江西赣县大埠岩体地球化学特征及其与钨成矿的关系

梁景时，漆富勇，范会虎，丁 勇

（1.江西省地质矿产勘查开发局 赣南地质调查大队，江西 赣州 341000；2.中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083；3.江西应用技术职业学院，江西 赣州 341000）

1 区域地质概况

赣县大埠岩体（研究区）大地构造位置在板块学说上，位于欧亚大陆板块与滨西太平洋板块消减带的内侧华夏板块中，横跨武夷、罗霄两块体的交接带部位，即武夷隆起西侧、罗霄褶皱带中部（图1）［1］；在地质力学学说，位于滨太平洋（环太平洋）构造域（一级构造）中生代构造带的南东部，其次级构造单元为南岭纬向构造带（二级构造）东段与武夷山北东—北北东构造带南段的复合部位。极有利于富含成矿物质的重熔型岩浆的形成与侵入。大埠岩体产状为岩基，出露面积达400km2。

岩体周边地层发育较全，除缺失第三系、三叠系、志留系及奥陶系外，直至第四系均有出露。震旦—奥陶系出露面积占地层总面积的60％以上；泥盆系-石炭系约占20％。震旦—寒武系为一套以变质砂岩、板岩为主的类复理石建造，间夹大透镜状结晶灰岩；泥盆系—二叠系：角度不整合于上述基底地层之上，它以磨拉石建造开始，以浅海碳酸盐岩建造鼎盛，至陆相沼泽泥砂质含煤建造而告终，间夹陆源碎屑岩建造、含煤建造、海相碳酸盐建造、含煤及硅质岩建造等。侏罗系—白垩系：以山间磨拉石建造、内陆河湖相膏盐建造为特征，散布于全区的断陷盆地内。另外，在河流及两侧和山间沟谷等地势低洼地带尚发育第四系堆积物。

图1 赣县大埠岩体大地构造位置图

岩体处北西向与北东向深大断裂带交汇部位，构造变形强烈，褶皱断裂发育。区内构造复杂多样，最醒目的是：一系列深大断裂和被其切割的地块构成东西向、北北东向隆褶带与断陷带呈网格状分布，并由此决定了本区以东西向、北北东向构造为主，叠加北东向、北西向、近南北向构造的构造格架。

岩体周边岩浆活动频繁而持久，岩浆活动方式主要为侵入，喷发溢流很少，多期多阶段活动特征明显，形成了大面积分布的岩浆岩体。其产出以岩基、岩株出露面积最大，岩瘤、岩滴分布数量最多。主要岩浆活动时期为加里东、海西—印支期、燕山。加里东期岩浆出露范围不大，主要分布于大埠岩体西部，为中深成相酸性二长花岗岩，该期岩浆活动与内生成矿作用关系不明显。而海西—印支期花岗岩分布于研究区外，出露于赣县清溪—田村附近。而燕山早期岩浆是区内岩浆最为活跃的阶段，同时，这一岩浆活动与本区丰富的内生矿产的成矿作用关系十分密切。

该次对大埠岩体的研究，是在1∶5万区域地质调查基础上，根据花岗岩的侵入时代、岩性特征及同位素年龄，将大埠岩体划分为志留纪花岗岩（Sγ）和早侏罗世花岗岩（J1γ）及晚侏罗世花岗岩（J3γ），并对早、晚侏罗世花岗岩进行岩石化学成分、稀土元素及主要成矿元素采样分析及研究；并通过赣县长坑钨矿床Re-Os同位测年，发现大埠岩体晚侏罗世花岗岩（J3γ）与钨矿床（点）的形成有着成因联系。

2 岩体地球化学特征

大埠岩体为复式岩体，志留纪花岗岩（Sγ）属加里东期花岗岩（γ33）。出露面积极小，仅占大埠岩体总面积0.5％，志留纪花岗岩（Sγ）U-Pb同位素年龄（393±27）Ma［2］，其岩性为中细粒斑状黑云母二长花岗岩。而燕山早期花岗岩约占大埠岩体总面积的99.5％，分早侏罗世花岗岩（J1γ）和晚侏罗世花岗岩（J3γ），前者属燕山早期第一次侵入（γ52—1），后者为燕山早期第三次侵入（γ52—3）。早侏罗世花岗岩U-Pb同位素年龄（189.2±0.6）Ma［2］，晚侏罗世花岗岩UPb同位素年龄（161.3±0.6）Ma［2］。前者岩性为粗中粒斑状—中细粒含斑黑云母二长花岗岩，后者岩性为细粒黑云二长花岗岩、中细粒少斑黑云母二长花岗岩［2］。

2.1 化学成分特征

选择中国花岗岩平均值［3］作对比值，对大埠岩体燕山早期两期次花岗岩岩石化学成分进行分析［1］（见表1）。

表1 赣县大埠岩体燕山早期岩石化学成分特征表

（1）早、晚侏罗世花岗岩w（SiO2）分别为72.30％和71.63％，均大于66％，属酸性岩；w（K2O）/w（Na2O）分别为1.35和1.13，均大于1，属由陆壳沉积物熔融形成的S型花岗岩；w（K2O）分别为4.21％和4.05％，高于对比岩，而w（CaO）分别为1.20％和1.03％，低于对比岩，表明大埠岩体岩石属高硅、富钾、贫钙的酸性S型花岗岩类。

（2）早、晚侏罗世花岗岩里特曼（组合）指数δ值分别为1.83和2.03，均小于3.3，且低于对比岩，属钙碱性岩石。

（3）早、晚侏罗世花岗岩含铝性Al值分别为1.25和1.26，大于1，高于对比岩，属铝过饱和型岩石。

（4）早、晚侏罗世花岗岩分异指数（DI）分别为86.74和87.90，均大于对比岩，反映岩浆分异程度高。

综上所述，大埠岩体早、晚侏罗世两期次花岗岩化学成分基本相当，均为高硅、富钾、贫钙的酸性S型花岗岩类［4］，另据里特曼指数δ值、含铝性Al值及分异指数（DI）判断其为岩浆分异程度高的钙碱性、铝过饱和型岩石［5］。

2.2 稀土元素特征

对赣县大埠岩体燕山早期两期次花岗岩岩石稀土元素与维氏值进行比较，参见表2［1］。

（1）早、晚侏罗世花岗岩∑REE分别为182.81×10-6和82.08×10-6，均低于对比岩，表明大埠岩体花岗岩属钙碱性岩石，晚侏罗世花岗岩钙碱性强于早侏罗世花岗岩。

（2）早、晚侏罗世花岗岩δEu分别为0.38和0.25，均低于对比岩，表明大埠岩体花岗岩铕元素强度亏损—中度亏损，晚侏罗世花岗岩铕元素亏损强度大于早侏罗世花岗岩。

表2 赣县大埠岩体燕山早期岩石稀土元素特征表 1×10-6

（3）早、晚侏罗世花岗岩∑Y分别为116.90×10-6和106.20×10-6，均高于对比岩；∑Ce/∑Y分别为1.06和0.40，均低于对比岩，属轻-中稀土富集型，晚侏罗世花岗岩轻稀土较早侏罗世花岗岩富集。

（4）早侏罗世花岗岩呈现明显正铒异常，晚侏罗世花岗岩呈现负铈异常。两者在成岩物源上有所不同。

2.3 成矿元素特征

赣县大埠岩体燕山早期两期次花岗岩主要成矿元素与维氏值进行比较［1］（表3），发现W、Sn、Cu、Ag、Nb、Ta等成矿元素含量是对比岩的数倍至数百倍。可见，大埠岩体成矿物质丰富，很可能是长坑钨矿的成矿岩体［6］。而晚侏罗世花岗岩W的浓集系数高达133.33，显然晚侏罗世花岗岩与钨矿化关系更为密切。

表3 大埠岩体燕山早期岩石成矿元素特征表

3 与钨成矿关系探讨

为了探清赣县大埠岩体与钨成矿的关系，作者对长坑钨矿的成矿年龄做了Re-Os同位素测年［1］（表4）。该次采集了含钨石英脉中的辉钼矿样品5个，样品Re-Os同位素分析测试工作由国家地质实验测试中心完成。

表4 长坑钨矿中辉钼矿Re-Os同位素数据表

图2 赣县长坑钨矿Re-Os同位素等时线图

据表4数据，样品的模式年龄在157.1～159.9Ma，初始w（Os）在0.006 0～0.047 8ng/g。根据5个模式年龄数据制得等时线图（图2），得到长坑钨矿等时线年龄为（158.1±1.2）Ma。等时线截距为0.002 2±0.002 5，说明初始187Os值接近于0，该批数据符合辉钼矿Re-Os同位素定年的条件［7］。此外，该等时线的MSWD=0.75，表明所有样品的Re-Os同位素组成遵循放射性衰变定律，等时线年龄准确可靠［8］。5个样品的模式年龄加权平均值（图3）为（158.8±1.1）Ma，置信区间95％，与等时线年龄十分接近。因此，Re-Os同位素等时线年龄（158.1±1.2）Ma能代表长坑钨矿确切的成矿年龄［9］。

显然长坑钨矿的成矿年龄，晚于大埠岩体早侏罗世花岗岩成岩年龄（189.2±0.6）Ma（U-Pb同位素），与大埠岩体晚侏罗世花岗岩成岩年龄（161.3±0.6）Ma（U-Pb同位素）相当。表明钨矿体的形成发生在燕山早期第一次侵入之后大致与燕山早期第三次侵入同时，即晚侏罗世。

图3 赣县长坑钨矿辉钼矿Re-Os模式年龄加权平均值

4 结论

大埠岩体为复式岩体，以燕山早期花岗岩为主，约占大埠岩体总面积99.5％。分早侏罗世花岗岩（J1γ）和晚侏罗世花岗岩（J3γ）。前者属燕山早期第一次侵入（γ52-1），U-Pb同位素年龄（189.2±0.6）Ma；后者属燕山早期第三次侵入（γ52-3），U-Pb同位素年龄（161.3±0.6）Ma。前者岩性为粗中粒斑状—中细粒含斑黑云母二长花岗岩，后者岩性为细粒黑云母二长花岗岩、中细粒少斑黑云母二长花岗岩，属高硅、富钾、贫钙的酸性S型花岗岩类，轻—中稀土富集。岩体成矿物质丰富，尤其晚侏罗世花岗岩W的浓集系数高达133.33，且成岩年龄（161.3±0.6）Ma（U-Pb同位素）与成矿年龄（158.1±1.2）Ma（Re-Os同位素）大致相当，与钨矿化关系密切。

［1］丁 勇，梁景时.江西赣县钨矿床成矿地质特征及成矿预测［J］.中国钨业，2011，（5）：6-9.

［2］刘细元.1∶5万大埠幅区域地质调查报告［R］.南昌：江西省地质调查研究院，2000.

［3］韩吟文，马振东.地球化学［M］.北京：地质出版社，2007，181-197.［4］路凤香，桑隆康.岩石学［M］.北京：地质出版社，2005，43-51.

［5］潘丽敏.延边地区新田-棉田花岗质岩体地质地球化学特征［J］.吉林地质，1991，10（3）：61-69.

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