李學(xué)燮

摘要： 通過(guò)研究福建省將樂(lè)新路口花崗巖體巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)特征，探討了該巖體的形成時(shí)代、巖漿成因及與鎢錫礦的成礦關(guān)系。新路口花崗巖體高硅，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)花崗巖;富堿質(zhì)，貧鐵鎂，Ba、Sr、P、Ti和Nb強(qiáng)烈虧損，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模型為Eu強(qiáng)烈虧損的“海鷗型”，屬于高分異S型花崗巖。Nd同位素研究表明，該花崗巖體主要源自地殼。LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡結(jié)果表明，該巖體形成時(shí)代為147～145 Ma，屬晚侏羅世，鎢錫礦的成礦時(shí)代也為晚侏羅世，是伸展構(gòu)造環(huán)境下構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。經(jīng)歷新元古代和志留紀(jì)巖漿作用后形成富含鎢錫的殘留體，晚侏羅世巖漿熱液活動(dòng)對(duì)殘留體再次熔融，形成富含硅、堿質(zhì)及F的巖漿-熱液，鎢錫從殘余礦物中遷移，聚集于巖漿房中，經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異，形成富含礦質(zhì)的高分異巖漿，沿構(gòu)造有利部位向淺部運(yùn)移、結(jié)晶，形成鎢錫礦體。

關(guān)鍵詞： 花崗巖體;LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年;鎢錫礦;福建將樂(lè)

中圖分類號(hào)：P588.12; P632+.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-1871（2019）03-179-09

福建省將樂(lè)新路口位于華夏地塊中部南平—寧化構(gòu)造帶北段[1]，分布有與鎢錫礦成礦相關(guān)的花崗巖?；◢弾r是南平—寧化構(gòu)造帶的重要組成部分，也是鎢錫礦成礦的重要地質(zhì)體，長(zhǎng)期受到研究者的關(guān)注，并賦予不同的成礦地質(zhì)意義。目前，區(qū)內(nèi)存在多個(gè)花崗巖體和花崗斑巖，與成礦有關(guān)的花崗巖形成時(shí)代及其與鎢錫礦的成礦關(guān)系仍存在爭(zhēng)議。早期有學(xué)者認(rèn)為花崗巖的形成時(shí)代為燕山早期，是巖漿熱液的產(chǎn)物[2-3];近些年來(lái)，又有學(xué)者認(rèn)為花崗巖的形成時(shí)代應(yīng)為晚侏羅世或早白堊世[4]。此外，關(guān)于該區(qū)多次構(gòu)造巖漿熱事件與成礦關(guān)系的研究也鮮有報(bào)道。

本文通過(guò)對(duì)將樂(lè)新路口鎢錫礦及相關(guān)侵入巖的野外地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)研究，進(jìn)一步探討新路口花崗巖的形成時(shí)代、巖漿成因及其與鎢錫礦的成礦關(guān)系，這對(duì)研究該區(qū)鎢錫礦的成礦規(guī)律具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于政和—大埔斷裂帶西側(cè)，閩西北地區(qū)NNE向晚中生代花崗巖帶北部。區(qū)內(nèi)分布豐富的鎢錫礦床，包括寧化行洛坑鎢鉬礦和將樂(lè)新路口鎢錫礦，經(jīng)歷了新元古代、早泥盆世、晚侏羅世構(gòu)造-巖漿活動(dòng)過(guò)程。將樂(lè)新路口巖體是典型的晚中生代花崗巖 [3]（圖1），出露面積為1.2 km2，呈不規(guī)則狀侵入于寒武紀(jì)林田組淺變質(zhì)巖和早二疊世棲霞組、文筆山組中，灰?guī)r接觸帶見(jiàn)有矽卡巖化，巖體接觸帶見(jiàn)有絹云母化和硅化，巖體內(nèi)部及圍巖見(jiàn)鎢（錫）礦化石英脈。野外調(diào)查表明，該巖體由細(xì)粒含石榴石花崗巖、似斑狀細(xì)粒花崗巖和似斑狀中粗?；◢弾r組成。鎢（錫）礦化體為含礦石英脈群，呈NNE向展布，單一鎢（錫）礦石英脈長(zhǎng)0.2～1 m。

2 巖石學(xué)特征

（1）細(xì)粒含石榴石正長(zhǎng)花崗巖（XL01）。肉紅色，細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由石英（29%）、斜長(zhǎng)石（30%）、鉀長(zhǎng)石（40%）、黑云母（1%）及少量石榴石組成。礦物粒徑為0.2～1.8 mm，半自形晶（圖2（a））。巖石裂隙內(nèi)有絹云母、石英和螢石充填。

（2）似斑狀中粗粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖（XL02）。淺肉紅色，似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量為10%，主要為鉀長(zhǎng)石;基質(zhì)含量為90%，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，主要由石英（33%）、鉀長(zhǎng)石（35%）、斜長(zhǎng)石（16%）和黑云母（6%）組成，礦物粒徑為2～6 mm。礦物粒度變化大，邊界呈不規(guī)則狀（圖2（b）），斜長(zhǎng)石普遍發(fā)生絹云母化。次生礦物為絹（白）云母（5%）、螢石（1%）和次生石英（1%）。

（3）似斑狀細(xì)粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖（XL03）。淺肉紅色，似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量為5%，主要為鉀長(zhǎng)石，自形晶;基質(zhì)含量為95%，呈細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，主要由石英（30%）、斜長(zhǎng)石（24%）、鉀長(zhǎng)石（35%）和黑云母（6%）組成，礦物粒徑為0.3～2 mm。基質(zhì)礦物近等粒狀，邊界呈不規(guī)則狀彎曲，斜長(zhǎng)石發(fā)生強(qiáng)烈的絹云母化（圖2（c））。次生礦物為絹（白）云母（2%）及少量螢石。

（4）云英巖化花崗巖（XL04）。呈條帶狀，中心為云英巖，邊緣為云英巖化花崗巖?；疑朴r化花崗巖為變余中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、鱗片結(jié)構(gòu)、他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)。礦物呈近等粒狀，邊界呈不規(guī)則狀彎曲（圖2（d））。原巖為花崗巖，長(zhǎng)石、黑云母遭受不同程度蝕變，長(zhǎng)石被絹云母、石英和螢石取代。次生蝕變礦物為白云母 （50%）、石英（15%）及少量閃鋅礦、螢石和鐵質(zhì)。

3 地球化學(xué)特征

3.1 測(cè)試方法

主量和微量元素分析測(cè)試在福建省地質(zhì)測(cè)試研究中心完成。除 FeO和燒失量（LOI）采用標(biāo)準(zhǔn)濕化學(xué)分析外，其他主量元素及Y、Cr、V、Zr采用 X射線熒光光譜分析法，分析精度為 5%。微量（含稀土）元素采用等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）分析。Nd同位素測(cè)試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。具體測(cè)試方法參照《GBT 17672—1999 巖石中鉛、鍶、釹同位素測(cè)定方法》。

稱取0.1 g粉末于低壓密閉溶樣罐中，加入釤釹稀釋劑，用混合酸（HF+HNO3+HClO4）溶解24 h。樣品完全溶解后，蒸干加入6 mol/L的鹽酸轉(zhuǎn)為氯化物蒸干。用0.5 mol/L的鹽酸溶液溶解，離心分離，清液栽入陽(yáng)離子交換柱，用1.75 mol/L的鹽酸溶液和2.5 mol/L的鹽酸溶液淋洗基體元素和其他元素，用4 mol/L的鹽酸溶液淋洗稀土元素，蒸干。釤釹用P507萃淋樹(shù)脂分離，蒸干后轉(zhuǎn)為硝酸鹽，質(zhì)譜分析。同位素分析利用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計(jì)，可調(diào)多法拉第接收器接收。質(zhì)量分餾用146Nd/144Nd=0.721 9校正，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量JMC為143Nd/144Nd=0.512 109±3。全流程本底Sm、 Nd<50 pg。

3.2 主量元素特征

花崗巖主量元素地球化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1。花崗巖SiO2含量為75.18%～77.31%，硅過(guò)飽和;Al2O3含量為11.95%～12.45%，F(xiàn)eOT含量為1.00%～1.17%，MgO含量為0.07%～0.14%，（Na2O+K2O）含量為7.19%～8.16%，且K2O>Na2O;A/CNK為0.98～1.09。引用部分1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料[3]，結(jié)合本次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在SiO2-（Na2O+K2O）分類圖（圖3（a））上，樣品落入花崗巖區(qū);在A/NK-A/CNK圖解（圖3（b））上，樣品落入準(zhǔn)鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)區(qū);在SiO2-K2O判別圖（圖略）上，樣品落入高鉀區(qū)。

3.3 微量元素和稀土元素特征

花崗巖微量和稀土元素含量及特征參數(shù)見(jiàn)表2?；◢弾r富集大離子親石元素和高場(chǎng)強(qiáng)元素。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖4（a））曲線形態(tài)一致，左高右低。高場(chǎng)強(qiáng)元素Zr、Hf富集不明顯，Nb、Ti虧損明顯，大離子親石元素K、Rb富集，Ba、Sr虧損。Nb、Ba、Sr 虧損的花崗巖是殼源物質(zhì)低度部分熔融的產(chǎn)物[6]。

花崗巖稀土元素總量為（152.56～160.37）×10-6，LREE/HREE=0.63～1.03，（La/Yb）N為1.14～1.85，為輕稀土弱富集型，Eu負(fù)異常明顯（δEu=0.09）。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線圖（圖4（b））上，各巖體曲線形態(tài)相似，具有“海鷗”型特征。結(jié)合花崗巖微量元素特征顯示的殼源特征，根據(jù)花崗巖稀土元素總量中等，負(fù)Eu異常等特征，認(rèn)為新路口復(fù)式巖體屬于地殼重熔型花崗巖。

4 鋯石U-Pb年齡

4.1 分析方法

精選制靶后，對(duì)鋯石進(jìn)行陰極發(fā)光圖像（CL）和透反射光照相，圈定測(cè)點(diǎn)位置。鋯石測(cè)試工作在中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東局測(cè)試中心完成。鋯石微量元素含量和U-Pb同位素測(cè)年利用LA-ICP-MS同時(shí)分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為Coherent公司的GeoLas Pro 193 nm準(zhǔn)分子激光器，等離子體質(zhì)譜儀系統(tǒng)為Thermo iCAPQ。采用氦氣作為載氣，氬氣作為補(bǔ)償氣調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過(guò)一個(gè)Y型接頭混合。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括約15 s的空白信號(hào)和45 s的樣品信號(hào)。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理采用軟件ICP MS DataCal [9-10]完成，詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法參考文獻(xiàn)[10]。

鋯石微區(qū)U-Pb定年及微量元素測(cè)試采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)樣品91500做外標(biāo)，GJ-1、PL、TEM、QH做盲樣測(cè)試，精度在3%以內(nèi)。微量元素外部標(biāo)準(zhǔn)Nist610、BHVO-2G、BIR-2G，采用Si 作內(nèi)標(biāo)進(jìn)行定量計(jì)算[10]。對(duì)于與分析時(shí)間有關(guān)的U-Th-Pb 同位素比值漂移，利用GJ-1的變化采用線性內(nèi)插的方式進(jìn)行校正。鋯石樣品的U-Pb 年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算均采用Isoplot完成。

4.2 分析結(jié)果

用于測(cè)試的鋯石呈淡黃—淺棕色，金剛光澤，透明，晶體以復(fù)四方晶體為主，一部分具熔蝕邊，個(gè)別為渾圓狀，晶體大小不一，粒度50～100 μm，長(zhǎng)寬比為1∶1～1∶2.5。選取典型的巖漿鋯石進(jìn)行測(cè)試，U-Pb 同位素分析數(shù)據(jù)和計(jì)算的年齡值見(jiàn)表4。

5 討 論

5.1 同位素年代學(xué)意義

前人推測(cè)新路口復(fù)式巖體的形成時(shí)代為晚侏羅世[3]。本文獲得的細(xì)粒含石榴石二長(zhǎng)花崗巖（XL01）206Pb/238U年齡為147±3 Ma（MSWD=1.8），似斑狀中粗粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖（XL02）206Pb/238 U年齡為145±4 Ma（MSWD=0.20），似斑狀細(xì)粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖（XL03）206Pb/238U年齡為146±2 Ma（MSWD=0.33）。上述3組同位素年齡結(jié)果可互相印證，主期巖漿巖結(jié)晶年齡為147～145 Ma，表明新路口復(fù)式巖體的形成時(shí)代屬晚侏羅世，進(jìn)一步證實(shí)長(zhǎng)樂(lè)—南澳斷裂帶在此期間存在強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿作用 [11]。巖漿期后熱液作用與鎢錫礦化蝕變基本同時(shí)發(fā)生，即新路口鎢錫礦成礦年齡為147～145 Ma，屬晚侏羅世。

5.2 巖漿成因

新路口鎢錫礦含石榴石二長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗巖體內(nèi)無(wú)閃長(zhǎng)質(zhì)包體，也未見(jiàn)鐵鎂質(zhì)脈體。新路口復(fù)式巖體的K2O/Na2O為1.68～46.93，符合S型花崗巖的特征。該區(qū)花崗巖體的高場(chǎng)強(qiáng)元素Zr和Hf相對(duì)虧損（圖4），球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線呈“海鷗”型，Eu顯著虧損。與華南含鎢錫礦花崗巖稀土元素特征[12]相比，具有 S型花崗巖的特征，但“海鷗”型稀土元素配分曲線及較低的δEu值（0.09～0.13）并非典型S型花崗巖的特征。吳福元等[13]認(rèn)為千里山巖體屬高分異花崗巖，其球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線與新路口復(fù)式巖體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線相似，表明高分異作用可導(dǎo)致類似的稀土元素配分特征。毛景文等[14]認(rèn)為千里山巖體是S型花崗巖。因此，新路口花崗巖可能屬于高分異S型花崗巖。

5.3 成巖構(gòu)造環(huán)境

晚三疊世—晚白堊世，福建進(jìn)入濱太平洋構(gòu)造活動(dòng)帶地殼演化最激烈的時(shí)期，在濱太平洋斷裂體系作用下，出現(xiàn)大規(guī)模斷陷及頻繁的巖漿侵入活動(dòng)[1]。晚侏羅世—早白堊世（155～97 Ma），劇烈的構(gòu)造作用出現(xiàn)在長(zhǎng)樂(lè)—南澳斷裂帶[15-17]。臺(tái)灣地區(qū)未發(fā)現(xiàn)155～97 Ma的巖漿巖，變質(zhì)碎屑巖中也少見(jiàn)晚侏羅世—早白堊世碎屑鋯石，表明臺(tái)灣地區(qū)可能未發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng) [18，19]。福建沿海地區(qū)（長(zhǎng)樂(lè)—南澳斷裂帶）形成了2期石英閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖-正長(zhǎng)花崗巖巖套[15-17]和變質(zhì)作用，存在殼幔巖漿混合的巖漿巖。福建東部地區(qū)存在大量火山噴發(fā)活動(dòng)，政和—大埔深大斷裂以西為伸展構(gòu)造環(huán)境下的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)。研究區(qū)位于政和—大埔深大斷裂以西，出現(xiàn)NNE向張扭性伸展構(gòu)造帶和酸性巖漿活動(dòng)帶。在伸展構(gòu)造環(huán)境下，深部熔融巖漿在有利的構(gòu)造部位形成巖漿房，形成與巖漿結(jié)晶分離有關(guān)的高分異巖漿。

綜上，晚侏羅世—早白堊世，研究區(qū)處于伸展構(gòu)造環(huán)境，在新元古代和志留紀(jì)巖漿作用殘余相內(nèi)，巖漿再次熔融，在相對(duì)穩(wěn)定的地殼內(nèi)部產(chǎn)生巖漿房，是對(duì)長(zhǎng)樂(lè)—南澳斷裂帶構(gòu)造作用的響應(yīng)。

5.4 錫礦成礦作用

錫在地殼深部或地幔中具有親鐵性[21]。研究區(qū)含礦花崗巖中黑云母含量較高，深部錫可能賦存在黑云母中。鎢錫在黑云母等硅酸鹽礦物集合體中含量較高[21]，在石英和長(zhǎng)石中含量較低，錫還可能賦存在副礦物（如錫石）中。劉英俊等[21]認(rèn)為，石榴石、角閃石、輝石和黑云母是鎢錫的荷載礦物和富集礦物，研究區(qū)黑云母片巖中W含量為（4.71～6.5）×10-6，變粒巖中W含量為（1.14～2.66）×10-6。晚侏羅世巖漿熔融事件，黑云母分解，使其中的鎢錫轉(zhuǎn)移至巖漿中。研究表明，華南中生代花崗巖分為含錫花崗巖和不含錫花崗巖，源巖Sn含量具有顯著差異[21]。新路口新元古代變質(zhì)火山巖Sn含量為（4～30）×10-6，峰值為12×10-6;志留紀(jì)花崗巖Sn含量平均值為（4.7～5.5）×10-6，峰值為5×10-6;新路口巖體Sn含量平均值為（3.6～10）×10-6，峰值為8×10-6。新元古代巖漿分異屬地殼初始熔融過(guò)程，更接近原始地殼Sn含量[20]，表明花崗質(zhì)巖漿作用使Sn留存在地殼深部。新路口地區(qū)因地殼深部Sn含量較高，易形成含錫花崗巖，也更易于成礦。

新路口地區(qū)鎢錫礦成礦經(jīng)歷了礦源層形成、成礦物質(zhì)轉(zhuǎn)移和成礦物質(zhì)析出3個(gè)階段。礦源層形成經(jīng)歷3種重要的地質(zhì)作用：一是巖漿作用使Sn富集;二是地殼中黑云母等富含鎢錫的礦物集合體，受到來(lái)自深部的熱液作用發(fā)生熔融，成礦物質(zhì)轉(zhuǎn)移至巖漿中，形成含礦巖漿;三是富含礦質(zhì)的巖漿熱液從巖漿中析出，在合適的構(gòu)造部位定位成礦。從富含Sn的巖石類型變化中，推斷新元古代火山巖Sn含量較高，說(shuō)明初始地殼物質(zhì)Sn含量較高，志留紀(jì)巖漿巖Sn含量較低，說(shuō)明Sn在巖漿活動(dòng)中更傾向于留在深部。晚侏羅世巖漿活動(dòng)可能為志留紀(jì)殘余相的重熔，使鎢錫礦質(zhì)活化、轉(zhuǎn)移，并成為巖漿的組成部分，由深部向淺部運(yùn)移，經(jīng)過(guò)多次結(jié)晶分異，使礦質(zhì)在熔漿中不斷富集，后期轉(zhuǎn)移至含礦熱液中。晚侏羅世，該區(qū)存在厚度巨大（約31 km）的陸殼 [1]，在張性構(gòu)造環(huán)境下，深部地殼受熱使富含礦質(zhì)的物質(zhì)層形成熔漿，進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的巖漿房，受溫壓條件及其他物化條件的影響，巖漿房?jī)?nèi)巖漿不斷結(jié)晶，形成堆晶巖，使巖漿富含鎢錫，并聚集成較大的巖漿體，在構(gòu)造作用下，巖漿向淺部遷移，定位結(jié)晶，析出的含礦巖漿熱液（富含Si、F等揮發(fā)分及鎢錫）沿巖體內(nèi)部或外接觸帶形成礦體。

綜上，該區(qū)鎢錫礦是晚侏羅世構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，是志留紀(jì)巖漿活動(dòng)的殘余相，將鎢錫轉(zhuǎn)移至巖漿中，巖漿聚集于巖漿房，經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異作用，形成富含Si、堿質(zhì)及F的含礦巖漿。在伸展構(gòu)造作用下，含礦巖漿向淺部運(yùn)移，結(jié)晶成巖，并分離出含礦熱液，沿構(gòu)造有利部位遷移、定位，形成鎢錫礦體。

6 結(jié)論

（1）新路口花崗巖體鋯石U-Pb年齡為147～145 Ma，屬晚侏羅世，鎢錫礦的成礦時(shí)代與成巖時(shí)代相近，同屬晚侏羅世。

（2）新路口花崗巖體屬于高分異S型花崗巖，主要源自地殼，是伸展構(gòu)造環(huán)境下晚侏羅世構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

（3）新路口鎢錫礦是經(jīng)歷新元古代和志留紀(jì)巖漿作用形成的富含鎢錫的殘留體;晚侏羅世巖漿熱事件對(duì)殘留體再次熔融，形成富含Si、堿質(zhì)及F的巖漿熱液，將鎢錫從殘余礦物中遷移，聚集于巖漿房中，經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異，形成富含礦質(zhì)的高分異巖漿，沿構(gòu)造有利部位向淺部運(yùn)移和結(jié)晶，形成鎢錫礦體。

致謝：參加野外調(diào)研工作的有黃長(zhǎng)煌高級(jí)工程師和林慈鑾高級(jí)工程師，成文過(guò)程中得到福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局張必龍博士和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所陳鄭輝教授級(jí)高級(jí)工程師的指導(dǎo)，在此表示衷心感謝！

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