福建龙岩大洋-莒舟花岗岩地球化学、年代学、铪同位素特征及其地质意义

王 森, 张 达, Absai Vatuva, 闫鹏程, 马 帅,冯海滨, 宇腾达, 白 昱, 狄永军

(中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京 100083)

0 引 言

福建龙岩地区位于华夏陆块东南缘, 欧亚板块与太平洋板块的接合部位。区域上处于政和-大埔断裂带以西, 南平-宁化构造带以南的闽西南地区, 是中国东南构造-岩浆活动带的重要组成部分, 同时也是E-W向古特提斯构造域向NE向环太平洋构造域转换的典型区域[1]。自古元古代以来, 该区经历了华夏古陆的形成与裂解, 新元古代与扬子古陆聚合,早古生代区域隆升, 晚古生代伸展断陷以及中生代构造-岩浆活动等重要演化阶段。其中晚中生代以来,闽西南地区发生了强烈的构造-岩浆活动, 形成了大规模酸性、中酸性侵入岩体, 并伴随Fe、Mo、Pb、Zn等成矿作用。大洋、莒舟花岗岩体位于著名的马坑铁矿东西两侧(图 1), 作为重要的成矿围岩, 与铁、钼矿床成因关系密切。前人对马坑铁矿的赋矿层位、成矿围岩、控矿构造、矿床特征及成矿物理化学条件等进行了大量研究[2–6], 但仍然存在一些问题与不足之处, 其中矿床成因一直存在争议, 主要有层控钙夕卡岩型铁矿床说[7]、海相火山沉积-热液改造矿床说[8]、陆源沉积-热液改造矿床说[9]及复合叠生层状矿床说[10]。主流观点认为马坑铁矿与大洋、莒舟岩体有关, 张承帅等[11–12]与毛建仁等[13]对大洋、莒舟岩体进行了定年研究, 得出了125～145 Ma的成岩年龄, 张承帅等[11–12]与 Zhanget al.[14]对大洋岩体进行Sr-Nd、Lu-Hf同位素测试, 但由于研究出发点不同, 缺少对莒舟岩体的同位素示踪及对比研究工作, 因此显得不够系统。在对马坑铁矿找矿预测综合研究专题工作中, 发现地表褐铁矿化带及夕卡岩矿化带与莒舟岩体关系密切, 多沿莒舟岩体外接触带分布。笔者在前人研究基础上, 利用岩石地球化学、U-Pb-Hf同位素年代学方法, 拟对大洋、莒舟岩体的地球化学成分、侵位时代及成因类型进行对比研究, 并探讨岩石成因、构造环境及其与成矿的关系, 为揭示马坑铁矿的矿床成因提供岩石地球化学及同位素年代学约束, 为闽西南地区“马坑式”矿床的找矿预测工作提供重要的参考依据。

1 地质概况

研究区位于政和-大埔断裂带以西, 南平-宁化构造岩浆带以南, 闽西南永梅凹陷带的东部。区内地层主要为前泥盆纪基底岩系与晚古生代-中三叠世碳酸盐岩、碎屑沉积岩, 以及中新生代陆相碎屑-火山岩。其中, 马坑矿区主要出露下石炭统林地组(C1l)海陆交互相粗碎屑岩, 上石炭统经畲组(C2j)—下二叠统栖霞组(P2q)碳酸盐岩, 以及上二叠统文笔山组(P2w)—童子岩组(P2t)海陆交互相含煤细碎屑岩、浅海相含钙细碎屑岩。区内构造复杂多样, 以NE向展布的推覆(滑脱)构造及复式褶皱带为主。在地表, 构造线的展布方向主要为 NE向, 其次为 NW、NWN向, 少量近NS向。其中, NE向褶皱及断裂控制着马坑磁铁矿体的形态与分布。区内岩浆活动强烈, 从加里东到喜山期均有强弱不同的岩浆活动, 以中生代酸性—中性侵入岩体为主, 火山盆地及侵入岩体的形态及展布明显受 NE向构造控制。龙岩地区主要出露晚燕山期花岗岩, 单个岩体规模不大, 具有多期次活动的特征, 与铁、铅、锌、钼等多金属矿床关系密切。其中, 大洋、莒舟岩体位于马坑铁矿的两侧, 是主要的成矿要素之一。

2 样品描述及分析方法

本次研究共采集了18件样品, 均取自大洋和莒舟岩体, 具体采样位置见图1, 其中样品J218-b3和J218-b6取自马坑井下 218穿脉, ZK7924-b17和ZK7924-b18分别取自钻孔7924的995 m和999 m深处。岩石学特征表明, 大洋、莒舟花岗岩具有多期活动的特征, 岩性比较复杂, 主要为粗粒花岗岩、

细粒花岗岩、似斑状花岗岩、正长花岗岩及花岗闪长岩。现对以上几种花岗岩做如下描述。

图1 研究区构造位置(a)及区域地质简图(b)Fig.1 Tectonic location (a) and simplified geological map (b) of the Makeng area底图据福建省地质矿产勘查开发局1∶5万福建省地质构造图(2000)。1–侏罗系; 2–文宾山组; 3–溪口组; 4–翠屏山组; 5–童子岩组; 6–文笔山组; 7–栖霞组; 8–林地组; 9–天瓦岽组; 10–奥陶系; 11–寒武系; 12–花岗岩; 13–推覆构造; 14–滑脱构造; 15–断层; 16–地质界线; 17–平行不整合; 18–角度不整合; 19–采样位置及点号; 20–马坑矿区位置

(1) 花岗闪长岩 花岗结构, 块状构造。主要矿物为斜长石(45%)、钾长石(20%)、石英(20%)和少量角闪石(7%)。斜长石为自形-半自形宽板状, 粒度较细(0.5～1 mm), 发育聚片双晶(图2a)。

(2) 花岗岩 主要矿物为钾长石(50%)、石英(20%)、斜长石(＜20%)和角闪石(8%)。其中钾长石为自形-半自形宽板状(图 2b)。具有粗细两种粒度, 粗粒花岗岩矿物粒径主要为 4～6 mm, 细粒花岗岩石英和长石粒径整体上小于 1 mm。钾长石蚀变较强,多发生黏土矿化。

(3) 似斑状花岗岩 似斑状结构, 块状构造,斑晶为石英(图 2c)和钾长石(图 2d), 石英斑晶为他形粒状, 粒径为 2～3 mm, 钾长石为自形-半自形宽板状, 长4～7 mm。基质为显晶质, 由斜长石、钾长石、石英及黑云母组成, 粒径以0.5～1 mm为主。主要矿物为石英(25%)、钾长石(40%)、斜长石(25%)及少量角闪石(5%), 副矿物主要为磁铁矿(＜5%)。

在对样品进行薄片鉴定的基础上, 选择大洋、莒舟共18件样品进行了主元素、微量和稀土元素分析测试，在国家地质实验测试中心完成。其中, 主元素用 X射线荧光光谱仪测定(XRF), 并用等离子光谱法进行验证, 微量元素和稀土元素采用等离子质谱仪测定(ICP-MS), 详细流程同文献[15]。

锆石的分选由河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成, 锆石挑选、制靶及阴极发光(CL)成像在北京锆年领航科技有限公司实验室完成。锆石LA-ICPMS U-Pb 同位素分析在天津地质矿产研究所激光烧蚀多接收器等离子体质谱仪上进行, 具体测试原理及详细分析流程和数据处理过程见文献[16]。锆石 Lu-Hf 同位素分析是在 LA-ICPMS锆石 U-Pb定年基础上, 参照锆石阴极发光(CL)图像, 选择在原位年龄分析位置或其附近进行, 采用蓬莱锆石[17]作为参考物质, 其精度为 0.282882±0.000006 (2s,n=56), 实验详细操作方法和原理见Wuet al.[18]。

图2 大洋、莒舟花岗岩正交偏光显微照片Fig.2 Cross-polarized photomicrographs showing mineral association and texture of the Dayang and Juzhou granites

3 地球化学特征

选取新鲜的岩石样品进行地球化学成分测试,主元素、微量元素分析在国家地质实验测试中心完成。其中, 主元素用 X射线荧光光谱仪测定(XRF),并用等离子光谱法进行验证, 微量和稀土元素采用等离子质谱仪(ICP-MS)测定。

3.1 主元素特征

主元素分析结果(表1)表明, 大洋、莒舟岩体成分比较接近, 总体上具有富硅、富铝、低钛、高钾钙碱性特征。其中, SiO2含量为 75.75%～78.38%,Al2O3含量为 11.46%～12.81%, TiO2含量为 0.02% ～0.19%, 岩石全碱(ALK)含量为 7.80%～8.87%, 里特曼指数σ为 1.72～2.32, K2O＞Na2O, 具有相对富钾,贫铁、镁、钙的特征。在K2O-SiO2图解(图3a)上, 样品落入高钾钙碱区域。在A/NK-A/CNK图解(图3b)上, 样品落入偏铝质-过铝质区域。

3.2 稀土、微量元素特征

微量和稀土元素分析结果见表 1, 微量元素蛛网图和REE分布模式图见图4。两个岩体的稀土含量具有一定的差异性, 大洋岩体的总稀土含量∑REE 92.76×10–6～ 169.56×10–6, 而莒舟岩体的总稀土含量∑REE 175.51×10–6～ 203.31×10–6。大洋岩体(La/Yb)N= 0.26～4.31, 整体上小于 1, 相对富集重稀土元素, 而莒舟岩体(La/Yb)N=2.55～13.46, 明显富集轻稀土元素。稀土元素分布模式表明, 大洋岩体表现出略微左倾的“V”字形, 而莒舟岩体则表现为明显的右倾型(图4a), 部分样品具有四分组效应。两个岩体的样品均具有显著的负铕异常,δEu平均值分别为0.09和0.22, 这种强烈的铕异常可能是受流体交代作用影响所造成的, 稀土分布模式出现的四分组效应也表明受流体交代作用影响。

微量元素总体上均表现出富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Cs、Pb 等, 亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr、Ce、Ti等特征(图 4b)。在原始地幔标准化蛛网图上, 两个岩体的样品曲线特征相近, 具有明显的壳源特征。亏损 Sr、Ba, 富集 Pb、Th、U, 表明岩浆岩经历了斜长石、磷灰石以及黑云母等矿物的分离结晶作用。Rb/Sr和Rb/Ta值较高, 平均值分别为 9.01和 23.63, 并且 Nb、Ti负异常明显, 表现出壳源花岗岩特征。Ni含量为 1.21×10–6～ 8.32×10–6(平均 6.53×10–6), Cr含量为 2.70×10–6～ 16.91×10–6(平均 12.38×10–6), 远低于原始地幔中 Ni和Cr的平均值, 说明岩浆物质可能起源于大陆地壳原岩[20]。

4 同位素年代学特征

对大洋、莒舟花岗岩选取 4件代表性样品, 进行LA-ICPMS锆石 U-Pb测年。其中所选样品分别为 D3079-b5花岗闪长岩、D3082-b2细粒花岗岩及D3083-b1、D3086-b1似斑状花岗岩。所选锆石均为柱状晶体, 晶形较好, 粒径集中于70～150 μm之间,阴极发光图像(图5)中可见岩浆振荡环带, 表现出典型的岩浆锆石特征。

图3 大洋和莒舟岩花岗岩的及K2O-SiO2 (a)及A/NK-A/CNK (b)图解Fig.3 The K2O-SiO2 (a) and A/NK-A/CNK (b) diagrams for the Dayang and Juzhou granites

表1 大洋、莒舟花岗岩主元素(%)、微量和稀土元素(×10–6)分析结果Table 1 Major elements, REEs and trace elements analytical results of the Dayang and Juzhou granites

(续表 1)

图4 大洋、莒舟花岗岩稀土元素球粒陨石标准化分布模式图(a)及微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(标准值据[19])Fig.4 Chondrite-normalized REEs patterns (a) and primitive mantle normalized spider diagram (b) of Dayang and Juzhou granites(normalization values after [19])

图5 代表性锆石阴极发光图像及测试点位置Fig.5 Cathodoluminescence images and test locations of typical zircons from granite samples

4.1 锆石U-Pb定年

锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄数据见表2, 样品 D3097-b5中 27颗锆石206Pb/238U年龄值集中于131～140 Ma之间, 谐和图上表现密集的簇状(图6),表明锆石具有较好的封闭性。表观年龄加权平均值为(136.2±0.9) Ma (MSWD=3.3); 样品 D3082-b1中15颗锆石206Pb/238U年龄集中于119～130 Ma之间,谐和图上整体上比较密集(图6), 表观年龄加权平均值为(125.0±1.7) Ma (MSWD=2.4); D3083-b1中26颗锆石的206Pb/238U年龄值集中于 129～135 Ma之间,在锆石U-Pb年龄谐和图上表现为密集的簇状, 说明锆石具有较好的封闭性, 表面年龄加权平均值为(132.0±0.6) Ma (MSWD=1.2)。对样品 D3086-b1 共选取了26个测试点, 除12号点206Pb/238U年龄值偏大外, 其他值位于129～137 Ma之间, 在年龄谐和图上表现密集的簇状, 锆石表观年龄加权平均值为(132.4±0.8) Ma (MSWD=3.5)。

上述4件样品的锆石Th/U值相对较高, 均大于0.4(表2), 也表明了锆石为岩浆成因[21]。上述结果表明, 大洋、莒舟岩体形成于125～132 Ma, 为白垩世早期多期侵入花岗岩。

4.2 锆石铪同位素

在LA-ICPMS锆石U-Pb测年基础上, 选择大洋、莒舟岩体锆石U-Pb年龄比较接近的两个样品(D3083-b1

和D3086-b1), 进行锆石微区原位铪同位素测试。分析结果见表 3。样品 D3083-b1176Hf/177Hf值为0.282255～0.282523(加权平均值为 0.282431, 误差2σ=0.000013),εHf(t)值变化范围介于–16.47 ～ –5.95之间(平均值为 - 9.49),对应的二阶段模式年龄TDM2为 1567～2221 Ma, 均值为1789 Ma。样品D3086-b1176Hf/177Hf值在0.282383～0.282599间(均值为0.282479,误差 2σ=0.000048),εHf(t)值变化范围介于–11.05 ～–3.35之间(平均值为–7.57), 对应的的二阶段模式年龄TDM2为 1400～1889 Ma, 均值为 1669 Ma。

表2 花岗岩锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄数据表Table 2 LA-MC-ICPMS U-Pb dating data of zircon from granites

(续表 2)

图6 花岗岩样品锆石U-Pb年龄谐和图Fig.6 Zircon U-Pb concordia diagrams for granite samples

表3 锆石铪同位素组成Table 3 Hf isotope compositions of zircons in Dayang and Juzhou granites

5 讨 论

5.1 花岗岩侵位时代

马坑铁矿的矿床成因一直是众多地质学者研究的一个热点问题, 主流观点认为磁铁矿的形成与大洋、莒舟花岗岩的侵位有关[14,22]。毛建仁等[13]首次利用锆石 U-Pb测年方法对莒舟岩体进行年龄测定,获得了(136.0±1.7) Ma和(133.8±1) Ma成岩年龄。张承帅[22]对大洋、莒舟进行了大量的锆石 U-Pb定年研究, 分别获得了127～132 Ma和125～130 Ma的成岩年龄(表4), 并认为大洋、莒舟岩体为复式岩体。本次锆石 U-Pb定年研究获得了大洋岩体 125～136 Ma和莒舟岩体132 Ma的侵位年龄。闫鹏程[23]对马坑铁矿 218穿脉莒舟锆石 U-Pb测年, 获得了(154.85±0.87) Ma的成岩年龄。张达等(尚未发表)对大洋岩体进行系统采样, 获得了(137.2±1.1) Ma和(135.82±0.71) Ma 的锆石U-Pb年龄。以上数据说明大洋、莒舟岩体侵位时间总体上一致, 岩浆活动多期侵入, 且时限较长。其中, 大洋岩体侵位时间为125～145 Ma, 莒舟岩体为 125～155 Ma, 说明大洋、莒舟岩体经历了晚侏罗世末期—早白垩世早期的多期侵位形成, 这种特征与闽西南地区广泛存在且多期发育的晚侏罗世—早白垩世钙碱性花岗质岩浆活动[24–25]相似, 在区域上与层控型Fe、Sn矿床关系密切。大洋、莒舟岩体在岩石学特征和侵位年龄上均具有多期次侵入的特点, 这种多期次侵入构造往往控制着一些金属矿床的分布[26], 与成矿关系密切。

表4 大洋、莒舟岩体锆石U-Pb测年结果Table 4 U-Pb dating results of zircons in Dayang and Juzhou granites

5.2 成因及源区

大洋、莒舟岩体在地球化学成分上属于高硅、富铝、高钾钙碱性系列, 其A/CNK值以大于1为主,显示出偏铝质-弱过铝质的特征, 说明成岩物质主要来源于地壳。具有微量元素 Ba、Ti、Nb、Zr、Ta亏损的特征, 与陆壳重熔型花岗岩相似[27–28], 同时稀土元素分布模式及铅正异常也表明其壳源成因。在稀土分布模式上, 莒舟岩体富集轻稀土元素, 表现出“右倾”模式, 而大洋岩体轻重稀土差异不明显,并且表现出较强烈的负铕异常, 这说明大洋和莒舟岩体可能经历了不同程度的分离结晶或者改造作用。

自然界中花岗岩的成因类型主要有I型、S型和A型[29], 目前Whalenet al.[30]的指标被视为判定花岗岩成因类型的最有效的依据, 但是对于高程度分异的花岗岩, 由于其矿物组成和化学成分都接近于低共熔花岗岩, 导致分异的I型、S型和A型花岗岩成分上部分重叠[29], 因此需要综合各方面特征予以判断。在 Zr-10000×Ga/Al(图 7a)和 Ce-10000×Ga/Al(图7b)判别图解中样品主要落入A型花岗岩与I型、S型花岗岩的分界线附近。样品的FeO*/MgO整体上比较低, 均值为 9.28, 明显不同于 A型花岗岩显著富铁质(FeO*/MgO＞10[30])特征, 且 Zr+Nb+Ce+Y(均值 299×10–6)含量较低, 显著低于 Whalenet al.[30]建议的 A 型花岗岩的下限值(350×10–6)。在(Na2O+K2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)和 FeO*/MgO- (Zr+Nb+Ce+Y)综合图解中(图7c、图7d), 样品则主要落入了分异的I型、S型花岗岩区。以上特征表明, 大洋、莒舟岩体并非为典型的 A型花岗岩, 更可能为高分异的I型或S型花岗岩。花岗岩中P2O5含量均低于0.2%, 明显不同于S型花岗岩具有高的P2O5(＞0.2%)的特征[31],在花岗岩的Harker图解(图8)中, SiO2与P2O5负相关, 与Pb呈正相关, Rb与Y、Th呈正相关, 表现出 I型花岗岩的特征。此外, 大洋-莒舟花岗岩具有高SiO2和明显高的Y和Th的含量, 明显亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti及Eu元素, 指示母岩浆可能经历了显著的结晶分离作用。根据上述特征推测这两个岩体为高分异的Ⅰ型花岗岩。

图7 花岗岩成因判别图解(底图据[30])Fig.7 Discrimination diagrams for granites (after [30])

锆石作为探讨地壳演化及示踪岩石源区的重要工具, 具有良好的稳定性, 通常可以准确获得锆石形成时的铪同位素组成[32]。大洋、莒舟岩体εHf(t)值分别为–16.47 ～ –5.95 和–11.05 ～ –3.35, 同时εHf(0)= –6.0 ～ –14.6, 均为负值, 在 εHf与锆石结晶年龄图解中均落入地壳区域(图 9)。εHf(t)与εHf(0)均为负值, 表明大洋、莒舟主要由地壳物质熔融形成[33]。

对应的Hf二阶段模式年龄为1567～2221 Ma (均值 1789 Ma)和 1400～ 1889 Ma (均值为 1669 Ma), 指示其岩浆源区可能为古元古-中元古代物质, 并且源区物质的形成可能与华夏陆块古元古-中元古代地壳增生事件相关。此外, 两个岩体εHf(t)值及二阶段年龄值存一定的差异, 说明两个岩体可能存在不同的岩浆源区。

5.3 构造意义

龙岩地区位于华夏陆块东南缘, 古太平洋板块与欧亚板块的结合部位, 为永梅坳陷带中生代构造-岩浆活动最强烈的地区之一。大洋、莒舟花岗岩为高硅、高碱、钙碱性系列岩石, 与中国东南沿海中生代中酸性火山岩地球化学特征相似[27,34,35], 具有伸展环境的特点。在花岗岩构造环境判别图解(图10)中, 样品主要落入了板内花岗岩区。在Rb-Hf-Ta三角图解(图11)中, 多数样品落入了碰撞后环境。

图8 大洋、莒舟花岗岩Harker图解Fig.8 Harker diagrams for Dayang and Juzhou granites

图9 大洋、莒舟花岗岩εHf(t)-t关系图Fig.9 εHf(t)-t diagram for Dayang and Juzhou granites

中—晚侏罗世, 古太平洋板块向欧亚板块俯冲,直接导致东亚晚侏罗世大陆内部广泛变形和陆内造山[37]。晚侏罗世—早白垩世, 华南地区进入挤压松弛阶段, 开始由挤压向拉张环境转换, 从而导致该区大规模岩石圈减薄、大规模岩浆活动及成矿作用[35,38–40], 其主要标志是华南地区广泛发育的双峰式火山岩、A型花岗岩、基性岩墙群及一系列 NE向展布的拉张盆地[34,39–41]。大洋、莒舟花岗岩形成于125～155 Ma, 处于晚侏罗—早白垩世, 与区域上岩石圈拉张环境相吻合。此外, 岩石地球化学及同位素特征所反映的构造环境与华南晚侏罗—早白垩世伸展构造环境一致, 说明闽西南地区晚中生构造环境发生了挤压—伸展转变, 进入大规模陆内拉张作用阶段。

5.4 与成矿关系的探讨

在岩石地球化学及同位素年代学研究基础上,以矿床成因为出发点, 探讨大洋、莒舟岩体与成矿的关系。胡受奚等[42]研究认为, 与岩浆岩有关的铁、铜矿床含矿性最重要、最有效的化学参数是Na2O、K2O、SiO2的含量以及它们的相关性。大洋、莒舟岩体为 SiO2含量较高(75.75%～78.38%)的高分异 I型花岗岩, Na2O+K2O 7.80%～8.87%, 且K2O＞Na2O,有利于铁、铜矿化。在SiO2-Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)含矿性图解(图 12)中, 样品均落入为含矿性岩体区域, 说明大洋、莒舟岩体具有成矿潜力。此外, 从主元素及微量成分来看, 岩体在结晶分异过程中具有高硅、富碱金属和挥发分趋势, 成矿元素可能与这些组分结合成化合物或络合物共同转移, 并在一定的构造部位富集成矿[19]。因此, 大洋莒舟岩体在地球化学组成上具有较好的含矿性和成矿潜力。

构造环境方面, 造山带由挤压向伸展的转变期往往是大规模成矿的有利时期[44–45]。大洋、莒舟岩体形成于晚侏罗—早白垩世, 微量元素地球化学特征表现出后造山花岗岩的特征, 在区域上处于板块挤压向伸展转换的环境, 具备良好的成矿构造环境。

图10 花岗岩构造环境判别图解(底图据[36])Fig.10 Discrimination diagrams showing magmatic sources and tectonic settings for granites (after [36])VAG-火山弧花岗岩; ORG-洋脊花岗岩; WPG-板内花岗岩; Syn-COLG-同碰撞花岗岩

此外, 张承帅等[46]测得马坑铁(钼)矿床的辉钼矿Re-Os年龄为(133±0.75) Ma, 与岩体的侵位年龄非常接近, 表明岩体与成矿关系密切。

矿化分布特征方面, 马坑矿区褐铁矿化夕卡岩带、绢英岩化带多沿莒舟岩体的外接触带分布, 而这种现象在大洋岩体接触带附近表现不明显。从稀土、微量元素特征来看, 两个岩体成分存在一定的差异, 特别是稀土元素含量及分布模式不同, 说明两个岩体可能具有不同的来源或者经历了不同的岩浆演化过程。这种差异在铪同位素特征上也明显表现出来, 总体上, 莒舟岩体具有较新的陆壳物质成分来源。在空间上, 主矿体的分布靠近莒舟岩体一侧, 并且地表矿化蚀变带均沿莒舟岩体外接触带分布, 也说明莒舟岩体可能与成矿关系更加密切。同时, 以上认识也为该区下一阶段找矿预测工作提供可靠参考, 具有重要的找矿意义。

6 结 论

(1)利用 LA-ICPMS锆石 U-Pb定年方法测得大洋岩体花岗闪长岩的年龄为(136.2±0.9) Ma, 细粒花岗岩的年龄为(125.0±1.7) Ma, 似斑状花岗岩的年龄为(132.0±0.2) Ma, 莒舟似斑状花岗岩的年龄为(132.4±0.8) Ma, 至少存在三期岩浆活动。结合岩石学特征及前人研究结果, 认为大洋和莒舟岩体为多期次侵入体, 侵位时期分别为 125～145 Ma和125～155 Ma。

图11 花岗岩Rb-Hf-Ta构造判别图解(底图据[36])Fig.11 Rb-Hf-Ta diagram for discrimination of tectonic settings for Dayang and Juzhou granites (after [36])

图12 SiO2-Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)判别图(底图据[43])Fig.12 SiO2-Al2O3/(K2O+Na2O+CaO) diagram for discrimination of ore-bearing potential for Dayang and Juzhou granites

(2) 两个代表性岩体锆石εHf(t)值分别为–16.47～–5.95 和–11.05 ～ –3.35, 二阶段模式年龄为 1567～2221 Ma和1400～1889 Ma, 指示其岩浆源区可能为古元古-中元古代物质。两个岩体铪同位素存在一定的差异性, 说明大洋、莒舟岩体可能具有不同的源区, Hf二阶段模式年龄暗示闽西南地区古元古代晚期—中元古代早期曾发生一次重要的地壳增生事件。

(3) 大洋、莒舟岩体为一套高硅、富铝、高钾钙碱性系列, 具有分异I型花岗岩的特征, 为造山后花岗岩, 具有造山后伸展构造环境特征。两个岩体的稀土元素分布模式不同, 说明可能具有不同的源区或经历了不同程度的岩浆演化。

(4) 岩石地球化学成分特征表明, 大洋、莒舟岩体具有良好的成矿潜力。花岗岩侵位于晚侏罗-早白垩世,形成于挤压之后的伸展环境, 为区域上大规模成矿的有利时期。马坑矿区地表矿化蚀变与莒舟岩体关系密切, 并且两个岩体具有不同的稀土元素和铪同位素特征, 推测马坑铁(钼)矿床与莒舟岩体关系比较密切。

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