲的模式用于解释异常宽的岩浆弧及其向洋年轻化的特征。然而，李献华等通过对桂东南和赣南具有OIB特征的板内钾玄质侵入岩的研究，认为燕山早期在南岭西部地区很可能发生了软流圈地幔上涌、岩石圈伸展减薄作用（李献华等，1999 ；Li et al，2003，2004） 。湘南、赣南等地区具裂谷特征的碱性玄武岩和正长岩（Li et al，2004 ；王岳军等，2004），双峰式火山岩/侵入岩（陈培荣等，1999；Li et al，2003）及其华南内陆基性岩墙（Li and McCulloch，1998）的研究都支持这一结论。由于小角度俯冲模式没有考虑到华南晚中生代构造环境整体上是伸展构造以及燕山早期花岗岩是板内岩浆作用的产物，Zhou et al（2006）

修正了原有的小角度俯冲模式，提出华南中生代于J1由印支构造域向太平洋构造域转变，古太平洋板块于180 Ma左右开始向欧亚板块消减，自J2起华南地块完全受太平洋构造域制约，并认为伸展造山说 （Collins，2002） 能较好地解释华南晚中生代地质现象。另一方面，Li and Li （2007）结合最新的年代学数据和已有的研究成果，认为太平洋板块向华南大陆的俯冲起始于265 Ma前（Li et

al，2006），~250 Ma由于海底高原的到来，导致大洋板片以平板俯冲方式向华南内陆迁移。他们认为俯冲的大洋板片断裂拆离和软流圈地幔物质上涌直接导致了大规模的燕山早期板内岩浆活动（Li

and Li，2007；Li et al，2007a）。　　大规模的岩浆作用是区域构造演化的响应。多年的研究表明花岗岩具有非常复杂的成因（Pitcher，1993），应用花岗岩的地球化学组成特征判别其形成的构造环境虽然有一定的参考价值（吴福元等，2007），但在很多情况下是很困难和不确定的。对单一花岗岩体的研究往往难以获得其形成时的构造背景信息，必须对华南广泛分布的中生代火成岩进行系统的研究。本文报道位于南岭中部地区的大东山花岗岩体的SHRIMP 锆石U-Pb年龄、主微量元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素结果，并结合已有的研究成果，探讨其成因及构造指示意义，为进一步揭示南岭地区的构造演化提供新的制约。1　岩体概况　　大东山花岗岩体位于粤北湘南交界处，横跨广东连县，乳源，韶关，英德及湖南临武五县，。。整体呈北西向分布于北纬2430' ~ 2510'和东经。。11235' ~ 11335'的范围内。区域构造位置上，大东山岩体位于狭义南岭的中心，出露面积1 400

km2，是南岭构造—岩浆作用带的重要组成部分（图1）。大东山岩基分东、西两个岩体，东体主要为

3 期黄会清等：南岭大东山花岗岩的形成时代与成因319图a中的D, C和P-T分别代表泥盆纪，石炭纪和二叠—三叠纪地层D, C and P-T in Figure a stand for Devonian, Carboniferous and Permian-Triassic, respectively. Figure b shows the distribution o

2024年2月27日发(作者：邸英范)

DOI:10.16108/1006-7493.2008.03.0042008 年 9 月，第 14 卷，第 3 期，317-333页September 2008，Vol. 14， No.3， p. 317-333高 　校　地　质　学　报Geological Journal of China Universities南岭大东山花岗岩的形成时代与成因——SHRIMP锆石 U-Pb年龄、元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学黄会清1, 2，李献华3, 1*，李武显1，刘 颖1（ 1. 中国科学院 广州地球化学研究所 同位素年代学和地球化学重点实验室，广州 510640；2. 中国科学院 研究生院，北京，100049；3. 中国科学院 地质与地球物理研究所 岩石圈演化国家重点实验室，北京 100029）摘要：中国东南部南岭地区广泛出露以弱过铝质黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩为主的燕山早期花岗质岩石，其成因有待进一步研究。大东山岩体岩性主要为黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩，两个样品的SHRIMP锆石U-Pb年龄为165±2 Ma和159±2 Ma，与区域南岭系列的黑云母花岗岩的主要形成时代一致。花岗岩样品以高硅（SiO2 > 72%）、高钾（K2O/Na2O > 1.6）、富碱（K2O + Na2O = 7.36% ~ 9.31%）和弱过铝质（集中于ASI = 1.00 ~ 1.11）为特征。微量和稀土元素组成上，岩体富Rb, Th和LREE，贫Ba, Nb, Sr, P和Ti, Eu负异常显著（δEu = 0.06 ~ 0.34）。多数样品的Zr，Ce, Nb和Y含量总和小于350×10-6，10 000 × Ga/Al值低于典型的A型花岗岩。同位素组成上，样品具有高Isr（0.7123 ~ 0.7193） 和低εNd（t）（-9.3

~ -11.5）的特点，两阶段Nd模式年龄为1.70~1.89 Ga ；与全岩εNd（t）不同，岩浆锆石的εHf（t）具有较大的变化范围（-3.5

~ -11.8）。矿物学及地球化学结果表明大东山是一个高分异的I型花岗岩岩体。岩体岩浆很可能是由元古代火成岩石部分熔融形成，并伴随有少量年轻或新生幔源物质的加入，岩浆上升侵位的过程中发生混合、结晶分异作用。关键词：大东山; 花岗岩; 锆石SHRIMP U-Pb年代学; Sr-Nd-Hf同位素; 南岭中图分类号：P588　　　　　　　　文献标识码：A　　　　　　　　文章编号：1006-7493（2008）-03-0317-17Age and Origin of the Dadongshan Granite from the Nanling Range: SHRIMP

U-Pb Zircon Age, Geochemistry and Sr-Nd-Hf IsotopesHUANG Hui-qing1,2, LI Xian-hua3,1*, LI Wu-xian1, LIU Ying1（1. Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences,

3. State Key Laboratory of Lithospheric Evolution, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China）Guangzhou 510640, China;

2. Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China;Abstract:

Early Yanshanian (Jurassic) granites, which are dominated by weakly peraluminous biotite monzogranite and K-feldspar

granite, are ubiquitous in Nanling Range in Southeast China. However, the petrogenesis of the granites remains controversial.

The Dadongshan pluton consists of biotite monzogranite and biotite-bearing K-feldspar granite. SHRIMP U-Pb zircon dating of

two samples yield ages of 165 ± 2 Ma and 159 ± 2 Ma, consistent with the major formation time of the “Nanling-series” biotite

granites in the neighboring region. The granites are silica-rich (SiO2 > 72%), potassic (K2O/Na2O > 1.6), weakly peraluminous

(most have ASI=1.00 ~ 1.11) and enriched in alkalies (K2O+Na2O = 7.4% ~ 9.3%). Samples are invariably enriched in Rb, Th

and LREE, yet depleted in Ba, Nd, Sr, P and Ti, with distinct negative europium anomaly (δEu=0.06 ~ 0.34). Low contents of

Zr+Ce+Nb+Y (< 350 ppm) and low 10000 × Ga/Al rule out their A-type affinity. Isotopically, samples show high and variable

initial Sr ratios (0.7123 ~ 0.7193), yet low and constantεNd(t) (-9.3 ~ -11.5), corresponding to T2DM age of 1.70 ~ 1.89 Ga.

However, their zircon Hf isotopes show large variations, withεHf(t) values between -3.5 and -11.8. Mineralogical and geochemical

收稿日期：2008-05-28；修回日期：2008-06-19基金项目：

国家973项目（2007CB411403）和中国科学院知识创新项目（KZCX1-YW-15-2, KZCX-YW-128）资助作者简介：黄会清，男，1982年生，博士在读，同位素地球化学专业，Email: huanghq@； *通讯作者：李献华，男，同位素年代学和地球化学专业；Email：lixh@

318高　校　地　质　学　报14卷3期features suggest that the Dadongshan granites are highly fractionated I-type granites. They were probably derived from partial

melting of the Proterozoic igneous protoliths with minor addition of juvenile crust or newly mantle-derived magmas, accompanied

by assimilation and fractional words:

Dadongshan; granite; zircon SHRIMP U-Pb geochronology; Sr-Nd-Hf isotopes; South China　　自上世纪40年代以来，华南花岗岩的研究取得了一系列的研究成果。首先是认识到南岭地区存在不同时代的花岗岩（徐克勤和丁毅，1943），其次是建立了花岗岩形成的地质时代框架（中国科学院地球化学研究所，1979；莫柱孙和叶伯丹，1980；南京大学地球科学系，1981）。80年代起，随着高速发展的地球化学分析技术和方法在花岗岩研究中的应用，积累起一批高质量的数据；同时也因华南花岗岩，尤其是中生代花岗岩与稀有金属矿床的紧密关系，引起了国际地学界广泛的关注。随着更多高水平研究人员的参与和分析技术水平的提高，华南花岗岩研究，特别是地球动力学方面取得了重大的发展（周新民，2003）。　　尽管如此，地学界对于华南中生代大规模岩浆作用的成因仍存在不同的认识。大多数学者用活动大陆边缘模式解释中国东南部，尤其是沿海地区广泛分布的火成岩的地质与地球化学特征（Charvet

et al，1994；Jahn，1974；Jahn et al，1976，1990；Lan et al，1996；Lapierre et al，1997；Zhou and Li，2000 ）。然而，支撑该模型的主要证据来自燕山晚期火成岩，如东南沿海东北向分布的具有弧特征的岩浆作用（如Charvet et al，1994）和标志性矿物钙长石质斜长石的发现（周新民等，1994）。最近，Zhou and Li （2000）进一步提出古太平洋板块小角度俯冲的模式用于解释异常宽的岩浆弧及其向洋年轻化的特征。然而，李献华等通过对桂东南和赣南具有OIB特征的板内钾玄质侵入岩的研究，认为燕山早期在南岭西部地区很可能发生了软流圈地幔上涌、岩石圈伸展减薄作用（李献华等，1999 ；Li et al，2003，2004） 。湘南、赣南等地区具裂谷特征的碱性玄武岩和正长岩（Li et al，2004 ；王岳军等，2004），双峰式火山岩/侵入岩（陈培荣等，1999；Li et al，2003）及其华南内陆基性岩墙（Li and McCulloch，1998）的研究都支持这一结论。由于小角度俯冲模式没有考虑到华南晚中生代构造环境整体上是伸展构造以及燕山早期花岗岩是板内岩浆作用的产物，Zhou et al（2006）

修正了原有的小角度俯冲模式，提出华南中生代于J1由印支构造域向太平洋构造域转变，古太平洋板块于180 Ma左右开始向欧亚板块消减，自J2起华南地块完全受太平洋构造域制约，并认为伸展造山说 （Collins，2002） 能较好地解释华南晚中生代地质现象。另一方面，Li and Li （2007）结合最新的年代学数据和已有的研究成果，认为太平洋板块向华南大陆的俯冲起始于265 Ma前（Li et

al，2006），~250 Ma由于海底高原的到来，导致大洋板片以平板俯冲方式向华南内陆迁移。他们认为俯冲的大洋板片断裂拆离和软流圈地幔物质上涌直接导致了大规模的燕山早期板内岩浆活动（Li

and Li，2007；Li et al，2007a）。　　大规模的岩浆作用是区域构造演化的响应。多年的研究表明花岗岩具有非常复杂的成因（Pitcher，1993），应用花岗岩的地球化学组成特征判别其形成的构造环境虽然有一定的参考价值（吴福元等，2007），但在很多情况下是很困难和不确定的。对单一花岗岩体的研究往往难以获得其形成时的构造背景信息，必须对华南广泛分布的中生代火成岩进行系统的研究。本文报道位于南岭中部地区的大东山花岗岩体的SHRIMP 锆石U-Pb年龄、主微量元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素结果，并结合已有的研究成果，探讨其成因及构造指示意义，为进一步揭示南岭地区的构造演化提供新的制约。1　岩体概况　　大东山花岗岩体位于粤北湘南交界处，横跨广东连县，乳源，韶关，英德及湖南临武五县，。。整体呈北西向分布于北纬2430' ~ 2510'和东经。。11235' ~ 11335'的范围内。区域构造位置上，大东山岩体位于狭义南岭的中心，出露面积1 400

km2，是南岭构造—岩浆作用带的重要组成部分（图1）。大东山岩基分东、西两个岩体，东体主要为

3 期黄会清等：南岭大东山花岗岩的形成时代与成因319图a中的D, C和P-T分别代表泥盆纪，石炭纪和二叠—三叠纪地层D, C and P-T in Figure a stand for Devonian, Carboniferous and Permian-Triassic, respectively. Figure b shows the distribution o