廣西佛子沖礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖成巖時(shí)代討論

蔡錦輝，劉煒，韋昌山，江河，張燕揮

CAI Jin-Hui1,LIU Wei2,WEI Chang-Shan3,JIANG He2,ZHANG Yan-Hui4

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205；2.廣西佛子沖鉛鋅礦，廣西梧州 543003；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所，

北京 100081；4.山東省物化探勘查院，濟(jì)南 250013）

（1.Wuhan Centre of China Geological Survey,Wuhan 430205,China;2.Fuzichong Pb-Zn Ore,Wuzhou 543100,Guangxi,China;

3.Institute of Geomechanics,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100081,China;

4.Shandong provincial Institute of geophysical and geochemical exploration,Ji’nan 250013,China）

廣西佛子沖礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖成巖時(shí)代討論

蔡錦輝1，劉煒2，韋昌山3，江河2，張燕揮4

CAI Jin-Hui1,LIU Wei2,WEI Chang-Shan3,JIANG He2,ZHANG Yan-Hui4

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205；2.廣西佛子沖鉛鋅礦，廣西梧州 543003；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所，

北京 100081；4.山東省物化探勘查院，濟(jì)南 250013）

（1.Wuhan Centre of China Geological Survey,Wuhan 430205,China;2.Fuzichong Pb-Zn Ore,Wuzhou 543100,Guangxi,China;

3.Institute of Geomechanics,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100081,China;

4.Shandong provincial Institute of geophysical and geochemical exploration,Ji’nan 250013,China）

廣西佛子沖鉛鋅礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，其中花崗閃長(zhǎng)巖與礦化存在密切的空間分布關(guān)系，在花崗閃長(zhǎng)巖與圍巖接觸帶形成矽卡巖化，主要鉛鋅礦體分布于矽卡巖蝕變帶中。本文通過(guò)對(duì)花崗閃長(zhǎng)巖和偉晶巖中鋯石的研究，并采用LA-ICP-MS對(duì)單顆鋯石進(jìn)行了年齡測(cè)定，分別獲得～228 Ma和～248 Ma兩組和諧年齡，以及一批鋯石稀土元素?cái)?shù)據(jù)。在空間上，偉晶巖脈僅僅分布于花崗閃長(zhǎng)巖附近，在偉晶巖中有花崗閃長(zhǎng)巖殘留。兩組鋯石樣品中的稀土配分特征十分相似，兩者的單顆粒鋯石同位素年齡值也基本一致，這一時(shí)間與廣西欽防海槽開(kāi)始閉合，華夏板塊與揚(yáng)子板塊發(fā)生碰撞的時(shí)間一致；反映出在海西-印支早期沿岑溪-博白深大斷裂有一次巖漿上侵于老地層中，形成侵入巖和鉛鋅礦床。

花崗閃長(zhǎng)巖；LA-ICP-MS鋯石年代學(xué)；海西-印支早期；佛子沖鉛鋅礦

佛子沖鉛鋅礦床是桂東最重要的鉛鋅礦床，自2007年佛子沖礦床危機(jī)礦山預(yù)測(cè)項(xiàng)目啟動(dòng)以來(lái)，該礦床的研究獲得了極大關(guān)注；先后提出了佛子沖鉛鋅礦床為海底火山噴流沉積和燕山期巖漿熱液成因的觀點(diǎn)[1-2]，以及大沖花崗閃長(zhǎng)巖與成礦有密切關(guān)系和與成礦無(wú)關(guān)的相互對(duì)立的觀點(diǎn)[3-4]。但是對(duì)花崗閃長(zhǎng)巖的形成時(shí)代，目前大量的測(cè)年資料證明在228～256 Ma之間，得出礦區(qū)的花崗閃長(zhǎng)巖為海西末期-印支早期產(chǎn)物，這一結(jié)論與揚(yáng)子與華夏板塊的拼接時(shí)代一致，加之佛子沖鉛鋅礦床所處的大地構(gòu)造位置就位于兩板塊接觸帶上，吻合于該地區(qū)在地史時(shí)期構(gòu)造熱事件發(fā)生時(shí)間。

1 礦區(qū)概況

廣西佛子沖鉛鋅礦區(qū)位于楊子與華夏兩板塊的拼接上，廣西合浦-博白-岑溪大斷裂的北東端（圖1）。區(qū)內(nèi)出露地層為下古生界的奧陶-志留系淺海相沉積砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等。區(qū)內(nèi)斷裂和褶皺構(gòu)造十分發(fā)育，其中斷裂構(gòu)造主要有NNE向、NE向，次為NW向、E-W向和S-N向等。巖漿巖為一套花崗巖類巖石組合；巖體和鉛鋅礦體的展布受NE、NNE向斷裂帶和NNE向的佛子沖背斜控制[1-3]。在坑道中，花崗閃長(zhǎng)巖巖體表現(xiàn)為呈巖枝或巖脈狀產(chǎn)出，在與含鈣質(zhì)圍巖接觸處發(fā)生較強(qiáng)烈的矽卡巖化，礦體賦存在花崗閃長(zhǎng)巖外接觸帶矽卡巖化的泥質(zhì)灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r中（圖2A）[3-5]?；◢忛W長(zhǎng)巖內(nèi)側(cè)的矽卡巖化規(guī)模較小，寬度一般在1～1.6 m；在靠近原生花崗閃長(zhǎng)巖處，矽卡巖化呈細(xì)脈狀或網(wǎng)脈狀沿花崗閃長(zhǎng)巖中的裂隙交代（圖2B）。巖體與泥質(zhì)粉砂巖接觸處的局部地方發(fā)生條帶狀矽卡巖化，鉛鋅礦化就位于團(tuán)塊狀、不規(guī)則狀或條帶狀矽卡巖化巖石中。

圖1 廣西佛子沖鉛鋅礦大地構(gòu)造位置圖Fig.1 Tectonic map of the Fuzichong lead-zinc deposit in Guangxi

圖2 A-內(nèi)矽卡巖與塊狀鉛鋅硫礦體的接觸關(guān)系；B-內(nèi)矽卡巖化與正常花崗閃長(zhǎng)巖關(guān)系；C-偉晶巖脈邊部殘留花崗閃長(zhǎng)巖成分；D-偉晶巖細(xì)脈切過(guò)矽卡巖化條帶.Fig.2 A-contact relationship within the lead-zinc skarn and massive sulfide ore body;B-within skarn and granodiorite normalrelations;C-pegmatite veins edge residual granodiorite ingredients;D-pegmatite veinlets cutting through the skarn bands.

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛發(fā)育，并以酸性、中酸性巖漿巖為主，次為中基性巖；主要是侵入巖，噴出巖次之。其中礦區(qū)北部分布的廣平花崗巖巖基前人做過(guò)一些工作[3，7-8]，獲得花崗巖全巖樣品的銣-鍶同位素年齡為326士5Ma（屬海西期產(chǎn)物），也在廣平花崗巖巖體中獲得過(guò)鋯石U-Th-Pb法同位素年齡值179 Ma（屬燕山早期）；廣平花崗巖中的巖石年齡信息反映出該巖基是個(gè)多期次巖漿疊加形成的復(fù)式巖體。

偉晶巖脈是最近才在坑道中發(fā)現(xiàn)的巖石類型，主要分布在佛子沖鉛鋅礦勘探2線-勘探18線一帶的20中段、60中段和100中段，脈體寬5～40 cm，可見(jiàn)延長(zhǎng)40 m，延深80 m，分布于張扭性的裂隙空間中；部分地段偉晶巖脈中見(jiàn)有花崗閃長(zhǎng)巖與偉晶巖呈漸變關(guān)系（圖2C），有的地段見(jiàn)偉晶巖細(xì)脈切過(guò)條帶狀矽卡巖（圖2D）。

3 LA-ICP-MS法鋯石定年

鋯石樣品來(lái)自佛子沖鉛鋅礦區(qū)20中段2線6線的花崗閃長(zhǎng)巖（F001）和偉晶巖（F017）。鋯石樣品經(jīng)過(guò)分選挑出透明、無(wú)裂隙且有代表性的鋯石顆粒，進(jìn)行制樣。樣品測(cè)試在西北大學(xué)完成，測(cè)試儀器及方法同文獻(xiàn)[6]。

大沖花崗閃長(zhǎng)巖是礦區(qū)內(nèi)出露面積最大的巖體，前人也進(jìn)行了年齡的厘定[9]，通過(guò)對(duì)佛子沖鉛鋅礦區(qū)地表和坑道觀察，同位素樣品（F001）布置在20中段2線6線的花崗閃長(zhǎng)巖脈中，獲得的測(cè)年鋯石顆粒以短柱狀為主，次為近等軸狀，在陰極發(fā)光儀照射下，晶體呈柱狀表現(xiàn)，除個(gè)別鋯石有環(huán)帶結(jié)構(gòu)外，其它見(jiàn)不到內(nèi)部環(huán)帶（圖3）。

圖3 佛子沖礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖中單顆粒鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像以及分析點(diǎn)結(jié)果Fig.3 Cathodoluminescence(CL)image and isotopic analysis results of zircons in granodiorites of Fuzichong deposit

通過(guò)對(duì)樣品F001的100多顆鋯石中25個(gè)點(diǎn)的年齡測(cè)定，結(jié)果列于表1及圖3。圖3A的12個(gè)分析點(diǎn)的鋯石區(qū)域206Pb/238U年齡為（245±8）～（299±10）Ma，加權(quán)平均結(jié)果為（268±12）Ma（MSWD=3.1），鋯石12個(gè)分析點(diǎn)LA-ICP-MS和諧曲線年齡228 Ma（圖5A）。該年齡代表了佛子沖花崗閃長(zhǎng)巖的成巖時(shí)代。圖3B的10個(gè)分析點(diǎn)鋯石區(qū)域206Pb/238U年齡為（500±16）～（1219±36）Ma，這組年齡均為繼承鋯石形成時(shí)代，可能代表花崗閃長(zhǎng)巖上侵過(guò)程中熔蝕結(jié)晶基底撲獲的鋯石。圖3C的3個(gè)分析點(diǎn)鋯石區(qū)域206Pb/238U年齡分別為：（56±1）Ma、（2679±72）Ma、（3352±87）Ma，這三個(gè)特別的表面年齡，可能分別代表著最新的熱活動(dòng)事件和最老的重熔基底巖石年齡。

巖漿巖中鋯石的Th/U比值大于0.1。而變質(zhì)成因的鋯石Th/U比值變化幅度較大，這是由于變質(zhì)前鋯石區(qū)域Th/U比的較大變化范圍，一方面是由于原巖鋯石本身U、Th組成有變化，另一個(gè)重要原因是這些鋯石在變質(zhì)階段遭受了不同程度的不完全重結(jié)晶作用；一般來(lái)說(shuō)，單純的固相重結(jié)晶，只能造成U含量下降，不能增加，因而變質(zhì)成因的鋯石比原巖中的鋯石Th/U比值增大。根據(jù)元素分配理論和花崗質(zhì)巖石中U、Th的平均含量，Rowley等(1997)估算出從花崗質(zhì)巖漿中晶出的鋯石的Th/ U比接近1士0.3左右[10]。佛子沖礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖中代表成巖時(shí)代的鋯石Th/U比值范圍在0.1015-0.7283之間，繼承鋯石h/U比值范圍在0.3451-1.798之間，顯示花崗閃長(zhǎng)巖中的定年鋯石均為巖漿作用結(jié)晶來(lái)源。

在佛子沖礦區(qū)60中段至138中段的第2勘探線至第8勘探線之間見(jiàn)粗粒的石英云母?jìng)ゾr脈（5-16cm）切過(guò)條帶狀矽卡巖；脈體中見(jiàn)中粒的花崗巖與石英云母?jìng)ゾr脈呈漸變接觸關(guān)系；作者為更好的研究偉晶巖的成巖時(shí)代，采集了石英云母?jìng)ゾr脈中兩個(gè)云母樣品，獲得鉀-氬法年齡分別為165 Ma和167Ma（測(cè)試單位：武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所），該年齡大于前人用銣-鍶法測(cè)定的花崗閃長(zhǎng)巖的等時(shí)線年齡（157Ma）[3,5]。

偉晶巖鋯石同位素樣品（F017）采于在20中段2線6線，獲得的測(cè)年鋯石顆粒以柱狀、短柱狀為主，個(gè)別為長(zhǎng)柱狀或近等軸狀，在陰極發(fā)光儀照射下，晶體呈柱狀表現(xiàn)，部分鋯石環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯（圖4），單顆粒鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像表現(xiàn)與花崗閃長(zhǎng)巖中的鋯石有所差別。

圖4 佛子沖礦區(qū)偉晶巖中單顆粒鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像以及分析點(diǎn)結(jié)果Fig.4 Cathodoluminescence(CL)image and isotopic analysis results of zircons in pegmatite of Fuzichong deposit

圖5 大沖花崗閃長(zhǎng)巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖Fig.5 LA-ICP-MS zircon U-Pb Concordia plot for Dachong granodiorite

通過(guò)對(duì)樣品F017的70多顆鋯石中20個(gè)點(diǎn)的年齡測(cè)定，結(jié)果列于表2及圖4。圖4A的5個(gè)分析點(diǎn)的鋯石區(qū)域206Pb/238U年齡為（243±1）～（281± 1）Ma，鋯石20個(gè)分析點(diǎn)LA-ICP-MS和諧曲線年齡下交點(diǎn)248 Ma（圖6A），上交點(diǎn)1092 Ma；下交點(diǎn)年齡（248 Ma）大致與花崗閃長(zhǎng)巖一致，上交點(diǎn)年齡（248 Ma）大致與花崗閃長(zhǎng)巖中繼承鋯石年齡一致。

圖3B的11個(gè)分析點(diǎn)鋯石區(qū)域

206

Pb/

238

U年齡為（420±2）～（1078±5）Ma，鋯石10個(gè)分析點(diǎn)LA-ICP-MS和諧曲線年齡436 Ma，這組年齡均為繼承鋯石形成時(shí)代，特別是單顆鋯石內(nèi)核的分析點(diǎn)F017-17的表面年齡為1078 Ma，外側(cè)分析點(diǎn)F017-18的表面年齡為468 Ma，可能代表著花崗閃長(zhǎng)巖巖漿上侵熔蝕結(jié)晶基底后就分異出偉晶巖巖漿，該偉晶巖巖漿從母體后，捕獲了加里東晚期形成的巖石中鋯石。圖4C的3個(gè)分析點(diǎn)鋯石區(qū)域

206

Pb/

238

U年齡為：（55±1）～（58±1）Ma，這三個(gè)年輕的表面年齡與花崗閃長(zhǎng)巖一個(gè)樣品（56±2）一致，暗示著佛子沖礦區(qū)可能存在喜山期熱活動(dòng)事件。

4 鋯石稀土元素特征

花崗閃長(zhǎng)巖和偉晶巖中的單顆鋯石稀土測(cè)試結(jié)果（表3、表4）顯示，在兩類巖石中的鋯石稀土元素配分曲線均為左傾式（圖7），配分曲線大體形態(tài)也一致，明顯貧輕稀土元素，而富集重稀土元素；具有明顯的Eu負(fù)異常；細(xì)看在輕稀土配方曲線上略有差異。其中圖7中花崗閃長(zhǎng)巖（圖6a、b、c）三個(gè)不同表面年齡的鋯石稀土元素配分曲線變化特征非常一致，僅鋯石表面年齡在240 Ma±和1000 Ma±的個(gè)別樣品的輕稀土配方曲線有所變化，這可能與鋯石熔融混染有一定關(guān)系。圖7中偉晶巖（圖7d、e、f）三個(gè)不同表面年齡的鋯石稀土元素配分曲線變化特征較為明顯，在圖7d中，鋯石的輕稀土呈發(fā)散狀，主要的稀土配分曲線與花崗閃長(zhǎng)巖中的個(gè)別現(xiàn)象一致，反映出鋯石在結(jié)晶時(shí)，巖石發(fā)生了較強(qiáng)的熔融混染，這與偉晶巖生成后的環(huán)境相一致；表面年齡在440 Ma±的一組鋯石稀土配分曲線除個(gè)別樣品外，絕大多數(shù)與花崗閃長(zhǎng)巖的一致（圖7f）；圖6e為偉晶巖中鋯石稀土配分曲線對(duì)比圖。上述花崗閃長(zhǎng)巖和偉晶巖中鋯石稀土配分曲線

極為相似，在曲線圖上都有兩種差異較大的鋯石稀土配分曲線，反映出兩種巖石具有同一來(lái)源和相近的侵入路徑。

圖6 佛子沖礦區(qū)偉晶巖中LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖Fig.6 LA-ICP-MS zircon U-Pb Concordia plot for pegmatite in Fuzichong deposit

圖7 佛子沖鉛鋅礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和偉晶巖中單顆鋯石稀土元素配分曲線Fig.7 Chondrite-normalized rare earth elements pattern of zircons in the Granodiorites and granitic pegmatite in the Fuzichong deposit

5 結(jié)論

通過(guò)佛子沖鉛鋅礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和偉晶巖單顆鋯石LA-IC-PMS法U-Pb年齡的測(cè)定和鋯石稀土配分曲線特征對(duì)比研究，結(jié)合礦區(qū)佛子沖鉛鋅礦床構(gòu)造-礦化蝕變與巖漿巖的空間關(guān)系，得出：①佛子沖鉛鋅礦床成礦與花崗閃長(zhǎng)巖有著密切的成生聯(lián)系，礦區(qū)的矽卡巖化是花崗閃長(zhǎng)巖侵入所致；②花崗閃長(zhǎng)巖的成巖時(shí)代是在海西末期-印支早期（230 Ma±），也就是在揚(yáng)子板塊與華夏板塊碰撞時(shí)期；③偉晶巖與花崗閃長(zhǎng)巖為同源巖漿，形成時(shí)代略晚于花崗閃長(zhǎng)巖；④花崗閃長(zhǎng)質(zhì)巖漿在上侵過(guò)程中有過(guò)短暫的停留，并對(duì)周圍結(jié)晶基底（1000 Ma±）進(jìn)行了熔融混染；⑤佛子沖鉛鋅礦區(qū)主體成礦時(shí)代應(yīng)屬海西末期-印支早期。

在野外工作期間，曾得到佛子沖鉛鋅礦梁壯初礦長(zhǎng)、邵文峰科長(zhǎng)的大力支持，特此致謝。

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Zircon U-Pb geochronology and mineralization significance of granodiorites from Fuzichong Pb-Zn deposit,Guangxi,South China.

Cai J H,Liu W,Wei C S,Jiang H and Zhang Y H.

Granodiorite in Guangxi Fuzichong lead-zinc deposit are closely related to mineralization in spatial distribution,while the ore-bodies are mainly occurred in skarn zone between sedimentary rocks and granodiorite.LA-ICP-MS zircons U-Pb dating of granodiorite and pegmatite in Fuzichong deposit are yielded average ages of～228 Ma and～248 Ma respectively.In space,only the distribution of pegmatite veins near the granodiorite,granodiorite have left in the pegmatite.Two samples of zircon REE characteristics are very similar, single zircon isotopic ages of both are basically the same,and concordance with the time of Qingzhou-Fang cheng trough starting close and beginning collision of Yangtze and Cathysia plate,which indicated that Fuzichong deposit was formed by magma intrusion in old stratum along Cenxi-Bobai deep fault in Hercynianearlier Indosinian.

Granodiorite;LA-ICP-MS zircon geochronology;Hercynian-earlier Indosinian;Fuzichong Pb-Zn deposit,Guangxi

P588.12+1；P597+.3

A

1007-3701(2013)04-271-11

10.3969/j.issn.1007-3701.2013.04.002

2012-10-24；

2013-03-17.

廣西國(guó)土資源廳“欽杭成礦帶廣西段整裝勘查部署選區(qū)及成礦規(guī)律綜合研究”和華錫集團(tuán)廣西佛子礦業(yè)有限公司“廣西佛子沖礦田巖漿巖巖石地球化學(xué)特征及成巖成礦時(shí)代研究”項(xiàng)目資助.

蔡錦輝(1959—)，男，教授級(jí)高工，主要從事礦床地質(zhì)學(xué)研究，E-mail：cjh32146@163.com.