何國(guó)朝, 張 健, 伍 靜, 黃文婷, 林書平,梁華英*, 王要武

(1.中國(guó)科學(xué)院 廣州地球化學(xué)研究所 礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州 510640; 2.廣西有色金屬集團(tuán)資源勘查有限公司, 廣西 南寧 530022; 3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 4.廣西大學(xué) 資源與冶金學(xué)院, 廣西南寧 530004; 5.廣東大寶山礦業(yè)有限公司, 廣東 韶關(guān) 512218)

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粵北大寶山礦區(qū)船肚巖體和大寶山花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及多階段成礦分析

何國(guó)朝1, 2, 張 健1, 3, 伍 靜4, 黃文婷1, 林書平1, 3,梁華英1*, 王要武5

(1.中國(guó)科學(xué)院 廣州地球化學(xué)研究所 礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州 510640; 2.廣西有色金屬集團(tuán)資源勘查有限公司, 廣西 南寧 530022; 3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 4.廣西大學(xué) 資源與冶金學(xué)院, 廣西南寧 530004; 5.廣東大寶山礦業(yè)有限公司, 廣東 韶關(guān) 512218)

摘 要:粵北大寶山礦床礦區(qū)出露船肚和大寶山礦化巖體。本文分析了兩個(gè)巖體礦物組成特征和鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡。船肚巖體為似斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造, 主要由似斑狀花崗巖、似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖等組成, 和云英巖型及矽卡巖型Mo-W礦化緊密共生。大寶山巖體為斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造, 主要由堿長(zhǎng)花崗斑巖、普通花崗斑巖、二長(zhǎng)花崗斑巖及花崗閃長(zhǎng)斑巖組成, 礦物組成和船肚巖體的基本相同, 和細(xì)脈浸染狀Mo-W礦化緊密共生。船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖和大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72和165.8±2.0 Ma, MSWD=1.38。據(jù)船肚和大寶山巖體礦物組成基本相同、巖石結(jié)構(gòu)不同及兩者鋯石Th/U比值不同和U-Pb年齡存在約4 Ma左右時(shí)差, 提出大寶山礦區(qū)在燕山期發(fā)生了兩階段巖漿成礦事件, 第一階段巖漿成礦事件發(fā)生在166 Ma左右, 形成大寶山斑巖型礦床,第二階段巖漿成礦的形成時(shí)間約為162 Ma左右, 形成船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及與巖體緊密共生的矽卡巖型和云英巖型礦化; 大寶山斑巖體和船肚似斑狀巖體是同一巖漿房?jī)纱蚊}動(dòng)侵入形成的。

關(guān)鍵詞:大寶山礦床; 船肚巖體; 斑巖Mo-W礦床; 鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡; 粵北

項(xiàng)目資助: 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41172080, 41372084)及國(guó)土資源部深部礦產(chǎn)資源立體探測(cè)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究(SinoProbe-03-01)聯(lián)合資助。

0　引 言

大寶山礦床是粵北地區(qū)重要礦床, 成礦元素組合復(fù)雜, 多種金屬如Fe、Cu、Pb-Zn、Mo、W均達(dá)大型規(guī)模, 且Ga、In、Bi、Se、Te、Tl、Ag、Au等多種元素具有綜合回收價(jià)值, 在南嶺成礦帶獨(dú)具特色, 引起廣泛關(guān)注(劉姤群等, 1985; 葛朝華和韓發(fā), 1986, 1987; 蔡錦輝和劉家齊, 1993a, 1993b; 裴太昌等, 1994; 楊振強(qiáng), 1997; 丁昕等, 2005; 宋世明等, 2007; 徐文忻等, 2008; 王磊等, 2010; Wang et al., 2011; Li et al., 2012; 陳毓川和王登紅, 2012; 劉莎等, 2012; 毛偉等, 2013; 瞿泓瀅等, 2014; Ye et al., 2014)。

大寶山礦床礦化類型復(fù)雜, 既有與加里東期火山熔巖(伍靜等, 2014)緊密共生層狀Fe-Cu-Pb-Zn礦化, 也有和大寶山花崗斑巖緊密共生的斑巖型Mo-W礦化(劉莎等, 2012; Li et al., 2012; 毛偉等, 2013; 瞿泓瀅等, 2014), 還有與船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖緊密共生的矽卡巖–云英巖型Mo-W礦化。

目前對(duì)大寶山礦床成因有不同的看法, 主要有燕山期巖漿熱液(莊明正, 1983; 黃書俊等, 1987;徐文炘等, 2008)、海西期海相火山熱液噴氣沉積(葛朝華和韓發(fā), 1986; 楊振強(qiáng), 1997)及燕山期陸相火山–次火山成因(古菊云, 1984; 劉姤群等, 1985)等觀點(diǎn)。大寶山礦區(qū)船肚似斑狀礦化巖體和大寶山礦化斑巖相鄰, 目前對(duì)大寶山斑巖體和船肚似斑狀巖體年齡有不同看法, 蔡錦輝等(2013)提出船肚似斑狀巖體是加里東期形成的, 大寶山斑巖形成時(shí)代為燕山期; 王磊等(2010)和毛偉等(2013)則認(rèn)為大寶山斑巖和船肚巖體形成時(shí)代相同, 都是燕山期形成的,但兩者獲得鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡差別較大,王磊等(2010)為175 Ma左右, 毛偉等(2013)在161～ 162 Ma左右; 劉莎等(2012)、Li et al. (2012)等獲得大寶山斑巖鋯石U-Pb年齡則為166～167 Ma左右。

為了闡明大寶山礦區(qū)礦化斑巖體和似斑狀巖體的關(guān)系, 分析大寶山礦區(qū)燕山期巖漿成礦事件, 本文在詳細(xì)顯微鑒定分析的基礎(chǔ)上, 通過大寶山礦區(qū)船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體鋯石U-Pb年齡及兩巖體礦物組成特征對(duì)比等, 分析大寶山斑巖和船肚似斑狀花崗巖的關(guān)系。

1　地質(zhì)特征

粵北大寶山礦床位于廣東省韶關(guān)市境內(nèi), 是一個(gè)大型銅鉛鋅鎢鉬多金屬礦床。大寶山多金屬礦床位于南嶺構(gòu)造帶南側(cè), 大東山–貴東東西向構(gòu)造帶與吳川–四會(huì)深大斷裂構(gòu)造帶的復(fù)合部位。區(qū)內(nèi)廣泛出露古生代地層, 其中以泥盆紀(jì)–石炭紀(jì)碳酸鹽巖分布最廣, 次為寒武紀(jì)淺變質(zhì)砂頁巖, 有少量早侏羅世、晚白堊世碎屑巖分布, 缺失奧陶系、志留系(圖1)。

圖1　大寶山多金屬礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a, 據(jù)葛朝華和韓發(fā), 1987修改)和大寶山所處位置圖(b)Fig.1 Geological map of the Dabaoshan polymetal deposit (a), and the location of the Dabaoshan orefield in South China (b)

大寶山斑巖型鉬鎢礦床主要為細(xì)脈浸染狀產(chǎn)于大寶山斑巖體及其內(nèi)外接觸帶中(圖1), 鉬和鎢已達(dá)到大型規(guī)模。大寶山賦礦花崗斑巖侵入侏羅紀(jì)(?)石英砂巖及炭質(zhì)頁巖中, 出露面積約0.18 km2。大寶山斑巖體為斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造, 基質(zhì)為顯晶質(zhì), 粒度多小于0.3 mm, 斑晶礦物粒度在1～3 mm之間(圖2a); 斑晶和基質(zhì)礦物組成相似, 主要由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、白云母及黑云母等礦物組成, 其中斜長(zhǎng)石(全蝕變?yōu)榻佋颇?和鉀長(zhǎng)石含量變化較大, 組成了一個(gè)由堿長(zhǎng)花崗斑巖、花崗斑巖、二長(zhǎng)花崗斑巖及花崗閃長(zhǎng)斑巖的完整系列, 主體為二長(zhǎng)花崗斑巖。大寶山巖體蝕變強(qiáng)烈, 主要蝕變類型有面狀的鉀硅化(形成鉀長(zhǎng)石±石英或白云母±石英)、黃鐵絹英巖化、黏土化、綠泥石化及碳酸鹽化等。大寶山斑巖型鉬鎢礦床金屬礦物主要為輝鉬礦、黃鐵礦、白鎢礦、黑鎢礦、少量黃銅礦和輝鉍礦等, 脈石礦物有石英、長(zhǎng)石、云母、碳酸鹽礦物、黏土礦物及少量螢石等。

船肚似斑狀巖體侵入層狀火山巖、寒武紀(jì)變質(zhì)砂巖–板巖和泥盆紀(jì)灰?guī)r及頁巖中, 出露面積約0.7 km2。船肚巖體為似斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造, 斑晶及基質(zhì)粒度均較大, 斑晶為中粗粒, 多在3～6 mm, 最大者可達(dá)3 cm, 基質(zhì)為中粒, 多在1～2 mm, 斑晶和基質(zhì)礦物組成基本相同, 主要由條紋長(zhǎng)石–微斜條紋長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及白云母等礦物組成。據(jù)斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石含量變化, 可分為似斑狀花崗巖、似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖等, 主體為二長(zhǎng)花崗巖。船肚巖體蝕變較弱, 主要蝕變?yōu)榧?xì)脈狀鉀長(zhǎng)石化–硅化(圖2b), 較弱絹云母化及碳酸鹽化等。船肚巖體南側(cè)和泥盆紀(jì)灰?guī)r接觸帶以矽卡巖型礦化為主, 北側(cè)和寒武紀(jì)變質(zhì)砂巖和板巖接觸帶以云英巖型礦化為主(圖1)。船肚巖體礦化金屬礦物主要為輝鉬礦、白鎢礦、黑鎢礦、黃鐵礦及少量黃銅礦, 成礦元素組合和大寶山斑巖型礦床相似。

大寶山賦礦斑巖體和船肚似斑狀礦化巖體既有相同之處, 也有一定差異。兩者巖性相近, 均主要由花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖及花崗巖組成, 主體均為二長(zhǎng)花崗巖; 兩者不同之處在于船肚巖體為似斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶及基質(zhì)粒度較大, 而大寶山巖體為斑巖斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶及基質(zhì)粒度相對(duì)較小; 船肚巖體的斑晶及基質(zhì)為微斜條紋長(zhǎng)石及條紋長(zhǎng)石, 未見斜長(zhǎng)石斑晶, 而大寶山巖體見斜長(zhǎng)石斑晶; 船肚巖體中普遍見微粒鉀長(zhǎng)石脈→石英脈構(gòu)成的斑巖型礦床成礦早期的鉀硅化蝕變組合(圖2b)(Liang et al., 2009), 而大寶山巖體中僅在深部局部見到此類型蝕變組合。這顯示船肚巖體位于巖漿成礦系統(tǒng)較深部位, 而大寶山巖體則位于巖漿成礦系統(tǒng)相對(duì)較淺的部位。

2　樣品采集及分析方法

圖2　大寶山斑巖(a)和船肚似斑狀巖體(b)顯微特征圖(礦物名稱縮寫: Kfs. 鉀長(zhǎng)石; Pl. 斜長(zhǎng)石; Ms. 白云母; Q. 石英)Fig.2 Microphotographs showing the textures of the Dabaoshan (a) and Chuandu (b) porphyries

分析樣品分別采集于船肚巖體中南部蝕變較弱似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(N24°33′59.19″, E113°41′25.55″)及大寶山ZK6001鉆孔63 m處二長(zhǎng)花崗斑巖(圖1)。巖石樣品經(jīng)破碎過篩, 磁選然后重液的分離, 再在顯微鏡下挑選。將精選的鋯石裝入環(huán)氧樹脂中, 然后拋光。用光學(xué)顯微鏡及掃描電子顯微鏡陰極發(fā)光(CL)觀察, 選出晶形較好、沒有裂紋及包裹體不發(fā)育的鋯石晶體進(jìn)行分析。鋯石的U-Pb年齡分析在中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所LA-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室完成。具體分析流程見涂湘林等(2011)。

3　分析結(jié)果

船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石多為長(zhǎng)柱狀, 晶形較好, 長(zhǎng)度在200～300 μm之間, 長(zhǎng)寬比在3左右。大寶山花崗斑巖鋯石多為長(zhǎng)柱狀, 晶形較好。鋯石顆粒長(zhǎng)為100～300 μm, 長(zhǎng)寬比在2～4之間。

船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖鋯石晶形較好, 韻律環(huán)帶發(fā)育(圖3), 具巖漿鋯石的特征, 因此鋯石U-Pb年齡能代表巖漿侵位年齡。在船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖的24個(gè)分析點(diǎn)中, 有3顆鋯石的206Pb/238U年齡>200 Ma(表1), 被看作繼承鋯石或捕獲鋯石, 不參與計(jì)算巖體侵位年齡。其余21個(gè)分析點(diǎn)的鋯石206Pb/238U年齡在154～179 Ma之間, 加權(quán)平均值為162.6±2.4 Ma, MSWD=5.12。統(tǒng)計(jì)年齡MSWD值較大, 表明其中含有不易識(shí)別的準(zhǔn)繼承鋯石或鉛丟失鋯石。為了獲得較精確巖體主群鋯石的LA-ICP-MS U-Pb年齡, 我們采用累積概率統(tǒng)計(jì)圖對(duì)鋯石U-Pb年齡分析數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(圖4a內(nèi)插圖)。前人工作表明, 主群鋯石年齡在累積概率圖上多沿直線分布, 直線分布鋯石群年齡代表巖體鋯石年齡, 位于直線上方的被認(rèn)為繼承鉛, 位于直線下方的多被認(rèn)為是鉛丟失(Harris et al., 2004; Liang et al., 2006; 黃波等, 2009)。為了獲得更精確的年齡, 在計(jì)算巖體年齡時(shí), 只計(jì)算主群組鋯石年齡。在累積概率統(tǒng)計(jì)圖上, 把位于直線上方的2個(gè)分析點(diǎn)視為繼承鋯石, 位于直線下方的1個(gè)分析點(diǎn)視作鉛丟失鋯石, 其余18個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡代表船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖主群鋯石年齡, 加權(quán)平均值為162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72。因此, 船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖侵位時(shí)間約為162.1±1.6 Ma(圖4a)。

大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖6個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡>208 Ma, 被看作繼承鋯石或捕獲鋯石, 在計(jì)算年齡時(shí)被剔除, 其余15個(gè)分析點(diǎn)的加權(quán)平均值為166.3± 4.3 Ma, MSWD=5.92。其MSWD值較大, 顯示其中含準(zhǔn)繼承鋯石或鉛丟失鋯石。為了獲得更精確的巖體主群鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡, 我們用累積概率統(tǒng)計(jì)圖對(duì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(圖4b內(nèi)插圖), 把位于累積概率統(tǒng)計(jì)圖上方的2個(gè)點(diǎn)和下方的1個(gè)點(diǎn)分別看作繼承鋯石和鉛丟失鋯石, 其余12個(gè)點(diǎn)獲得主群鋯石的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為165.8±2.0 Ma, MSWD= 1.38(圖4b)。

4　討 論

4.1大寶山礦區(qū)燕山期兩階段巖漿活動(dòng)及成礦分析

圖3　船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(a)及大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖(b)鋯石CL圖Fig.3 CL image of zircon from the Chuandu porphyritic monzonite granite (a) and Dabaoshan monzonite porphyry (b)

表1　船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖和大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb results of the Chuandu porphyritic monzonite granite and the Dabaoshan mozogranite porphyry

圖4　大寶山礦區(qū)船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(a)及大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖(b)鋯石年齡諧和圖(內(nèi)插圖為累積概率統(tǒng)計(jì)圖)Fig.4 Concodia plots showing the zircon U-Pb analyses of the Chuandu porphyritic monzonite granite (a), and the Dabaoshan monzonite porphyry (b) (inserts are probability plots)

前人已對(duì)船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖及有關(guān)礦床作了一系列同位素定年: 蔡錦輝等(2013)獲得船肚巖體和丘壩巖體鋯石年齡均為～450 Ma, 提出兩個(gè)巖體都是加里東期形成的; 王磊等(2010)獲得大寶山斑巖及船肚巖體鋯石LAICP-MS U-Pb年齡都為175 Ma左右; 毛偉等(2013)獲得的兩巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡則在161～ 162 Ma左右; 劉莎等(2012)和Li et al. (2012)獲得大寶山斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡在166～167 Ma之間; 瞿泓瀅等(2014)獲得9個(gè)輝鉬礦樣品Re-Os等時(shí)線年齡166.0±3.0 Ma, 礦化絹云母Ar-Ar等時(shí)線年齡及坪年齡一致樣品的年齡在166～167 Ma之間。

本文獲得大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(165.8±2.0 Ma)與劉莎等(2012)的大寶山賦礦堿長(zhǎng)花崗斑巖(166.6±2.1 Ma, MSWD=1.17)及白云母二長(zhǎng)花崗斑巖(166.2±3.1 Ma, MSWD=2.3)和Li et al. (2012)鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡一致, 也和瞿泓瀅等(2014)礦化輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡(166.0± 3.0 Ma)及絹云母Ar-Ar坪年齡(166.6±1.6 Ma)基本相同。這表明大寶山斑巖型礦床成巖成礦作用時(shí)代在166 Ma左右。

蔡錦輝等(2013)提出船肚似斑狀巖體和丘壩巖體都為燕山期的產(chǎn)物。我們的工作發(fā)現(xiàn), 船肚似斑狀巖體和丘壩巖體在地質(zhì)及礦化特征上有明顯的差異。丘壩巖體為英安質(zhì)凝灰熔巖, 斑晶(碎屑)主要為斜長(zhǎng)石、石英、角閃石和黑云母, 基質(zhì)主要為斜長(zhǎng)石和石英(伍靜等, 2014); 船肚巖體主體為似斑狀二長(zhǎng)花崗巖, 主要由條紋長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英及白云母組成。兩者結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物組成的明顯差異不支持它們具有內(nèi)在成因聯(lián)系。蔡錦輝等(2013)文中未詳細(xì)說明分析的船肚巖體樣品結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征, 很難推斷其分析樣品是否為船肚似斑狀巖體的主體部分,考慮到其所獲得的鋯石U-Pb年齡和CL圖特征都和丘壩巖體的相似, 因此推斷其分析樣品可能為船肚巖體中加里東期火山熔巖包體, 其年齡不代表船肚巖體主體侵位年齡。

王磊等(2010)的鋯石U-Pb年齡和瞿泓瀅等(2014)輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡(166.0±3.0 Ma)及云母Ar-Ar坪年齡(166.6±1.6 Ma)存在～11 Ma時(shí)差。瞿泓瀅等(2014)礦化輝鉬礦年齡和礦化絹云母年齡基本一致, 也和本文及劉莎等(2012)和Li et al. (2012)鋯石U-Pb年齡相同, 可反映斑巖成巖成礦年齡。前人工作表明, 和小斑巖體有關(guān)的斑巖型礦床成巖成礦系統(tǒng)時(shí)間跨度一般在1 Ma左右(Cathles et al., 1997; 梁華英等, 2008, 2009)。大寶山斑巖型礦床成礦巖體出露面積僅0.18 km2, 成巖成礦之間不可能存在～11 Ma時(shí)差, 因此, 大寶山斑巖和船肚巖體鋯石U-Pb年齡(～175 Ma)存在疑問, 可能不代表成礦斑巖體形成時(shí)代, 該年齡地質(zhì)意義有待進(jìn)一步分析。

毛偉等(2013)的兩巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(161～162 Ma)小于瞿泓瀅等(2014)輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡和絹云母Ar-Ar坪年齡。鋯石U-Pb同位素體系的封閉溫度高于輝鉬礦Re-Os及絹云母Ar-Ar同位素體系的封閉溫度, 鋯石U-Pb同位素年齡在理論上不應(yīng)低于輝鉬礦Re-Os同位素年齡及絹云母Ar-Ar年齡, 因此, 毛偉等(2013)獲得的鋯石U-Pb年齡低于絹云母Ar-Ar年齡的具體原因或地質(zhì)意義有待進(jìn)一步探討。

船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72)略小于大寶山斑巖鋯石U-Pb年齡(約166～167 Ma)。本文的兩個(gè)鋯石樣品和劉莎等(2012)及Li et al. (2012)的三個(gè)鋯石樣品U-Pb同位素分析都在中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所LA-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室完成, 其中大寶山賦礦斑巖4個(gè)不同時(shí)期測(cè)得的不同巖性的鋯石樣品U-Pb年齡都在166 Ma左右, 船肚似斑狀巖體鋯石U-Pb年齡則在162 Ma左右。兩巖體年齡相差4 Ma, 這種差異可能由下列兩種原因所致: 一是分析誤差, 二是兩巖體形成時(shí)代不同?？紤]到鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年在理想狀態(tài)下準(zhǔn)確度在1%左右, 而大寶山礦區(qū)4個(gè)斑巖樣品及船肚巖體1個(gè)樣品中僅船肚巖體鋯石U-Pb年齡為～162 Ma, 大寶山斑巖體4個(gè)樣品鋯石U-Pb年齡相同, 都為約166～167 Ma, 如果為分析誤差造成, 過于巧合, 更合理解釋是兩巖體形成時(shí)代不同。

鋯石U-Pb同位素體系在巖漿中的封閉溫度較高, 在800 ℃左右(Harris, 1996), 鋯石U-Pb同位素體系記錄年齡為巖漿溫度較高時(shí)鋯石結(jié)晶析出的年齡。船肚巖體及大寶山巖體都是小巖體, 而形成小巖體的巖漿侵入地層后快速降溫(Cathles et al., 1997), 因此, 如果船肚巖體為大寶山斑巖體的深成相, 則兩者鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡應(yīng)基本相同,如大寶山斑巖體四個(gè)不同深度及巖性的樣品鋯石U-Pb年齡基本相同, 都在166～167 Ma。船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖和大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡有一定的差異, 表明兩者不是同一巖體的不同相, 而更可能是不同階段巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。斑巖型礦床和矽卡巖及云英巖型礦化和成礦巖體同時(shí)形成, 因此, 可認(rèn)為大寶山礦區(qū)發(fā)生了兩階段成礦巖漿活動(dòng), 第一階段活動(dòng)時(shí)代在166 Ma左右, 形成大寶山斑巖體及斑巖型鉬鎢礦化, 第二階段形成時(shí)代在162 Ma左右, 形成船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及與其緊密共生的云英巖型–矽卡巖型鉬鎢礦化。大寶山礦區(qū)在燕山期發(fā)生了兩階段巖漿成礦事件, 有更好的找礦前景。

4.2大寶山礦區(qū)兩階段礦化巖漿活動(dòng)內(nèi)在關(guān)系分析

船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體的巖性基本相同, 雖然成分變化均較大, 但主體均為二長(zhǎng)花崗斑巖。此外, 船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體均和Mo-W礦化緊密共生, 均經(jīng)歷了鉀化蝕變作用。兩者主要差別是前者為似斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶及基質(zhì)粒度較大, 后者為斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶及基質(zhì)粒度相對(duì)較細(xì)。船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石和大寶山斑巖鋯石粒度及Th/U比值均有一定差異。船肚巖體鋯石粒度相對(duì)較大, 鋯石長(zhǎng)軸多大于180 μm(圖4a), Th/U相對(duì)較小, Th/U比值在0.16～0.29之間(21個(gè)分析點(diǎn), 年齡值>180 Ma的分析點(diǎn)除外), 平均值0.22; 大寶山斑巖鋯石粒度相對(duì)較小, 鋯石長(zhǎng)軸多小于150 μm (含有較老核的鋯石除外) (圖4b), Th/U比值較大, 在0.14～0.89之間, 平均值0.54(16個(gè)點(diǎn), 年齡>180 Ma的分析點(diǎn)除外)。兩巖體礦物組成和礦化元素組合相似性支持它們來自同一巖漿房; 而兩者鋯石粒度、Th/U比值及U-Pb年齡差異則表明其為兩期巖漿。考慮到兩者在空間上相距較近, 因而我們初步認(rèn)為船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體是同一巖漿房?jī)纱蚊}動(dòng)的產(chǎn)物。

船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體結(jié)構(gòu)表明兩者的形成深度不同, 前者較深, 后者較淺; 船肚巖體圍巖為寒武紀(jì)和泥盆紀(jì)地層, 而大寶山巖體圍巖主要為泥盆紀(jì)地層, 也表明船肚巖體侵位深度大于大寶山巖體的侵位深度; 船肚巖體中發(fā)育斑巖成礦系統(tǒng)早期細(xì)脈狀鉀硅化蝕變(Liang et al., 2009), 而大寶山巖體中則僅在深部局部發(fā)育有關(guān)蝕變, 這表明船肚巖體位于斑巖成巖成礦系統(tǒng)相對(duì)較深部位, 大寶山巖體則位于成巖成礦系統(tǒng)相對(duì)較淺部位。與中酸性巖有關(guān)的礦化多位于巖體頂部及上部的內(nèi)外接觸帶(Hedenquist and Lowenstern, 1994; Wu et al., 2012), 因而, 有理由認(rèn)為船肚巖體頂部斑巖型礦化可能已被剝蝕掉。船肚巖體和大寶山巖體之間發(fā)育斷層構(gòu)造(圖1),可能是因?yàn)閿鄬踊顒?dòng), 斷層西翼被抬升, 因而位于斷層西翼的船肚巖體頂部及其圍巖被剝蝕及出露寒武紀(jì)地層。這表明, 大寶山礦區(qū)及附近區(qū)域在斑巖型礦床形成后, 局部地區(qū)由于斷層構(gòu)造活動(dòng)而發(fā)生相對(duì)抬升或下降, 抬升地區(qū)發(fā)生較多剝蝕而出露較老時(shí)代的寒武系。大寶山斑巖型礦床頂部圍巖為泥盆系, 而與中酸性巖漿作用有關(guān)的礦化多位于巖體的頂部及其內(nèi)外接觸帶, 因此, 區(qū)內(nèi)斑巖型礦床今后的找礦方向應(yīng)主要集中在剝蝕相對(duì)較淺的泥盆系出露區(qū)。

5　結(jié) 論

通過上述分析, 我們得出下列主要結(jié)論:

(1) 船肚似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及大寶山二長(zhǎng)花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72和165.8±2.0 Ma, MSWD=1.38。大寶山礦區(qū)船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體在空間上相鄰、具相似礦物組成及均與Mo-W礦化緊密共生和具不同鋯石U-Pb年齡等表明, 兩者屬同一巖漿房?jī)纱蚊}動(dòng)形成的。

(2) 大寶山礦區(qū)在燕山期發(fā)生了兩階段巖漿成礦事件, 早階段成巖成礦時(shí)代在166 Ma左右, 形成大寶山斑巖型鉬鎢礦床, 晚階段的時(shí)代在162 Ma左右, 形成船肚巖體及和巖體緊密共生的矽卡巖型及云英巖型鉬鎢礦化。

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LA-ICP-MS Zircon U-Pb Age of the Chuandu and Dabaoshan Porphyries in the Dabaoshan Ore Filed, Northern Guangdong Province and its Metallogenic Implication

HE Guochao1, 2, ZHANG Jian1, 3, WU Jing4, HUANG Wenting1, LIN Shuping1, 3, LIANG Huaying1*and WANG Yaowu5
(1. CAS Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Science, Guangzhou 510640, Guangdong, China; 2. Resource Exploration Co. Ltd of Guangxi Non-ferrous Metal Group Co., Ltd, Nanning 530022, Guangxi, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 4. College of Resources and Metallurgy, Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi, China; 5. Dabaoshan Mining Limited Company, Shaoguan 512218, Guangdong, China)

Abstract:The Chuandu and Dabaoshan porphyries outcrop in the Dabaoshan orefield, northern Guangdong province. The Chuandu intrusion, with a cropping area of 0.7 km2, intruded the Cambrian weakly metamorphosed siltstone and slate and the Devonian sandstone with limestone interlayers. The Chuandu intrusion is associated with skarn-type Mo-W mineralization in its southern contact zone and greisen-type Mo-W mineralization in its northern contact zone, respectively. The Dabaoshan porphyry, with a cropping area of 0.18 km2, intruded the Jurassic sandstone and carbonaceous shale and the Galedonian tufflava. The Dabaoshan intrusion is associated closely with veinlet and disseminate Mo-W mineralization. Field and thin section observations reveal that the Chuandu intrusion is characterized by massive structure and porphyritic-like texture, and consists mainly of porphyritic monzonite granite with small amount of porphyritic granite and porphyritic granodiorite. The Dabaoshan intrusion is characterized by porphyritic texture and composed mainly of mozogranite porphyry. The Chuandu porphyritic monzonite granite and the Dabaoshan monzonite porphyry have LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of 162.1±1.6 Ma (MSWD=2.72) and 165.8±2.0 Ma (MSWD=1.38), respectively. The Chuandu porphyritic felsic intrusion and the Dabaoshan porphyry are similar in mineral composition and different in LA-ICP-MS zircon U-Pb ages. Based on that the two adjacent intrusions are different in U-Pb ages, we suggest that the adjacent Chuandu and the Dabaoshan intrusions come from the same magma chamber at different time periods, and consequently, the Dabaoshan ore field underwent two stages of mineralization related to the two phases of Yanshanian felsic magmatic activities.

Keywords:Dabaoshan ore; Chuandu intrusion; porphyry Mo-W deposit; zircon LA-ICP-MS U-Pb age; northern Guangdong province

中圖分類號(hào):P597; P612

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1001-1552(2016)01-0136-009

收稿日期:2014-03-03; 改回日期: 2014-10-10

第一作者簡(jiǎn)介:何國(guó)朝(1964–), 男, 教授級(jí)高級(jí)工程師, 主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)及勘查工作。Email: 124737253@qq.com

通信作者:梁華英(1962–), 男, 研究員, 從事礦床學(xué)研究及勘查工作。Email: lianghy@gig.ac.cn