江西省花山洞鎢礦花崗巖鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義

羅 剛，瞿泓瀅，肖榮閣，梅燕雄，黃修保

(1.武警警種學(xué)院 黃金系，北京 102202；2.中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所 ，北京 100037；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；4.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 贛西北地質(zhì)大隊(duì)，江西 九江 332000)

江西省花山洞鎢礦花崗巖鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義

羅 剛1,2，瞿泓瀅2，肖榮閣3，梅燕雄2，黃修保4

(1.武警警種學(xué)院 黃金系，北京 102202；2.中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所 ，北京 100037；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；4.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 贛西北地質(zhì)大隊(duì)，江西 九江 332000)

花山洞鎢礦是在江西省西北部新近發(fā)現(xiàn)的與花崗巖有關(guān)的鎢礦床，為了確定礦區(qū)花崗巖的物質(zhì)來源，形成過程以及構(gòu)造背景環(huán)境，探討成巖與成礦作用之間的關(guān)系。利用地球化學(xué)方法分析了與花山洞鎢礦密切相關(guān)的花崗巖的地球化學(xué)特征，采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年的方法測(cè)定了花崗巖的形成時(shí)代。巖石地球化學(xué)表明，花崗巖具有較高的w(SiO2)(68.23%～73.78%)含量；全堿含量w(Na2O+ K2O)為5.93%～7%；富Na，K2O/Na2O為0.38～0.86，小于1；w(Al2O3)為14.41%～15.81%，A/CNK均大于1.1，為過鋁質(zhì)巖石。富集Rb、Tu、U、La、Nd等大離子親石元素，虧損Ba、Nb、Ti、Sr、P等元素，具大陸地殼的特征；稀土總含量較低，基本無δCe異常。稀土配分型式總體向右傾斜，為典型的‘I’型花崗巖特征；輕稀土斜率較大，分異較為明顯，重稀土較為平緩，分異不明顯?；◢弾r鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果為(807±8)Ma，與前人測(cè)得的輝鉬礦Re-Os年齡極為接近，故花崗巖應(yīng)該為成礦巖體。結(jié)合區(qū)域資料，綜合分析可知，礦區(qū)花崗巖應(yīng)主要來源于地殼物質(zhì)，有部分地幔物質(zhì)的加入；其可能形成于大陸邊緣弧環(huán)境。花山洞鎢礦床成礦年齡略晚于礦區(qū)花崗巖，表明成礦作用是花崗巖分異演化的結(jié)果，是晉寧期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

贛西北；花山洞鎢礦；花崗巖；地球化學(xué)；鋯石定年

0 引 言

九嶺花山洞研究區(qū)地處江西省西北部修水縣境內(nèi)，與湘贛交界線不遠(yuǎn)，大地位置處于場(chǎng)子地塊與華南地塊交接部位南部的九嶺隆起西段，位于著名的江南隆起東段成礦帶中。該成礦帶西部有香爐山鎢礦；中部有陽儲(chǔ)嶺鎢鉬礦、大湖塘鎢礦；東部有朱溪鎢多金屬礦等多個(gè)大型超大型金屬礦床，是我國重要的鎢礦資源集中區(qū)。長(zhǎng)期以來，國內(nèi)眾多地質(zhì)工作者均認(rèn)為華南地區(qū)鎢礦床成礦作用大多與燕山期巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，然而與傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)不同，劉進(jìn)先等[1]測(cè)得花山洞鎢礦床中與白鎢礦共生的輝鉬礦的Re-Os年齡為(805±5) Ma，表明其為形成于晉寧期的鎢礦床，該發(fā)現(xiàn)不僅為贛北甚至整個(gè)華南地區(qū)鎢礦的研究提供新的思路和方向，而且對(duì)華南鎢礦多期次成礦作用研究及找礦實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義，但其所測(cè)得的花崗閃長(zhǎng)巖的形成年齡為(863±18) Ma，與成礦年齡有較大差距。區(qū)域上出露了從前寒武到燕山期的多期次多巖性的巖漿巖，然而關(guān)于礦區(qū)花崗巖的地球化學(xué)性質(zhì)以及花崗巖的形成時(shí)代、物質(zhì)來源、形成構(gòu)造背景、形成過程等還未有相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行討論。分析與鎢礦相關(guān)的花崗巖的地球化學(xué)特征，測(cè)定其形成時(shí)代，確定鎢礦化與花崗巖之間的關(guān)系，對(duì)于之后的找礦工作以及總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律具有一定的指示意義。

1 區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

花山洞鎢礦床位于修水縣城西南方向35 km與湖南省平江縣交界處，距大湖塘礦集區(qū)約60 km。大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子板塊東南緣江南地塊中段，下?lián)P子成礦省之江南隆起東段成礦帶西部。區(qū)域出露地層有新元古代、古生代和中生代地層，基底由新元古代淺變質(zhì)巖系組成(圖1)。區(qū)域構(gòu)造表現(xiàn)為：基底褶皺主要以新元古代淺變質(zhì)巖系組成、以近東西向緊密同斜褶皺與近南北向褶皺疊加干涉式為特征，蓋層構(gòu)造以近東西向復(fù)式褶皺和滑脫構(gòu)造系統(tǒng)為主體構(gòu)造型式[2]；

區(qū)域巖漿巖主要有雪峰期的九嶺巖體、晉寧早期“S”型花崗巖、燕山期“I”型和“S”型花崗巖等。區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，以巖漿侵入活動(dòng)為主，由東往西分布的主要侵入巖分布有山口—漫江巖體及李陽斗、呂陽坑巖體*江西金地勘查有限責(zé)任公司.花山洞礦區(qū)鎢鉬礦普查地質(zhì)報(bào)告.2009.。

圖1 花山洞鎢礦床區(qū)域地質(zhì)略圖*江西金地勘查有限責(zé)任公司.花山洞礦區(qū)鎢鉬礦普查地質(zhì)報(bào)告.2009.Fig.1 Regional geological sketch map of Huashandong tungsten deposit1.雙橋山群安樂林組；2.雙橋山群修水組；3.震旦系下統(tǒng)蓮沱組；4.雪峰期花崗閃長(zhǎng)巖；5.燕山期花崗巖；6.斷裂

1.2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為雙橋山群的安樂林組、修水組，震旦系下統(tǒng)蓮沱組及下第三系、新第四系。雙橋山群安樂林組第四段、第五段是隱爆角礫巖型及石英脈型礦體的主要賦礦層位。前人在雙橋山群橫涌組和安樂林組斑脫巖中分別獲得鋯石SHRIMP U-Pb加權(quán)平均年齡(831±5) Ma(橫涌組)和(829±5) Ma(安樂林組)[3]。

礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造為九嶺復(fù)式褶皺的次級(jí)李陽斗—花山洞復(fù)背斜，該復(fù)背斜軸跡呈北西西向，西起李陽斗，向東經(jīng)花山洞延入漫江巖體，并被巖體所吞蝕。區(qū)內(nèi)以發(fā)育隱爆角礫巖筒為突出特點(diǎn)，近東西向相間產(chǎn)出的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3個(gè)隱爆角礫巖筒是礦區(qū)重要的容礦構(gòu)造。其次發(fā)育北東向、北西向斷裂，其中近北東向的斷裂貫穿整個(gè)礦區(qū)，其余為小型斷裂。

礦區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露，據(jù)鉆探揭露，隱伏巖體主要位于地表之下500～800 m，形態(tài)大致呈北東向突起，巖性為細(xì)?；◢弾r，細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

圖2 花山洞鎢礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Huashandong tungsten ore district1.雙橋山群安樂林組；2.隱爆角礫巖筒；3.含鎢石英脈；4.斷層；5.隱伏巖體等高線/m；6.地層產(chǎn)狀

礦區(qū)礦化類型復(fù)雜，礦體賦存于隱伏巖體內(nèi)外接觸帶，從內(nèi)接觸帶向外大致可劃分為蝕變花崗巖型、云英巖型、隱爆角礫巖型、石英脈型等4種礦化類型。前兩者主要分布于斗牛場(chǎng)Ⅰ號(hào)隱爆角礫巖筒之下，隱伏巖體內(nèi)外接觸帶，埋深約為360～700 m；隱爆角礫巖型礦體主要分布于Ⅱ號(hào)隱爆角礫巖筒中，石英脈型礦體主要分布于斗牛場(chǎng)北北東向石英脈帶和桿坑北西向石英脈帶中。這4種礦化類型圍繞隱伏巖體共生或交織，形成花山洞多位一體的鎢礦床(圖2)。

2 樣品采集及測(cè)試

2.1 樣品采集

礦區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露，樣品均采自鉆孔，具體采樣位置見表1，巖石較為新鮮。將鉆孔中的巖心對(duì)半取樣，每個(gè)樣品取樣長(zhǎng)約1.2～1.5 m，選擇樣品適當(dāng)位置切片。用于鋯石 U-Pb 年代學(xué)測(cè)試的花崗巖采自ZK20-2的964～972 m處，樣品對(duì)半取樣，樣長(zhǎng)約8 m。

2.2 分析測(cè)試

2.2.1 元素地球化學(xué)分析

選取樣品中無特殊現(xiàn)象者(如含脈體或包體等)，用水清洗干凈，送樣磨粉至200目(樣品質(zhì)量≥50 g)，樣品在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)試完成，主量元素利用PW4400型X射線熒光光譜儀測(cè)試，測(cè)試方法為GB/T14506.28-2010；FeO的測(cè)試方法依據(jù)GB/T14506.14-2010，微量元素及稀土元素采用等離子質(zhì)譜儀(X-series)測(cè)試，測(cè)試方法依據(jù)DZ/T0223-2001。

表1 樣品采集位置及巖性表

2.2.2 鋯石U-Pb同位素分析

鋯石樣品首先經(jīng)過破碎，經(jīng)浮選和電磁選等方法后，挑選出單顆粒鋯石。將鋯石顆粒用環(huán)氧樹脂固定于樣品靶上。對(duì)靶上鋯石進(jìn)行鏡下透射光、反射光照相后，對(duì)鋯石進(jìn)行陰極發(fā)光分析，鋯石 CL照片由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司實(shí)驗(yàn)室拍攝，根據(jù)陰極發(fā)光照射結(jié)果選擇典型的巖漿鋯石進(jìn)行鋯石 U-Pb 測(cè)年分析。

鋯石 U-Pb 測(cè)年分析測(cè)試由中國地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)中心采用LA-ICP-MS 完成，儀器型號(hào)為GeoLasPro 193nm，X-Series 2；測(cè)試過程中質(zhì)譜儀功率：1300 W；激光頻率：6 Hz；氬氣流量：0.7 L/min；氦氣流量：0.7 L/min；濕度：50%±10%；溫度：(25±2) ℃；激光斑束直徑：32 μm；激光能量密度：7 J/cm2；信號(hào)采集時(shí)間：100 s；激光剝蝕時(shí)間：50 s。

圖3 樣品手標(biāo)本及鏡下照片F(xiàn)ig.3 Photographs of hand specimens and microphotographs of granitea.花崗巖手標(biāo)本，含深色包體;b.黃鐵礦化及綠泥石化;c.次生白云母;d.石英波狀消光;e.花崗巖鏡下照片;f.定向排列

U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5個(gè)樣品點(diǎn)，分析2次91500。對(duì)于與分析時(shí)間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的變化采用線性內(nèi)插的方式進(jìn)行了校正[4]，鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500的U-Th-Pb同位素比值推薦值據(jù)參考文獻(xiàn)[5]。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal[6]完成。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算均采用Isoplot( V.3.23)程序完成[7]。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同[4,6,8-9]。

3 巖石地球化學(xué)特征

花崗巖主要礦物有石英(30%～40%)、斜長(zhǎng)石(25%～40%)、鉀長(zhǎng)石(10%～20%)、白云母(3%～8%)(圖3)。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀、長(zhǎng)條狀；發(fā)育聚片雙晶，粒徑0.5～1.5 mm。鉀長(zhǎng)石為它形粒狀，部分可見格子雙晶，晶內(nèi)可見少量鈉長(zhǎng)石條紋，粒徑0.8～2.0 mm。長(zhǎng)石普遍泥化，少數(shù)絹云母化，偶有綠簾石取代。石英呈它形粒狀，晶內(nèi)多見波狀消光(圖3d)，粒徑0.5～3.0 mm。白云母為片狀，粒徑0.3～1.0 mm，部分可能為次生白云母；次要礦物有綠泥石。其中樣品YP-006具一定定向排列特點(diǎn)(圖3f)，說明受到了一定的擠壓或剪切作用。副礦物主要有磷灰石、榍石、鋯石、綠簾石，偶見石榴子石。金屬硫化物為它形，粒徑0.1～0.4 mm，主要呈填隙狀、星散浸染狀充填分布于粒狀礦物間隙。榍石呈它形粒狀，少數(shù)還保留有較好的楔形，粒徑0.1～0.4 mm。巖石普遍發(fā)育綠泥石化和黃鐵礦化(圖3b)。

花崗巖主量元素、微量元素及稀土元素分析結(jié)果見表2。SiO2含量為68.23%～73.78%，硅含量較高；全堿含量w(Na2O+ K2O)為5.93%～7%?；◢弾r富Na，K2O/Na2O為0.38～0.86，均小于1，一般認(rèn)為Na2O/K2O>l的巖漿起源通常與角閃石在8～12 kbar(1kbar=108Pa)的脫水熔融有關(guān)[10]，為地殼中以火山巖為源區(qū)重熔形成的“I”型花崗巖[11]。堿含量中等，在SiO2-K2O圖解中(圖4)，均落于鈣堿性系列區(qū)域內(nèi)?；◢弾rw(Al2O3)為14.41%～15.81%；A/CNK均大于1.1，顯示為過鋁質(zhì)巖石(圖4)[12]。

在微量元素比值蛛網(wǎng)圖上(圖5)，相對(duì)于兩側(cè)元素，富集Rb、Tu、U、La、Nd等大離子親石元素，虧損Ba、Nb、Ti、Sr、P等元素，是大陸地殼的特征，指示了地殼物質(zhì)參與了巖漿過程。其中Sr虧損指示斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶后的殘余巖漿，因?yàn)镾r與Ca化學(xué)性質(zhì)相似，相容于斜長(zhǎng)石；P虧損指示巖漿起源于虧損地?；虻貧r石；Ti貧化表示巖漿物質(zhì)來源于地殼，因?yàn)門i不易進(jìn)入熔體而殘留在源區(qū)。

表2 花崗巖主量元素(wB/%)、微量元素及稀土元素(wB/10-6)含量

圖4 研究區(qū)花崗巖漿巖K2O-SiO2圖解及鋁硅飽和程度圖(底圖據(jù)參考文獻(xiàn)[12])Fig.4 A/NK vs. A/CNK and K2O vs. SiO2 plots for granite in the study area

圖5 花崗巖稀土配分型式及微量元素蛛網(wǎng)圖(球粒隕石及原始地幔數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[16])Fig.5 Chondrite-normalized REE and primitive normalized trace element patterns of granite

花崗巖的Rb/Sr、Rb/Nb平均值分別為0.98、20.8，顯著高于中國東部上地殼的平均值[13](Rb/Sr=0.31，Rb/Nb=6.8)和全球平均值[14](Rb/Sr=0.32，Rb/Nb=4.5)，Nb/Ta平均值分別為9.34，低于地殼平均值(12.22)[15]，暗示花崗質(zhì)巖漿具有殼源特征。成礦元素方面，花崗巖W、Sn平均含量分別為11.3×10-6、16.9×10-6，顯著高于南嶺地區(qū)W、Sn平均值[17](分別為1.01×10-6；1.55×10-6)，表明其與成礦關(guān)系密切。

花崗巖ΣREE(不含Y)為89.94×10-6～112.17×10-6，平均值為103.4×10-6，LREE/HREE為5.38～9.29，輕重稀土分異較為明顯。稀土總含量較低，基本無δCe異常。稀土配分型式圖(圖5)中可見稀土配分型式總體向右傾斜；輕稀土斜率較大，輕稀土分異較為明顯；重稀土較為平緩，分異不明顯；為典型的I型花崗巖特征。δEu為0.48～0.85，中等δEu負(fù)異常，表明巖漿曾經(jīng)發(fā)生過斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶。

4 鋯石U-Pb年齡分析

用于測(cè)試的鋯石都是晶型良好，高度透明；陰極發(fā)光圖像顯示出鋯石顆粒的內(nèi)部具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖6) 。晶體長(zhǎng)100～180 μm，長(zhǎng)寬比大多為1∶1 ～2∶1，部分鋯石邊部存在裂隙，個(gè)別鋯石顆粒內(nèi)部含有包裹體。本次測(cè)試共分析20個(gè)點(diǎn)，所有測(cè)點(diǎn)的諧和度均較高，Th含量為36.7×10-6～116.7×10-6，平均值為77×10-6；U含量為90.2×10-6～243.3×10-6，平均值為172.2×10-6；Th/U為0.32～0.56。鋯石CL 圖像和 Th/U 比值均表明，這些測(cè)點(diǎn)的鋯石都是典型的巖漿鋯石，故可以代表花崗巖的形成時(shí)代。

鋯石U-Pb同位素測(cè)試結(jié)果見表3。測(cè)試結(jié)果顯示，20個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb /238U 的年齡值大致可以分為兩組，一組為845 Ma左右(包括測(cè)點(diǎn)010-1、010-10、010-12、010-18)，共4個(gè)點(diǎn)，年齡值為(842±19)～(848±13) Ma，與劉進(jìn)先等[1]所測(cè)得的花崗閃長(zhǎng)巖的年齡(864±18) Ma較為一致，故推測(cè)是捕獲的較早時(shí)期巖體中的鋯石顆粒；另一組為810 Ma左右(剩余的測(cè)試點(diǎn))，共16個(gè)點(diǎn)，年齡值為(800±24)～(815±17) Ma，在206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上樣品點(diǎn)均落在諧和線上或諧和線附近，其加權(quán)平均值為(807.1±8.2) Ma(n=16，MSWD=0.038)(圖7)，表明其為新元古代花崗巖。

測(cè)點(diǎn)號(hào)PbThU10-6Th/U207Pb/206Pb比值1σ207Pb/235U比值1σ206Pb/238U比值1σ207Pb/235U年齡/Ma1σ206Pb/238U年齡/Ma1σ諧和度010?12884839960480057800061109360095701405000457503464847325587%010?2630116724330480069000043126070074501330000298282335805216397%010?354597218440530060300038110550066501333000257560321806914393%010?428247610660450072700064132130106001331000318551464805617994%010?541569316660420067500039122970066201327000258142301803214598%010?649188620530430057100037103590067801327000267219338803414989%010?749284818640450060000031110340054901332000227550265806212593%010?843675616750450068100040126970075201336000278322336808615297%010?949094816810560061600035115330067801340000237788320810813095%010?1046076918140420067800035132850069201406000238582302848312898%010?1145076117750430066700035123420065601337000258163298808714599%010?122393679020410064200047122960085901395000348141391841619396%010?13613107123570450067700037124060067801322000438191307800324297%010?1444775616770450065600032122130060701347000308104277814716899%010?1538361714060440068700040126510071501337000358302321809019997%010?1656193923150410064000032119200068701333000587969318806933098%010?1738364015120420074100041135420076001336000408694328808523092%010?1843169415760440070600046133950082601400000428630358844923997%010?1958198420230490072400047131040067401334000368503296807320494%010?2041058418010320085100137133060082601329000528591360804329493%

注：Pb為總鉛含量。

圖7 鋯石U-Pb諧和年齡及加權(quán)平均年齡圖Fig.7 Zircon U-Pb concordia and average weight diagrams

5 討 論

5.1 構(gòu)造背景

區(qū)域上，關(guān)于揚(yáng)子地塊周緣新元古代花崗巖的成因和構(gòu)造屬性前人做了許多研究，目前主要有以下幾種觀點(diǎn)：(1)新元古代花崗巖是地幔柱活動(dòng)伴隨伸展作用導(dǎo)致地殼重熔的產(chǎn)物[18-26]。(2)新元古代巖漿活動(dòng)是由于洋殼俯沖消減于揚(yáng)子板塊下引起的島弧巖漿活動(dòng)[27-29]。(3)新元古代花崗巖是俯沖碰撞事件之后裂谷背景的產(chǎn)物，其形成與弧-陸碰撞造山帶的垮塌有關(guān)[30-32]。此外，賈小輝等[33]結(jié)合碰撞或俯沖作用和地幔柱或超級(jí)地幔柱事件，認(rèn)為這些花崗巖可能形成于“短期的地幔柱活動(dòng)+長(zhǎng)時(shí)限的俯沖”的構(gòu)造背景中。

那順巴雅爾在研究蒙古史詩文本時(shí)指出，由于時(shí)代、地域、宗教文化的變遷、僧侶篡改等諸多方面的影響，因而產(chǎn)生了不少異文，說唱史詩的藝人面對(duì)不同聽眾有時(shí)也不得不臨時(shí)變更所依底本的內(nèi)容[注]參閱那順巴雅爾：《蒙古文學(xué)敘事模式及其文化蘊(yùn)涵》(蒙古文版)，內(nèi)蒙古教育出版社，2002年版，第105—107頁。。如果我們認(rèn)可這種說法，那么本部史詩中出現(xiàn)的這種相互抵牾的情況似乎就較容易理解了。

資料表明，1.0～0.87 Ga期間古華南洋俯沖導(dǎo)致了江南活動(dòng)大陸邊緣的形成，沿贛東北與江紹斷裂帶分布的蛇綠混雜巖、德興藍(lán)片巖和浙東—贛北I型花崗巖，大致標(biāo)定了塊體拼合帶和古島弧帶的位置[34]；舒良樹[35]認(rèn)為華南至少經(jīng)歷了4期區(qū)域規(guī)模的大陸動(dòng)力學(xué)過程，且在新元古代和晚中生代具有活動(dòng)陸緣背景。

圖8 花崗巖K-Na-Ca三角圖解[37]Fig.8 K-Na-Ca triangular diagram of graniteTd.奧長(zhǎng)花崗巖質(zhì)分異趨勢(shì)；CA.典型的鈣堿性分異趨勢(shì)

如前文所述，在SiO2-K2O圖解中(圖4)，花崗巖投點(diǎn)均落于鈣堿性系列區(qū)域內(nèi)，同時(shí)在K-Na-Ca三角圖解上礦區(qū)花崗巖投點(diǎn)接近于典型的鈣堿性分異趨勢(shì)(圖8)。花崗巖w(Al2O3)為14.41%～15.81%；A/CNK>1.1，顯示為過鋁質(zhì)巖石，出現(xiàn)了黑云母、白云母等礦物，而未見堇青石等礦物，在故研究區(qū)花崗巖屬于Barbarin[36]花崗巖分類中的含白云母過鋁質(zhì)花崗巖類，即MPG，其地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境應(yīng)該為大陸碰撞環(huán)境。此外，在Rb-(Y+Nb)圖解中(圖9)，樣品落在火山弧花崗巖中，表明其與火山弧有關(guān)；在Nb/Yb-Th/Yb圖解中(圖9)，樣品落入大陸弧區(qū)域。綜合區(qū)域構(gòu)造-巖漿演化資料，礦區(qū)花崗巖應(yīng)形成于大陸邊緣弧環(huán)境。

圖9 花崗巖Rb-(Y+Nb)[41]及Nb/Yb-Th/Yb圖解[42]Fig.9 Rb vs.(Y+Nb) and Nb/Yb vs. Th/Yb diagrams of graniteORG為大洋脊花崗巖；WPG為板內(nèi)花崗巖；VAG為火山弧花崗巖；syn-COLG為同碰撞花崗巖

圖10 花崗巖K2O-Na2O和Y-SiO2圖解[36]Fig.10 Na2O vs. K2O and Y vs.SiO2 diagrams of granite

5.2 巖石屬性及源區(qū)

在K2O-Na2O圖解上及Y-SiO2圖解(圖10)上，花崗巖位于“I”型花崗巖中?；◢弾r稀土總含量較低，基本無δCe異常，在稀土配分型式圖(圖5)中可見稀土配分型式總體向右傾斜；輕稀土斜率較大，輕稀土分異較為明顯；重稀土較為平緩，分異不明顯；為典型的‘I’型花崗巖特征。而南嶺地區(qū)同熔型花崗巖(相當(dāng)于“I”型花崗巖)是地幔和地殼物質(zhì)的“混源”[38-39]；張菲菲等[40]結(jié)合其較高的全巖δ18O，較靠近零的全巖εHf(t)值等地球化學(xué)特征，并通過與江南隆起帶東北段的皖南許村、歙縣、休寧巖體和西南段桂北三防、本洞、田朋巖體的Hf同位素組成進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為湘東-贛西新元古代花崗巖的源區(qū)物質(zhì)除中元古代地殼物質(zhì)以外，應(yīng)有一定新生地幔物質(zhì)的參與。劉昌實(shí)等[43]綜合分析了華南花崗巖物源成因特征，認(rèn)為在雪峰期存在不成熟陸殼(主要是洋殼)改造(重熔)系列花崗巖，以休寧、許村堇青石花崗巖閃長(zhǎng)巖為代表，這些巖體的高A/CNK值指示，其為洋殼與其上覆沉積物熔融形成，指示其與地幔物質(zhì)的親緣聯(lián)系。這類巖體普遍具有“S”型花崗巖的巖石學(xué)特征，但又具有“I”型花崗巖的同位素組成。

如前所述，礦區(qū)花崗巖屬于含白云母過鋁質(zhì)花崗巖，即MPG，主要應(yīng)來源于地殼。Barbarin[36]認(rèn)為過鋁質(zhì)花崗巖類都屬殼源，產(chǎn)于大陸碰撞構(gòu)造環(huán)境；而鈣堿性花崗巖都屬殼-幔混合源。此外，花崗巖全堿含量w(Na2O+ K2O)為5.93%～7%；富Na，K2O/Na2O為0.38～0.86，均小于1，一般認(rèn)為Na2O/K2O>l的巖漿起源通常與角閃石在8～12 kbar的脫水熔融有關(guān)[10]，為地殼中以火山巖為源區(qū)重熔形成的“I”型花崗巖[11]。同時(shí)相對(duì)于兩側(cè)元素，花崗巖富集Rb、Tu、U、La、Nd等大離子親石元素，虧損Ba、Nb、Ti、Sr、P等元素，是大陸地殼的特征，指示了地殼物質(zhì)參與了巖漿過程?；◢弾r的Rb/Sr、Rb/Nb分別為0.98、20.8，顯著高于中國東部上地殼的平均值；Nb/Ta平均值分別為9.34，低于地殼平均值，均暗示了花崗質(zhì)巖漿具有殼源特征。

綜上所述，本次分析的花崗巖應(yīng)主要來源于地殼，但也有一定地幔物質(zhì)的參與。

5.3 成礦作用

研究表明，新元古代成礦作用與同期的裂解作用關(guān)系密切，強(qiáng)烈的伸展為巖漿與成礦熱液活動(dòng)提供了有利的通道；而820～620 Ma時(shí)間段恰好是全球裂谷巖漿活動(dòng)時(shí)期[44]；朱章顯等[45]通過對(duì)山口—漫江巖體的兩類斷裂以及巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造分析，認(rèn)為山口—漫江巖體成巖時(shí)的熱動(dòng)力學(xué)特征幾乎未有表現(xiàn)，為被動(dòng)式侵位；劉進(jìn)先等測(cè)得礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖的年齡為(863±18) Ma，前人測(cè)得九嶺巖體的年齡主要為820～810 Ma[19,40,46-50]，而本次研究測(cè)得花崗巖的形成年齡為(807±8) Ma；表明礦區(qū)內(nèi)至少發(fā)生了3期及以上的巖漿活動(dòng)。故巖漿的分異演化及構(gòu)造引起的侵位是促進(jìn)礦床形成的有利作用。

花崗巖中含有黑云母及白云母等礦物，Wyllie的實(shí)驗(yàn)表明[51]，含堇青石花崗巖類熔體的初始水含量一般不超過4%，只有當(dāng)水含量升高到7%～8%時(shí)，才能結(jié)晶出白云母。因此，形成MPG的大規(guī)模原生巖漿必須含有大量的水，這些水可以由地殼中集中的流體提供，并為其開辟大型推覆帶或剪切帶的通道，有利于成礦作用的發(fā)生。

劉昌實(shí)等[43]綜合分析了華南花崗巖物源成因特征，認(rèn)為九嶺超單元巖漿來源于下地殼，并有少量幔源物質(zhì)加入，巖漿存在混合作用及同化混染作用，這也與樣品中含有深色包體相一致。由花崗巖的巖石地球化學(xué)特征可知，花山洞鎢礦花崗巖為火成混融花崗巖，具有殼?；旌蟻碓刺卣?。所謂火成混融花崗巖體系，即以導(dǎo)源于上地?；蚬桄V層之火成巖為主，經(jīng)與硅質(zhì)地層混合融熔形成的巖體，相當(dāng)于“I型”、“磁鐵礦系列”、“同熔型”，應(yīng)該是殼幔相互作用的產(chǎn)物[52]。結(jié)合前文所分析的區(qū)域構(gòu)造背景可以推測(cè)，花山洞鎢礦應(yīng)為晉寧期，陸陸碰撞引起陸殼加厚的伸展裂解環(huán)境下，地幔物質(zhì)上涌產(chǎn)生的熱量和物質(zhì)使得加厚的地殼深部發(fā)生熔融，形成載礦的原始巖漿，巖漿在上涌過程中同化混染了部分中上地殼物質(zhì)，形成巖漿房，隨著巖漿的分異演化，巖漿發(fā)生了多期次上涌并侵入到雙橋山群之下，由于巖漿與地層之間的相互作用以及溫度壓力等地球化學(xué)條件的改變，最終形成蝕變及礦化；由于砂巖、板巖等滲透性較差，形成封閉，壓力累積，最終在薄弱處形成隱爆角礫巖并成礦。

6 結(jié) 論

(1)與花山洞鎢礦有關(guān)的花崗巖為鈣堿性過鋁質(zhì)，富Na的花崗巖；富集Rb、Tu、U、La、Nd等大離子親石元素，虧損Ba、Nb、Ti、Sr、P等元素；稀土總含量較低，稀土配分型式總體向右傾斜，為典型的‘I’型花崗巖特征，具有殼?；旌系奶卣鳌?/p>

(2)花崗巖的形成時(shí)代為(807±8)Ma，與花山洞鎢礦床主成礦階段輝鉬礦Re-Os同位素加權(quán)平均年齡頗為一致，故該期花崗巖應(yīng)為成礦花崗巖，成巖及成礦作用屬于晉寧期。

(3)根據(jù)地球化學(xué)圖解，結(jié)合區(qū)域資料分析可知，礦區(qū)花崗巖應(yīng)主要來源于地殼物質(zhì)，也有部分地幔物質(zhì)的加入；其可能形成于大陸邊緣弧環(huán)境?；ㄉ蕉存u礦床成礦年齡略晚于礦區(qū)花崗巖，顯示了成礦作用與花崗巖分異演化一致，是晉寧期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

致謝：在野外過程中得到了江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司的大力支持，在鋯石測(cè)試過程中得到了中國地質(zhì)大學(xué)(北京)王佳琳博士的幫助，在此表示感謝。

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Zircon U-Pb Geochronology of Granite in the Huashandong Tungsten Deposit, Jiangxi Province, China and Its Geological Significance

LUO Gang1,2, QU Hongying2, XIAO Rongge3, MEI Yanxiong2, HUANG Xiubao4

(1.Gold Department, Category Institute of CAPF, Beijing 102202, China;2.InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China;3.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;4.NorthwestJiangxiGeologicalParty,JiangxiBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment,Jiujiang,Jiangxi332000,China)

Huashandong deposit is a newly found tungsten deposit in northwest Jiangxi Province, China. The exploration report shows that the granite is related to the forming of this deposit.This paper reports LA-ICP-MS zircon U-Pb age, major and trace elements of the ore-related granite in the Huashandong tungsten deposit. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating yielded the crystallization age of (807±8) Ma for the granite. The granite is calc-alkaline, peraluminous and rich in Na,characterized by the SiO2content from 68.23% to 73.78%，Al2O3content from 14.41% to 15.81%, Na2O+K2O content from 5.93% to 7%，K2O/Na2O content from 0.38 to 0.86，A/CNK>1.1.ΣREE is low and there is enrichment of LREE.The fractionation between LREE and HREE is obvious. It is enriched in such LILE as Rb,Tu,U,La,Nd and depleted in HFSE such as Ba,Nb,Ti,Sr,P, with medium anomalies of Eu. In addition to the geological setting of Huanan plate in the Neoproterozoic, it shows that granite was formed in a continental marginal arc setting, and mainly originated from partial melting of crust.The age of Huashandong tungsten deposit is very close to the age of granite,showing that the mineralization is consistent with the differentiation evolution of granite,and the Huashandong tungsten deposit is the product of Jinningian magmatic activities.

Northwest Jiangxi; Huashandong tungsten deposit; granite; geochemistry; zircon U-Pb geochronology

2016-04-10；改回日期：2016-08-25；責(zé)任編輯：戚開靜。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41302056)。

羅 剛，男，助教，碩士，1989年出生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，從事礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)方面的研究。Email：luog2012@126.com。

瞿泓瀅，女，副研究員，博士，1978年出生，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，從事礦產(chǎn)普查與勘探方面的研究。Email：hongyingqu@126.com。

P588

A

1000-8527(2016)05-1014-12