江西石門寺鎢多金屬礦床花崗巖獨(dú)居石U-Pb精確定年及地質(zhì)意義

葉海敏, 張 翔, 朱云鶴

(中國地質(zhì)調(diào)查局 南京地質(zhì)調(diào)查中心, 江蘇 南京 210016)

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江西石門寺鎢多金屬礦床花崗巖獨(dú)居石U-Pb精確定年及地質(zhì)意義

葉海敏, 張 翔, 朱云鶴

(中國地質(zhì)調(diào)查局 南京地質(zhì)調(diào)查中心, 江蘇 南京 210016)

摘 要:石門寺鎢多金屬礦床位于大湖塘礦田的北部, 贛北九嶺成礦帶中段, 是目前世界上最大的幾個鎢礦之一。本文對礦區(qū)出露的似斑狀黑云母二長花崗巖、細(xì)粒黑云母二長花崗巖和花崗斑巖的獨(dú)居石進(jìn)行了LA-ICP-MS U-Pb年齡測定,其年齡分別為150.0±0.7 Ma、149±1 Ma和148.2±1.2 Ma。獨(dú)居石測年數(shù)據(jù)顯示，三種巖性的樣品Tera-Wasserburg反向諧和圖的下交點(diǎn)年齡與206Pb/238U加權(quán)平均年齡一致, 反映了花崗巖的結(jié)晶年齡為燕山期, 結(jié)合礦區(qū)輝鉬礦的Re-Os成礦年齡(150.4±1.4 Ma), 表明石門寺鎢礦成礦作用與花崗巖的形成密切相關(guān)。大湖塘鎢礦區(qū)的成巖成礦作用與欽杭成礦帶的大規(guī)模鎢錫多金屬成礦作用在時間上一致(～150 Ma), 具有統(tǒng)一的地球動力學(xué)背景, 形成于巖石圈拉張減薄的動力環(huán)境下。

關(guān)鍵詞:原位獨(dú)居石 U-Pb定年; 花崗巖; 石門寺鎢多金屬礦床; 江西

項(xiàng)目資助: 國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(41373021)和中國地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(12120113070400)聯(lián)合資助。

0　引 言

江西大湖塘鎢礦田是近年來新發(fā)現(xiàn)的超大型鎢礦田, 其WO3儲量達(dá)到200萬噸, 平均品位為0.15%。大湖塘鎢礦田位于贛西北地區(qū)武寧、靖安、修水三縣交界處, 處于下?lián)P子成礦省之江南隆起東段成礦帶的西部, 欽杭結(jié)合帶的東北側(cè)(圖1)。該礦田及其周邊150 km2范圍內(nèi), 已發(fā)現(xiàn)15個中–小型鎢(錫、鉬)礦床及礦點(diǎn), 如石門寺、大湖塘、獅尾洞和昆山等(圖2), 形成了一個以鎢為主、伴生銅、鉬、錫、銀、鈹、鈮、鉭等有色、稀有和貴金屬的大型礦集區(qū)。

大湖塘礦區(qū)花崗巖類主要由晉寧期花崗閃長巖和燕山期花崗巖組成。區(qū)內(nèi)大面積出露晉寧期中–粗粒黑云母花崗閃長巖, 呈巖基產(chǎn)出, 為九嶺巖體的一部分; 燕山期花崗巖呈小巖株、巖瘤或巖墻(脈)產(chǎn)出(鐘玉芳等, 2005)。燕山期花崗巖與成礦關(guān)系最密切, 被稱為成礦母巖, 主要由似斑狀黑云母或二云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖、白云母花崗巖以及多期花崗斑巖組成, 巖性復(fù)雜且多為隱伏狀, 地表出露有限, 巖性之間接觸關(guān)系不明。江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1984)利用黑云母K-Ar法測得古陽寨北側(cè)的黑云母花崗巖年齡為177 Ma, 認(rèn)為花崗巖侵位于燕山早期;林黎等(2006a, 2006b)獲得大湖塘礦田燕山期花崗巖的黑云母K-Ar同位素年齡在134～150 Ma, 并將燕山期巖漿活動劃分為多個階段; 鐘玉芳等(2005)開展了鋯石SHRIMP U-Pb定年工作, 獲得九仙塘中細(xì)粒黑云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡為151.4±2.4 Ma; 黃蘭椿和蔣少涌(2012, 2013)運(yùn)用LA-ICP-MS 方法, 獲得獅尾洞礦床似斑狀白云母花崗巖和花崗斑巖的鋯石U-Pb年齡分別為144.2±1.3 Ma和134.6±1.2 Ma。雖然前人做了大量的工作, 但燕山期花崗巖的巖性定名、期次劃分及形成年代仍存在很大爭議, 至今還未能建立起較為精確和系統(tǒng)的構(gòu)造–巖漿–成礦作用之間的格架。

圖1　欽杭成礦帶鎢多金屬礦時空分布圖(改編自郭春麗等, 2013)Fig.1 Spatial-temporal distribution of the W-polymetallic deposits in the Qinhang metallogenic belt

鋯石因其富含U和Th, 低普通Pb以及非常高的礦物穩(wěn)定性, 使得鋯石U-Pb定年成為同位素年代學(xué)研究中最常用和最有效的方法之一。然而, 鋯石也有其局限性, 例如與鎢錫礦床有關(guān)的高分異花崗巖的鋯石, U含量普遍較高(U>2000 μg/g), 導(dǎo)致鋯石發(fā)生蛻晶化, 使得鋯石原位U-Pb年齡散亂、誤差較大(Li et al., 2013)。例如, 新疆西昆侖布雅花崗巖, 26顆中90%的鋯石U含量>1000 μg/g, 且僅有7個SHRIMP分析數(shù)據(jù)在諧和線附近, 形成206Pb/238U加權(quán)平均年齡430±12 Ma, 誤差較大、年齡值明顯高于角閃石39Ar/40Ar年齡(420.6±3.6 Ma)(Ye et al., 2008)。Wang et al. (2014)將南嶺侏羅紀(jì)多個鎢錫礦花崗巖(癩子嶺、千里山、瑤崗仙)的鋯石分為兩類: I類鋯石有明亮的CL圖、典型巖漿環(huán)帶和低U、Th含量(U > 1400 μg/g, Th > 800 μg/g); II類鋯石, 一般為I類鋯石的環(huán)邊或具暗的CL圖、高U、Th含量(U=2100～30000 μg/g, Th=900～6500 μg/g)。SHRIMP U-Pb定年揭示, II類鋯石數(shù)據(jù)分散、誤差更大, 明顯偏離了I類鋯石的206Pb/238U加權(quán)平均年齡。大湖塘礦區(qū)花崗巖鋯石即屬于此類高U鋯石(鐘玉芳等, 2005; 黃蘭椿和蔣少涌, 2012, 2013), 給礦區(qū)花崗巖定年造成極大困擾。

隨著分析技術(shù)的迅猛發(fā)展, 其他副礦物的U-Pb同位素測定也得到了較大的發(fā)展, 例如斜鋯石、鈣鈦礦、金紅石、磷灰石、獨(dú)居石、錫石、鈮鉭礦等礦物, 特別是獨(dú)居石作為一種常見于高分異酸性巖的副礦物, 富含U、Th, 具有較低的初始普通Pb含量, 且不易發(fā)生蛻晶化, 是U-Pb和Th-Pb同位素定年的理想對象(Harrison et al., 2002; Seydoux-Guillaume et al., 2002; Li et al., 2013)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上, 對礦區(qū)花崗巖進(jìn)行了野外地質(zhì)調(diào)查,利用原位LA-ICP-MS獨(dú)居石U-Pb同位素定年技術(shù),對與石門寺鎢礦成礦作用有關(guān)的花崗巖的成巖時代進(jìn)行了精確測定, 為深入研究石門寺鎢礦床及大湖塘鎢礦區(qū)花崗巖及礦床成因, 乃至華南地區(qū)燕山期區(qū)域成巖成礦規(guī)律, 提供了新的年代學(xué)證據(jù)。

1　地質(zhì)概況

石門寺鎢礦位于江西省大湖塘鎢礦田, 屬于江南造山帶中段, 九嶺山脈中北部之武寧、修水、靖安三縣交界區(qū)域。本區(qū)地處揚(yáng)子古板塊東南緣, 北鄰長江中下游成礦帶, 南接欽杭成礦帶(圖1)。區(qū)域構(gòu)造位于贛北東西向構(gòu)造帶的九嶺–官帽山復(fù)式背斜與武寧–宜豐北北東向走滑逆沖–伸展構(gòu)造的復(fù)合部位, 屬九嶺北北東向鎢鉬銅多金屬成礦帶的中部(林黎等, 2006a)。

區(qū)域地層為新元古代雙橋山群淺變質(zhì)巖, 為一套斷陷環(huán)境下形成的火山–碎屑巖沉積建造。巖性以變余云母細(xì)砂巖為主, 其次為千枚狀頁巖、板巖, 呈厚層狀。晉寧晚期黑云母花崗閃長巖呈大巖基狀,在九嶺地區(qū)出露面積達(dá)2300 km2, 大致呈東西向展布(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1984)(圖2)。晉寧晚期黑云母花崗閃長巖為灰色, 粗粒花崗結(jié)構(gòu), 斑雜狀構(gòu)造。主要由斜長石(65%)、石英(20%)、黑云母(15%)組成。該巖體中含有眾多灰黑色的深源捕虜體, 一般呈圓形或橢圓形, 少數(shù)為不規(guī)則狀, 大小幾厘米到幾十厘米, 分布零亂。

大湖塘礦田內(nèi)燕山期巖漿巖具多期次、多層次侵入特征。出露最廣泛的是中、細(xì)粒黑云母/二云母花崗巖, 礦區(qū)鉆孔顯示, 深部是似斑狀黑云母/二云母花崗巖, 這兩種類型巖石呈巖株(瘤)、巖枝(脈)、巖床產(chǎn)出, 均與鎢礦化有關(guān)。其后有兩期花崗斑巖,呈巖墻(脈)產(chǎn)出, 一期斑巖伴有鎢銅礦化, 斑晶粗大, 巖體中心部位基質(zhì)呈顯晶質(zhì), 形成較早; 另一期斑巖沒有礦化并切穿所有巖體與礦體, 斑晶較小,基質(zhì)呈霏細(xì)結(jié)構(gòu), 形成較晚。礦區(qū)局部地段由于巖漿在結(jié)晶、冷凝過程中, 主體揮發(fā)組分聚集, 壓力增大, 發(fā)生隱爆, 形成隱爆角礫巖。

石門寺礦區(qū)出露有四種巖石類型: 晉寧期花崗閃長巖、燕山期似斑狀黑云母二長花崗巖、燕山期含斑細(xì)粒黑云母二長花崗巖和燕山期花崗斑巖(圖3)。晉寧期花崗閃長巖為含礦圍巖, 燕山期花崗巖是含礦巖石。燕山期花崗巖出露有限(圖4a, b), 多為隱伏巖體, 巖體范圍與侵入接觸關(guān)系主要通過鉆孔揭示。花崗斑巖(14SM-1), 塊狀構(gòu)造, 斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶主要由石英(～30%)、鉀長石(～20%)和斜長石(～10%),斑晶晶形較好, 大小為3～5 mm, 石英、鉀長石粒度較大, 較為新鮮, 邊緣平直, 斜長石粒度相對較小且絹云母化強(qiáng)烈; 基質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈云英巖化, 主要為不規(guī)則狀微粒石英和云母(圖4c)。似斑狀黑云母二長花崗巖(14SM-2), 斑雜構(gòu)造, 似斑狀結(jié)構(gòu), 基質(zhì)為中細(xì)粒二長結(jié)構(gòu); 斑晶含量不等(～40%), 大小不一(4～10 mm), 主要為石英(～18%)、條紋長石(15%～ 20%)、斜長石(2%～5%)、黑云母(<1%); 基質(zhì)主要礦物為石英(～20%)、鉀長石(～8%)、斜長石(～25%)、黑云母(～6%)、白云母(～2%)等; 巖石蝕變強(qiáng)烈, 為富石英云英巖化, 不規(guī)則狀次生石英顆粒充填在早期礦物粒間, 交代早期礦物造成侵蝕, 使其邊緣呈鋸齒狀(圖4d)。(含斑)細(xì)粒黑云母二長花崗巖(SM-48), 塊狀構(gòu)造, 細(xì)粒–顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu), 局部似斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶主要為石英、條紋長石、少量斜長石, 粒徑為0.5～3.5 mm; 主要礦物含量為石英(～35%), 鉀長石(～25%), 斜長石(～32%), 黑云母(～6%), 白云母(～2%), 少量磁鐵礦等; 石英斑晶晶形較完好, 多為六邊形, 邊緣平直; 鉀長石為條紋長石, 具簡單雙晶, 包含自形斜長石; 斜長石具聚片雙晶、蠕蟲結(jié)構(gòu)及環(huán)帶結(jié)構(gòu); 巖石發(fā)生強(qiáng)烈云英巖化, 石英和云母含量相當(dāng), 礦物顆粒間有不規(guī)則狀微粒次生石英及絹云母集合體充填(圖4e)。

石門寺礦區(qū)的礦體呈似層狀、透鏡狀、筒狀、脈狀分布于成礦母巖——燕山期花崗巖體上部及外接觸帶大致300～600 m的范圍內(nèi)(圖3), 礦體中包括了氣化–高溫階段的長石到低溫階段的方解石, 形成了復(fù)雜的礦物系列。主要的礦石礦物有黑鎢礦、白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦(圖4f, g, h)。礦石結(jié)構(gòu)為嵌晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu); 礦石構(gòu)造為角礫狀、脈狀、浸染狀構(gòu)造。礦區(qū)圍巖蝕變普遍,種類繁多, 強(qiáng)弱不一, 沒有明顯分帶。比較強(qiáng)的蝕變作用有云英巖化、黑鱗云母化、白云母化(絹云母化)、硅化, 比較微弱但普遍的蝕變作用有綠泥石化、綠簾石、螢石化、黏土(高嶺土)化, 偶見有電氣石化等。礦床成因類型屬巖漿期后高中溫?zé)嵋旱V床, 輝鉬礦Re-Os同位素年齡為150.4±1.4 Ma(項(xiàng)新葵等, 2013)。根據(jù)礦體特征、礦物成分與礦石組構(gòu)、礦化分帶與近礦圍巖蝕變等, 礦體又可劃分為細(xì)脈浸染型、云英巖型、熱液隱爆角礫巖型和石英大脈型。細(xì)脈浸染型礦體分布于似斑狀黑云母花崗巖體與晉寧期黑云母花崗閃長巖巖基內(nèi)外接觸帶, 以外接觸帶的白鎢礦為主, 產(chǎn)狀總體平緩, 傾角一般10°～30°,與接觸面的產(chǎn)狀基本一致, 并有隨接觸面產(chǎn)狀一起變化的趨勢; 熱液隱爆角礫巖型分布在礦區(qū)中部,從似斑狀黑云母花崗巖體頂部沖入黑云母花崗閃長巖巖基, 一直到地表; 石英大脈型分布相對廣泛,切穿礦區(qū)所有巖石單元和前面兩類礦體, 大脈形態(tài)較規(guī)則, 脈壁平整, 常平行成帶出現(xiàn), 部分地段具尖滅側(cè)現(xiàn)、分支復(fù)合現(xiàn)象, 產(chǎn)狀主要有2級: 330°～350°∠55°～70°和150°～200°∠40°～55°。這些礦體與成礦母巖共生或交織, 形成石門寺“一區(qū)多型”的鎢多金屬礦床(項(xiàng)新葵等, 2012)。

圖3　石門寺礦區(qū)地質(zhì)略圖(改編自項(xiàng)新葵等, 2012)Fig.3 Sketch geological map of the Shimensi tungsten deposit

2　分析方法

本次工作分別選擇似斑狀黑云母二長花崗巖、細(xì)粒黑云母二長花崗巖和花崗斑巖樣品進(jìn)行年齡測定(圖3)。通過人工重砂法從樣品中分選出獨(dú)居石,在雙目顯微鏡下挑選均一、透明的獨(dú)居石用雙面膠粘于載玻片上, 放上PVC環(huán), 然后將環(huán)氧樹脂和固化劑進(jìn)行充分混合后注入PVC環(huán)中, 放入烘箱烘干,待樹脂充分固化后將樣品靶從載玻片上剝離。將樣品靶進(jìn)行打磨和拋光后進(jìn)行反射光、透射光和BSE照相, 根據(jù)獨(dú)居石樣品的顯微照片選擇合適的測定區(qū)域, 盡量避開礦物中對測定有影響的裂隙、包裹體及其他雜質(zhì)部位。獨(dú)居石制靶和BSE照片在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所完成。

圖4　石門寺燕山期花崗巖野外及顯微照片F(xiàn)ig.4 Microphotographs of the Yanshanian granites in the Shimensi tungsten deposit

實(shí)驗(yàn)測試是在中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室利用激光燒蝕多接收等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)完成的。采用的激光剝蝕系統(tǒng)為美國ESI公司生產(chǎn)的NEW WAVE 193 nm FX ArF準(zhǔn)分子激光器, 波長193 nm, 脈沖寬度小于4 ns, 束斑直徑為20 μm, 脈沖頻率為5 Hz, 激光能量密度為15 J/cm2。多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀為美國Thermo Fisher公司生產(chǎn)的NEPUNE, 其離子光學(xué)通路采用能量聚焦和質(zhì)量聚焦的雙聚焦設(shè)計(jì), 并采用動態(tài)變焦Zoom將質(zhì)量色散擴(kuò)大至17%, 詳見崔玉榮等(2012)。每個分析樣點(diǎn)的氣體背景采集時間為20 s, 信號采集時間為65 s。每測定5個未知樣品點(diǎn), 交替測定2次標(biāo)準(zhǔn)樣品獨(dú)居石44069, 用來校正U-Pb、Th-Pb同位素分餾和儀器質(zhì)量歧視。204Pb,206Pb,207Pb,208Pb,232Th和238U信號被測定,235U通過公式238U/235U=137.88推導(dǎo)而來。分餾校正和結(jié)果的計(jì)算采用GLITTER 4.0(Griffin et al., 2008)。樣品分析過程中所測獨(dú)居石標(biāo)樣44069的207Pb/206Pb,207Pb/235U和206Pb/238U比值參考標(biāo)準(zhǔn)值校正(207Pb/206Pb=0.05532,207Pb/235U=0.06811,206Pb/238U=0.5195)(Aleinikoff et al., 2006),208Pb/232Th比值(208Pb/232Th=0.02124)用諧和年齡424.9 Ma作為參考值。樣品校正后的同位素比值標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算中, 除了考慮樣品和外標(biāo)標(biāo)樣同位素比值在測定過程中產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)偏差外, 標(biāo)樣同位素比值的推薦值的標(biāo)準(zhǔn)偏差也考慮在內(nèi), 其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)定為2%。同位素年齡作圖采用ISOPLOT/ EX 3.23程序(Ludwig, 2001)。

3　分析結(jié)果及討論

3.1獨(dú)居石U-Pb年代學(xué)

花崗斑巖14SM-1和似斑狀黑云母二長花崗巖14SM-2的獨(dú)居石呈淺黃色, 透明, 為半自形到自形狀, 顆粒在50～200 μm之間, 背散射(BSE)圖像中結(jié)構(gòu)均勻, 但個別獨(dú)居石顆粒存在較寬而平直的巖漿環(huán)帶(圖5a, b)。細(xì)粒黑云母二長花崗巖 SM-48 中的獨(dú)居石呈淺黃色, 透明, 呈短柱狀、近等軸狀, 自形狀, 粒度通常在100～150 μm之間。BSE 圖像中結(jié)構(gòu)均勻, 個別具環(huán)帶(圖5c)。

花崗巖獨(dú)居石U-Pb同位素測定結(jié)果見表1。為避免普通鉛校正, 我們采用Tera-Wasserburg反向諧和圖進(jìn)行年齡計(jì)算。將三個樣品的207Pb/206Pb 和238U/206Pb 實(shí)測值(未經(jīng)普通Pb校正)投點(diǎn)在Tera-Wasserburg反向諧和圖上, 數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在諧和線上方(圖6a、c、e), 采用強(qiáng)制通過普通Pb的方法進(jìn)行線性回歸, 得到三個樣品下交點(diǎn)年齡分別為148.2± 1.2 Ma (MSWD=2.2)、149±1 Ma (MSWD=1.7)和150.0 ±0.7 Ma (MSWD=1.6); 采用207Pb校正法對普通鉛進(jìn)行扣除后的, 三個樣品206Pb/238U年齡加權(quán)平均值分別為148.1±0.9 Ma (MSWD=1.6, n=34) (圖6b)、148.8±0.9 Ma (MSWD=1.7, n=33) (圖6d)和149.9± 0.7 Ma (MSWD=1.5, n=35) (圖6f)。兩組年齡在誤差范圍內(nèi)完全一致。

3.2討 論

本次獲得的石門寺燕山期花崗巖的獨(dú)居石U-Pb年齡(～150 Ma)與先前獲得的石門寺輝鉬礦Re-Os同位素年齡(150.4±1.4 Ma)(項(xiàng)新葵等, 2013)較為一致。由此說明, 石門寺鎢礦的形成與礦區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖的侵位是同一期地質(zhì)事件形成的, 石門寺鎢礦是燕山期花崗巖巖漿成礦作用的產(chǎn)物, 兩者具有密切的成因聯(lián)系。

大湖塘鎢礦床周邊分布著多個鎢礦床, 有贛北的香爐山鎢礦床、陽儲嶺鎢鉬礦床、朱溪鎢銅礦床和樂平塔前鎢鉬礦床以及皖南東源鎢鉬礦床(圖1),這些鎢多金屬礦床南接欽杭成礦帶, 北臨長江中下游成礦帶, 因此其形成的構(gòu)造環(huán)境一直存在較大的爭議。已有的資料表明, 除香爐山鎢礦形成于～126 Ma (Rb-Sr等時線年齡)(張家菁等, 2008) 相對較晚, 與長江中下游成礦帶九瑞–鄂東南礦集區(qū)的銅多金屬礦床成巖成礦年齡(謝桂青等, 2006; 蔣少涌等, 2010)和江西彭山錫多金屬礦床的成巖成礦年齡(羅蘭等, 2010)非常一致。其他幾個鎢礦，如陽儲嶺鎢鉬礦有關(guān)花崗閃長斑巖的鋯石SIMS U-Pb年齡～147 Ma(李獻(xiàn)華未發(fā)表數(shù)據(jù)), 景德鎮(zhèn)朱溪鎢礦花崗斑巖鋯石U-Pb年齡為～150 Ma(李巖等, 2014), 樂平塔前鎢鉬礦輝鉬礦Re-Os年齡為162±2 Ma(黃安杰等, 2013),皖南東源鎢鉬礦花崗斑巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為148.6±1.8 Ma(秦燕等, 2010), 我們此次的工作也揭示石門寺鎢礦床形成在～150 Ma, 這些成巖成礦年齡明顯早于長江中下游的成礦時代, 而與欽杭帶的大規(guī)模鎢錫成礦時代相似。

圖5　石門寺燕山期花崗巖獨(dú)居石背散射圖(BSE)Fig.5 BSE images of monazite from the Yanshanian granites in the Shimensi tungsten deposit

圖6　石門寺礦床燕山期花崗巖獨(dú)居石的Tera-Wasserburg諧和圖和206Pb/238U加權(quán)平均年齡圖Fig.6 Tera-Wasserburg concordia diagrams and206Pb/238U weighted average diagrams for monazites from the Yanshanian granites in the Shimensi tungsten deposit

欽杭成礦帶位于華南揚(yáng)子與華夏兩大板塊之間,是一條分隔兩大板塊的構(gòu)造結(jié)合帶。該帶南起廣西欽州灣, 向東北延伸穿過廣東、湖南和江西等省, 至浙江省杭州灣, 長～2000 km, 寬70～30 km。一系列銅多金屬和鎢錫多金屬礦產(chǎn)沿該帶發(fā)育, 構(gòu)成了一個罕見的板內(nèi)多金屬成礦帶, 已經(jīng)成為中國最為重要的礦產(chǎn)資源基地之一。基于對地質(zhì)演化認(rèn)識, 中國地質(zhì)調(diào)查局在“2010年重點(diǎn)成礦區(qū)帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價”中把成礦帶劃分為東、西兩段, 東段大體相當(dāng)于江山–紹興帶分布區(qū)域, 西段包括南嶺中段及其西南地區(qū)(圖1)。

表1　燕山期花崗巖LA-ICP-MS獨(dú)居石U-Pb分析數(shù)據(jù)Table 1 LA-ICP-MS U-Pb results for monazite from the Yanshanian granites

續(xù)表1:

續(xù)表1:

西段大型–超大型鎢錫礦床數(shù)量眾多, 星羅棋布, 與成礦有關(guān)的花崗巖年齡集中150～160 Ma(圖1), 如: 與柿竹園鎢錫鉬鉍多金屬礦有關(guān)的千里山花崗巖為152±2 Ma(Li et al., 2004)、與黃沙坪鎢鉬錫鉛鋅礦有關(guān)的花崗斑巖為161.6±1.1 Ma(姚軍明等, 2007)、與新田嶺鎢礦有關(guān)的騎田嶺花崗巖～157 Ma(朱金初等, 2009)、與香花鋪鎢礦有關(guān)的尖峰嶺花崗巖～159 Ma (Yuan et al., 2007)、與大坳鎢錫礦有關(guān)的金雞嶺花崗巖為156±2 Ma(付建明等, 2007)、與新路、水巖壩和珊瑚三個鎢錫礦田有關(guān)的姑婆山巖體為160～163 Ma(顧晟彥等, 2006)等等。

欽杭成礦帶東段除了贛北礦集區(qū)的大湖塘鎢礦、石門寺鎢礦、朱溪鎢礦以外, 湘東、贛中地區(qū)也發(fā)現(xiàn)一些鎢礦, 多以小型規(guī)模礦床或礦點(diǎn)為主,達(dá)到大型規(guī)模的有錫田鎢錫礦、鄧阜仙鎢礦、下桐嶺鎢礦、滸坑鎢礦和豐城縣的徐山鎢銅礦(圖1)。下桐嶺鎢礦輝鉬礦的Re-Os等時線年齡152.0±3.3 Ma(李光來等, 2011a), 錫田壟上礦區(qū)白云母40Ar-39Ar等時線年齡為155.4±1.7 Ma和156.5±1.7 Ma(馬麗艷等, 2008), 滸坑白云母花崗巖鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡151.6±2.6 Ma(劉珺等, 2008), 鄧阜仙二云母花崗巖的鋯石U-Pb年齡154.4±2.2 Ma(蔡楊等, 2012), 徐山鎢礦蝕變白云母的Rb-Sr等時線年齡147.1±3.4 Ma(李光來等, 2011b)。從目前已經(jīng)獲得的資料來看, 欽杭成礦帶東段的鎢礦成巖成礦年齡與西段基本相似,

應(yīng)該形成在相同的動力學(xué)背景下。

Gilder et al. (1996)通過對華南地區(qū)中生代花崗巖Sr-Nd同位素的研究, 發(fā)現(xiàn)欽杭成礦帶是一條由高Sr、Nd含量和高εNd值花崗巖體構(gòu)成的NE向的低tDM帶, 并稱之為“十杭帶”, 推斷其為一個中生代的裂谷帶; 洪大衛(wèi)等(2002)認(rèn)為該低tDM帶是揚(yáng)子板塊與華夏板塊元古代碰撞對接后, 由于多次沿該帶開合, 新生地幔物質(zhì)加入所引起; 毛景文等(2011)認(rèn)為欽杭成礦帶是古太平洋板塊NW向的俯沖過程中所開“天窗”, 欽杭帶西段是板片窗的西部邊界,也是殼幔相互作用的中心, 有大量地幔物質(zhì)參與成礦。欽杭及南嶺成礦帶中生代大規(guī)模的中酸性花崗巖漿的侵入活動, 并伴隨鎢、錫、銅等多金屬礦化,是受華南地殼伸展、巖石圈減薄、地幔物質(zhì)加入的影響, 這種觀點(diǎn)受到大多數(shù)學(xué)者的支持, 然而對于華南地殼伸展–減薄的地球動力學(xué)背景卻存在著很大分歧, 提出了活動大陸邊緣構(gòu)造–巖漿作用、大陸拉張–裂解、后造山、巖石圈減薄和拆沉、地幔柱等多種成因模式(Li, 2000; Zhou and Li, 2000; Zhou et al., 2006; Li and Li, 2007; Chen et al., 2008; Wang et al., 2011; Yang et al., 2012)。爭論的焦點(diǎn)集中在是否存在古太平洋板塊俯沖作用？即使贊同中生代構(gòu)造–巖漿–成礦作用是形成在古太平洋體制下的學(xué)者, 因其研究的內(nèi)容、視角和方法的不同, 對于古太平洋板塊俯沖時間、俯沖方式、俯沖方向及其對華南內(nèi)陸影響的縱深程度等問題也有著不同的觀點(diǎn)。這些爭論深化了有關(guān)研究, 極大地推動了學(xué)術(shù)進(jìn)步, 對建立中生代華南構(gòu)造格架, 揭示華南大規(guī)模成礦機(jī)制和規(guī)律, 尋找礦產(chǎn)資源, 起到了良好的推動作用。然而要解決這些問題仍有待時日, 中生代火成巖的時空及成因類型分布研究是關(guān)鍵, 應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)該方面的研究。

4　結(jié) 論

(1) 江西大湖塘石門寺鎢礦區(qū)的似斑狀黑云母花崗巖和中細(xì)粒黑云母花崗巖獨(dú)居石U-Pb諧和年齡為～150 Ma, 代表了巖漿巖的結(jié)晶年齡。這一年齡與該礦區(qū)的輝鉬礦Re-Os成礦年齡(150.4±1.4 Ma)一致, 均為晚侏羅世, 說明石門寺鎢礦與燕山期黑云母花崗巖密切相關(guān)。

(2) 石門寺鎢礦床的成巖時代與南嶺地區(qū)及欽杭成礦帶的鎢錫多金屬成礦高峰期一致(～150 Ma),是華南中生代成巖成礦事件的典型代表, 形成于燕山中晚期巖石圈拉張減薄的動力環(huán)境下。

致謝： 江西地礦局九一六和贛西北地質(zhì)隊(duì)在作者野外考察過程中給予了熱情幫助, 研究工作得到項(xiàng)新葵總工和張傳林研究員的細(xì)心指導(dǎo)與幫助, 獨(dú)居石U-Pb年代學(xué)測試得到天津地調(diào)中心張健和耿建珍工程師的幫助, 以及二位審稿人提出了建設(shè)性的修改建議, 在此一并表示衷心的感謝。

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In-situ Monazite U-Pb Geochronology of Granites in Shimensi Tungsten Polymetallic Deposit, Jiangxi Province and its Geological Significance

YE Haimin, ZHANG Xiang and ZHU Yunhe
(Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, China Geological Survey, Nanjing 210016, Jiangsu, China)

Abstract:The Shimensi tungsten polymetallic deposit, located in the north part of the Dahutang ore field in the Jiuling metallogenic belt, North Jiangxi, is one of the world’s largest tungsten deposits. In-situ LA-ICP-MS monazite U-Pb dating was used to determine the ages of the ore-bearing granites in this study. Analyses of the monazite from the porphyric biotite monzogranite, fine-grained monzogranite and granite porphyry, yield concordant ages of 150.0±0.7 Ma, 149±1 Ma and 148.2±1.2 Ma, respectively. Furthermore, their lower intercept ages on the Tera-Wasserburg plots and the corresponding weighted average206Pb/238U ages are consistent within error, reflecting the crystallization age of the granites. Combining the molybdenite Re-Os age of 150.4±1.4 Ma, the rock- and ore-forming processes in the Shimensi tungsten polymetallic deposit are under a geodynamic setting of lithospheric thinning and extension, which is consistent with the large scale tungsten-tin polymetallic mineralization (～150 Ma) in the Qinhang metallogenic belt, South China.

Keywords:in-situ monazite U-Pb age; granite; Shimensi tungsten polymetallic deposit; Jiangxi province

中圖分類號:P597; P617

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1001-1552(2016)01-0058-013

收稿日期:2014-12-09; 改回日期: 2015-04-17

第一作者簡介:葉海敏(1973–), 女, 博士, 副研究員, 從事巖石學(xué)、礦物學(xué)及礦產(chǎn)學(xué)方向研究。Email: yhaimin@sina.com