贛南鐵山垅鎢礦田花崗斑巖地球化學特征、鋯石U-Pb年齡及Hf同位素特征

李偉,唐菊興,魯捷,郭娜,袁慧香,連敦梅

1)成都理工大學地球科學學院,成都,610059;2)江西省地質局第七地質大隊,自然資源部離子型稀土資源與環境重點實驗室,江西贛州,341000;3)中國地質科學院礦產資源研究所,自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室,北京,100037;4)中國地質調查局發展研究中心,北京,100037

內容提要：贛南鐵山垅鎢礦田位于南嶺鎢錫多金屬成礦帶東段,已探獲黑鎢礦資源量超10萬噸。鐵山垅復式巖體包括主體似斑狀黑云母花崗巖和補體細粒二云母花崗巖兩部分,花崗斑巖呈脈狀分布。礦田內花崗巖具有相似的地球化學特征,都屬過鋁質高鉀鈣堿性花崗巖類,表現出高硅、富鋁、富堿、高鉀、富成礦元素(W、Sn、Cu、Mo)和虧損Ba、Sr、Ti、P、REE、Eu,稀土配分曲線呈典型的“海鷗式”分布和M型四分組效應等特征。利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年方法獲得花崗斑巖206Pb/238U 年齡為146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成巖時代屬晚侏羅世。鋯石的n(176Lu)/n(177Hf)=0.000973～0.001989,fLu/Hf=-0.97～-0.94,εHf(t)=-17.9～-10.3,二階段模式年齡(TDM2)為1.86～2.33 Ga,顯示原巖為古元古代地殼。綜合分析認為,鐵山垅礦田巖漿活動可劃分為170～155 Ma、155～150 Ma、150～145 Ma三個階段,鎢錫礦成礦主要集中在第二階段,且第三階段花崗斑巖與銅多金屬礦成礦關系密切,推測銅嶺礦區深部具有較大的找礦前景。

贛南位于南嶺東西向與武夷山北北東向構造—巖漿帶的交接復合部位,成礦條件優越,是我國重要的鎢、錫等有色金屬和離子吸附型稀土礦產基地(王登紅等,2007;郭春麗等,2014;Wang Denghong et al.,2020;李偉等,2021)。鐵山垅鎢礦田位于南嶺成礦帶東段的雩山鎢多金屬成礦亞帶中部,盛產石英脈型黑鎢礦,圍繞鐵山垅巖體已發現有黃沙、上坪、鐵山垅、隘上、坑尾窩等中—大型鎢(錫)礦床,探獲有黑鎢礦資源量10余萬噸,是贛南重要的黑鎢礦產地之一。

關于南嶺地區花崗巖與成礦作用尚有不同認識,多數學者認為南嶺成礦帶的主成巖與成礦作用期為燕山早期160～150 Ma,成礦主要與S型花崗巖有關(Mao Jingwen et al., 2013;王登紅等,2014;陳俊等,2014;Ni Pei et al., 2015;邢光福等,2017;Guo Naxin et al., 2018;袁順達等,2020;Zhang Juan et al., 2021;吳福元等,2023); 而Wang Xiang等(2016)、汪相和樓法生(2022)、汪相(2023)提出了獨到見解:南嶺燕山早期黑云母花崗巖常構成礦區花崗巖的主體,早白堊世白云母花崗巖常作為礦區花崗巖的補體,但后者與成礦熱液(礦體)并非母子關系,而是一對孿生兄弟——均是主體花崗巖巖漿房長期分異的產物。 這也說明還需加強對南嶺花崗巖的研究。鐵山垅礦田W—Sn成礦作用主要與鐵山垅復式巖體侵位有關,已有研究認為礦田內成礦元素預富集是燕山早期花崗巖的分異演化的結果(李光來,2011;Huang Fan et al., 2011;張文蘭等,2012;Guo Xiaofei et al., 2020)。隨著近些年圍繞補體細?；◢弾r、花崗斑巖的侵入接觸帶取得了矽卡巖型礦產的找礦新發現,關于礦田內多期花崗巖不同的成礦專屬性也引起地質工作者關注,是研究多期巖漿活動與成礦作用的理想對象。本文在前人研究基礎上,結合詳細的野外地質調查工作,開展不同期花崗巖的地球化學組成和花崗斑巖鋯石U-Pb年齡, Lu—Hf同位素的研究工作,旨在厘定花崗斑巖形成時代,分析巖石成因,探討礦田多期巖漿活動與成礦作用的關系,總結成礦規律,指導找礦實踐工作。

1 地質背景

鐵山垅鎢礦田大地構造位處南嶺東段隆起帶的寧(都)—于(都)拗陷區內,屬雩山鎢多金屬成礦亞帶(圖1a),以鎢、錫礦為優勢礦種。

圖1 贛南鐵山垅礦田成礦區劃(a)和地質簡圖(b)Fig.1 Metallogenic location (a) and geological sketch map (b) of Tieshanlong ore field, southern Jiangxi ProvinceQ—第四系;P—二疊系;C2h上石炭統黃龍組;C1z下石炭統梓山組;D—泥盆系;—寒武系;—鐵山垅巖體主體;—鐵山垅巖體補體;γ—花崗斑巖;SK—含礦矽卡巖;qv—含礦石英脈;qnv—含礦石英細脈帶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

礦田內主要出露有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系和第四系(圖1b)。寒武系為一套由類復理石建造組成的褶皺基底,巖性主要為變余雜砂巖夾板巖;泥盆系—二疊系總體為一套碎屑巖夾碳酸鹽巖建造,角度不整合于基底地層之上。

區內斷裂構造復雜,包括有北東、北北東、北西、北北西和東西向五組斷裂構造,靖石—白鵝和禾豐—鐵山垅斷裂為區域性斷裂構造。近東西向張性斷裂構造是石英脈型鎢錫礦的主要控礦構造,其次為北西向和北東向構造。

鐵山垅復式巖體出露面積約24 km2,包括主體和補體2部分。主體約占總面積的85%,主要巖性為中—粗粒似斑狀黑云母花崗巖:灰白色,中—粗粒似斑狀結構,塊狀構造;斑晶含量5%～10%,主要為鉀長石,粒徑10×8 mm～20×15 mm;基質主要為鉀長石(15%～20%)、斜長石(20%～25%)、石英(25%～30%)、黑云母(10%～13%),粒徑2～6 mm。補體分布于主體的邊部和中部,主要巖性為細粒二云母花崗巖,灰白色,細?；◢徑Y構,塊狀構造;主要礦物為石英(35%～40%)、斜長石(25%～30%)、白云母(15%～18%)及黑云母(8%～10%),粒徑0.5～2 mm?；◢彴邘r少量出露于巖體南部的圍上和銅嶺礦區,受斷裂構造控制,呈東西向脈狀侵位到鐵山垅巖體和黃龍組中(圖3a、b)。

礦田內鎢錫礦產資源豐富,包括有黃沙大型和上坪、坑尾窩、隘上中型石英脈型鎢(錫)礦床,近年來新發現有銅嶺和圍上矽卡巖型鎢多金屬礦床。

2 礦床地質特征

銅嶺銅鎢多金屬礦床位于鐵山垅巖體的東南部,大面積為第四系覆蓋,僅零星出露有上石炭統黃龍組(圖2a),主要巖性為灰白色(巨)厚層狀含灰質白云巖夾少量灰白色中—厚層狀灰巖。礦區主要發育有近東西向斷裂構造,在巖體和黃龍組內斷續出露,控制著花崗斑巖的侵入;其次為北西向和北東向斷裂。

圖2 贛南銅嶺礦區地質簡圖(a)和鉆孔剖面圖(b)Fig.2 Geological sketch map(a)and profile chart(b)of Tongling Cu—W polymetallic deposit, southern Jiangxi ProvinceQ—第四系;C2h—上石炭統黃龍組;花崗斑巖;SK—含礦矽卡巖Q—Quaternary;C2h—Upper Carboniferous Huanglong porphyry;SK—ore-bearing skarn

礦區出露有補體細粒二云母花崗巖和花崗斑巖?；◢彴邘r呈灰白色,斑狀結構,塊狀構造;斑晶含量約20%,主要成分為石英(10%)、斜長石(8%)和黑云母(2%);基質為長英質,約占80%(圖3a、b、c、d)。

圖3 銅嶺礦區花崗斑巖和矽卡巖特征: (a)花崗斑巖侵入形成矽卡巖;(b)花崗斑巖侵入于似斑狀花崗巖內;(c)和(d)花崗斑巖和顯微特征(+);(e)和(f)石榴子石矽卡巖和顯微特征(+)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—斜長石;Ep—綠簾石;Grt—石榴子石;Cal—方解石;Di—透輝石Qtz—quartz;Pl—plagioclase;Ep—epidote;Grt—garnet;Cal—calcite;Di—diopside

矽卡巖型礦體發育于細粒二云母花崗巖和花崗斑巖與黃龍組侵入接觸帶,厚度0.3～10.3 m不等。矽卡巖類型包括有石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖、透輝石石榴石矽卡巖等,以石榴子石矽卡巖最發育(圖3e、f)。矽卡巖發育有W、Sn、Cu、Zn、Ag等礦化,是礦區的主要礦體。含礦矽卡巖可分為錫石—白鎢礦—石榴子石矽卡巖和黃銅礦—輝銅礦—閃鋅礦—透輝石矽卡巖兩類,后者富Cu、Zn,礦石最高品位可達13%和17%。

除矽卡巖化蝕變外,在細?；◢弾r體頂部還普遍發育有云英巖化、綠泥石化、鉀長石化等蝕變,以云英巖化蝕變最發育,常伴有Mo、Cu、Li、Nb、Ta等礦化。

3 樣品采集和測試方法

3.1 樣品采集

此次用于鋯石U-Pb年齡、Lu—Hf同位素測試的花崗斑巖樣品(TL1)采自銅嶺礦區地表露頭,采樣點處花崗斑巖出露寬約3 m。樣品巖石呈灰白色,斑晶主要為石英(～10%)和斜長石(5%～8%),可觀察到少量的薄膜狀藍銅礦和細粒黃鐵礦。手標本觀察和鏡下鑒定均定名為花崗斑巖。

此次采集了9件全巖主量、微量元素分析樣品。其中,鐵山垅巖體主體花崗巖樣品4件,全部采自地表新鮮巖石,巖性主要為中—粗粒似斑狀黑云母花崗巖;補體花崗巖樣品3件,分別采自東南部銅嶺礦區地表和ZK20-1鉆孔,巖性主要為細粒二云母花崗巖;花崗斑巖樣品2件,分別采集于銅嶺礦區地表和ZK3-1鉆孔。由于花崗斑巖出露規模較小,侵入接觸帶附近礦化蝕變明顯,此次采集脈體中部的弱蝕變樣品。

3.2 鋯石原位U-Pb同位素測試

樣品在人工逐級粉碎后,經過常規重力和磁選法分選出鋯石,在雙目鏡下挑選出晶型較好的鋯石礦物顆粒。將鋯石和標樣置于環氧樹脂中制靶,磨至可清晰觀察到生長環帶,再進行透射、反射、陰極發光成像和LA-ICP-MS U-Pb測試。鋯石的分選和制靶工作在廊坊選礦實驗室完成,分析測試工作由北京燕都中實測試技術有限公司完成。本次測試鋯石微量元素和U-Pb同位素測試工作利用LA-ICP-MS同時完成。激光剝蝕系統采用New Wave UP213,ICP-MS為德國耶拿的M90。本次測試剝蝕直徑為30 μm,采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調節靈敏度。每個時間分辨分析數據包含約20～30 s的空白信號和50 s的樣品信號。本次測試采用91500和Plesovice標樣,均符合推薦值(Wiedenbeck et al., 1995; Sláma et al., 2008)。鋯石微量元素含量利用SRM610作為多外標、Si 作內標的方法進行定量計算(Liu Yongsheng et al., 2010),USGS玻璃中元素含量的推薦值據GeoReM數據庫,普通鉛校正使用Andersen方法完成(Andersen, 2002)。

3.3 鋯石Lu—Hf同位素測試

微區原位鋯石Lu—Hf同位素測試工作由武漢上譜分析科技有限責任公司完成。采用激光剝蝕多接收杯等離子體質譜(LA-MC-ICP-MS),激光剝蝕系統為Geolas HD, MC-ICP-MS為Neptune Plus。分析過程同時配備了信號平滑裝置以提高信號穩定性和同位素比值測試精密度(Hu Zhaochu et al., 2015)。載氣使用氦氣,并在剝蝕池之后引入少量氮氣以提高Hf元素靈敏度(Hu Zhaochu et al., 2012)。分析采用Neptune Plus新設計高性能錐組合。激光輸出能量可以調節,實際輸出能量密度為～7.0 J/cm2。采用單點剝蝕模式,斑束固定為44 μm。詳細儀器操作條件和分析方法可參照(Hu Zhaochu et al., 2012)。采用Ple?ovice、91500和GJ-1為外標樣,利用實時獲取了鋯石樣品自身的βYb進行干擾校正。分析數據的離線處理采用軟件ICPMSDataCal(Liu Yongsheng et al. 2010)完成

3.4 全巖主量、微量元素分析

巖石樣品先粗碎至厘米級的塊體,挑選無蝕變的新鮮樣品,并用純化水沖洗干凈并烘干,再粉碎至200目。主量元素測試采用Shimadzu XRF-1800,數據相對誤差小于1%;微量元素測試采用ICP-MS,數據相對誤差小于5%,部分揮發性元素及極低含量元素的分析相對誤差小于10%。該測試工作由北京燕都中實測試技術有限公司完成。

4 測試結果

4.1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結果

TL1花崗斑巖樣品中鋯石晶體呈半自形—自形、短柱狀、長柱狀不等,粒徑介于90～210 μm, 長寬比約4∶1～1∶1,內部結構清晰,具典型韻律環帶結構,少部分發育有裂隙(圖4a)。Th/U值為0.36～0.98,平均為0.59,與南嶺燕山期花崗巖鋯石一致(吳元保和鄭永飛,2004),顯示這些鋯石是巖漿形成后一次結晶形成的,能有效代表巖漿冷卻結晶時間及侵位成巖時代。樣品U-Pb同位素定年結果見表1。

圖4 贛南鐵山垅礦田花崗斑巖鋯石陰極發光圖像(a)和U-Pb同位素年齡(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 贛南鐵山垅礦田花崗斑巖鋯石U-Pb同位素定年結果Table 1 Zircon U-Pb results for the granite porphyry in Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

樣品23個測點的測試結果顯示,鋯石U-Pb年齡較集中,206Pb/238U年齡值為146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5)(圖4b),加權平均年齡為146.6±0.9 Ma(MSDW=0.2)(圖4c),預示了該區花崗斑巖成巖時代屬晚侏羅世。

4.2 鋯石Hf同位素分析結果

花崗斑巖的鋯石Hf同位素分析結果見表2。鋯石的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)比值為0.282180～0.282394(平均為0.282329),εHf(t)=-17.9～-10.3(平均-12.6)。Hf同位素單階段模式年齡(TDM)為1.24～1.53Ga,二階段模式年齡(TDM2)為1.86～2.33 Ga。

表2 贛南鐵山垅礦田花崗斑巖鋯石Hf同位素測試數據Table 2 In situ zircon Hf isotopic data of a granite porphyry sample of the Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

4.3 巖石地球化學特征

此次對鐵山垅巖體主體和補體花崗巖及花崗巖斑巖進行巖石主量、微量元素測試分析,各樣品測試結果如表3。主體似斑狀花崗巖SiO2含量74.64%～76.08%,K2O含量4.02%～4.99%,Al2O3含量12.88%～14.05%,K2O/Na2O 比值為0.99～2.20,全堿7.25%～8.07%;補體細?；◢弾rSiO2、K2O、Al2O3等主量元素組成與主體特征相近,主體和補體花崗巖都表現出低CaO、MgO、TiO2、P2O5、MnO含量的特征;花崗斑巖主量元素含量變化較大,但總體表現為富硅(平均為72.22%)、高鉀(平均為5.22%)、高鋁(平均為14.75%)、高全堿含量(平均為6.88%)的特征。在 SiO2—K2O 圖解上,除TL-YQ1和ZK3-1-YQ兩個弱礦化蝕變花崗斑巖樣品投點差異大外,主要樣品投點落入高鉀鈣堿系列范圍內(圖5a)。A/CNK值為1.083～1.624,平均為1.235,屬過鋁質花崗巖(圖5b)。綜合認為,區內花崗巖都屬過鋁質高鉀鈣堿性花崗巖類。

表3 贛南鐵山垅礦田花崗斑巖、花崗巖主量元素(%)和微量元素(×10-6)分析結果Table 3 Major (%) and trace elements (×10-6) compositions of granite porphyry and granite in the Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

圖5 贛南鐵山垅礦田花崗巖類SiO2—K2O圖解(a)和A/CNK—A/NK圖解(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

花崗巖稀土元素含量總體較低,ΣREE 為63.30～159.83 μg/g,平均為128.50 μg/g。ΣLREE 為42.35～130.39 μg/g,平均為98.01 μg/g,輕稀土富集明顯。ΣLREE/ΣHREE 為2.02～7.04,平均為3.71,輕重稀土分餾明顯。δCe變化范圍為0.82～1.13,平均為1.05,基本不虧損;δEu變化范圍為0.03～0.27,平均為0.12,Eu虧損極強烈,稀土配分曲線呈典型的“海鷗式”分布,Gd至Yb曲線近于平坦并顯示M型四分組效應(圖6a)。

圖6 贛南鐵山垅礦田花崗巖類稀土元素球粒隕石標準化配分圖(a)和微量元素原始地幔標準化蜘蛛網圖(b)(球粒隕石和原始地幔標準化數值引自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)

鐵山垅礦田花崗巖具有相似的微量元素組成特征。與花崗巖維氏值相比較,表現出較高的W、Sn、Cu、Mo、Zn、Bi、Li、Rb含量,尤以細?；◢弾r和花崗斑巖更為富集與W、Sn、Cu、Mo、Li等礦化元素。其中,細?；◢弾rW、Mo、Cu、Li平均含量分別為維氏值的13倍、43倍、6倍、5倍,而花崗斑巖中相應組分最高可達575倍、502倍、34倍、23倍,成礦元素富集極為明顯。在微量元素原始地幔標準化圖解中,樣品總體趨勢一致,表現為右傾型特征(圖6b),大離子親石元素較富集,Ba、Sr、Ti、P元素虧損明顯,在標準化圖中為明顯的波谷,暗示巖漿結晶過程中,斜長石或鈦鐵氧化物發生了分離結晶作用,預示著巖漿物質來源于地殼。

5 討論

5.1 成巖時代

已有學者對鐵山垅巖體的形成時代進行報導。Huang Fan et al.(2011)測獲黃沙礦區黑云母花崗巖鋯石U-Pb年齡為168.1±2.1 Ma,推測巖體形成于中侏羅世;張文蘭等(2012)測獲鐵山垅花崗巖鋯石U-Pb年齡為159.7±5.5 Ma和154.9±2.3 Ma,認為鐵山垅巖體形成于燕山早中期;Guo Xiaofei等(2020)測獲粗粒似斑狀花崗巖鋯石U-Pb年齡為146.0±3.8 Ma,獲得巖體形成時代屬晚侏羅世的認識。以往研究未考慮鐵山垅復式巖體多期侵入的特點,前期SHRIMP U-Pb方法獲得花崗巖鋯石結晶年齡的誤差相對較大。以往研究獲得的鐵山垅巖體鋯石結晶年齡在178～135 Ma范圍內,跨度超40 Ma(圖7),不太可能屬同一次巖漿侵位活動,預示著區內可能存在多期的巖漿侵位活動與成巖過程。

圖7 贛南鐵山垅礦田成巖與成礦時代圖Fig.7 Rock and ore-forming ages of Tieshanlong ore field, southern Jiangxi Province

此次獲得花崗斑巖形成年齡為146.6±0.9 Ma,屬晚侏羅世末期。結合花崗斑巖脈狀貫入到鐵山垅巖體的地質特征(圖3a),花崗斑巖的形成時代應晚于鐵山垅巖體。結合前人的研究成果,將鐵山垅礦田巖漿侵位活動大致劃分為三個階段:第一階段為170～155 Ma,形成鐵山垅巖體的主體似斑狀黑云母花崗巖;第二階段為155～150 Ma,形成補體細粒二云母花崗巖;第三階段為150～145 Ma,花崗斑巖沿斷裂構造侵入到巖體和黃龍組內。此次研究認為鐵山垅礦田與成礦有關的巖漿巖形成于燕山早期,與南嶺成礦帶主成巖與成礦期一致(吳福元等,2023)。

5.2 巖石地球化學特征與巖石成因

礦田內不同階段形成的花崗巖具有相似的地球化特征。在主量元素上表現出高硅、富鋁、富堿、高鉀和貧鈣、鎂、鈦的特征,微量元素含量顯示出富W、Sn、Cu、Mo、Zn、Bi、Li、Rb等,而虧損Ba、Sr,這與贛南成鎢錫礦花崗巖特質相似(Mao Jingwen et al., 2019;李偉等,2021;尹政等,2021;Zhang Juan et al., 2021;Liu Xinxing et al., 2023)。區內花崗巖表現出低稀土總量的特征,且越晚階段形成的花崗巖的輕重稀土分餾越為明顯,表明晚階段的花崗巖經受了更高程度的分異演化作用。

前人研究認為南嶺地區與鎢錫礦成礦相關的花崗巖類型最主要是S型花崗巖,并具有高Cs、Al含量和低εHf(t) 值(陳俊等,2008,2014;王登紅等,2014;Mao Jingwen et al.,2019;吳福元等,2023);次為I型、A型或三者間的過渡類型(Li Xianhua et al., 2009,郭春麗等,2014)。鐵山垅花崗斑巖的鋯石n(176Lu)/n(177Hf)=0.000973～0.001989,fLu/Hf=-0.97～-0.94,明顯低于上地殼值(Vervoort and Patchett, 1996;楊佳林等,2018)。Hf同位素單階段模式年齡(TDM)為1.24～1.53 Ga,二階段模式年齡(TDM2)為1.86～2.33 Ga。在εHf(t)—t、n(176Hf)/n(177Hf)—t圖解(圖8)中,樣品均分布于下地殼與上地殼 Hf 同位素分異演化線之間,指示原巖是由古元古代地殼演化而來?；◢彴邘r具有與似斑狀花崗巖、細?；◢弾r相似的稀土、微量元素配分曲線和Hf同位素值(李光來等,2013;Huang Fan et al., 2011;Guo Xiaofei et al., 2020),預示不同階段巖漿可能起源于同一巖漿房。

圖8 贛南鐵山垅礦田花崗斑巖εHf(t)—t(a)和n(176Hf)/n(177Hf)—t(b)圖解(底圖據吳福元等,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 成巖與成礦作用討論

鐵山垅礦田巖漿活動具有多階段性的特點,不同階段巖漿活動與成礦作用有一定的差異。第一階段(170～155 Ma)巖漿沿禾豐斷陷盆地南緣大規模侵入,形成鐵山垅復式巖株的主體,巖性主要為似斑狀黑云母花崗巖,巖漿大規模侵入造成黃龍組白云質灰巖大理巖化,侵入接觸帶無矽卡巖礦化蝕變,推測該階段巖漿活動與成礦關系不密切。第二階段(155～150 Ma)巖漿侵入規模減少,形成鐵山垅復式巖體的補體,巖性主要為細粒二云母花崗巖。該階段花崗巖具有強過鋁、富揮發分和成礦元素特征,與含鈣巖系地層侵入接觸帶形成有矽卡巖型鎢錫多金屬礦產,該期花崗巖與黃沙鎢礦床的輝鉬礦成礦時代(153.0±3.0 Ma)相近(Huang Fan et al., 2011),推測是礦田內鎢錫礦的主要成礦巖體。第三階段(150～145 Ma)巖漿巖出露較少,地表僅出露少量的花崗斑巖脈,巖石富集有Cu、W、Mo等成礦元素,與含鈣地層侵入接觸帶形成有矽卡巖型銅多金屬礦產。

此次研究顯示,礦田內花崗巖可能源于同一巖漿房,隨著巖漿巖的不斷演化,越晚階段形成的花崗巖分異程度增高,成礦元素越富集,更有利于成礦?；◢彴邘r成巖時代的厘定,區內巖漿侵入時代由晚侏羅世中早期拓寬到晚期,相關成礦作用時長增加,更有利于成礦元素富集。結合區內最新找礦勘查進展,花崗斑巖淺部出露規模較小,形成的相關礦產規模有限,但成礦元素異常富集,推測圍繞礦田深部花崗斑巖具有一定的找礦前景。

6 結論

(1)鐵山垅鎢礦田花崗斑巖鋯石206Pb/238U年齡為146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成巖時代屬晚侏羅世。鋯石的n(176Lu)/n(177Hf)=0.000973～0.001989,εHf(t)=-17.9～-10.3,二階段模式年齡(TDM2)為1.86～2.33 Ga,原巖是由古元古代地殼演化而來,與鐵山垅復式巖體為同源演化產物。

(2)鐵山垅礦田巖漿活動可劃分為170～155 Ma、155～150 Ma、150～145 Ma三個階段,鎢錫礦成礦作用主要集中在第二階段,第三階段花崗斑巖更為富Cu、W、Mo等成礦元素,推測銅嶺礦區深部具有較大的前景。

致謝：本文得到了成都理工大學秦志鵬講師的指導,實驗測試工作得到了北京燕都中實測試技術有限公司的張晗高級工程師的幫助,兩位審稿專家和章雨旭研究員對文稿提出了寶貴修改意見,作者在此一并致謝。