福建紫金山礦田深部似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖鋯石SHRIMP U-Pb和單礦物40Ar/39Ar年齡及其地質(zhì)意義

黎敦朋, 邱小平,, 張文慧, 劉文元, 于　波

福建紫金山礦田深部似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖鋯石SHRIMP U-Pb和單礦物40Ar/39Ar年齡及其地質(zhì)意義

黎敦朋1, 邱小平1,2*, 張文慧1, 劉文元1, 于波3

(1.福州大學(xué) 紫金礦業(yè)學(xué)院, 福建 福州 350108; 2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)研究所, 北京 100037; 3.廣東省地質(zhì)建設(shè)工程集團(tuán)公司, 廣東 廣州 510080)

通過(guò)對(duì)福建紫金山礦田深部與成礦作用有關(guān)的主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖3組鋯石SHRIMP U-Pb和2組角閃石、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar測(cè)年, 獲得鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為101.8±1.5 Ma(n=34, MSWD=1.0), 代表紫金山礦田深部與成礦作用有關(guān)的主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的成巖年齡; 同時(shí)獲得角閃石40Ar/39Ar冷卻年齡為 100±11 Ma、102.2 Ma, 鉀長(zhǎng)石的40Ar/39Ar冷卻年齡為96.3±1.7 Ma、98.5 Ma。依據(jù)礦物封閉溫度理論, 估算紫金山礦田深部與成礦作用有關(guān)的主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖由鋯石結(jié)晶至角閃石40Ar/39Ar體系封閉、再到鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉的巖石冷卻速率分別是40.7～67.1 ℃/Ma、116.9～216.3 ℃/Ma, 顯示巖石的冷卻速率較大; 由古地溫梯度推算主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖結(jié)晶(101.8±1.5 Ma)至鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉(96.3±1.7 Ma)期間巖體隆升剝露了約3 km, 暗示地殼在這一時(shí)期發(fā)生了快速隆升剝蝕作用。紫金山礦田深部似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖鋯石206Pb/238U 年齡佐證了紫金山礦田深部存在一個(gè)大巖基, 并約束了紫金山礦田斑巖型礦床的成礦時(shí)代, 單礦物的40Ar/39Ar年齡為礦區(qū)的隆升剝露研究提供新資料。

鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年;40Ar/39Ar測(cè)年; 巖石冷卻; 似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖; 紫金山礦田

0 引 言

福建紫金山礦田是 20世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的 Au-Cu-Ag-Mo多金屬礦集區(qū)(張德全等, 1991)。隨著勘探的深入, 先后探明了紫金山特大型Cu-Au礦床、羅卜嶺大型Cu-Mo礦床、五子騎龍中型Cu-Au礦床、悅洋大型Ag-Au多金屬礦床、二廟溝Cu-Au礦床、大岌崗Cu-Au礦床等, 其中紫金山Cu-Au礦床是該礦田的核心礦床, Au資源量達(dá)305噸、Cu資源量已超過(guò)2×106噸(高天鈞, 1998; 陳景河, 1999; 張德全等, 2003a; 黃仁生, 2008; 王少懷等, 2009; 邱小平等, 2010)。已有的礦床研究表明, 紫金山礦田包含了完整的低溫?zé)嵋酣C斑巖型礦床系列: 悅洋 Ag-Au多金屬礦床、紫金山Cu-Au礦床和五子騎龍Cu-Au礦床、羅卜嶺 Cu-Mo礦床分別代表了絹云母–冰長(zhǎng)石型淺成低溫?zé)嵋旱V床、酸性硫酸鹽型淺成熱液礦床、熱液–斑巖型礦床、斑巖型礦床(張德全等, 1991, 2003a;黃鐵心等, 1996; 高天鈞, 1998; 華仁民等, 2002; 薛凱和阮詩(shī)昆, 2008)。

眾多學(xué)者對(duì)紫金山礦田的礦床特征、成因類型、蝕變種類和成巖成礦同位素年代學(xué)等方面開展了大量卓有成效的研究, 取得了豐碩的成果: 張德全等(1992)、蔣炳銓(1994)、So et al. (1998)、王翠芝等(2013)、薛凱(2013)對(duì)紫金山復(fù)式花崗巖或礦田區(qū)開展了系統(tǒng)的蝕變研究, 顯示為火山–次火山熱液和斑巖型2種蝕變類型。華仁民等(1998)、張德全等(2003 a)、鐘軍等(2011)、陳靜等(2011)、Zhong et al. (2014)對(duì)紫金山礦田流體包裹體開展了廣泛研究,發(fā)現(xiàn)成礦流體以巖漿流體和大氣降水熱液流體兩種類型為主。已有的成巖年代學(xué)研究(陳好壽, 1996; 周肅和陳好壽, 1996; 毛建仁等, 1998, 2002, 2004; 張德全等, 2001; 趙希林等, 2007, 2008; 胡春杰等, 2012; 肖愛芳與黎敦朋, 2012a, 2012b; 黃文婷等, 2013; 于波等, 2013; Jiang et al., 2013; Zhong et al., 2014)表明: 紫金山Cu-Au礦床含礦圍巖及與成礦有關(guān)的中生代巖漿活動(dòng)時(shí)代為晚侏羅世、早白堊世中晚期及晚白堊世早期。前人的成礦年代學(xué)研究(張德全等, 1991, 2001, 2003b, 2005; 周肅和陳好壽, 1996;毛建仁等, 1998; 劉曉東和華仁民, 2005; 梁清玲等, 2012; Zhong et al., 2014)顯示, 羅卜嶺(中寮)斑巖型Cu-Mo礦床的成礦時(shí)代與似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的成巖時(shí)代基本一致(約為105～102 Ma); 而紫金山Cu-Au礦床的成礦時(shí)代較為分散(張德全等, 1991; 周肅和陳好壽, 1996), 但總體顯示屬于早白堊世至晚白堊世早期, 與紫金山復(fù)式花崗巖的成巖時(shí)代——晚侏羅世有顯著的時(shí)差, 暗示成礦作用發(fā)生于紫金山復(fù)式花崗巖形成之后, 而與紫金山安山玢巖、隱爆角礫巖、似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的時(shí)代接近; 悅洋Ag-Au礦床的成礦時(shí)代較安山玢巖、隱爆角礫巖、似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的侵位時(shí)代略晚。此外, 梁清玲等(2013)通過(guò)Hf同位素研究, 得出中晚侏羅世花崗巖主要來(lái)源于古元古代基底, 早白堊世侵入巖–火山巖主要來(lái)源于中元古代基底和地幔物質(zhì)混合作用環(huán)境; Jiang et al. (2013)通過(guò)地球化學(xué)和同位素年代學(xué)分析得出,巖漿來(lái)源于殼幔混合源區(qū)的活動(dòng)大陸邊緣的地球動(dòng)力學(xué)背景。陳景河(1999)建立了“上金下銅”的“紫金山式”銅金礦床成礦模式; 王少懷等(2009)建立了“多層樓”的紫金山礦田成礦模式。王少懷(2007, 2011)、邱小平等(2010)開展的成礦預(yù)測(cè)研究指出,在紫金山Cu-Au礦床深部和礦區(qū)外圍仍具有良好的Cu-Mo找礦前景。

1994年福建省地科所對(duì)羅卜嶺似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖、紫金山似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的全巖與礦物 Rb-Sr等時(shí)線研究, 分別獲得105.0±1.0 Ma、110.8±0.3 Ma的年齡(轉(zhuǎn)引自毛建仁等, 1998); 黃文婷等(2013)對(duì)Cu-Mo礦化斑巖開展的鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年,確定早期斑巖時(shí)代為103.7±1.2 Ma、103.0±0.9 Ma,晚期斑巖時(shí)代為97.6±2.1 Ma。由輝鉬礦Re-Os測(cè)年獲得的成礦時(shí)代為104.9±1.6 Ma(梁清玲等, 2012)、104.6±1.0 Ma(Zhong et al., 2014), 顯示與早期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的成巖時(shí)代在誤差范圍內(nèi)一致。顯然,紫金山礦田對(duì)與成礦作用有關(guān)的花崗巖的同位素年代學(xué)研究還有待進(jìn)一步深化, 同時(shí)也尚未開展過(guò)與成礦作用有關(guān)的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石 SHRIMP U-Pb年齡和40Ar/39Ar測(cè)年。本文對(duì)紫金山 Cu-Au礦床深部和羅卜嶺Cu-Mo礦床深部的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖進(jìn)行了3組高精度原位的鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年和2組角閃石、鉀長(zhǎng)石的40Ar/39Ar測(cè)年, 為紫金山典型礦床的成巖成礦時(shí)代研究和巖體熱演化提供了重要的年代學(xué)約束。

1　礦田地質(zhì)概述

福建紫金山礦田位于華夏陸塊西南側(cè)的閩西南坳陷西南部, 礦床產(chǎn)于NW走向的上杭–云霄深大斷裂與NNE走向的宣和復(fù)式背斜交匯處, 處于歐亞板塊東緣晚中生代活動(dòng)大陸邊緣的陸緣巖漿弧成礦帶環(huán)境(邱小平等, 2010)。

紫金山礦田區(qū)出露地層主要為下白堊統(tǒng)石帽山群碎屑巖、火山巖和上白堊統(tǒng)赤石群泥巖、砂礫巖,以及前白堊系沉積巖與淺變質(zhì)巖。前白堊系主要為上元古界南華系樓子壩群淺變質(zhì)巖、上泥盆統(tǒng)天瓦崠組和桃子坑組砂礫巖、石炭系林地組砂礫巖、黃龍組與船山組碳酸鹽巖和上三疊統(tǒng)文賓山組泥巖砂巖夾薄煤層(圖 1, 福建紫金礦業(yè)股份有限公司, 2000)。礦田區(qū)燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈, 包括晚侏羅世和白堊紀(jì)兩期巖漿活動(dòng)。晚侏羅世殼源型酸性巖漿沿紫金山–宣和復(fù)背斜軸部侵入, 先后形成了紫金山復(fù)式花崗巖(由早到晚包括逕美巖體、五龍寺巖體和金龍橋巖體)和才溪二長(zhǎng)花崗巖(張德全等, 2001),前者是紫金山Cu-Au礦床的主要容礦巖石及圍巖。早白堊世中晚期巖漿活動(dòng)強(qiáng)度劇增, 為伸展環(huán)境下與深源熔融機(jī)制有關(guān)的殼?；旌闲蛶r漿巖(趙希林等, 2008; 梁清玲等, 2013), 包括分布于礦田及鄰區(qū)的石帽山群火山巖、紫金山火山機(jī)構(gòu)中的英安玢巖和隱爆角礫巖、淺成侵位的四坊花崗閃長(zhǎng)巖、羅卜嶺似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖、紫金山似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖。羅卜嶺似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖、紫金山似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖一般認(rèn)為是羅卜嶺–紫金山斑巖型礦床的成礦母巖。

紫金山礦田區(qū)斷裂發(fā)育。區(qū)域性斷裂有NW走向的上杭ˉ云霄斷裂, 其在中生代的左行走滑運(yùn)動(dòng)形成了上杭火山巖盆地, 并控制了盆地的邊界。礦田區(qū)廣泛發(fā)育NW、NE走向的2組斷裂, 其中NW走向斷裂是礦田區(qū)重要的導(dǎo)礦和賦礦構(gòu)造(薛凱和阮詩(shī)昆, 2008; 王少懷等, 2009)。區(qū)域分布有宣和復(fù)式背斜, 礦田區(qū)褶皺受巖體侵位和斷裂肢解而模糊不清。宣和復(fù)式背斜核部的NE走向斷裂和其他NW、NE走向斷裂交匯部位, 可能控制了礦田區(qū)內(nèi)巖漿的侵位和火山的分布。

2　巖石學(xué)特征

羅卜嶺似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖僅在羅卜嶺一帶零星出露, 紫金山似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖隱伏于紫金山復(fù)式花崗巖體之下, 由鉆探揭露證實(shí)其與羅卜嶺似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖同屬一個(gè)大巖基。

羅卜嶺似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖是紫金山礦田唯一出露地表的Cu-Mo礦化似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖體(圖1), 其不但形成了羅卜嶺斑巖型Cu-Mo礦床, 而且也為紫金山地區(qū)的淺成熱液多金屬礦床的形成提供了熱源和成礦物質(zhì)(張德全等, 1996 ; 高天鈞, 1998)。

圖1　紫金山礦田地質(zhì)圖(據(jù)福建紫金礦業(yè)股份有限公司, 2000改編) Fig.1 Geological map of the Zijinshan orefield

羅卜嶺巖體巖性為似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖。地表呈長(zhǎng)600 m、寬100 m左右的 NW向巖瘤狀小巖株, 侵入于四坊花崗閃長(zhǎng)巖中。雖然羅卜嶺斑巖在地表僅出露0.06 km2, 但是根據(jù)鉆孔資料, 自地表約500 m標(biāo)高向下至 100 m標(biāo)高, 巖體向深部迅速膨大, 在100 m 標(biāo)高上, 巖體面積達(dá) 4.8 km2, 且向 NW方向巖體被 NE向區(qū)域斷裂錯(cuò)斷(張德全等, 2001)。鉆孔資料還證實(shí), NE向區(qū)域性斷裂成巖成礦后有過(guò)強(qiáng)烈活動(dòng)。根據(jù)鉆孔所揭露羅卜嶺斑巖頂面產(chǎn)狀較平緩, 傾角在 25°～30°之間, 并且?guī)r體 NE側(cè)的頂面傾角略陡于巖體 SW側(cè)的頂面傾角。在羅卜嶺地表出露的羅卜嶺斑巖, 是礦田區(qū)隱伏斑巖頂面的小凸起(張德全等, 2001)。

近年的勘探還證實(shí), 在紫金山 Cu-Au礦床和五子騎龍礦床深部也發(fā)育似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖體, 從巖石特征、礦化特征、鉆探揭露等證實(shí)它們?yōu)橥粠r基。

測(cè)年樣品采自紫金山礦田的紫金山Cu-Au礦床24勘探線 ZK2406、ZK2404鉆孔和羅卜嶺 Cu-Mo礦床IV勘探線ZKIV05鉆孔的底部弱蝕變似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖, 采樣位置見圖1。

樣品ZK2406(圖2a、b)采于ZK2406孔底的888～ 889 m, 孔口坐標(biāo): 116°24′08″E, 25°10′27″N。巖石呈灰黑色, 似斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為鉀長(zhǎng)石(35%～45%)、斜長(zhǎng)石(10%～15%)、石英(15%～ 20%)、角閃石(8%～10%)、黑云母(3%～5%)、綠泥石(8%～12%), 礦物粒徑 1～5 mm連續(xù)過(guò)渡, 個(gè)別礦物粒徑達(dá)6～8 mm。角閃石、黑云母發(fā)生綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化, 并可見方解石細(xì)脈充填裂隙, 巖石具弱鉀長(zhǎng)石化、云英巖化蝕變, 沿裂隙形成了少量微粒–細(xì)粒鉀長(zhǎng)石、絹云母和石英蝕變礦物, 鏡下可見少量磁鐵礦。角閃石、鉀長(zhǎng)石無(wú)交代及次生加大現(xiàn)象。樣品剔除脈狀蝕變礦物, 挑選弱蝕變的巖石, 從人工重砂中挑選鋯石、角閃石、鉀長(zhǎng)石進(jìn)行同位素測(cè)年。

樣品ZK2404(圖2c、d)采于ZK2404孔底的1131～ 1132 m, 孔口坐標(biāo): 116°24′22″E, 25°10′37″N。巖石呈灰色, 似斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造。主要礦物成份為鉀長(zhǎng)石(40%～45%)、斜長(zhǎng)石(20%～30%)、石英(15%～20%)、角閃石(5%～8%)、黑云母(3%～5%), 礦物粒徑2～6 mm連續(xù)過(guò)渡, 個(gè)別礦物粒徑達(dá)8 mm。鉀長(zhǎng)石發(fā)生了高嶺石化, 角閃石、黑云母發(fā)生了綠簾石化、綠泥石化, 可見裂隙被方解石細(xì)脈充填, 巖石具弱鉀長(zhǎng)石化、云英巖化蝕變, 沿裂隙形成了少量微粒–細(xì)粒鉀長(zhǎng)石、絹云母和石英蝕變礦物。由于本樣品蝕變相對(duì)較強(qiáng), 從人工重砂中僅挑選封閉溫度較高的鋯石進(jìn)行同位素測(cè)年。

樣品ZKIV05(圖2e、f)采于ZKIV05孔底的825.8～ 826.0 m, 孔口坐標(biāo): 116°25′50″E, 25°11′34″N。巖石呈灰色, 似斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造。主要礦物成份為鉀長(zhǎng)石(40%～50%)、斜長(zhǎng)石(10%～25%)、石英(15%～ 25%)、角閃石(8%～12%)、黑云母(5%～10%), 礦物粒徑1～5 mm連續(xù)過(guò)渡, 個(gè)別礦物粒徑達(dá)6～8 mm。巖石具弱鉀長(zhǎng)石化、云英巖化蝕變, 沿裂隙形成了少量微粒–細(xì)粒鉀長(zhǎng)石、絹云母和石英蝕變礦物, 鏡下可見少量磁鐵礦。樣品蝕變?nèi)? 角閃石、鉀長(zhǎng)石無(wú)交代及次生加大現(xiàn)象。從人工重砂中挑選鋯石、角閃石、鉀長(zhǎng)石進(jìn)行同位素測(cè)年。

鋯石、角閃石、鉀長(zhǎng)石單礦物樣品的精選在河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)實(shí)驗(yàn)室完成。

3　測(cè)試方法

鋯石離子探針分析的樣品制備和實(shí)驗(yàn)流程按宋彪等(2002)提出的方法進(jìn)行, 將精選適于定年的鋯石和標(biāo)準(zhǔn)鋯石(TEM, 417 Ma)用雙面膠粘于環(huán)氧樹脂的樣品靶上, 用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨, 至大部分鋯石顆粒打磨出中心, 再進(jìn)行拋光。對(duì)拋光后的樣品先進(jìn)行透、反射光和陰極發(fā)光(CL)照相。然后, 對(duì)樣品靶進(jìn)行清洗, 用純度為 99.999%的金鍍膜后待測(cè)。樣品分析在北京SHRIMPⅡ中心的離子探針上用標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行, 每分析3個(gè)未知樣品點(diǎn)進(jìn)行1次標(biāo)樣TEM測(cè)定, 數(shù)據(jù)處理按Williams (1998)程序進(jìn)行。

角閃石、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar測(cè)年在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所同位素年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行, 采用階段加熱法進(jìn)行同位素測(cè)定。挑選的樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品先送中國(guó)原子能科學(xué)研究院的核反應(yīng)爐進(jìn)行快中子照射, 樣品的階段升溫加熱采用電子轟擊爐, 每個(gè)階段加熱30 min, 凈化30 min。質(zhì)譜分析在MM-1200B質(zhì)譜計(jì)上進(jìn)行, 每個(gè)峰值共采集 8組數(shù)據(jù), 所有數(shù)據(jù)在回歸到時(shí)間零點(diǎn)值后再進(jìn)行相關(guān)校正, 詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)流程見相關(guān)文獻(xiàn)(陳文等, 2002; Chen et al., 2002)。

4　測(cè)試結(jié)果

4.1鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年結(jié)果

鋯石的SHRIMP U-Pb分析結(jié)果見表1。

圖2　紫金山礦田3個(gè)測(cè)年樣品巖石學(xué)特征及ZKIV05鉆孔柱狀圖Fig.2 Profile of drill core ZKIV05 of the Zijinshan orefield and photos and microphotographs of the samples used for zircon U-Pb dating

ZK2406樣品: 測(cè)定了 13顆鋯石, 鋯石總體呈淺棕色, 多呈自形等軸狀–短柱狀, 少數(shù)為長(zhǎng)柱狀,粒徑一般在 120～200 μm, 具清晰的振蕩環(huán)帶(圖3a)。所有樣品鋯石U含量為(502～737)×10–6, Th含量為(178～365)×10–6, Th/U=0.32～0.51, 均大于 0.30, 表明鋯石為巖漿結(jié)晶形成(Williams and Claesson, 1987; Williams and Buick, 1996)。13個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均位于諧和線上(圖4a),206Pb/238U年齡介于 99.7～ 107.7 Ma, 加 權(quán) 平 均 年 齡 為102.8±1.5 Ma(n=13, MSWD=0.67)。

ZK2404樣品: 測(cè)定了9顆鋯石, 鋯石總體呈淺棕色，多呈短柱狀, 少數(shù)長(zhǎng)柱狀, 粒徑130～250 μm,振蕩環(huán)帶清晰(圖 3b)。所有樣品鋯石 U含量為(545～1148)×10–6, Th含量為(201～419)×10–6, Th/U= 0.24～0.59, 除 3.1測(cè)點(diǎn)外, 其余點(diǎn)均大于 0.3, 表明鋯石為巖漿結(jié)晶形成(Williams and Claesson, 1987;Williams and Buick, 1996)。9個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均位于諧和線上(圖4b),206Pb/238U年齡介于98.8～105.9 Ma, 加權(quán)平均年齡為102.4±1.7 Ma(n=9, MSWD=0.73)。

表1　鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年結(jié)果表Table 1 Zircon SHRIMP U-Pb dating results

圖3　鋯石CL圖像、測(cè)點(diǎn)位置與206Pb/238U年齡(Ma)Fig.3 Cathodoluminescence images of the zircons, test spot location and dating results (Ma)

圖4　鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 U-Pb concordant diagrams for zircons

樣品ZK2406和ZK2404測(cè)年結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致, 表明它們是同時(shí)侵位的巖漿產(chǎn)物, 因此, 紫金山Cu-Au礦床深部似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡為～102 Ma。

ZKIV05樣品: 測(cè)定了 12顆鋯石。鋯石多呈自形等軸狀–短柱狀, 粒徑一般在 120～250 μm, 鋯石總體呈淺棕色, 具明顯的振蕩環(huán)帶(圖3c)。所有鋯石的U含量為(386～912)×10–6, Th含量為(146～510)×10–6, Th/U=0.37～0.66, 均大于 0.30, 表明鋯石為巖漿結(jié)晶形成(Williams and Claesson, 1987; Williams and Buick, 1996)。12個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均位于諧和線上(圖 4c),206Pb/238U年齡介于 97.3～106.1 Ma, 加權(quán)平均年齡為100.4±1.8 Ma(n=12, MSWD=1.2), 該年齡代表羅卜嶺礦床似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

由于上述3件樣品在巖石學(xué)、地質(zhì)產(chǎn)狀和鋯石206Pb/238U年齡的高度一致性, 以及鉆孔揭露證實(shí)為同一巖基, 筆者認(rèn)為它們是同時(shí)侵位的巖漿產(chǎn)物,因此, 將 3件鋯石206Pb/238U測(cè)年的數(shù)據(jù)合并處理,獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為101.8±1.5 Ma(n=34, MSWD=1.0)(圖 4d)的高精度年齡, 這一年齡可以代表紫金山礦田深部似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖大巖基的侵位時(shí)代。

上述結(jié)果與黃文婷等(2013)由鋯石 LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年獲得的早期角閃黑云母花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡103.7±1.2 Ma、103.0±0.9 Ma在誤差范圍內(nèi)一致,早于晚期黑云母花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡97.6±2.1 Ma; 與梁清玲等(2013)由鋯石 LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年獲得的早期花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡105.4±0.5 Ma在誤差范圍內(nèi)一致, 早于晚期花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡 99.8±0.6 Ma;與胡春杰等(2012)由鋯石 LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年獲得的花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡103.0±0.2 Ma在誤差范圍內(nèi)一致; 晚于四坊花崗閃長(zhǎng)巖鋯石結(jié)晶年齡 107.8±1.2 Ma (Tims U-Pb法, 毛建仁等, 2004)、104.8±1.7 Ma(LAICP-MS U-Pb法, 胡春杰等, 2012)、109±2 Ma (SHRIMP U-Pb法, 于波等, 2013)、112±0.5 Ma(梁清玲等, 2013; Jiang et al., 2013)。因此, 3件鋯石206Pb/238U測(cè)年的數(shù)據(jù)合并處理獲得的206Pb/238U 加權(quán)平均年齡101.8±1.5 Ma(n=34, MSWD=1.0)是可靠的, 代表了紫金山礦田深部似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

4.2單礦物40Ar/39Ar測(cè)年結(jié)果

角閃石和鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar 測(cè)年結(jié)果見表2。

ZK2406樣品(角閃石): 樣品進(jìn)行了12階段的加熱, 6～9加熱階段(1100～1250 ℃)釋放的39Ar約占71.6%, 表面年齡為101.9～104.6 Ma, 形成了一個(gè)比較穩(wěn)定的坪年齡102.9±1.0 Ma(圖5a); 利用6～9加熱階段(1100～1250 ℃)數(shù)據(jù)獲得等時(shí)線年齡為 100±12 Ma(圖 5b), 由該等時(shí)線求得的40Ar/36Ar初始值為316±87, 比尼阻值(295.5±5)(McDougall and Harrison, 1999)略大, 表明受少量過(guò)剩Ar的影響, 獲得的坪年齡可能略偏大。利用6～9加熱階段(1100～1250 ℃)數(shù)據(jù)獲得的反等時(shí)線年齡為100±11 Ma(圖5c)。因此, 以反等時(shí)線年齡 100±11 Ma作為角閃石的冷卻年齡。

ZK2406樣品(鉀長(zhǎng)石): 樣品進(jìn)行了11階段的加熱, 6～11加熱階段(1100～1400 ℃)釋放的39Ar約占82.4%, 表面年齡為91.84～94.78 Ma, 形成了一個(gè)穩(wěn)定的坪年齡93.31±0.80 Ma(圖5d); 利用6～11加熱階段(1100～1400 ℃)數(shù)據(jù)獲得的等時(shí)線年齡為 95.3±2.6 Ma(圖 5e), 由該等時(shí)線求得的40Ar/36Ar初始值為250±47, 小 于 尼 阻 值 (295.5±5)(McDougall and Harrison, 1999), 表明樣品存在少量 Ar丟失, 獲得的坪年齡可能比實(shí)際值偏小。利用 6～11加熱階段(1100～1400 ℃)數(shù)據(jù)獲得的反等時(shí)線年齡為96.3±1.7 Ma(圖5f)。因此, 以反等時(shí)線年齡96.3±1.7 Ma作為該樣品鉀長(zhǎng)石的冷卻年齡。

ZKIV05樣品(角閃石): 樣品進(jìn)行了 12階段的加熱, 6～8加熱階段(1080～1180 ℃)釋放的39Ar約占45.1%, 表面年齡為104.3～106.7 Ma, 形成了一個(gè)比較穩(wěn)定的坪年齡105.1±1.2 Ma(圖5g); 利用3～11加熱階段(900～1400 ℃)數(shù)據(jù)獲得的等時(shí)線年齡為104.4±3.9 Ma(圖5h), 由該等時(shí)線求得的40Ar/36Ar初始值為 307±12, 與尼阻值(295.5±5)(McDougall and Harrison, 1999)較接近, 表明受過(guò)剩 Ar的影響小,年齡基本可信, 但由于坪年齡39Ar釋放較小, 因此以等時(shí)線年齡104.4±3.9 Ma作為該樣品角閃石的冷卻年齡。

ZKIV05樣品(鉀長(zhǎng)石): 樣品進(jìn)行了11階段的加熱, 4～11加熱階段(960～1400 ℃)釋放的39Ar約占89.7%, 表面年齡為97.85～98.26 Ma, 形成了一個(gè)穩(wěn)定的坪年齡97.08±0.70 Ma(圖5j); 利用4～11加熱階段(960～1400 ℃)數(shù)據(jù)獲得等時(shí)線年齡為 100±2 Ma (圖 5k), 由該等時(shí)線求得的40Ar/36Ar初始值為238±39 Ma, 小于尼阻值(295.5±5 Ma)(McDougall and Harrison, 1999), 表明樣品存在少量Ar丟失, 獲得的坪年齡可能比實(shí)際值偏小。利用 4～11加熱階段(960～1400 ℃)數(shù)據(jù)獲得的反等時(shí)線年齡為100.1±1.6 Ma(圖5l), 作為該樣品鉀長(zhǎng)石的冷卻年齡。

表2　40Ar/39Ar 測(cè)年結(jié)果Table 240Ar/39Ar dating results

圖5　40Ar/39Ar坪年齡、等時(shí)線年齡與反等時(shí)線年齡Fig.540Ar/39Ar plateau ages, isochron ages and reverse isochron ages

5　討 論

5.1成巖年齡與成礦時(shí)代

根據(jù)礦物的封閉溫度理論, 鋯石U-Pb年齡的封閉溫度～700 ℃(Harrison et al., 1979; Dodson and McClelland, 1985; Farrar et al., 1997), 角閃石40Ar/39Ar年齡的封閉溫度～450 ℃, 鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡的封閉溫度～200 ℃(Copeland et al., 1995; McDougall and Harrison, 1999)。因此, 理論上鋯石的U-Pb年齡>角閃石40Ar/39Ar年齡>鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡。

對(duì)紫金山Cu-Au礦床深部的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖(ZK2406)的鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年和角閃石、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar測(cè)年, 獲得鋯石U-Pb年齡為102.8±1.5 Ma、角閃石40Ar/39Ar年齡為100±11 Ma、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡為 96.3±1.7 Ma, 鋯石的 U-Pb年齡>角閃石40Ar/39Ar年齡>鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡, 表明樣品ZK2406的測(cè)年結(jié)果是可信的。

對(duì)羅卜嶺Cu-Mo礦床深部的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖(ZKIV05)的鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年和角閃石、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar測(cè)年, 獲得鋯石U-Pb測(cè)年為100.4±1.8 Ma、角閃石40Ar/39Ar年齡為 104.4±3.9 Ma、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡為100.1±1.6 Ma, 鋯石的U-Pb年齡<角閃石40Ar/39Ar年齡>鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡, 顯然不符合礦物封閉溫度理論, 分析其原因可能是年齡數(shù)值太接近, 由分析誤差引起的, 因此, 基于礦物封閉溫度理論, 考慮分析誤差, 鋯石 U-Pb測(cè)年(100.4±1.8 Ma)取其下限年齡 102.2 Ma、角閃石40Ar/39Ar年齡(104.4±3.9 Ma)取其上限年齡100.5 Ma、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡(100.1±1.6 Ma)取其上限年齡98.5 Ma, 分別作為其對(duì)應(yīng)礦物封閉溫度年齡, 即羅卜嶺Cu-Mo礦床深部的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖鋯石結(jié)晶年齡為102.2 Ma, 角閃石40Ar/39Ar冷卻年齡為100.5 Ma,鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar冷卻年齡為98.5 Ma。

周肅和陳好壽(1996)通過(guò)對(duì)紫金山 Cu-Au礦床研究, 獲得蝕變花崗巖的全巖 Rb-Sr等時(shí)線年齡為124±5 Ma和120±4 Ma、流體包裹體Rb-Sr等時(shí)線年齡為122±4 Ma和100±3 Ma; 張德全等(1991)獲得紫金山Cu-Au礦床蝕變明礬石全巖K-Ar年齡為111.7 Ma和 94.1 Ma; 張德全等(2001, 2005)獲得中寮(羅卜嶺)Cu-Mo礦床蝕變?nèi)珟r Rb-Sr等時(shí)線年齡為105±7.2 Ma、蝕變黑云母40Ar/39Ar坪年齡為104.5± 1.72 Ma 和蝕變白云母40Ar/39Ar坪年齡為 102.53± 1.49 Ma; 梁清玲等(2013)、Zhong et al. (2014)對(duì)羅卜嶺Cu-Mo礦床的輝鉬礦進(jìn)行Re-Os測(cè)年, 分別獲得等時(shí)線年齡為104.9±1.6 Ma、104.6±1.0 Ma。張德全等(2003b)獲得悅洋 Ag-Au多金屬礦床的冰長(zhǎng)石40Ar/39Ar等時(shí)線年齡為94.69±2.25 Ma, 劉曉東和華仁民(2005)獲得悅洋 Ag-Au多金屬礦床的冰長(zhǎng)石40Ar/39Ar坪年齡為91.47±0.39 Ma。

由上述蝕變巖石和礦物獲得的礦床熱液蝕變年齡為124～91.47 Ma, 分布范圍較廣, 但與中寮(羅卜嶺)斑巖型 Cu-Mo礦床有關(guān)的蝕變主要年齡為105～102.53 Ma(張德全等, 2001, 2005), 顯示與斑巖成礦有關(guān)的蝕變作用主要發(fā)生于102～105 Ma, 這與羅卜嶺斑巖型Cu-Mo礦床的輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為104.9±1.6 Ma(梁清玲等, 2013)、104.6±1.0 Ma (Zhong et al., 2014)在誤差范圍內(nèi)基本一致, 與紫金山Cu-Au礦床、羅卜嶺Cu-Mo礦床深部的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的成巖年齡101.8±1.5 Ma在誤差范圍內(nèi)基本一致, 表明斑巖型礦床的成礦作用與成巖作用基本同時(shí)發(fā)生, 而熱液成礦作用可能一直延續(xù)到約91～94 Ma(張德全等, 2003b; 劉曉東和華仁民, 2005)。

綜上所述, 紫金山淺成熱液–斑巖成礦時(shí)代可能由101.8±1.5 Ma持續(xù)到91～94 Ma。它與華南白堊紀(jì)(134～80 Ma)大規(guī)模的成礦作用時(shí)代相對(duì)應(yīng)(Mao et al., 2008, 2010)。

5.2熱演化及其地質(zhì)意義

根據(jù)礦物的封閉溫度理論, 可以根據(jù)同一采樣地點(diǎn)不同礦物對(duì)的封閉溫度的差異估算巖石的冷卻速率, 如果樣品區(qū)的地溫梯度已知, 也可估算巖石的隆升剝蝕速率。

由前面討論可知, 紫金山Cu-Au礦床深部的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖(ZK2406)的鋯石SHRIMP U-Pb年齡和角閃石、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡分別為102.8±1.5 Ma、100±11 Ma、96.3±1.7 Ma; 羅卜嶺Cu-Mo礦床之下的早期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖(ZKIV05)的鋯石 SHRIMP U-Pb年齡和角閃石、鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar年齡分別為102.2 Ma、100.5 Ma、98.5 Ma。毛建仁等(2002)依據(jù)過(guò)去對(duì)福建沿海燕山晚期花崗巖的研究, 得到角閃石的封閉溫度為572～600 ℃(中值586 ℃), 黑云母的封閉溫度為 376～441 ℃(中值 408.5 ℃), 鉀長(zhǎng)石的封閉溫度為 132～175 ℃(中值 153.5 ℃)。此外, Harrison et al. (1979)獲得鋯石U-Pb體系的封閉溫度約為 700±50 ℃。因此, 本研究取鋯石封閉溫度700 ℃、角閃石的封閉溫度 586 ℃、鉀長(zhǎng)石的封閉溫度153.5 ℃, 得出鋯石結(jié)晶至角閃石40Ar/39Ar體系封閉過(guò)程的巖石冷卻速率是40.7～67.1 ℃/Ma, 角閃石40Ar/39Ar體系封閉到鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉過(guò)程的巖石冷卻速率是116.9～216.3 ℃/Ma, 顯示巖石的冷卻速率較快, 并且?guī)r漿結(jié)晶后降溫速率有逐漸增加的特點(diǎn)。上述似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖從鋯石結(jié)晶至角閃石40Ar/39Ar體系封閉的巖石冷卻速率與毛建仁等(2002)從四坊花崗閃長(zhǎng)巖體得出的數(shù)值接近。

紫金山礦田從角閃石40Ar/39Ar體系封閉到鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉的巖石冷卻速率是 116.9～ 216.3 ℃/Ma, 它是從鋯石結(jié)晶至角閃石40Ar/39Ar體系封閉階段巖石冷卻速率的2.8～3.2倍, 這與一般的巖體冷卻速率先快后慢有顯著差別。究其原因,可能與紫金山礦田深部似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖是繼前期火山爆發(fā)–溢流之后侵位, 圍巖具有較高的地溫梯度有關(guān); 其次, 隨后的地殼快速隆升剝露可能是導(dǎo)致角閃石40Ar/39Ar體系封閉到鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉的巖石冷卻速率較大的原因之二。

筆者通過(guò)對(duì)羅卜嶺礦區(qū)ZKIV05孔深826.0 m斑巖型Cu-Mo礦床深部不含礦的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的角閃石–斜長(zhǎng)石壓力計(jì)(Anderson and Smith, 1995; Anderson, 1996; 張拴宏等, 2007; 曾令森等, 2007)研究, 估算得出該樣品的平均結(jié)晶壓力為109 MPa,如果巖石密度按2.7 g/cm3計(jì)算, 則估算得出其結(jié)晶深度約為4.1 km(筆者未刊數(shù)據(jù))。陳靜等(2011)對(duì)五子騎龍礦床流體包裹體壓力研究得出早期成礦階段的成礦深度3 km左右、晚期成礦階段的成礦深度小于1 km; 鐘軍等(2011)、Zhong et al. (2014) 對(duì)羅卜嶺礦床的流體包裹體壓力研究得出成礦深度為 1～ 2.5 km。因此, 紫金山礦田與成礦作用有關(guān)的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的侵位深度約為 4.1 km, 是一個(gè)淺侵位的巖體, 成礦的深部可能更小(1～3 km)。

周羽江等(1997)研究表明, 福建沿海是一個(gè)中高地?zé)岙惓^(qū), 分布大量溫泉, 水溫高達(dá)40～80 ℃, 最高達(dá)97 ℃, 地?zé)崽荻瓤蛇_(dá)40～80 ℃/km(王均, 1985)。據(jù)周羽江等(1997)研究, 燕山晚期福建沿海的地?zé)崽荻却笥?50 ℃/km, 沈渭洲等(2000)以150 ℃/km地?zé)崽荻裙浪愕恼闹菪麓寰Ф椿◢弾r的成巖深度為4 km,比周珣若和吳克隆(1994)應(yīng)用礦物壓力計(jì)計(jì)算得出的巖體定位深度3 km還深, 表明燕山晚期福建沿海的地?zé)崽荻却笥?150 ℃/km。依據(jù)鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar封閉溫度 132～175 ℃(中值 153.5 ℃)(毛建仁等, 2002), 可以得出鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉時(shí)刻距離地表的深度約為1 km。因此, 紫金山礦田與成礦有關(guān)的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖從結(jié)晶(101.8±1.5 Ma)到鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉(96.3±1.7 Ma), 由地表以下約4 km上升到地表以下約1 km, 暗示地殼在這一時(shí)期發(fā)生了快速隆升剝蝕作用, 這與中國(guó)東部巖石圈在白堊紀(jì)快速減薄引起的伸展作用可能有關(guān)(李獻(xiàn)華, 1999; 胡瑞忠等, 2004)。

6　結(jié) 論

(1) 對(duì)紫金山礦田深部與成礦作用有關(guān)的主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石 SHRIMP U-Pb測(cè)年, 獲得206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為 101.8±1.5 Ma(n=34, MSWD=1.0), 代表了該主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的成巖年齡, 為紫金山礦田深部存在一個(gè)大巖基提供了新的年齡佐證;

(2) 對(duì)紫金山礦田深部與成礦有關(guān)的主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的角閃石和鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar測(cè)年, 獲得角閃石的冷卻年齡分別為100±11 Ma、102.2 Ma,鉀長(zhǎng)石的冷卻年齡分別為96.3±1.7 Ma、98.5 Ma;

(3) 根據(jù)礦物封閉溫度理論, 估算紫金山礦田與成礦作用有關(guān)的主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖由鋯石結(jié)晶至角閃石40Ar/39Ar體系封閉過(guò)程的巖石冷卻速率為40.7～67.1 ℃/Ma, 角閃石40Ar/39Ar體系封閉到鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar體系封閉過(guò)程的巖石冷卻速率為116.9～ 216.3 ℃/Ma, 顯示巖石的冷卻速率較快, 并且?guī)r漿結(jié)晶后降溫速率有逐漸增加的特點(diǎn);

(4) 由區(qū)域古地溫梯度和礦物封閉溫度理論的討論, 估算紫金山礦田與成礦有關(guān)的主期似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖結(jié)晶(101.8±1.5 Ma )至鉀長(zhǎng)石40Ar/39Ar 體系封閉(96.3±1.7 Ma)期間巖體上升剝露了約 3 km,暗示地殼在這一時(shí)期發(fā)生了快速隆升剝蝕作用。

致謝： 感謝中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所梁華英研究員、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所趙希林副研究員對(duì)本文提出的寶貴修改意見及建議, 感謝中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所國(guó)家 SHRIMPⅡ中心楊淳、劉建輝研究員在鋯石CL照像及測(cè)年, 以及同位素實(shí)驗(yàn)室陳文研究員在40Ar/39Ar測(cè)年中給予的大力幫助!

陳好壽. 1996. 紫金山銅金礦床成礦年代及同位素找礦評(píng)價(jià)研究. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 20(4): 348–360.

陳景河. 1999. 紫金山銅(金)礦床成礦模式. 黃金, 20(7): 6–11.

陳靜, 陳衍景, 鐘軍, 孫藝, 李晶, 祁進(jìn)平. 2011. 福建省紫金山礦田五子騎龍銅礦床流體包裹體研究. 巖石學(xué)報(bào), 27(5): 1425–1438.

陳文, 劉新宇, 張思紅. 2002. 連續(xù)激光階段升溫地質(zhì)年代測(cè)定方法研究. 地質(zhì)論評(píng), 48(增刊): 127–134.

福建紫金礦業(yè)股份有限公司. 2000. 福建省上杭縣紫金山銅金礦區(qū)西北礦段地質(zhì)勘探報(bào)告.

高天鈞. 1998. 福建省紫金山大型銅金礦床的發(fā)現(xiàn)與研究.中國(guó)地質(zhì), (6): 32–34.

胡春杰, 黃文婷, 包志偉, 梁華英, 王春龍. 2012. 福建紫金山礦田晚中生代英安玢巖形成時(shí)代及其成礦意義.大地構(gòu)造與成礦學(xué), 36(2): 284–292.

胡瑞忠, 畢獻(xiàn)武, 蘇文超, 彭建堂, 王春龍. 2004. 華南白堊紀(jì)–第三紀(jì)地殼拉張與鈾成礦的關(guān)系. 地學(xué)前緣, 11(1): 153–160.

華仁民, 胡金化, 黃耀生, 李振敏. 1998. 福建紫金山礦床流體運(yùn)移–反應(yīng)模式及其氧同位素示蹤研究. 地球化學(xué), 27(2): 187–195.

華仁民, 陸建軍, 陳培榮, 李曉峰, 劉曉東, 張文蘭. 2002.中國(guó)東部晚中生代斑巖–淺成熱液金(銅)體系及其成礦流體. 自然科學(xué)進(jìn)展, 12(3): 240–244.

黃仁生. 2008. 福建紫金山礦田火成巖系列與淺成低溫?zé)嵋酣C斑巖銅金銀成礦系統(tǒng). 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào), 14(1): 74–86.

黃鐵心, 劉曉東, 張金成. 1996. 碧田金礦–石英–冰長(zhǎng)石型淺成低溫?zé)嵋嘿F金屬礦床. 地質(zhì)地球化學(xué), (6): 1–6.

黃文婷, 李晶, 梁華英, 王春龍, 林書平, 王秀璋. 2013.福建紫金山礦田羅卜嶺銅鉬礦化斑巖鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡及成礦巖漿高氧化特征研究. 巖石學(xué)報(bào), 29(1): 283–293.

蔣炳銓. 1994. 紫金山復(fù)式巖體兩種成因類型的礦化蝕變特征. 福建地質(zhì), (1): 1–16.

李獻(xiàn)華. 1999. 華南白堊紀(jì)巖漿活動(dòng)與巖石圈伸展——地質(zhì)年代學(xué)與地球化學(xué)限制. 北京: 科學(xué)出版社: 264–275.

梁清玲, 江思宏, 王少懷, 李超, 曾法普. 2012. 福建紫金山礦田羅卜嶺斑巖型銅鉬礦床輝鉬礦Re-Os定年及地質(zhì)意義. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 86(7): 1113–1118.

梁清玲, 江思宏, 王少懷, 劉翼飛, 白大明, 陳春良. 2013.福建紫金山地區(qū)中生代巖漿巖成因——鋯石Hf同位素證據(jù). 巖石礦物學(xué)雜志, 32(3): 318–328.

劉曉東, 華仁民. 2005. 福建碧田金銀銅礦床冰長(zhǎng)石的40Ar-39Ar年齡. 地質(zhì)論評(píng), 51(2): 151–155.

毛建仁, 陶奎元, 陳三元, 陳宏明, 陶于祥, 劉富祥, 陳云釗, 陳金水. 1998. 閩西南花崗質(zhì)巖漿作用與成礦.火山地質(zhì)與礦產(chǎn), 19(4): 311–320.

毛建仁, 陶奎元, 李寄山, 謝方貴, 許乃政. 2002. 閩西南晚中生代四方巖體同位素年代學(xué)、地球化學(xué)及其構(gòu)造意義. 巖石學(xué)報(bào), 18(4): 449–458.

毛建仁, 許乃政, 胡青, 邢光福, 楊祝良. 2004. 福建省上杭–大田地區(qū)中生代成巖成礦作用與構(gòu)造環(huán)境演化.巖石學(xué)報(bào), 20(2): 285–296.

邱小平, 藍(lán)岳彰, 劉羽. 2010. 紫金山金銅礦床深部成礦作用研究和找礦前景評(píng)價(jià)的關(guān)鍵. 地球?qū)W報(bào), 31(2): 209–215.

沈渭洲, 凌洪飛, 李惠民, 李武顯, 王德滋. 2000. 福建新村晶洞花崗巖的熱演化歷史. 科學(xué)通報(bào), 45(14): 1538–1543.

宋彪, 張玉海, 萬(wàn)渝生, 簡(jiǎn)平. 2002. 鋯石SHRIMP樣品制作、年齡測(cè)定及有關(guān)現(xiàn)象討論. 地質(zhì)論評(píng), 48(增刊): 26–30.

王翠芝, 祁進(jìn)平, 蘭榮貴. 2013. 紫金山金銅礦明礬石的化學(xué)成分特征及其綜合開發(fā)利用. 中國(guó)礦業(yè), 22(3): 76–79.

王均. 1985. 東南沿海地區(qū)地?zé)釄?chǎng)的形成及其分布規(guī)律.地震地質(zhì), 7(1): 49–57.

王少懷. 2007. 紫金山銅金礦集區(qū)大比例尺成礦預(yù)測(cè)研究.北京: 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院博士學(xué)位論文: 1–144.

王少懷. 2011. 紫金山礦集區(qū)地球化學(xué)異常特征及找礦潛力預(yù)測(cè). 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 35(1): 156–160.

王少懷, 裴榮富, 曾憲輝, 邱小平, 魏民. 2009. 再論紫金山礦田成礦系列與成礦模式. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 83(2): 145–157.

肖愛芳, 黎敦朋. 2012a. 福建省紫金山銅金礦田石帽山群下組火山巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年與白堊紀(jì)巖漿活動(dòng)期次. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 36(4): 613–623.

肖愛芳, 黎敦朋. 2012b. 福建省紫金山復(fù)式花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年. 東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 35(4): 343–351.

薛凱. 2013. 福建紫金山礦田五子騎龍銅礦床礦化與蝕變分帶研究. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 37(3): 463–470.

薛凱, 阮詩(shī)昆. 2008. 福建紫金山礦田羅卜嶺銅(鉬)礦床地質(zhì)特征及成因探討. 資源環(huán)境與工程, 22(5): 491–496.

于波, 裴榮富, 邱小平, 陳景河, 黎敦朋, 張文慧, 劉文元. 2013. 福建紫金山礦田中生代巖漿演化序列研究.地球?qū)W報(bào), 34(4): 437–446.

曾令森, 陳晶, 陳振宇, 劉靜, 梁鳳華, 高利娥. 2007. 華北地塊北緣晚古生代中生代花崗巖體侵位深度及其構(gòu)造意義. 巖石學(xué)報(bào), 23(12): 3171–3179.

張德全, 豐成友, 李大新, 佘宏全, 董英君. 2003b. 福建碧田礦床冰長(zhǎng)石的40Ar-39Ar年齡及其地質(zhì)意義. 礦床地質(zhì), 20(4): 360–364.

張德全, 豐成友, 李大新, 佘宏全, 董英君. 2005. 紫金山地區(qū)斑巖–淺成熱液成礦系統(tǒng)的流體演化. 地球?qū)W報(bào), 26(2): 127–136.

張德全, 李大新, 豐成友, 董英君. 2001. 紫金山地區(qū)中生代巖漿系統(tǒng)的時(shí)空結(jié)構(gòu)及其地質(zhì)意義. 地球?qū)W報(bào), 22(5): 403–408.

張德全, 李大新, 趙一鳴, 陳景河, 李子林, 張克堯. 1991.紫金山礦床: 我國(guó)大陸首例石英–明礬石型淺成低溫?zé)嵋旱V床. 地質(zhì)論評(píng), 37(6): 481–491.

張德全, 李大新, 趙一鳴, 陳景河, 李子林, 張克堯. 1992.紫金山銅金礦床蝕變和礦化分帶. 北京: 地質(zhì)出版社: 8–24.

張德全, 李大新, 趙一鳴, 王文桂, 顧光先. 1996. 五子騎龍礦床——被改造的斑巖銅礦上部帶. 礦床地質(zhì), 15(2): 109–122.

張德全, 佘宏全, 李大新, 豐成友. 2003a. 紫金山地區(qū)的斑巖–淺成熱液成礦系統(tǒng). 地質(zhì)學(xué)報(bào), 77(2): 160–168.

張拴宏, 趙越, 劉健, 胡健民, 陳正樂, 李淼, 陳振宇, 周劍雄. 2007. 華北地塊北緣晚古生代中生代花崗巖體侵位深度及其構(gòu)造意義. 巖石學(xué)報(bào), 23(3): 625–638.

趙希林, 毛建仁, 陳榮, 許乃政. 2008. 閩西南地區(qū)紫金山巖體鋯石SHRIMP定年及其地質(zhì)意義. 中國(guó)地質(zhì), 35(4): 590–597.

趙希林, 毛建仁, 陳榮, 許乃政, 曾慶濤, 葉海敏. 2007.閩西南地區(qū)才溪巖體鋯石SHRIMP定年及其地球化學(xué)特征. 巖石礦物學(xué)雜志, 26(3): 223–231.

鐘軍, 陳衍景, 陳靜, 李晶, 祁進(jìn)平, 戴茂昌. 2011. 福建省紫金山礦田羅卜嶺斑巖型銅鉬礦床流體包裹體研究. 巖石學(xué)報(bào), 27(5): 1410–1424.

周肅, 陳好壽. 1996. 紫金山銅金礦同位素年代學(xué)及其地質(zhì)意義. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào), 15(4): 216–219.

周珣若, 吳克隆. 1994. 漳州I-A型花崗巖. 北京: 科學(xué)出版社: 100–106.

周羽江, 吳沖龍, 莊新國(guó). 1997. 浙閩粵東部地?zé)釄?chǎng)研究及其意義. 地質(zhì)科技情報(bào), 16(2): 7–12.

Anderson J L. 1996. Status of thermobarometry in granitic batholiths. Geological Society of America Special Papers, 315: 87, 125–138.

Anderson J L and Smith D R. 1995. The effects of temperature and fO2on the Al-in-hornblende barometer. American Mineralogist, 80: 549–559.

Chen W, Zhang Y, Ji Q, Wang S S and Zhang J X. 2002. The magmatism and deformation times of the Xidatan rock series, East Kunlun Mountain. Science in China, 45(Supplement): 20–27.

Copeland P, Harrison T M, Pan Y, Kidd W S F and Roden M. 1995. Thermal evolution of the Gangdese batholith, southern Tibet: A history of episodic unroofing. Tectonics, 14(2): 223–236.

Dodson M H and McClelland-Brown E. 1985. Isotopic and palaeomagnetic evidence for rates of cooling, uplift and erosion // Snelling N J. The Chronology of Geological Record. Geological Society, London, Memoirs, 10: 315– 327.

Farrar E, Hanes J A and Archibald D A. 1997. Chronological constraints on the thermal and tilting history of the Sieera San Pedro Mártir pluton, Baja California, México, from U/Pb,40Ar/39Ar and fission-track geochronology. Geological Society of America Bulletin, 109(6): 728–745.

Harison T M, Amstrong R E and Naeser C W. 1979. Geochronology and thermal history of the Coast Plutonic Complex, near Prince Rupert, British Columbia. Journal of Earth Science, 16: 400–410.

Jiang S H, Liang Q L, Leon B, Wang S H, Nie F J and Liu Y F. 2013. Geodynamic setting of the Zijinshan porphyryepithermal Cu-Au-Mo-Ag ore system, SW Fujian Province, China: Constrains from the geochronology and geochemistry of the igneous rocks. Ore Geology Reviews, 53: 287–305.

Mao J W, Xie G Q, Bierlein F, Qü W J, Du A D, Ye H S, Pirajno F, Li H M, Guo B J, Li Y F and Yang Z Q. 2008. Tectonic implications from Re-Os dating of Mesozoic molybdenum deposits in the East Qinling-Dabie orogenic belt. Geochimica et Cosmochimica Acta, 72(18): 4607–4626.

Mao J W, Xie G Q, Pirajno F, Ye H S, Wang Y B, Li Y F, Xiang J F and Zhao H J. 2010. Late Jurassic-Early Cretaceous granitoid magmatism in Eastern Qinling central-eastern China: SHRIMP zircon U-Pb ages and tectonic implications. Australian Journal of Earth Sciences, 57(1): 51–78.

McDougall I and Harrison T M. 1999. Geochronology and Thermochronology by the40Ar/39Ar Method. Oxford: Oxford University Press: 169.

So C S, Zhang D Q, Yun S T and Li D X. 1998. Alteration-ineralization zoning and fluid inclusions of the high sulfidation epithermal Cu-Au mineralization at Zijinshan, Fujian Province, China. Economic Geology, 93: 961–980.

Williams I S. 1998. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe. Reviews in Economic Geology, 7: 1–35.

Wiliiams I S and Buick C I. 1996. An extended episode of early Mesoproterozoic metamorphic fluid flow in the Reylolds Range, central Australia. Journal of Metamorphic Geology, 14: 29–47.

Williams I S and Claesson S. 1987. Isotopic evidence for the Precambrian provenance and Caledonian metamorphism of high grade paragneisses from the Seve Nappes, Scandinavian Caledonides, II: Ion microprobe zircon U-Th-Pb. Contributions to Mineralogy and Petrology, 97(2): 205–217.

Zhong J, Chen Y J, Franco P, Chen J, Li J, Qi J P and Li N. 2014. Geology, geochronology, fluid inclusion and H-O isotope geochemistry of the Luoboling porphyry Cu-Mo deposit, Zijinshan Orefield, Fujian Province, China. Ore Geology Reviews, 57: 61–77.

Zircon SHRIMP U-Pb and Single Mineral40Ar/39Ar Dating of Granodiorite from the Deep Part of the Zijinshan Orefield in Fujian Province and its Geological Significance

LI Dunpeng1, QIU Xiaoping1,2*, ZHANG Wenhui1, LIU Wenyuan1and YU Bo3
(1. College of Zijin Mining, Fuzhou University, Fuzhou 350108, Fujian, China; 2. Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China; 3. Geological Construction Engineering Group of Guangdong Province, Guangzhou 510080, Guangdong, China)

The isotopic ages of the main porphyraceous granodiorite at the deep part of the Zijinshan orefield of Fujian province, China, were dated by using in-site zircon SHRIMP U-Pb method and hornblende and potassium feldspar40Ar/39Ar method. The206Pb/238U weighted average ages of the zircons from three samples are 102.8±1.5 Ma (n=13, MSWD=0.67), 102.4±1.7 Ma (n=9, MSWD=0.73), 100.4±1.8 Ma (n=12, MSWD=1.2), respectively. The three samples as whole yielded a weighted average age of 101.8±1.5 Ma (n=34, MSWD=1.0), which most likely represents the age of crystallization of the porphyraceous granodiorite. The40Ar/39Ar dating of two hornblende and two potassium feldspar samples yielded isochron ages of 100±11 Ma, 102.2 Ma, 96.3±1.7 Ma, and 98.5 Ma, respectively. Based on the theory of mineral sealing temperature, the cooling rate of the rocks of the main porphyraceous granodiorite at the deep part of the Zijinshan orefield is estimated to be about 40.7～67.1 ℃/Ma from crystallization of zircon to closure of hornblende40Ar/39Ar system, 116.9～216.3 ℃/Ma from closure of hornblende40Ar/39Ar system to closure of potassium feldspar40Ar/39Ar system. Both of the estimated cooling rates of the rock are rather high. In comparison with the paleogeothermal gradient, the pluton uplift and exhumed 3 km from crystallization (101.8±1.5 Ma) to the closure of potassium feldspar40Ar/39Ar system (96.3±1.7 Ma), suggestive of rapid uplift and exhumation during this period. The dating results show that there is a large batholith at the deep part of the Zijinshan ore field which contributed to the porphyry mineralization. Single mineral40Ar/39Ar dating results provided meaningful constraints on the uplift and exhumation of the deposit.

zircon SHRIMP U-Pb dating;40Ar/39Ar dating; rock cooling; porphyraceous granodiorite; Zijinshan orefield

P597

A

1001-1552(2016)04-0783-015

2013-12-06; 改回日期: 2014-3-20

項(xiàng)目資助: 國(guó)家自然科學(xué)基金“巨厚層高硫化型低溫?zé)嵋旱V床深部銅硫化物成分特征研究”(41172075)及國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“中國(guó)東部鐵銅鉛鋅重要礦集區(qū)深部資源勘查技術(shù)與示范”課題(2009BAB43B04)共同資助。

黎敦朋(1967–), 男, 博士, 副教授, 從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)科研工作。Email: dunpengli@fzu.edu.cn

邱小平(1959–), 男, 博士, 研究員, 博士生導(dǎo)師, 從事礦田構(gòu)造與成礦預(yù)測(cè)研究。Email: qiuxping@cags.ac.cn