40Ar/39Ar dating of muscovite from the contact zone of granite-aplites in the Dengfuxian W-Nb-Ta deposit and its geological significance
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摘要:
邓阜仙钨铌钽矿是锡田地区最为重要的钨锡多金属矿床之一。利用40Ar/39Ar同位素测年方法对金竹垄铌钽矿段花岗细晶岩顶部条带状白云母长石石英岩中的白云母进行了年龄测试,结果表明,40Ar/39Ar同位素坪年龄为148.3±1.1Ma,形成时代为晚侏罗世。结合锡田地区已有的年代学资料,认为包括邓阜仙钨铌钽矿在内的锡田地区钨锡多金属矿具有相同的成矿地质背景,为华南地区中生代岩石圈大范围伸展-减薄作用的产物。
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关键词:
- 锡田 /
- 邓阜仙岩体 /
- 金竹垄 /
- 白云母 /
- 40Ar/39Ar年龄
Abstract:The Dengfuxian W-Nb-Ta deposit is one of the important W-Sn multi-metal ore deposits in Xitian area of Hu'nan Province. 40Ar/39Ar dating of muscovite for the sample collected from the top of granite-aplites in Jinzhulong Nb-Ta zone yielded a 40Ar/39Ar plateau age of 148.3±1.1Ma, suggesting that the ore-forming process occurred in Late Jurassic. Combined with the existing chronological data of the Xitian area, the authors hold that the W-Sn multi-metal ore deposits of the Xitian area including the Dengfuxian W-Nb-Ta deposit had the same geodynamic condition, and were formed by the extension and thinning of the Mesozoic lithosphere in South China.
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Keywords:
- Xitian area /
- Dengfuxian granite rock /
- Jinzhulong /
- muscovite /
- 40Ar/39Ar age
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湖南省茶陵县邓阜仙钨铌钽矿中含有丰富的钨、锡、铌、钽、铜等资源,与锡田特大型钨锡多金属矿床毗邻,是锡田地区最重要的钨锡多金属矿床之一.邓阜仙钨铌钽矿是锡田地区最典型的石英脉型黑钨矿床,其北部为热液蚀变岩体型铌钽矿床.矿区经过多年开采,目前矿区保有金属矿石储量55.7×104t, WO3储量1830t, 属资源危机型矿山[1],如何探求新的钨矿资源或接替矿种是该区目前最重要的工作,矿区北部花岗岩型铌钽矿逐渐成为矿山关注的对象.随着危机矿山接替资源找矿工作的开展,本矿区也逐渐成为研究的热点,针对邓阜仙钨锡多金属矿床的矿床地质特征、成矿流体、矿区构造、成岩年代学、成矿年代学等开展了研究,取得一系列成果[2-10]①②,但是前人关注的焦点主要是产出钨矿的部分矿段,对北东侧的铌钽矿关注较少.铌钽矿的形成与钨矿的成矿关系如何?为更好地开展钨矿、铌钽矿的成矿规律总结,为矿区的外围找矿工作提供理论依据,本文在对邓阜仙钨锡多金属矿床地质特征研究的基础上,以邓阜仙金竹垄矿段铌钽矿的成岩成矿作用为研究对象,开展了白云母的40Ar/39Ar同位素年龄测试,以期为钨锡矿、铌钽矿的成矿作用提供信息.
①湖南冶金地质研究所.邓阜仙复式岩体时代及成矿时代之探讨.1980.
②张景荣等.邓阜仙花岗岩成岩机制及成矿地球化学.1982.
1. 区域地质背景
湖南邓阜仙钨锡多金属矿床所在的锡田地区处于扬子板块和华夏板块交接带的赣南隆起与湘桂坳陷的交接部位,中生代构造-岩浆活动强烈,是南岭成矿带中段的成矿有利部位.按照徐志刚等[11]中国成矿区(带)划分方案,本区所在南岭中段成钨带属滨太平洋成矿域(Ⅰ),华南成矿省(Ⅱ-16),南岭中段铅-锌-银-锡-钨-钼-铋-锰-铜-稀土成矿亚带(Ⅲ-83-②),湘南矿集区(图 1).
图 1 锡田地区位置图(据参考文献[11]修改)Ⅱ-1—阿尔泰成矿省;Ⅱ-2—准格尔成矿省;Ⅱ-3—伊犁成矿省;Ⅱ-4—塔里木成矿省;Ⅱ-5—阿尔金-祁连成矿省;Ⅱ-6—昆仑成矿省;Ⅱ-7—秦岭-大别成矿省;Ⅱ-8—巴颜喀拉-松潘成矿省;Ⅱ-9—喀喇昆仑-三江成矿省;Ⅱ-10—冈底斯-腾冲成矿省;Ⅱ-11—喜马拉雅成矿省;Ⅱ-12—大兴安岭成矿省;Ⅱ-13—吉黑成矿省;Ⅱ-14—华北成矿省;Ⅱ-15—扬子成矿省;Ⅱ-16—华南成矿省;Ⅱ-17—中国海区石油-天然气-天然气水化合物成矿省Figure 1. The location of the Xitian area区域上出露的地层简单,主要有寒武系(∈)及奥陶系(O)浅变质岩,为本区岩体外围金铅锌银矿的赋矿地层;泥盆系(D)滨海相碎屑岩、浅海相碳酸盐岩,在本区北部、西部、东部呈带状分布,沉积矿产有铁矿,与岩体接触部位有利于形成厚大的矽卡岩,与区内磁铁矿和钨锡矿成矿关系密切;白垩系(K)为一套紫红色砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩,组成区内邓阜仙岩体与锡田岩体之间的断陷红色盆地构造层.
区域构造格架由基底构造层中北东向隆起(太和仙隆起)与炎陵-桂东近南北向隆起带共同控制.基底构造层北东向和近南北向断裂带控制了邓阜仙、五峰仙、锡田、万洋山等岩体的侵位.北东向隆起带(太和仙隆起)由一系列北东向的压扭性断裂和褶皱组成,次级断裂、褶皱均较发育,为区内良好的导矿、控矿和容矿构造.邓阜仙钨矿处于区域性茶汉大断层(F1)的两侧[5].
在区域上,燕山期岩浆活动十分频繁,其分布广度和发育程度最广泛,其次为印支期岩浆活动,并各有特点.本区内岩浆岩体分布广泛,岩性多样,其中面积最广的为花岗岩,岩性包括斑状黑云母花岗岩、中粒黑云母花岗岩、中细粒二云母花岗岩、细粒白云母花岗岩等,呈岩基、岩株、岩墙、岩枝、岩脉产出,多形成于印支期、燕山期构造活动背景下,具有多期次、多阶段、多旋回活动的特点,其侵入寒武系使围岩遭受接触交代变质作用、热接触变质作用等.区内花岗岩演化与石英脉型黑钨矿化及矽卡岩型白钨矿化关系十分密切,辉绿岩脉与内接触带脉状黑钨矿床有密切的共生关系[12].
锡田地区成矿条件优越,矿产丰富,以钨锡铅锌矿为特色,分布有钨、锡、铅、锌、铁、锰、金、煤、透辉石、萤石等40余处矿床(点),其中钨、锡、铅、锌集中分布于锡田岩体内外接触带,铁分布于泥盆系中,煤炭主要分布于二叠系中(图 2).锡田岩体周边的垄上、晒禾岭、桐木山、山田等矿段的主要矿体估算资源量达超大型规模[13].
图 2 锡田地区地质矿产简图(据参考文献③修改)1—第四系;2—古近系—新近系;3—白垩系;4—侏罗系;5—三叠系;6—二叠系;7—石炭系;8—泥盆系;9—奥陶系;10—寒武系;11—燕山早期第三幕花岗岩;12—燕山早期第二幕花岗岩;13—燕山早期第一幕花岗岩;14—印支期第一幕花岗岩;15—钨矿;16—锡矿;17—钨锡矿;18—钨铜矿;19—铅锌矿;20—赤铁矿;21—锰矿;22—铁锰矿;23—金矿;24—金竹垄;25—铌钽矿;26—萤石;27—透辉石;28—煤Figure 2. Geological and mineral resources map of the Xitian area③湖南省地质调查院.湖南锡田地区锡铅锌多金属矿综合地质图.2011.
2. 矿床地质特征
邓阜仙钨铌钽矿位于邓阜仙花岗岩体的东南部,岩体出露面积171km2,为复式花岗岩体,属印支期—燕山晚期的产物.该复式岩体第一期岩体(γ51)是整个岩体的主体,呈似马蹄形,分布于复式岩体的外圈及老山坳断层下盘;其侵入地层为寒武系、泥盆系、石炭系和二叠系,该期岩体的相带不发育,主要由粗粒斑状黑云母花岗岩组成,其形成时代为印支期.第二期岩体(γ52)主要出露于复式岩体中部,在复式岩体的东南及西南边缘亦有零星出露,可见其侵入到印支期粗粒斑状花岗岩中,主要由中粒二云母花岗岩和中细粒少斑状二云母花岗岩组成,其侵入时代应属燕山早期.第三期岩体(γ53)主要分布于邓阜仙钨锡多金属矿的北端,为一隐伏岩株侵入到粗粒斑状黑云母花岗岩中,与上述2期花岗岩均有穿插,其上部为一似伟晶岩盖,主要由细粒白云母花岗岩组成,局部呈岩脉、岩枝及岩钟状产出,为燕山晚期产物.
矿区位于茶-汉大断裂(F1,亦称老山坳断层)的两侧,构造广泛发育,主要表现为断层、裂隙构造,由北向南构造线大体上可分为北东向、北北东向和北东东向3组断裂,呈帚状产出,以北东东向断裂最发育.断裂规模较大的为老山坳断层(茶-汉大断裂),走向北东50°~70°,倾向南东,倾角30°~50°.茶汉断裂切穿邓阜仙复式岩体,延走向长10km, 倾斜延伸不明,为具多旋回活动的逆掩断层,其为本区的导岩、导矿、控矿构造,旁侧次一级裂隙为区内含矿石英脉的主要赋存部位.另有与其近平行的断裂,如墨庄大断裂、金竹垅断层等(图 3).
图 3 邓阜仙矿区地质图(据参考文献[9]修改)1—第四系;2—侏罗系;3—二叠系;4—泥盆系;5—寒武系;6—燕山晚期细粒白云母花岗岩;7—燕山早期中粒二云母花岗岩;8—印支期粗粒斑状黑云母花岗岩;9—似伟晶岩;10—煌斑岩脉;11—断层及编号;12—不整合接触界线;13—矿脉;14—硅化角砾破碎带;15—采样点Figure 3. Geological map of the Dengfuxian area钨矿体赋存在邓阜仙复式花岗岩体裂隙破碎带中,属内接触带中高温热液脉状钨锡多金属矿床.矿区内含矿石英脉160多条,呈陡倾薄板状产出,矿体受北东向茶-汉断裂及北东东向次级裂隙控制,矿脉在空间上按一定几何关系产出,按地表分布情况可划分为南、北两区,南区矿化面积约3.5km2,北区矿化面积约5km2,由北向南在走向上可分为北东向、北北东向和北东东向3组脉组,以北东东向最为发育,倾向北西或南东,脉宽0~3.9m, 厚度较稳定,矿体规模中型[6].邓阜仙脉状钨矿主要为黑钨矿-硫化物-石英等矿物组合的石英脉.钨矿物以黑钨矿为主,白钨矿次之,矿脉中另产出黄铜矿、锡石,毒砂、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、绿柱石及少量的辉钼矿等;脉石矿物主要为石英、萤石、白云母、方解石等;次生金属矿物为白钨矿、孔雀石、蓝铜矿、铜蓝、褐铁矿等.
中国的铌钽矿以伟晶岩型、花岗岩型、碱性侵入岩型、碳酸岩型及冲积砂矿型的产出类型为主[14],而花岗岩型铌钽矿是华南地区最主要的铌钽矿类型.邓阜仙金竹垄矿段处于邓阜仙钨铌钽矿北区,位于岩体东南部,铌、钽、钨、锡、铜等资源丰富.含矿岩体处于老山坳逆断层下盘,是邓阜仙复式岩体内后期侵入的小岩株(金竹垄细粒白云母花岗岩),倾向东南,形态呈等轴状.含矿岩体因受岩浆晚期分异交代作用而具钾长石化,呈明显的蚀变分带;富碱,硅酸过饱和,铌钽及氟含量高,晚期钠长石化和锂云母化可作为铌钽矿的找矿标志.铌钽矿矿体长200~360m, 宽130~320m, 厚152m, 主要矿石矿物为锰钽铌铁矿,次为变锆石、日光榴石等,铌和钽多以铌钽独立矿物(铌铁矿、钽铁矿、细晶石等)呈浸染状分布于含矿岩石中,部分以类质同象的形式分布于云母、榍石、霓石、钛铁矿等矿物中.伴生锂铷铯,矿化赋存于含钾矿物内.邓阜仙钨铌钽矿属隐伏的浸染状交代型含钽铌花岗岩矿床.
3. 样品及测试方法
3.1 样品及其处理
本次用于40Ar/39Ar同位素测年的样品(DBXJZL-2),采自金竹垄矿段铌钽矿花岗细晶岩顶部接触带条带状白云母长石石英岩中,石英岩为伟晶岩壳与细粒花岗岩间过渡带,呈条带状构造,由白云母长石条带与石英条带相间分布组成,间距较宽,2.5~5cm(图 4-a).离矿体较近的围岩硅化现象明显.该处发育的裂隙与矿化强度的强弱密切有关,为含矿石英脉的主要赋存部位.用于本次年龄测试的白云母样品赋存于接触带条带状白云母长石石英岩中(图 4-b).该接触带为成矿热液活动时充填裂隙形成,为细粒花岗岩和伟晶岩的过渡带,其形成与成矿热液活动密切相关,本区的铌钽矿为细粒花岗岩形成之后的热液交代成因的矿化,因此白云母的形成时代可以代表成矿热液的活动时代,进而指示邓阜仙铌钽矿的成矿时代.白云母结晶较小(1~2.5mm),呈片状、不规则片状稀疏分布.样品显微镜下显示,石英粒度一般在500μm左右,斜长石可见聚片双晶,极少量的黑钨矿、黄铜矿呈极细小颗粒状,白云母呈片状分布(图 4-c).
测试样品破碎至40~60目后经磁选和镜下手选,得到纯度99%以上的白云母单矿物颗粒,然后送至中国地质科学院地质研究所Ar-Ar年代学室进行年龄测试.
3.2 测试方法
将选纯的白云母用超声波清洗.在清洗的过程中要注意清洗液的选择,并严格控制时间.一般先用经过2次亚沸蒸馏净化的纯净水清洗3次,每次3min.经此过程,天然状态下及碎样过程中矿物表面和解离缝中吸附的粉末和杂质被清除.然后,将样品置于丙酮中清洗2次,每次3min, 矿物表面吸附的油污等有机物质被清除干净.
清洗后的样品被封进石英瓶中,在中国原子能科学研究院的核反应堆H8通道内进行中子照射,中子流密度约为6.0×1012n· cm-2s-1.照射总时间为3019min, 积分中子通量为1.2×1018n· cm-2;中子通量检测标准样品为ZBH-25黑云母国内标样,其标样年龄为132.7Ma, K含量为7.6%[15].
使用电子轰击炉对样品进行阶段升温加热,每一个阶段加热30min, 净化30min.质谱分析在MM-1200B质谱计上进行,每一个峰值均采集8组数据.所有数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正.系统空白水平:m/e=40、39、37、36分别小于6×10-15mol、4×10-16mol、8×10-17mol和2×10-17mol.中子照射过程中产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K2SO4和CaF2来获得,其值为:(36Ar/37Ar.)Ca=0.0002389,(40Ar/39Ar.)K=0.004782,(39Ar/37Ar.)Ca=0.000806.37Ar经过放射性衰变校正;40K衰变常数λ=5.543×10-10a-1[16].用ISOPLOT程序计算坪年龄和正、反等时线年龄,坪年龄误差以2σ给出(表 1).详细实验流程见有关文献[17].
表 1 邓阜仙钨铌钽矿金竹垄矿段花岗细晶岩接触带中白云母40Ar/39Ar年龄分析结果Table 1. 40Ar/39Ar step wise heating dating data of sericites from muscovite of the contact zone of granite-aplites from the blt /℃ (40Ar/39Ar)m (36Ar/39Ar)m (37Ar/39Ar)m (38Ar/39Ar)m 40Ar*/39Ar 39Ar/10-14mol 39Ar (累积)/% 表面年龄/Ma ±1σ/Ma 700 198.7909 0.6692 12.0776 0.0152 1.9018 0.03 0.13 10 21 770 60.0008 0.1250 2.4446 0.0406 23.2736 0.22 1.11 121.4 2.2 840 50.9743 0.0803 0.3360 0.0281 27.2598 1.18 6.40 141.4 1.4 880 30.3527 0.0065 0.1917 0.0139 28.4435 2.19 16.19 147.2 1.4 920 29.2040 0.0016 0.1296 0.0130 28.7420 4.05 34.36 148.7 1.4 960 29.1723 0.0009 0.0334 0.0130 28.8994 5.88 60.70 149.5 1.4 990 29.0795 0.0010 0.1251 0.0129 28.8019 3.15 74.82 149.0 1.4 1030 29.1387 0.0022 0.2750 0.0132 28.5023 1.99 83.74 147.5 1.4 1070 29.2600 0.0019 0.0000 0.0128 28.6896 1.54 90.66 148.5 1.4 1120 31.1895 0.0089 0.1339 0.0140 28.5807 1.21 96.08 147.9 1.4 1200 49.9428 0.0818 0.6848 0.0269 25.8321 0.65 98.98 134.2 1.3 1400 90.4958 0.2359 1.4403 0.0535 20.9118 0.23 100.00 109.4 2.0 注:样品号DBX-JZL-2;样品质量:26.58mg;J=0.002990 4. 分析结果
湖南邓阜仙钨铌钽矿金竹垄矿段花岗细晶岩接触带中白云母(DBX-JZL-2)的阶段加热40Ar/39Ar年龄分析结果见表 1,共有11个阶段,温度变化为700~1400℃,阶段升温年龄图谱及坪年龄见图 5,由所有构成坪年龄的数据点拟合的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等时线年龄和反等时线年龄见图 6.坪年龄计算据Dalrymple等[18]提出的标准(存在不少于3个加热阶段且释放39Ar达50%以上)加以计算.
由表 1可知,湖南邓阜仙钨铌钽矿金竹垄矿段花岗细晶岩接触带中白云母在880~1120℃的温度范围内,其累积39Ar占总释放量的89.7%,所获得的坪年龄为148.3±1.1Ma(2σ)(图 5),相应的等时线年龄和反等时线年龄分别为149.2±1.7Ma(图 6-a)和149.0±1.6Ma(图 6-b),等时线年龄、反等时线年龄与坪年龄在误差范围内一致.因此,白云母的40Ar/39Ar坪年龄(148.3±1.1Ma)具有地质意义,代表了白云母的形成年龄.
5. 讨论
5.1 铌钽矿的成矿年龄
本次研究采用高精度的40Ar/39Ar同位素测年方法对金竹垄矿段铌钽矿花岗细晶岩接触带样品中的白云母进行测年,结果显示其形成年龄为148.3±1.1Ma, 该数据显示了该区的白云母年龄,也代表本区的铌钽矿成矿年龄.同时根据金竹垄细粒花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(155.39±0.95Ma)(待发表数据),本区的岩浆期后热液活动持续了较长时间,总体为燕山早期的岩浆热液活动.该测试结果与邓阜仙钨矿近几年的成岩成矿年龄较吻合,而铌钽矿晚于钨锡矿的形成:如汪群英等[19]通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年得到与邓阜仙钨铌钽矿成矿关系最为密切的中粒二云母花岗岩年龄为158.6±0.7Ma;黄鸿新等[20]获得了邓阜仙岩体中细粒二云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为158.8±0.80Ma;黄卉等[1]测得邓阜仙岩体二云母花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为154.4±2.2Ma;蔡杨等[21]测得与邓阜仙岩体相关的矿脉中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为150.5±5.2Ma.以上结果表明,邓阜仙钨铌钽矿的成岩成矿时代为晚侏罗世,为燕山早期岩浆活动的产物.
在华南地区存在2期次的铌钽矿床的成矿作用:形成于海西期—印支期的铌、钽矿床全部为花岗伟晶岩型,花岗岩型铌、钽矿床(尤以与钨、锡矿床共生)形成于燕山期[22],近年来的高精度测年数据进一步支持了该观点.其中花岗伟晶岩型的代表性矿床,如广西栗木铌钽钨锡矿床的成矿时代为印支期[23-29],栗木水溪庙与铌钽成矿相关的隐伏花岗岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄为212.3±1.8Ma[30],40Ar/39Ar同位素测年方法得到栗木铌钽钨锡矿床的成岩成矿年龄为211~214Ma[31].而花岗岩型铌钽矿的代表性矿床,如赣南大吉山钨锡铌钽矿床的成矿年龄及其成矿母岩的成岩年龄集中在150~160Ma之间,形成时代为中生代晚侏罗世[32-35];宜春414铌钽锂矿床的成岩年龄为150Ma[36],其与成矿有关的二云母花岗岩年龄为155.88±0.60Ma, 锂云母钠长石花岗岩带中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为150.6±5.1Ma[31],而本文所获得的成岩成矿年代学资料,进一步验证和丰富了前述的点,即与花岗岩有关的铌钽矿床主要为燕山早期岩浆活动的产物.
5.2 花岗岩型钨锡矿、铌钽成矿成岩年代对比
在南岭地区,多个石英脉型钨矿中存在铌钽矿的矿化或矿体,如邓阜仙钨铌钽矿细粒花岗岩中、大吉山钨矿“69”岩体,以及近年来《深部探测技术与实验研究专项》(SinoProbe)在盘古山钨矿深部揭露的钠长石化细粒花岗岩中.铌钽矿的成矿与黑钨矿的成矿在成矿时间上是否有差异,其成矿花岗岩是否有差异?上文所述,与花岗岩有关的铌钽矿主要是燕山早期的,而近年来获得的钨矿成矿成岩年龄也显示了燕山早期成矿的证据,不仅是锡田地区周边的钨锡矿床,如锡田岩体与锡矿有关的锂云母碱长花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为155.5±1.7Ma[37],锡田细粒少斑黑云母二长花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为147±3Ma[38],锡田垄上赋矿细粒花岗岩LA-ICP-MS锆石UPb年龄为151.7±1.2Ma[39],锡田垄上矿区21号钨锡矿体白云母40Ar/39Ar等时线年龄为155.4±1.7Ma和156.5±1.7Ma[40],锡田岩体西侧荷树下32号云英岩石英脉中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为150±27Ma[41]、149.65±0.92Ma[42],锡田花里泉含矿云英岩-石英脉中石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为153±12Ma[38].
此外,赣南—湘南地区的代表性钨矿也为燕山早期成矿提供了大量证据,如张天堂细粒似斑状白云母花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为156.9±1.7Ma, 浸染状辉钼矿Re-Os等时线年龄为155.8±2.8Ma[43];赣南九龙脑岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄为155.8±1.2Ma, 洪水寨云英岩型钨矿辉钼矿Re-Os成矿年龄为156.3±1.3Ma[44];淘锡坑钨多金属矿含矿石英脉中与黑钨矿共生的辉钼矿Re-Os等时线年龄为154.4±3.8Ma[45],云英岩中的白云母40Ar/39Ar坪年龄分别为152.7±1.5Ma(206中段)、153.4±1.3Ma(106中段)、155.0±1.4Ma(56中段)[46];盘古山隐伏岩体中细粒二云母钾长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为161.7±1.6Ma, 内带矿化石英脉中辉钼矿Re-Os等时线年龄为155.3±2.8Ma[47];江西岿美山隐伏岩体中细粒黑云母花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为157.7±2.7Ma, 黑钨矿石英脉的辉钼矿Re-Os等时线年龄为153.7±1.5Ma[48];柿竹园钨多金属矿床中与千里山第一期花岗岩有关的矽卡岩型矿体中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为151.3±3.5Ma[49];湖南瑶岗仙花岗岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄为170.7±2.2Ma, 岩体内、外接触带的黑钨矿-石英脉中石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄分别为156±3Ma和175.8±4.1Ma, 外接触带石英脉中的辉钼矿Re-Os等时线年龄为170±5Ma[50],瑶岗仙黑钨矿床与和尚滩白钨矿床的辉钼矿Re-Os等时线年龄分别为158±1.2Ma和160±3.3Ma[51];湘南新田岭含白钨矿石英脉中石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为157.4±3.2Ma[52],新田岭矽卡岩型矿石中辉钼矿的Re-Os模式年龄为159.1±2.6Ma, 石英脉型矿石中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为161.7±9.3Ma[53].
钨矿、铌钽的成矿特征、赋矿位置等矿床学研究成果显示,钨矿成矿时间稍早于铌钽矿,而根据钨锡矿、铌钽矿的矿物学特征,似乎存在形成温度与矿物结晶方面的矛盾,是否暗示南岭地区燕山早期存在不同期次的热液活动引起了钨锡、铌钽的成矿作用?值得进一步探索和研究.同时提出钨锡矿、铌钽矿互为找矿指示特征的初步设想和找矿建议,即在石英脉型黑钨矿的深部隐伏岩体中注意钠长石化细粒花岗岩中铌钽的寻找,或在铌钽矿化的周边,寻找隐伏的石英脉型黑钨矿.
5.3 成矿地质背景
钦杭结合带位于华夏陆块和扬子陆块之间,西南起自钦州湾经湘东北和赣中,北东延伸至杭州湾,整体呈北东向反S展布,全长近2000km, 宽80~100km.杨明桂等[54-56]对该带进行了系统研究,进一步明确了钦州湾至杭州湾为扬子古板块与华夏古板块的构造带的认识,指出该构造带也是非常重要的岩浆-成矿带.2009年中国地质调查局将钦杭带列为中国20个重要成矿区带之一.关于钦杭带的划分,前人对于其北东段(江西段和浙江段)和南西段(广东段和广西段)的划分相对清晰,而对湖南段较模糊.江西宜春414铌钽锂矿床、横峰县松树岗钽铌矿[57]均为钦杭带(江西段)最具代表性的铌钽矿,根据本文获得的邓阜仙铌钽矿的成矿成岩年代学资料,初步提出钦杭带在湖南段可能通过本区,而矿区最重要的茶郴断裂可能为钦杭带中一个重要的反映.
前人对华南地区与钨锡多金属成矿有关的燕山期花岗岩进行了大量研究,并对燕山期大地构造背景提出了许多观点.周新民[58]认为,华南燕山期花岗岩的成因模式与晚中生代活动陆缘伸展造山作用有关;华仁民等[59]认为,华南地区岩石圈从燕山早期到中期发生局部至全面的伸展-减薄变形;Li等[60]的研究表明,燕山早期华南地区处于古太平洋板块裂解引起的伸展坏境;吕科等[61]的研究认为,华南地区燕山晚期属于岛弧型伸展造山的地球动力学背景.以上观点均表明,华南地区岩石圈在燕山期发生过大范围的伸展-减薄作用.锡田地区位于南岭钨锡多金属成矿带中段北缘,有学者认为其可能属于钦杭成矿段中段[59,62].结合前人研究成果推断,包括锡田地区在内的华南地区在印支期发生碰撞构造运动,经过一定阶段的调整后,岩石圈经历了燕山早期的局部伸展-裂解和燕山中期的大规模伸展-减薄过程,并诱发了大量陆壳重熔型(S型)花岗岩类的侵位作用,以及与其伴生的钨锡多金属成矿作用的集中性爆发.本文研究的邓阜仙铌钽矿,其成岩成矿时代均与区域内其他类似花岗岩体期后热液矿床一致,与整个华南地区燕山期区域地壳伸展-减薄的动力学背景一致.
6. 结论
(1)邓阜仙金竹垄矿段花岗细晶岩接触带中白云母的40Ar/39Ar年龄148.3±1.1Ma真实可靠,与邓阜仙黑钨矿石英脉中辉钼矿的Re-Os等时线年龄(150.5±5.2Ma)一致,均为晚侏罗世.
(2)邓阜仙金竹垄铌钽矿主要为花岗岩型矿化,采集的样品为条带状白云母长石石英岩,属于邓阜仙复式花岗岩第三期的花岗细晶岩阶段,测得的白云母的年龄主要代表了铌钽矿的成矿时代.
(3)无论是邓阜仙矿区钨矿还是金竹垄铌钽矿的成岩成矿时代,均与整个华南地区燕山期区域地壳伸展-减薄的动力学背景一致,说明其属于中生代大规模成矿作用的产物.
致谢: 成文过程得到了审稿人的指导,野外地质工作得到湖南省地质矿产勘查开发局四一六队、湘东钨矿的大力支持和帮助,在此一并致以诚挚的谢意. -
图 1 锡田地区位置图(据参考文献[11]修改)
Ⅱ-1—阿尔泰成矿省;Ⅱ-2—准格尔成矿省;Ⅱ-3—伊犁成矿省;Ⅱ-4—塔里木成矿省;Ⅱ-5—阿尔金-祁连成矿省;Ⅱ-6—昆仑成矿省;Ⅱ-7—秦岭-大别成矿省;Ⅱ-8—巴颜喀拉-松潘成矿省;Ⅱ-9—喀喇昆仑-三江成矿省;Ⅱ-10—冈底斯-腾冲成矿省;Ⅱ-11—喜马拉雅成矿省;Ⅱ-12—大兴安岭成矿省;Ⅱ-13—吉黑成矿省;Ⅱ-14—华北成矿省;Ⅱ-15—扬子成矿省;Ⅱ-16—华南成矿省;Ⅱ-17—中国海区石油-天然气-天然气水化合物成矿省
Figure 1. The location of the Xitian area
图 2 锡田地区地质矿产简图(据参考文献③修改)
1—第四系;2—古近系—新近系;3—白垩系;4—侏罗系;5—三叠系;6—二叠系;7—石炭系;8—泥盆系;9—奥陶系;10—寒武系;11—燕山早期第三幕花岗岩;12—燕山早期第二幕花岗岩;13—燕山早期第一幕花岗岩;14—印支期第一幕花岗岩;15—钨矿;16—锡矿;17—钨锡矿;18—钨铜矿;19—铅锌矿;20—赤铁矿;21—锰矿;22—铁锰矿;23—金矿;24—金竹垄;25—铌钽矿;26—萤石;27—透辉石;28—煤
Figure 2. Geological and mineral resources map of the Xitian area
图 3 邓阜仙矿区地质图(据参考文献[9]修改)
1—第四系;2—侏罗系;3—二叠系;4—泥盆系;5—寒武系;6—燕山晚期细粒白云母花岗岩;7—燕山早期中粒二云母花岗岩;8—印支期粗粒斑状黑云母花岗岩;9—似伟晶岩;10—煌斑岩脉;11—断层及编号;12—不整合接触界线;13—矿脉;14—硅化角砾破碎带;15—采样点
Figure 3. Geological map of the Dengfuxian area
表 1 邓阜仙钨铌钽矿金竹垄矿段花岗细晶岩接触带中白云母40Ar/39Ar年龄分析结果
Table 1 40Ar/39Ar step wise heating dating data of sericites from muscovite of the contact zone of granite-aplites from the bl
t /℃ (40Ar/39Ar)m (36Ar/39Ar)m (37Ar/39Ar)m (38Ar/39Ar)m 40Ar*/39Ar 39Ar/10-14mol 39Ar (累积)/% 表面年龄/Ma ±1σ/Ma 700 198.7909 0.6692 12.0776 0.0152 1.9018 0.03 0.13 10 21 770 60.0008 0.1250 2.4446 0.0406 23.2736 0.22 1.11 121.4 2.2 840 50.9743 0.0803 0.3360 0.0281 27.2598 1.18 6.40 141.4 1.4 880 30.3527 0.0065 0.1917 0.0139 28.4435 2.19 16.19 147.2 1.4 920 29.2040 0.0016 0.1296 0.0130 28.7420 4.05 34.36 148.7 1.4 960 29.1723 0.0009 0.0334 0.0130 28.8994 5.88 60.70 149.5 1.4 990 29.0795 0.0010 0.1251 0.0129 28.8019 3.15 74.82 149.0 1.4 1030 29.1387 0.0022 0.2750 0.0132 28.5023 1.99 83.74 147.5 1.4 1070 29.2600 0.0019 0.0000 0.0128 28.6896 1.54 90.66 148.5 1.4 1120 31.1895 0.0089 0.1339 0.0140 28.5807 1.21 96.08 147.9 1.4 1200 49.9428 0.0818 0.6848 0.0269 25.8321 0.65 98.98 134.2 1.3 1400 90.4958 0.2359 1.4403 0.0535 20.9118 0.23 100.00 109.4 2.0 注:样品号DBX-JZL-2;样品质量:26.58mg;J=0.002990 -
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