孟曉雷
(成都理工大學(xué),地球科學(xué)學(xué)院,四川 成都 610000)
華南加里東期的礦石主要分布在加里東構(gòu)造褶皺帶上,即在華夏陸塊與楊子陸塊之間的縫合帶上。其大規(guī)模出露的區(qū)域有桂東北、武功山、武夷山-云開山地區(qū)、萬洋山-諸廣山地區(qū)等,并且常呈巖基的形式產(chǎn)出[1-3]。
礦區(qū)內(nèi)地層比較簡單,早期巖性特征總體主要體現(xiàn)為:混合巖化、片麻巖等特征。晚期基本屬于巖漿礦石。其與圍巖具有典型的侵入接觸關(guān)系特征。礦石類型較早期的多,巖性變化較大[4]。
該礦區(qū)的斷裂構(gòu)造十分發(fā)育,礦區(qū)內(nèi)雖勘察面積小,但所見的巖漿巖種類較多。武功山復(fù)式礦物年齡為428Ma~462Ma;武夷山混合礦物的年齡為470Ma左右。云開山混合礦物的年齡為394Ma~449Ma。
曾雯等人對天井坪地區(qū)的礦石采用鋯石的U-Pb法測年,得出結(jié)論為該區(qū)礦石形成年齡為446.8±2.2Ma。在此基礎(chǔ)上又對其進(jìn)行了Lu-Hf同位素測定,結(jié)果顯示εHf(t)<0,意味著其原巖來自于古老地殼。
朱清波等人對華夏地區(qū)的礦石也做了相應(yīng)的測試,在此基礎(chǔ)上也進(jìn)行了Lu-Hf同位素分析,結(jié)果鋯石的二階段Hf的模式年齡為1.5Ga~2.8Ga;εHf(t)<0。表明華夏地區(qū)礦石的物質(zhì)來源主要來自地殼[5]。
從前人對華南巖體地球化學(xué)的研究中發(fā)現(xiàn)礦石的地球化學(xué)特征有如下特征:
普遍具有較高的SiO2(60.40%~74.85%)、Al2O3(12.52%~17.57%)、K2O+Na2O(5.20%~8.85%);并且普遍有較低的TFeO(1.04%~6.04%)、CaO(0.60%~4.83%)、P2O5(0.05%~0.21%);K2O/Na2O比值整體較高,平均比值在1.50左右;里特曼指數(shù)δ<3.3,屬于鈣堿性系列巖石??傮w表現(xiàn)為富硅、鋁、鉀等親石元素和貧鈣質(zhì)、鐵質(zhì)和鱗等。其A/CNK圖解發(fā)現(xiàn),大部分A/CNK比值大于1,屬過鋁質(zhì)特征。在SiO2-K2O+Na2O圖解上,大部分投影在花崗閃長巖和亞堿性花崗巖區(qū)域內(nèi)[6]。
稀土元素總量普遍較高,變化較大(ΣREE=114.42~491.06μg/g,平均為207.26μg/g)。并且有較高的輕重稀土比值LREE/HREE=4.56~19.76,δEu=0.25~0.84,具中等Eu負(fù)異常,輕重稀土分餾明顯,表明源區(qū)較淺,并且與地殼巖石的地球化學(xué)特征相似。
除個別巖體外,大部分巖體的微量元素含量相似,微量元素地球化學(xué)特征相近。在微量元素蛛網(wǎng)圖中分布模式相似,均以富集Rb、Th、Cs、K等元素和La、Ce等輕稀土元素,相對虧損Ba、Zr、Hf、Sr、Nb、Ti等元素。其特征與殼源礦石的特征十分相似。
此外,Rb/Sr、Rb/Nb的比值普遍高于上地殼平均值,富鉀、貧鈣等都說明其原巖為上地殼物質(zhì)的再循環(huán)。
加里東期礦石對華南大規(guī)模成礦的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)晚期加里東期礦石直接成礦
晚期加里東礦石由于演化較為充分,部分可直接成礦。這些礦以白塢礦為主,如桂東白石頂塢礦床、桂北牛塘界鎢礦床等。
(2)為后期成礦提供成礦物質(zhì)來源
華南加里東期礦石的物質(zhì)來源是陸殼物質(zhì)的再循環(huán)。這也標(biāo)志著華南陸殼再趨向于成熟。其一明顯的標(biāo)志是物質(zhì)組成上長英質(zhì)變多,W、Sn、Mo、Bi、Li、Be、Nb、Ta、U、REE等親石元素的大量富集,為后期印支和燕山期的成礦作用提供有力條件,形成高成礦背景值,后期巖漿熱液的作用時為其提供成礦物質(zhì)。這也是這些元素在華南大規(guī)模成礦的重要條件之一。
(3)通過參與后期礦石的形成,將部分元素帶入后期礦石中,聚集成礦
華南地區(qū)礦石結(jié)晶年齡為428Ma~470Ma。
從地球化學(xué)特征來看,華南地區(qū)礦物質(zhì)來源主要為地殼物質(zhì)的重熔再循環(huán),幾乎沒有地幔物質(zhì)的加入。
華南大規(guī)模成礦與該區(qū)加里東運(yùn)動密切相關(guān),加里東期礦石的形成奠定了后期大規(guī)模成礦的基礎(chǔ),為其提供重要的物質(zhì)來源。