毛禹杰，邵擁軍，熊伊曲，蔣少涌，文春華,4

(1.中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室，湖南長沙，410083；2.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙，410083；3.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，緊缺礦產(chǎn)資源勘查協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢，430074；4.湖南省地質(zhì)調(diào)查院，湖南長沙，410083)

鈮鉭等稀有金屬主要應(yīng)用于國防軍工、高新科技等國家關(guān)鍵領(lǐng)域，是近來礦床學(xué)研究的熱點[1?2]。金竹壟鈮鉭礦床是華南地區(qū)的一大型花崗巖型稀有金屬礦床[3?4]。前人通過詳細(xì)的地質(zhì)觀察、流體包裹體、H-O-S-Pb 同位素及礦石礦物年代學(xué)等方法厘定了該區(qū)鎢錫與鉛鋅礦化的成因聯(lián)系，并認(rèn)為礦田內(nèi)鎢錫與鉛鋅成礦是晚侏羅世巖漿熱液演化的結(jié)果[5?6]。但該區(qū)鈮鉭和鎢錫礦化的關(guān)系尚不明確，制約了巖漿熱液演化過程的研究和找礦勘查的部署。

孫穎超等[7]利用40Ar/39Ar 方法對金竹壟鈮鉭花崗細(xì)晶巖頂部條帶狀云英巖中的白云母進(jìn)行了測試，得到年齡為(148.3±1.1)Ma，認(rèn)為該礦床形成于晚侏羅世。但通常來說，鈮鉭礦化形成于巖漿階段，鎢錫成礦形成于巖漿期后的熱液階段，而湘東鎢錫礦床晚侏羅世的成礦時代為155～150 Ma[8?9]，早于云母Ar-Ar年齡。這與通常的巖漿?熱液演化過程不一致，因而有必要選用其他測年方法對成礦年齡進(jìn)行更精確的約束。

通常來說，鋯石U-Pb 定年是確定花崗巖侵位年齡的主要方法，但由于偉晶巖和高分異花崗巖中的鋯石往往含有較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鈾，導(dǎo)致難以獲得準(zhǔn)確的形成年齡[10?11]。而鈮鉭鐵(錳)礦是稀有金屬鈮鉭礦床中主要的礦石[12?13]，同時也常在高分異花崗巖中產(chǎn)出，且由于其具有不易蛻晶化、U質(zhì)量分?jǐn)?shù)高和普通Pb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的特點，所以，鈮鉭鐵(錳)礦的U-Pb 定年是目前測定含鈮鉭巖石(包括過鋁質(zhì)花崗巖、偉晶巖、堿性侵入體和碳酸鹽巖侵入體)年齡最直接有效方法[14?16]，本文選用鈮鉭鐵(錳)礦U-Pb 定年來厘定金竹壟礦床的形成年齡。

前人報道了較多鎢錫與鉛鋅礦化的成因聯(lián)系，如在鄧阜仙地區(qū)，XIONG等[5,17]通過年代學(xué)、同位素和流體包裹體等工作厘定了該區(qū)鎢錫與鉛鋅礦化的成因聯(lián)系；翟明國等[18]研究內(nèi)蒙古邊家大院礦床年代學(xué)特征，認(rèn)為斑巖銅錫礦化與脈狀銀鉛鋅礦化有密切聯(lián)系。

同時，鎢錫成礦通常也與鈮鉭鋰鈹?shù)认∮薪饘俚V化具有緊密的空間關(guān)系。如唐朝永等[19]報道了在湖南虎形山鎢鈹多金屬礦床中，鎢礦化往往伴隨著鈹、銅礦化；WU等[20]研究大吉山鎢礦認(rèn)為該區(qū)鎢礦化與鈮鉭礦化具有緊密聯(lián)系。人們對本區(qū)中鎢錫與鈮鉭礦化的關(guān)系關(guān)注較少，故本文對鄧阜仙金竹壟鈮鉭礦床進(jìn)行詳細(xì)解剖，綜合對比區(qū)內(nèi)鎢錫礦化，以期揭示鎢錫與鈮鉭礦化成因聯(lián)系，厘清該區(qū)巖漿熱液演化過程，并指導(dǎo)下一步找礦勘查。

1 區(qū)域地質(zhì)

湘東鄧阜仙礦田大地構(gòu)造上位于南嶺成礦帶與欽—杭成礦帶的交匯處。南嶺成礦帶是華南地區(qū)重要的成礦帶，先后經(jīng)歷了四堡—雪峰、加里東、海西—中南半島、燕山以及喜馬拉雅5次構(gòu)造運動，形成了隆起與凹陷、深大斷裂縱橫交錯的構(gòu)造格局[21]。區(qū)域內(nèi)的沉積地層主要為一套新元古代和寒武系的碎屑沉積巖，且大部分華夏和揚子地臺的地層在加里東運動時期變質(zhì)成炭質(zhì)片巖、板巖、千枚巖和炭硅質(zhì)角閃巖等[22]。同時，區(qū)域內(nèi)還發(fā)育一系列大型—超大型稀有金屬礦床，如湘東鎢錫礦床[3]、大吉山鎢礦[19]、香花嶺鈹鈮鉭錫鉛鋅礦床[23]等。

欽—杭成礦帶是1條西南—東北向的新元古代縫合帶，位于揚子板塊和華北克拉通板塊碰撞形成的碰撞交接地帶，如圖1所示。該成礦帶起于西南端的廣西欽州灣，經(jīng)湘東、贛州，延伸至浙江杭州灣，全長近2 000 km，寬100～150 km[24]。成礦帶內(nèi)及其周邊地區(qū)是區(qū)域內(nèi)重要的鎢錫銅鉛鋅多金屬成礦帶，分布著大批鎢錫多金屬礦床，從東北到西南有錫田、柿竹園鎢錫鉬鉍多金屬礦田、黃沙坪鉛鋅錫鉬礦床和姑婆山錫礦田等[25]。

圖1 華南中生代花崗巖類和鎢錫礦床分布地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[17]修改)Fig.1 Geological map of Mesozoic granitoids and Nb-Ta deposits in South China(after[17])

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

金竹壟鈮鉭礦床位于湖南省東部茶陵縣，出露在鄧阜仙復(fù)式巖體的東南部，如圖2所示，是湘東鄧阜仙地區(qū)一個典型的花崗巖型鈮鉭礦床，Ta2O5儲量為2 153 t，平均品位為0.012 1%，Nb2O5儲量為1 852 t，平均品位0.010 4%。在空間位置上，湘東鎢錫礦床被礦區(qū)內(nèi)老山坳斷層分為南組脈和北組脈，其中北組脈與金竹壟鈮鉭礦床緊密相連。

圖2 湘東?金竹壟礦床地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[17]修改)Fig.2 Geological map of Jinzhulong deposit in eastern Hunan(modified from reference[17])

湘東—金竹壟礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為：寒武系中統(tǒng)的變質(zhì)砂巖，其間夾雜有炭質(zhì)、鐵質(zhì)硅質(zhì)板巖和千枚狀板巖；泥盆系上統(tǒng)錫礦山組的頁巖、砂質(zhì)頁巖、石英砂巖、含鐵綠泥巖和鐵礦層；石炭系下統(tǒng)的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖；侏羅系下統(tǒng)的石英砂巖與粉砂巖；白堊系的紅色礫巖、砂巖、粉砂巖和泥巖。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，主要為NEE和NW向2組。其中規(guī)模較大的為老山坳斷層和金竹壟斷層，是礦區(qū)內(nèi)的導(dǎo)巖、控礦斷層。老山坳斷層是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的區(qū)域性斷裂，走向NEE，傾向SE，傾角為30°～50°，沿走向長約10 km。該斷層具有多期次性，始于斑狀花崗巖侵入后，反復(fù)重疊活動導(dǎo)致中粒、少斑狀和細(xì)?；◢弾r巖漿呈復(fù)式侵入形成巖體，且斷層為斜逆斷層，當(dāng)產(chǎn)狀呈NE向或傾角變陡時，斷層面處于封閉狀態(tài)，不利于后期花崗巖巖漿侵入填充；而當(dāng)產(chǎn)狀轉(zhuǎn)向NEE 向或傾角變緩時，則有利于花崗巖巖漿入侵。斷層在SN 方向上的成礦裂隙呈現(xiàn)“入”字型構(gòu)造，并在成礦后期被含礦石英脈充填，脈體呈NE—NEE—EW 方向展布。金竹壟斷層斷層發(fā)育在金竹壟一帶，走向為NE 向，傾向為SE 向，傾角為30°～50°，長度約2 km，被偉晶巖充填，深部見細(xì)粒白云母花崗巖。該斷層為金竹壟鈮鉭礦床導(dǎo)巖和導(dǎo)礦構(gòu)造。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖以花崗巖為主，均為鄧阜仙復(fù)式花崗巖體的一部分[26?27]。根據(jù)前人研究，鄧阜仙巖體為印支—燕山期產(chǎn)物，主要為3期。

第1期為印支期中粗粒斑狀黑云母A型花崗巖((225.7±1.6)Ma[28])，分布在復(fù)式巖體的四周，呈似馬蹄形，構(gòu)成了復(fù)式巖體的主體，面積約為130 km2。

第2 期為燕山期中粒二云母S 型花崗巖((154.4±2.2)Ma[21])，呈巖株狀出露于鄧阜仙復(fù)式巖體的中部、東南部及西南部邊緣，同時也侵入于第1期的黑云母花崗巖中。

第3 期為燕山晚期(早白堊世)細(xì)粒白云母花崗巖(約142 Ma[17])，風(fēng)化面為淺黃灰色，新鮮面呈灰白色，等粒細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))主要有石英(約40%)、鉀長石(約40%)、斜長石(約15%)、白云母(約5%)，局部有少量鐵質(zhì)等。巖體常呈巖脈、巖枝和巖墻狀產(chǎn)出。

細(xì)粒白云母花崗巖主要呈巖枝狀侵入于印支期、燕山期的黑云母花崗巖、二云母花崗巖中，在地表出露較少，僅在鄧阜仙礦區(qū)半截山地區(qū)有少量出露。細(xì)粒白云母花崗巖與早期黑云母花崗巖、二云母花崗巖呈突變接觸關(guān)系，接觸界線清晰明顯，多呈脈狀、枝狀侵入于早期巖體中。地表露頭較少，以小巖株和巖脈的形式穿插到前2 期花崗巖中。除此之外，在鄧阜仙礦區(qū)，也有少量基性煌斑巖呈脈狀侵入在中細(xì)粒二云母花崗巖中?；桶邘r脈多為NE走向，在早白堊世形成(143～141 Ma[29])。

圖3所示為金竹壟鈮鉭礦床剖面圖。由圖3(a)可見：金竹壟礦床的礦體形態(tài)簡單，品位較高，鈮鉭礦物主要富集在礦體上部，呈現(xiàn)上富下貧的漸變關(guān)系，礦體主要出露在老山坳斷層下盤，傾向SE，形態(tài)呈現(xiàn)等軸狀，為含鈮鉭礦化的細(xì)粒白云母花崗巖體。由圖3(b)可見：賦礦巖體具有明顯的垂向分帶性，從下至上，依次為白云母花崗巖、鈉長石花崗巖、云英巖、長石石英偉晶巖殼，礦體主要賦存在金竹壟地區(qū)細(xì)粒白云母花崗巖上部的鈉長石花崗巖中如圖4所示。

圖3 金竹壟鈮鉭礦床剖面圖Fig.3 Profile of Jinzhulong Nb-Ta deposit

圖5所示為金竹壟礦床典型礦物鏡下特征。由圖5可見：礦石中金屬礦物主要為富錳鉭鈮鐵礦、錳鉭鐵礦、富鉿鋯石、日光榴石、鈮鐵礦、黑鎢礦等，少量輝鉬礦、黃銅礦、閃鋅礦等硫化物以及鈾礦物以包體的形式賦存在礦石中。非金屬礦物主要為鉀長石、鈉長石、石英、白云母、絹云母等。富錳鉭鈮鐵礦是礦石中的主要成分，分別與含鋰白云母化強鈉化花崗巖、弱含鋰白云母化強鈉化花崗巖、鈉化花崗巖、弱鈉化花崗巖形成礦區(qū)的主要4種礦石組合，且富錳鉭鈮鐵礦主要呈浸染狀分布于云母、石英、長石顆粒間，而輝鉬礦則主要呈集合體狀產(chǎn)于云英巖中。

圖5 金竹壟礦床典型礦物鏡下特征Fig.5 Microscopic characteristics of typical minerals in Jinzhulong deposit

礦石結(jié)構(gòu)主要為細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，此外，還有交代殘余結(jié)構(gòu)、似文象結(jié)構(gòu)、聚片結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，在鏡下還觀察到與宜春鈮鉭礦(414)[30]和大吉山W-Nb-Ta 礦床類似的雪球狀構(gòu)造[31]。根據(jù)前人研究，隨著細(xì)粒白云母花崗巖鈉化程度降低，富錳鉭鈮鐵礦、富鉿鋯石、日光榴石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也逐漸降低，表明鈮鉭元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與細(xì)粒白云母花崗巖鈉長石化程度有關(guān)，隨著鈉長石化程度增高，元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加，尤其鉭表現(xiàn)明顯。

區(qū)域內(nèi)圍巖蝕變類型主要有鈉長石化、云英巖化等。鈉長石化從巖體下部往上，強度逐漸增強，大量小板條狀、葉片狀鈉長石化晶出，交代早期結(jié)晶出的微斜長石、斜長石、石英等礦物，如圖4(c)所示。云英巖化主要發(fā)育在巖體頂部的長石石英偉晶巖殼和鈉長石化花崗巖的接觸帶，如圖4(f)所示。而云英巖主要由石英和各種淺色云母(如白云母、絹云母、鐵鋰云母和鋰云母)等組成，是由長石等礦物被后期熱液交代所形成的，如圖4(e)所示。

圖4 金竹壟礦床偉晶巖及礦體特征Fig.4 Characteristics of pegmatite and ore body in Jinzhulong deposit

3 樣品采集及測試方法

樣 品JZL06，17JZL-1，17JZL-8 和17JZL-13取自金竹壟礦床的鈮鉭礦化細(xì)粒白云母花崗巖，如圖4(d)所示。其中對樣品JZL06進(jìn)行了電子探針分析，對樣品17JZL-1，17JZL-8 和17JZL-13 中的鈮鉭錳礦礦物中的暗帶進(jìn)行了原位LA-ICP-MS UPb 定年。粉碎巖石樣品后，使用重法和磁法分離鈮鉭礦物，在雙目顯微鏡下手工挑選礦物單顆粒，然后安裝在環(huán)氧樹脂中，并拋光。所有樣品均拋光成薄片(厚度為50 μm)用于顯微鏡觀察。

3.1 電子探針分析

電子探針分析在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室完成，測試儀器的型號為JEOL JXA-8100，儀器工作條件如下：加速電壓為15 kV，加速電流為20 nA，束斑直徑為1 μm。樣品JZL06 在上機測試之前先按照ZHANG 等[32]提供的辦法進(jìn)行了鍍碳，將樣品鍍上厚度約20 nm、盡量均勻的碳膜。實驗中Na，Mg，F(xiàn)e，Ca，W，Sn，Nb和Ta元素特征峰的測量時間為10 s，Mn和Ti元素特征峰的測量時間為20 s，背景的測量時間是峰測量時間的一半。實驗所用標(biāo)樣為鈮酸鋰(Nb)，鉭酸鋰(Ta)。對實驗得到所有測試數(shù)據(jù)均進(jìn)行了原子序數(shù)、吸收、熒光(ZAF)校正處理。

3.2 鈮鉭錳礦礦物原位LA-ICP-MS U-Pb定年

鈮鉭錳礦礦物U-Pb 定年是在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所完成。測試使用GeoLas PLUS 193 nm準(zhǔn)分子ArF LA系統(tǒng)與Agilent 7500a 四極桿ICP-MS (Q-ICP-MS)儀器聯(lián)動，分析鈮鉭礦物UPb 同位素組成。首先從樣品17JZL-1，17JZL-8 和17JZL-13 中分離出鈮鉭礦物顆粒，然后安裝在環(huán)氧樹脂中，并拋光至大約一半厚度。再根據(jù)CHE等[33?34]描述的分析過程，使用頻率為4 Hz頻率和波長為35 μm激光光斑剝蝕樣品及標(biāo)樣。同時在常規(guī)分析中，每8 次樣品分析便進(jìn)行1 個NIST 610 和2個鈮鉭礦物標(biāo)樣分析(Coltan 139)。最后使用ICPMSDataCal 進(jìn)行微量元素分析(Nb 為內(nèi)標(biāo)，NIST 610為外標(biāo))和U-Pb年齡的時間漂移校正和定量校準(zhǔn)，以及背景和分析信號整合。

4 測試結(jié)果

4.1 鈮鉭礦物化學(xué)組成

樣品JZL06中鈮鉭礦物成分已換算為標(biāo)準(zhǔn)化陽離子數(shù)值，如表1所示。JZL0602，JZL0605，JZL0606 和JZL0607 的Nb2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55.536%～58.045%，Tb2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.394%～21.622%，MnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.708%～18.039%，F(xiàn)eO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1.65%～1.888%，而 JZL0603，JZL0604 和JZL0608 的Nb2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)更低為(25.905%～37.433%)，Tb2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)更高為(40.834%～50.406%)，MnO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)更低為(8.928%～9.998%)，F(xiàn)eO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)更高為(6.902%～8.913%)。同時，計算得到w(Mn)/(w(Mn)+w(Fe))為0.516～0.916，w(Ta)/(w(Ta)+w(Nb)) 為 0.18～0.53。將w(Mn)/(w(Mn)+w(Fe))和w(Ta)/(w(Ta)+w(Nb))投圖于圖6，可以看出本區(qū)鈮鉭礦物主要為鈮鉭錳礦，總體趨勢是從富Nb端元往富Ta端元演化，說明結(jié)晶分異程度逐漸升高。

表1 金竹壟礦床鈮鉭礦化細(xì)粒白云母花崗巖鈮鉭礦物電子探針分析結(jié)果Table 1 EPMA data of columbite-tantalite in fine-grained muscovite granite at Jinzhulong deposit

圖6 金竹壟礦床鈮鉭礦化細(xì)粒白云母花崗巖中鈮鉭礦物化學(xué)組成Fig.6 Chemical composition of columbite-tantalite in fine-grained muscovite granite at Jinzhulong deposit

4.2 鈮鉭錳礦礦物原位LA-ICP-MS U-Pb定年

圖7所示為金竹壟礦床鈮鉭錳礦原位LA-ICPMS U-Pb 定年Tera-Wasserburg年齡圖。由圖7可見：樣品17JZL-1 的U-Pb年齡為(157.9±4.0) Ma，樣品17JZL-8 的U-Pb年齡為(153.4±2.6) Ma，樣品17JZL-13 的U-Pb年齡為(153.6±3.1)Ma。綜上3 件礦石樣品的U-Pb年齡在誤差范圍內(nèi)一致，可知金竹壟鈮鉭礦床形成時代為158～153 Ma。

圖7 金竹壟礦床鈮鉭錳礦原位LA-ICP-MS U-Pb 定年Tera-Wasserburg年齡圖Fig.7 In-situ LA-ICP-MS U-Pb dating of mangancolumbite at Jinzhulong deposit

5 討論

5.1 成礦時代

鄧阜仙湘東鎢礦中細(xì)粒二云母花崗巖與金竹壟礦床緊鄰，且金竹壟礦床的白云母花崗巖與二云母花崗巖呈漸變過渡接觸，指示金竹壟白云母花崗巖可能是由二云母花崗巖演化而來。黃卉等[26]對鄧阜仙湘東鎢礦中細(xì)粒二云母花崗巖中的鋯石進(jìn)行U-Pb 定年分析，得到年齡范圍為156～153 Ma；這與在金竹壟鈮鉭礦床中采集到細(xì)粒白云母花崗巖樣品中鈮鉭錳礦礦物原位LA?ICP?MS U?Pb定年得到年齡范圍(158～153 Ma)一致。此外，孫穎超等[7]對金竹壟鈮鉭花崗細(xì)晶巖頂部條帶狀(偉晶巖巖殼與細(xì)?；◢弾r之間的過渡帶，是在成礦熱液充填時形成)云英巖中的白云母進(jìn)行了40Ar/39Ar定年分析，得到年齡(148.3±1.1) Ma，云母Ar-Ar年齡指示鈮鉭礦化晚于鎢錫礦化，這與通常的巖漿?熱液演化過程不一致，可能是由于白云母Ar-Ar 系統(tǒng)被后期巖漿熱液活動擾動所致。因此，綜合認(rèn)為金竹壟礦床鈮鉭礦化形成時代應(yīng)為158～153 Ma。

前人概括性地提出華南中生代大規(guī)模成礦爆發(fā)的時期為160～150 Ma[22,25,35]，這與金竹壟鈮鉭礦床的形成時代一致，說明該礦床可能是華南中生代大規(guī)模成礦爆發(fā)時期的產(chǎn)物，均形成于太平洋板塊俯沖和俯沖板片斷離所引起的弧后伸展環(huán)境[22]。

5.2 成因聯(lián)系

通常來說，礦床之間的成因聯(lián)系主要通過緊密的時?空?物(時間、空間、成礦物質(zhì)及流體來源)關(guān)系來厘定[1,2,8,36]。對于本區(qū)而言，金竹壟鈮鉭礦床形成時代為158～153 Ma，湘東鎢錫礦化主要的時間為155～150 Ma[7?8]，與金竹壟鈮鉭礦床形成時間一致，并與該礦區(qū)晚侏羅世二云母花崗巖形成時間(155 Ma)一致。

同時，金竹壟鈮鉭礦床也與湘東鎢錫礦床具有緊密的空間關(guān)系。湘東鎢錫礦床與金竹壟鈮鉭礦床都產(chǎn)在鄧阜仙復(fù)式巖體的東南部，湘東鎢礦的北組脈與金竹壟鈮鉭礦床緊密相連，如圖2所示。這與大部分鎢錫和鈮鉭礦床的分布特征類似[37]，例如宜春(414)鋰鈮鉭礦床旁邊產(chǎn)出新坊鎢礦[38]，湖南尖峰嶺、香花嶺鋰鈹鈮鉭礦床位于湘南騎田嶺鎢錫多金屬礦田[39]，廣西栗木和江西大吉山礦床均存在上鎢錫下鉭鈮的礦化特征[40]等等。

金竹壟礦床鈮鉭礦化主要產(chǎn)于鈉長石化花崗巖(也可稱為白云母花崗巖，均由二云母花崗巖演化而來)的頂部，如圖3(b)所示，湘東鎢錫礦床中鎢錫礦化則以含礦石英脈的形式產(chǎn)出于晚侏羅世二云母花崗巖的裂隙中，且在金竹壟礦床深部的二云母花崗巖與湘東鎢礦中的二云母花崗巖在空間上緊密相連，為同一時間形成。

在成礦物質(zhì)來源關(guān)系方面，與金竹壟鈮鉭礦床相似的宜春(414)鈮鉭礦床成礦作用與晚侏羅世巖漿活動密切相關(guān)，巖體內(nèi)部均存在垂向分帶性，從上往下可依次分為強鈉長石化鋰云母花崗巖帶、中鈉長石化鋰云母花崗巖帶、弱鈉長石化鋰(白)云母花崗巖帶和二云母花崗巖帶，且在巖體頂部都產(chǎn)出了偉晶巖蓋層，如圖3(b)所示。在花崗巖分異演化和流體交代作用的不同階段分別形成了鎢錫和鈮鉭礦化，其中晚侏羅世二云母花崗巖與鎢礦成礦關(guān)系密切，分異演化晚期形成的白云母花崗巖則與鈮鉭礦化密切相關(guān)[41]。

此外，LI 等[30,42?43]通過實驗巖石學(xué)研究指示，鈮鉭元素更傾向賦存于熔體中，但近期JIANG等[44]提出鈮鉭礦物可能在熱液過程中形成。鈮鉭鐵(錳)礦常見的巖相學(xué)特征為呈浸染狀分布在造巖礦物內(nèi)部或晶體間，顯示鈮鉭成礦作用多發(fā)生在鈉長石花崗巖巖漿結(jié)晶階段[45]，然而，陳國建[46]在研究南平、宜春等鈮鉭礦床時，發(fā)現(xiàn)了細(xì)脈狀鉭鐵(錳)礦，說明鈮鉭也可能在熱液階段沉淀，指示花崗巖演化晚期的富集流體環(huán)境有利于鉭富集成礦。

金竹壟礦床中鋰鈹鈮鉭等稀有金屬主要源于巖漿，可能是由于晚侏羅世巖漿演化過程中一些不相容元素(Nb，Ta，Zr 和Hf 等)和大離子親石元素(Li，Be，Rb，Cs 和U 等)沒有在成巖過程沉淀，并逐漸富集于結(jié)晶分異形成的殘余熔體中[4]。同時，該區(qū)巖漿期后熱液萃取了晚侏羅世二云母花崗巖中的W和Sn成礦物質(zhì)，形成湘東鎢礦。董超閣[47]通過對湘東鎢礦進(jìn)行H-O-S-Pb、Re-Os同位素聯(lián)合研究，指示成礦物質(zhì)主要為巖漿和少部分地層物質(zhì)。邵擁軍等[48]通過電子探針、流體包裹體和多同位素研究了大壟鉛鋅礦床，認(rèn)為礦床的形成與燕山期巖漿活動密切相關(guān)，成礦物質(zhì)具有殼?；旌系奶卣?，成礦流體主要源于巖漿水，并有大氣降水的加入。

綜上，根據(jù)緊密的時間、空間和成礦物質(zhì)來源關(guān)系，推斷金竹壟鈮鉭礦床和湘東鎢錫礦床、大壟鉛鋅礦床可能為同一巖漿?熱液成礦系統(tǒng)中不同演化過程的產(chǎn)物。

5.3 成礦過程及找礦意義

金竹壟鈮鉭礦床和湘東鎢錫礦床與鄧阜仙復(fù)式巖體的多期次巖漿活動有關(guān)。綜合本文及前人研究成果，鄧阜仙地區(qū)晚侏羅世鎢錫多金屬成礦過程如下。

在晚侏羅世巖漿演化過程中，Li，Rb，Cs，Be 和揮發(fā)分等物質(zhì)富集會顯著降低花崗質(zhì)巖漿固相線溫度，延長熔融相的結(jié)晶時間[49?50]，降低花崗巖熔體的黏度和密度，促使結(jié)晶分異作用。隨著巖漿的結(jié)晶分異和殘余熔體的上侵，在巖體頂部和邊部形成了鈮鉭等稀有金屬的初始富集，隨后在巖漿侵入圍巖的過程，形成了復(fù)雜的節(jié)理系統(tǒng)[42]，為巖漿期后熱液活動提供了通道和空間。且?guī)r體頂部為偉晶巖殼，形成了封閉體系，促進(jìn)了流體形成自上而下和自下而上的雙對流系統(tǒng)，不斷萃取早期巖體中的成礦物質(zhì)向上運移，在頂部空間的適宜物理化學(xué)條件下，發(fā)生了白云母化和絹云母化等熱液蝕變。鈮鉭礦化在上部花崗巖帶形成[43]，蝕變作用大量發(fā)育，礦化明顯增加[46]，而且金竹壟礦床頂部的鈉長石花崗巖帶還是成礦有利地帶，在鈉長石花崗巖帶中，鈮鉭等礦化元素明顯富集。同時巖漿期后熱液萃取了晚侏羅世二云母花崗巖中富集的W和Sn成礦物質(zhì)，在二云母花崗巖巖體裂隙中沉淀形成晚侏羅世鎢錫石英脈體，組成了湘東鎢錫礦床。而源區(qū)巖漿房中富含Pb和Zn的巖漿熱液流體在巖體遠(yuǎn)端與大氣降水和地層物質(zhì)混合，并在構(gòu)造有利部位沉淀形成太和仙金鉛鋅和大壟鉛鋅礦床。

華南分布有大量的花崗巖型鈮鉭礦床(如宜春鋰鈮鉭鎢錫礦床[28]、香花嶺鈹鈮鉭錫鉛鋅礦床[23])，并在巖體外圍附近發(fā)現(xiàn)了一些與花崗巖有關(guān)的鉛鋅礦床(如桃林鉛鋅礦[52]、樅樹板鉛鋅礦[37]；大壟鉛鋅礦[48])。本文綜合厘定了鄧阜仙地區(qū)鈮鉭?鎢錫?鉛鋅多金屬巖漿熱液成礦系統(tǒng)，如圖8所示，結(jié)果指示與巖體相關(guān)的稀有金屬礦床周圍可能會產(chǎn)出近端脈型鎢錫礦床和遠(yuǎn)端鉛鋅螢石礦床。本文希望以點及面，為華南地區(qū)多金屬找礦勘查工作提供有益指導(dǎo)。

圖8 湘東鈮鉭鎢錫鉛鋅多金屬巖漿熱液成礦模式圖Fig.8 Metallogenic model of Nb-Ta-W-Sn-Pb-Zn polymetallic magma in eastern Hunan

6 結(jié)論

1)金竹壟礦床中鈮鉭礦物主要為鈮鉭錳礦，化學(xué)成分從富Nb端元向富Ta端元演化，指示其熔流體系的結(jié)晶分異程度逐漸升高。

2)金竹壟礦床中鈮鉭錳礦Tera-Wasserburg 下交點年齡為158～153 Ma，與區(qū)內(nèi)二云母花崗巖成巖時代一致，指示金竹壟鈮鉭礦床成礦時代為晚侏羅世，且成礦與晚侏羅巖漿活動有關(guān)。

3)綜合區(qū)內(nèi)典型礦床緊密的時間、空間和成礦物質(zhì)來源關(guān)系認(rèn)為，鄧阜仙礦田為典型的Nb-Ta-W-Sn-Pb-Zn巖漿熱液演化的產(chǎn)物。