江西省宜丰县白水洞锂铌钽矿床成矿岩浆岩锆石U-Pb年龄及意义

姜宝亮，赵 劲，林梅花，张 磊

（江西省地质局第一地质大队，江西 南昌 330002）

江西宜丰-奉新地区是重要的锂钽铌等稀有金属成矿区，已发现多处稀有金属矿床，如茜坑多金属矿床﹑狮子岭含锂瓷石矿﹑坪头岭钽铌矿﹑白石里铌钽矿等，近年通过对白水洞矿区勘查，累计查明Li2O矿物量达到大型规模，本文拟通过对成矿岩浆岩年代学研究，为该区周边下一步找矿方向提供建议[1]。

1 成矿背景

白水洞锂铌钽矿矿床位于扬子准地台与华南褶皱系两大构造单元结合过渡带，地处宜丰—景德镇深断裂的中部北侧，九岭-高台山台拱的九岭穹断束南部，九岭复式背斜南翼，夹于宜丰—景德镇深大断裂带与铜鼓西向-奉新上富断裂之间（图1）。

图1 白水洞矿区区域位置图（据江西省矿产地质志2015修改）

区域内岩浆较发育，主要有新元古代英云闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩组合﹑早侏罗世主要有甘坊岩体（200.6Ma）中细粒-粗粒斑状二云母二长花岗岩；古阳寨岩体（177Ma）主要为细粒-中细粒含斑或少斑二云母二长花岗岩（江西省矿产地质志2015）；矿区内白水洞侵入体为中细粒弱钠长石化白云母二长花岗岩﹑弱钠长石化似斑状白云母二长花岗岩﹑强钠长石化白云母花岗岩为矿区内赋矿地质体。

2 矿床地质

矿体特征：通过勘查基本查明矿区中西部Ⅰ号含锂瓷石矿体呈面型分布，矿体出露面积约0.55km2，矿体长约1000m，宽约450m，钻孔控制矿体深部延伸约80m～200m不等（图2），累计见矿厚度52.11m～209.76m，平均110m。另外矿区北东部见多条脉型矿体，呈透镜状分布，矿体长100m～300m不等，宽20m～60m不等，规模较小。

图2 宜丰白水洞锂铌钽矿24号勘探线剖面图

3 样品分析与测试结果

3.1 样品采集与测试

本次锆石U-Pb样品采自白水洞矿区实测地质剖面，岩性为强钠长石化中细粒白云母花岗岩。岩石原岩为中细粒白云母花岗岩，经强钠长石化作用交代后形成。原岩结构保留，呈变余中细粒花岗结构[2]。

原岩残留矿物主要为钾长石﹑石英及白云母组成，矿物粒径一般0.8mm～2.5mm不等。其中钾长石呈半自形—他形板状，主要为条纹长石，正长石，具弱泥化，常见钠长石交代。石英呈他形粒状，裂纹发育，波状消光，边部常被钠长石交代。白云母呈半自形片状，片径0.5mm～1.2mm，两端规则，部分为黑云母析铁褪色蚀变而成[3]（图3）。

图3 白水洞矿区强钠长石化白云母花岗岩矿石标本及显微照片

岩石具强钠长石化，见钠长石呈板条状﹑长板条状或糖粒状，粒径0.1mm～1.5mm不等，多交代钾长石，少量呈“棋盘格”形式嵌布于钾长石中，部分沿石英边缘交代，部分钠长石为原岩斜长石经钠化后蚀变而成。热液蚀变白云母呈细小的鳞片状，片径0.05mm～0.12mm，形态不规则，多沿原岩矿物裂隙充填交代，部分交代钾长石﹑石英等。锡石呈四方粒状，粒径0.05mm，包裹嵌布白云母中。另见钽铌铁矿（金红石），深褐红色，细小柱状，嵌布于白云母中。萤石呈不规则形，粒径0.05mm～0.15mm，局部充填。高岭石﹑绢云母呈显微鳞片状，片径0.01mm～0.02mm，为晚期热液充填（图4）。

图4 白水洞矿区强钠长石化白云母花岗岩镜下照片

锆石U-Pb测年样品，先破碎至60目，接着采用浮选﹑磁选方法初步分离筛选出锆石，然后在双目镜下将挑选色泽﹑晶形较好，透明度较高的锆石颗粒，用于锆石制靶，在阴极发光（CL）图像观察锆石内部结构，选择环带清晰的岩浆岩锆石作为待测点。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的测试工作在东华理工大学LA-ICP-MS实验室完成，测试仪器为Agilent 7500a型ICP-MS与激光剥蚀系统ComPex 102 Excimer。为确保LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试的精确度，每测试5个点加测标样91500和NIS610一次，并测量一个锆石Plesovice来确定仪器运行状态是否正常。锆石年龄计算以国际标准锆石91500为外标，测试结果用ICPMS DataCal 4.3程序处理，并对普通铅按照Andersen（2002）的方法进行校正。锆石年龄谐和图用Isoplot 3.0程序处理。

3.2 测试结果

白云母花岗岩内锆石无色，透明，主要呈柱状，部分锆石内见细小的包裹体(图6)，锆石粒径在60μm×110μm～80μm×180μm之间。阴极发光图像显示锆石成分含量较均匀，主要以振荡环带为主，少量锆石发育扇状环带和无环带现象。为确保定年的准确性，本次选择具有明显振荡环带锆石的边缘进行测试。本样品中挑取的锆石长轴和短轴之比在2∶1～4∶3之间)，测点的Th﹑U含量分别为91μg/g～826μg/g，107μg/g～826μg/g，Th/U比值大多介于0.4至1.0之间，与岩浆锆石的特征相似。经测定15个有效锆石测点的207Pb/235U﹑206Pb/238U分析结果在误差范围内比值基本一致，206Pb/238U年龄的加权平均值为146.3±1.08Ma（MSWD＝0.085，n=22）（图5﹑图6）。

图5 白水洞矿区白云母花岗岩锆石阴极发光及测点位置图

图6 白水洞白云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图

4 讨论

白水洞矿区钻孔揭露岩体岩性从地表至深部依次为强钠长石化中细粒钠长石化白云母花岗岩→中细粒弱钠长石化白云母二长花岗岩﹑弱钠长石化似斑状白云母二长花岗岩→弱钠长石化中细粒二云母二长花岗岩→中粗粒黑云母（含斑）二长花岗岩，成矿地质体为高分异﹑高演化的特征，成矿系列属钙碱性系列花岗岩型稀土矿床（叶天竺，2017），随着岩浆分异与演化，依次出现二云母花岗岩→白云母钠长石花岗岩→锂云母钠长石花岗岩的岩石类型变化，该变化类型与白水洞矿体对应[4]。

本次采样测试结果表明白水洞锂铌钽矿白云母花岗岩锆 石U-Pb年 龄 为146.3Ma±1.08 Ma（MSWD=0.085，n=22），亦可代表矿床成矿年龄，与前人数据结果甘坊岩体年龄200.6Ma，古阳寨岩体年龄177Ma对比，白水洞锂铌钽矿成矿年龄更晚，属燕山晚期第一阶段，表明在存在一期白水洞岩体的侵入，与该区的锂钽铌等稀土矿床成矿密切相关，为区域内探寻稀土矿床重要的目标地质体。

5 结论

（1）白水洞矿区锂铌钽矿成矿岩体为白云母花岗岩，其锆石U-Pb年龄为146.3Ma±1.08Ma（MSWD=0.085，n=22），代表了矿区成矿花岗岩的结晶年龄。

（2）区域上九岭复背斜南翼存在多期次的岩体侵入，燕山晚期第一阶段侵入的白水洞岩体，晚于甘坊岩体与古阳寨岩体，与稀土矿成矿密切相关，今后找矿工作中应予以重视。