Diagenetic and mineralization chronology study of the Wujiaping tin ore deposit in Nanling Range
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摘要:
南岭吴家坪锡矿为湖南大义山地区近年新发现的具有中型以上远景规模的云英岩型矿床，矿体呈脉状产于大义山复式花岗岩体内部，受NE向断裂控制。为确定其成岩、成矿时代，总结大义山地区成矿规律，指导区域找矿及勘查工作，对赋矿围岩中粗粒斑状黑云母二长花岗岩(PM21-19)、中细粒斑状黑云母二长花岗岩(PM21-27)进行了LA−ICP−MS锆石U−Pb定年研究。测年结果表明，其成岩年龄为157.1 ± 1.1 Ma(MSWD = 0.55)和153.7 ± 1.2 Ma(MSWD = 0.55)，属燕山早期。同时，获得云英岩型锡矿石中石英Rb−Sr等时线年龄为148.1±2.1 Ma(MSWD = 0.52)。结合区域资料认为，吴家坪锡矿成岩成矿时代为燕山早期，属南岭地区中生代成岩成矿高峰期(160 ~ 150 Ma)的产物。
Abstract:Wujiaping tin ore deposit is a greisen-type deposit with medium-sized prospect scale newly discovered in Dayishan area in recent years. The orebody occurs as a vein in the Dayishan compound granite body and is controlled by NE-trending faults. In order to determine its diagenetic and metallogenic age, summarize the metallogenic regularity in Dayishan area, and guide regional prospecting and exploration, the LA-ICP-MS zircon U−Pb dating of medium-coarse grained porphyritic biotite monzonitic granite (PM21-19) and medium-fine grained porphyry biotite monzonitic granite (PM21-27) in ore-bearing surrounding rocks was studied. The diagenetic ages of 157.1 ± 1.1 Ma (MSWD=0.55) and 153.7 ± 1.2 Ma (MSWD=0.55) are obtained, which belong to the early Yanshanian period. At the same time, the Rb−Sr isochron age of quartz in the greisen-type tin ore is 148.1 ± 2.1 Ma (MSWD = 0.52). Combined with the regional data, the diagenetic and metallogenic age of Wujiaping tin ore deposit is the early Yanshanian period, which belongs to the peak of Mesozoic diagenesis and mineralization(160~150 Ma) in Nanling region.
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Keywords:
- zircon U–Pb dating /
- quartz Rb-Sr dating /
- tin ore deposit /
- Wujiaping /
- Nanling Range /
- mineral survey engineering
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油页岩属于非常规油气资源，利用蒸馏等技术处理后能够获得页岩气及页岩油，是一种前景非常好的油气资源，被列为21世纪非常重要的接替能源（侯祥麟，1994；赵政璋等，2005；刘招君等，2006；王红岩等，2009）。中国油页岩资源丰富，资源潜力大，其中松辽盆地是油页岩资源极丰富的地区，占东北地区油页岩资源总量的96%（刘招君等，2009）。松辽盆地是一个大型陆相薄互层沉积盆地，岩石物性横向变化大，地层平缓且构造幅度小，油页岩单层厚度薄，这种复杂的沉积结构增加了地震勘探的难度（李桂林，2009）。大地电磁法由于天然场源的随机性及信号微弱精度和效率较低，电阻率法则存在探测深度浅、高阻层屏蔽等缺点。测井技术在识别和评价油页岩方面较成熟（丰莉等，2016；刘同庆，2020），已被广泛应用于油页岩矿区，但是由于其空间探测范围的局限性，存在横向范围内描述储层物性变化能力很弱的缺陷。
测井具有较高的纵向地层分辨率，将测井数据作为先验信息进行电磁法约束反演，可以提高反演结果的纵向分辨率。朱宇启等（2021）在南黄海中部隆起区对海洋CSEM实测数据进行测井约束反演，突出了垂向发生明显变化的层位。Brown et al.（2012）发现，利用测井数据进行正则化约束反演比常规反演结果更紧凑地估计了储层结构。余年等（2012）利用测井数据作为先验信息开展大地电磁约束反演，与常规反演结果相比，约束反演结果对岩溶、断层、褶皱等地质构造的反映与实际吻合更好。自20世纪80年代以来，可控源音频大地电磁法和仪器都得到了很大发展，具有设备轻便、勘探深度相对较大、不受高阻层屏蔽、横向分辨率高等特点（何梅兴，2006；余年等，2012），在勘探石油、天然气、金属矿床、地热等领域得到广泛应用（秦伟，2013；李致君等，2018；李英宾等，2019）。地球物理方法和测井技术在联合研究油页岩储层特征方面几乎还是空白，本文通过松辽盆地采集的可控源音频大地电磁数据，利用测井资料作为先验信息，开展可控源音频大地电磁法和测井联合约束反演技术应用研究，将油页岩与泥页岩互层整体作为相对高阻层，进行划分识别，取得较好的效果，初步查明研究区油页岩的展布特征，为进一步勘探工作指明了有利方向。
1. 地质地球物理背景
1.1 地质条件
研究区位于松辽盆地东南隆起区（图1）。松辽盆地形成于印支运动末期—燕山运动早期，经历了多期构造运动，盆地内部划分出西部斜坡区、北部倾没区、东北隆起区、中央坳陷区、东南隆起区和西南隆起区6个一级构造单元（张利，2020）。
东南隆起区位于盆地边部，自西向东分为次一级背斜、向斜构造，主要有登娄库背斜、哈拉海向斜、农安背斜、德惠向斜、青山口背斜、杨大城子背斜；主要发育中、新生代地层，自下而上依次为白垩系火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组，新近系大安组及第四系（高立新，2008；李宝毅等，2012；李翔等，2014），油页岩主要存在于白垩系青山口组一段和嫩江组一段、二段，油页岩矿层单层厚度较薄，与沉积岩地层呈互层关系。
1.2 地层电性特征
根据研究区及周缘物性资料分析，第四系为表层高阻层，古近系—新近系大安组−青山口组为低阻层，泉头组−登楼库组为中阻层，营城组−火石岭层为次高阻层，局部发育火山岩为高阻，石炭系—二叠系为基底高阻层（表1）。地层电性特征分析表明，白垩系嫩江组、青山口组电阻率整体呈现低阻特征。
表 1 研究区及周缘地区岩层电性特征Table 1. The electrical characteristics of rock strata in the study area and surrounding areas系 统 组 符号 岩性特征 ρ/(Ω·m) 电性 第四系 Q 粘土、亚粘土、砂砾石 37.9 表层高阻 古近系—新近系 大安组 Nd 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩 3.2 低阻层 白垩系 上统 嫩江组 K2n 砂砾岩、粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、油页岩 3.9 姚家组 K2y 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩 6.8 青山口组 K2qs 质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、油页岩 22.8 下统 泉头组 K1q 粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩、砂岩 28.2 中阻层 登楼库组 K1d 砂砾岩夹泥岩 71.5 营城组 K1yc 泥岩与火山岩间互夹煤层 211.7 次高阻层 沙河子组 K1sh 火山岩、砂泥岩夹煤线 220.0 火石岭组 K1h 火山碎屑岩、火山喷发岩 240.0 石炭系—二叠系 293.0 基底高阻 1.3 油页岩物性特征
油页岩含丰富的有机质，有机质具有低密度、高电阻率特征，在含油页岩的沉积地层中，油页岩层与围岩存在电阻率、密度等物性差异（Constable et al.，1987；贺君玲等，2006；王永明等，2007）。
综合分析研究区不同测井曲线发现，油页岩呈现中高电阻率、高自然伽马、高声波时差和低密度特征；泥岩呈现低电阻率、高自然伽马、高声波时差和高密度特征；粉砂岩具有中高电阻率、低自然伽马、低声波时差、低密度特征；粉砂质泥岩相对于泥岩电阻率偏高、自然伽马偏低、声波时差偏低、密度偏低；泥质粉砂岩相对于粉砂岩电阻率偏低、自然伽马偏高、声波时差偏高、密度高。油页岩与粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩在电阻率和密度方面均呈现高电阻率、低密度特征，但与围岩泥岩存在明显的电阻率和密度差异（表2；图2），油页岩有机质含量越高，这种特征越明显。因此，根据不同测井曲线形态和曲线值可以判断出不同岩性，划分识别油页岩。
表 2 研究区白垩系不同岩性测井曲线响应分布范围Table 2. Logging response distribution range table of Cretaceous different lithology in the study area测井识别岩性 电阻率平均值/(Ω·m) 声波时差平均值/(μs·m−1) 补偿密度平均值/(g·cm−3) 自然伽马平均值/API 粉砂岩 10 ~ 13 250 ~ 430 2.15 ~ 2.62 50 ~ 115 泥质粉砂岩 6.5 ~ 17.5 240 ~ 450 2.20 ~ 2.50 75 ~ 140 粉砂质泥岩 5.5 ~ 12 275 ~ 500 2.25 ~ 2.55 90 ~ 135 泥岩 5 ~ 9 330 ~ 450 2.25 ~ 2.50 110 ~ 150 油页岩 7.5 ~ 15 ≥375 ≤2.35 ≥130 ![]()
图 2 吉扶地3井油页岩测井响应特征Figure 2. Logging response characteristics of oil shale in Well Jifudi 32. 勘探方法
2.1 方法原理
CSAMT法全称是可控源音频大地电磁测深法，属于人工源频率域电磁测深法，以有限长接地电偶极子为场源，其核心是采用大小随着频率改变的音频电流来建立人工电磁场，激发地下空间产生电磁感应，当电磁场变为谐变场时通过改变电磁场的频率来达到测深目的，采集电磁场参数，求取视电阻率、阻抗相位等电磁响应数据，具有工作效率高、勘探深度范围大、水平方向分辨能力高、地形影响小、高阻层的屏蔽作用小等特点。
2.2 数据采集与处理
研究区CSAMT测线均过钻井（图1），测线总长80 km，点距100 m，采用美国Zonge公司生产的GDP-3224多功能电法仪，发电输出功率30 kW。数据采用赤道偶极装置进行标量测量，发射偶极AB与测线平行布设，长度为1 ~ 2 km，接收偶极100 m，发射源接地电阻要求20 ~ 40 Ω，接收端接地电阻不大于2000 Ω；同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy，采集频率范围为 0.125 ~ 8192 Hz。
数据处理采用人机交互的方式进行，包括去噪、静态校正、近场校正、视电阻率、相位拟断面分析等。近场校正采用过渡三角形法，消除卡尼亚电阻率在近区由于非平面波效应产生的畸变，采用空间滤波、中值滤波、曲线平移等方法进行静态位移综合校正。图3为SL-01线视电阻率和阻抗相位断面图，视电阻率、阻抗相位等值线连续光滑，噪声、近场效应及静位移影响得到较好的压制，断面图上电性层由高频到低频呈现高、低、次低、高的变化特征。
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图 3 SL-01线视电阻率（a）与阻抗相位（b）断面图Figure 3. Profiles of apparent resistivity ( a ) and impedance phase ( b ) of SL-01 line2.3 约束反演技术
常规二维正则化OCCAM反演方法是一种由电磁测深数据产生光滑模型的实用算法，体现了正则化反演优点，在保证电性分布连续或光滑的条件下，寻求有极小可能构造意义下拟合数据的模型（Constable et al.，1987），该方法收敛稳定，对初始模型依赖度低，成像效果好，被广泛应用于电磁数据处理中。研究区存在人文干扰，受干扰的数据不能真实反映地下电性结构，对地质解释的可靠性存在影响，同时可控源音频大地电磁反演存在多解性、非唯一性的问题，为此在二维正则化OCCAM反演的基础上，将研究区测井信息融入到可控源音频大地电磁资料的反演处理中，减少反演结果的非唯一性，提高成果解释的精度和合理性（孟翠贤，2003；张凯飞，2016）。二维OCCAM地电约束反演主要包括地电模型建立、反演算法与正则化因子、模型粗糙度及迭代误差分析。
（1）地电模型建立
对研究区可控源音频大地电磁测线周边测井资料进行处理分析，根据不同物性特征对钻孔处地层进行划分，重点对嫩江组和青山口组油页岩及附近地层进行划分，建立可控源音频大地电磁资料处理所需要的电阻率分布先验地电模型，数据反演过程中加入先验地电信息开展约束反演。表3、表4为SL-03线先验约束信息。
表 3 吉扶地3井油页岩及附近地层约束信息Table 3. Constraint information of oil shale and nearby strata in Well Jifudi 3序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 1 258.2 268.6 10.4 9.19 泥岩 15 469.8 476.9 7.1 6.23 泥岩 2 268.6 281.4 12.8 10.70 粉砂质泥岩 16 476.9 478.0 1.1 6.99 油页岩 3 281.4 289.0 7.6 9.55 泥岩 17 478.0 483.2 5.2 5.70 泥岩 4 289.0 294.1 5.1 12.90 粉砂质泥岩 18 483.2 484.1 0.9 6.27 油页岩 5 294.1 298.3 4.2 9.44 泥岩 19 484.1 487.3 3.2 6.22 泥岩 6 298.3 306.6 8.3 11.61 粉砂质泥岩 20 487.3 489.5 2.2 8.38 粉砂质泥岩 7 306.6 312.4 5.8 9.55 泥岩 21 489.5 494.2 4.7 6.06 油页岩 8 312.4 341.0 28.6 10.92 粉砂质泥岩 22 494.2 503.2 9.0 5.25 泥岩 9 341.0 382.3 41.3 6.49 泥岩 23 503.2 507.1 3.9 12.73 油页岩 10 382.3 383.2 0.9 6.45 油页岩 24 507.1 514.0 6.9 7.19 泥岩 11 383.2 462.2 79.0 5.95 泥岩 25 514.0 519.3 5.3 11.22 油页岩 12 462.2 463.4 1.2 7.19 油页岩 26 519.3 523.1 3.8 5.91 泥岩 13 463.4 468.0 4.6 6.10 泥岩 27 523.1 524.0 0.9 10.72 油页岩 14 468.0 469.8 1.8 7.65 油页岩 28 524.0 528.7 4.7 8.34 粉砂质泥岩 表 4 吉扶地8井油页岩及附近地层约束信息Table 4. Constraint information of oil shale and nearby strata in Well Jifudi 8序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 1 258.2 268.6 10.4 9.19 泥岩 15 469.8 476.9 7.1 6.23 泥岩 2 268.6 281.4 12.8 10.70 粉砂质泥岩 16 476.9 478.0 1.1 6.99 油页岩 3 281.4 289.0 7.6 9.55 泥岩 17 478.0 483.2 5.2 5.70 泥岩 4 289.0 294.1 5.1 12.90 粉砂质泥岩 18 483.2 484.1 0.9 6.27 油页岩 5 294.1 298.3 4.2 9.44 泥岩 19 484.1 487.3 3.2 6.22 泥岩 6 298.3 306.6 8.3 11.61 粉砂质泥岩 20 487.3 489.5 2.2 8.38 粉砂质泥岩 7 306.6 312.4 5.8 9.55 泥岩 21 489.5 494.2 4.7 6.06 油页岩 8 312.4 341.0 28.6 10.92 粉砂质泥岩 22 494.2 503.2 9.0 5.25 泥岩 9 341.0 382.3 41.3 6.49 泥岩 23 503.2 507.1 3.9 12.73 油页岩 10 382.3 383.2 0.9 6.45 油页岩 24 507.1 514.0 6.9 7.19 泥岩 11 383.2 462.2 79.0 5.95 泥岩 25 514.0 519.3 5.3 11.22 油页岩 12 462.2 463.4 1.2 7.19 油页岩 26 519.3 523.1 3.8 5.91 泥岩 13 463.4 468.0 4.6 6.10 泥岩 27 523.1 524.0 0.9 10.72 油页岩 14 468.0 469.8 1.8 7.65 油页岩 28 524.0 528.7 4.7 8.34 粉砂质泥岩 （2）反演算法
二维Occam地电约束反演重点是对目标函数中的模型粗糙度进行修改，推导出修改后目标函数的迭代格式，形成以地电参数作为先验信息的约束反演算法。反演过程中在目标函数中加入利用测井等资料建立的先验地电模型，在已知电性分布区域修正模型，不断地向先验地电模型靠拢，提高反演结果与实测数据的拟合度。具体流程如下：
① 建立可控源音频大地电磁反演目标函数，在目标函数模型粗糙度中加入模型约束项。
U=‖ (1) 式中， {\left\|{\partial }_{y}m\right\|}^{2}+{\left\|{\partial }_{z}m\right\|}^{2} 为模型粗糙度，μ为拉格朗日乘子，即正则化因子， W 为归一化计算后 M\times M 的对角加权矩阵， F（m） 模型为 m 在一定的激发作用下正演后取得的响应，X*2为反演拟合差。
② 根据已知钻孔及测井数据建立初始模型，构造二维粗糙度矩阵：
{R}_{1}=\alpha {\left\|C(m-{m}_{0})\right\|}^{2}+{\left\|{\partial }_{y}m\right\|}^{2}+{\left\|{\partial }_{z}m\right\|}^{2} (2) 式中， \alpha {\left\|C(m-{m}_{0})\right\|}^{2} 为先验模型的约束项， \alpha 为权重系数， {m}_{0} 为先验模型， m 为迭代过程中当前模型， C 为约束矩阵。
③ 根据约束后的目标函数，计算推导迭代格式，开展反演迭代计算。
\begin{split} &{m}_{k+1}\left(\mu \right)={\left[\alpha \mu {C}^{T}+\mu \left({\partial }_{x}^{T}{\partial }_{x}+{\partial }_{z}^{T}{\partial }_{z}\right)+ {\left(W{J}_{k}\right)}^{T}W{J}_{k}\right]}^{-1}.\\ &\qquad \left[{\left(W{J}_{k}\right)}^{T}W{d}_{k}+\alpha \mu {C}^{T}C{m}_{0}\right]\\[-1pt]\end{split} (3) 式中 ，{J}_{k} 为雅可比矩阵， {d}_{k}=d-F\left[{m}_{k}\right]+{J}_{k}{m}_{k} ，拉格朗日乘子μ为待求值。
④ 求取模型 {m}_{k+1}\left(\mu \right) 的一系列μ值，根据 \mu 值计算模型 {m}_{k+1}\left(\mu \right) 拟合差，选取数据残差平方最小的 \mu 值。
（3）正则化因子、模型粗糙度及迭代误差分析
本次约束反演正则化因子初始值为1000，模型粗糙度随正则化因子增大呈现波动变化，当正则化因子增大到一定值时，逐步变小，最后趋于稳定（图4）。经过15次迭代计算，二维地电约束反演结果趋近稳定，图5为SL-01线约束前后迭代反演曲线误差对比图，拟合差分别为0.77和0.78，拟合初期约束反演拟合误差比常规反演拟合误差大，拟合后期常规反演提前趋于稳定。
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图 5 约束前后迭代反演曲线误差对比Figure 5. Error comparison of iterative inversion curve before and after constraint3. 效果分析
（1）常规二维OCCAM反演能够反映出规模较大的异常体，但是对于规模较小的异常体分辨能力不足，由SL-01线二维OCCAM反演与二维OCCAM约束反演剖面对比图（图6）可以看出，二维OCCAM地电约束反演剖面纵向上地层电性变化特征清楚，横向分辨率也有很大的提高，能够明显提高对异常体的分辨率，地电信息更丰富，较好地反映了研究区地层平缓、构造幅度小、岩石物性横向变化大的地质特征，油页岩与泥岩作为整体得到较好反映。
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图 6 SL-01线二维OCCAM反演（a）与地电约束反演（b）效果对比Q—第四系；Nd—新近系大安组；K2n—白垩系嫩江组；K2y—白垩系姚家组；K2qs—白垩系青山口组；K1h-K1d—白垩系火石岭组−登楼库组；Ar—太古宙基底Figure 6. Comparison of 2D OCCAM inversion ( a ) and geoelectric constraint inversion ( b ) of SL-01 line（2）以二维OCCAM地电约束反演剖面为主，结合测井、以往物探地质资料进行综合解释，可以对油页岩与泥页整体进行有效识别。图7为SL-01线二维地电约束反演及地质解释剖面，二维地电约束反演剖面纵向上呈现高—低—中—次高—高变化特征，电性结构变化与电测井曲线吻合较好。表层高阻层反映了第四系沉积地层分布与厚度变化特征，电阻率值为15 ~ 55 Ω·m，厚度10 ~ 50 m；中浅部低阻层主要反映了白垩系嫩江组、姚家组及青山口组的分布，电阻率值为3 ~ 12 Ω·m，厚度180 ~ 750 m，局部存在相对高阻异常，与电测井曲线上粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、油页岩和泥岩互层基本对应；下部中阻层代表白垩系泉头组，电阻率值为6 ~ 17 Ω·m，厚度50 ~ 100 m；下部次高阻层代表白垩系火石岭组—登楼库组，电阻率值为7 ~ 22 Ω·m，厚度400 ~ 1000 m；底部分布的高阻层代表了变质岩或侵入体基底，顶面最大埋深范围大于1000 m。利用电测井曲线及分层数据，结合约束反演剖面电阻率变化特征，将中浅部低阻层进一步划分为嫩江组、姚家组和青山口组，在嫩江组、青山口组划分的基础上，油页岩与泥岩整体作为相对高阻层可划分识别。
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图 7 SL-01线二维OCCAM地电约束反演剖面（a）与地质解释剖面（b）（地层代号注释同图6）Figure 7. 2D OCCAM geoelectric constrained inversion section ( a ) and geological interpretation section ( b ) of line SL-01（3）通过研究区采集的可控源音频电磁测线地电约束反演及综合解释，对研究区地层、构造及油页岩矿层展布特征获得了整体认识：① 研究区横跨登楼库背斜和哈拉海向斜2个构造，背斜核部地层以白垩系泉头组、青山口组为主，翼部为姚家组、嫩江组，向斜核部地层以白垩系嫩江组为主，翼部为姚家组、青山口组。以登楼库背斜轴为界，两翼地层倾角均为1° ~ 6°，核部近水平，呈宽缓的背斜构造，整体控制白垩系的分布，影响油页岩矿层的空间展布。②登楼库背斜地层较哈拉海向斜整体抬升，导致研究区背斜所在区域的嫩江组基本缺失，嫩江组油页岩主要分布在哈拉海向斜，仅在背斜西部局部沉积，油页岩与泥岩互层厚度为25 ~ 100 m，埋深50 ~ 250 m。青山口组油页岩分布范围广，登楼库背斜、哈拉海向斜均有分布，油页岩与泥岩互层厚度为30 ~ 200 m，埋深400 ~ 800 m，整体呈沿登楼库背斜轴高、沿背斜轴两翼逐渐减薄的特征。
4. 结 论
（1）可控源音频大地电磁和测井联合约束反演技术能够提高对异常体的分辨率，油页岩与泥岩互层作为整体只要具有一定的规模，利用可控源音频大地电磁和测井联合约束反演技术就可以划分识别。
（2）油页岩单层厚度薄，单一地球物理方法划分识别油页岩存在很大的局限性，基于测井综合曲线分析技术的地球物理方法是油页岩勘探方法发展的方向。
（3）油页岩与砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩均呈现相对高电阻率特征，区分困难，可以开展可控源音频电磁法、时频电磁法等多种方法试验，利用电阻率、极化率等多参数综合分析研究。
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图 1 吴家坪锡矿区区域地质图(a)及矿床地质图(b)
1—硼矿; 2—钨锡矿; 3—锡矿; 4—锡铜矿; 5—锡铅锌矿; 6—砷矿;7—铅锌矿; 8—地层与界线; 9—实测断层; 10—断层;11—向斜; 12—主要锡矿体与及编号; \eta \gamma {\mathrm{J}}_3^{\mathrm{a}} —细中粒斑状角闪黑云二长花岗岩; \eta \gamma {\mathrm{J}}_3^{\mathrm{b}} —中粗粒斑状黑云母二长花岗岩; \eta \gamma {\mathrm{J}}_3^{\mathrm{c}} —中细粒斑状黑云母二长花岗岩; \eta \gamma {\mathrm{J}}_3^{\mathrm{d}} —细粒少斑黑云母二长花岗岩; \xi \gamma {\mathrm{J}}_3^{\mathrm{e}} —细粒斑状二云母二长花岗岩; \xi \gamma {\mathrm{J}}_3^{\mathrm{f}} —细粒少斑二云母正长花岗岩; Z—震旦系；∈—寒武系；C—石炭系；D—泥盆系；D3x−D3m—上泥盆统锡矿山组与孟公坳组；P—二叠系；Q—第四系；Q3bs—第四系白水江组
Figure 1. Regional geological map (a) and geological map (b) of Wujiaping tin ore deposit
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图 2 研究区岩浆岩锆石 U−Pb 谐和图和锆石阴极发光图像
Figure 2. Magmatite zircon U−Pb concordia diagrams and cathodoluminescence images in the study area
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图 3 吴家坪锡矿石英Rb−Sr等时线年龄
Figure 3. Rb−Sr isochron age of quartz fromWujiaping tin ore deposit
表 1 吴家坪锡矿矿脉（体）地质特征（据湖南省地质矿产勘查开发局四一八队，2017）
Table 1 Geological characteristics of the Wujiaping tin ore veins (bodies)
矿脉 矿脉（体）规模 矿脉（体）产状 矿脉（体）特征 矿石品位 1号矿脉（体） 地表延伸860 m，工程控制矿体长840 m，厚0.4~2.0 m；地表大部分为采空区，采深最大达50 m；钻孔控制深部
未见矿化走向5°~47°，倾向NW，
倾角71°~80°矿脉主要由石英细脉、云英岩脉、蚀变花岗岩组成，局部夹电气石细脉。石英细脉为矿脉连接对比标志。岩石具云英岩化、萤石化、绢云母化、钾长石化、电气石
化、金属硫化物化等蚀变Sn品位：0.24%~1.35%，Cu品位：0.03%~2.21% 2号矿脉（体） 地表延伸800 m，工程控制矿体长400 m，厚0.9~2.8 m；地表多为采空区，深大80余米；矿脉地表较连续，深部矿化较差 走向50°~60°，倾向NW，
倾角75°~84°矿脉主要由石英细脉和云英岩脉夹蚀变花岗岩组成。
岩石具云英岩化、萤石化、绢云母化、钾长石化、
电气石化、金属硫化物化等蚀变Sn品位：0.07%~0.24%，Cu品位：0.03%~0.27% 3号矿脉（体） 地表延伸大于1100 m，受工程控制矿脉矿体长350 m，
矿体厚0.25~2.4 m走向25°~55°，倾向NW，
倾角65°~83°矿脉主要由石英细脉、云英岩脉夹蚀变花岗岩等组成。岩石具云英岩化、萤石化、绢云母化、钾长石化、
电气石化及金属硫化物化等蚀变，脉中可见黄铜矿、
黄铁矿、毒砂、锡石等金属硫化物Sn品位：0.16~0.31% 4号矿脉（体） 地表出露1200 m，矿体长930 m，厚0.6~1.2 m；钻孔控制矿脉深部矿化较差，矿脉地表较连续 走向20°~70°，倾向NW，
倾角50°~80°矿脉主要由石英细脉、云英岩脉、局部夹蚀变花岗岩及电气石细脉组成。岩石具云英岩化、萤石化、黄玉化、绢云母化、钾长石化、电气石化、金属硫化物化等蚀变 Sn品位：0.24%~0.67%，Cu品位：0.02%~0.84% 5 号矿脉(体) 脉体比较简单，矿脉地表出露长约100 m 走向48°，倾向NW，倾角80° 矿脉主要由石英细脉、云英岩脉、局部夹蚀变花岗
岩及电气石细脉等组成Sn品位：0.19% 6号脉（体） 脉体地表出露长约530 m，
未见矿化；深部矿化未知走向22°~44°，倾向NW，
倾角72°~84°脉体主要由含电气石石英细脉、云英岩脉、局部夹蚀变花岗岩等组成。岩石具云英岩化、绢云母化、
钾长石化、电气石化等蚀变地表未见矿化 7号矿脉(体) 矿脉地表出露长约400 m，
控制钨矿体厚2.0 m走向40°~55°，倾向NW，
倾角67°~72°矿脉主要由石英细脉、云英岩脉、局部夹蚀变花岗岩及电气石细脉等组成。岩石具云英岩化、萤石化、绢云母化、钾长石化、电气石化、金属硫化物化等蚀变 W品位：0.38% 8号矿脉(体) 矿脉地表出露长约220 m，
矿体厚0.95~1.2 m走向55°~65°，倾向NW，
倾角65°~78°矿脉主要由石英细脉、云英岩脉、局部夹蚀变花岗岩及电气石细脉等组成。岩石具云英岩化、萤石化、绢云母化、钾长石化、电气石化、金属硫化物化等蚀变 Sn品位：0.21%~0.27% 
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表 2 研究区岩浆岩LA−ICP−MS锆石U−Th−Pb测试数据
Table 2 LA−ICP−MS magmatite zircon U−Th−Pb analyses results in the study area
点号 元素含量/10−6 Th/U 同位素比值及误差 年龄及误差/Ma Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ PM21-19-1 43.67 831.09 1456.17 0.57 0.04921 0.00063 0.1685 0.0033 0.02487 0.00037 158 28 158 3 158 2 PM21-19-2 42.93 698.81 1479.18 0.47 0.05087 0.00098 0.1719 0.0042 0.02455 0.00036 235 42 161 4 156 2 PM21-19-3 60.28 578.51 2202.85 0.26 0.05069 0.00069 0.1766 0.0036 0.02521 0.00038 227 30 165 3 160 2 PM21-19-4 120.42 1421.00 4101.23 0.35 0.05341 0.00068 0.1865 0.0047 0.02539 0.00055 346 30 174 4 162 3 PM21-19-5 154.55 1231.15 5589.28 0.22 0.04938 0.00031 0.1714 0.0024 0.02518 0.00032 166 15 161 2 160 2 PM21-19-6 604.48 6858.48 22501.65 0.3 0.05018 0.00034 0.1683 0.0025 0.02438 0.00044 203 16 158 2 155 3 PM21-19-7 260.28 2039.07 9656.36 0.21 0.05013 0.00017 0.1741 0.0025 0.02521 0.00035 201 8 163 2 160 2 PM21-19-8 159.52 7661.80 3954.57 1.94 0.04989 0.00065 0.1694 0.0031 0.02462 0.00031 190 31 159 3 157 2 PM21-19-9 117.43 1189.15 4224.03 0.28 0.04939 0.00040 0.1668 0.0025 0.02451 0.00032 167 20 157 2 156 2 PM21-19-10 177.97 1429.49 6577.72 0.22 0.04966 0.00017 0.1694 0.0021 0.02479 0.00029 179 8 159 2 158 2 PM21-19-11 113.29 1441.02 4058.91 0.36 0.05091 0.00063 0.1721 0.0040 0.02452 0.00048 237 30 161 3 156 3 PM21-19-12 223.80 4411.98 7237.14 0.61 0.05365 0.00050 0.1880 0.0034 0.02538 0.00040 356 22 175 3 162 3 PM21-19-13 86.00 838.39 3126.34 0.27 0.04983 0.00046 0.1684 0.0024 0.02453 0.00027 187 22 158 2 156 2 PM21-19-14 250.00 296.74 393.33 0.75 0.17073 0.00108 11.1185 0.1774 0.47183 0.00690 2565 11 2533 15 2492 30 PM21-19-15 140.06 1139.07 5446.37 0.21 0.05394 0.00063 0.1723 0.0027 0.02318 0.00041 369 27 161 2 148 3 PM21-19-16 35.06 811.16 1129.33 0.72 0.04800 0.00087 0.1630 0.0038 0.02465 0.00035 99 44 153 3 157 2 PM21-19-17 44.79 1422.87 1303.17 1.09 0.04607 0.00244 0.1524 0.0091 0.02399 0.00037 145 112 144 8 153 2 PM21-19-18 105.04 946.53 3804.10 0.25 0.04919 0.00039 0.1690 0.0022 0.02491 0.00026 157 19 159 2 159 2 PM21-19-19 75.38 665.90 2761.81 0.24 0.05010 0.00050 0.1708 0.0026 0.02469 0.00029 200 24 160 2 157 2 PM21-19-20 87.48 841.18 3200.24 0.26 0.04859 0.00037 0.1648 0.0023 0.02458 0.00028 128 19 155 2 157 2 PM21-19-21 266.30 1981.37 9554.51 0.21 0.04953 0.00119 0.1693 0.0056 0.02480 0.00057 173 58 159 5 158 4 PM21-19-22 82.46 1611.75 2267.39 0.71 0.04761 0.00408 0.1700 0.0156 0.02590 0.00042 80 192 159 14 165 3 PM21-19-23 110.24 1113.04 4033.33 0.28 0.05189 0.00055 0.1768 0.0031 0.02473 0.00033 281 25 165 3 157 2 PM21-19-24 119.06 1002.96 4298.61 0.23 0.05220 0.00043 0.1803 0.0029 0.02505 0.00035 294 19 168 3 160 2 PM21-27-1 102.13 1092.50 3794.16 0.29 0.05140 0.00055 0.1696 0.0027 0.02389 0.00027 259 23 159 2 152 2 PM21-27-2 75.85 2301.60 2272.52 1.01 0.05071 0.00102 0.1720 0.0043 0.02458 0.00036 228 44 161 4 157 2 PM21-27-3 223.16 1575.73 8135.57 0.19 0.05199 0.00136 0.1722 0.0063 0.02402 0.00051 285 57 161 5 153 3 PM21-27-4 31.34 596.25 1070.92 0.56 0.04963 0.00105 0.1659 0.0046 0.02420 0.00042 178 47 156 4 154 3 PM21-27-5 29.33 687.62 963.05 0.71 0.04937 0.00078 0.1644 0.0034 0.02418 0.00033 165 35 155 3 154 2 PM21-27-6 72.99 739.37 2684.38 0.28 0.05054 0.00082 0.1687 0.0037 0.02421 0.00036 220 36 158 3 154 2 PM21-27-7 113.27 948.32 4146.88 0.23 0.05050 0.00165 0.1662 0.0065 0.02387 0.00028 218 72 156 6 152 2 PM21-27-8 153.36 1542.18 5728.53 0.27 0.05476 0.00029 0.1813 0.0031 0.02405 0.00038 402 11 169 3 153 2 PM21-27-9 113.22 933.41 4128.19 0.23 0.04935 0.00054 0.1676 0.0029 0.02459 0.00033 165 24 157 3 157 2 PM21-27-10 66.13 757.64 2441.25 0.31 0.04857 0.00056 0.1601 0.0026 0.02390 0.00026 127 26 151 2 152 2 PM21-27-11 78.33 784.26 2893.71 0.27 0.05089 0.00048 0.1679 0.0023 0.02392 0.00025 236 21 158 2 152 2 PM21-27-12 54.09 954.54 1756.59 0.54 0.06647 0.00165 0.2211 0.0062 0.02411 0.00030 821 49 203 5 154 2 PM21-27-13 122.69 1759.95 4900.74 0.36 0.07047 0.00044 0.2058 0.0036 0.02128 0.00035 942 12 190 3 136 2 PM21-27-14 277.63 454.21 1088.96 0.42 0.14859 0.00384 4.5214 0.2739 0.22068 0.00929 2330 42 1735 50 1285 49 PM21-27-15 95.91 666.44 3613.88 0.18 0.04996 0.00038 0.1671 0.0024 0.02422 0.00030 193 17 157 2 154 2 PM21-27-16 228.52 708.43 8958.63 0.08 0.05158 0.00083 0.1694 0.0039 0.02391 0.00061 267 35 159 3 152 4 PM21-27-17 118.87 1278.27 4382.72 0.29 0.05046 0.00143 0.1659 0.0063 0.02385 0.00035 216 63 156 5 152 2 PM21-27-18 33.97 1179.16 1098.68 1.07 0.05296 0.00115 0.1776 0.0049 0.02438 0.00042 327 47 166 4 155 3 PM21-27-19 39.37 983.59 1271.39 0.77 0.04759 0.00063 0.1588 0.0031 0.02419 0.00034 79 30 150 3 154 2 PM21-27-20 30.50 500.20 1069.48 0.47 0.04986 0.00081 0.1644 0.0033 0.02389 0.00028 189 36 155 3 152 2 PM21-27-21 59.53 891.47 2112.77 0.42 0.04757 0.00076 0.1600 0.0035 0.02437 0.00036 78 36 151 3 155 2 PM21-27-22 85.94 1025.72 3068.08 0.33 0.05314 0.00090 0.1769 0.0038 0.02407 0.00031 335 37 165 3 153 2 PM21-27-23 112.92 991.39 4178.94 0.24 0.05042 0.00044 0.1690 0.0024 0.02430 0.00027 214 19 159 2 155 2 PM21-27-24 65.14 458.62 2460.93 0.19 0.04949 0.00152 0.1622 0.0065 0.02378 0.00038 171 68 153 6 151 2
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表 3 吴家坪锡矿石英Rb−Sr定年结果
Table 3 Rb−Sr dating results of quartz frong Wujiaping tin ore deposit
样号 Rb/10−6 Sr/10−6 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr(1σ) ISr 14D38-1-1 2.002 0.3645 27.52 0.77134±0.00004 0.71121 14D38-1-2 1.315 0.05617 17.17 0.74939±0.00006 0.71187 14D38-1-3 1.615 0.06167 17.71 0.75052±0.00006 0.71183 14D38-1-4 7.381 0.08389 11.00 0.73668±0.00011 0.71265 14D38-1-5 2.916 0.08905 23.60 0.76321±0.00006 0.71165 14D38-1-6 2.169 0.1474 21.57 0.75875±0.00007 0.71162
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