劉重芃 ，譚娟娟 *，梅玉萍 ，楊紅梅 ,2，段瑞春 ,2，盧山松

LIU Chong-Peng 1,TAN Juan-Juan1*,MEI Yu-Ping1,YANG Hong-Mei1,2,DUAN Rui-Chun1,2,LU Shan-Song1,2

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心武漢430205;2.中國地質(zhì)調(diào)查局花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心）

(1.Wuhan Centre of China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei;

2.Research Center of Petrogenesis and Mineralization of Granitoid Rock,China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei)

華南地區(qū)在中生代發(fā)育了許多大規(guī)模的W-Sn-Cu多金屬礦床，其中許多都與燕山期花崗巖漿作用有關(guān)。與鎢錫成礦作用有關(guān)的花崗巖一般為S型或A型[1-5]，這樣的礦床在我國南嶺地區(qū)很普遍，前人研究顯示這些巖漿作用集中在160～140 Ma，如錫田錫礦、柿竹園鎢錫鉬鉍礦田和騎田嶺錫礦等[6-10]，毛景文等[11]認為大規(guī)模巖漿侵位于晚侏羅世在華南爆發(fā)式出現(xiàn)，形成了全球規(guī)模最大的W-Sn-Mo-Bi多金屬成礦帶。而近年來的數(shù)據(jù)顯示，在這次大規(guī)模成礦峰期之后的晚白堊世（100～70 Ma），華南也存在時間相對集中的W-Sn礦化事件。

粵西陽春盆地內(nèi)燕山期巖漿活動豐富（圖1），區(qū)內(nèi)有錫山鎢錫礦床、鸚鵡嶺鎢鉬多金屬礦床、石菉銅鉬礦床、天堂銅鉛鋅多金屬礦床等50余個礦床（點），發(fā)育 Cu、Fe、Pb、Zn、W、Sn 等元素的斑巖型、矽卡巖型、構(gòu)造蝕變巖型、熱液脈型等多種礦化[12-13]。前人對于錫山巖體的成巖時代進行了一定研究，通過K-Ar法、Rb-Sr法和鋯石U-Pb法等技術(shù)手段獲得的年齡數(shù)據(jù)集中在白堊世中晚期，從76 Ma到 103 Ma[14-16]：其中梅玉萍等[15]和 Zheng et al.[16]先后報道了錫山巖體不同期次花崗巖體的鋯石U-Pb年齡，分別為103±3 Ma和79.14±0.3 Ma，為錫山巖體提供了兩組高精度的年齡數(shù)據(jù)。由于各礦物的同位素體系的封閉溫度不同，從相對高溫的鋯石U-Pb體系到相對低溫的鉀長石K-Ar（Ar-Ar）體系，在理想狀態(tài)下可得到逐漸年輕的年齡從而推斷巖體的冷卻過程。鉀長石作為花崗巖中的造巖礦物，在錫山巖體中大量存在，是理想的Ar-Ar定年對象。因此，本次研究對位于錫山巖體中的鉀長石進行了Ar-Ar年代學(xué)研究，為錫山巖體成巖年齡的精確厘定提供一個補充，并結(jié)合前人的其他年齡數(shù)據(jù)，探討錫山巖體的冷卻史及對區(qū)內(nèi)礦床學(xué)研究的意義。

1 錫山巖體特征

錫山位于粵西吳川-四會斷裂帶東側(cè)，陽春海西-印支斷陷盆地南部中央。錫山花崗巖體侵入下石炭統(tǒng)的測水組頁巖和石磴子組灰?guī)r中。石磴子組受后期巖漿侵入影響，接觸帶發(fā)育矽卡巖化，賦存有矽卡巖型錫礦和鎢錫石英脈。盆地內(nèi)及錫山巖體周圍斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，自南到北可分為南部、中部、北部淺部和北部深部這四個裂隙帶。這些裂隙帶對成巖成礦有明顯的控制作用：其中中部裂隙帶主要為NNE及NEE方向，相互交織構(gòu)成大型網(wǎng)狀礦脈，北部淺部裂隙帶有NWW和NEE兩組基本同期形成的主要裂隙，是礦區(qū)的主要控礦裂隙。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，主要以燕山期的酸性花崗巖侵入為特征，伴有鐵銅鎢錫礦化[17]。錫山巖體平面上為橢圓狀小巖株，面積約0.5 km2，主要為鉀長花崗巖。前人認為錫山巖體是多次侵入的產(chǎn)物，陳志中[17]給兩次侵入的接觸部位產(chǎn)出的似偉晶巖命名為“碎裂正長巖”或“花斑狀花崗巖”，這些巖石平行接觸帶發(fā)育了交代成因的板狀鉀長石晶體。

圖1 廣東陽春盆地地質(zhì)礦產(chǎn)圖[15]Fig.1 Geology and mineralization map of Yangchun basin,Guangdong

錫山礦床產(chǎn)于巖體與圍巖接觸帶，發(fā)育有石英脈型、云英巖型和矽卡巖型三種礦化類型，其中石英脈型和云英巖型礦脈具有開發(fā)價值[18-19]。金屬礦物主要包括錫石、黑鎢礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、輝鉬礦等，非金屬礦物主要有石英、云母、鉀長石、黃玉、螢石等。礦石以自形-半自形粒狀、柱狀、斑狀的交代充填結(jié)構(gòu)為主，常見梳狀、塊狀、浸染狀、條帶狀等構(gòu)造。熱液蝕變廣泛發(fā)育，從花崗巖體向外呈環(huán)狀分帶。以石英脈為中心,往外依次可分為石英相-黃玉富石英云母相-黃玉云母相-云英巖化花崗巖-正常鉀長花崗巖[18-19]。

2 樣品特征及分析方法

見聚片雙晶和卡納復(fù)合雙晶；鉀長石呈半自形板狀，常見卡式雙晶、鈉長石雙晶和固溶體出溶的細脈狀條紋，常被石英、方解石交代。有些薄片中可觀察到網(wǎng)狀裂隙，沿裂隙有石英、螢石等充填交代。從這些鉀長花崗巖樣品中挑選了鉀長石進行了同位素年代學(xué)分析。

鉀長石的Ar-Ar年代學(xué)分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。稱取適量40-60目粒級的鉀長石單礦物樣品進行清洗，用鋁箔將每個樣品單獨包裝，將多個樣品用石英管融封，外面包裹厚1 mm的鎘皮，在中國原子能科學(xué)研究院快中子反應(yīng)堆照射24小時。照射后的樣品在超高真空析氬系統(tǒng)雙真空爐中進行階段升溫融樣，用含有鋯鋁泵的NG PREP SYSTEM型純化系統(tǒng)純化各階段釋放的氣體。室溫下40Ar本底小于 1.0E-15mol，1300℃時，本底小于 1.0E-14 mol。用Argus VI型惰性氣體質(zhì)譜儀靜態(tài)測定氬的同位素比值。用階段升溫各溫度段獲得的年齡及累計39Ar百分比含量及ArArCALC ver2.4軟件，繪制年齡譜圖，并用加權(quán)法計算出坪年齡，用直線擬合方法計算出40Ar/39A的初始比值及等時線年齡，工作標準為國家標準物質(zhì)黑云母GBW04439（ZBH-25）。

圖2 錫山花崗巖手標本照片(a)，鉀長花崗巖鏡下圖片（b，正交偏光）Fig.2 Rock samples from Xishan granite(a)and thin section of moyite(b,cross-polarized)

3 分析結(jié)果

鉀長花崗巖樣品采自野外露頭，為晚期的斑狀-似斑狀花崗結(jié)構(gòu)（圖2）。斑晶為斜長石、鉀長石、石英和少量黑云母。斜長石呈半自形板狀，鏡下可

圖3展示了Ar-Ar同位素年代學(xué)分析的結(jié)果，樣品得到的Ar-Ar坪年齡為77.6±0.5 Ma，等時線和反等時線年齡都是76.6±0.5 Ma，這三個年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致，等時線計算得到的初始40Ar/36Ar的比值為 315±5 Ma（MSWD=1），與現(xiàn)今的大氣氬比值也比較接近。表1列出了Ar-Ar同位素年代學(xué)分析的數(shù)據(jù)，升溫過程包括了從700℃到1400℃一共11個溫度階段，其中在1000℃到1200℃這一溫度階段是主要的放射性成因Ar的釋放階段，得到的表面年齡在78～79 Ma，略老于700℃到1000℃的低溫階段集中于76 Ma的表面年齡。一般認為相對云母而言，鉀長石對氬的保存能力較差，容易發(fā)生氬的遷移和丟失[20]，但本次實驗所得的Ar-Ar表面年齡坪非常平穩(wěn)，表面溫度并未展示出鉀長石發(fā)生氬丟失時典型的階梯上升的趨勢，波動很小，低溫階段也沒有顯示繼承Ar的影響。正反等時線年齡也與坪年齡基本一致，說明后期的干擾很小，～77 Ma這個鉀長石的Ar-Ar年齡是可靠的。

圖3 錫山鉀長花崗巖中鉀長石的Ar-Ar同位素年齡圖。（a）Ar-Ar坪年齡圖，（b）Ar-Ar等時線年齡圖，（c）Ar-Ar反等時線年齡圖Fig.3 The Ar-Ar age diagram for K-spar samples from Xishan granite.(a)the Ar-Ar plateau age diagram,(b)the Ar-Ar isochron age diagram,(c)the inverse isochron age diagram

表1 錫山鉀長花崗巖中鉀長石的A r-A r同位素測試結(jié)果Table 1 The result of Ar-Ar dating on K-feldspar from Xishan granite

表2 粵西地區(qū)晚白堊世多金屬礦床及其相關(guān)巖石的放射性同位素年齡數(shù)據(jù)

4 討論

多種同位素定年方法可以用來研究花崗巖的熱年代學(xué)?；◢弾r漿的初始溫度一般≥850℃，花崗巖泉眼的冷卻結(jié)晶溫度在～650℃，而Ar-Ar體系的封閉溫度一般在300～400℃，因此可以利用鋯石U-Pb法和鉀長石Ar-Ar法得到的兩個端元的溫度值和年代值計算出花崗巖體的冷卻速率。假設(shè)錫山晚期巖體的鋯石U-Pb體系和鉀長石K-Ar體系的封閉溫度分別為750℃和350℃，已報道的鋯石U-Pb年齡為79 Ma[16]，本文得到的鉀長石Ar-Ar年齡為76 Ma，計算出的冷卻速率約為130℃/Ma。這一冷卻速率很快，可能與構(gòu)造伸展環(huán)境下形成有關(guān)。

毛景文等[21]提出華南多金屬成礦作用與花崗巖類活動密切相關(guān)，成巖成礦事件經(jīng)常同時發(fā)生，其中燕山晚期的最后一次大規(guī)模鎢錫多金屬礦化集中在110～80 Ma，主要與晚階段巖體的內(nèi)外接觸帶成礦作用有關(guān)[22]。前人已發(fā)表了錫山巖體在～103 Ma時發(fā)生了早期的成巖成礦事件[15]，與錫山巖體同屬廣東陽春盆地內(nèi)的石菉也報道了～104 Ma的巖體U-Pb年齡和輝鉬礦Re-Os年齡[23-24]。區(qū)內(nèi)晚白堊世的成巖成礦年齡近年來也有更多報道，如鸚鵡嶺鎢錫多金屬礦床的黑云母花崗巖和鉀長花崗巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為81.4±0.6和80.6±0.5，輝鉬礦Re-Os年齡83.0±1.7 Ma[25]。梅玉萍等獲得了小南山中細粒黑云母二長花崗巖的鋯石U-Pb年齡為79±1.1 Ma，新村粗中粒黑云母二長花崗巖的鋯石U-Pb年齡為76.3±1.1 Ma；莘蓬巖體的中細粒含斑黑云母二長花崗巖的鋯石U-Pb年齡為76.0±0.9和75.0±1.0 Ma（個人交流）。陽春盆地北西向延長線上的銀巖斑巖型錫礦的輝鉬礦Re-Os加權(quán)平均年齡為78.6±1.0[26]，大金山鎢錫礦的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為75～86 Ma，輝鉬礦模式年齡為80～85 Ma[27]。這些數(shù)據(jù)表明，區(qū)內(nèi)廣泛存在與晚白堊世花崗巖有關(guān)的鎢錫多金屬成礦亞系列，其成巖成礦集中于86～76 Ma（表3）。值得注意的是，在華南西部的桂西-黔東鎢錫多金屬成礦區(qū)，也有一批不同規(guī)模的W-Sn多金屬礦床集中形成于晚白堊世（98～76 Ma），包括云南個舊錫多金屬礦床[28-31]、廣西大廠錫多金屬礦床（91～98 Ma[32-34]）、都龍錫鋅多金屬礦床（76～82 Ma[35]）。與粵西地區(qū)一樣，這些礦床的成礦時間與巖漿巖侵位時代也基本一致。

白堊紀礦化在整個華南地區(qū)具有分布面積廣泛而不連續(xù)的特點，這個時期（135～80 Ma）幾乎所有的礦床均發(fā)育于火山盆地、斷陷盆地或變質(zhì)核雜巖的拆離斷層中?；浳?桂東南地區(qū)的白堊紀礦化是中國東部大陸邊緣成礦的一部分，由于殼幔相互作用強烈，以及可能發(fā)生的巖石圈伸展減薄事件，區(qū)域內(nèi)巖漿作用強度大、成礦物質(zhì)來源廣泛，成礦種類多[36-39]。陽春、羅定、龍頭山幾個盆地附近都形成了以盆地為中心的礦集區(qū)，其中鎢錫礦多與花崗

質(zhì)巖石有關(guān)，這些花崗巖類具有富硅、高堿、多揮發(fā)分的特征，有過鋁質(zhì)花崗巖的基本特點。錫山花崗巖的地球化學(xué)特征顯示，其鉀長花崗巖的Sr-Nd-Pb-Hf同位素指示其成巖物質(zhì)主要來源于古老地殼的部分熔融，伴有地幔物質(zhì)的加入，含礦石英脈的高Rb低Sr特征說明其形成于板內(nèi)張性構(gòu)造環(huán)境中的陸殼重熔，而礦石礦物的Re同位素特征表明成礦物質(zhì)來源于殼源巖漿[14,16-17,40-41]。這與區(qū)內(nèi)燕山晚期構(gòu)造運動成礦的主要特征一致：即以富含揮發(fā)組分的小型重熔型酸性侵入體為主，在不同的圍巖條件下形成不同類型的鎢錫鉬多金屬礦床。

5 結(jié)論

（1）廣東陽春錫山巖體中晚期鉀長花崗巖的鉀長石的Ar-Ar坪年齡為77.6±0.5 Ma，等時線和反等時線年齡都為76.6±0.5 Ma，時代是晚白堊世。

（2）結(jié)合野外地質(zhì)現(xiàn)象和前人報道的早白堊世晚期的成巖年齡，錫山花崗巖體具有多期形成的特點，晚期巖體發(fā)生了快速冷卻。

（3）華南地區(qū)存在一系列晚白堊世的鎢錫成礦作用，可能是燕山期巖石圈拉張和軟流圈上涌的結(jié)果。

在野外工作期間得到廣東有色地勘局相關(guān)人員的大力支持和協(xié)助，匿名審稿人對本文提出了建設(shè)性意見和建議，在此表示衷心感謝！

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