張建嶺，許德如，于亮亮，侯茂洲

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江西新余鐵礦花崗巖體和賦礦圍巖鋯石U-Pb定年

張建嶺1, 2，許德如1，于亮亮1, 2，侯茂洲1

(1. 中國科學(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，廣州 510640；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

江西新余鐵礦位于欽杭成礦帶南側(cè)，為探討其變形變質(zhì)時(shí)代，針對(duì)礦區(qū)花崗巖體和賦礦圍巖開展了鋯石U-Pb定年工作。鋯石的透反射圖像、CL圖像和稀土元素特征及其(Sm/La)N?La和Ce/Ce*?(Sm/La)N判別圖表明山莊巖體的鋯石為巖漿鋯石，賦礦圍巖中的鋯石為變質(zhì)鋯石；鋯石U-Pb定年結(jié)果表明山莊巖體的侵入時(shí)代為420~419 Ma，礦區(qū)地層的變質(zhì)時(shí)代為214~213 Ma。它們和賦礦圍巖的巖相觀察及巖體與礦區(qū)地層的穿插關(guān)系共同表明新余鐵礦經(jīng)歷了加里東中晚期(＞420~419 Ma)的區(qū)域變質(zhì)作用和印支晚期有熱液參與的變質(zhì)作用。

新余鐵礦；鋯石U-Pb定年；變質(zhì)作用；加里東期；印支期

江西新余鐵礦位于欽杭成礦帶南側(cè)，是江西省重要的鐵礦床，礦石儲(chǔ)量約7億t，是沉積于新元古代，在遭受期后的構(gòu)造變質(zhì)作用而形成的鐵礦床[1]。在區(qū)域構(gòu)造上，新余鐵礦位于華南板塊，華南板塊在新元古代以后經(jīng)歷了加里東期、印支期等多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。根據(jù)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)階段特征，加里東運(yùn)動(dòng)分為造山早期、造山中期或變質(zhì)峰期和造山晚期3個(gè)階段[2]。在造山運(yùn)動(dòng)中期，華南板塊武夷?云開造山帶發(fā)育了大量變質(zhì)巖，變質(zhì)程度高達(dá)麻粒巖相；在運(yùn)動(dòng)晚期，發(fā)育了大量的S型和I型花崗巖[2?6]。印支運(yùn)動(dòng)分為碰撞期、轉(zhuǎn)換期和伸展期3個(gè)階段，各階段不僅發(fā)育了大量的巖體，而且形成了一定數(shù)量的變質(zhì)巖；巖體類型主要為S型花崗巖[7?8]，部分為A型花崗巖[9]、安山巖[10]和輝綠巖[11]；變質(zhì)巖主要為基底變質(zhì)巖[12]，部分為巖體變質(zhì)巖[13?14]。關(guān)于新余鐵礦，前人作了較多的研究，取得了不少成果，但基本集中于20世紀(jì)80~90年代，近年來有少量成果陸續(xù)見刊：曾書明等[1, 6]研究了新余鐵礦，定性地確定了其沉積時(shí)代；陳正樂等[15]研究了新余鐵礦的褶皺變形，討論了其成因動(dòng)力學(xué)機(jī)制；李志紅等[16?17]分析研究了新余鐵礦硅鐵建造的主微量和硅鐵氧硫同位素等地球化學(xué)特征，討論了新余鐵礦的礦床成因與類型。關(guān)于礦區(qū)巖體，近年來有不少研究成果。樓法生等[18]研究了新余鐵礦區(qū)西南復(fù)式巖體，報(bào)道了山莊花崗巖體的形成時(shí)代；李潔等[19]研究了礦區(qū)東南雅山巖體，討論了其演化特征和形成時(shí)代；羅志高等[20, 8]研究了新余鐵礦區(qū)東南金灘復(fù)式巖體，討論了其分期、成因和形成時(shí)代等內(nèi)容。但是，關(guān)于新余鐵礦變形變質(zhì)時(shí)代的研究，前人基本上是根據(jù)地層對(duì)比和構(gòu)造穿插關(guān)系作出的定性描述，沒有確切數(shù)據(jù)支持，不能有效解決新余鐵礦的變形變質(zhì)時(shí)代問題，為進(jìn)一步找礦服務(wù)。因此，本文作者在上述研究成果的基礎(chǔ)上，通過采集礦區(qū)巖體和賦礦圍巖樣品，利用成熟且精確的鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年技術(shù)，結(jié)合巖相觀察，解決新余鐵礦變形變質(zhì)時(shí)代無精確定年的問題，并為華南板塊的變形變質(zhì)演化提供證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)

新余鐵礦位于華夏地塊和揚(yáng)子地塊碰撞縫合帶，即欽杭成礦帶南側(cè)的華南加里東褶皺帶中段，武功 山?北武夷復(fù)背斜西段[1]。

區(qū)內(nèi)主要有薊縣紀(jì)神山群、青白口紀(jì)庫里組、上施組、南華紀(jì)楊家橋群古家組、下坊組、大江邊組、震旦系樂昌峽群、寒武系八村群牛角河組等地層[1](見圖1)，它們?yōu)檫B續(xù)沉積。其中古家組發(fā)育差，地層不連續(xù)；下坊組是新余鐵礦的賦礦層位，發(fā)育較好，延伸深遠(yuǎn)。這些地層組成了神山復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜的核部和南翼。上述地層在沉積之后，經(jīng)歷了南華紀(jì)以來的各期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和變形變質(zhì)作用，形成了變質(zhì)相為綠片巖相?低角閃巖相的中淺變質(zhì)巖。新余鐵礦區(qū)內(nèi)的巖漿作用較發(fā)育，礦區(qū)西南部發(fā)育了一個(gè)加里東期花崗巖體[18]和一個(gè)燕山中期巖體[19]，東南部發(fā)育了一個(gè)印支期花崗巖體[20, 8]；松山南發(fā)育有一個(gè)極小的印支期巖枝，無確切地質(zhì)年代。加里東期的山莊崗巖體侵入到震旦系、寒武系變質(zhì)地層中，并被上泥盆統(tǒng)沉積巖層覆蓋，而后又被印支期巖體侵入(見圖1)，巖體有輕微蝕變，但無明顯變質(zhì)痕跡。

圖1 新余鐵礦區(qū)域地質(zhì)圖[1]：1—第四系沖積層；2—上泥盆?下三疊統(tǒng)碎屑巖；3—牛角河組碎屑巖；4—樂昌峽群碎屑巖；5—大江邊組凝灰質(zhì)淺變質(zhì)巖；6—下坊組含鐵礦層淺變質(zhì)巖；7—潭頭群火山?碎屑巖；8—神山群含碳淺變質(zhì)巖；9—印支期花崗巖；10—海西期花崗巖；11—加里東期花崗巖；12—超基?基性巖體；13—鐵礦層；14—斷層；15—褶皺；16—采樣點(diǎn)；17—產(chǎn)狀

礦區(qū)的構(gòu)造主要有北部的神山復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜、南部里坑倒轉(zhuǎn)向斜及井頭—冶源斷裂。其中神山倒轉(zhuǎn)背斜是礦區(qū)的控礦構(gòu)造，呈NEE?SWW向延展，向南倒轉(zhuǎn)，傾向NNW，傾角20°~45°。井頭—冶源斷裂呈NW?SE向延伸，切割礦區(qū)，把礦區(qū)地層分為斷層以東的倒轉(zhuǎn)地層，斷層以西的正常地層[1]。

鐵礦體，產(chǎn)于下坊組地層中，其產(chǎn)狀變化受地層控制；在井頭—冶源斷裂界線以東傾向315°~345°，傾角20°~45°；在界線以西傾向南西，傾角20°~70°，在褶皺強(qiáng)烈處，礦體呈紅綢舞式。

2 樣品描述

礦區(qū)樣品分別采集于礦區(qū)的山莊花崗巖體和松山礦段賦礦圍巖，二者具體特征如下。

1) 巖體樣品(szx03、szx05)：采集于山莊巖體的北部，新鮮均一，沒有遭受到后期的變質(zhì)作用。經(jīng)巖相鑒定，巖性為二長花崗巖，中粒等粒結(jié)構(gòu)、局部見似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為斜長石(35%~30%)、石英(28%~25%)、鉀長石(25%~20%)、白云母(8%~6%)、黑云母(2%~1%)；副礦物主要為鋯石、石榴子石、綠簾石、磁鐵礦等；巖石中可見輕微的蝕變現(xiàn)象，蝕變產(chǎn)物為綠泥石、粘土。在巖體南部可見閃長巖包體[21]。

賦礦圍巖樣品：分別采集于松山礦段的露采區(qū)和坑口，均為礦層底板樣品。經(jīng)鑒定，二者巖性分別為磁鐵綠泥千枚巖(jx1501)和碳酸鹽化黑云石英角閃片巖(jx1502)。磁鐵綠泥千枚巖：細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物為石英(50%~45%)、綠泥石(35%)、磁鐵礦(20%~15%)，副礦物為方解石、黃鐵礦、磁黃鐵礦等。碳酸鹽化黑云石英角閃片巖：條帶狀構(gòu)造，帶寬20~1 mm，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物為角閃石(75%~70%)、石英(10%)、方解石(10%)、磁鐵礦(5%~3%)、黑云母(2%)，副礦物為磁鐵礦、鋯石、綠泥石等。

結(jié)合新余鐵礦區(qū)的構(gòu)造演化和其他地質(zhì)薄片鑒定結(jié)果，賦礦圍巖的礦物生成可以分為以下兩個(gè)期次：

1) 區(qū)域變質(zhì)期：該期次生成的礦物奠定了新余鐵礦的礦物基礎(chǔ)，礦物的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為脈石礦物和金屬礦物分別呈條帶狀并交替分布；脈石條帶內(nèi)的礦物以云母、綠泥石和角閃石等片柱狀礦物為主，晶形較好，長軸平行于條帶，呈定向分布；金屬條帶內(nèi)的磁鐵礦、赤鐵礦等粒狀金屬礦物定向差，其他脈石礦物定向較好。此階段共生的礦物有磁鐵礦與赤鐵礦，石英、黑云母與石榴子石，磁鐵礦與黃鐵礦，石英、白云母與綠泥石，石英、方解石、磁鐵礦與綠泥石，石英、磁鐵礦與角閃石，石英、磁鐵礦、石榴子石與綠泥石，石英、黑云母與白云母等。

2) 熱液期：該期次形成的礦物在特征上明顯不同于上期礦物；主要表現(xiàn)在礦物呈脈狀產(chǎn)出，晶形差，沿巖層裂隙分布，多斜切磁鐵石英巖條帶，并無明顯定向或定向差。此階段共生的礦物主要有綠泥石與磁鐵礦，角閃石，黃鐵礦與石英，石英與方解石和綠泥石等。

3 分析方法

本次實(shí)驗(yàn)選取了新鮮的山莊花崗巖巖體樣品和賦礦圍巖兩樣品，用地質(zhì)錘破碎至粒徑為0.18~0.25 mm，利用重力淘取其中所含的鋯石，然后在雙目鏡下挑選晶形完好的鋯石顆粒，將上述鋯石顆粒制成鋯石靶，對(duì)其進(jìn)行透反射照相和陰極發(fā)光照相，結(jié)合這些圖像選擇最佳鋯石以進(jìn)行U-Pb定年分析。

鋯石樣品測(cè)試工作是在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所中國科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石的測(cè)定采用了美國Resoneiics公司生產(chǎn)的Resolution M?50激光剝蝕系統(tǒng)和Agilent 7500a型的ICP-MS聯(lián)機(jī)，激光所用斑束為31 μm，頻率為8Hz，以He為載氣。測(cè)試采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)作參考物質(zhì)SRM610 進(jìn)行儀器最佳化。本次實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEMORA(417Ma)作為測(cè)年外標(biāo)，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟見袁洪林等[22]。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal8.6軟件，鋯石年齡圖采用Isoplot3.0軟件，單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差為1，加權(quán)平均年齡為2，具有95%的可信度。

本次實(shí)驗(yàn)所采樣品的鋯石中含有少量磷灰石等包體，部分鋯石可能受到后期熱液的影響而發(fā)生鉛丟失，致部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)諧和度較低。因此，在分析過程中，將諧和度低于90%的點(diǎn)予以剔除[23]；其中年齡＜1 Ga的點(diǎn)選用206Pb/238U年齡，年齡＞1 Ga的點(diǎn)則選用207Pb/206Pb年齡[24]。

4 測(cè)試結(jié)果

4.1 鋯石形態(tài)及陰極發(fā)光(CL)特征

鋯石形態(tài)在一定程度上能夠反映鋯石的成因。CL圖像不僅能夠分辨鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，還在一定程度上反映了內(nèi)部微量元素的變化[25?26]；鋯石的組構(gòu)特征是分析點(diǎn)和鋯石U-Pb年齡解釋的重要依據(jù)[27]。

根據(jù)鋯石形態(tài)、透反射圖像，兩山莊巖體樣品的鋯石均為無色至微黃色透明自形的柱粒狀顆粒，大小為150~50 μm×100~30 μm，見少量磷灰石包體；根據(jù)CL圖像特征(見圖2(a))，巖體樣品的鋯石發(fā)育有清晰的振蕩環(huán)帶，部分顆粒周邊有不等厚黑色邊，具有巖漿鋯石的典型特征[28?30]。根據(jù)鋯石形態(tài)、透反射圖像和CL圖像的綜合特征(見圖2(b))，賦礦圍巖兩樣品鋯石整體為透明自形?半自形顆粒，次圓狀?次棱角狀，CL圖像顯示鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)多為流動(dòng)分帶結(jié)構(gòu)，個(gè)別為冷杉狀結(jié)構(gòu)(jx1502.8)和海綿結(jié)構(gòu)(jx1501.13)，兩結(jié)構(gòu)內(nèi)部均一，具有變質(zhì)鋯石的特征。

4.2 鋯石微量元素地球化學(xué)

鋯石微量元素如同鋯石內(nèi)部組構(gòu)，也是判定鋯石成因的重要依據(jù)[25]。測(cè)試結(jié)果見表1。巖體樣品szx03和szx05 的Th、U值變化較大，分別為395×10?6~ 76.9×10?6、1303×10?6~264×10?6和331×10?6~ 58.0×10?6×10?6、1592×10?6~192×10?6，Th/U值分別為0.74~0.16(均值為0.38)和0.68~0.10(均值為0.33)，這些中高比值為巖漿鋯石的特征[28?30]。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(見圖3(a1))顯示兩樣品鋯石具有明顯的正Ce和負(fù)Eu異常，個(gè)別點(diǎn)異常不明顯。兩樣品szx03、szx05的Ce值和Eu值分別為207~5.35 (均值為42.9)、102~5.81 (均值為44.2)和0.14~0.02 (均值為0.04)、0.08~0.02(均值為0.20)；它們接近或等于巖漿鋯石Ce值(49~32)[25]和Eu值(＜1)[32]。

圖2 新余鐵礦花崗巖體和賦礦圍巖的鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像

在(Sm/La)N?La圖解(見圖3(a2))中，巖體樣品szx03和szx05數(shù)據(jù)點(diǎn)主體落在巖漿鋯石范圍內(nèi)，少數(shù)落在巖漿鋯石和熱液鋯石的過渡區(qū)，反映少數(shù)點(diǎn)可能受到熱液氧逸度的影響。在Ce/Ce*?(Sm/La)N圖解(見圖3(a3))中，巖體樣品szx03和szx05數(shù)據(jù)點(diǎn)主體落在巖漿鋯石范圍內(nèi)或附近，個(gè)別偏向熱液鋯石，Ce正異常的偏低可能是巖漿熱液氧逸度下降造成的[25, 32]。

賦礦圍巖樣品jx1501的Th、U值變化較大，為2786×10?6~4.77×10?6、1353×10?6~205×10?6；樣品jx1502的Th、U值集中，為4818×10?6~6.89×10?6、1112×10?6~419×10?6，峰值為37.6×10?6~21.0×10?6、871×10?6~419×10?6。兩樣品jx1501和jx1502的Th/U值為2.06~0.01和6.23~0.01，除jx1501.13的2.06和jx1502.08的6.23外，其他都是低值，均小于0.14和0.11，這些低值具有變質(zhì)鋯石的典型特征。鋯石稀土的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(見圖3(b1))表明除少數(shù)鋯石(jx1501.14，jx1501.29，jx1502.11)的LREE富集，剩余鋯石虧損Pr和Nd元素；兩樣品的Ce值和Eu值分別為133~0.97(均值為20.7)、262~1.13(均值為63.8)和0.27~0. 08(均值為0.17)、0.23~0.13(均值為0.17)，明顯不同于巖漿鋯石。在(Sm/La)N?La圖解和Ce/Ce*?(Sm/La)N圖解中(見圖3 (b2)和(b3))，數(shù)據(jù)點(diǎn)多數(shù)落在巖漿鋯石和熱液鋯石的過渡區(qū)域，少部分落在巖漿鋯石或熱液鋯石區(qū)內(nèi)，說明原鋯石受到了后期熱液的改造，發(fā)生了變質(zhì)作用。

圖3 新余鐵礦花崗巖體(a)和賦礦圍巖(b)的鋯石稀土元素圖解[25, 31]

表1 新余鐵礦花崗巖體和賦礦圍巖鋯石稀土元素含量

4.3 鋯石U-Pb年齡

本次實(shí)驗(yàn)分別測(cè)試了樣品szx03、szx05、jx1501和jx1502的20、13、39和15個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)都在諧和線上或附近(見圖 4)，表明這些鋯石形成后其U-Pb體系是封閉的。巖體樣品szx03、szx05的U-Pb年齡范圍分別為433~402 Ma和435~394 Ma，賦礦圍巖樣品jx1501和jx1502的U-Pb年齡測(cè)試結(jié)果分別為232~199 Ma和229~196 Ma。根據(jù)單個(gè)構(gòu)造事件的短暫性及地質(zhì)加權(quán)年齡計(jì)算的范圍，本次實(shí)驗(yàn)對(duì)上述巖體和賦礦圍巖樣品的U-Pb年齡的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了加權(quán)平均年齡計(jì)算，得出巖體年齡為(419±5) Ma (MSWD=0.17)和(420±7) Ma(MSWD=0.32) (見圖4(a))，賦礦圍巖年齡為(214±3) Ma(MSWD=2.0)和(213±5) Ma (MSWD=1.7)(見圖4(b))；這兩組年齡(420~419 Ma和214~213 Ma)分別代表了山莊巖體的結(jié)晶年齡和賦礦圍巖的變質(zhì)時(shí)代。

圖4 新余鐵礦花崗巖體和賦礦圍巖鋯石U-Pb年齡諧和圖

Pig. 4 U-Pb concordia of granite(a) and host rock(b) from Xinyu iron ore area: (a1) Granite szx03; (a2) Granite szx05; (b1) Host rock jx1501; (b2) Host rock jx1502

5 討論

5.1 鋯石類型

鋯石類型的特征不僅體現(xiàn)在鋯石的外形形態(tài)上，還體現(xiàn)在鋯石內(nèi)部組構(gòu)和稀土組成方面[25?27]，因此，鋯石類型的準(zhǔn)確判定要綜合考慮形態(tài)、內(nèi)部組構(gòu)和稀土組成等因素。

通過對(duì)比鋯石的CL圖像、稀土元素及U-Pb定年等方面，發(fā)現(xiàn)巖體鋯石清晰的振蕩環(huán)帶，連續(xù)集中的年齡和具有明顯正Ce異常、負(fù)Eu異常的左傾稀土模式、在(Sm/La)N?La和Ce/Ce*?(Sm/La)N判別圖中落在巖漿鋯石區(qū)附近有極好的一致性，表明它們是典型的巖漿鋯石。賦礦圍巖鋯石的大部分具有均一的流動(dòng)分帶結(jié)構(gòu)、一致的明顯正Ce異常、負(fù)Eu異常的左傾稀土模式、低Th/U值，在(Sm/La)N?La和Ce/Ce*? (Sm/La)N判別圖中落在過渡區(qū)內(nèi)或附近，有相似的年齡，表明它們具有典型變質(zhì)鋯石的部分特征；此外流動(dòng)分帶可能是巖石在發(fā)生改造時(shí)，鋯石晶體內(nèi)的不純物質(zhì)發(fā)生彌漫性遷移的結(jié)果，沉積地層中鋯石的冷杉狀結(jié)構(gòu)是鋯石重結(jié)晶的產(chǎn)物[33]。結(jié)合新余鐵礦是在南華紀(jì)沉積后遭受后期的變質(zhì)作用改造而成的礦床，礦床中應(yīng)該不存在比其沉積時(shí)代小的巖漿鋯石和碎屑鋯石；具有變質(zhì)鋯石和熱液鋯石特征的鋯石主要為原地層中的鋯石在遭受到后期構(gòu)造作用時(shí)，受到外來熱液和溫度的共同作用，內(nèi)部發(fā)生了物質(zhì)遷移和重結(jié)晶，受熱液影響較強(qiáng)處形成了具有海綿結(jié)構(gòu)的鋯石，但總體上是達(dá)不到熱液鋯石的變質(zhì)鋯石。

表2 新余鐵礦花崗巖體(a)和賦礦圍巖(b)鋯石U-Pb年齡測(cè)試數(shù)據(jù)

5.2 鋯石地質(zhì)意義

華夏地塊自早古代以來經(jīng)歷了加里東期?喜瑪拉雅期等不同期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和變質(zhì)作用，并保留了重要的地質(zhì)作用痕跡[34]。但新余鐵礦自從南華紀(jì)沉積后，對(duì)加里東期?喜瑪拉雅期的各期次構(gòu)造作用響應(yīng)程度具有明顯差異，且保留較多的地質(zhì)作用痕跡。而新余鐵礦區(qū)內(nèi)巖體和賦礦圍巖鋯石的出現(xiàn)對(duì)于新余鐵礦乃至華夏地塊的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究有重要意義。現(xiàn)就從礦區(qū)內(nèi)山莊巖體和賦礦圍巖中獲得的巖漿鋯石和變質(zhì)鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)作出探討。

5.2.1 加里東期變質(zhì)作用

加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是華南的重要地質(zhì)作用，其分布范圍廣泛，經(jīng)歷時(shí)間長遠(yuǎn)，其不僅使華南發(fā)育了大量的巖體，而且使整個(gè)華南板塊形成了廣而厚的區(qū)域變質(zhì)巖[34]。但區(qū)域變質(zhì)巖是不是全部形成于460~440 Ma的變質(zhì)峰期[2]，有待進(jìn)一步研究。

首先，山莊巖體與新余鐵礦區(qū)內(nèi)地層的接觸關(guān)系表明，山莊巖體侵入到鐵礦區(qū)內(nèi)的寒武系及更早時(shí)代且沉積連續(xù)的變質(zhì)地層中，并被上泥盆統(tǒng)沉積巖層所覆蓋，且沉積巖層沒有發(fā)生明顯的變質(zhì)作用。其次，山莊巖體地球化學(xué)數(shù)據(jù)的構(gòu)造環(huán)境判別圖解和巖相鑒定表明花崗巖體形成構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的后碰撞階段且形成后沒有遭受到期后的變質(zhì)作用。再次，賦礦圍巖鋯石挑選結(jié)果及其測(cè)試分析結(jié)果表明賦礦圍巖不發(fā)育與區(qū)域變質(zhì)時(shí)代相對(duì)應(yīng)的變質(zhì)鋯石，而賦礦圍巖的巖相鑒定表明呈定向分布的占主要成分的礦物為區(qū)域變質(zhì)期產(chǎn)物。上述三方面共同表明新余鐵礦區(qū)地層遭受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生區(qū)域變質(zhì)的時(shí)代早于山莊巖體的侵入時(shí)代，且沒有再遭受期后的廣泛的顯著的變質(zhì)作用。這種變質(zhì)作用也在華夏板塊的其他地方不斷被發(fā)現(xiàn)證實(shí)，如在慈竹地區(qū)片麻狀花崗巖中發(fā)現(xiàn)了年齡為421 Ma的變質(zhì)白云母(40Ar/39Ar法)[35]和在武夷山地區(qū)片麻巖中發(fā)現(xiàn)了年齡為437~433 Ma的深熔獨(dú)居石(U-Th-Pb法，或412 Ma二次回?zé)岱?[33]；此外，加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)被劃分為起始期(＞460 Ma)、變質(zhì)峰期(460~440 Ma)和巖漿期(440~415 Ma) 3個(gè)特征明顯的階段[2]；鑒于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的不均一性，即使是在華夏板塊的不同地方對(duì)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)也不是完全一致的。基于上述分析可以得出，新余鐵礦地區(qū)發(fā)生的變質(zhì)作用與華南其他地方的變質(zhì)作用基本同步，但不固定于460~440 Ma，其變質(zhì)時(shí)代應(yīng)早于420~419 Ma。

5.2.2 印支期變質(zhì)作用

印支期運(yùn)動(dòng)是華南重要的地質(zhì)作用，其分布范圍相對(duì)廣泛，經(jīng)歷時(shí)間久遠(yuǎn)(＞30 Ma)[12?14, 36]。但其變質(zhì)作用的性質(zhì)是局部區(qū)域變質(zhì)[2]，還是隨地殼厚度變化導(dǎo)致巖漿上侵引起的變質(zhì)作用[14, 34, 36]，一直存在 爭(zhēng)議。

首先，上章節(jié)的討論表明賦礦圍巖鋯石類型為受熱液改造形成的變質(zhì)鋯石；賦礦圍巖兩樣品鋯石U-Pb定年測(cè)試結(jié)果和巖相鑒定的礦物生成期次表明經(jīng)歷了新余鐵礦經(jīng)歷印支期晚期(年齡為214~213 Ma)有熱液參與的變質(zhì)作用。其次，新余鐵礦區(qū)的巖體分布特征和巖體地球化學(xué)特征表明，礦區(qū)西南最大的山莊花崗巖巖體距離賦礦圍巖采集地松山礦段較遠(yuǎn)，大于10 km，且是低溫S型花崗巖，其本身的流體作用弱，流體和溫度對(duì)松山礦段的巖石影響較小，不足以使礦區(qū)地層發(fā)生大范圍變質(zhì)；雅山巖體為燕山中期巖體，形成時(shí)代滯后于礦區(qū)地層印支期變質(zhì)時(shí)代；而松山南的印支期小巖枝距離礦段較近，小于3 km，形成時(shí)代可能與東南部的金灘巖體相近，能為松山礦段的變質(zhì)作用提供較多的溫度和熱液，促使賦礦圍巖中的熱液礦物發(fā)育和變質(zhì)鋯石的形成。上述兩方面表明新余鐵礦區(qū)經(jīng)歷了印支晚期的變作作用。而這種變質(zhì)作用，也在華夏板塊的其他地方不斷地被發(fā)現(xiàn)證實(shí)。如在粵東北、粵中博羅縣、云開等地區(qū)的基底變質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)了年齡為232~221 Ma的變質(zhì)鋯石(LA法)、片麻巖中發(fā)現(xiàn)了年齡為231 Ma的變質(zhì)鋯石(LA法)、片麻巖中發(fā)生了年齡為236 Ma的變質(zhì)鋯石(LA法)[28?29, 33]和粵西龍?zhí)恋貐^(qū)堿性花崗巖中較老的變質(zhì)鋯石(248~244 Ma，SHRMP法)[13]時(shí)代相似的年齡為247 Ma的變質(zhì)鋯石(LA法)[12]；此外，在華南的八都群、麻源群、周潭群、陳蔡群和云開群等地層也發(fā)現(xiàn)了年齡為248~221 Ma的變質(zhì)鋯石(LA法、SHRMP法)[14]。結(jié)合新余鐵礦位于欽杭結(jié)合帶南緣，印支期巖漿作用弱于加里東期和燕山期、變質(zhì)作用弱于加里東期特征[6]，綜合分析得出，華南板塊的印支變質(zhì)作用不具備局部區(qū)域變質(zhì)的特征，應(yīng)該是華南板塊與印度和太平洋板塊在印支期的碰撞事件導(dǎo)致巖漿上侵引起的變質(zhì)作用，變質(zhì)作用多發(fā)生在基底巖石和巖體中，變質(zhì)作用時(shí)間為早期變質(zhì)事件的260~240 Ma和晚期變質(zhì)事件的230~200 Ma；而新余鐵礦則明確地經(jīng)歷了印支晚期的變質(zhì)作用，是否經(jīng)歷印支早期的碰撞變質(zhì)作用有待研究。

6 結(jié)論

1) 山莊花崗巖體中的鋯石類型為巖漿鋯石，賦礦圍巖中的鋯石類型是受熱液改造而成的變質(zhì)鋯石。兩類巖石鋯石的U-Pb定年加權(quán)平均年齡分別為420~419 Ma和214~213 Ma，分別對(duì)應(yīng)于加里東晚期和印支晚期。

2) 新余鐵礦經(jīng)歷了加里東中晚期的區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)作用時(shí)代早于山莊巖體侵入時(shí)代。

3) 新余鐵礦區(qū)經(jīng)歷了印支晚期有熱液參與的變質(zhì)作用，變質(zhì)作用與同時(shí)期的巖漿侵入有關(guān)。

致謝：二位審稿人及編輯提出的詳細(xì)意見對(duì)本文改進(jìn)及寫作水平的提高都有很大的幫助，在此一并感謝。

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ZHANG Jian-ling1, 2, XU De-ru1, YU Liang-liang1, 2, HOU Mao-zhou1, 2

(1. Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences, Guangzhou Guangdong, 510640, China;2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

In order to discuss the deformable and metamorphic age of Xinyu iron ore which is on the southern side of Qinhang metallogenic belt and located in Jiangxi Province, zircon U-Pb dating for the granite and host rock were carried out. Zircons from Shanzhuang granite are interpreted as magmatic zircon and Zircons from host rock as metamorphic zircon by transmission and flection images, CL images, rare earth element and discrimination diagrams of (Sm/La)N?La and Ce/Ce*?(Sm/La)Nof zircon. Zircon U-Pb dating indicates that the intrusion age of Shanzhuang granite is 420?419 Ma and the metamorphic age of mining area is 214?213 Ma; they and lithofacies observation and the interpenetration relation between granite and stratum show that Xinyu iron ore area experiences middle-late regional metamorphism of Caledonian(＞420?419 Ma) and late Indosinian metamorphism associated with hydrothermal activity.

Xinyu iron ore area; zircon U-Pb dating; metamorphism; caledonian; indosinian

Project (41472171) supported by the National Natural Science Foundation of China；Project (2016YFC0600401) supported by the National Key Research and Development Program of China

2016-04-21;

2018-01-02

XU De-ru; Tel: +86-20-85292713; E-mail: 854130386@qq.com

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41472171)；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目(2016YFC0600401)

2016-04-21；

2018-01-02

許德如，研究員，博士；電話：020-85292713；E-mail：xyderu@gig.ac.cn

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2018.05.14

1004-0609(2018)-05-0971-14

P618

A

(編輯 何學(xué)鋒)