赣南铁山垅钨矿田花岗斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

李伟,唐菊兴,鲁捷,郭娜,袁慧香,连敦梅

1)成都理工大学地球科学学院,成都,610059;2)江西省地质局第七地质大队,自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室,江西赣州,341000;3)中国地质科学院矿产资源研究所,自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京,100037;4)中国地质调查局发展研究中心,北京,100037

内容提要：赣南铁山垅钨矿田位于南岭钨锡多金属成矿带东段,已探获黑钨矿资源量超10万吨。铁山垅复式岩体包括主体似斑状黑云母花岗岩和补体细粒二云母花岗岩两部分,花岗斑岩呈脉状分布。矿田内花岗岩具有相似的地球化学特征,都属过铝质高钾钙碱性花岗岩类,表现出高硅、富铝、富碱、高钾、富成矿元素(W、Sn、Cu、Mo)和亏损Ba、Sr、Ti、P、REE、Eu,稀土配分曲线呈典型的“海鸥式”分布和M型四分组效应等特征。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗斑岩206Pb/238U 年龄为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成岩时代属晚侏罗世。锆石的n(176Lu)/n(177Hf)=0.000973～0.001989,fLu/Hf=-0.97～-0.94,εHf(t)=-17.9～-10.3,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86～2.33 Ga,显示原岩为古元古代地壳。综合分析认为,铁山垅矿田岩浆活动可划分为170～155 Ma、155～150 Ma、150～145 Ma三个阶段,钨锡矿成矿主要集中在第二阶段,且第三阶段花岗斑岩与铜多金属矿成矿关系密切,推测铜岭矿区深部具有较大的找矿前景。

赣南位于南岭东西向与武夷山北北东向构造—岩浆带的交接复合部位,成矿条件优越,是我国重要的钨、锡等有色金属和离子吸附型稀土矿产基地(王登红等,2007;郭春丽等,2014;Wang Denghong et al.,2020;李伟等,2021)。铁山垅钨矿田位于南岭成矿带东段的雩山钨多金属成矿亚带中部,盛产石英脉型黑钨矿,围绕铁山垅岩体已发现有黄沙、上坪、铁山垅、隘上、坑尾窝等中—大型钨(锡)矿床,探获有黑钨矿资源量10余万吨,是赣南重要的黑钨矿产地之一。

关于南岭地区花岗岩与成矿作用尚有不同认识,多数学者认为南岭成矿带的主成岩与成矿作用期为燕山早期160～150 Ma,成矿主要与S型花岗岩有关(Mao Jingwen et al., 2013;王登红等,2014;陈俊等,2014;Ni Pei et al., 2015;邢光福等,2017;Guo Naxin et al., 2018;袁顺达等,2020;Zhang Juan et al., 2021;吴福元等,2023); 而Wang Xiang等(2016)、汪相和楼法生(2022)、汪相(2023)提出了独到见解:南岭燕山早期黑云母花岗岩常构成矿区花岗岩的主体,早白垩世白云母花岗岩常作为矿区花岗岩的补体,但后者与成矿热液(矿体)并非母子关系,而是一对孪生兄弟——均是主体花岗岩岩浆房长期分异的产物。 这也说明还需加强对南岭花岗岩的研究。铁山垅矿田W—Sn成矿作用主要与铁山垅复式岩体侵位有关,已有研究认为矿田内成矿元素预富集是燕山早期花岗岩的分异演化的结果(李光来,2011;Huang Fan et al., 2011;张文兰等,2012;Guo Xiaofei et al., 2020)。随着近些年围绕补体细粒花岗岩、花岗斑岩的侵入接触带取得了矽卡岩型矿产的找矿新发现,关于矿田内多期花岗岩不同的成矿专属性也引起地质工作者关注,是研究多期岩浆活动与成矿作用的理想对象。本文在前人研究基础上,结合详细的野外地质调查工作,开展不同期花岗岩的地球化学组成和花岗斑岩锆石U-Pb年龄, Lu—Hf同位素的研究工作,旨在厘定花岗斑岩形成时代,分析岩石成因,探讨矿田多期岩浆活动与成矿作用的关系,总结成矿规律,指导找矿实践工作。

1 地质背景

铁山垅钨矿田大地构造位处南岭东段隆起带的宁(都)—于(都)拗陷区内,属雩山钨多金属成矿亚带(图1a),以钨、锡矿为优势矿种。

图1 赣南铁山垅矿田成矿区划(a)和地质简图(b)Fig.1 Metallogenic location (a) and geological sketch map (b) of Tieshanlong ore field, southern Jiangxi ProvinceQ—第四系;P—二叠系;C2h上石炭统黄龙组;C1z下石炭统梓山组;D—泥盆系;—寒武系;—铁山垅岩体主体;—铁山垅岩体补体;γ—花岗斑岩;SK—含矿矽卡岩;qv—含矿石英脉;qnv—含矿石英细脉带Q—Quaternary;P—Permian;C2h—Upper Carboniferous Huanglong Fm.;C1z—Lower Carboniferous Zishan Fm.;D—Devonian; porphyry;SK—ore-bearing skarn;qv—ore quartz veins;qnv—ore quartz veinlets

矿田内主要出露有寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系和第四系(图1b)。寒武系为一套由类复理石建造组成的褶皱基底,岩性主要为变余杂砂岩夹板岩;泥盆系—二叠系总体为一套碎屑岩夹碳酸盐岩建造,角度不整合于基底地层之上。

区内断裂构造复杂,包括有北东、北北东、北西、北北西和东西向五组断裂构造,靖石—白鹅和禾丰—铁山垅断裂为区域性断裂构造。近东西向张性断裂构造是石英脉型钨锡矿的主要控矿构造,其次为北西向和北东向构造。

铁山垅复式岩体出露面积约24 km2,包括主体和补体2部分。主体约占总面积的85%,主要岩性为中—粗粒似斑状黑云母花岗岩:灰白色,中—粗粒似斑状结构,块状构造;斑晶含量5%～10%,主要为钾长石,粒径10×8 mm～20×15 mm;基质主要为钾长石(15%～20%)、斜长石(20%～25%)、石英(25%～30%)、黑云母(10%～13%),粒径2～6 mm。补体分布于主体的边部和中部,主要岩性为细粒二云母花岗岩,灰白色,细粒花岗结构,块状构造;主要矿物为石英(35%～40%)、斜长石(25%～30%)、白云母(15%～18%)及黑云母(8%～10%),粒径0.5～2 mm。花岗斑岩少量出露于岩体南部的围上和铜岭矿区,受断裂构造控制,呈东西向脉状侵位到铁山垅岩体和黄龙组中(图3a、b)。

矿田内钨锡矿产资源丰富,包括有黄沙大型和上坪、坑尾窝、隘上中型石英脉型钨(锡)矿床,近年来新发现有铜岭和围上矽卡岩型钨多金属矿床。

2 矿床地质特征

铜岭铜钨多金属矿床位于铁山垅岩体的东南部,大面积为第四系覆盖,仅零星出露有上石炭统黄龙组(图2a),主要岩性为灰白色(巨)厚层状含灰质白云岩夹少量灰白色中—厚层状灰岩。矿区主要发育有近东西向断裂构造,在岩体和黄龙组内断续出露,控制着花岗斑岩的侵入;其次为北西向和北东向断裂。

图2 赣南铜岭矿区地质简图(a)和钻孔剖面图(b)Fig.2 Geological sketch map(a)and profile chart(b)of Tongling Cu—W polymetallic deposit, southern Jiangxi ProvinceQ—第四系;C2h—上石炭统黄龙组;花岗斑岩;SK—含矿矽卡岩Q—Quaternary;C2h—Upper Carboniferous Huanglong porphyry;SK—ore-bearing skarn

矿区出露有补体细粒二云母花岗岩和花岗斑岩。花岗斑岩呈灰白色,斑状结构,块状构造;斑晶含量约20%,主要成分为石英(10%)、斜长石(8%)和黑云母(2%);基质为长英质,约占80%(图3a、b、c、d)。

图3 铜岭矿区花岗斑岩和矽卡岩特征: (a)花岗斑岩侵入形成矽卡岩;(b)花岗斑岩侵入于似斑状花岗岩内;(c)和(d)花岗斑岩和显微特征(+);(e)和(f)石榴子石矽卡岩和显微特征(+)Fig.3 Characteristics of granite porphyry and skarn of Tieshanlong ore field in southern Jiangxi Province: (a)skarn in granite porphyry intrusive contact zone;(b)intrusive contact between granite porphyry and porphyritic granite;(c,d)granite porphyry and its micro characteristics;(e,f)garnet skarn and its micro characteristics Qtz—石英;Pl—斜长石;Ep—绿帘石;Grt—石榴子石;Cal—方解石;Di—透辉石Qtz—quartz;Pl—plagioclase;Ep—epidote;Grt—garnet;Cal—calcite;Di—diopside

矽卡岩型矿体发育于细粒二云母花岗岩和花岗斑岩与黄龙组侵入接触带,厚度0.3～10.3 m不等。矽卡岩类型包括有石榴子石矽卡岩、透辉石矽卡岩、透辉石石榴石矽卡岩等,以石榴子石矽卡岩最发育(图3e、f)。矽卡岩发育有W、Sn、Cu、Zn、Ag等矿化,是矿区的主要矿体。含矿矽卡岩可分为锡石—白钨矿—石榴子石矽卡岩和黄铜矿—辉铜矿—闪锌矿—透辉石矽卡岩两类,后者富Cu、Zn,矿石最高品位可达13%和17%。

除矽卡岩化蚀变外,在细粒花岗岩体顶部还普遍发育有云英岩化、绿泥石化、钾长石化等蚀变,以云英岩化蚀变最发育,常伴有Mo、Cu、Li、Nb、Ta等矿化。

3 样品采集和测试方法

3.1 样品采集

此次用于锆石U-Pb年龄、Lu—Hf同位素测试的花岗斑岩样品(TL1)采自铜岭矿区地表露头,采样点处花岗斑岩出露宽约3 m。样品岩石呈灰白色,斑晶主要为石英(～10%)和斜长石(5%～8%),可观察到少量的薄膜状蓝铜矿和细粒黄铁矿。手标本观察和镜下鉴定均定名为花岗斑岩。

此次采集了9件全岩主量、微量元素分析样品。其中,铁山垅岩体主体花岗岩样品4件,全部采自地表新鲜岩石,岩性主要为中—粗粒似斑状黑云母花岗岩;补体花岗岩样品3件,分别采自东南部铜岭矿区地表和ZK20-1钻孔,岩性主要为细粒二云母花岗岩;花岗斑岩样品2件,分别采集于铜岭矿区地表和ZK3-1钻孔。由于花岗斑岩出露规模较小,侵入接触带附近矿化蚀变明显,此次采集脉体中部的弱蚀变样品。

3.2 锆石原位U-Pb同位素测试

样品在人工逐级粉碎后,经过常规重力和磁选法分选出锆石,在双目镜下挑选出晶型较好的锆石矿物颗粒。将锆石和标样置于环氧树脂中制靶,磨至可清晰观察到生长环带,再进行透射、反射、阴极发光成像和LA-ICP-MS U-Pb测试。锆石的分选和制靶工作在廊坊选矿实验室完成,分析测试工作由北京燕都中实测试技术有限公司完成。本次测试锆石微量元素和U-Pb同位素测试工作利用LA-ICP-MS同时完成。激光剥蚀系统采用New Wave UP213,ICP-MS为德国耶拿的M90。本次测试剥蚀直径为30 μm,采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度。每个时间分辨分析数据包含约20～30 s的空白信号和50 s的样品信号。本次测试采用91500和Plesovice标样,均符合推荐值(Wiedenbeck et al., 1995; Sláma et al., 2008)。锆石微量元素含量利用SRM610作为多外标、Si 作内标的方法进行定量计算(Liu Yongsheng et al., 2010),USGS玻璃中元素含量的推荐值据GeoReM数据库,普通铅校正使用Andersen方法完成(Andersen, 2002)。

3.3 锆石Lu—Hf同位素测试

微区原位锆石Lu—Hf同位素测试工作由武汉上谱分析科技有限责任公司完成。采用激光剥蚀多接收杯等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS),激光剥蚀系统为Geolas HD, MC-ICP-MS为Neptune Plus。分析过程同时配备了信号平滑装置以提高信号稳定性和同位素比值测试精密度(Hu Zhaochu et al., 2015)。载气使用氦气,并在剥蚀池之后引入少量氮气以提高Hf元素灵敏度(Hu Zhaochu et al., 2012)。分析采用Neptune Plus新设计高性能锥组合。激光输出能量可以调节,实际输出能量密度为～7.0 J/cm2。采用单点剥蚀模式,斑束固定为44 μm。详细仪器操作条件和分析方法可参照(Hu Zhaochu et al., 2012)。采用Plešovice、91500和GJ-1为外标样,利用实时获取了锆石样品自身的βYb进行干扰校正。分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal(Liu Yongsheng et al. 2010)完成

3.4 全岩主量、微量元素分析

岩石样品先粗碎至厘米级的块体,挑选无蚀变的新鲜样品,并用纯化水冲洗干净并烘干,再粉碎至200目。主量元素测试采用Shimadzu XRF-1800,数据相对误差小于1%;微量元素测试采用ICP-MS,数据相对误差小于5%,部分挥发性元素及极低含量元素的分析相对误差小于10%。该测试工作由北京燕都中实测试技术有限公司完成。

4 测试结果

4.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb分析结果

TL1花岗斑岩样品中锆石晶体呈半自形—自形、短柱状、长柱状不等,粒径介于90～210 μm, 长宽比约4∶1～1∶1,内部结构清晰,具典型韵律环带结构,少部分发育有裂隙(图4a)。Th/U值为0.36～0.98,平均为0.59,与南岭燕山期花岗岩锆石一致(吴元保和郑永飞,2004),显示这些锆石是岩浆形成后一次结晶形成的,能有效代表岩浆冷却结晶时间及侵位成岩时代。样品U-Pb同位素定年结果见表1。

图4 赣南铁山垅矿田花岗斑岩锆石阴极发光图像(a)和U-Pb同位素年龄(b,c)Fig.4 Representative CL images (a) and U-Pb ages (b,c) of zircons from granite porphyry in Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

表1 赣南铁山垅矿田花岗斑岩锆石U-Pb同位素定年结果Table 1 Zircon U-Pb results for the granite porphyry in Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

样品23个测点的测试结果显示,锆石U-Pb年龄较集中,206Pb/238U年龄值为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5)(图4b),加权平均年龄为146.6±0.9 Ma(MSDW=0.2)(图4c),预示了该区花岗斑岩成岩时代属晚侏罗世。

4.2 锆石Hf同位素分析结果

花岗斑岩的锆石Hf同位素分析结果见表2。锆石的n(176Lu)/n(177Hf)=0.000 973～0.001 989(平均0.001 531),fLu/Hf=-0.97～-0.94(平均-0.95)。n(176Hf)/n(177Hf)比值为0.282180～0.282394(平均为0.282329),εHf(t)=-17.9～-10.3(平均-12.6)。Hf同位素单阶段模式年龄(TDM)为1.24～1.53Ga,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86～2.33 Ga。

表2 赣南铁山垅矿田花岗斑岩锆石Hf同位素测试数据Table 2 In situ zircon Hf isotopic data of a granite porphyry sample of the Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

4.3 岩石地球化学特征

此次对铁山垅岩体主体和补体花岗岩及花岗岩斑岩进行岩石主量、微量元素测试分析,各样品测试结果如表3。主体似斑状花岗岩SiO2含量74.64%～76.08%,K2O含量4.02%～4.99%,Al2O3含量12.88%～14.05%,K2O/Na2O 比值为0.99～2.20,全碱7.25%～8.07%;补体细粒花岗岩SiO2、K2O、Al2O3等主量元素组成与主体特征相近,主体和补体花岗岩都表现出低CaO、MgO、TiO2、P2O5、MnO含量的特征;花岗斑岩主量元素含量变化较大,但总体表现为富硅(平均为72.22%)、高钾(平均为5.22%)、高铝(平均为14.75%)、高全碱含量(平均为6.88%)的特征。在 SiO2—K2O 图解上,除TL-YQ1和ZK3-1-YQ两个弱矿化蚀变花岗斑岩样品投点差异大外,主要样品投点落入高钾钙碱系列范围内(图5a)。A/CNK值为1.083～1.624,平均为1.235,属过铝质花岗岩(图5b)。综合认为,区内花岗岩都属过铝质高钾钙碱性花岗岩类。

表3 赣南铁山垅矿田花岗斑岩、花岗岩主量元素(%)和微量元素(×10-6)分析结果Table 3 Major (%) and trace elements (×10-6) compositions of granite porphyry and granite in the Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

图5 赣南铁山垅矿田花岗岩类SiO2—K2O图解(a)和A/CNK—A/NK图解(b)Fig.5 SiO2 vs. K2O diagram(a) and A/CNK vs. A/NK diagram for the granitoids of Tishanlong ore field,southern Jiangxi Province

花岗岩稀土元素含量总体较低,ΣREE 为63.30～159.83 μg/g,平均为128.50 μg/g。ΣLREE 为42.35～130.39 μg/g,平均为98.01 μg/g,轻稀土富集明显。ΣLREE/ΣHREE 为2.02～7.04,平均为3.71,轻重稀土分馏明显。δCe变化范围为0.82～1.13,平均为1.05,基本不亏损;δEu变化范围为0.03～0.27,平均为0.12,Eu亏损极强烈,稀土配分曲线呈典型的“海鸥式”分布,Gd至Yb曲线近于平坦并显示M型四分组效应(图6a)。

图6 赣南铁山垅矿田花岗岩类稀土元素球粒陨石标准化配分图(a)和微量元素原始地幔标准化蜘蛛网图(b)(球粒陨石和原始地幔标准化数值引自Sun and McDonough,1989)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider grams of the granitoids in Tishanlong ore field, southern Jiangxi Province (after Sun and McDonough, 1989)

铁山垅矿田花岗岩具有相似的微量元素组成特征。与花岗岩维氏值相比较,表现出较高的W、Sn、Cu、Mo、Zn、Bi、Li、Rb含量,尤以细粒花岗岩和花岗斑岩更为富集与W、Sn、Cu、Mo、Li等矿化元素。其中,细粒花岗岩W、Mo、Cu、Li平均含量分别为维氏值的13倍、43倍、6倍、5倍,而花岗斑岩中相应组分最高可达575倍、502倍、34倍、23倍,成矿元素富集极为明显。在微量元素原始地幔标准化图解中,样品总体趋势一致,表现为右倾型特征(图6b),大离子亲石元素较富集,Ba、Sr、Ti、P元素亏损明显,在标准化图中为明显的波谷,暗示岩浆结晶过程中,斜长石或钛铁氧化物发生了分离结晶作用,预示着岩浆物质来源于地壳。

5 讨论

5.1 成岩时代

已有学者对铁山垅岩体的形成时代进行报导。Huang Fan et al.(2011)测获黄沙矿区黑云母花岗岩锆石U-Pb年龄为168.1±2.1 Ma,推测岩体形成于中侏罗世;张文兰等(2012)测获铁山垅花岗岩锆石U-Pb年龄为159.7±5.5 Ma和154.9±2.3 Ma,认为铁山垅岩体形成于燕山早中期;Guo Xiaofei等(2020)测获粗粒似斑状花岗岩锆石U-Pb年龄为146.0±3.8 Ma,获得岩体形成时代属晚侏罗世的认识。以往研究未考虑铁山垅复式岩体多期侵入的特点,前期SHRIMP U-Pb方法获得花岗岩锆石结晶年龄的误差相对较大。以往研究获得的铁山垅岩体锆石结晶年龄在178～135 Ma范围内,跨度超40 Ma(图7),不太可能属同一次岩浆侵位活动,预示着区内可能存在多期的岩浆侵位活动与成岩过程。

图7 赣南铁山垅矿田成岩与成矿时代图Fig.7 Rock and ore-forming ages of Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

此次获得花岗斑岩形成年龄为146.6±0.9 Ma,属晚侏罗世末期。结合花岗斑岩脉状贯入到铁山垅岩体的地质特征(图3a),花岗斑岩的形成时代应晚于铁山垅岩体。结合前人的研究成果,将铁山垅矿田岩浆侵位活动大致划分为三个阶段:第一阶段为170～155 Ma,形成铁山垅岩体的主体似斑状黑云母花岗岩;第二阶段为155～150 Ma,形成补体细粒二云母花岗岩;第三阶段为150～145 Ma,花岗斑岩沿断裂构造侵入到岩体和黄龙组内。此次研究认为铁山垅矿田与成矿有关的岩浆岩形成于燕山早期,与南岭成矿带主成岩与成矿期一致(吴福元等,2023)。

5.2 岩石地球化学特征与岩石成因

矿田内不同阶段形成的花岗岩具有相似的地球化特征。在主量元素上表现出高硅、富铝、富碱、高钾和贫钙、镁、钛的特征,微量元素含量显示出富W、Sn、Cu、Mo、Zn、Bi、Li、Rb等,而亏损Ba、Sr,这与赣南成钨锡矿花岗岩特质相似(Mao Jingwen et al., 2019;李伟等,2021;尹政等,2021;Zhang Juan et al., 2021;Liu Xinxing et al., 2023)。区内花岗岩表现出低稀土总量的特征,且越晚阶段形成的花岗岩的轻重稀土分馏越为明显,表明晚阶段的花岗岩经受了更高程度的分异演化作用。

前人研究认为南岭地区与钨锡矿成矿相关的花岗岩类型最主要是S型花岗岩,并具有高Cs、Al含量和低εHf(t) 值(陈俊等,2008,2014;王登红等,2014;Mao Jingwen et al.,2019;吴福元等,2023);次为I型、A型或三者间的过渡类型(Li Xianhua et al., 2009,郭春丽等,2014)。铁山垅花岗斑岩的锆石n(176Lu)/n(177Hf)=0.000973～0.001989,fLu/Hf=-0.97～-0.94,明显低于上地壳值(Vervoort and Patchett, 1996;杨佳林等,2018)。Hf同位素单阶段模式年龄(TDM)为1.24～1.53 Ga,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86～2.33 Ga。在εHf(t)—t、n(176Hf)/n(177Hf)—t图解(图8)中,样品均分布于下地壳与上地壳 Hf 同位素分异演化线之间,指示原岩是由古元古代地壳演化而来。花岗斑岩具有与似斑状花岗岩、细粒花岗岩相似的稀土、微量元素配分曲线和Hf同位素值(李光来等,2013;Huang Fan et al., 2011;Guo Xiaofei et al., 2020),预示不同阶段岩浆可能起源于同一岩浆房。

图8 赣南铁山垅矿田花岗斑岩εHf(t)—t(a)和n(176Hf)/n(177Hf)—t(b)图解(底图据吴福元等,2007)Fig.8 Zircon εHf(t)—t(a) and n(176Hf)/n(177Hf)—t(b)diagram for granite porphyry in Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province(after Wu Fuyuan et al., 2007)

5.3 成岩与成矿作用讨论

铁山垅矿田岩浆活动具有多阶段性的特点,不同阶段岩浆活动与成矿作用有一定的差异。第一阶段(170～155 Ma)岩浆沿禾丰断陷盆地南缘大规模侵入,形成铁山垅复式岩株的主体,岩性主要为似斑状黑云母花岗岩,岩浆大规模侵入造成黄龙组白云质灰岩大理岩化,侵入接触带无矽卡岩矿化蚀变,推测该阶段岩浆活动与成矿关系不密切。第二阶段(155～150 Ma)岩浆侵入规模减少,形成铁山垅复式岩体的补体,岩性主要为细粒二云母花岗岩。该阶段花岗岩具有强过铝、富挥发分和成矿元素特征,与含钙岩系地层侵入接触带形成有矽卡岩型钨锡多金属矿产,该期花岗岩与黄沙钨矿床的辉钼矿成矿时代(153.0±3.0 Ma)相近(Huang Fan et al., 2011),推测是矿田内钨锡矿的主要成矿岩体。第三阶段(150～145 Ma)岩浆岩出露较少,地表仅出露少量的花岗斑岩脉,岩石富集有Cu、W、Mo等成矿元素,与含钙地层侵入接触带形成有矽卡岩型铜多金属矿产。

此次研究显示,矿田内花岗岩可能源于同一岩浆房,随着岩浆岩的不断演化,越晚阶段形成的花岗岩分异程度增高,成矿元素越富集,更有利于成矿。花岗斑岩成岩时代的厘定,区内岩浆侵入时代由晚侏罗世中早期拓宽到晚期,相关成矿作用时长增加,更有利于成矿元素富集。结合区内最新找矿勘查进展,花岗斑岩浅部出露规模较小,形成的相关矿产规模有限,但成矿元素异常富集,推测围绕矿田深部花岗斑岩具有一定的找矿前景。

6 结论

(1)铁山垅钨矿田花岗斑岩锆石206Pb/238U年龄为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成岩时代属晚侏罗世。锆石的n(176Lu)/n(177Hf)=0.000973～0.001989,εHf(t)=-17.9～-10.3,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86～2.33 Ga,原岩是由古元古代地壳演化而来,与铁山垅复式岩体为同源演化产物。

(2)铁山垅矿田岩浆活动可划分为170～155 Ma、155～150 Ma、150～145 Ma三个阶段,钨锡矿成矿作用主要集中在第二阶段,第三阶段花岗斑岩更为富Cu、W、Mo等成矿元素,推测铜岭矿区深部具有较大的前景。

致谢：本文得到了成都理工大学秦志鹏讲师的指导,实验测试工作得到了北京燕都中实测试技术有限公司的张晗高级工程师的帮助,两位审稿专家和章雨旭研究员对文稿提出了宝贵修改意见,作者在此一并致谢。