铀矿区花岗岩锆石定年的"高铀效应":来自鲁溪和下庄花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄的启示

下庄铀矿田是我国最重要的花岗岩型铀矿田之一,其中的复式花岗岩体已获得了一批锆石U-Pb年龄,基本上构筑了下庄铀矿田加里东、印支和燕山多期多阶段的岩浆演化系列.分析前人数据发现,不同学者获得的同一岩体的锆石U-Pb年龄差别较大,最大相差达17 Ma,主要原因之一可能是高U锆石的存在导致了加权平均年龄可靠程度的降低.针对这一问题,笔者以下庄铀矿田鲁溪粗粒黑云母花岗岩和下庄中粒黑云母花岗岩为研究对象,采用SHRIMP锆石U-Pb法测试U-Th-Pb含量,重点分析了锆石U含量对206Pb/238U年龄的影响,并厘定了这两个岩体的侵位年龄.测试结果显示,鲁溪粗粒黑云母花岗岩38颗锆石的U含量变化于152×10–6～5687×10–6之间,206Pb/238U年龄变化于234～1345 Ma之间,可分为五组,其中年龄最小一组由27颗锆石组成,变化于234～265 Ma之间,加权平均年龄为247.3±3.2 Ma,MSWD=3.9;下庄中粒黑云母花岗岩18颗锆石的U含量变化于243×10–6～2071×10–6之间,206Pb/238U年龄为227～871 Ma,可分为三组,其中年龄最小一组由15颗锆石组成,加权平均值236.5±3.3 Ma,MSWD=1.6.鲁溪粗粒黑云母花岗岩年龄最小一组的锆石U含量变化大,206Pb/238U年龄变化也比较大,且U含量>2000×10–6的锆石206Pb/238U年龄存在不确定性,大部分呈明显偏大的现象,若剔除U含量>2000×10–6的锆石206Pb/238U年龄数据,加权平均年龄为240.9±2.4 Ma(n=11,MSWD=0.38);下庄中粒黑云母花岗岩也有一颗锆石的U含量>2000×10–6,206Pb/238U年龄为245.4±4.7 Ma,存在年龄偏大的问题,若剔除这个数据,加权平均年龄为235.9±3.3 Ma(n=12,MSWD=1.4).再结合前人的测试数据表明,铀矿区普遍存在锆石的"高铀效应",锆石的U含量>2000×10–6时,虽然也存在部分颗粒年龄变化不大的情况,但多数颗粒的206Pb/238U年龄明显偏大或偏小.因此,认为U含量>2000×10–6的锆石,其206Pb/238U年龄不一定能代表寄主岩石的形成年龄,在加权平均年龄数据处理中应尽量剔除.