徐慶勝，魏英文，黃安杰，羅平, 吳才來 ，趙紅松，狄永軍

1) 江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北大隊(duì)，江西上饒， 334000； 2) 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京，100037； 3) 國土資源部大陸構(gòu)造與動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100037 4)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京, 100083

內(nèi)容提要：本文研究了上饒梨子坑火山盆地分布最廣的潛火山巖—花崗斑巖和流紋斑巖巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、稀土微量元素地球化學(xué)特征，并開展了鋯石U-Pb定年。結(jié)果表明，周家礦區(qū)花崗斑巖體年齡為 164.6±1.0 Ma，相當(dāng)于晚侏羅世；蔡家坪和橙樹坪礦區(qū)流紋斑巖的年齡分別為 137.0±2.1 Ma、 138.8±1.4 Ma，為早白堊世。結(jié)合區(qū)內(nèi)潛火山巖的特征及其與鉛鋅礦在賦存空間、成礦時(shí)代、熱液蝕變、物質(zhì)來源等方面的關(guān)系，認(rèn)為梨子坑火山盆地內(nèi)的晚侏羅世—早白堊世的花崗斑巖和流紋斑巖是本區(qū)鉛鋅礦最重要的成礦母巖和賦礦巖體，這為本區(qū)今后的找礦指明了方向。

梨子坑火山盆地位于江西省東北部上饒縣境內(nèi)，是武夷成礦帶東部重要的火山巖盆地之一。區(qū)內(nèi)巖性組合復(fù)雜，不僅有化學(xué)性質(zhì)較為活躍的含鈣砂巖，還有大量的中酸性火山碎屑巖，也有成分較為穩(wěn)定、能夠作為氣液屏蔽的砂泥質(zhì)巖石；諸多巖性的組合為本區(qū)成礦奠定了良好的圍巖基礎(chǔ)。此外，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，不僅有區(qū)域性斷裂帶從盆地西緣通過，還發(fā)育北東向和北西向斷裂。不同時(shí)期、不同方向的斷裂構(gòu)成了本區(qū)錯(cuò)綜復(fù)雜的斷裂網(wǎng)絡(luò)，加之時(shí)間跨度長，活動(dòng)性質(zhì)多樣，為本區(qū)成礦奠定了重要的構(gòu)造基礎(chǔ)(楊明桂和王昆，1994)。更為重要的是，本區(qū)巖漿活動(dòng)非常強(qiáng)烈，從巨型巖基到小型巖脈，從深成巖體到噴出巖流，從基性巖到中酸性巖均有發(fā)育。尤其是燕山期，本區(qū)形成了大面積分布的火山巖和潛火山巖，既是重要的成礦物質(zhì)來源，也是重要的成礦熱液媒介和動(dòng)力來源。由此引導(dǎo)的礦化和蝕變也非常強(qiáng)烈，不僅礦化元素多，礦種豐富，還具有一定的分帶特征，使本區(qū)成為武夷東段重要的銅、鉛、鋅、鎢、鉬、多金屬礦集區(qū)(舒良樹等，2008；王明義，1995；吳淦國等，2004)。然而，以前的研究工作主要以區(qū)域地質(zhì)調(diào)查為主，對(duì)該火山盆地潛火山巖尚未做過專門的研究，尤其是潛火山巖與鉛鋅礦化關(guān)系的研究涉及更少。因此，本文以盆地內(nèi)的潛火山巖為研究對(duì)象，通過潛火山巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)及鋯石U-Pb定年研究，探討潛火山巖與鉛鋅礦床(化)的關(guān)系，為區(qū)內(nèi)今后找礦提供理論依據(jù)，這不僅具有重要的科學(xué)意義，而且具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 潛火山巖產(chǎn)出的地質(zhì)背景

梨子坑火山盆地處于揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼接帶南側(cè)，華夏板塊北緣的武夷隆起區(qū)(圖1)，我國19個(gè)重要成礦區(qū)帶之一的武夷山成礦帶北部。

圖1 上饒梨子坑火山盆地大地構(gòu)造位置示意圖(據(jù) 毛景文，2011)Fig. 1 Tectonic schematic diagram of Lizikeng Volcanic Basin, in Shangrao, Jiangxi ① 月鳳山火山盆地; ② 黃崗山火山盆地; ③ 梨子坑火山盆地; ④ 仙霞嶺火山盆地 ① Yuefengshan volcanic basin; ② Huanggangshan volcanic rock; ③ Lizikeng volcanic basin; ④Xianxialing volcanic basin

武夷隆起區(qū)為加里東期褶皺造山帶，印支期—燕山期轉(zhuǎn)為陸內(nèi)造山，因此，武夷地區(qū)是一個(gè)多期次復(fù)合造山帶。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造是北北東向展布的花崗巖—構(gòu)造隆起帶和一系列規(guī)模巨大的斷裂帶，它們主要形成于印支期—燕山早期陸內(nèi)造山階段，后經(jīng)燕山晚期伸展作用的改造形成現(xiàn)今的盆嶺構(gòu)造格局。區(qū)內(nèi)燕山中—晚期巖漿活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，形成以酸性、中酸性侵入巖為主，少量中基性、基性巖石。侵入巖呈巖基、巖株、巖瘤狀產(chǎn)出。伴隨巖漿侵入而形成的火山活動(dòng)則以中生代最為強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)中生代火山活動(dòng)以白堊紀(jì)為主，其中又以早白堊世最為強(qiáng)烈，分為打鼓頂、鵝湖嶺、石溪和茅店等四個(gè)火山噴發(fā)旋回，梨子坑火山盆地的火山巖主要發(fā)育于鵝湖嶺旋回。鵝湖嶺火山噴發(fā)旋回總體以酸性—中酸性火山碎屑巖為主，夾沉積碎屑巖，局部地段夾酸性、中酸性熔巖，其中又可分為三個(gè)噴發(fā)—沉積亞旋回。第一噴發(fā)亞旋回：以正常沉積碎屑巖—沉積火山碎屑巖—酸性熔結(jié)火山碎屑巖組合為特征，一般可分為3～4個(gè)沉積噴發(fā)韻律。其空間變化由西向東巖相由簡單到復(fù)雜，火山堆積物亦相應(yīng)從薄變厚。第二噴發(fā)亞旋回：噴發(fā)韻律比較清楚，一般可分為三個(gè)沉積—噴發(fā)韻律，火山巖以粗粒—細(xì)粒級(jí)正常沉積碎屑巖—沉積火山碎屑巖—酸性熔結(jié)碎屑巖組合為特征。第三噴發(fā)亞旋回多數(shù)地段同樣可劃分為三個(gè)沉積—噴發(fā)韻律，每一噴發(fā)韻律由沉積碎屑巖—火山凝灰?guī)r—酸性熔結(jié)凝灰?guī)r組成。

2 潛火山巖巖石學(xué)特征

梨子坑火山盆地分布的潛火山巖有花崗斑巖、流紋斑巖、碎斑花崗斑巖、長石斑巖、二長花崗巖等，其中分布最多的潛火山巖為花崗斑巖和流紋斑巖兩種。花崗斑巖主要分布于梨子坑火山盆地西緣靠南一側(cè)，規(guī)模相對(duì)較大，長達(dá)上千米，最寬達(dá)二百米，以北西走向?yàn)橹?。流紋斑巖主要分布于梨子坑火山盆地西緣靠北一側(cè)，多呈巖墻、巖脈、巖床狀侵位于侏羅系下統(tǒng)水北組和中統(tǒng)漳平組中。長一般數(shù)十米至近千米，寬一般數(shù)米至百余米。走向主要為北西向和北西西向，巖床順巖層產(chǎn)出，傾角平緩(10°～30°)，巖墻、巖脈傾角較陡(50°～80°)。

花崗斑巖：據(jù)周家礦區(qū)ZK5鉆孔所采集的樣品ZK5-b1(孔深為234m，以下相同)、b2(236.7m)、b3(241.5m)、b5(243.2m)薄片鑒定結(jié)果：巖石呈斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要由石英、堿性長石、斜長石和黑云母組成。石英斑晶，無色透明，表面有裂紋，多具熔蝕結(jié)構(gòu)，含量15%，粒徑0.32mm×0.3mm～2.75mm×3.1mm；堿性長石斑晶為長板狀，表面泥化，部分綠泥石化或絹云母化，正交偏光下見卡斯巴雙晶，含量7%～15%，粒徑0.33mm×0.56mm～2.3mm×2.4mm；斜長石斑晶為板狀，正交偏光下見聚片雙晶，含量3%～7%，粒徑0.21mm×0.46mm～1.67mm×0.84mm；黑云母斑晶為片狀，部分綠泥石化，含量3%?；|(zhì)顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，與斑晶成分相同，含量59%～67%，具絹云母化，少量碳酸鹽化。金屬礦物主要為黃鐵礦和閃鋅礦。黃鐵礦呈淺黃色，表面麻點(diǎn)狀，含量約1%；閃鋅礦單偏光下半透明，反射光下灰色略帶棕色，含量約1%。

流紋斑巖：據(jù)蔡家坪礦區(qū)ZK001-3(機(jī)臺(tái)邊)、ZK003-23(326.09m)、ZK004-03(470m)鉆孔和橙樹坪礦區(qū)ZK302-b5(52.72m)、b6(59.07m)、N1(90.62m)、N3(114.20m)、b14(145.79m)和b15(149.74m)樣品薄片鑒定結(jié)果：巖石具有斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量5%～10%，成分主要為石英和長石，石英斑晶多呈熔蝕狀，粒徑0.5～1mm，邊緣熔蝕強(qiáng)烈，熔蝕范圍較寬，可能經(jīng)過多次熔蝕形成；長石斑晶大多數(shù)發(fā)生泥化、絹云母化和綠泥石化?；|(zhì)成分為長英質(zhì)，霏細(xì)結(jié)構(gòu)，大多數(shù)由脫?；那蛄＝M成，隱約可見放射狀，球粒中黑色礦物可能為泥化的長石或暗色礦物，已蝕變，無法區(qū)分，部分球粒中可見棱角狀的石英碎屑；基質(zhì)含量80%～90%。常見有金屬礦物與蝕變礦物共存，主要金屬礦物有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等，含量0～10%。流紋斑巖脈邊部均發(fā)育有數(shù)十厘米至數(shù)米寬的球粒流紋巖，具明顯假流動(dòng)構(gòu)造，球粒由放射狀堿性長石組成。

3 分析方法

3.1 巖石化學(xué)全分析

選擇上饒梨子坑火山盆地周家礦區(qū)ZK5孔5個(gè)花崗斑巖樣品和橙樹坪礦區(qū)ZK302孔6個(gè)流紋斑巖樣品進(jìn)行全巖化學(xué)分析，結(jié)果見 表1。測(cè)試單位為中國地質(zhì)科學(xué)院物化探研究所，測(cè)試儀器為X射線熒光光譜儀，儀器型號(hào)為帕納克公司 PW4400。

3.2 鋯石U-Pb定年

挑選鋯石進(jìn)行人工重砂鑒定，根據(jù)巖石中鋯石的粒度，將樣品粉碎至相應(yīng)大小(約80～100目)，然后人工淘洗，把富集鋯石的重礦物組分進(jìn)行電磁選分離，進(jìn)行人工重砂鑒定并挑選鋯石。被測(cè)鋯石與鋯石標(biāo)樣(TEM)一起制靶，然后進(jìn)行光學(xué)照像、陰極發(fā)光和電子背散射圖像分析，最后鍍金。鋯石SHRIMP U-Pb分析在北京離子探針中心完成，實(shí)驗(yàn)方法見宋彪等(2002)；LA-ICP-MS U-Pb分析在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成。分析中應(yīng)用澳大利亞國立大學(xué)地學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)鋯石SL13 (572 Ma) 標(biāo)定TEM標(biāo)準(zhǔn)鋯石和樣品的U、Th及Pb含量，應(yīng)用TEM (417 Ma)進(jìn)行元素間分餾校正( Williams, 1998)。數(shù)據(jù)處理使用美國Berkeley地質(zhì)年代學(xué)中心Kenneth R. Ludwig編制的計(jì)算程序(Ludwig, 2001, 2003)。應(yīng)用實(shí)測(cè)204Pb校正普通鉛，測(cè)試數(shù)據(jù)的誤差均為1σ，樣品最終的206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值誤差為2σ。

4 結(jié)果

4.1 潛火山巖地球化學(xué)

4.1.1主量元素特征

從 表1和TAS分類圖(圖2)可以看出，本區(qū)花崗斑巖的SiO2含量78.51%～81.78%，Al2O3含量10.81%～12.41%，K2O含量0.17%～0.42%，Na2O含量5.38%～6.86%，K2O/Na2O值0.02～0.08。從里特曼指數(shù)σ(0.86～1.39)可知花崗斑巖屬亞堿性系列，固結(jié)指數(shù)SI[(MgO(100)/(MgO+FeO+Fe2O3+Na2O+K2O)]介于1.23～2.05之間，平均為1.51，表明巖漿發(fā)生過強(qiáng)烈的結(jié)晶分異作用?；◢彴邘r的A/CNK值為0.98～1.17，表明巖石為準(zhǔn)鋁質(zhì)到過鋁質(zhì)(表1)。

本區(qū)流紋斑巖的SiO2含量70.92%～79.90%(表1)，平均為75.61%；Al2O3含量11.44%～13.75%，平均為12.85%；全堿含量(Na2O+K2O)為3.91%～9.55%，平均為6.76%，Na2O 1.22%～6.50%，K2O 0.17%～4.17%，周家礦區(qū)花崗斑巖的Na2O大于K2O，Na2O/K2O比值為12.81～40.35，而橙樹坪礦區(qū)流紋斑巖的多數(shù)樣品Na2O小于K2O，Na2O/K2O比值范圍為0.45～18.75。在硅—堿圖(圖2)中，樣品落入流紋巖區(qū)，A/CNK值0.75～1.63，平均為1.22，大部分樣品A/CNK大于1.00，僅有1件樣品A/CNK<1.00，說明本區(qū)流紋斑巖為強(qiáng)過鋁質(zhì)。

表1 上饒梨子坑火山盆地潛火山巖化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of subvolcanic rocks from the Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi

通過計(jì)算得出6件流紋斑巖樣品的里特曼組合指數(shù)均小于3.3(表2)，范圍在0.41～3.24之間變化，平均值為1.59。根據(jù)里特曼堿度類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)內(nèi)的流紋斑巖為鈣堿性系列；因樣品中SiO2含量均>70%，當(dāng)SiO2在<42%或>70%時(shí)，σ值誤差較大，其堿度不僅與SiO2和全堿有關(guān)，而且與Al2O3和CaO也有關(guān)。故引用萊特堿度率(AR) 指數(shù)來描述巖石的堿性程度，在SiO2相同條件下，AR值越大，則表示巖石越偏堿性。經(jīng)過計(jì)算所有樣品AR值在1.90～4.99之間變化，堿度率平均值為3.16。

表2 上饒梨子坑火山盆地橙樹坪礦區(qū)流紋斑巖巖石化學(xué)特征參數(shù)Table 2 Geochemical parameters of the rhyolite-porphyry from Chengshuping ore area, Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi

注：原始氧化物數(shù)據(jù)剔除H2O、CO2和燒失量后，再重新計(jì)算到100%的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行各參數(shù)計(jì)算。

圖2 上饒梨子坑火山盆地潛火山巖TAS分類圖解Fig. 2 TAS diagram of subvolcanic rocks from the Lizikeng Volcanic Basin, Shangrao 1—霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖; 2—副長深成巖; 3—似長石正長巖; 4—似長石輝長巖; 5—似長石二長閃長巖; 6—似長石二長正長巖; 7—正長巖; 8—二長輝長巖; 9—二長閃長巖; 10—二長巖; 11—石英二長巖; 12—橄欖輝長巖; 13—堿性輝長巖; 14—非堿性輝長巖; 15—輝長閃長巖; 16—閃長巖; 17—花崗閃長巖; 18—花崗巖; 19—硅英巖

表2計(jì)算得出流紋斑巖的分異指數(shù)DI為82.30～95.63，平均為89.58，固結(jié)指數(shù)SI 1.26～4.20，平均為2.23，表明本區(qū)巖漿的酸性程度很高。長英指數(shù)FL 73.19～98.17，平均值為86.37。鎂鐵指數(shù)MF 83.31～94.69，平均值為90.08， FL和MF均較大，結(jié)合鏡下觀察，巖石中斑晶較少的特點(diǎn)，說明流紋斑巖的巖漿分離結(jié)晶作用程度不高，F(xiàn)L值和MF值偏大的原因是由巖漿源區(qū)的長石殘留所引起。

4.1.2稀土元素特征

本區(qū)花崗斑巖的稀土元素含量中等，∑REE=125.05×10-6～ 136.21×10-6(平均131.1×10-6)(表1)；∑LREE/(∑HREE+Y)=1.09～1.29，平均值為1.21；(La/Yb)N=2.23～2.63，平均值2.46，輕重稀土分餾不明顯；其(La/Sm)N=1.71～1.85；(Gd/Yb)N介于1.03～1.1，反映輕重稀土內(nèi)部分餾不明顯；Eu強(qiáng)烈虧損(δEu=0.09～0.14)，表明源區(qū)有斜長石殘留。稀土球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化模式圖(圖3a)表明，LREE呈平緩的右傾趨勢(shì)，強(qiáng)烈的負(fù)Eu異常和平緩的HREE曲線，使稀土元素配分曲線(圖3a)呈明顯的海鷗“V”型。

圖3上饒梨子坑火山盆地周家礦區(qū)花崗斑巖(a) 和橙樹坪礦區(qū)流紋斑巖(b)稀土元素球粒隕石 標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值來自 Sun and McDonough ,1989)Fig. 3 Chondrite-normalized rare earth element (REE) distribution patterns for the granite-porphyry from Zhoujia ore area (a) and Chengshuping ore area (b), Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi(Normalizing values are from Sun and McDonough, 1989)

流紋斑巖的稀土總量(ΣREE)變化較大, 76.28×10-6～222.54×10-6，平均值為128.61×10-6。其中，輕稀土總量(ΣLREE)61.28×10-6～205.81×10-6，重稀土總量(ΣHREE)14.60×10-6～17.45×10-6，ΣLREE/ΣHREE值為4.08～12.30，平均值為6.92，表明隨著巖漿的演化，ΣLREE在巖漿作用晚期富集，ΣHREE虧損，反映輕、重稀土分異較明顯。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線(圖3b)具有明顯的右傾“V”型，Eu具有中等的負(fù)異常。

4.1.3微量元素特征

周家礦區(qū)花崗斑巖微量元素蛛網(wǎng)圖上( 圖4a)，不相容性元素Cs、Rb、Th、U和Pb顯示清晰的正異常，而Ba、Nb、Ta、Sr和Ti則顯示清晰的負(fù)異常，暗示其起源于地殼巖石。Rb相對(duì)于Ba富集，指示源區(qū)有鉀長石殘余(表1)。Sr虧損指示的是源區(qū)有斜長石殘余，表明花崗斑巖主要是殼源物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物。同時(shí)Eu、Ti的虧損可能反映了源區(qū)有斜長石殘余和鈦鐵礦的分離結(jié)晶。從 表1和 圖4b可以看出，橙樹坪礦區(qū)流紋斑巖虧損P、Ti，但Pb富集，尤其樣品ZK302-b5，Pb的富集度相當(dāng)高，預(yù)示該樣品已經(jīng)有Pb礦化跡象。此外，樣品ZK302-b6出現(xiàn)K虧損，其原因可能為該樣品有一定程度的蝕變，造成K的流失。大部分樣品顯示出富集Th、U、K、Pb等，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Nb、P、Ti等，說明該區(qū)流紋斑巖的源區(qū)巖石部分熔融程度不高，源區(qū)可能有鉀長石的殘留。

圖4上饒梨子坑火山盆地周家礦區(qū)花崗斑巖(a)和橙樹坪礦區(qū)流紋斑巖(b)微量元素蛛網(wǎng)圖 (原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值來自 Sun and McDonough,1989)Fig. 4 Primitive mantle-normalized trace-element spider diagrams of the granite-porphyry from Zhoujia ore area (a) and Chengshuping ore area (b), Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi. (Normalizing values are from Sun and McDonough,1989

4.2 潛火山巖鋯石U-Pb定年

研究表明，梨子坑火山盆地潛火山巖中與鉛鋅礦關(guān)系較為密切的巖性為花崗斑巖和流紋斑巖，故對(duì)這兩種巖石分別進(jìn)行了鋯石SHRIMP、LA-ICP-MS U-Pb定年，結(jié)果列于表3、4、5。

4.2.1花崗斑巖

選擇周家礦區(qū)ZK5鉆孔中的花崗斑巖樣品(ZK5-b5)，挑選其中鋯石，采用LA-ICP-MS(激光探針等離子質(zhì)譜)鋯石U-Pb法進(jìn)行定年。樣品中的鋯石為透明的自形晶體，主要為柱狀、短柱狀，無包裹體，CL圖像顯示出明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為典型的巖漿鋯石。因此，此次測(cè)試所得到的鋯石結(jié)晶年齡可以代表本區(qū)花崗斑巖的成巖年齡。共測(cè)試了24顆鋯石，206Pb/238U表面年齡在160Ma左右～169Ma左右之間，變化范圍很小(表3)，用206Pb/238U比值年齡進(jìn)行加權(quán)平均，得出平均年齡為164.6±1.0Ma(MSWD=3.1)(圖5a)，說明周家礦區(qū)花崗斑巖體侵位時(shí)間相當(dāng)于晚侏羅世。

表3 周家礦區(qū)花崗斑巖中鋯石LA-MC-ICPMS U-Pb分析結(jié)果Table 3 Zircon LA-MC-ICPMS U-Pb isotopic data for the granite-porphyry from Zhoujia ore area, Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi

注：樣品為花崗斑巖，樣品號(hào)ZK5-b5。n(206Pb)/n(238U)加權(quán)平均年齡為164.6±1.0Ma，MSWD=3.1，probability =0.000。

圖5 上饒梨子坑火山盆地潛火山巖鋯石U-Pb定年諧和圖: (a) 周家礦區(qū)花崗斑巖(ZK5-b5)LA-ICP MS定年; (b) 蔡家坪流紋斑巖SHRIMP鋯石U-Pb定年; (c) 橙樹坪流紋巖鋯石(ZK302-N3)LA-ICP MS定年Fig. 5 Zircon 207Pb/235U—206Pb/238U Concordia diagram for the Subvolcanic Rocks from Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi (a) Zircon LA-ICP MS dating of the granite porphyry from Zhoujia ore area (Zk5-b5); (b)—Zircon SHRIMP dating of the rhyolite-porphyry from Caijiaping ore area; (c) Zircon LA-ICP MS dating of the rhyolite-porphyry (sample ZK302-N3) from Chengshuping ore area

4.2.2流紋斑巖

樣品采自蔡家坪流紋斑巖體南東界TC5探槽。樣品中的鋯石主要為粉黃色，自形柱狀、短柱狀，伸長系數(shù)為1.6～3.6，粒徑0.02～0.18mm，透明，弱金剛光澤，裂紋發(fā)育，易碎。CL圖像顯示了清晰的韻律環(huán)帶，未見增生面、生長間斷面，也未見繼承性鋯石，說明鋯石為流紋斑巖巖漿中結(jié)晶形成。SHRIMP測(cè)定結(jié)果表明(表4)，鋯石的Th/U比值0.53～2.02之間，屬于典型的巖漿巖鋯石；206Pb/238U年齡變化在133Ma～148Ma之間，分布集中。15個(gè)測(cè)點(diǎn)諧和曲線年齡為137±2.1Ma(MSWD=2.80)(圖5b)，表明蔡家坪流紋斑巖的成巖時(shí)代為早白堊世。

橙樹坪礦區(qū)的鋯石樣品選自ZK302鉆孔114.20米處的灰—灰黑色流紋斑巖。鋯石為透明的自形晶體，主要為柱狀、短柱狀，無包裹體，CL圖像顯示出明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為典型的巖漿鋯石。共測(cè)試29個(gè)鋯石顆粒，其中有效顆粒數(shù)為24粒(表5)。由 表5可知，鋯石的Th/U比值變化較大，最大者可達(dá)2.42，最小的為0.52，但均大于0.10，指示鋯石為巖漿成因。由于放射性成因207Pb在顯生宙年齡鋯石中積累的量很少，在分析中就容易產(chǎn)生較大的誤差。因此，在計(jì)算年輕的顯生宙年齡鋯石的年齡時(shí)，不使用207Pb/206Pb年齡而用206Pb/238U年齡， 表5中采用206Pb/238U加權(quán)平均年齡。24個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡在115.8±1.6～150.2±3.5 Ma之間，測(cè)點(diǎn)比值均在諧和線附近(圖5c)。用206Pb/238U比值年齡進(jìn)行加權(quán)平均，得出年齡為138.8±1.4Ma(MSWD=3.1)(圖5c)。該年齡可解釋為鋯石結(jié)晶年齡，說明流紋斑巖的形成時(shí)代屬早白堊世。

5 討論

5.1 潛火山巖與鉛鋅礦化的空間關(guān)系

梨子坑火山盆地與鉛鋅礦化有關(guān)的潛火山巖主要為花崗斑巖和流紋斑巖。鉛鋅礦化一般產(chǎn)于斑巖體(花崗斑巖和流紋斑巖)接觸帶150m 范圍內(nèi)，有的分布于斑巖體內(nèi)，如周家礦區(qū)高洲區(qū)段V5-2～V5-4礦體(圖6)；有的分布于斑巖體接觸帶，如周家礦區(qū)V1礦體(圖6)，橙樹坪礦區(qū)M1-1礦體，蔡家坪礦區(qū)M6-1等，以內(nèi)接觸帶為主；有的產(chǎn)于斑巖體上盤圍巖的順層破碎帶中，如周家礦區(qū)V4、V5-1礦體，距接觸帶10～150m；有的產(chǎn)于斑巖體下盤圍巖的順層破碎帶中，如黃柏坑礦區(qū)V11～14礦體分布在流紋斑巖體下盤接觸帶100m以內(nèi)；有的產(chǎn)于斑巖體兩側(cè)圍巖的順層破碎帶中，如蔡家坪礦區(qū)M3-2礦體分布于斑巖體接觸帶兩側(cè)順層破碎帶60m范圍內(nèi)；有的產(chǎn)于斑巖體頂部前鋒的圍巖順層或穿層破碎帶中，傾角較陡，如蔡家坪礦區(qū)M12-1和M13-1礦體，焦塘礦區(qū)主礦帶斜深250 m以內(nèi)未見到斑巖體，但在480 m深處揭露到了流紋斑巖脈及斑巖脈型礦體?？梢?，區(qū)內(nèi)所有的鉛鋅礦體與潛火山巖體形影相隨，反映了兩者之間的密切成因聯(lián)系。

5.2 潛火山巖與鉛鋅礦化的時(shí)間關(guān)系

潛火山巖鋯石U-Pb定年結(jié)果表明，蔡家坪—橙樹坪礦區(qū)成礦流紋斑巖的時(shí)代為138.8±1.4Ma～137±2.1Ma；蔡家坪礦區(qū)穿切流紋斑巖和鉛鋅礦體的北北東向斷裂中的長英質(zhì)脈體的鉀長石40Ar /39Ar年齡為120±4 Ma(代堰锫等，2010)；因此，本區(qū)鉛鋅礦成礦時(shí)代應(yīng)早于120Ma。從區(qū)域上看，與本區(qū)屬同一火山巖帶的冷水坑鉛鋅礦床成礦巖體鉀質(zhì)粗面斑巖的鋯石SHRIMP年齡值為138.3±1.4Ma(狄永軍，2013)，該礦床閃鋅礦Rb-Sr年齡135.4±4.4 Ma與136.0 Ma(王登紅等，2010)；與本區(qū)處于同一火山巖構(gòu)造亞帶的金竹坪鉛鋅礦區(qū)輝鉬礦Re-Os年齡為135.5±5.7Ma(張家菁等，2009)。因此，可以推斷本區(qū)與流紋斑巖有關(guān)的鉛鋅礦床成礦年齡在135Ma左右，屬早白堊世早期。

本次獲得周家礦區(qū)成礦花崗斑巖的時(shí)代為165±1Ma，與本區(qū)屬同一火山巖帶的冷水坑鉛鋅銀礦床曾獲得的成巖年齡值(162.4±2.2Ma，花崗斑巖，鋯石SHRIMP U-Pb法)和成礦年齡值(162.8±1.6Ma，蝕變礦物絹云母40Ar/39Ar法)(孟祥金等，2007；2009)相似；但冷水坑礦田同期年齡值尚存疑議，本次測(cè)定結(jié)果卻能給該期成巖年齡值以支持，說明本區(qū)應(yīng)存在晚侏羅世成礦作用。

表4 蔡家坪礦區(qū)流紋斑巖鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年結(jié)果表Table 4 Zircon SHRIMP U-Pb isotopic data for the rhyolite-porphyry from Caijiaping ore area, Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi

注：表中測(cè)點(diǎn)編號(hào)前面省略了“W07018-”。

由上可見，本區(qū)成礦作用主要為兩期，一期發(fā)生于晚侏羅世(燕山中期早階段)，成礦潛火山巖為花崗斑巖；另一期成礦作用發(fā)生于早白堊世早期(燕山中期晚階段)，同期火山活動(dòng)形成打鼓頂組和鵝湖嶺組火山巖，成礦潛火山巖為流紋斑巖。一般來說，成礦作用發(fā)生于對(duì)應(yīng)的潛火山巖漿活動(dòng)期后的熱液活動(dòng)期，略晚于潛火山斑巖成巖時(shí)代。從總體上看，梨子坑火山盆地兩期與潛火山巖漿活動(dòng)相關(guān)的成礦作用時(shí)代與華南地區(qū)的成礦時(shí)代十分吻合，如華南的湘南地區(qū)香花嶺錫多金屬礦(Yuan et al., 2007, 2008)、芙蓉錫礦(Mao et al., 2004；彭建堂等，2007；Yuan et al., 2011)、新田嶺鎢礦(朱金初等， 2003， 2005， 2009; 付建明等，2004; 趙葵東等，2006；袁順達(dá)等，2012a)、紅旗嶺錫礦(袁順達(dá)等，2012b)等均形成于中—晚侏羅世。

5.3 潛火山熱液蝕變作用與鉛鋅礦化關(guān)系

梨子坑火山盆地與成礦花崗斑巖、流紋斑巖有關(guān)的熱液蝕變類型及特征基本相同，以硅化、綠泥石化、泥化、絹云母化為主，還可見到螢石化和碳酸鹽化等，其中綠泥石化和硅化與成礦的關(guān)系最為密切(王明義，1995)。綠泥石化主要發(fā)育于各類巖石的裂隙中，多為脈狀綠泥石充填在其它礦物或巖屑的間隙中，有的礦物(如黑云母)整體被綠泥石交代，一些細(xì)粒的基質(zhì)也發(fā)生了綠泥石化。硅化多出現(xiàn)在雜砂巖和流紋斑巖中，多以石英細(xì)脈出現(xiàn)。絹云母化主要發(fā)育于砂巖中，多以細(xì)脈狀出現(xiàn)，與硅化伴生，綠簾石化不普遍，碳酸鹽化主要為后期充填形成的方解石脈。

從圍巖的結(jié)構(gòu)和蝕變關(guān)系看，圍巖蝕變的次序大致為絹云母化、螢石化→硅化→綠泥石化→碳酸鹽化，主要的劃分依據(jù)有：① 絹云母化在雜砂巖中表現(xiàn)的比較明顯，在流紋斑巖中見到早期的絹云母化被硅化充填交代的現(xiàn)象；② 綠泥石化細(xì)脈充填于螢石的裂隙中，說明螢石化是較早期蝕變，可能與絹云母化同時(shí)；③ 硅化主要發(fā)育在雜砂巖和流紋斑巖中，在鏡下可見新鮮的硅化條帶穿過絹云母化帶，可見其形成時(shí)間要晚于絹云母化；④ 綠泥石化在各個(gè)層位均有出現(xiàn)，并且圍巖中的大部分礦物(長石、云母及細(xì)小顆粒的基質(zhì)等)都發(fā)生了不同程度的綠泥石化，綠泥石呈細(xì)脈充填于絹云母細(xì)脈的裂隙中，其形成時(shí)間晚于絹云母化；⑤ 碳酸鹽化最晚，圍巖中見到很新鮮的方解石脈充填在裂隙中，方解石脈切割了綠泥石化脈等。

表5橙樹坪礦區(qū)ZK302孔流紋斑巖中LA-MC-ICPMS鋯石U-Pb分析結(jié)果Table 5 Zircon LA-MC-ICPMS U-Pb isotopic data for the rhyolite-porphyry from the drill hole ZK302 from Chengshuping ore area, Lizikeng Volcanic Basin in Shangrao, Jiangxi

注：樣品為流紋斑巖，樣品號(hào)ZK302-N3，n(206Pb)/n(238U)加權(quán)平均年齡為138.8 ± 1.4Ma，MSWD = 3.1，probability = 0.000。

圖6 潛火巖與鉛鋅礦化關(guān)系地質(zhì)示意圖Fig. 6 Geological sketch map of relationship between subvolcanic rocks and Pb—Zn mineralization Q—第四系; K1e1—下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組下段; J1s2—下侏羅統(tǒng)水北組上段; J1s1—下侏羅統(tǒng)水北組下段; ηγK1—早白堊世微細(xì)粒多斑黑云二長花崗巖; γπJ3—晚侏羅世花崗斑巖 Q—Quaternary; K1e1—the Lower Member of Ehuling Formation, Lower Cretaceous; J1s2—the Upper Member of Ehuling Formation, Lower Cretaceous; J1s1—the Lower Member of Shuibei Formation, Lower Jurassic; ηγK1—Early Cretaceous fine-grained porphyritic biotite monzogranite; γπJ3— Late Jurassic granite porphyry

蝕變與礦化在時(shí)間和空間上密切相關(guān)，蝕變強(qiáng)度與礦化強(qiáng)度呈正相關(guān)，在巖性界面附近及圍巖裂隙中蝕變和礦化均很強(qiáng)烈。圍巖蝕變以綠泥石化和硅化為主，相應(yīng)的礦化與綠泥石化和硅化密切相關(guān)。在巖性變化的界面附近，綠泥石化和硅化均很發(fā)育，薄片中可見有條帶狀的綠泥石和硅質(zhì)條帶，在綠泥石條帶和硅質(zhì)條帶中可見有很強(qiáng)的金屬礦化分布，礦石礦物含量也很高。在大的圍巖裂隙中綠泥石化較為發(fā)育，可見綠泥石沿裂隙分布，在蝕變強(qiáng)烈的地帶可見有金屬礦物出現(xiàn)，金屬礦物也沿蝕變裂隙分布。以上特征表明，圍巖蝕變是礦化的基礎(chǔ)，沒有蝕變就沒有礦化。蝕變?cè)跁r(shí)間上早于礦化或與其同時(shí)發(fā)生，蝕變范圍在空間上要大于礦化范圍。

5.4 潛火山巖與鉛鋅成礦物質(zhì)的關(guān)系

據(jù)綠泥石溫度計(jì)、Cd元素地質(zhì)溫度計(jì)、硫同位素溫度計(jì)計(jì)算，本區(qū)熱液成礦溫度在292.3～490.6℃之間(未出版資料)，屬中高溫黃鐵礦—閃鋅礦階段的成礦溫度。結(jié)合野外觀察與鏡下分析，初步將本區(qū)成礦過程劃分為沉積成礦期、巖漿熱液期與表生期，巖漿熱液期又包括中高溫黃鐵礦—閃鋅礦階段、中低溫石英—硫化物階段以及碳酸鹽階段。中低溫石英—硫化物階段屬主成礦階段，主要礦石礦物組合為黃鐵礦+閃鋅礦+黃銅礦+方鉛礦。因此，潛火山巖漿期后熱液活動(dòng)為鉛鋅成礦提供了主要金屬來源、熱源和流體。

研究表明，礦體或產(chǎn)于斑巖體接觸帶，或產(chǎn)于斑巖體兩側(cè)(上、下盤)150m范圍以內(nèi)，或產(chǎn)于斑巖體前鋒500m范圍以內(nèi)；成礦作用時(shí)間與巖漿活動(dòng)時(shí)間相近或稍晚，同位素年齡值在誤差范圍內(nèi)幾乎一致；圍巖蝕變普遍且強(qiáng)烈，主要為綠泥石化及硅化；金屬礦物主要為閃鋅礦(含F(xiàn)e量較高)、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等；礦石構(gòu)造有細(xì)脈浸染狀、脈狀、團(tuán)塊狀、塊狀等；δ34S值小，呈塔式分布，具有深源硫的特點(diǎn)；礦石礦物微量元素分析表明成礦主要與巖漿熱液作用有關(guān)，并有層控型、沉積變質(zhì)型的疊生。說明巖漿期后熱液活動(dòng)帶來大量成礦物質(zhì)的同時(shí)，也活化了地層中的成礦元素，成礦熱液沿巖體接觸帶及圍巖構(gòu)造破碎帶等有利部位滲透交代、灌入、沉淀、富集并成礦。因此，研究區(qū)鉛鋅礦床成因?qū)僦懈邷亍械蜏貪摶鹕綗嵋盒偷V床，其中巖漿熱液作用為主導(dǎo)(未出版資料)。

5.5 潛火山巖漿活動(dòng)及成礦過程

上述研究表明，梨子坑火山盆地內(nèi)鉛鋅礦化均與潛火山巖有關(guān)，成礦時(shí)代一是晚侏羅世，二是早白堊世；成礦巖體一是晚侏羅世花崗斑巖，二是早白堊世流紋斑巖。然而，兩個(gè)時(shí)期、兩類成礦斑巖的成巖成礦作用方式及礦床類型基本相同，均形成細(xì)脈浸染型(斑巖脈型)和破碎帶型礦體；礦化均以鉛鋅為主，伴生銀、銅等組分；主要蝕變均為硅化、綠泥石化等。

根據(jù)上述研究，結(jié)合區(qū)域成礦特征，本區(qū)成巖成礦作用過程簡述如下：燕山中期早階段(晚侏羅世)，在區(qū)域性的擠壓構(gòu)造環(huán)境下，武夷地區(qū)中下地殼變質(zhì)基底巖石熔融形成花崗質(zhì)巖漿，在火山噴發(fā)之后，沿火山盆地邊緣大斷裂(橫溪—焦塘斷裂)及其次級(jí)斷裂快速上侵，形成淺成—超淺成含礦花崗斑巖體，稍后含礦巖漿熱液沿巖體接觸帶發(fā)生交代成礦作用，形成細(xì)脈浸染型(斑巖脈型)鉛鋅礦體，遠(yuǎn)離接觸帶形成順層或穿層(破碎帶)充填為主、交代為輔的成礦作用，形成破碎帶型鉛鋅礦體。燕山中期晚階段(早白堊世早期)，本區(qū)火山噴發(fā)作用最為強(qiáng)烈，火山噴發(fā)期后，幔源巖漿不斷混熔殼源物質(zhì)形成?！?dú)ぴ催^渡型花崗質(zhì)巖漿上侵，形成淺成—超淺成含礦流紋斑巖體，同樣形成脈型和破碎帶型兩種類型鉛鋅礦化。伴隨鉛鋅礦化同時(shí)發(fā)生硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化等熱液蝕變作用。

6 結(jié)論

(1) 梨子坑火山盆地花崗斑巖和流紋斑巖的鋯石U-Pb定年結(jié)果表明，周家礦區(qū)花崗斑巖年齡為164.6±1.0 Ma，相當(dāng)于晚侏羅世；蔡家坪和橙樹坪流紋斑巖的年齡分別為 137.0±2.1 Ma、138.8±1.4 Ma，為中生代早白堊世。

(2)巖石地球化學(xué)研究表明，該火山盆地內(nèi)的花崗斑巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)到過鋁質(zhì)，而流紋斑巖為強(qiáng)過鋁質(zhì)，但它們具有相似的稀土微量元素配分模式，表明它們具有相同的源區(qū)，均起源于地殼的部分熔融，兩者的巖石地球化學(xué)特征存在的一些差異，可能說明它們的源區(qū)殘留的斜長石比例不同。

(3)根據(jù)該火山盆地花崗斑巖和流紋斑巖的巖石地球化學(xué)特征及其與鉛鋅礦在賦存空間、成礦時(shí)代、熱液蝕變、物質(zhì)來源等方面的關(guān)系，認(rèn)為它們是本區(qū)鉛鋅礦最重要的成礦母巖和賦礦巖體，這為本區(qū)下一步找礦指明了方向。

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