任程昊，佘宏全，柯昌輝，孫衍東，周群茂，焦天龍，李保亮

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037； 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

0 引 言

鐘騰銅礦床位于福建省東南部平和縣境內(nèi)，該礦床位于東南沿海中生代火山巖帶的次一級(jí)上杭—云霄構(gòu)造-巖漿成礦帶內(nèi)，該成礦帶從西北向西南依次發(fā)育上杭、永定和平和3個(gè)晚中生代大型火山巖盆地，其中上杭火山巖盆地的紫金山礦田已發(fā)現(xiàn)大型—特大型銅金(鉬銀)多金屬礦床多處，是我國(guó)南方最重要的斑巖型銅金-淺成低溫?zé)嵋盒徒鸲嘟饘俚V化集中區(qū)之一[1]。鐘騰銅礦所在的平和火山巖盆地礦化點(diǎn)眾多，未有大的找礦發(fā)現(xiàn)，缺乏系統(tǒng)精確的同位素年代數(shù)據(jù)，陶奎元等[2]對(duì)礦床的蝕變分帶進(jìn)行了詳細(xì)劃分，認(rèn)為礦床為斑巖型銅礦，但剝蝕程度較深，對(duì)礦床保存不利[3]。對(duì)該礦床成礦有關(guān)的巖體時(shí)代和成礦時(shí)代的準(zhǔn)確測(cè)定，確定礦床的成因和成礦背景，并與紫金山礦田的花崗巖成因進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于探討鐘騰銅礦的找礦方向具有重要意義。

1.石英閃長(zhǎng)巖；2.石英閃長(zhǎng)玢巖；3.花崗閃長(zhǎng)斑巖；4.石英斑巖；5.黃鐵絹英巖化；6.黃鐵礦化；7.高嶺土化、明礬石化；8.銅礦體及編號(hào)；9.蝕變帶分界線； 10.斷層；11.鉆孔；12.樣品位置。圖1 鐘騰斑巖銅礦床蝕變巖分布和地質(zhì)圖(據(jù)福建省地質(zhì)調(diào)查院修改(1)福建平和大小礬山地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查.福建省地質(zhì)調(diào)查院，2014.，2014)Fig.1 Alteration and geological map of Zhongteng porphyry Cu deposit (modified after Geological Survey of Fujian①, 2014)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鐘騰銅礦在大地構(gòu)造位置上位于華夏板塊東南緣，次級(jí)構(gòu)造單元屬浙閩粵中生代陸相火山巖帶的西南段(圖1)。構(gòu)造位置上處于北西向上杭—云霄斷裂帶與北東向宣和復(fù)背斜構(gòu)造的交匯部位，與上杭縣紫金山銅金礦床同處于上杭—云霄構(gòu)造-巖漿活動(dòng)帶。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為上侏羅統(tǒng)南園組酸性、中酸性火山碎屑巖，下侏羅統(tǒng)梨山組內(nèi)陸盆地碎屑巖和砂巖以及下白堊統(tǒng)黃坑組陸相火山-沉積巖。區(qū)域構(gòu)造以北東向、北西向?yàn)橹?，分別為山峰—石皇帝北東向構(gòu)造帶和蘆溪—國(guó)強(qiáng)北西向構(gòu)造帶，區(qū)域巖漿侵入和火山活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖主要為燕山晚期花崗巖類，與區(qū)內(nèi)火山巖共同構(gòu)成了早白堊世火山-侵入雜巖體，即平和火山巖盆地。區(qū)域內(nèi)巖石普遍受到蝕變，在侵入體接觸帶或斷裂帶上常有黃鐵絹英巖化、硅化、絹云母化和明礬石化，伴有銅、金、銀、鉛等元素地球化學(xué)異常，是尋找斑巖型銅、金等多金屬礦及淺成低溫?zé)嵋盒豌~、金等多金屬礦的良好遠(yuǎn)景區(qū)[4-9]。

2 礦床地質(zhì)特征

鐘騰銅礦區(qū)地層出露少，僅在礦區(qū)西北角有少量南園組火山碎屑巖地層分布。礦區(qū)內(nèi)燕山晚期侵入巖發(fā)育，巖體在礦區(qū)內(nèi)的出露面積大于礦區(qū)總面積的95%，構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，有北東向、北西向、近東西向、南北向等多組斷裂發(fā)育，銅礦體主要受近東西向和北西向斷裂控制(2)福建平和鐘騰銅礦區(qū)銅坑礦段地質(zhì)勘探報(bào)告.福建省地質(zhì)局七隊(duì),1974.。

鐘騰銅礦區(qū)出露的主要巖體為石英閃長(zhǎng)巖，其次為石英閃長(zhǎng)玢巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖，局部見少量花崗斑巖巖脈。石英閃長(zhǎng)玢巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖呈小巖株或巖脈產(chǎn)于石英閃長(zhǎng)巖體內(nèi)，形成略晚于石英閃長(zhǎng)巖。石英閃長(zhǎng)巖屬于鐘騰復(fù)式花崗巖體的一部分，位于鐘騰火山機(jī)構(gòu)中部偏西位置。銅礦體呈脈狀產(chǎn)于石英閃長(zhǎng)巖體內(nèi)的斷裂中，在礦脈邊部見石英閃長(zhǎng)玢巖和花崗斑巖脈發(fā)育(圖1)。

鐘騰銅礦為小型銅礦，伴生鉬礦和少量鉛鋅礦。礦床由銅坑和桐樹棵2個(gè)礦段組成，銅坑礦段為主要礦體發(fā)育位置。礦區(qū)具有工業(yè)價(jià)值的礦體10個(gè)，其中4個(gè)礦體規(guī)模較大。礦體大多呈脈狀、豆莢狀、透鏡狀產(chǎn)出，地表氧化礦體呈囊狀。礦體產(chǎn)狀變化較大，分叉復(fù)合現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)(圖1,圖2)。礦體長(zhǎng)100～300 m，寬5～20 m，厚3～20 m，走向近東西向?yàn)橹?，傾向北，傾角50°～60°，向下延深50～200 m。地表和近地表見厚3～10 m的銅礦(化)體氧化帶(3)福建平和鐘騰銅礦區(qū)銅坑礦段地質(zhì)勘探報(bào)告.福建省地質(zhì)局七隊(duì),1974.。

礦石礦物成分比較簡(jiǎn)單，金屬礦物以黃銅礦、輝鉬礦和黃鐵礦為主，另含少量磁黃鐵礦，偶見磁鐵礦、輝銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、方鉛礦、閃鋅礦等；非金屬礦物以石英、鉀長(zhǎng)石、白云母、黑云母、方解石等為主，次為綠泥石、螢石等。礦石結(jié)構(gòu)主要有它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形-自形結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)和板片狀結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造等。

圍巖蝕變主要有黃鐵絹英巖化、黃鐵礦化，其次為鉀化、硅化、高嶺土化和明礬石化等。其中硅化(細(xì)脈狀)和黃鐵礦化主要在礦體附近和附近圍巖中發(fā)育，與銅鉬礦化關(guān)系密切。黃鐵絹英巖化分布最廣泛，可以分為2種：一種沿礦體兩側(cè)及圍巖發(fā)育，有弱的銅礦化，與銅礦化關(guān)系密切。另一種黃鐵絹英巖化圍繞石英閃長(zhǎng)玢巖體或沿?cái)嗔逊植?，在礦區(qū)及外圍均有大面積分布，但幾乎沒有銅礦化，與銅礦的關(guān)系有待研究。鉀化在地表未見，主要在深部發(fā)育[6]。高嶺土化和明礬石化主要見于地表，為后期風(fēng)化產(chǎn)物。

礦床平均含Cu 0.56%，含Mo 0.09%，探明銅金屬儲(chǔ)量共1.6萬t，鉬約1 100 t(4)福建平和鐘騰銅礦普查總結(jié)報(bào)告.福建省冶金廳地質(zhì)隊(duì)第四分隊(duì)，1964.。

關(guān)于鐘騰銅礦礦床類型的認(rèn)識(shí)仍存在分歧。以往勘查時(shí)認(rèn)為其屬中溫?zé)嵋盒兔}狀礦床，后來部分學(xué)者認(rèn)為該礦床具有斑巖型礦床的特征。本次調(diào)查工作注意到礦區(qū)范圍內(nèi)黃鐵絹英巖化、硅化等熱液蝕變發(fā)育，但蝕變與銅礦化關(guān)系不是十分密切，不具有斑巖型礦床的蝕變分帶規(guī)律；礦體形態(tài)以脈狀為主，礦體幾乎全部受斷裂構(gòu)造控制，認(rèn)為該礦床應(yīng)屬熱液脈型礦床。

3 樣品特征

3.1 樣品采集和分析方法

圖2 鐘騰銅礦04線地質(zhì)剖面圖(據(jù)福建省地質(zhì)局七隊(duì)修改②，1974) Fig.2 Geological profile of prospecting line 04 of Zhongteng Cu deposit (modified after 7th Exploratin Team of Geological Bureau ofFujian②, 1974)

a、b、c.石英閃長(zhǎng)玢巖；d、e、f.石英閃長(zhǎng)巖；g、h.花崗閃長(zhǎng)斑巖，黃銅礦交代黃鐵礦形成殘余結(jié)構(gòu)；i.銅藍(lán)交代輝鉬礦。圖3 鐘騰銅礦床主要花崗巖巖石和礦石樣品巖相學(xué)特征Fig.3 Petrographic photography of granites and ore samples of Zhongteng Cu deposit

樣品采自鐘騰銅礦坑內(nèi)，巖體樣品選取石英閃長(zhǎng)玢巖樣品ZT008-1～5、石英閃長(zhǎng)巖ZT009-1～5和花崗閃長(zhǎng)斑巖ZT015-1～5，采樣具體位置見圖1，進(jìn)行全巖主量和微量元素分析、鋯石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析、微量元素及稀土元素分析，選取輝鉬礦樣品ZT005進(jìn)行Re-Os同位素定年。樣品處理和測(cè)試方法參見文獻(xiàn) [10-12]。全巖主量、微量和稀土元素分析在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素檢測(cè)在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所激光等離子質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室完成。Hf同位素測(cè)定在LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年的基礎(chǔ)上，挑選定年數(shù)據(jù)結(jié)果較好的點(diǎn)位進(jìn)行，依據(jù)Blichert-Toft et al.[13]、Griffin et al.[14]和Patchett et al.[15]給出的計(jì)算方程及標(biāo)準(zhǔn)值換算，求得3種樣品鋯石兩階段模式年齡。在室內(nèi)無污染環(huán)境下挑選出符合實(shí)驗(yàn)測(cè)試要求的輝鉬礦單礦物，Re-Os同位素年齡測(cè)試由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀TJA X-erie ICP-MS進(jìn)行測(cè)試[10]。

3.2 巖石學(xué)特征

石英閃長(zhǎng)巖是礦區(qū)的主要巖體，巖石呈黃白—灰白色，具有塊狀構(gòu)造，中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，礦物粒徑在0.4～1.5 mm之間(圖3d, e, f)。主要礦物成分為石英(10%～12%)、斜長(zhǎng)石(60%)和鉀長(zhǎng)石(20%～25%)，少量黑云母(3%～5%)，地表樣品中斜長(zhǎng)石常風(fēng)化為絹云母。

石英閃長(zhǎng)玢巖呈黃白色—灰白色，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶主要為斜長(zhǎng)石和石英，少量黑云母，微量白云母(圖3a, b, c)；斑晶占巖石成分的30%～35%，長(zhǎng)石一般絹云母化，黑云母部分蝕變?yōu)榫G泥石；斑晶粒徑在1～4 mm?；|(zhì)為細(xì)粒長(zhǎng)英質(zhì)礦物，占巖石的65%～70%，粒度0.02～0.3 mm。石英閃長(zhǎng)玢巖一般在礦區(qū)呈巖脈發(fā)育，與黃鐵絹英巖化蝕變關(guān)系密切，巖體邊部往往有強(qiáng)烈的黃鐵絹英巖化蝕變。

花崗閃長(zhǎng)斑巖呈灰色—灰白色，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶占巖石成分的20%～25%，粒徑0.3～1.2 mm, 斑晶主要為石英，含量10%～15%，斜長(zhǎng)石含量70%，角閃石含量10%～15%?；|(zhì)占巖石的70%～75%，主要為細(xì)粒長(zhǎng)英質(zhì)礦物，粒徑0.02～0.05 mm(圖3h)。靠近礦體部位的花崗閃長(zhǎng)斑巖一般有強(qiáng)烈的黃鐵礦化和絹英巖化蝕變，有時(shí)含少量黃銅礦(圖3g, i)。

4 測(cè)試結(jié)果

4.1 全巖主量、微量元素分析

礦區(qū)主要巖石的全巖主量、微量和稀土元素分析結(jié)果見表1。 本次采集的石英閃長(zhǎng)巖樣品沒有蝕變，石英閃長(zhǎng)玢巖部分有黃鐵絹英巖化蝕變，花崗閃長(zhǎng)斑巖有較明顯硅化和黃鐵礦化蝕變，蝕變會(huì)引起K、Na、Ca含量變化，燒失量增加，鉀化、硅化引起K、Si增加，但巖石稀土和微量元素受蝕變影響較小。因此，對(duì)礦區(qū)巖石的地球化學(xué)特征討論主要以稀土和微量元素特征為主。

鐘騰銅礦各類型花崗質(zhì)巖石的SiO2含量在56.4%～60.97%之間，處于區(qū)域上鐘騰花崗巖的主體石英閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖的SiO2含量56%～67%范圍內(nèi)[16-17]，SiO2含量較區(qū)域上花崗巖偏低，可能與巖石相變或蝕變有關(guān)。鐘騰銅礦花崗質(zhì)巖石的Na2O+K2O含量在4.62%～8.70%，其中石英閃長(zhǎng)巖Na2O+K2O含量略高(平均8.23%)，石英閃長(zhǎng)玢巖最低(平均5.27%)，花崗閃長(zhǎng)斑巖中等(平均6.08%)。所有巖石K2O>Na2O, K2O/Na2O比值在1.08～3.62，平均為1.66。在常用的巖石系列判別圖中，屬于高鉀鈣堿性-堿性巖系列(圖4a)。各類型巖石的稀土總量接近，ΣREE為172.06×10-6～409.28×10-6，平均值為215.05×10-6, LREE/HREE=8.27～11.83，(La/Yb)N=7.89～24.75，表明區(qū)內(nèi)各類巖石有輕稀土相對(duì)富集和較強(qiáng)的輕、重稀土分餾作用[18]，巖石的稀土元素配分模式(圖5左)呈右傾分布形式，在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖5右)上，鐘騰地區(qū)內(nèi)各巖體微量元素的分布形式基本一致，相對(duì)富集大離子親石元素Rb、K、Ba、Th、La、Ce等，明顯相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Sr、P、Ti。

礦區(qū)3種主要侵入巖的主量、微量和稀土元素含量雖然非常接近，但其Al2O3含量，A/CNK值、δEu值和微量元素特征存在較大差異。石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)玢巖可以分為一組，與花崗閃長(zhǎng)斑巖明顯不同。石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)玢巖的Al2O3含量較高(16.05%～18.33%)，平均17.01%，A/CNK值高，均大于1.2(1.21～2.19)，平均達(dá)1.55，屬于過鋁質(zhì)(圖4b)；δEu值在0.88～1.19，平均0.97；花崗閃長(zhǎng)斑巖Al2O3含量較低(15.48%～16.28%)，平均15.85%，A/CNK值較低(0.94～0.97)，平均0.96，δEu值在0.52～0.67，平均0.60；相應(yīng)地在微量元素蛛網(wǎng)圖上，花崗閃長(zhǎng)斑巖的大離子親石元素Rb、La、Ce、Nd富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素Sr、P虧損更為顯著，表明石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)玢巖與花崗閃長(zhǎng)斑巖可能經(jīng)歷了不同的巖漿演化歷史。

表1 鐘騰銅礦床花崗巖稀土、微量元素(wB/10-6)和主量元素(wB/%)分析結(jié)果

(續(xù))表1 鐘騰銅礦床花崗巖稀土、微量元素(wB/10-6)和主量元素(wB/%)分析結(jié)果

圖4 鐘騰銅礦花崗巖 w(SiO2)-w(K2O)圖解(a)和A/NK-A/CNK圖解(b)Fig.4 Diagrams of SiO2-K2O(a) and A/NK-A/CNK(b) for the granites from Zhongteng Cu deposit

圖5 鐘騰銅礦主要花崗巖稀土模式配分圖和微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns and trace element spider diagram for the granites from Zhongteng Cu deposit

4.2 鋯石U-Pb測(cè)年和Lu-Hf測(cè)試結(jié)果

鐘騰銅礦花崗巖鋯石的陰極發(fā)光圖像(CL)如圖6a、c、e所示，鋯石呈短柱或長(zhǎng)柱狀，顆粒較大，長(zhǎng)度在150 μm左右，由CL圖像可觀察到測(cè)試鋯石中裂隙較少，具較好的自形程度，環(huán)帶清晰，鋯石稀土配分模式顯示Ce正異常、Eu負(fù)異常，具明顯的巖漿成因特點(diǎn)[19-21]。3個(gè)樣品年齡數(shù)據(jù)點(diǎn)都集中分布在諧和曲線上及其附近。ZT008石英閃長(zhǎng)玢巖樣品的206Pb/238U年齡值在102.8～105.0 Ma之間變化，加權(quán)平均年齡為(103.5±0.4) Ma(n=16，MSWD=0.23)(圖6b)；ZT009石英閃長(zhǎng)巖樣品的206Pb/238U年齡值在101.9～116.3 Ma之間變化，加權(quán)平均年齡為(102.2±0.4) Ma(n=14，MSWD=7.7)(圖6d)；ZT015花崗閃長(zhǎng)斑巖樣品的206Pb/238U年齡值在100.0～106.7 Ma之間變化，加權(quán)平均值為(103±0.4)Ma(n=20，MSWD=11.6)(圖6f)。這些年齡值分別代表了巖石的結(jié)晶年齡,測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。

分析結(jié)果顯示，礦區(qū)大部分鋯石的176Lu/177Hf比值小于0.002(表3)，表明區(qū)內(nèi)的巖漿鋯石在形成以后幾乎不再積累放射成因的Hf元素[12,17]，所以此次采得的樣品中176Hf/177Hf比值基本可以代表其形成時(shí)體系的Hf同位素組成。

石英閃長(zhǎng)玢巖(ZT008)的鋯石Lu-Hf同位素組成為176Hf/177Hf=0.282 627～0.282 735，平均為0.282 692，對(duì)應(yīng)的εHf(t)=-1.7～0.9(圖7)，平均為-0.6，兩階段模式年齡TDM2=1.11～1.35 Ga，平均為1.21 Ga。石英閃長(zhǎng)巖(ZT009)的鋯石Lu-Hf同位素組成為176Hf/177Hf=0.282 661～0.282 733，平均為0.282 699，對(duì)應(yīng)的εHf(t)=-1.8～0.8，平均為-0.4，兩階段模式年齡TDM2=1.11～1.28 Ga，平均為1.19 Ga?；◢忛W長(zhǎng)斑巖(ZT015)的鋯石Lu-Hf同位素組成176Hf/177Hf=0.282 653～0.282 767，平均為0.282 704，對(duì)應(yīng)的εHf(t)=-2.1～2.0，平均為-0.2，變化范圍大于石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)玢巖，兩階段模式年齡TDM2=1.04～1.29 Ga，平均為1.18 Ga。

表3 鐘騰銅礦床主要花崗巖體鋯石LA-ICP-MS Lu-Hf同位素分析結(jié)果

圖6 鐘騰銅礦花崗巖鋯石CL圖像和鋯石U-Pb年齡圖解Fig.6 CL images of the zircons (a, c, e) and zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia diagram with average age(b, d, f) for the granites from Zhongteng Cu deposit

圖7 鐘騰銅礦鋯石εHf(t)-T圖解 Fig.7 εHf(t)-T diagram for the zircons from Zhongteng Cu deposit

4.3 輝鉬礦Re-Os同位素分析

圖8 鐘騰銅礦輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡Fig.8 Re-Os isochronic dating age of molybdenite in ZhongtengCu deposit

本次研究在鐘騰礦區(qū)內(nèi)選取了5件具有代表性的輝鉬礦樣品(ZT005)進(jìn)行Re-Os同位素測(cè)試，結(jié)果表明輝鉬礦模式年齡集中于101.8～108.5 Ma之間，5個(gè)樣品點(diǎn)形成較好的等時(shí)線，等時(shí)線年齡為(105.0±2.5) Ma(圖8)。輝鉬礦樣品中Re平均含量為34 528 ng/g，同位素187Re平均含量為21 702 ng/g，同位素187Os平均含量為38 ng/g，而普Os含量為0.005 75 ng/g，遠(yuǎn)低于樣品中同位素187Os含量，反映出187Os是187Re的衰變產(chǎn)物，符合計(jì)算模式年齡的條件，說明此次年齡測(cè)定所得到的模式年齡是有效的，數(shù)據(jù)見表4。

表4 鐘騰銅礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡測(cè)試結(jié)果

5 討 論

5.1 成巖成礦時(shí)代

本次獲得鐘騰礦區(qū)3種主要花崗質(zhì)巖(石英閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖)的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為(103.5±0.4)Ma、(102.2±0.4)Ma和(103.0±0.4)Ma，代表了鐘騰礦區(qū)主要侵入巖體的侵位時(shí)代。野外觀測(cè)得出巖體侵入先后順序?yàn)槭㈤W長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)玢巖和花崗閃長(zhǎng)斑巖。同位素測(cè)年顯示三者年齡幾乎完全一致，反映這些巖體應(yīng)是在同一期巖漿作用、不同階段侵入的產(chǎn)物。

鐘騰銅礦床空間上受侵入巖及相關(guān)斷裂構(gòu)造控制，礦床的礦物組合、圍巖蝕變特征和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等也顯示巖漿熱液礦床的特點(diǎn)，說明銅成礦與花崗巖侵入有關(guān)，其輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡在(105.0±2.5)Ma，與侵入巖體的時(shí)代基本一致，表明鐘騰銅礦形成于早白堊世晚期，成礦與花崗巖侵入有成因聯(lián)系。輝鉬礦等時(shí)線年齡略老于巖體年齡，可能與測(cè)試方法、同位素體系不同和測(cè)試誤差有關(guān)。鐘騰銅礦的成巖成礦時(shí)代與同處上杭—云霄構(gòu)造-巖漿-多金屬成礦帶的其他主要銅鉬礦床的成巖成礦時(shí)代一致，如平和錦溪銅(鉬)礦床輝鉬礦成礦年齡為(105.7±1.7) Ma，花崗閃長(zhǎng)巖的侵位年齡為105～107 Ma[22]；上杭紫金山礦田羅卜嶺大型銅鉬礦床的輝鉬礦成礦年齡為(104.9±1.6) Ma，花崗閃長(zhǎng)巖的侵位年齡為103～105 Ma[23]。紫金山金礦的深部花崗閃長(zhǎng)斑巖、羅卜嶺含礦花崗斑巖、浸銅湖石英正長(zhǎng)斑巖的巖石化學(xué)特征與鐘騰銅礦相似。紫金山花崗閃長(zhǎng)斑巖、羅卜嶺含礦花崗斑巖和浸銅湖石英正長(zhǎng)斑巖的Si含量均較低，其中紫金山花崗閃長(zhǎng)斑巖的總堿量相對(duì)低，F(xiàn)e、Mg、Ti含量高，羅卜嶺花崗斑巖總堿量中等，Al、K含量低，F(xiàn)e、Mg、Ti含量高，SiO2含量平均值分別為66.01%、64.84%和65.61%，屬中酸性巖類；紫金山花崗閃長(zhǎng)斑巖的A/CNK變化范圍為0.95～1.01，平均0.97，羅卜嶺含礦花崗斑巖的A/CNK變化范圍為0.93～1.07，平均0.97，為準(zhǔn)鋁質(zhì)，均屬高鉀鈣堿性巖系列，浸銅湖石英正長(zhǎng)斑巖的A/CNK變化范圍為1.24～1.53，平均1.31，為過鋁質(zhì)，屬鉀玄巖系列—高鉀鈣堿性巖系列。3種巖體的∑REE中等，δEu平均值分別為0.87、0.70和0.83，呈弱負(fù)銪異常。紫金山和羅卜嶺花崗質(zhì)巖石的鋯石εHf(t)值分別為-5.8～0和-5.6～0.7，兩階段模式年齡(TDM2)分別為1.13～1.50 Ga和1.10～1.49 Ga，浸銅湖石英正長(zhǎng)斑巖εNd(t)值為-6.6～-4.37，兩階段模式年齡(TDM2)為1.25～-1.43 Ga[24-25]。以上資料表明鐘騰銅礦及礦區(qū)周圍發(fā)育有與紫金山礦田相同時(shí)代的成巖成礦作用，巖石地球化學(xué)特征相似，顯示該地區(qū)具有尋找與紫金山礦田類似的大型斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒豌~(鉬)多金屬系列礦床的地質(zhì)條件。

圖9 鐘騰銅礦花崗巖w(Hf)-w(Zr)和w(Nb)-w(Ta)演化關(guān)系圖解Fig.9 Diagram of Hf-Zr and Nb-Ta showing the evolution relationship of the granites from Zhongteng Cu deposit

5.2 巖石成因及源區(qū)

巖石地球化學(xué)分析表明鐘騰銅礦石英閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)斑巖屬于高鉀鈣堿性系列，巖石具有高鉀、高堿、貧硅、低鈦等特征，富集輕稀土元素和大離子親石元素K、Rb、Th等，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Ti等。石英閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)巖具有高的A/CNK值，顯示S型花崗巖的特征；花崗閃長(zhǎng)斑巖含有角閃石，不具有過鋁質(zhì)特征，銪異常顯著，顯示I型花崗巖的特征。但3種巖石的其他主量元素和稀土微量元素特征仍然非常相似，成巖時(shí)代相同，鋯石Hf同位素兩階段模式年齡相近，在Zr-Hf和Nb-Ta圖解(圖9)上，3種巖石顯示良好的線性關(guān)系，表明它們具有相同的巖漿來源和演化趨勢(shì)。

典型的A型花崗巖具有富含高溫?zé)o水礦物(輝石)及后期結(jié)晶的黑云母和角閃石礦物[26]以及稀土四分組效應(yīng)[27]的特征。鐘騰銅礦的花崗巖可見黑云母及角閃石，但缺失輝石類礦物，巖石具有較低的Zr含量 (196×10-6～257×10-6, 平均為222.6×10-6)及TFe2O3/MgO比值(2.16～4.43, 平均為2.91) ，二者均低于典型的A型花崗巖類 (Zr>250×10-6, TFe2O3/MgO>10)[28]，稀土配分模式也沒有四分組效應(yīng)。 因此研究區(qū)花崗巖的巖石類型不屬于A型花崗巖類[29-30]。在I、S和A型花崗巖成因判別圖解上，鐘騰銅礦3種侵入巖的投點(diǎn)出現(xiàn)相互矛盾的現(xiàn)象，在部分圖解上投點(diǎn)為I+S型，在另外的圖解上又屬于A型。紫金山礦田的紫金山復(fù)式花崗巖體(155～164 Ma)[24]和浸銅湖礦床的石英正長(zhǎng)斑巖(96 Ma)[25]也具有類似的過鋁質(zhì)特征，其巖石類型被解釋為S型[31]，也有人認(rèn)為屬于被地殼上部巖石混染造成的巖石，仍屬于I型花崗巖[31]。李獻(xiàn)華等[32]認(rèn)為南嶺燕山期強(qiáng)過鋁質(zhì)黑云母花崗巖屬分異的I 型花崗巖，不屬于“陸殼改造型”S 型花崗巖，巖石富鋁是因?yàn)樵瓗r以富鋁的火成巖為主。根據(jù)鐘騰銅礦花崗巖的巖漿鋯石飽和溫度計(jì)[32-34]計(jì)算鐘騰石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)玢巖的巖漿鋯石初始結(jié)晶溫度較高(794～863 ℃)，平均達(dá)到849 ℃; 花崗閃長(zhǎng)斑巖的初始結(jié)晶溫度在756～765 ℃，平均761 ℃(表1)。石英閃長(zhǎng)(玢)巖的初始巖漿溫度高可能正是殼幔邊界位置底侵作用的反映，在底侵作用的影響下，如果周圍巖石本身富鋁發(fā)生部分高程度的熔融，可以形成準(zhǔn)鋁質(zhì)或過鋁質(zhì)特征的中酸性巖漿。I型花崗質(zhì)巖漿可以通過鐵鎂質(zhì)巖漿的分離結(jié)晶作用或者古老的火山-沉積地殼物質(zhì)部分熔融而成[35-36]。鐘騰銅礦花崗巖樣品均富集LREE曲線，而HREE曲線較平坦，同時(shí)虧損Sr、P 和Ti (圖5), 巖石具有較高的Sr/Y比值和低Y含量的特征，表明源區(qū)中角閃石-石榴石為重要的殘留相礦物[37-40]。

在常用的花崗巖形成背景判別圖解(圖10)上，鐘騰銅礦3種花崗質(zhì)巖石的投影點(diǎn)集中分布，投點(diǎn)位于火山弧花崗巖區(qū)；在Sr/Y-Y圖解(圖11)上，鐘騰銅礦的巖體與紫金山礦集區(qū)的含礦斑巖[41]投點(diǎn)一致，與一般斑巖銅礦中常見的埃達(dá)克質(zhì)花崗巖(如驅(qū)龍—甲瑪?shù)V集區(qū)[42]、德興銅礦)不同，說明其巖漿來源于正常的弧火山深成巖，原巖經(jīng)歷了正常俯沖板片的部分熔融[43]。

鐘騰銅礦床3種侵入巖的鋯石具有較高的εHf(t)值，在-2.1～2.0之間，多數(shù)為負(fù)值，部分為正值，處于地幔來源巖石的連接線上，不同于華南基底巖石特征(εHf(t)在-12.0～-20.0)，暗示巖漿可能來源于巖石圈地?；蛳碌貧?。鋯石Hf同位素單階段模式年齡在689～877 Ma之間，兩階段模式年齡為1 038～1 352 Ma，明顯小于華南基底巖石的變質(zhì)年齡及兩階段模式年齡1.85 Ga(圖7)[44-46], 說明花崗巖巖漿不是直接來源于華夏古老基底巖石(上地殼)，可能有地幔來源巖漿的參與。

圖10 鐘騰銅礦花崗巖w(Nb)-w(Y)構(gòu)造背景判別圖Fig.10 Discrimination diagram of Nb-Y for the granites from Zhongteng Cu deposit

圖11 鐘騰銅礦花崗巖與典型埃達(dá)克質(zhì)花崗巖的對(duì)比圖解Fig.11 Sr/Y-Y diagram showing the differance between typical adakitic granite and that from Zhongteng Cu deposit

花崗巖的主量和微量元素特征與源區(qū)巖石具有密切的關(guān)系，可以用來判斷其源區(qū)特征。在Rb/Ba-Rb/Sr 圖解和CaO/Na2O-Al2O3/TiO2圖解(圖12)上，鐘騰銅礦花崗巖的多數(shù)樣品落入變玄武質(zhì)巖石部分熔融區(qū)域，說明花崗巖的原巖為變玄武質(zhì)巖漿組分[47-49](5)武夷山關(guān)鍵地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，2016.，結(jié)合鋯石Hf同位素兩階段模式年齡(原巖與虧損地幔分離時(shí)間)，推測(cè)其原巖為中元古代形成下地殼基性巖的基底巖石。

從圖11和圖12 可以看出，鐘騰銅礦花崗巖的投影點(diǎn)位置與附近的紫金山金礦田同時(shí)代成礦花崗巖范圍幾乎完全重合，表明二者具有相同的巖石源區(qū)，紫金山礦田的含礦斑巖普遍認(rèn)為屬于I型花崗巖。因此，不能簡(jiǎn)單依據(jù)A/CNK值或巖石類型判別圖解來確定巖石成因類型(I型或S型或A型)，對(duì)巖石成因類型的判別需要綜合考慮巖石形成的地質(zhì)背景和演化關(guān)系。綜合以上分析，本文認(rèn)為鐘騰銅礦的花崗質(zhì)侵入巖應(yīng)為I型花崗巖，花崗閃長(zhǎng)斑巖的I型花崗巖特征更為顯著，石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)玢巖可能是因?yàn)樵磪^(qū)附近重熔巖石相對(duì)富鋁形成的，原巖為華南地區(qū)中元古代形成的深部巖石圈(巖石圈上地?！碌貧?。

5.3 地質(zhì)背景

鐘騰銅礦所在的上杭—云霄構(gòu)造-巖漿帶是華南中生代大規(guī)?；◢弾r-火山巖的一部分，對(duì)其形成地質(zhì)背景的認(rèn)識(shí)必須以華南中生代構(gòu)造-巖漿的動(dòng)力學(xué)背景為基礎(chǔ)。關(guān)于華南中生代花崗巖-火山巖的形成背景有多種解釋，如活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造-巖漿作用[50-55]，大陸拉張-裂解模式[56-58]，地幔柱成因模式[59-61]，其中活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造-巖漿作用模式獲得多數(shù)學(xué)者的支持，但對(duì)其活動(dòng)階段和方式的認(rèn)識(shí)有較大分歧。近年來，Li et al.[43]和 Meng et al.[62]采用平板俯沖模型可以更好地解釋中國(guó)東部地區(qū)(含華南)中生代伸入大陸內(nèi)部寬達(dá)1 300 km的巖漿巖帶形成的地質(zhì)背景。該模型將華南地區(qū)花崗巖分為190～160 Ma(平板俯沖+擠壓)、160～110 Ma(構(gòu)造轉(zhuǎn)換和強(qiáng)烈的伸展階段)、110～90 Ma(正常俯沖) 3個(gè)形成演化階段。

圖12 鐘騰銅礦主要花崗巖的Rb/Ba-Rb/Sr(a)和CaO/Na2O-Al2O3/TiO2(b)圖解Fig.12 Rb/Ba-Rb/Sr diagram(a)and CaO/Na2O-Al2O3/TiO2 diagram (b) for the granites from Zhongteng copper deposit

圖13 鐘騰礦區(qū)花崗巖形成的地質(zhì)背景示意圖Fig.13 The model showing geological background for the formation of granites from Zhongteng mining area

曹明軒等[63]和段政[64]將華南地區(qū)火山巖劃分為195～175 Ma(Ⅰ)、173～146 Ma(Ⅱ)、145～115 Ma(Ⅲ)和110～85 Ma(Ⅳ) 4個(gè)大的火山作用旋回，其第Ⅰ、Ⅱ—Ⅲ、Ⅳ旋回可以大體上與前述華南地區(qū)3個(gè)花崗巖的演化階段對(duì)應(yīng)。上杭—云霄構(gòu)造-巖漿帶的火山巖盆地形成時(shí)為最強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí)期，相當(dāng)于曹明軒等[63]劃分的第Ⅱ、Ⅲ旋回，與之伴隨的花崗質(zhì)侵入巖以第Ⅱ旋回為主，其次為第Ⅳ旋回。鐘騰地區(qū)所在的平和火山巖盆地位于上杭—云霄構(gòu)造-巖漿帶的南段，花崗巖形成時(shí)代在102～105 Ma，與華南地區(qū)區(qū)域上的第Ⅳ旋回火山作用時(shí)期[63-64]、第三階段花崗巖時(shí)代[43,62]對(duì)應(yīng)。該時(shí)期東南沿海地區(qū)古大洋巖石圈板片的俯沖角度從低角度向中等角度轉(zhuǎn)換，處于古太平洋正常俯沖階段(110～90 Ma)[62]，屬于活動(dòng)陸緣，沿海地區(qū)以俯沖擠壓、地殼增厚為主；向大陸內(nèi)部逐漸轉(zhuǎn)為伸展作用為主，至?xí)貐^(qū)出現(xiàn)高εNd(t)值的玄武巖，作為伸展的標(biāo)志，是由以往俯沖板片拆沉、軟流圈上涌造成的。鐘騰—紫金山地區(qū)早白堊世火山巖盆地正好處于從擠壓為主向伸展過渡的轉(zhuǎn)換地帶，成為鐘騰銅礦花崗巖形成和相關(guān)成礦活動(dòng)的主要地質(zhì)背景(圖13)。

綜合以上分析，我們認(rèn)為鐘騰銅礦和紫金山礦田的成礦斑巖及相關(guān)巖體形成于正常板塊俯沖陸緣巖漿弧背景。古太平洋在110～90 Ma期間向西正常俯沖，鐘騰和紫金山地區(qū)處于俯沖板塊上部的楔形巖石圈范圍擠壓向伸展構(gòu)造的轉(zhuǎn)換地帶，正是殼-幔相互作用最強(qiáng)烈的區(qū)域。大洋板塊向下俯沖至深部榴輝巖相深度范圍時(shí)，發(fā)生脫水和部分熔融，形成相對(duì)低Sr/Y(非埃達(dá)克巖)、高εHf(t)值(虧損地幔來源)的基性巖漿，基性巖漿上升至下地殼或殼-幔邊界位置，巖漿底侵作用引起下地殼-上地幔巖石圈物質(zhì)發(fā)生部分熔融形成中酸性巖漿，部分熔融的巖石主要為中元古代形成的基性巖石圈基底巖石，部分可能為富鋁質(zhì)花崗巖；這些巖漿在巖漿房進(jìn)一步分異演化，最后上升至地表侵位形成了鐘騰I型花崗巖。巖漿活動(dòng)形成了相應(yīng)的Au、Cu、Pb-Zn、Ag等礦化，與華南地區(qū)中生代第三階段大規(guī)模多金屬成礦時(shí)期對(duì)應(yīng)[45,65-67]，銅等多金屬成礦物質(zhì)以巖漿來源為主。

6 結(jié) 論

(1)巖石地球化學(xué)分析表明鐘騰銅礦區(qū)3種侵入巖具有相似的巖石地球化學(xué)特征，均屬于高鉀鈣堿性系列，巖石具貧硅、富鋁、富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素、高εHf(t)值，顯示大陸邊緣弧巖漿巖的特征。

(2)鋯石同位素測(cè)年和輝鉬礦Re-Os同位素測(cè)年顯示成巖成礦主要形成于早白堊世晚期，與同屬上杭—云霄構(gòu)造-巖漿成礦帶的紫金山礦田成礦時(shí)代相同，巖石地球化學(xué)特征相似，說明鐘騰地區(qū)具有與紫金山礦田相似的地質(zhì)背景條件，找礦前景良好。

(3)綜合鐘騰銅礦區(qū)花崗巖地球化學(xué)和同位素特征、巖石形成的地質(zhì)背景和演化關(guān)系，認(rèn)為鐘騰銅礦花崗質(zhì)侵入巖應(yīng)為I型花崗巖，源區(qū)巖石為中元古代時(shí)期形成的下地殼-巖石圈上地幔基性巖石。花崗巖和相關(guān)礦床的形成與東南沿海地區(qū)110～90 Ma期間的古太平洋板塊向西俯沖有關(guān)，形成于大陸邊緣從擠壓向伸展轉(zhuǎn)換的地質(zhì)背景。