欽杭成礦帶南段陽春盆地中侏羅世鎢鉛鋅礦床的厘定及意義*

趙海杰 鄭偉 歐陽志俠 汪汝澎 楊勝虎

1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，自然資源部成礦作用與資源評價重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 1000372.廣東省有色金屬地質(zhì)局，廣州 510080

欽州-杭州成礦帶(簡稱欽杭帶)是揚(yáng)子與華夏兩個古陸塊在新元古代時期碰接所形成的板塊結(jié)合帶(圖1,Chen and Jahn,1998;Lietal.,2002)，于中侏羅世發(fā)生了大規(guī)模的銅多金屬成礦作用，形成了華南地區(qū)最重要的中生代斑巖-矽卡巖Cu-Pb-Zn多金屬成礦帶(毛景文等,2011;Yuanetal.,2018a;鄭偉等,2018a)。成礦帶地質(zhì)條件優(yōu)越，銅、鉬、鉛鋅、金、銀、鈮鉭、鈾和非金屬等礦產(chǎn)在我國占有重要地位，同時具有很大的成礦潛力。前人對欽杭結(jié)合帶構(gòu)造演化和成礦作用做了大量研究并取得了一系列重要認(rèn)識(Maoetal.,2011,2013,2017;周永章等,2015,2017)。根據(jù)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造演化特征，周永章等(2012)將欽杭帶大致分為北(東)、中和南(西)3段(圖1)。其中中段與南嶺帶大體一致，是世界著名的花崗巖省和重要的鎢錫多金屬礦產(chǎn)地(Yuanetal.,2008,2011,2012)；北段指南嶺以北地區(qū)，即紹興-江山-萍鄉(xiāng)一帶，主要發(fā)育斑巖Cu-Au-Mo及熱液脈狀Pb-Zn-Ag礦床，包括著名的德興斑巖銅礦；南段位于南嶺以南區(qū)域，大致與云開-十萬大山帶相當(dāng)，優(yōu)勢礦種有金、銀、銅鉬多金屬等(Zhengetal.,2017a,b)。總之，斑巖-矽卡巖型礦床為整個欽杭帶最重要的礦床類型(Zhaoetal.,2016,2017)，且經(jīng)常與鉬、金多金屬礦共生產(chǎn)出(梁錦等,2012)。

圖1 華南欽杭成礦帶侏羅紀(jì)銅多金屬礦床分布簡圖(據(jù)周永章等,2017;鄭偉等,2017修改)Fig.1 The distribution map of the Jurassic Cu-polymetallic deposits in Qin-Hang metallogenic belt,South China (modified after Zhou et al.,2017;Zheng et al.,2017)

近年來，隨著國家對找礦工作的重視，欽杭成礦帶南段的找礦工作取得了較大進(jìn)展，特別是在南段發(fā)現(xiàn)了圓珠頂大型斑巖型銅鉬礦床(Zhongetal.,2013;楚克磊,2013)、南和銅鉬礦床(梁錦等,2012)、高棖大型銀鉛鋅礦床(趙海杰等,2012a)、大金山大型鎢錫礦床(余長發(fā)等,2012;Yuetal.,2015)、旗鼓嶺銅鉬多金屬礦床等(鄭偉等,2018a)。這些礦床具有規(guī)模大、分布密集、類型齊全、伴生組分多樣的特點(diǎn)(毛景文等,2011;周永章等,2017)。然而，相比于北帶和中帶，南段由于覆蓋嚴(yán)重以及礦床發(fā)現(xiàn)時間較晚等原因，礦床成因及其相關(guān)巖漿巖的研究程度相對較低。鄭偉等(2015)對成礦帶南段陽春盆地中生代礦床成礦規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)銅鐵礦床集中形成于170～160Ma，銅鉬鉛鋅形成于110～98Ma，鎢錫多金屬礦床成礦年齡為85～76Ma(Zhengetal.,2017b)，這三期與華南成礦省成礦年齡峰值很好的吻合。然而，與區(qū)域上成礦爆發(fā)主要集中在侏羅紀(jì)不同，陽春盆地目前報(bào)道的礦床大部分集中于白堊紀(jì)，侏羅紀(jì)成礦事件較少，僅報(bào)道的侏羅紀(jì)銅鐵鉛鋅礦床(陂頭面、旗鼓嶺和文光嶺)均圍繞同一個巖體(崗美巖體)產(chǎn)出(圖2)，尚未見到此時期獨(dú)立的鎢鉬礦化作用。因此，包括陽春盆地在內(nèi)的欽杭成礦帶南段的侏羅紀(jì)成礦規(guī)律及特征尚不明確。

圖2 陽春盆地地質(zhì)及礦產(chǎn)分布圖(據(jù)趙海杰等,2012b修改)Fig.2 The simplify geological map and deposits distribution in Yangchun basin (modified after Zhao et al.,2012b)

黑石崗矽卡巖型Pb-Zn-Cu礦床和留洞石英脈型W-Mo礦床位于欽杭成礦帶南段陽春盆地的北部，兩者相距約10km(圖2)。雖然是區(qū)內(nèi)的老礦山，但是二者成巖成礦時代一直缺乏精確的厘定，制約了對區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律認(rèn)識。本文首次報(bào)道黑石崗礦床和留洞礦床的成巖成礦年齡。結(jié)果表明，陽春盆地不僅發(fā)育侏羅紀(jì)銅鐵鉬、鉛鋅銅礦床，還產(chǎn)有近同時形成鎢鉬礦床。這一發(fā)現(xiàn)不僅為探討區(qū)域成礦組合和深化成礦規(guī)律認(rèn)識提供資料，并有望為下一步找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)及礦區(qū)地質(zhì)

粵西陽春盆地位于欽杭成礦帶的南段，吳川-四會深斷裂中段的東南側(cè)，大地構(gòu)造位置處于東亞大陸新華夏系第二隆起帶的西南端，是廣東省重要的多金屬礦集區(qū)之一(鄭偉,2016)。盆地是云開隆起區(qū)在印支期復(fù)向斜基礎(chǔ)上發(fā)育而成的局部斷陷盆地，屬于典型的構(gòu)造盆地(沈睿文等,2010)。盆地內(nèi)及其周邊基底為寒武系淺變質(zhì)復(fù)理石砂頁巖，蓋層為上古生界淺海相碎屑巖、砂頁巖、碳酸鹽巖和海陸交互相含煤地層。其中，中上泥盆統(tǒng)、石炭系和二疊系是盆地內(nèi)出露的主要地層，最上部侏羅系碎屑巖零星分布。該盆地內(nèi)及周邊發(fā)育中生代大小巖體約30余個，主要為中酸性和酸性，也有少量中基性巖脈(李獻(xiàn)華等,2001)，約占盆地面積的10%(于津生等,1988)。這些巖體多為銅、鐵、鉛鋅、鎢錫礦化的提供了必要條件。盆地內(nèi)成礦巖體較集中地分布在盆地兩側(cè)邊緣地帶的吳川-四會斷裂內(nèi)，并受北西向、東西向構(gòu)造帶的復(fù)合部位控制，相應(yīng)的礦床密集分布，包括大、中、小型礦床100多處，大多數(shù)為多金屬礦床，伴有多種成礦元素(吳劍和曾小華,2011)，主要的礦床成因類型包括矽卡巖型、斑巖-矽卡巖型和熱液脈型等三類(蔡明海等,2002;鄭偉,2016)。

1.1 黑石崗矽卡巖型鉛鋅銅多金屬礦床

黑石崗礦床位于吳川-四會斷裂帶中斷東側(cè)，陽春盆地的西南端，區(qū)域性復(fù)向斜中的次級背斜——黑石崗背斜兩翼。該背斜核部被黑石崗花崗閃長巖體侵入所吞噬。斷裂主要有北東向三條即F1、F8、F9等，規(guī)模較大。黑石崗巖體的北西、南東兩個含礦接觸帶位置分別與黑石崗背斜兩翼發(fā)育的F8、F9兩條斷裂帶吻合；礦區(qū)出露的地層主要為上泥盆系統(tǒng)大烏石組和下石炭系統(tǒng)石磴子組、測水組(圖3)，圍繞黑石崗巖體分布，大烏石組巖性以頁巖及砂巖為主，石磴子組巖性為灰、紫紅色薄層狀砂巖、長石石英砂巖，測水組巖性為黑色泥晶灰?guī)r。其中，石炭系為礦區(qū)內(nèi)的主要地層，廣泛出露于黑石崗巖體的北西及南東部。礦區(qū)內(nèi)出露面積最大，與成礦關(guān)系最密切的是黑石崗巖體，侵入到石磴子組碳酸鹽巖中(圖3)，巖性為花崗閃長巖(圖4a-c)。巖體與石炭紀(jì)地層接觸的位置形成矽卡巖帶。巖體平面上呈北東延伸的透鏡體狀，出露面積約1km。在與黑石崗巖體接觸處，形成厚度不一，形態(tài)各異的矽卡巖帶。

圖3 陽春盆地黑石崗鉛鋅銅礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)廣東省有色金屬地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查研究院,2011(1)廣東省有色金屬地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查研究院.2011.廣東省陽春市黑石崗鉛多金屬礦接替資源勘查(科研報(bào)告)修改)Fig.3 Simplified geological map of Heishigang Pb-Zn-Cu deposit in Yangchun basin

圖4 黑石崗礦石及巖體樣品及其顯微鏡照片(a)花崗閃長巖樣品照片；(b)花崗閃長巖顯微鏡照片(正交偏光)；(c)花崗閃長巖中可見黑云母和角閃石(正交偏光)；(d)礦石中可見石榴子石顆粒殘余；(e)淡紅色的石榴子石矽卡巖與礦石中的清晰的接觸線；(f)硫鐵礦石中的重晶石團(tuán)塊；(g)致密塊狀鉛鋅礦石；(h)氧化型鉛鋅礦石；(i)半自形-他形黃鐵礦顆粒中的方鉛礦.Pl-斜長石；Kf-鉀長石；Amp-角閃石；Bt-黑云母；Py-黃鐵礦；Gn-方鉛礦Fig.4 Photos and microphotographs of ores and granodiorite from the Heishigang deposit(a) granodiorite sample of HSG-13;(b) microphotograph of granodorite to show the mineral assemblages;(c) biotite and amphibole of granodiorite;(d) garnet grain of ores;(e) the clear contact between the light-colour garnet skarn with ore;(f) barite cluster in sulfide ore;(g) massive Pb-Zn ore;(h) oxided ore;(i) galena intergrow with euhedral and subhedral pyrite.Pl-plagioclase;Kf-K-Feldspar;Amp-amphibole;Bt-biotite;Py-pyrite;Gn-galena

在新一輪的找礦勘查中礦床共圈定28個礦體，其中矽卡巖型硫鐵銅礦體18個、氧化型鉛多金屬礦體2個、矽卡巖型鉛多金屬礦體8個(廣東省有色金屬地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查研究院,2011)。其中，規(guī)模最大的礦體走向長1050m，延深多在400m以上，最大延深660m，礦體總體走向北東，北西傾斜，傾角65°～85°，沿走、傾向緩波狀延伸。礦體厚度變化較大，變化范圍1.0～30.5m，平均9.39m，礦體呈透鏡狀，似層狀(圖3)。礦石包括致密塊狀鉛鋅銅(圖4g)及氧化型礦石(圖4h)。礦物組合包括石榴子石(圖4d)、石英、方解石、玉髓、透輝石、綠泥石、綠簾石，重晶石等(圖4e,f)。金屬礦物包括黃鐵礦、方鉛礦(圖4i)、閃鋅礦、黃銅礦、銀黝銅礦、輝銀礦、磁黃鐵礦等。

1.2 留洞石英脈型鎢鉬礦床

留洞礦區(qū)位于陽春市北東25km，區(qū)內(nèi)出露的地層比較單一，為寒武系八村群變質(zhì)砂巖、絹云母片巖(圖5a)。花崗巖沿NE-NW向侵入到寒武紀(jì)地層中，具體巖性包括斑狀花崗巖和細(xì)粒花崗巖，另有后期石英斑巖沿著接觸帶內(nèi)侵入(圖5a,b)。礦區(qū)共圈定礦脈大小共48條，礦化類型為石英脈型鎢鉬礦體，多成平行狀，或是呈傾角平緩的透鏡體、囊狀，多產(chǎn)在寒武系變質(zhì)砂巖及絹云母片巖中，少數(shù)產(chǎn)在花崗巖中(圖5a)。其中變質(zhì)巖中礦脈呈近EW向延伸，傾角55°～88°，沿傾向具分支復(fù)合現(xiàn)象。

圖5 留洞礦床地質(zhì)簡圖(a)及No.14 勘探線剖面圖(b)(據(jù)廣東省有色金屬地質(zhì)局,1955(2)廣東省有色金屬局.1955.廣東省陽春市留洞鎢礦地質(zhì)預(yù)查報(bào)告.1-32(科研報(bào)告)修改)

礦石為石英脈型鎢鉬礦，其中石英呈灰白色，油脂光澤，可見晶洞產(chǎn)出。黑鎢礦呈黑色板狀集合體產(chǎn)在石英中(圖6a)，常伴有螢石出現(xiàn)。石英脈兩側(cè)與圍巖發(fā)育大鱗片狀白云母，寬度0.5～2cm不等。蝕變包括云英巖化(6b)、矽卡巖化、綠泥石化(6c,d)、螢石化以及角巖化。礦石礦物包括輝鉬礦、黃鐵礦、黑鎢礦(圖6a)、黃銅礦(6f)、石英、白云母(6e)、絹云母、綠泥石、螢石。

圖6 留洞鎢鉬礦床礦石主要類型及輝鉬礦特征(a)石英脈中團(tuán)塊狀產(chǎn)出的黑鎢礦；(b)石英砂巖中的輝鉬礦-石英脈；(c)石英脈中浸染狀輝鉬礦；(d)石英脈中粗粒輝鉬礦-綠泥石顆粒；(e)石英脈與圍巖的接觸線中發(fā)育白云母和輝鉬礦；(f)輝鉬礦顆粒間充填黃銅礦Fig.6 Photographs of ore types and molybdenite characteristics from the Liudong W-Mo deposit(a) massive wolframite in quartz vein;(b) quartz vein with molybdenite mineralization in sandstone;(c) disseminated molybdenite in quartz vein;(d) coarse-grained molybdenite intergrow with chlorite as veins in quartz;(e) molybdenite and muscovite develop in the contact zone between quartz vein and country rock;(f) chalcopyrite occur among the molybdenite grains

2 樣品采集及測試方法

2.1 樣品位置及特征

用于測試的花崗閃長巖樣品HSG-13(22°15′48.99″N、111°47′17.16″E)采自黑石崗礦區(qū)地表露頭。手標(biāo)本樣品較新鮮，呈灰白色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)并具塊狀構(gòu)造(圖4a)。主要礦物成分為堿性長石(15%～20%)、斜長石(35%～55%)、石英(18%～27%)、普通角閃石(1%～2%)和黑云母(1%～5%)。副礦物包括磷灰石，榍石和少量鋯石。其中堿性長石包括鉀長石、條紋長石和微斜長石，多呈自形-半自形板片狀，鉀長石的卡式雙晶比較發(fā)育，表面常見粘土化，粒徑約0.5～1.8mm，條紋長石可見典型的條紋結(jié)構(gòu)，蝕變少見，粒徑約1～2.0mm；微斜長石格子雙晶發(fā)育，絹云母化普遍，粒徑約 0.2～1mm。斜長石呈半自形、他形，粒徑變化較大，分布在0.5～2.5mm之間，可見明顯的聚片雙晶，粘土化及絹云母化蝕變嚴(yán)重。黑云母單偏光下呈黃褐色，可見綠泥石化。角閃石呈菱形，單偏光下為紅褐色。部分黑云母和角閃石存在黃鐵礦化現(xiàn)象(圖4b,c)

用于留洞礦床Re-Os同位素定年的輝鉬礦樣品均采自老洞口采坑(22°16′17.76″N、111°54′12.4″E)。在不同位置共采集6塊礦石樣品。輝鉬礦主要以團(tuán)塊狀和浸染狀形式產(chǎn)出于石英脈中或者脈壁兩側(cè)(圖6b-e)，顯微鏡下可見輝鉬礦與黃銅礦密切共生(圖6f)。

2.2 鋯石U-Pb年齡測試

鋯石的制靶工作和陰極發(fā)光圖像照相是在北京鋯年領(lǐng)航有限公司完成，鋯石U-Pb定年采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)，在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所礦物/包裹體微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室完成。

測試所使用的儀器為ThermoElementⅡ等離子質(zhì)譜儀，激光剝蝕系統(tǒng)為 New Wave UP 213。實(shí)驗(yàn)中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，激光波長213nm、束斑40μm、脈沖頻率10Hz、能量0.176mJ、密度23～25J/cm2，測試過程中首先遮擋激光束進(jìn)行空白背景采集15s，然后進(jìn)行樣品連續(xù)剝蝕采集45s，停止剝蝕后繼續(xù)吹掃15s清洗進(jìn)樣系統(tǒng)，單點(diǎn)測試分析時間75s。等離子質(zhì)譜測試參數(shù)為冷卻氣流速(Ar)15.55L/min；輔助氣流速(Ar)0.67L/min；載氣流速(He)0.58L/min；樣品氣流速0.819L/min，射頻發(fā)生器功率1205W。數(shù)據(jù)測試標(biāo)樣使用NIST 610，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。具體實(shí)驗(yàn)流程及方法詳見相關(guān)文獻(xiàn)(于超等,2019)。

2.3 輝鉬礦Re-Os年齡測試

用于輝鉬礦測年的樣品經(jīng)過室內(nèi)無污染粉碎和分選，并在雙目鏡下進(jìn)行挑純，最終獲得純度大于99%的輝鉬礦備測樣品。本研究所用的輝鉬礦粒度小于0.1mm，可以避免因?yàn)轭w粒較粗導(dǎo)致的失耦效應(yīng)(Steinetal.,2003;Selby and Creaser,2004)。Re-Os同位素測試在國家地質(zhì)測試中心Re-Os同位素實(shí)驗(yàn)室完成。測試儀器為美國TJA公司生產(chǎn)的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 (TJAX-series ICP-MS)。測試具體流程及操作詳見相關(guān)文獻(xiàn)(杜安道等,2009)。其Re-Os模式年齡計(jì)算利用公式t=(ln(1+187Os/187Re))/λ，λ=1.666×10-11/y(Smoliaretal.,1996)，等時線年齡用程序Isoplot 2.49(Ludwig,2001)計(jì)算。

3 測試結(jié)果

3.1 鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡

黑石崗花崗閃長巖鋯石多呈長柱狀，自形良好，大小約40～150μm，晶體長寬比介于1～3。鋯石晶體透明干凈，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰，均發(fā)育典型的巖漿生長振蕩環(huán)帶和韻律性結(jié)構(gòu)(圖7)，屬于巖漿鋯石(Corfuetal.,2003)?；谕干涔夂头瓷涔鈭D像，本次研究對樣品HSG-13完成了25顆鋯石的測試，其中有效點(diǎn)24個，分析點(diǎn)的選擇盡量避開包裹體和裂隙，以最大限度的降低二者對定年結(jié)果的干擾。

圖7 黑石崗巖體中鋯石陰極發(fā)光圖像，示206Pb/238U年齡測點(diǎn)值及位置Fig.7 Cathodoluminescence (CL) images of representative zircons separated from the Heishigang granodiorite,showing the point locations and 206Pb/238U age

測試樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年分析結(jié)果見表1。鋯石樣品的Pb含量為12.4×10-6～40.6×10-6，Th含量為191.1×10-6～562.0×10-6，U含量為350.1×10-6～816.0×10-6，Th/U比值為0.43～0.71，平均為0.56。樣品鋯石的Th、U含量及Th/U比值說明它們?yōu)閹r漿成因鋯石(Zhangetal.,2020)，同時，變化范圍較小的Th/U值說明鋯石形成于化學(xué)成分相對穩(wěn)定的巖漿結(jié)晶條件下。

表1 陽春盆地黑石崗花崗閃長巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測定結(jié)果Table 1 Results of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating for the Heishigang granodiorite in Yangchun basin

研究揭示，對于年輕鋯石(<1000Ma)而言，206Pb/238U年齡的精度遠(yuǎn)高于207Pb/206Pb和207Pb/235U年齡，因此，對于年輕鋯石的定年來說，用206Pb/238U值更為可信(Compstonetal.,1992;Griffinetal.,2004)，故本文采用206Pb/238U年齡值作為最終結(jié)果。測年結(jié)果顯示，樣品24個測試點(diǎn)的206Pb/238U 年齡介于162.2～168.1Ma，基本一致，表明該年齡可以代表鋯石的結(jié)晶年齡，在將測點(diǎn)值在206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖解中，所有數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于諧和線及附近(圖8)，顯示出較好的線性關(guān)系，這一特征表明所測的鋯石沒有受到后期熱時間的影響，鋯石的U-Pb體系基本保持封閉的狀態(tài)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為164.95±0.67Ma(MSWD=1.13)(Ludwig,2001)，這一年齡值代表了黑石崗花崗閃長巖的結(jié)晶年齡，指示其為中侏羅世巖漿侵入活動的產(chǎn)物。

圖8 黑石崗花崗閃長巖鋯石年齡諧和圖解(a)和加權(quán)平均年齡(b)Fig.8 Zircon LA-ICP-MS U-Pb concordia plot (a) and weighted age (b) for the Heishigang granodiorite

3.2 輝鉬礦Re-Os定年

留洞石英脈型鎢鉬礦床的輝鉬礦Re-Os同位素組成及模式年齡見表2。從中可以看出，礦石樣品Re含量低且變化較大，為514.6×10-9～2365×10-9，187Re含量為323.5×10-9～1486×10-9，187Os含量為0.8656×10-9～4.059×10-9。模式年齡集中在168.6～170.3Ma，加權(quán)平均值為161.2±2.4Ma，輝鉬礦Re-Os等時線年齡為164.6±4.0Ma(圖9a,b)。

表2 陽春盆地留洞鎢鉬礦床輝鉬礦Re-Os同位素含量及模式年齡Table 2 Re-Os isotopic contents and model age of molybdenite from the Liudong W-Mo deposit in Yangchun basin

圖9 留洞鎢鉬礦床輝鉬礦Re-Os等時線年齡(a)和加權(quán)平均圖(b)Fig.9 Re-Os isochron (a) and weighted model age (b) of molybdenites from the Liudong W-Mo deposit

4 討論

4.1 成巖成礦時代

黑石崗礦床發(fā)育典型的石榴石、透輝石等蝕變礦物，屬于矽卡巖型硫鉛鋅銅礦床。該類型礦床是成礦巖體侵位時與圍巖反應(yīng)而形成的，其成礦巖體的年齡通常與成礦年齡一致(Meinertetal.,2005)。野外地質(zhì)現(xiàn)象及顯微鏡下觀察表明，礦體產(chǎn)在黑石崗花崗閃長巖與圍巖的接觸帶，二者具有密切的空間以及成因聯(lián)系，因而應(yīng)具有一致的形成年齡。本文獲得的黑石崗花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為164.9±0.7Ma，表明黑石崗巖體以及黑石崗硫鉛鋅銅礦床形成于中侏羅世。

留洞礦床屬于石英脈型鎢鉬礦床。礦石樣品中，可見黑鎢礦均呈團(tuán)塊狀產(chǎn)在石英脈中，輝鉬礦呈浸染狀產(chǎn)在石英與圍巖的接觸處。因此，鉬和鎢應(yīng)該是同期礦化，輝鉬礦年齡代表了鎢鉬成礦時代。本次測試的4件輝鉬礦樣品的等時線年齡為164.6±4.0Ma，加權(quán)平均年齡年齡為161.2±2.4Ma，二者在誤差范圍內(nèi)一致，表明留洞鎢鉬礦床形成于中侏羅世。由此可見，黑石崗硫鉛鋅和留洞鎢鉬礦床形成時間接近一致，均為中侏羅世。

4.2 對陽春盆地成礦研究和找礦勘查的意義

大量研究表明，整個華南地區(qū)中-晚侏羅世的礦化組合可分為170～160Ma斑巖-矽卡巖銅礦床和160～150Ma與花崗巖有關(guān)的鎢錫多金屬礦床(Maoetal.,2008;Yuanetal.,2018b,2019)。陽春盆地位于華南成礦省南部，是廣東省重要的多金屬礦集區(qū)之一，主要包括斑巖-矽卡巖型和熱液脈型，這些礦床礦化元素組合多樣，礦種涉及銅鐵、銅鉬鉛鋅、鎢錫多金屬等多種。成礦作用呈現(xiàn)明顯的階段性及特征性的礦化元素組合，且在時空分布上均呈一定的規(guī)律性。時間上，主要表現(xiàn)為，從中侏羅世(180～150Ma)銅鐵，到早白堊世銅鉬鉛鋅多金屬(105～98Ma)，到晚白堊世(85～76Ma)鎢錫多金屬礦床；空間上，銅鐵礦床和銅鉬鉛鋅沿盆地的邊緣凹陷帶分布，受NE-NNE向構(gòu)造和EW向構(gòu)造復(fù)合控制；鎢錫礦床產(chǎn)出盆地隆起區(qū)與坳陷帶接壤部位，受隱伏的NW向構(gòu)造控制。

本文獲得的年齡數(shù)據(jù)顯示，位于陽春盆地北部與小巖體有關(guān)的黑石崗硫鉛鋅礦床形成于中侏羅世(164.9±0.7Ma)，該年齡與陽春盆地東南部崗美巖體周圍鐵銅多金屬礦床，如旗鼓嶺銅鉬多金屬礦床(164.5Ma±0.9Ma,鄭偉等,2018a)、陂頭面銅鐵多金屬礦床等(163.3Ma±1.1Ma,鄭偉等,2018b)和文光嶺鉛鋅銅多金屬礦(歐陽志俠等,2019)形成時代一致，表明陽春盆地北部亦發(fā)育有中侏羅世鉛鋅銅鎢鉬礦床，突破了陽春盆地侏羅紀(jì)礦床產(chǎn)于崗美巖體周圍的局限，為下一步開展區(qū)域多金屬礦床找礦勘探提供了重要線索。此外本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，陽春盆地北部與小巖體有關(guān)留洞鎢鉬礦床形成于中侏羅世(161.2±2.4Ma)，該年齡與陽春盆地鎢錫礦主要形成于晚白堊世不同，而與南嶺地區(qū)主要鎢錫礦床形成時代(160～150Ma,Maoetal.,2011)一致，表明具有發(fā)育大規(guī)模中侏羅世鎢錫礦床的潛力。研究表明，作為華南成礦省的重要組成部分，欽杭成礦帶南段陽春盆地成礦事件是整個華南地區(qū)成礦作用的一個縮影，可能蘊(yùn)含有大規(guī)模侏羅紀(jì)礦化?？紤]到華南地區(qū)盛產(chǎn)鎢錫礦床，因此，陽春盆地內(nèi)尋找留洞式鎢鉬礦床大有可為。

4.3 欽杭成礦帶侏羅紀(jì)成礦作用南段與北段、中段的對比

欽杭成礦帶是揚(yáng)子和華夏板塊的縫合帶，同時也是一個重要的中生代Cu-Pb-Zn多金屬成礦帶。其侏羅紀(jì)銅鉬礦床自北向南可分為三段(梁錦等,2012)，具體為：北段有德興和永平銅鉬礦，中段有銅山嶺、水口山和寶山銅鎢鉬多金屬等礦床，南段主要有圓珠頂和旗鼓嶺銅鉬礦床(圖1)。本文匯總了欽杭成礦帶三段侏羅紀(jì)主要礦床的基本特征(表3)。從表3可以看出，這些巖漿熱液銅多金屬礦床的成礦金屬組合多樣，從銅鉬到鉛鋅鎢錫都有，且礦化時間集中很短的范圍內(nèi)(170～150Ma,Zhaoetal.,2017;Yuanetal.,2018b)。其中，不同于北帶多發(fā)育銅鉬礦床，中段主要發(fā)育鉛鋅多金屬礦床，欽杭成礦帶南段的侏羅世礦化元素更復(fù)雜，其兼具發(fā)育了其他兩個段內(nèi)的所有成礦元素，具體包括銅鐵鉬-鉛鋅-鎢鉬礦床。本文所報(bào)道的侏羅紀(jì)留洞石英脈型W-Mo礦床在南段尚是首例，和以往認(rèn)為的欽杭帶中段南嶺地區(qū)Cu-Pb-Zn礦化早于W-Sn礦化不同，本文獲得的年代學(xué)數(shù)據(jù)表明二種不同礦化元素系列近于同時形成(160Ma)，與中段的銅山嶺Cu-Pb-Zn和W-Sn 礦化一致(Zhaoetal.,2016)，然而，成礦帶內(nèi)不同段內(nèi)的礦化金屬元素組合和礦床規(guī)模又存在顯著差別，如南段和北段礦床以銅為主，中段又明顯富集Pb-Zn，南段又出現(xiàn)銅鐵鎢鉬礦床(表3)。針對這種差異，Zhaoetal.(2017)基于鋯石Hf-O 同位素證據(jù)對中段的多金屬礦床研究認(rèn)為，含礦巖體的巖漿源區(qū)是影響礦化元素和礦床規(guī)模的第一控制因素，也有人認(rèn)為含礦巖體的氧逸度對其成礦專屬性影響較大(Zhengetal.,2015)。成礦帶北段以德興和銀巖為代表的含礦斑巖體具有高的氧逸度，主要來自地幔物質(zhì)，形成大規(guī)模的Cu-Au礦化；中段以水口山和寶山礦床為代表的巖漿具有相對低的氧逸度，來自地殼物質(zhì)的重融，從而形成廣泛的Pb-Zn 礦化(Yuanetal.,2018a)。南段侏羅紀(jì)具有豐富的成礦元素組合，而成礦巖體的來源及特征卻尚未有詳細(xì)研究。

由于構(gòu)造背景、巖漿源區(qū)的差異，不同的巖漿具有不同的地球化學(xué)成分和演化規(guī)律，從而形成不同的礦床。目前，含礦巖體的Hf(t)同位素值和輝鉬礦中的Re元素含量被認(rèn)為是示蹤含礦巖體及成礦物質(zhì)源區(qū)有效參數(shù)(Maoetal.,1999)。

元素Re大多數(shù)以類質(zhì)同象的形式替代Mo進(jìn)入輝鉬礦(Steinetal.,2003;李超等,2012)晶格中，不同類型礦床、不同成礦物質(zhì)來源的輝鉬礦中Re的含量呈一定的規(guī)律性。成礦物質(zhì)來源于地幔，形成的輝鉬礦中Re含量最高，殼幔混源次之，殼源Re含量最低。斑巖型銅(鉬)礦床的輝鉬礦Re品位范圍在0.01～0.6g/t之間，但多數(shù)在0.03～0.xg/t之間(Millensiferetal.,2013)。與斑巖型銅(鉬)礦床中相比，盡管鎢鉬礦床中Mo的品位很高，但輝鉬礦的Re含量通常較低(多數(shù)≤100×10-6)。鉛鋅鉬多金屬礦床中輝鉬礦的Re含量介于其中，這一點(diǎn)從欽杭結(jié)合帶三段中得到很好的體現(xiàn)(鄭偉等,2017)。本次研究的南段留洞石英脈型鎢鉬礦床中輝鉬礦Re含量極低，介于514.6×10-9～2365×10-9，平均964.0×10-9(表2)，具有殼源特征，與欽杭成礦帶中段鎢礦中輝鉬礦Re含量平均值都小于1000×10-9一致(呂勁松等,2017)。然而，圓珠頂斑巖和旗鼓嶺矽卡巖型銅鉬礦床的輝鉬礦Re含量較高且變化較大，分別為2.71×10-6～441×10-6和53.07×10-6～144.14×10-6，可與北段的德興礦床相比。不同礦化元素組合中輝鉬礦Re含量說明，欽杭成礦帶南段侏羅紀(jì)礦床成礦物質(zhì)具有復(fù)雜的源區(qū)。

實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為，殼幔混源的中酸性花崗質(zhì)巖漿來源較深，起源于殼幔邊界，同時帶來大量Cu、Au等幔源成礦元素，故斑巖-矽卡巖型銅多金屬礦床均與殼?；煸吹腎型花崗巖關(guān)系密切(Maoetal.,2017;Zhaoetal.,2018)，這類巖體通常具有一般具有較高的εHf(t)值，如成礦帶北段的德興、永平花崗閃長巖的εHf(t)變化于-6.1～5(表3)，被認(rèn)為來自于前寒武紀(jì)變質(zhì)基底和地幔物質(zhì)的混合(Zhangetal.,2018)。然而，巖漿熱液有關(guān)Pb-Zn-W-Sn礦床則源于古老地殼部分熔融，與成礦相關(guān)的S型巖體以異常虧損的εHf(t)值為特征(Houetal.,2013;Hou and Zhang,2015)，如中段與Pb-Zn礦有關(guān)的S型花崗巖εHf(t)值總體偏低(圖10)，介于-14.9～-5.5之間，說明這些成礦巖體主要來自上地殼(Yangetal.,2018)，地幔的物質(zhì)較少。本次研究所獲得的黑石崗花崗閃長巖εHf(t)值(-5.2～-2.9，平均為-4.3)(表3，作者未發(fā)表數(shù)據(jù))范圍較集中，在年齡-εHf(t)圖解中(圖10)，位于地殼范圍內(nèi)，且略高于陂頭面花崗閃長巖εHf(t)值(-10.86～1.31)，后者被認(rèn)為具有殼幔混源的特征(鄭偉等,2018b)。此外，作者分析了黑石崗巖體的地球化學(xué)及Sr-Nd同位素特征，發(fā)現(xiàn)其屬于弱過鋁質(zhì)、鈣堿性花崗閃長巖，具有較高的εNd(t)值(-5.6～-5.5)和年輕的Nd 模式年齡。綜合以上證據(jù)，可以認(rèn)為黑石崗與礦化相關(guān)的花崗閃長巖源區(qū)主要為地殼物質(zhì)，并存在一定數(shù)量的地幔物質(zhì)，與廣東地區(qū)具有相似地球化學(xué)特征的燕山期花崗巖源區(qū)一致(李獻(xiàn)華等,2001;凌洪飛等,2006)。

圖10 欽杭成礦帶南段與北段和中段侏羅紀(jì)成礦巖體Hf同位素對比圖(圖中數(shù)據(jù)引用文獻(xiàn)見表3)Fig.10 Hf isotopes of the Jurassic plutons in Qin-Hang metallogey belt to illustrate the differences between its south section with North and Middle section (data from references are listed in Table 3)

表3 欽杭成礦帶侏羅紀(jì)銅多金屬礦床主要礦床特征表Table 3 A summary of geological characteristics of Cu-polymetallic deposit formed in Jurassic from Qin-Hang metallogenic belt

總之，綜合南段目前已有的侏羅紀(jì)礦床相關(guān)巖體的εHf(t)值范圍(-10.86～6.17)發(fā)現(xiàn)，其與北段(-12.5～5.0)相近，而明顯高于Pb-Zn礦床集中產(chǎn)出的中段相關(guān)巖體的εHf(t)值(-14.8～-5.5，圖10)，說明南段以地殼物質(zhì)為主的侏羅紀(jì)成礦巖體中地幔物質(zhì)較中段高，與北段相似，結(jié)合南段近幾年一系列侏羅紀(jì)銅礦的相繼發(fā)現(xiàn)，我們有理由認(rèn)為包括陽春盆地的欽杭成礦帶南段具有尋找銅鉬礦床的潛力。

5 結(jié)論

(1)黑石崗Pb-Zn-Cu礦化相關(guān)的花崗閃長巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡值為164.9±0.7Ma,留洞石英脈型W-Mo礦床輝鉬礦Re-Os等時線年齡為164.6±4.0Ma，加權(quán)平均值為161.2±2.4Ma，均形成于中侏羅世。

(2)欽杭成礦帶南段的陽春盆地侏羅紀(jì)不僅發(fā)育銅鐵、鉛鋅銅礦床，還有鎢鉬礦床。陽春盆地北部產(chǎn)出有侏羅紀(jì)鉛鋅銅和鎢鉬礦床，成礦與小巖體有關(guān)。

(3)欽杭成礦帶南段的侏羅紀(jì)成礦巖體Hf同位素和輝鉬礦Re含量揭示，其源區(qū)特征及成礦物質(zhì)來源更相似于北段，成礦巖體來自于殼源，混有少量幔源物質(zhì)，反應(yīng)了區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)存在殼幔相互作用，故具有尋找侏羅紀(jì)銅鉬礦床的成礦潛力。

致謝野外工作期間得到了廣東省有色金屬地質(zhì)局的大力支持；國家地質(zhì)測試中心李超副研究員在實(shí)驗(yàn)測試過程中給予了無私的幫助；審稿專家給論文提出了許多建設(shè)性的意見；在此一并致謝。