大湖塘礦集區(qū)一礦帶燕山晚期成礦后花崗斑巖年代學、地球化學特征及對成礦結(jié)束時間的約束

陳茂松，項新葵，占崗樂，尹青青，余振東，王天晨，徐裕敏，譚 榮

(1.江西省自然資源廳國土資源交易中心，江西 南昌 330025;2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一六大隊，江西 九江 332100; 3.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊，江西 九江 332100;4.中鋼集團天津地質(zhì)研究院有限公司，天津 300181)

贛北大湖塘鎢多金屬礦集區(qū)地處武寧、修水、靖安三縣交界，大地構(gòu)造位置位于揚子板塊東南緣江南地塊中段，成礦區(qū)帶劃分屬下?lián)P子成礦省江南地塊中生代鎢銅鉬金多金屬成礦帶。礦集區(qū)內(nèi)分布有石門寺與獅尾洞(超大型)、一礦帶與平苗(大型)、昆山與大嶺上等(中型)、毛公洞與太平洞等(小型)鎢多金屬礦床，由北向南、由西向東采礦權(quán)設(shè)置為大湖塘北區(qū)鎢礦(包括石門寺、苗尾、大嶺上礦段)、大湖塘南區(qū)鎢礦(包括獅尾洞礦段)、大霧塘鎢礦(包括平苗、東陡崖、一礦帶、獅子巖礦段)、欣榮鎢礦(包括毛公洞礦段)、楊師殿鎢鉬礦(包括楊師殿、昆山礦段)。已有勘查與科研資料顯示礦集區(qū)內(nèi)主要礦床多為數(shù)次成礦疊加、不同類型交織的結(jié)果，而燕山期花崗質(zhì)侵入巖也被劃分出數(shù)個巖石單元、呈現(xiàn)多次脈動侵入的特點。根據(jù)與成礦作用的關(guān)系，花崗斑巖也可區(qū)分為成礦期花崗斑巖和成礦后花崗斑巖。

自2012年大湖塘北區(qū)與南區(qū)鎢礦被查明為世界級超大型鎢多金屬礦床以來，其成巖成礦機制備受業(yè)界關(guān)注(項新葵等，2012a，2012b，2013a，2013c，2015a;豐成友等，2012;黃蘭椿等，2012，2013;張志輝等，2014;Mao et al.，2013;周文婷等，2014;張勇等，2019;但小華等，2019)。礦集區(qū)的形成與燕山期早、晚之交九嶺地區(qū)深部花崗質(zhì)巖漿的形成與演化密切相關(guān)，不同礦區(qū)、不同單元的花崗質(zhì)巖石共測得鋯石、獨居石U-Pb LA-ICP-MS、SHR1MP等時線 55 條，年齡范圍為(157.5±2.0)～(129.3±0.6) Ma(尹青青，2016;Huang et al.，2014);在不同礦區(qū)所測的8條輝鉬礦Re-Os等時線和1條白鎢礦Sm-Nd等時線，成礦年齡為(150.0±1.0)～(139.2±1.0) Ma(張明玉等，2016;Mao et al.，2013)，成礦活動持續(xù)時間約10 Ma;成巖成礦活動恰好發(fā)生于晚侏羅世至早白堊世的華南構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換期。這些定年資料是厘定大湖塘礦集區(qū)成巖與成礦時代的重要依據(jù)，但同一成礦年齡等時線中的樣品可能來自不同成礦活動形成的礦石，難以進一步揭示燕山期每次脈動侵入的地質(zhì)體成不成礦、成哪種礦、成哪類礦。

在花崗斑巖脈與礦體空間關(guān)系、脈內(nèi)有無礦化蝕變等深入調(diào)查的基礎(chǔ)上，對采自大霧塘礦區(qū)一礦帶的成礦后花崗斑巖開展了鋯石U-Pb年代學及地球化學研究，為分析其成因、起源、構(gòu)造環(huán)境提供了依據(jù)，同時也為建立大湖塘礦集區(qū)燕山期巖漿演化與成巖成礦模式提供了新內(nèi)容。

1 地質(zhì)背景

1.1 礦集區(qū)地質(zhì)背景

大湖塘礦集區(qū)內(nèi)地表除昆山至毛公洞一帶局部為新元古代雙橋山群淺變質(zhì)砂板巖系外，大面積出露晉寧期花崗閃長巖，顏色較深，粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，化學成分上鈣、鐵明顯高于礦集區(qū)燕山期花崗質(zhì)巖石，為九嶺巖基的一部分(圖1)。

礦集區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造為九嶺復背斜次級靖林街—操兵場背斜的東延部分，軸向呈北東東向，至獅尾洞被九嶺巖基所沖斷，兩翼巖層產(chǎn)狀多傾向南南東，傾角一般在50°以上。區(qū)內(nèi)淺變質(zhì)巖系與花崗閃長巖基中見有晉寧運動形成的北東東向斷裂與韌性剪切帶，但燕山期北北東向斷裂最發(fā)育，多數(shù)延伸大于10 km，走向15°～25°，傾向南東，傾角60°～80°，早期以壓扭性為主，左行平移明顯，同時切割淺變質(zhì)巖系與花崗閃巖巖基，晚期張裂破碎，形成有一定垂直斷距的北北東向走滑沖斷帶。

晚侏羅世至早白堊世，礦集區(qū)內(nèi)發(fā)生多次花崗質(zhì)巖漿侵入活動，巖性主要有似斑狀黑云母花崗巖、中細粒黑云母花崗巖、白云母花崗巖和花崗斑巖，前三者呈不同規(guī)模的巖株、巖瘤產(chǎn)出，后者呈巖脈或巖枝產(chǎn)出。因山谷切割與地形陡峭，似斑狀黑云母花崗巖株僅在石門寺礦段中部山溝中出露地表，中細粒黑云母花崗巖株主要出露于一礦帶的南陡崖與苗尾礦段，白云母花崗巖株僅出露于東陡崖(圖1)，但在太平洞、平苗、獅尾洞、毛公洞、昆山等不同礦段鉆探，均以200～700 m不等的孔深揭露到這3個巖石單元中至少一種隱伏花崗巖株的頂部。整個礦集區(qū)內(nèi)一礦帶中細粒黑云母花崗巖株頂部標高最高約1 500 m，昆山似斑狀黑云母花崗巖株頂部標高最低約200 m。從似斑狀黑云母花崗巖到花崗斑巖，巖石結(jié)構(gòu)和粒度有序變化，即似斑狀結(jié)構(gòu)→中細粒等粒結(jié)構(gòu)→斑狀結(jié)構(gòu)，巖體形態(tài)為較規(guī)則的巖株→頂部呈陡竣多峰狀起伏的小巖株→形態(tài)復雜的巖脈，反映它們侵位時的深度依次變淺、侵入時間依次變晚。在似斑狀黑云母花崗巖株侵入到九嶺黑云母花崗閃長巖基的礦段，二者之間均穩(wěn)定發(fā)育一層厚0.5～1.5 m的似偉晶巖殼;但似斑狀黑云母花崗巖株侵入昆山礦段空間相對開放的淺變質(zhì)巖系時，其頂部又未形成似偉晶巖殼;當白云母花崗巖株侵入到九嶺巖基中，在其頂部形成典型的偉晶巖殼;而礦集區(qū)細?；◢弾r、花崗斑巖這兩個侵入深度較淺的巖石單元，與其他圍巖接觸部位既不發(fā)育似偉晶巖殼，也無偉晶巖殼。礦集區(qū)不同礦段侵入的燕山期花崗質(zhì)巖石，均為高硅、富堿、鋁過飽和的高分異S型花崗巖，同源演化特征明顯。

大湖塘礦集區(qū)在區(qū)域重力場中為顯著的負異常，區(qū)域航磁特征為九嶺正值區(qū)中的低緩凹陷。早年不少地質(zhì)工作者認為重磁同體的物探異常是九嶺巖基的表現(xiàn)，但礦集區(qū)燕子崖以北被南華系沉積地層不整合覆蓋，說明九嶺巖基在晉寧造山之后就被剝蝕出地表，重力已均衡，不可能形成現(xiàn)今的重力負異常。九嶺地區(qū)加里東期及印支期均無強烈構(gòu)造運動與巖漿活動，物性反演與地質(zhì)推斷解釋這一區(qū)域性重磁同體的物探異常就是隱伏在九嶺晉寧期花崗閃長巖大巖基(面積約2 300 km2)之下一個尚未剝蝕到淺部的燕山期巖基(面積約800 km2)導致的，礦集區(qū)平面上與此隱伏燕山期巖基的分布范圍基本一致。根據(jù)1∶20萬修水幅礦產(chǎn)調(diào)查資料，大湖塘礦集區(qū)分布著黑鎢、白鎢、錫石重砂異常，鎢、錫、鉍、銅、鉛土壤地球化學異常，鎢、釩、鈹、銅、鉛水地球化學異常，化探異常面積大、分帶清楚、異常值高，是華東地區(qū)名列前茅的“高大全”。

大湖塘礦集區(qū)內(nèi)如果不考慮礦權(quán)的分割，可劃分出5個礦化中心，由北向南為太平洞、石門寺、一礦帶、獅尾洞和昆山，前4個礦化中心大致以3 km左右的間距呈北北東向等距排列，只有昆山礦化中心位于獅尾洞南西西方向6 km處。這些礦化中心明顯受燕山期北北東向斷裂與前期形成的北東東向斷裂交叉部位控制，即這兩組斷裂的交叉部位形成了深部巖漿上侵的通道，巖株的頂部控制著礦床的分布。礦體呈似層狀、筒狀、脈狀分布于燕山期花崗巖體頂部及外接觸帶300～800 m范圍內(nèi)，從汽化-高溫階段的長石到低溫階段的方解石形成復雜的脈石礦物系列，主要礦石礦物為白鎢礦、黑鎢礦、黃銅礦、輝鉬礦，礦石組構(gòu)類型可劃分為結(jié)晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等，常見近礦圍巖蝕變種類有鉀長石化、黑鱗云母化、云英巖化、綠泥石化等。這些特征表明，礦集區(qū)內(nèi)鎢多金屬礦床的成因類型屬巖漿期后高、中溫熱液礦床。根據(jù)不同礦體在分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、礦物組合與礦石組構(gòu)、礦化分帶等方面的明顯差別，又可將其劃分為四類:細脈浸染型、熱液隱爆角礫型、蝕變花崗巖型、石英大脈型，這些礦體圍繞燕山期花崗巖體，共生或交織，具有多次成礦和一區(qū)多型特征。多次巖漿分異上侵伴隨著多次流體活動與成礦疊加，同是晉寧期花崗閃長巖圍巖，巖石單元越多的礦化中心，礦化疊加次數(shù)越多，礦床規(guī)模也就越大。晉寧期花崗閃長巖為成礦有利圍巖，斜長石云英巖化時釋放出鈣，為白鎢礦的形成提供了物質(zhì)前提。九嶺巖基規(guī)模巨大、剛性強、變形弱，對成礦流體具有較好的屏蔽作用，有利于在下伏燕山期成礦巖體頂部及外接觸帶形成大型與超大型細脈浸染型以白鎢礦為主、分帶不明顯的鎢多金屬礦床，如大湖塘北區(qū)、南區(qū)鎢礦。昆山礦區(qū)圍巖為產(chǎn)狀陡立的新元古代淺變質(zhì)巖系，層面、節(jié)理與板理都很發(fā)育，成礦空間相對開放，從下而上由黃銅礦→輝鉬礦+白鎢礦→黑鎢礦形成清楚的逆向礦化分帶，礦床類型僅為石英大脈型，礦床規(guī)模也較小。

大湖塘礦集區(qū)的花崗斑巖，零星分布于不同礦區(qū)，它們的侵入標志著燕山期酸性巖漿演化即將結(jié)束，也預示著鎢多金屬成礦活動即將結(jié)束。通過對地表、鉆孔與坑道中花崗斑脈礦化蝕變特性及其與含礦石英脈穿插關(guān)系的系統(tǒng)觀察，特別是礦集區(qū)近年來的鉆探工作，為了避免漏礦幾乎都是全孔采樣進行基本分析，得以確切地區(qū)分出成礦期花崗斑巖脈與成礦后花崗斑巖脈。成礦期花崗斑巖一般顏色較深，其中云英巖化、綠泥石化明顯，常見稠密浸染黃銅礦、白鎢礦，也見小團塊狀黑鎢礦，可構(gòu)成工業(yè)礦體，其切割細脈浸染型和熱液隱爆角礫巖型礦體，又被含礦石英脈切割并伴隨鉀長石化等中高溫線性蝕變(圖2A，B，C)。成礦后花崗斑巖脈正好相反，顏色較淺，清楚截然地切斷了含礦石脈，其中僅見微弱的低溫蝕變，未見金屬礦物，也不見石英脈，無鎢銅鉬等礦化(圖2D，E，F(xiàn))。

1.2 一礦帶地質(zhì)背景

一礦帶地表及淺部無新元古代雙橋山群淺變質(zhì)巖系分布，燕山期侵入巖體的圍巖全部為晉寧期粗粒黑云母花崗閃長巖(圖3)。區(qū)內(nèi)斷層與節(jié)理裂隙十分發(fā)育，主要有北北東、北東東及北西向三組，規(guī)模較大的北北東向斷裂傾向南東，傾角65°～75°，該組斷裂與北東東向構(gòu)造裂隙帶控制礦體、礦脈的展布，但后期切割礦體與巖脈，多次活動跡象明顯;北西向斷裂也較發(fā)育，但規(guī)模較小，明顯切割礦體或礦脈，屬成礦后斷裂;燕山期花崗巖株在上侵過程中使上覆脆性晉寧期花崗閃長巖產(chǎn)生的局部張性裂隙也特別發(fā)育，含礦石英細脈呈網(wǎng)狀充填其中。雖然地表只出露中細粒黑云母花崗巖、成礦期花崗斑巖與成礦后花崗斑巖，但鉆探與坑探工程揭露的侵入巖株還有似斑狀黑云母花崗巖與白云母花崗巖，白云母花崗巖又可劃分為中粗粒白云母花崗巖與中細粒白云母花崗巖，是整個礦集區(qū)內(nèi)燕山期花崗質(zhì)巖石單元發(fā)育最齊全的礦段。中細粒黑云母花崗巖株頂部實際上并未出露地表，只因為南陡崖地形陡峻，將該巖株的側(cè)面剝蝕出了地表。以鎢為主，伴生銅、銀、鉬、錫的綜合礦床主要分布于中細粒黑云母花崗巖株頂部及外接觸帶晉寧期中粗粒黑云母花崗閃長巖中，其次部分礦體分布于細粒白云母花崗巖體內(nèi)，其他小礦體分布于似斑狀黑云母花崗巖株頂部內(nèi)接觸帶。礦體按成因可細分為細脈浸染型、蝕變花崗巖型、石英大脈型、熱液隱爆角礫巖型4類，其中細脈浸染型、蝕變花崗巖型鎢礦資源儲量占整個資源儲量98%，石英大脈型、熱液隱爆角礫巖型礦體規(guī)模小，工業(yè)意義不大。

一礦帶是大湖塘礦集區(qū)工作程度較高的礦段之一，1980年代就按當時的技術(shù)要求進行了詳查，近年又進行了加密勘查，并且施工了貫穿礦段的采礦坑道八一井。通過地表大比例尺地質(zhì)測量與槽探、鉆探、坑探的揭露，尤其是近年來幾乎對全部勘查鉆孔全孔采樣進行基本成礦元素化學分析，也識別出區(qū)內(nèi)的成礦期花崗斑巖脈與成礦后花崗斑巖脈。成礦期與成礦后花崗斑巖主要沿北北東向、北東東向斷裂呈巖墻、巖枝貫入，成礦期花崗斑巖脈穿切中細粒黑云母花崗巖株，成礦后花崗斑巖脈穿切前兩者。成礦期花崗斑巖中主要副礦物有黃銅礦、斑銅礦、毒砂、鋅尖晶石等，成礦后花崗斑巖中僅見鈦鐵金紅石。在1、3號等勘探線剖面中，可見成礦后花崗斑巖脈系統(tǒng)切穿不同類型鎢多金屬礦體以及含礦石英脈，脈內(nèi)不發(fā)育石英脈，蝕變微弱，無礦化(圖4，5)。

2 樣品采集與測試方法

2.1 樣品采集

成礦后花崗斑巖樣品采自大湖塘礦集區(qū)較中心部位的大霧塘礦區(qū)一礦帶，也是燕山期各巖石單元侵入最高的地段，礦區(qū)標高1 500 m左右。4件主、微量元素樣品YK-H5、YK-H6、YK-H7、YK-H8均來自1號勘探線ZK11鉆孔化學分析樣的保留巖心(圖4，5)，采樣深度412～416 m，每隔1 m采1個樣品。同位素測年樣采自同一鉆孔(414～415 m)，從化學分析樣(H297)剩余的另一半巖心中挑選出三塊。ZK11孔從開孔至深部白云母花崗巖(最后樣號H324)連續(xù)采樣進行了鎢、銅、鉬基本分析，包括本次所有樣品在內(nèi)的淺黃綠色成礦后花崗斑巖內(nèi)均無礦化，樣品均有良好的代表性。所采分析測試樣品內(nèi)無任何石英脈或其他脈體穿插，也無黑鎢礦、白鎢礦及其他金屬硫化物，巖性單一，與礦區(qū)地表及其他鉆孔、探槽、坑道中所見該種成礦后花崗斑巖特征一致。

2.2 巖相學特征

所采花崗斑巖呈淺黃綠色，斑狀結(jié)構(gòu)、顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、熔蝕結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖5)。斑晶由石英，斜長石，正長石，黑云母組成。石英呈自形粒狀，部分因熔蝕作用而成渾圓狀、港灣狀，粒徑約(0.08 mm×0.1 mm)～(4 mm×5 mm)，部分石英外圍可見明顯的熔蝕邊，裂隙中充填少量絹云母，約占8%～10%;斜長石呈自形-半自形板狀，粒徑約(0.1 mm×0.2 mm)～(2 mm×2.5 mm)，可見明顯的聚片雙晶，包裹少量粒狀石英，部分因熔蝕作用呈港灣狀，輕微絹云母化，約占10%～15%;正長石呈自形-半自形板柱狀，部分因爆裂呈破碎狀，部分與斜長石呈聚斑結(jié)構(gòu)，徑約(0.25 mm×0.3 mm)～(4 mm×4.5 mm)，被少量絹云母交代，礦物裂隙中充填少量石英，部分見輕微條紋長石化，高嶺土化，約占5%～8%;黑云母呈自形片狀，幾乎被絹云母交代，有少量鐵質(zhì)析出，約占2%?；|(zhì)主要由石英、長石組成，粒徑小，一般小于0.02 mm，斜長石普遍絹云母化，約占75%。

2.3 測試方法

用于鋯石U-Pb年代學測試的花崗斑巖(YK-H6)先經(jīng)過破碎至80～100目，經(jīng)重液淘洗和電磁選等方法，將單顆粒鋯石挑選出來，用環(huán)氧樹脂固定在樣品靶上，樣品靶再經(jīng)過研磨拋光至鋯石晶體近中心截面，最后對鋯石進行陰極發(fā)光(CL)成像，鋯石的制靶及陰極發(fā)光圖像均在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司實驗室完成，U-Pb年代學測試在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所測試中心完成，實驗儀器為ICP-MS Agilent 7500系列，利用193 nm FX激光器對鋯石進行剝蝕，鋯石剝蝕后蒸汽經(jīng)He載氣送入Nep-tune中，測試點束斑直徑為35 μm，背景掃描時間為20 s，信號測量時間40 s，激光頻率10 Hz，選用標準鋯石GJ-1進行年齡校正，每隔5個測點加測一次標樣，采用人工合成玻璃標準參考物質(zhì)SRM610進行儀器的漂移校正，在測點前后各測兩次SRM610，采集206Pb、207Pb、208Pb、232Th和238U等數(shù)據(jù)來計算年齡值，數(shù)據(jù)處理采用Glitter 4.4軟件(Griffin et al.，2008)完成，普通Pb校正根據(jù)Andersen(2002)所述方法步驟進行，年齡計算與諧和圖的繪制采用IsoplotEx3.0完成(Ludwig，2003)。

花崗斑巖的地球化學分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成，樣品需在無污染環(huán)境磨碎至200目以下，然后進行酸溶，主量元素測試儀器為AB-104L，PW2404X射線熒光光譜儀，微量元素測試儀器為ELEMENT XR型等離子體質(zhì)譜分析儀，相對濕度為30%，溫度為20 ℃，詳細的分析方法參見梁細榮等(2000)。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學

一礦帶花崗斑巖YK-H6中鋯石多為無色透明或淺黃色，大部分晶型較好，呈自形長柱狀、短柱狀，陰極CL圖像呈暗黑色(圖6)，部分具有較典型的巖漿振蕩環(huán)帶(如點4、7、9、12等)，部分因顏色暗黑韻律環(huán)帶不明顯(如點2、3、5、14等)，這可能與鋯石中含有較高的U、Th有關(guān)。對樣品YK-H6進行了16個顆粒測定(表1)，其中U含量為(1 461～22 334)×10-6，Th含量為(114～1 112)×10-6，只有兩個點的Th/U值為0.154和0.358，其余測點Th/U值均小于0.1，可能受熱液或高U影響(吳元保等，2004;畢詩健等，2008)。測點7、11、14、16鋯石206Pb/238U年齡分別為300 Ma、258 Ma、160 Ma、150 Ma，應為源區(qū)的捕獲鋯石。因此，對上述剩余12個測點數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均年齡計算，得到206Pb/238U年齡值為136～142 Ma，且均落在U-Pb年齡諧和圖上，加權(quán)平均值為(139.0±1.2) Ma，MSWD=2.0(表1，圖7)。

3.2 地球化學特征

3.2.1 主量元素特征

花崗斑巖的4件巖石樣品YK-H5、YK-H6、YK-H7、YK-H8主量元素測定結(jié)果列于表2，由表2可以看出，該花崗斑巖具有高硅、過鋁、低鈦的特性，SiO2含量為73.81%～75.55%，平均74.43%，Al2O3含量為13.55%～15.06%，平均14.49%，鋁含量較高；A/CNK=1.25～1.41，均大于1，A/CNK-A/NK圖解為過鋁質(zhì)系列巖。TiO2含量為0.10%～0.12%，Ti含量相對較低。K2O+Na2O=6.91%～7.38%，K2O/Na2O=1.21～1.39，平均1.31；K+/Na+=1.36～1.55，平均1.47，顯示富鉀的特征，樣品在SiO2-K2O判別圖上的投點均落入高鉀鈣堿性區(qū)域內(nèi)。因此，該成礦后花崗斑巖屬高硅富堿的鈣堿性過鋁質(zhì)花崗巖類巖石(表2，圖8)。

3.2.2 微量元素特征

本次測定的4個樣品稀土及微量元素測試結(jié)果列于表2，總體表現(xiàn)為稀土元素總量很低，ΣREE為36.29×10-6～37.72×10-6，其中LREE含量為31.20×10-6～32.05×10-6，HREE含量為5.40×10-6～5.89×10-6。在球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖上，顯示向右傾斜的深“V”型(圖9a)，Eu/Eu*值為0.13～0.15，均小于1，表現(xiàn)出Eu的強烈虧損。Rb/Sr值為53.09～82.82，平均為70.59，說明花崗巖演化程度高。(La/Yb)N值為5.74～8.85，均遠大于1，說明輕重稀土分餾明顯。TE1,3值介于1.18～1.19，且Nb/Ta值為2.33～2.52，均大于1，顯示出較明顯的四分組效應(Irber,1999)。巖石的(La/Sm)N-La呈正相關(guān)展布，在微量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖(圖9b)上，該成礦后花崗斑巖微量元素分布較一致，富集大離子親石元素Rb、U和Th，相對富集Ta、Hf，強烈虧損Ba、Sr、Ti等，具有典型的高Rb，低Ba、Sr花崗巖的特性。由于Eu和Sr強烈富集斜長石中，當巖漿源區(qū)存在斜長石的殘留，或出現(xiàn)斜長石的分離結(jié)晶作用，則Eu和Sr可表現(xiàn)出強烈虧損，K和Rb的富集可能反映巖漿源區(qū)發(fā)生了云母類的脫水熔融(項新葵等，2015b)。

4 討論

4.1 礦集區(qū)成礦活動的多次性與結(jié)束時間

礦集區(qū)內(nèi)不同礦區(qū)出露地表或探礦工程揭示隱伏的燕山期侵入巖，經(jīng)不同風化程度、不同蝕變種類反復對比并挑選無蝕變的新鮮樣品進行巖礦鑒定，可劃分為似斑狀黑云母花崗巖、中細粒黑云母花崗巖、白云母花崗巖、花崗斑巖，成巖年齡范圍集中在150～130 Ma(盛繼福等，2018)。不同礦區(qū)、不同部位這四種花崗質(zhì)巖石在顏色、粒度與不同礦物含量上又有一定程度的變化，但巖相學特征不變。從似斑狀結(jié)構(gòu)到中細粒等?；◢徑Y(jié)構(gòu)再到斑狀結(jié)構(gòu)反映的侵入深度依次變淺，研究程度較高的石門寺、一礦帶地表露頭與坑道及其他礦段大量的巖心展示出這些巖石單元之間為脈動接觸關(guān)系。綜合分析不同礦區(qū)的礦床特征，整個礦集區(qū)的主要礦床類型可劃分四類，分別為細脈浸染型、蝕變花崗巖型、石英大脈型、熱液隱爆角礫巖型，成礦年齡范圍集中在150～140 Ma(表3)。

表2 大湖塘礦集區(qū)一礦帶燕山晚期(成礦后)花崗斑巖主量(%)、微量(10-6)元素分析結(jié)果Table 2 The analyzing results of major elements and trace elements in granite porphyry in No.1 ore belt in Dahutang W polymetallic district

表3 大湖塘礦集區(qū)成礦定年結(jié)果匯總Table 3 Data summary of the mineralization ages in Dahutang W polymetallic distrcit

對比上述成巖與成礦的時間范圍，似乎成礦緊隨成巖發(fā)生，成礦活動持續(xù)時間約10 Ma，在成礦之后巖漿活動還持續(xù)了10 Ma(黃蘭椿等，2013;彭花明等，2015)。公開發(fā)表的成巖年齡資料中，雖然絕大多數(shù)都是用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法，僅3條LA-ICP-MS獨居石U-Pb等時線年齡(葉海敏等，2016)，但同一礦區(qū)同一巖石單元年齡相差較大(尹青青，2016;張明玉等，2016)，甚至花崗斑巖的年齡早于似斑狀花崗巖的年齡(張志輝，2014)，顯然與地質(zhì)背景相矛盾。大湖塘礦集區(qū)的成礦活動時間?10 Ma內(nèi)成礦活動是一個較連續(xù)的過程，還是有明顯的階段性?燕山期每次脈動侵入的花崗巖體成不成礦、成哪種礦、成哪類礦?這些都是需要進一步研究回答的問題。礦集區(qū)內(nèi)石門寺與一礦帶侵入的燕山期花崗質(zhì)巖石單元最齊全，成巖與成礦關(guān)系的研究也最深入。

石門寺礦段的鎢多金屬礦體主要分布于似斑狀黑云母花崗巖株頂部及外接觸帶、平面上約2 km2范圍內(nèi)，以白鎢礦為主的細脈浸染型占95%、熱液隱爆角礫型4%，石英大脈型1%(項新葵等，2013c)。巖株頂部中心位置形成熱液隱爆角礫巖型礦體，其中角礫與巖塊只有晉寧期中粗粒黑云母花崗閃長巖、燕山期似斑狀黑云母花崗巖及少量似偉晶巖殼碎塊，無其他巖性的角礫與巖塊，細粒黑云母花崗巖與成礦期花崗斑巖脈、巖枝完整地穿插在熱液隱爆角礫巖型礦體中，說明熱液隱爆角礫巖型礦體形成于似偉晶巖殼之后、細粒黑云母花崗巖侵入之前。巖塊內(nèi)的細脈浸染型礦化與膠結(jié)物中的團塊狀、塊狀、角礫狀鎢多金屬礦化相隔時間不長，只能作為一次成礦，即礦集區(qū)內(nèi)的第一次成礦。中細粒黑云母花崗巖株侵入于石門寺礦段東南部，巖株侵入的最高標高大于似斑狀黑云母花崗巖株頂部的1 100 m，其頂部及外接觸帶被剝蝕貽盡，剩余巖體內(nèi)礦體零星。

石門寺礦段的39號含礦石英大脈切穿了礦段內(nèi)細脈浸染型礦體與熱液隱爆角礫巖型礦體，同時也切割了地表所見成礦期花崗斑巖脈，說明石英大脈型礦體形成于該花崗斑巖脈之后(圖2A)。石門寺地表多處及鉆孔中也見此種花崗斑巖內(nèi)具浸染狀鎢多金屬礦化(圖2C)，而相應地段及礦芯中無石英脈，說明并非石英脈脈側(cè)的線型礦化。從切割關(guān)系可以判斷，花崗斑巖中的浸染狀礦化稍早，石英大脈中的礦化稍晚，但二者相隔時間不長，應一并劃分為另一次成礦，測得此成礦期花崗斑巖最小的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為141 Ma(盛繼福等，2018)，可代表礦集區(qū)內(nèi)最后一次成礦時間。石門寺礦段目前尚未發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的成礦后花崗斑巖脈。

一礦帶中細粒黑云母花崗巖株是大湖塘礦集區(qū)同一花崗巖單元侵位最高而頂部保存完好的巖株，頂部標高約1 500 m，僅南側(cè)因地形陡峭而局部出露地表，其余部位均被外接觸帶的晉寧期中粗粒黑云母花崗閃長巖所覆蓋，以白鎢礦為主的細脈浸染型礦體就形成于其中，達到大型礦床規(guī)模，從礦體與巖體的空間關(guān)系基本上可判斷中細粒黑云母花崗巖株為成礦地質(zhì)體。在地質(zhì)礦產(chǎn)特征上，一礦帶與石門寺礦段有兩個明顯的區(qū)別:一是白云母花崗巖株頂部的內(nèi)接觸帶發(fā)育有較厚的蝕變花崗巖型礦體;二是燕山晚期成礦后花崗斑巖發(fā)育。

綜上所述，大湖塘礦集區(qū)在晚侏羅世至早白堊世構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換期，經(jīng)歷似斑狀黑云母花崗巖→中細粒黑云母花崗巖→成礦期花崗斑巖，粒度逐級變細，侵入深度依次變淺，侵入時間依次變晚，與隱伏巖基對應的酸性巖漿房多次脈動持續(xù)的時間約10 Ma。當似斑狀黑云母花崗巖株侵入九嶺晉寧期中粗粒黑云母花崗閃長巖基時，在巖株頂部及外接觸帶形成了石門寺、獅尾洞等礦段厚大的以白鎢礦為主的細脈浸染型鎢銅多金屬礦體，由于侵位深度較大，巖株頂部還形成了石門寺熱液隱爆角礫巖型礦體，礦集區(qū)成礦開始于150 Ma;當中細粒黑云母花崗巖株侵入九嶺巖基時，在巖株頂部及外接觸帶形成了一礦帶以白鎢礦為主的細脈浸染型鎢銅多金屬礦體，但礦床規(guī)模顯著縮小;一礦帶、東陡崖白云母花崗巖株頂部的內(nèi)接觸帶還形成了蝕變花崗巖型鎢錫多金屬礦體;最后一次成礦以石門寺成礦期花崗斑脈侵入形成的石英大脈型黑鎢礦體為代表，成礦結(jié)束時間約140 Ma。礦集區(qū)的形成與晚侏羅世至早白堊世九嶺地區(qū)深部花崗質(zhì)巖漿的形成與演化密切相關(guān)，不同礦區(qū)、一期多次、逐次減弱、多型疊加的鎢多金屬成礦活動也相應持續(xù)了約10 Ma，所測成巖成礦年齡越來越集中于華南燕山期早、晚之交((145±5) Ma)的大規(guī)模成巖成礦爆發(fā)期。一礦帶本次所測成礦后花崗斑巖的鋯石年齡(139.0±1.2) Ma，準確地限制了礦集區(qū)鎢多金屬成礦活動的結(jié)束時間，礦集區(qū)最晚一次成礦作用應比此成礦后花崗斑巖侵入時間略早。

4.2 成礦后花崗斑巖成因類型及源區(qū)特征

通常情況下，Ⅰ型花崗巖起源于陸殼(洋殼)內(nèi)變中基性火成巖，S型花崗巖一般源自中上地殼的變沉積巖(Chappell et al.，1992;Chappell，1999)。巖石地球化學研究表明，此花崗斑巖為高硅鈣堿性過鋁質(zhì)花崗巖類巖石，SiO2含量為73.81%～75.55%，K2O+Na2O含量為6.91%～7.38%，K2O的含量隨SiO2值增大而呈下降的趨勢(負相關(guān))，并且花崗斑巖REE配分模式呈向右傾斜的深“V”型，也有別于Ⅰ型花崗巖的弱Eu虧損(或無虧損)的較小斜率右傾模式，LREE相對HREE富集，可能是因為榍石、磷灰石和鋯石的分離結(jié)晶，鋯石具有類似石榴子石的效應，會使得HREE虧損，或是在巖漿高度演化的晚期REE進入流體所致(黃蘭椿等，2013)。盡管花崗斑巖含有較高的Na2O(2.99%～3.23%)和較大的104×Ga/Al的值(3.14～3.46)，大于A型花崗巖104×Ga/Al的下限值2.6，并且黃蘭椿等(2013)測得的成礦后花崗斑巖部分落入A型花崗巖區(qū)內(nèi)，但這與巖石經(jīng)歷巖漿的高度分異作用有關(guān)，該巖石具有很高的分異指數(shù)DI，DI值為90.16～91.62(表2)，已有數(shù)據(jù)顯示高分異的S型花崗巖具有A型花崗巖的某些特性(Champion et al.，2013)。另外，根據(jù)Watson等(1983)提出的鋯飽和溫度計算，得到該花崗斑巖鋯飽和溫度(TZr/℃)為698～711 ℃(平均706 ℃)，明顯低于典型A型花崗巖的溫度值，與S型花崗巖平均溫度(764 ℃，King et al.，1997)接近，且?guī)r石的Zr+Nb+Ce+Y=89.07×10-6～98.25×10-6，遠低于A型花崗巖的下限值350×10-6(Whalen et al.，1987)，(K2O+Na2O)/CaO的比值也明顯低于A型花崗巖的下限值(0.85，Whalen et al.，1987)，綜合地球化學特征和分類判別圖解，說明此成礦后花崗斑巖屬于高分異的S型花崗巖(圖10)。

通過野外調(diào)查及鏡下研究表明，區(qū)內(nèi)花崗斑巖未見角閃石，而富鋁礦物(白云母)卻比較普遍，巖石的A/CNK值為1.25～1.41，均大于1.1，顯示出過鋁質(zhì)特性，暗示花崗斑巖與富鋁巖石具有成因聯(lián)系(如變泥質(zhì)巖)?；◢弾r中的Rb、Sr等元素主要富集于長石和云母中，利用這些元素的比值可以反演花崗巖源區(qū)的物質(zhì)組成和鋁的富集程度(Sylvester，1998)，此花崗斑巖Rb/Sr比值53.09～82.82、Rb/Nb比值為27.64～35.54，均明顯高于上地殼所對應的均值0.32和4.5，也明顯大于中國東部上地殼對應的均值0.31和6.83，且Rb/Sr-Rb/Ba圖解顯示源區(qū)富黏土礦物，結(jié)合CaO/Na2O=0.3作為源區(qū)是泥質(zhì)巖或砂屑巖的分界線(Sylvester，1998)，4件樣品CaO/Na2O分別為0.16、0.23、0.31、0.17，表明此燕山期花崗巖源區(qū)可能不是單一的泥質(zhì)巖或砂屑巖，而是兩者的混合。該巖石具有富硅、高Rb/Sr和Rb/Ba比值的特征，顯示了源區(qū)物質(zhì)成熟度較高的特點，因此推斷成礦后花崗斑巖是由占優(yōu)勢的變泥質(zhì)巖和少量砂屑巖發(fā)生部分熔融而來。

5 結(jié)論

(1)大湖塘鎢多金屬礦集區(qū)內(nèi)燕山期侵入的花崗斑巖，根據(jù)與成礦作用的關(guān)系，可區(qū)分為成礦期花崗斑巖與成礦后花崗斑巖。成礦期花崗斑巖被含礦石英脈穿切，其中見綠泥石化、云英巖化、鉀長石化等中高溫蝕變，脈內(nèi)分布有黑鎢礦或白鎢礦或金屬硫化物，可圈出工業(yè)礦體或礦化體。成礦后花崗斑巖穿切含礦石英脈及其他類型的礦體，其中僅見微弱的低溫蝕變，脈內(nèi)無黑鎢礦、白鎢礦與金屬硫化物，也不見石英脈，基本分析也無鎢銅鉬等礦化。

(2)大湖塘礦集區(qū)成礦后花崗斑巖的侵入，標志著本區(qū)晚侏羅世開始的大規(guī)模鎢多金屬成礦活動的結(jié)束。在花崗斑巖與成礦關(guān)系定性調(diào)查的基礎(chǔ)上，采集礦集區(qū)一礦帶成礦后花崗斑巖，選用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年法測得其年齡為(139.0±1.2) Ma，準確限定了礦集區(qū)成礦活動結(jié)束時間。到目前為止，收集到的大湖塘不同礦區(qū)輝鉬礦、白鎢礦成礦年齡為150～140 Ma，未見更晚成礦年齡報道，本文的研究結(jié)果與此殊途同歸。

(3)大湖塘一礦帶成礦后花崗斑巖的侵入也預示著礦集區(qū)燕山期酸性巖漿演化即將結(jié)束，地球化學特征表明其巖漿來自成熟度較高的地殼物質(zhì)，源區(qū)很可能為中元古代變質(zhì)泥巖夾少量砂巖，與礦集區(qū)之前侵入的其他燕山期不同巖石單元之間具有同源演化的特征，同屬九嶺地區(qū)晚侏羅世與早白堊世之交構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換過程中形成的這一大規(guī)模成巖成礦系統(tǒng)。

致謝:自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導中心龐振山、于曉飛研究員蒞臨現(xiàn)場指導野外工作，東華理工大學謝財富研究員及其研究生為礦集區(qū)內(nèi)系統(tǒng)采集的樣品進行了巖礦鑒定，坑內(nèi)調(diào)查與采樣得到江西巨通實業(yè)有限公司黃可茂總經(jīng)理大力支持，審稿人對本文提出了寶貴的修改意見。在此謹致謝意!