李　歡，　劉云華，2，　李　真，　周賽芳，　李　興，　魏居珍

(1.長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院， 陜西 西安 710054；2.國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054)

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廣西大瑤山大進(jìn)花崗巖巖體的年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

李歡1，劉云華1，2，李真1，周賽芳1，李興1，魏居珍1

(1.長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院， 陜西 西安 710054；2.國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054)

摘要：金秀大進(jìn)巖體位于桂東大瑤山隆起區(qū)的西北部，侵入于寒武系地層中，巖性為中細(xì)粒花崗巖，其形成時(shí)代一直被認(rèn)為是燕山期，但缺少可靠的同位素年齡數(shù)據(jù)。本文對(duì)大進(jìn)巖體巖石地球化學(xué)特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明其具有A型花崗巖的特征；利用單顆粒鋯石激光探針LA-ICPMS U-Pb測年技術(shù)對(duì)花崗巖中鋯石年齡進(jìn)行了精確測定，獲得414±11Ma成巖年齡，表明該巖體屬于志留紀(jì)末期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。該巖體地質(zhì)時(shí)代的厘定，表明巖體較上覆泥盆系中的沉積-改造型銅、鉛鋅礦床的形成時(shí)代早，暗示區(qū)域沉積-改造型銅鉛鋅礦床與該巖體之間無成因聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：大進(jìn)巖體；鋯石U-Pb定年；金秀；地質(zhì)意義

李歡，劉云華，李真，等.2016.廣西大瑤山大進(jìn)花崗巖巖體的年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，39(1)：29-37.

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桂東大瑤山北西段銅多金屬成礦帶位于桂東北-桂中凹陷和大瑤山隆起結(jié)合部位，地處大瑤山復(fù)式背斜的北西翼，是廣西主要有色金屬與貴金屬礦產(chǎn)資源之一，其礦產(chǎn)資源較為豐富，主要以銅伴生金、鉛、鋅等礦床為主。區(qū)域內(nèi)寒武系和下泥盆統(tǒng)廣泛出露，兩者呈角度不整合接觸(張雪亮等，2013)。區(qū)域銅鉛鋅礦床的主要賦礦層位為泥盆系地層，但對(duì)礦床成因類型還存在不同的認(rèn)識(shí)。部分研究者認(rèn)為區(qū)域銅鉛鋅礦床成因類型為中-低溫沉積-熱鹵水改造型層控礦床(張善明等，2010； 韋子任等，2013；羅永恩，2009；寧浦功等，1997；鄧軍，2011；張善明，2010；張科等，2005)；另一些學(xué)者根據(jù)重力、航磁異常顯示，推斷有金秀縣深部為隱伏中酸性、酸性大巖體，并指出這些巖體與區(qū)域銅鉛鋅礦床成礦關(guān)系密切(張雪亮等，2013；吳榮華，2012)。大進(jìn)巖體侵入于背斜軸部的寒武系地層中，前人均推測認(rèn)為其形成于燕山期，并據(jù)此作為區(qū)域深部存在的隱伏巖體也是燕山期的重要依據(jù)之一(黃惠民等，2003)。華南地區(qū)巖漿作用及成礦作用均主要集中在燕山期，因此，本區(qū)深部是否存在燕山期的巖漿作用，對(duì)區(qū)域找礦工作具有重要的意義。對(duì)于大進(jìn)巖體成巖年代學(xué)一直未進(jìn)行過研究，本文利用LA-ICP-MS 鋯石U-Pb測年方法確定大進(jìn)巖體的成巖年齡，不僅為構(gòu)建區(qū)域構(gòu)造-巖漿格架提供了新的資料，同時(shí)對(duì)大瑤山西北側(cè)銅鉛鋅礦床礦床類型的確定提供了依據(jù)，為區(qū)域下一步的找礦勘探工作部署提供了方向。

1區(qū)域地質(zhì)背景

大瑤山北西段銅多金屬成礦帶位于桂中盆地東部邊緣與大瑤山隆起構(gòu)造單元的過渡帶(圖1)。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜，礦產(chǎn)資源豐富，是廣西主要的有色金屬與貴金屬礦產(chǎn)資源基地之一。區(qū)域經(jīng)歷加里東期、印支期和燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。大瑤山基底由元古界和下古生界淺變質(zhì)巖組成，志留紀(jì)末期的加里東運(yùn)動(dòng)使區(qū)域褶皺隆起，同時(shí)遭受弱的區(qū)域變質(zhì)作用，使砂巖和頁巖輕微變質(zhì)，結(jié)束了地槽沉積歷史。中三疊世末，發(fā)生強(qiáng)烈印支運(yùn)動(dòng)，從而結(jié)束海相沉積歷史，形成一系列橫跨褶皺，疊加在加里東期褶皺上。燕山期地殼運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為斷塊運(yùn)動(dòng)和酸性、中—酸性巖漿侵入。區(qū)域分布的地層主要為寒武系和泥盆系，巖性主要為碎屑巖及碳酸鹽巖建造。褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育，表現(xiàn)為一系列緊密線狀復(fù)式褶皺和近平行的斷裂構(gòu)造，斷裂構(gòu)造主要沿近SN向和NE向發(fā)育，近SN向主要斷層有桐木—永福深斷裂，NE向主要斷層有荔浦—桐木深斷裂，兩條大斷裂交匯于桐木鎮(zhèn)。伴隨不同期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，具有多期(隱伏)巖體侵入，從而為區(qū)域銅多金屬礦的形成提供了有利的地質(zhì)條件(張雪亮等，2013)。區(qū)域分布的礦床主要為銅礦床，伴生少量鉛、鋅、銀和金礦等，其中鉛鋅礦床主要產(chǎn)在局限碳酸鹽巖臺(tái)地，受地層、巖性、沉積相和構(gòu)造的控制(韋子任等，2013)，銅礦床主要產(chǎn)于砂巖地層中，礦集區(qū)主要含礦層位為泥盆系；少量賦存在寒武系地層中(圖2)。代表性的銅礦床有那馬銅礦、長樂銅礦、寨寶銅礦和雅當(dāng)銅礦等(張之武，2014)。據(jù)區(qū)域重、磁異常圖(梁國寶，2003)，區(qū)域重、磁異常呈北東向似橢圓狀展布，金秀縣位于重力和負(fù)航磁異常的中心。前人研究認(rèn)為這些重、磁異常為隱伏巖體所致，推測巖體規(guī)模較大，深部應(yīng)與大進(jìn)、高貞嶺巖體相通，并認(rèn)為這些隱伏巖體對(duì)研究區(qū)的成礦作用具有重要意義(吳榮華，2012)。

2巖體特征

2.1巖體地質(zhì)概況

大瑤山地區(qū)出露的巖漿巖主要是花崗巖類，各個(gè)巖體出露面積大小不等，根據(jù)區(qū)域1∶20萬、1:5萬地質(zhì)調(diào)查資料和前人研究成果(黃惠民等，2003；程順波等，2009；顧晟彥等，2006；王永磊等，2011；秦亞等，2015；李曉峰等，2009；陳懋弘等，2011；許華等，2012)，大瑤山地區(qū)除了大容山巖體的年齡屬于印支期外，其它巖體屬于加里東期和燕山期。東部燕山期巖漿作用較強(qiáng)，巖體發(fā)育，主要出露巖體有花山、姑婆山、金雞頂、西山等巖體(陳開禮，2002)，以鎢錫礦化為主(吳榮華，2012)；而大瑤山西北部巖體整體不發(fā)育，巖漿作用較弱，主要呈巖株和巖脈狀產(chǎn)出，出露的主要巖體有大進(jìn)、樸全、祖嶺、高貞嶺等花崗巖株和巖脈，與巖漿作用有關(guān)的成礦主要以弱的銅、鉛鋅礦化為主。樸全、祖嶺巖體侵入于寒武系地層中，被下泥盆統(tǒng)地層所覆蓋，為加里東期侵入體無疑，大進(jìn)巖體及高貞嶺巖脈位于大瑤山隆起區(qū)核部，侵入于寒武系地層中，與泥盆系地層未接觸。大進(jìn)巖體呈橢圓形小巖株產(chǎn)出，面積約4 km2，以細(xì)?；◢弾r為主，接觸帶圍巖硅化作用強(qiáng)烈，未見礦化現(xiàn)象。巖體中分布有少量石英脈和偉晶巖脈，僅見有弱的銅、鎢、錫礦化。

圖2　廣西大瑤山北西側(cè)斷裂與礦床(點(diǎn))的空間分布示意圖(據(jù)1∶20地質(zhì)礦產(chǎn)圖修編，廣西地礦局，1989) Fig.2　Spatial distribution of faults and deposits (points) in the North West of Guangxi Dayao Mountain1.下石炭統(tǒng)；2.泥盆系；3.寒武紀(jì)；4.加里東期花崗巖；5.實(shí)/推測地質(zhì)界線；6.正斷層；7.逆斷層；8.實(shí)/推測斷層；9.背斜；10.花崗斑巖脈；11.石英斑巖脈；12.硅化；13.銅礦點(diǎn)；14.銅鉛鋅礦點(diǎn)；15.鉛礦點(diǎn)；16.鎢礦點(diǎn)；17.錫礦點(diǎn)

2.2巖相學(xué)特征

巖石呈肉紅色，致密堅(jiān)硬，中-細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由鉀長石、斜長石、石英、黑云母、白云母組成。鏡下觀察鉀長石呈半自形-它形板柱狀，為卡式雙晶明顯，主要為正長石，含量40%～48%，粒度1～3.5 mm；斜長石呈半自形-它形板柱狀，普遍發(fā)育有聚片雙晶，含量35%～40%，An=9～26，部分見有弱的絹云母化現(xiàn)象，粒度1～3.5 mm；石英含量18%～30%，細(xì)粒它形粒狀，粒度1～2.5 mm；黑云母為片狀，含量1%～5%，粒度1～3 mm，大部分發(fā)生綠泥石化；白云母為片狀，含量1%～2%，粒度1～2 mm(圖3)。副礦物主要有主要鋯石、獨(dú)居石、磷灰石等，極少的錫石、白鎢礦和銅礦物。

圖3　大進(jìn)花崗巖體的巖石巖石標(biāo)本及顯微特征Fig.3　 Rock samples and microscopic features of the granitesQ.石英；Pl.斜長石；Kf.鉀長石;Ms.白云母

2.3巖石地球化學(xué)特征

本文共選取了6件有代表性的新鮮樣品進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析，主量元素和微量元素分析在國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。主量元素分析采用X射線熒光光譜法(XRF)完成，所用主要儀器為日本島津順序掃描LAB CENTER XRF-1800型波長色散X射線熒光光譜儀，分析精度優(yōu)于1%。微量元素和稀土元素分析采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)完成，所用主要儀器為美國熱電X-7型、安捷倫7700E型電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分析儀，樣品測試經(jīng)BHVO-2、AGV-1、BCR-2國際標(biāo)樣監(jiān)控，分析方法詳見Qi等(2000)，多數(shù)微量元素分析精度優(yōu)于5%。燒失量(LOI)在烘箱中經(jīng)1 000 ℃高溫烘烤90 min后稱重獲得，測試結(jié)果見表1和表2。數(shù)據(jù)處理采用路遠(yuǎn)發(fā)(2013)的地球化學(xué)工具軟件包GeoKit程序。

2.3.1主量元素

大進(jìn)巖體的主量元素化學(xué)成分差異并不十分明顯，樣品的SiO2含量變化于70.75%～76.64%之間，平均為73.83%，CaO平均為0.67%，TiO2平均為0.16%，Al2O3平均為12.08%～13.96%，平均為13.40%，(K2O+Na2O)=7.34%～8.12%，平均7.69%， K2O>Na2O，A/NKC=1.1～1.31，平均1.18，σ43=1.74～2.16，平均為1.94，分異指數(shù)(DI)為86.05～94.92，表明巖石分異程度較高。在SiO2- K2O圖解上，樣品點(diǎn)均落于高鉀鈣堿性系列巖石范圍(圖4)；在A/NKC-A/NK圖解上，樣品均分布與過鋁質(zhì)區(qū)域(圖5)；在K2O-Na2O圖解上，樣品均分布于A型花崗巖區(qū)域(圖6)，可見，本區(qū)花崗巖屬于高分異的高鉀鈣堿性鋁質(zhì)A型花崗巖，結(jié)合巖石中含有少量白云母，顯示巖石較富鋁，主要為殼源物質(zhì)來源的特征。

圖4　花崗巖類的SiO2-K2O圖解Fig.4　SiO2-K2O diagram of granites

圖5　花崗巖A/CNK-A/NK圖解Fig.5　A/CNK-A/NK diagram of granites

圖6　Na2O-K2O圖解Fig.6　Na2O-K2O diagram of granites

2.3.2微量元素

大進(jìn)巖體的稀土元素總量ΣREE=192.32×10-6～280.22×10-6，其中輕稀土LREE為129.91～166.85，重稀土HREE為62.41～113.38，輕重稀土比值LREE/HREE為1.47～2.08，LaN/YbN值為1.46～1.68，表明輕重稀土分餾不明顯，在稀土元素配分模式圖上具有明顯的“海鷗”型圖解特征(圖7a)。δEu=0.03～0.04，平均為0.035，顯示Eu具有強(qiáng)烈虧損。以上特征表明，大進(jìn)巖體在巖漿演化過程中重稀土相對(duì)富集，Eu強(qiáng)烈虧損，這一特征與汪建明等(1995)等研究的其它地區(qū)A型花崗巖的演化特征相似，暗示經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用。

在微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖7b)，大進(jìn)巖體兩個(gè)樣品的微量元素分布型式基本相似，整體表現(xiàn)為Rb、U、Ta、Nd富集，Ba、K、Sr、P、Ti等元素的虧損，可能是由于斜長石、磷灰石和鈦鐵礦等礦物的分離結(jié)晶作用所致，而Nb的虧損則可能暗示了其地殼來源性質(zhì)。

圖7　大進(jìn)巖體的REE配分圖(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)Fig.7　Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitve mantle-normalized spider diagram (b) of the Dajin granite

3巖體年齡

3.1樣品采集和測試方法

本次對(duì)金秀大進(jìn)巖體花崗巖樣品鋯石進(jìn)行了分選，并進(jìn)行了鋯石U-Pb同位素年齡測試。單鋯石分選在河北廊坊區(qū)域調(diào)查研究所完成，鋯石單礦物分離采用常規(guī)方法，首先將巖石大樣粉碎、篩分和淘洗并經(jīng)重選和電磁選后，在實(shí)體顯微鏡下逐粒挑選獲得鋯石樣品；用DEVCON環(huán)氧樹脂將鋯石顆粒逐一固定于靶脫，然后在長安大學(xué)地學(xué)實(shí)驗(yàn)室按照標(biāo)準(zhǔn)流程完成對(duì)鋯石進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)照相(圖8)。用美國硅酸鹽玻璃NIST SRM610進(jìn)行儀器優(yōu)化，微量元素的濃度，采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)局研制的人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610作為外標(biāo)，Si作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用LA-ICP-MS完成U-Pb法測年，采樣方式為單點(diǎn)剝蝕，激光束的束斑直徑為30 μm。實(shí)驗(yàn)流程依照該實(shí)驗(yàn)室規(guī)范實(shí)施，測試結(jié)果通過GLITTER4.0軟件計(jì)算得出，普通Pb矯正采用Andersen(2002)的方法，各樣品的加權(quán)平均年齡計(jì)算及諧和圖的繪制采用 ISOPLOT(2.49版)程序，測試前，以鋯石陰極發(fā)光照片和反射光照片為依據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，在鋯石上選取合適的位置進(jìn)行測試。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理、流程和儀器參數(shù)參見袁洪林等(2003)的文獻(xiàn)，測年結(jié)果見表3和圖9。

圖8　大進(jìn)巖體鋯石CL圖像及測試點(diǎn)位Fig.8　Cathodoluminescene images and analytical spots of the Dajin rocks

3.2U-Pb年齡

年齡測試結(jié)果：測試時(shí)避開包裹體及裂紋，選擇環(huán)帶結(jié)構(gòu)清晰的12個(gè)代表性鋯石顆粒進(jìn)行U-Pb年齡測定，各測點(diǎn)的測試結(jié)果列于表3.其中Pb*含量(14.4～558.7)×10-6，U含量(68.4～7 724.8)×10-6，Th/U比值0.24～0.71，為典型的巖漿鋯石比值。其206Pb/238U年齡范圍集中于400～428 Ma，該12個(gè)測點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均年齡為(414±11) Ma(MSWD=0.20)，置信度為 95 %(見圖9)，代表了該花崗巖的形成時(shí)代?；◢弾r樣品的12個(gè)分析點(diǎn)都落在協(xié)和曲線上或其附近，反映樣品中鋯石顆粒形成以后基本沒有U和Pb同位素的丟失與加入，U-Pb同位素體系是封閉的，表明巖石形成后基本上沒有受到后期熱事件的影響，獲得的年齡值基本代表了巖體的結(jié)晶年齡(徐夕生等，2003；張萬良等，2007)。

圖9　大進(jìn)巖體鋯石LA-ICPMS U-Pb諧和圖和加權(quán)平均年齡(Ma)Fig.9　LA-ICPMS U-Pb Concord diagram and weighted average of zircons from Dajin rocks

4討論

4.1地質(zhì)意義

大瑤山西北部是廣西重要的銅多金屬成礦帶之一，近年來，金秀雅當(dāng)、長樂、龍圍、龍梅、公朗、長余、夏塘、盤王、寨寶、溜水、六定等礦山礦產(chǎn)資源勘查取得一系列成果，表明該區(qū)具有較大銅礦找礦潛力。銅礦床主要產(chǎn)于泥盆系砂巖地層中，對(duì)于該區(qū)銅礦床的成因主要存在兩種不同的認(rèn)識(shí)：一種是區(qū)域礦床成因類型為巖漿熱液礦床，深部存在隱伏巖體；另一種是區(qū)域礦床類型為沉積-熱液改造礦床(鄧軍，2011)。本次測試所獲得大進(jìn)巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(414±11) Ma，形成于志留系末期或早泥盆世早期，該巖體原被認(rèn)為是燕山期形成，結(jié)合樸全、祖嶺巖體也為加里東期形成，從而就目前大瑤山西北部出露的巖體而言，尚未發(fā)現(xiàn)有燕山期侵入體存在的證據(jù)，以大進(jìn)等巖體為燕山期侵入體來推斷金秀地區(qū)深部有隱伏燕山期巖體存在的推斷不正確。因此，即使本區(qū)深部存在的隱伏巖體，其形成時(shí)代可能為加里東期。區(qū)域銅、鉛鋅礦床賦礦圍巖時(shí)代從早泥盆世到晚泥盆世地層中均有分布，其成礦作用與大進(jìn)、樸全、祖嶺以及深部可能的志留系末期或早泥盆世早期隱伏巖體無關(guān)，從另一個(gè)方面也表明了泥盆地層中的銅、鉛鋅礦床應(yīng)屬于沉積-改造型礦床。

大瑤山地區(qū)加里東期花崗巖主要分布于中東部，多呈巖脈、巖墻、小巖株?duì)町a(chǎn)出，巖性由閃長巖、花崗閃長巖和花崗閃長斑巖組成，成因?yàn)獒Ｔ赐坌?I型)花崗巖，以金礦化為主(胡喬帆，2011)，巖體與圍巖接觸帶是找礦的有利空間位置(黃惠民，2003)。大進(jìn)巖體巖石為高分異的高鉀鈣堿性鋁質(zhì)A型花崗巖，地球化學(xué)特征研究結(jié)果顯示其為殼源巖漿，與中東部幔源巖漿的來源明顯不同，該期巖漿作用對(duì)成礦作用而言僅提供熱源和部分流體，提供成礦物質(zhì)比例較少，致使與該期巖漿作用有關(guān)的成礦作用總體較弱。此外，本區(qū)巖石源巖以殼源為主，從花崗巖的成礦專屬性來看主要形成以鎢、錫為主的礦床(程順波等，2013；李文杰等，2006；徐德明等，2015)，巖體附近的鎢、錫礦化也證明了這一點(diǎn)，從另一方面表明區(qū)域銅、鉛鋅礦床與花崗巖之間無成因聯(lián)系。因此，大瑤山西北金秀地區(qū)據(jù)物探異常推斷的深部隱伏巖體為加里東期的可能性較大，巖體與圍巖接觸帶并非尋找銅、鉛鋅礦床找礦的有利空間，僅具有一定尋找鎢、錫礦床的潛力。

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Geochemical Characteristics and Geological Significance of Granite Geochronology in Dayao Mountain Guangxi

LI Huan1，LIU Yun-Hua1,2，LI Zhen1，ZHOU Sai-Fang1，LI Xing1，WEI Ju-Zhen1

(1. Chang’ an University，Xi ’ an SX 710054， China；2. The Key Laboratory of magma action in the Department of land and resources，Xi ’ an SX 710054，China)

Abstract:Dajin rock of Jinxiu County, locating in the northwest area of Guidong Dayaoshan,intruded the Cambrian strata. Its lithology character is fine-grained granite. its formation age has always been considered to be in the yanshan period， but there is no reliable isotope evidence to support it. This paper analyzed the geochemical characteristics of Dajing rock mass. Results show that it has the characteristics of A-type granite. Zircon LA-ICP-MS dating for this pluton yields a (414 + 11) Ma age, indicating it is the product of late Silurian magmatism.which is older than that of the formation of the sedimentary transformation type Cu-Pb-Zn deposit in the overlying Devonian,suggesting that there is no connection between the regional sedimentary transformation type Cu-Pb-Zn deposit and the rock mass.

Key Words:Dajin rock;LA-ICPMS zircon U-Pb dating; Jinxiu;geological significance

中圖分類號(hào)：P58

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-3504(2016)01-0029-09

doi:10.3969/j.issn.1674-3504.2016.01.005

作者簡介：李歡(1990—)，女，碩士，主要從事礦床研究工作。E-mail:948506131@qq.com

基金項(xiàng)目：“廣西金秀雅當(dāng)銅礦成礦規(guī)律及區(qū)域找礦遠(yuǎn)景預(yù)測”資助項(xiàng)目(220027140128)

收稿日期：2015-10-17