蔡明海,王顯彬,彭振安,劉 虎,郭騰飛,譚澤模,唐龍飛

(廣西大學(xué) 資源與冶金學(xué)院,廣西 南寧 530004)

荷花坪錫多金屬礦是湘南地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大型礦床,成礦作用主要與區(qū)內(nèi)的王仙嶺復(fù)式巖體及花崗斑巖脈有關(guān)(吳壽寧,2006;蔡明海等,2006)。關(guān)于區(qū)內(nèi)巖漿巖前人進(jìn)行過較多研究,Wei et al.(2007)、章榮清等(2010)、鄭佳浩和郭春麗(2012)分別應(yīng)用SHRIMP鋯石U-Pb和LA-MC-ICP-MS 鋯石U-Pb法對(duì)不同巖性進(jìn)行了年齡測(cè)定;柏道遠(yuǎn)等(2006)對(duì)王仙嶺巖體的地球化學(xué)特征進(jìn)行了研究;章榮清等(2010)、鄭佳浩和郭春麗等(2012)分別對(duì)花崗斑巖脈和王仙嶺巖體的 Lu-Hf同位素特征進(jìn)行了討論。本文在前人工作基礎(chǔ)上,系統(tǒng)開展了荷花坪礦區(qū)花崗質(zhì)巖石Sm-Nd同位素研究,進(jìn)一步探討了區(qū)內(nèi)花崗質(zhì)巖石成因以及成巖與成礦關(guān)系。

1 地質(zhì)背景和巖體地質(zhì)特征

1.1 地質(zhì)背景

荷花坪錫多金屬礦區(qū)位于華南古生代褶皺系湘南-桂東坳陷的東部,向東毗鄰贛南-粵北隆起(圖1)。

區(qū)域出露地層可分為三套:①震旦系-寒武系淺變質(zhì)碎屑巖;②泥盆系-中三疊統(tǒng)濱、淺海相碳酸鹽巖和碎屑巖;③上三疊統(tǒng)-古近系陸相碎屑巖。區(qū)域范圍內(nèi)中生代中酸性侵入巖發(fā)育,成巖時(shí)代以侏羅紀(jì)為主,三疊紀(jì)次之,白堊紀(jì)主要是一些中酸性巖脈和酸性小巖體。鎢錫多金屬成礦主要與侏羅紀(jì)花崗巖關(guān)系密切,如騎田嶺巖基南北兩側(cè)產(chǎn)出有芙蓉錫礦和新田嶺鎢礦,千里山巖株的周邊產(chǎn)出有柿竹園鎢多金屬礦、紅旗嶺錫多金屬礦等,但與印支期巖體有關(guān)的錫礦化目前僅發(fā)現(xiàn)有荷花坪錫多金屬礦(圖1)。

圖1 湘南地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖(據(jù)毛景文等,2004修改)Fig.1 Geological sketch map of Southern Hunan(after Mao et al.,2004)

荷花坪礦區(qū)出露地層主要有中泥盆統(tǒng)跳馬澗組(D2t)石英砂巖、泥質(zhì)砂巖,鈣質(zhì)粉砂巖;中泥盆統(tǒng)棋梓橋組(D2q)炭泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖。棋梓橋組是區(qū)內(nèi)有利賦礦層位,特別是棋梓橋組與跳馬澗組的界面附近對(duì)成礦較為有利。礦區(qū)構(gòu)造以 NE向張扭性斷裂為主,在跳馬澗組砂巖和棋梓橋組灰?guī)r界面附近發(fā)育有順層破碎帶。NE向斷裂和順層破碎帶分別控制了礦區(qū)Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)脈狀礦體和Ⅳ號(hào)似層狀礦體的產(chǎn)出(圖2)。

1.2 巖體地質(zhì)特征

荷花坪錫多金屬礦區(qū)出露的巖漿巖主要有西北側(cè)呈巖株?duì)町a(chǎn)出的王仙嶺復(fù)式巖體和東南側(cè) NE向花崗斑巖脈(圖1,2)。

王仙嶺復(fù)式巖體出露面積約 19.7 km2,侵位于泥盆系和石炭系,主要由中粗粒似斑狀黑云母花崗巖和中細(xì)粒黑云母花崗巖組成。

中粗粒似斑狀黑云母花崗巖為王仙嶺復(fù)式巖體的主體巖性,巖石呈灰-灰白色,似斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為石英(28%～35%)、鉀長(zhǎng)石(35%～40%)、斜長(zhǎng)石(28%～35%)、黑云母(3%～4%)、電氣石<2%、白云母<1%,副礦物有鋯石、磷灰石、鈦鐵礦、獨(dú)居石等。巖石普遍含少量電氣石且產(chǎn)生了不同程度的云英巖化,鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb年齡為235.0±1.3 Ma(鄭佳浩和郭春麗,2012)。

中細(xì)粒黑云母花崗巖分布在主體巖性周邊或呈巖枝、巖脈穿插其中,巖石呈灰-深灰色,等?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。主要礦物組成為石英(25%～40%)、鉀長(zhǎng)石(25%～38%)、斜長(zhǎng)石(25%～35%)、黑云母(2%～3%),白云母<1%,副礦物有鋯石、磷灰石、鈦鐵礦、磁鐵礦、獨(dú)居石等。Wei et al.(2007)獲得其鋯石SHRMIP U-Pb年齡為212±4 Ma。

NE向花崗斑巖脈可分為兩類:一類巖脈無(wú)明顯礦化和蝕變現(xiàn)象,斑晶含量 15%～20%,主要由鉀長(zhǎng)石、少量石英和斜長(zhǎng)石組成,基質(zhì)由粒徑小于0.02 mm的石英、長(zhǎng)石、黑云母等組成,鋯石SHRIMP U-Pb年齡為159±3 Ma(Wei et al.,2007);另一類巖脈發(fā)育有顯著的蝕變和礦化,目前僅在礦區(qū)西側(cè)的龍?zhí)陡浇姷健０呔Ш考s 25%,主要由石英、鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石組成,巖脈普遍發(fā)育有強(qiáng)烈的硅化、綠泥石化、絹云母化,局部地段整個(gè)巖脈錫含量達(dá)工業(yè)品位(吳壽寧,2006)(圖2)。Wei et al.(2007)獲得強(qiáng)蝕變花崗斑巖脈鋯石SHRIMP U-Pb年齡為142±3 Ma。

圖2 荷花坪錫多金屬礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)吳壽寧,2006修改)Fig.2 Geological map of the Hehuaping tin-polymetallic deposit

此外,在王仙嶺復(fù)式巖體南東邊緣偶見有呈脈狀產(chǎn)出的細(xì)粒黑云母花崗巖小露頭,鄭佳浩和郭春麗(2012)獲得其 MC-LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為155.9 ±1.0 Ma。

2 樣品分析方法

2.1 主量、微量及稀土元素

巖石主量、微量和稀土元素測(cè)試在宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成,主量元素分析采用 X-熒光光譜儀,Ba、Co、Ni、Sc、Sr的分析采用 ICP-AES,稀土元素等其他元素采用ICP-MS。測(cè)試精度:Fe2O3和FeO的 RSD<10%,其他主量元素的 RSD<2%～8%;稀土元素和微量元素的RSD<10%。

2.2 Sr、Nd同位素

全巖 Rb-Sr、Sm-Nd同位素測(cè)試在宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成。Rb-Sr同位素測(cè)定利用(85Rb+84Sr)混合稀釋劑、HF-HClO4混合酸進(jìn)行樣品分解,采用AG50×8陽(yáng)離子交換技術(shù)分離雜質(zhì),在 MAT-261可調(diào)多接收質(zhì)譜計(jì)上進(jìn)行同位素分析,采用同位素稀釋質(zhì)譜法測(cè)定 Rb和Sr含量,利用質(zhì)譜計(jì)測(cè)定87Sr/86Sr比值。分析過程中采用NBS987標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的87Sr/86Sr同位素組成測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)偏差小于0.015%,NBS607標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的Rb、Sr含量及同位素比值與證書值在測(cè)定誤差范圍內(nèi),全流程 Rb、Sr空白本底分別為50 pg和20 pg。

Sm-Nd同位素分析流程:稱取兩份已碎至 200目的全巖樣品。一份樣品中加入145Nd+149Nd混合稀釋劑,然后用HF-HClO4混合酸將樣品分解,總稀土元素分離采用直徑6 mm、長(zhǎng)100 mm的Dowex50×8陽(yáng)離子樹脂交換柱,HCl作淋洗液,收集含Sm和Nd的一次解析液,用于測(cè)定 Sm、Nd濃度。另一份在不加稀釋劑的情況下利用上述方面收集含Sm和Nd的一次解析液,并利用 HDEHP交換柱進(jìn)一步分離Nd,收集含Nd部分的解析液,用于Nd比值測(cè)定。將兩份解析液在MAT-261可調(diào)多接收質(zhì)譜計(jì)上進(jìn)行質(zhì)譜測(cè)定,計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理數(shù)據(jù),采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)樣NBS987和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn) ZkbzNd控制儀器工作狀態(tài),國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW04419(Sm-Nd)監(jiān)控分析流程。Nd的全流程本底為20 pg。

3 地球化學(xué)特征

3.1 主量、微量及稀土元素

荷花坪錫多金屬礦區(qū)不同花崗質(zhì)巖石的主量、微量和稀土元素測(cè)試結(jié)果及特征比值見表1。

表1 荷花坪錫多金屬礦區(qū)花崗質(zhì)巖石主量(%)、微量及稀土元素(μg/g)組成Table1 Major (%) and trace element (μg/g) compositions of the granitoids from the Hehuaping tin-polymetallic deposit

續(xù)表

(1) 主量元素

從表1可以看出,荷花坪錫多金屬礦區(qū)中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖、花崗斑巖和強(qiáng)蝕變花崗斑巖的主量元素含量基本一致,均表現(xiàn)為富Si(SiO2＞70%)、富 Al(Al2O3=11.06%～18.26%),堿質(zhì)含量變化大(部分樣品因云英巖化等蝕變導(dǎo)致 Na流失),K2O+Na2O=3.51%～8.18%,且K2O＞Na2O,貧Ca(CaO=0.09%～1.06%)、Mg(MgO=0.16%～1.84%)、Fe(Fe2O3=0.06%～1.14%;FeO=0.42%～2.45%)、Ti(TiO2=0.04%～0.22%)和P(P2O5=0.02%～0.27%)。里特曼指數(shù)δ＜3.3,鋁堿指數(shù)A/CNK分別為1.17～2.69、1.06～1.77、0.93～1.81和2.85。均屬鈣堿性過鋁質(zhì)花崗巖。

上述主量元素特別是SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、FeO、TiO2和P2O5等含量與華南殼源改造型花崗巖(SiO2=72.82%、CaO=1.20%、MgO=0.72%、Fe2O3=0.83%、FeO=2.12%、TiO2=0.26%、P2O5=0.11%)相似,明顯有別于華南同熔型花崗巖(SiO2=64.85%、CaO=3.83%、MgO=1.79%、Fe2O3=1.77%、FeO=3.14%、TiO2=0.57%、P2O5=0.19%)(劉昌實(shí)等,1990a)。鋁過飽和度 Al′(Al′=Al－Na－K－2Ca,原子數(shù))除兩個(gè)花崗斑巖樣品外,其他均＞0,在 Al′-SiO2圖解上均落在改造型花崗巖范圍內(nèi)(圖3)。

圖3 荷花坪錫多金屬礦區(qū)花崗巖質(zhì)巖石Al′-SiO2圖解(底圖據(jù)劉昌實(shí)等,1989)Fig.3 Al'-SiO2 diagram of the granitoids from the Hehuaping tin-polymetallic deposit (after Liu et al.,1989)

(2) 微量元素

在微量元素蛛網(wǎng)圖(圖4a)上,荷花坪錫多金屬礦區(qū)花崗質(zhì)巖石均出現(xiàn)Ba、K、Sr、P和Ti虧損,Rb、Ta、La、Zr、Hf富集。不同巖性的 Ta含量均較高,介于3.04～22.0 μg/g,Nb/Ta比值較低,介于1.06 ～7.22之間,具有高演化花崗巖特點(diǎn)(趙振華等,2008)。此外,早期中粗粒似斑狀黑云母花崗巖中 B含量高,為1120～1460 μg/g,與其含電氣石有關(guān)。

(3) 稀土元素

中粗粒似斑狀黑云母花崗巖 ΣREE=110.56～149.32 μg/g、LREE/HREE=8.14～15.07、Eu/Eu*=0.31～0.34;中細(xì)粒黑云母花崗巖 ΣREE=為 12.81～143.45μg/g、LREE/HREE=3.69～8.81、Eu/Eu*=0.18～0.26;花崗斑巖 ΣREE=297.71～382.29 μg/g、LREE/HREE=4.57～8.45,Eu/Eu*=0.06～0.26;強(qiáng)蝕變花崗斑巖ΣREE=153.67 μg/g、LREE/HREE=3.83、Eu/Eu*=0.11(表1)。不同巖性均表現(xiàn)為輕稀土富集型且Eu負(fù)異常顯著,稀土配分模式基本一致,均為向右傾斜的“V 型”(圖4b)。

3.2 Sm-Nd同位素

區(qū)內(nèi)不同花崗質(zhì)巖石Sm-Nd同位素組成見表2。

從表2可以看出,中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖、花崗斑巖和強(qiáng)蝕變花崗斑巖Sm/Nd比值分別為 0.18～0.20、0.21～0.22、0.16～0.20和0.24,均屬地殼巖石正常值(0.16～0.24)范圍,且不同巖性的比值接近,暗示不同期成巖物質(zhì)均勻和成巖過程中Sm-Nd體系比較封閉。由于Rb-Sr比Sm-Nd的活動(dòng)性強(qiáng),因此巖石中87Rb/86Sr比值的變化范圍(36.27～217.4)遠(yuǎn)比Sm/Nd(以147Sm/144Nd表示)的變化范圍(0.0967 ～0.1332)大得多。計(jì)算得出,不同巖石的εNd(t) 介于-7.1～-11.2之間,t2DM介于1509～1903 Ma之間。

圖4 花崗巖微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土元素配分圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough,1989)Fig.4 Primitive mantle-normalized spider diagram(a) and REE distribution patterns(b) of the granites (normalization values after Sun and McDonough,1989)

表2 荷花坪錫多金屬礦區(qū)花崗質(zhì)巖石Sm-Nd同位素組成Table2 Sm-Nd isotopic compositions of the granitoids from the Hehuaping tin-polymetallic deposit

4 討 論

4.1 花崗質(zhì)巖石成因

區(qū)內(nèi)四種花崗質(zhì)巖石均為鈣堿性過鋁質(zhì)花崗巖,具有富Si、富Al和中等堿質(zhì),K2O＞Na2O,貧 Ca、Mg、Fe;微量元素 Ba、K、Sr、P 和Ti虧損,Rb、Ta、La、Zr、Hf出現(xiàn)富集;富輕稀土、Eu虧損強(qiáng)烈、稀土配分模式為向右傾斜的“V”型。主量、微量和稀土元素特點(diǎn)表明,礦區(qū)內(nèi)花崗巖類巖石與華南地區(qū)陸殼改造型(或S型)花崗巖特征基本一致,屬S型花崗巖。

區(qū)內(nèi)不同花崗質(zhì)巖石Sm/Nd比值介于0.16～0.22之間(表2),與華南地區(qū)基底副變質(zhì)巖層(0.15～0.24)基本一致(沈渭洲等,1993),εNd(t)=-7.1～-11.2,均為較大的負(fù)值,t2DM介于 1509～1903 Ma之間,相當(dāng)于中元古代。Nd同位素特點(diǎn)表明,區(qū)內(nèi)花崗質(zhì)巖石主要為中元古代基底部分熔融產(chǎn)物。同時(shí)也可以看出,盡管區(qū)內(nèi)不同巖性εNd(t)以較大負(fù)值為特點(diǎn),但其均高于華南上地殼端元典型代表廣西大容山堇青石花崗巖(εNd(t)=-12.1)和四堡群變質(zhì)砂巖(εNd(t)=-12.8)(劉昌實(shí)等,1990b),暗示可能有部分地幔物質(zhì)參與了巖漿作用過程。Hf同位素研究表明,印支期中粗粒似斑狀黑云母花崗巖εHf(t)為-7.92～＋4.61(鄭佳浩和郭春麗,2012),燕山期花崗斑巖εHf(t)為-2.84～-10.14,峰值為-6.5(章榮清等,2010),明顯高于印支期殼源大容山-十萬(wàn)大山花崗巖的εHf(t)值(-9～-11)(祁昌實(shí)等,2007),以及十萬(wàn)大山舊州麻粒巖包體εHf(t)值(-6.5～-14.6)(趙亮等,2010),也表明王仙嶺巖體及晚期花崗斑巖在成巖過程中有幔源物質(zhì)參與。對(duì)比可以看出,印支期花崗質(zhì)巖石εNd(t)= -8.9～-11.2,t2DM=1736～1903 Ma,燕山期花崗質(zhì)巖石εNd(t)=-7.1～-7.8,t2DM=1509～1584 Ma,表明隨著時(shí)代變新,巖體中來(lái)自地殼再循環(huán)的組分相對(duì)減少,而來(lái)自幔源巖漿組分相對(duì)增加。

綜上所述,荷花坪錫多金屬礦區(qū)四種不同巖性的花崗質(zhì)巖石主要為中元古代基底部分熔融產(chǎn)物,總體顯示出 S型花崗巖特征,但在成巖過程中可能有少量幔源物質(zhì)參與。

4.2 華南印支晚期花崗巖形成的地球動(dòng)力學(xué)背景

華南地區(qū)印支晚期花崗巖具有面型分布特點(diǎn),成巖年齡主要集中在 235～205 Ma之間(周新民,2003),比主碰撞期258～243 Ma (Carter et al.,2001)明顯滯后,形成于“后碰撞”動(dòng)力學(xué)環(huán)境。華南地區(qū)印支晚期已有小規(guī)模的鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng)產(chǎn)物,如湖南道縣輝長(zhǎng)巖包體Sm-Nd等時(shí)線年齡為224±24 Ma(郭鋒等,1997)、鋯石SHRIMP U-Pb年齡為225 Ma(范蔚茗等,2003),虎子巖基性巖中捕虜體的U-Pb年齡為220 Ma ( Dai et al.,2008)等,均暗示了華南印支晚期存在拉張構(gòu)造環(huán)境。Nd和Hf同位素研究表明,印支期王仙嶺巖體成巖過程中有少量幔源物質(zhì)參與。

綜上所述,華南印支晚期花崗巖形成的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景為區(qū)域拉張伸展,且開始出現(xiàn)了地幔上涌和基性巖漿底侵。

4.3 成巖對(duì)成礦的制約

(1) 成巖與成礦關(guān)系

荷花坪錫多金屬礦區(qū)巖漿巖主要有中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖、花崗斑巖和強(qiáng)蝕變花崗斑巖等,其成巖時(shí)代分別為235 Ma、212 Ma、159 Ma和142 Ma(Wei et al.,2007;鄭佳浩和郭春麗,2012)。區(qū)內(nèi)礦化可分為矽卡巖型和蝕變碎裂巖型,矽卡巖型礦化主要分布在王仙嶺巖體內(nèi)外接觸帶,蝕變碎裂巖型礦化則疊加在早期矽卡巖型礦化邊部或獨(dú)立產(chǎn)出(吳壽寧,2006;蔡明海等,2006)。蔡明海等(2006)獲得早期矽卡巖型礦石輝鉬礦 Re-Os等時(shí)線年齡為 224.0±1.9 Ma,表明區(qū)內(nèi)早期成礦與王仙嶺早期中粗粒黑云母花崗巖有關(guān)。在晚期成礦作用中,部分強(qiáng)蝕變花崗斑巖脈為礦體的組成部分,因此強(qiáng)蝕變花崗斑巖成巖年齡值 142±3 Ma應(yīng)代表了區(qū)內(nèi)晚期成礦作用的下限,表明晚期成礦作用與強(qiáng)蝕變花崗斑巖脈同期或在其之后,可能與鄰區(qū)柿竹園礦床的第二期成礦作用 134.0±1.6 Ma(毛景文等,2004),以及紅旗嶺礦床的形成時(shí)代143.1± 8.7 Ma(馬麗艷等,2010)相近。

由此可見,荷花坪錫多金屬礦區(qū)與成礦關(guān)系密切的主要是印支期的中粗粒似斑狀黑云母花崗巖和燕山期的強(qiáng)蝕變花崗斑巖,而印支期的中細(xì)粒黑云母花崗巖和燕山期花崗斑巖則與成礦關(guān)系不明顯。

(2) 成礦與非成礦花崗質(zhì)巖石的差異性

巖石地球化學(xué)特征表明,荷花坪錫多金屬礦區(qū)四種不同花崗質(zhì)巖石的主量、微量以及稀土元素含量并無(wú)明顯差異,均顯示了地殼改造型(或 S型)花崗巖特征。野外觀察表明,區(qū)內(nèi)與早期成礦有關(guān)的中粗粒似斑狀黑云母花崗巖普遍產(chǎn)生了云英巖化,與晚期成礦有關(guān)的花崗斑巖則產(chǎn)生了強(qiáng)烈的硅化、絹云母化和綠泥石化,而與成礦關(guān)系不明顯的中細(xì)粒黑云母花崗巖和花崗斑巖則無(wú)明顯蝕變現(xiàn)象,說(shuō)明與成礦有關(guān)的巖體所伴隨的流體作用要強(qiáng)于非成礦巖體。此外,印支期中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖和燕山期花崗斑巖、強(qiáng)蝕變花崗斑巖 Sn平均含量分別 79.4 μg/g、22.0 μg/g、18.6μg/g和20.8 μg/g,同期花崗質(zhì)巖石中與成礦有關(guān)的巖性其Sn含量要高于不成礦巖性。

華南地區(qū)鎢錫礦與陸殼改造型花崗巖有關(guān),但并非所有的花崗巖都成礦。近年來(lái)研究表明,與鎢錫成礦有關(guān)的花崗巖如騎田嶺(蔣少涌等,2006)、千里山(趙振華等,2000)、姑婆山(朱金初等,2006)等大多具有殼幔作用特征,荷花坪錫多金屬礦區(qū)花崗質(zhì)巖石Nd、Hf同位素特征也顯示成巖過程中可能有少量地幔物質(zhì)參與。荷花坪錫多金屬礦區(qū)中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖、花崗斑巖脈和強(qiáng)蝕變花崗斑巖脈的εNd(t)均值分別為-9.7、-11.1、-7.4和-7.1,t2DM均值分別 1797 Ma、1889 Ma、1554 Ma和1509 Ma,盡管這些特征值的差別不是很大,但仍然顯示出同期花崗質(zhì)巖石中與成礦有關(guān)的花崗質(zhì)巖石εNd(t)均要高于不成礦巖石,而t2DM則剛好相反,反映出與成礦有關(guān)的花崗質(zhì)巖石在成巖過程中幔源物質(zhì)參與強(qiáng)度要高于不成礦巖石。陳斌等(2011)研究認(rèn)為,千里山巖體主要由粗粒似斑狀黑云母花崗巖和中細(xì)粒等粒二云母花崗巖組成,其εNd(t)分別為-7.8～-8.2 和-5.9～-7.3,后者的εNd(t)值高于前者,也顯示出與成礦關(guān)系密切的中細(xì)粒等粒二云母花崗巖有較大比例的幔源物質(zhì)貢獻(xiàn)。上述特征有可能反映出花崗質(zhì)巖石的成礦能力與成巖過程中殼-幔作用強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)。

5 結(jié) 論

(1) 區(qū)內(nèi)花崗巖質(zhì)巖石富Si(SiO2＞70%)、富Al(Al2O3=11.06%～18.26%),K2O+Na2O=3.51%～8.18%,且 K2O＞Na2O,貧 Ca、Mg、Fe,δ＜3.3,A/CNK=0.93～2.85,微量元素Ba、K、Sr、P和Ti虧損,Rb、Ta、La、Zr、Hf出現(xiàn)富集,Eu/Eu*=0.06～0.34,均屬鈣堿性過鋁質(zhì)花崗巖,具S型花崗巖特點(diǎn)。巖石的εNd(t)=-7.1～-11.2,t2DM=1509～1903 Ma,主要為中元古代基底部分熔融產(chǎn)物,形成于區(qū)域拉張伸展和基性巖漿底侵的構(gòu)造環(huán)境。

(2) 區(qū)內(nèi)花崗質(zhì)巖石的εNd(t)高于華南地殼端元的相應(yīng)值-12.1、鋯石εHf(t)變化于-10.14～＋4.61,顯示成巖過程中應(yīng)有少量地幔物質(zhì)參與。

(3) 成礦花崗質(zhì)巖石εNd(t)高于同期不成礦的花崗質(zhì)巖石,而t2DM則剛好相反,表明區(qū)內(nèi)花崗質(zhì)巖石的成礦能力可能與其成巖過程中地幔物質(zhì)的參與強(qiáng)度有關(guān)。

致謝:野外工作得到了湖南有色地質(zhì)勘查一總隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)和同行的大力支持,兩位審稿人對(duì)本文的修改提出了寶貴意見,在此一并表示感謝！

柏道遠(yuǎn),陳建成,馬鐵球,王先輝.2006.王仙嶺巖體地質(zhì)地球化學(xué)特征及其對(duì)湘東南印支晚期構(gòu)造環(huán)境的制約.地球化學(xué),35(2):113-125.

蔡明海,陳開旭,屈文俊,劉國(guó)慶,付建明,印建平.2006.湖南荷花坪錫多金屬礦床地質(zhì)特征及輝礦 Re-Os測(cè)年.礦床地質(zhì),25(3):263-268.

陳斌,馬星華,王志強(qiáng),王超.2011.南嶺地區(qū)千里山復(fù)式巖體中補(bǔ)體與主體成因聯(lián)系及其成礦意義.礦物學(xué)報(bào),(增刊):9-11.

范蔚茗,王岳軍,郭 鋒,彭頭平.2003.湘贛地區(qū)中生代鎂鐵質(zhì)巖漿作用與巖石圈伸展.地學(xué)前緣,10(3):159-169.

郭鋒,范蔚茗,林舸,林源賢.1997.湘南道縣輝長(zhǎng)巖包體的年代學(xué)研究及成因探討.科學(xué)通報(bào),42(15):1661-1663.

蔣少涌,趙葵東,姜耀輝,凌洪飛,倪培.2006.華南與花崗巖有關(guān)的一種新類型的錫成礦作用:礦物化學(xué)、元素和同位素地球化學(xué)證據(jù).巖石學(xué)報(bào),22(10):2509-2516.

劉昌實(shí),朱金初.1989.華南四種成因類型花崗巖類巖石化學(xué)特征對(duì)比.巖石學(xué)報(bào),5(2):38-48.

劉昌實(shí),朱金初,沈渭洲,徐士進(jìn).1990a.華南花崗巖物源成因特征與陸殼演化.大地構(gòu)造與成礦學(xué),14(2):125-138.

劉昌實(shí),朱金初,沈渭洲,徐士進(jìn).1990b.華南陸殼改造系列花崗巖類型劃分和成巖物質(zhì)來(lái)源.地質(zhì)學(xué)報(bào),64(1):43-52.

馬麗艷,路遠(yuǎn)發(fā),付建明,陳希清,程順波.2010.湖南東坡礦田金船塘、紅旗嶺錫多金屬礦床Rb-Sr、Sm-Nd同位素年代學(xué)研究.華南地質(zhì)與礦產(chǎn),(4):23-29.

毛景文,李曉峰,Bernd Lehmann,陳 文,藍(lán)曉明,魏紹六.2004.湖南芙蓉錫礦床錫礦石和有關(guān)花崗巖的40Ar-39Ar年齡及其地球動(dòng)力學(xué)意義.礦床地質(zhì),32(2):164-175.

祁昌實(shí),鄧希光,李武顯,李獻(xiàn)華,楊岳衡,謝烈文.2007.桂東南大容山-十萬(wàn)大山S型花崗巖帶的成因:地球化學(xué)及 Sr-Nd-Hf同位素制約.巖石學(xué)報(bào),23(2):403-412.

沈渭洲,朱金初,劉昌實(shí),徐士進(jìn),凌洪飛.1993.華南基底變質(zhì)巖的 Sm-Nd同位素及其對(duì)花崗巖類物質(zhì)來(lái)源的制約.巖石學(xué)報(bào),9(2):115-124.

吳壽寧.2006.湖南郴州荷花坪錫多金屬礦床地質(zhì)特征.礦產(chǎn)與地質(zhì),20(1):43-46.

章榮清,陸建軍,朱金初,姚遠(yuǎn),高劍峰,陳衛(wèi)鋒,招湛杰.2010.湘南荷花坪花崗斑巖鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb年齡、Hf同位素制約及地質(zhì)意義.高校地質(zhì)學(xué)報(bào),16(4):436-447.

趙亮,郭鋒,范蔚茗,李超文,覃小鋒,李紅霞.2010.廣西十萬(wàn)大山地殼演化:來(lái)自印支期花崗巖中麻粒巖包體鋯石U-Pb年代學(xué)及 Hf同位素記錄.科學(xué)通報(bào),55(15):1489-1498.

趙振華,包志偉,張伯友,熊小林.2000.柿竹園超大型鎢多金屬礦床形成的殼幔相互作用背景.中國(guó)科學(xué)(D輯),30(增刊):161-168.

趙振華,熊小林,王強(qiáng),喬玉樓.2008.鈮與鉭的某些地球化學(xué)問題.地球化學(xué),37(4):304-320

鄭佳浩,郭春麗.2012.湘南王仙嶺花崗巖體的鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)、鋯石Hf同位素特征及其地質(zhì)意義.巖石學(xué)報(bào),28(1):75-90.

周新民.2003.對(duì)華南花崗巖研究的若干思考.高校地質(zhì)學(xué)報(bào),9(4):556-565.

朱金初,張佩華,謝才富,張輝,楊策.2006.南嶺西段花山-姑婆山A型花崗質(zhì)雜巖帶:巖石學(xué)、地球化學(xué)和巖石成因.地質(zhì)學(xué)報(bào),80(4):529-542.

Carter A,Roques D,Bristow C and Kinny P.2001.Understanding Mesozoic accretion in southeast Asia:Significance of Triassic thermotectonism (Indosinian orogeny) in Vietnam.Geology,29(3):211-214.

Dai B Z,Jiang S Y,Jiang Y H,Zhao K D and Liu D Y.2008.Geochronology,geochemistry and Hf-Sr-Nd isotopic compositions of Huziyan mafic xenoliths,southern Hunan Province,South China:Petrogenesis and implications for lower crust evolution.Lithos,102(1-2):65-87.

Sun S S and McDonough W F.1989.Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts:Implications for mantle composition and processes // Saunders A D and Norry M J.Magmatism in the ocean basins.Geological Society Special Publications,42:313-345.

Wei D F,Bao Z Y,Fu J M and Cai M H.2007.Diagenetic and mineralization age of the Hehuaping tin-polymetallic orefield,Hunan province.Acta Geologica Sinica,81(2):244-252.