孫海瑞，呂志成**，李永勝，韓志銳，于曉飛，杜軼倫

（1 中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037；2 自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心，北京 100037；3 中國工程科學(xué)雜志社，北京 100029）

廣東蓮花山斷裂帶是華南沿海地區(qū)一條重要的鎢錫銅鉛鋅多金屬成礦帶(Yan et al., 2022)，沿?cái)嗔褞Х植加薪鹂渝a銅鉛鋅礦、長埔錫鉛鋅礦、吉水門錫鉛鋅礦、梅隴鉛鋅錫礦、塌山錫礦等多金屬礦床，但目前發(fā)現(xiàn)的礦床仍以中小型為主，深部成礦潛力巨大(汪禮明等,2014;王軍等,2021)。

金坑錫銅多金屬礦位于粵東蓮花山斷裂帶的北東段，是近些年來在粵東地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的典型錫銅多金屬礦床(汪禮明等,2014)。前人對金坑礦床開展了大量成巖成礦年代學(xué)、巖石地球化學(xué)、控礦構(gòu)造等研究，限定成礦花崗巖成巖年齡為144.7～141.0 Ma，錫礦成礦年齡為～140 Ma(Qiu et al., 2017b; 江丞曜等,2021)。對于錫銅共生機(jī)制，江丞曜等（2021）提出富錫的還原性巖漿熱液流體對圍巖中銅鉛鋅等成礦元素的萃取，并隨流體溫度、鹽度的持續(xù)下降，發(fā)生銅鉛鋅和剩余錫在構(gòu)造帶內(nèi)沉淀，從而造成了錫銅共生成礦。劉鵬等(2021)提出無侵入巖出露的早白堊世火山盆地深部，是錫礦找礦勘查更有利靶區(qū)。通過對蓮花山斷裂帶韌性剪切的溫壓條件及鎢錫銅多金屬礦分布特征的研究，王軍等(2021)認(rèn)為本區(qū)錫銅多金屬礦在時(shí)空上主要受控于韌性剪切作用。造成爭議的焦點(diǎn)在于缺乏對錫銅共生成礦機(jī)制的精細(xì)解剖，這直接制約了下一步勘探工作部署。

值得注意的是，粵東地區(qū)在160～150 Ma 之間存在一期重要的Cu-Mo-Au成礦事件，先后發(fā)育多個(gè)銅多金屬礦床（王小雨等, 2016; 劉鵬, 2018; Jia et al.,2019），同時(shí)，多個(gè)錫多金屬礦床中普遍發(fā)育黃銅礦(王曉虎等,2020)。因此，金坑礦床中錫、銅共生是同一巖漿熱液演化的結(jié)果，還是多期成礦事件疊加，需要開展進(jìn)一步的研究，這將對揭示蓮花山斷裂帶成礦規(guī)律具有重要意義。

本次工作在金坑錫銅多金屬礦馬山礦段首次發(fā)現(xiàn)了熱液隱爆角礫巖，并伴有明顯的銅富集特征，可能代表該區(qū)存在明顯的銅礦化事件，對于剖析錫銅共生成礦有重要價(jià)值。鑒于此，本文在系統(tǒng)的巖芯編錄工作基礎(chǔ)上，對金坑礦區(qū)揭露的熱液隱爆角礫巖中花崗質(zhì)角礫開展了詳細(xì)的鋯石U-Pb 定年，并對礦區(qū)廣泛發(fā)育的金屬硫化物開展了詳細(xì)的原位硫同位素分析，結(jié)合前人研究成果，嘗試探討金坑錫銅多金屬礦的成因機(jī)制，提出區(qū)域找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)

粵東位于中國東南沿海地區(qū)，區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，以NE 向深大斷裂最為發(fā)育，自北向南依次為豐順-海豐，惠來-饒平斷裂帶和普寧-潮安斷裂帶(劉鵬等,2015)。NE 向斷裂與NW 向、EW 向斷裂交匯位置常發(fā)育火山巖盆地、花崗質(zhì)巖石及其相關(guān)的礦產(chǎn)(徐曉春等,1999;劉鵬,2018)（圖1）。蓮花山斷裂帶橫穿本區(qū)，廣東省境內(nèi)全長約500 km，寬20～40 km，局部可達(dá)60 km，由多條斷裂組成，根據(jù)其產(chǎn)出部位可分成東、西兩束，東斷裂束分布于蓮花山南東側(cè)，走向NE，40°～50°，傾向SE，傾角40°～70°。西斷裂束分布于蓮花山NW 側(cè)，走向NE，30°～50°，傾向NW，傾角40°～85°，在剖面上傾向相反，傾角相近，為一對沖結(jié)構(gòu)(郭銳,2008;王曉虎等,2020)。區(qū)內(nèi)出露地層主要為上三疊統(tǒng)到下侏羅統(tǒng)的火山-沉積巖地層和第四系沉積地層，白堊紀(jì)少量分布于區(qū)域NE 向斷裂組形成的盆地中。區(qū)內(nèi)出露的侵入巖主要是侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)花崗巖，多呈巖基和巖株?duì)町a(chǎn)出，粵東地區(qū)晚中生代大規(guī)模的巖漿活動(dòng)促成了該區(qū)域發(fā)育大量的鎢錫銅鉛鋅等礦產(chǎn)。這些礦產(chǎn)主要沿NE 向的蓮花山斷裂帶及其次級(jí)斷裂交匯部位分布，與區(qū)內(nèi)晚中生代火山-侵入巖密切相關(guān)。

圖1 粵東地區(qū)大地構(gòu)造位置圖（a）及地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖（b）（據(jù)劉鵬等,2021)Fig.1 Geotectonic location map(a)and geological map(b)of eastern Guangdong Province(after Liu et al.,2021）

區(qū)內(nèi)錫礦分布最為廣泛、種類多樣，最主要的類型為錫石-硫化物型錫礦，如吉水門、長埔、橫田、牛頭山、厚婆坳、金坑等，該類礦床的礦體多受斷裂控制，大量發(fā)育錫石-硫化物脈；此外，還有云英巖型鎢錫礦，如飛鵝山鎢錫礦；斑巖型鎢錫礦，如蓮花山鎢礦(劉鵬,2018)、塌山錫礦(閆慶賀等,2018)。

2 礦床地質(zhì)

金坑錫銅多金屬礦床位于廣東省揭西縣城NNW向約10 km 處，地處粵東蓮花山NE 向斷裂帶的NE段。礦區(qū)劃分為4個(gè)礦段，分別為馬山、崆角、赤告嶺和黃竹嶂，主礦段為馬山和崆角。目前，該區(qū)已探明金屬量為Cu11 萬t（平均品位為Cu=0.68%）、Sn0.78萬t（Sn=0.29%）、Pb2.7 萬t（Pb=1.43%）、Zn1.47 萬t（Zn=1.68%）（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì),2015）。

礦區(qū)出露地層主要為中侏羅統(tǒng)—上侏羅統(tǒng)熱水洞組和第四系，其中熱水洞組為礦區(qū)主要賦礦地層（圖2）。熱水洞組整體走向25°～45°，傾向SE，傾角30°左右，厚約79～1144 m，主要由流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋斑巖、石英斑巖及凝灰質(zhì)板巖組成。巖石受到了明顯的變質(zhì)作用影響，可見片理化、糜棱巖化等現(xiàn)象。第四系主要為殘積、沖積物。

圖2 揭陽縣金坑礦區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì),2015修改）Fig.2 Geological map of Jinkeng mining area,Jieyang County(modified after Guangdong Bureau of Non-Ferrous Metals Geology No.931,2015)

礦區(qū)斷裂極為發(fā)育，主要為NE 向、NW 向和近SN向3組，斷層存在多期活動(dòng)且具壓扭—張性特征，NW 向和NE 向斷裂及其次級(jí)斷裂（裂隙）是礦區(qū)主要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造(朱沛云等,2018)。礦區(qū)動(dòng)力變質(zhì)強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的片理化帶，變質(zhì)帶寬約2 km，走向NE，強(qiáng)烈片理化作用使礦區(qū)巖層層間滑動(dòng)構(gòu)造非常發(fā)育，并提供了有利的熱液運(yùn)移及成礦、儲(chǔ)礦空間。

礦區(qū)巖漿巖主要出露于礦區(qū)西北部，主要為細(xì)粒黑云母花崗巖（141.1 Ma, Qiu et al., 2017b）、花崗閃長斑巖（147.4 Ma,江丞曜等,2021）和中粗粒黑云母花崗巖（144～145 Ma,Qiu et al.,2017b），此外還有少量中基性巖脈發(fā)育?；◢忛W長斑巖主要出露在崆角礦段；細(xì)?；◢弾r主要出露在黃竹嶂、馬山和崆角礦段，中粗粒黑云母花崗巖主要出露于礦區(qū)的北西角。

礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)54 條礦（化）體，其中馬山礦段43條、崆角礦段4 條、赤告嶺礦段4 條、黃竹嶂礦段3條。礦體多呈脈狀產(chǎn)于NE 向或NW 向的片理化帶中，嚴(yán)格受動(dòng)力變質(zhì)帶控制。礦區(qū)內(nèi)礦體較多而厚度較小、多呈脈狀、透鏡狀、似層狀（圖3）。通過鉆孔巖心編錄，于馬山礦段JK302鉆孔約100 m深處發(fā)現(xiàn)隱爆角礫巖，角礫成分為細(xì)?；◢弾r，花崗巖發(fā)育較強(qiáng)的硅化、綠簾石化、綠泥石化蝕變，膠結(jié)物中黃銅礦發(fā)育。隱爆角礫巖上部圍巖硅化、綠泥石化蝕變強(qiáng)烈，銅品位明顯升高，指示隱伏細(xì)?；◢弾r具有一定銅礦成礦潛力。

圖3 揭陽縣馬山礦段金坑礦區(qū)3線鉆孔剖面圖（據(jù)廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì)，2015修改）Fig.3 Profile of exploration Line 3,Mashan Section,Jinkeng mining area,Jieyang County(modified after Guangdong Bureau of Non-Ferrous Metals Geology No.931,2015)

馬山礦段已發(fā)現(xiàn)礦體以銅礦為主，鉛鋅礦和錫礦次之，形成北東走向長1500 m、寬800 m，最大延深約1200 m，最大厚度約500 m 的礦脈帶。礦脈帶中部較密集，主要分布于4～7線，見有35～40條礦脈，而南北兩端相對稀疏，單脈厚度為0.50～17.95 m，脈距為2.00～20.00 m。在0 線和3 線有鉆孔系統(tǒng)控制，礦化富集段主要分布于標(biāo)高100～200 m。礦體產(chǎn)于片理化流紋斑巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、片巖、炭質(zhì)泥巖等動(dòng)力熱變質(zhì)構(gòu)造蝕變帶中，礦體賦存受動(dòng)力熱變質(zhì)構(gòu)造蝕變帶控制，礦脈與圍巖界限不清。礦體以細(xì)脈狀、浸染狀為主，局部呈團(tuán)塊狀。礦體走向5°～40°，傾向SE，傾角25°～50°，中部新發(fā)現(xiàn)礦體產(chǎn)狀較緩，傾角多為25°～30°。

馬山礦段礦石礦物主要有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、錫石、毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦，其次有藍(lán)銅礦、孔雀石、銅藍(lán)、黑鎢礦、磁鐵礦、褐鐵礦等，脈石礦物主要包括石英、長石、綠泥石、方解石、螢石、白云母、絹云母、石榴子石、金紅石等。礦區(qū)的圍巖蝕變主要發(fā)育因動(dòng)力變質(zhì)產(chǎn)生的石榴子石化，以及熱液活動(dòng)所引發(fā)的黑云母化、硅化、綠簾石化、綠泥石化等。

(3)粗煤泥系統(tǒng)處理能力不足。粗煤泥處理系統(tǒng)因設(shè)備老化嚴(yán)重，維修成本高，處理效果差。3臺(tái)SB6400篩網(wǎng)沉降離心機(jī)額定能力為每臺(tái)35 t/h，而實(shí)際最高處理能力僅為每臺(tái)10 t/h。粗煤泥系統(tǒng)所需處理能力為90 t/h，而實(shí)際處理能力僅有55 t/h。處理能力不足導(dǎo)致部分粗煤泥進(jìn)入一段濃縮機(jī)，使得溢流中煤泥含量高，提高了洗水濃度，污染了精煤質(zhì)量。

黃銅礦是主要金屬礦物之一，呈半自形或他形粒狀分布，常與閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦共生，少量黃銅礦呈“蠕蟲狀”分布于閃鋅礦中。黃鐵礦呈半自形-他形粒狀分布，局部聚集成團(tuán)粒狀、脈狀。閃鋅礦呈半自形等軸晶粒狀分布，常與磁黃鐵礦、黃銅礦共生，部分磁黃鐵礦和黃銅礦在閃鋅礦中呈固溶體分離之蠕蟲狀分布。

根據(jù)巖芯樣品的脈系穿插關(guān)系、礦物共生組合、礦化類型、薄片顯微鏡下觀察及掃描電鏡分析，結(jié)合前人研究工作，我們初步確定了5個(gè)熱液階段：①動(dòng)力變質(zhì)前火山巖沉積階段，熱水洞組火山碎屑巖中沉積黃鐵礦，后期受到構(gòu)造作用的影響，呈帶狀破碎；②動(dòng)力變質(zhì)階段，韌性剪切帶在動(dòng)力變質(zhì)作用過程中形成了石榴子石和絹云母，石榴子石發(fā)生了破碎并被之后的熱液活動(dòng)改造，形成了石英-黑云母-石榴子石-黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦型礦石；③熱液隱爆角礫巖階段，即石英-綠泥石-硫化物階段，主要礦物為黃銅礦、黃鐵礦、石英、蠕蟲狀綠泥石-絹云母，圍巖蝕變主要是絹云母化、硅化和綠泥石化，熱液隱爆角礫型礦石，黃銅礦以膠結(jié)物包體和石英-綠泥石細(xì)脈兩種形式存在；④石英-方解石-硫化物階段，主要為石英、方解石、黃鐵礦、黃銅礦，穿切熱液隱爆角礫巖型礦石，形成脈狀黃銅礦礦石；⑤錫石-硫化物階段，主要礦物為錫石、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、石英、黑云母以及少量毒砂和綠泥石，圍巖蝕變主要是黑云母化、硅化和綠泥石化，形成錫石-硫化物-石英-黑云母型礦石。

3 樣品采集與分析方法

3.1 樣品采集

JK302-22 為未變形的細(xì)粒花崗巖，采自鉆孔金坑礦床馬山礦段3 號(hào)勘探線302 孔102 m 深處。JK305-39 為變形的花崗閃長巖，采自3 號(hào)勘探線305孔624 m 深處。其中，細(xì)粒花崗巖呈花崗結(jié)構(gòu)，灰白色，主要礦物為鉀長石（35%）、石英（30%）、斜長石（25%）、黑云母（5%～10%），有明顯熱液隱爆角礫發(fā)育，角礫成分為細(xì)?；◢弾r（圖4），本次采集測年樣品即細(xì)?；◢弾r角礫。變形的花崗閃長巖，似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為斜長石（10%）、鉀長石（5%～10%），基質(zhì)主要由長石（45%）、石英（20%）、黑云母（15%）組成。

圖4 金坑礦區(qū)主要礦石特征及不同期次硫化物鏡下照片a.細(xì)條帶狀銅礦礦石；b.石英-黃銅礦礦脈；c.熱液隱爆角礫巖中花崗質(zhì)角礫，裂隙內(nèi)有黃銅礦膠結(jié)；d.沉積黃鐵礦，后期受到構(gòu)造作用的影響破碎成帶狀；e.黃銅礦-黃鐵礦礦石；f.呈線狀分布黃銅礦顆粒；g.線狀分布黃銅礦；h.分布于變形虛脫空間的黃銅礦；i.熱液隱爆角礫巖膠結(jié)物中黃銅礦顆粒；j.穿切熱液隱爆角礫巖中石英-綠泥石-黃銅礦脈；k.石英顆粒包裹的黃銅礦；l.穿切石英-綠泥石-黃銅礦脈的石英-方解石-黃銅礦-黃鐵礦細(xì)脈Fig.4 Ore photographs of Jinkeng mining area and sulfides micrographs from different stagesa.Fine banded copper ore; b.Quartz-chalcopyrite veins; c.Hydrothermal cryptoexplosive granitic breccia with chalcopyrite cement in the fissure;d.Sedimentary pyrite broken into bands destroyed by tectonics;e.Chalcopyrite.pyrite ore;f.Linear distributed chalcopyrite;g.Linear distributed chalcopyrite;h.Chalcopyrite distributed in the deformation and collapse space;i.Chalcopyrite in hydrothermal cryptoexplosive breccia cement;j.Quartz-chlorite-chalcopyrite veins cutting hydrothermal cryptoexplosive breccia;k.Chalcopyrite in quartz particles;l.Quartz-calcitechalcopyrite-pyrite veins cutting quartz-chlorite-chalcopyrite veins

測試硫化物樣品均來自馬山礦段礦石樣品。其中JK-5為浸染狀礦石，受動(dòng)力變質(zhì)作用的影響，巖石呈強(qiáng)烈的片理化現(xiàn)象，原火山巖中黃鐵礦顆粒受到后期動(dòng)力變形的影響，形成線狀破裂，并殘留大量細(xì)小黃鐵礦顆粒。JK-8、9、16、19為韌性剪切帶在動(dòng)力變質(zhì)作用過程中形成的石英-黑云母-石榴子石硫化物型礦石，硫化物多沿顯微線性構(gòu)造展布。JK302-22為熱液隱爆角礫巖型礦石，礦石中黃銅礦-黃鐵礦與石英、綠泥石以膠結(jié)物形式膠結(jié)細(xì)粒花崗巖角礫，角礫構(gòu)造清晰。JK302-23 為石英-綠泥石-硫化物脈型礦石，脈寬約1～3 cm，脈壁平直，后期有細(xì)小石英-方解石脈穿切（圖4）。

3.2 分析方法

（1）鋯石U-Pb定年

蝕變細(xì)?；◢弾r鋯石分選在廊坊進(jìn)行。機(jī)械性粉碎含有鋯石的巖石樣品至80 目，重力、磁力分選后利用雙目鏡把鋯石顆粒挑出。挑選出的鋯石樣品在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成制靶和陰極發(fā)光照相。在雙目鏡下，選擇透明、無包裹體、無裂隙、晶型好、顆粒較大的鋯石單礦物粘在雙面膠上，利用無色透明的環(huán)氧樹脂固定，待環(huán)氧樹脂固化后，將鋯石拋光，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面充分暴露。完成制靶后，對樣品進(jìn)行陰極發(fā)光圖像（CL）采集，以便觀察鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助選擇適宜的測試點(diǎn)位。

單顆粒鋯石LA-ICP-MS 原位U-Pb 同位素分析在北京鋯年領(lǐng)航有限公司完成。激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave UP213，ICP-MS 為布魯克M90。激光剝蝕過程中采用He 作載氣、Ar 為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP 之前通過一個(gè)勻化混合器混合。鋯石U-Pb 分析采用激光剝蝕孔徑33 μm，剝蝕深度20～40 μm，激光脈沖為10 Hz，能量為32～36 MJ。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30 s 的空白信號(hào)和50 s的樣品信號(hào)。U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5個(gè)樣品點(diǎn)，分析2 次91500。對于與分析時(shí)間有關(guān)的UTh-Pb 同位素比值漂移，利用91500 的變化采用線性內(nèi)插的方式進(jìn)行校正。鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500 的U-Th-Pb同位素比值的推薦值采用(Wiedenbeck et al.,1995)。對分析數(shù)據(jù)的離線處理（包括對樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb 同位素比值和年齡計(jì)算）采用軟件ICPMSDataCal 完成，詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同Liu 等(2008;2010）。鋯石的諧和圖以及年齡頻率圖用Isoplot（version 3.0）繪制。年輕的鋯石（＜1 Ga）采用206Pb/238U年齡。同位素比值及年齡誤差均為1σ。

（2）鋯石Hf同位素分析

（3）原位S同位素分析

微區(qū)原位硫化物硫同位素分析在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司利用激光剝蝕多接收杯電感耦合等離子體質(zhì)譜（LA-MC-ICP-MS）完成。激光剝蝕系統(tǒng)為Geolas HD（Coherent，德國），MC-ICP-MS 為Neptune Plus（Thermo Fisher Scientific，德國）。激光剝蝕系統(tǒng)使用氦氣作為載氣。分析采用單點(diǎn)模式，為了解決分析過程中硫同位素比值的Down Hole 分餾效應(yīng)(Fu et al., 2016)，采用大束斑（44 μm）和低頻率（2 Hz）的激光條件，單次分析約剝蝕100個(gè)激光脈沖。同時(shí)配備了信號(hào)平滑裝置(Hu et al.,2015)，確保在低頻率條件下獲得穩(wěn)定的信號(hào)。激光能量密度固定5.0 mJ/cm2。質(zhì)譜儀Neptune Plus 配備9 個(gè)法拉第杯和1011 歐姆電阻放大器，采用L3、C 和H3 三個(gè)法拉第杯同時(shí)靜態(tài)接收32S、33S 和34S 信號(hào)。高性能的Jet+X 錐組合被采用提高信號(hào)強(qiáng)度。氮?dú)猓? mL/min）被引入等離子體降低多原子離子干擾。中分辨模式（約5000）被采用。

硫同位素質(zhì)量分餾采用SSB 方法校正。為避免基體效應(yīng)，黃鐵礦樣品采用黃鐵礦參考物質(zhì)PPP-1校正，黃銅礦樣品采用國家黃銅礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07268 的粉末壓片校正。以上樣品δ34Sv-CDT推薦值參考(Fu et al.,2016)。測試過程中，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部磁黃鐵礦參考物質(zhì)SP-Po-01（δ34Sv-CDT=1.4±0.4），黃銅礦參考物質(zhì)SP-CP-01（δ34Sv-CDT=5.5±0.3）和國際硫化銀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)IAEA-S-2（δ34Sv-CDT=22.58±0.39）和IAEA-S-3（δ34Sv-CDT=-32.18±0.45）作為質(zhì)量監(jiān)控樣品被重復(fù)分析，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性。詳細(xì)的儀器操作條件和分析測試方法可以參考(Fu et al.,2016)。全部分析數(shù)據(jù)采用專業(yè)同位素?cái)?shù)據(jù)處理軟件“Iso-Compass”進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(Zhang et al., 2020)。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb測年結(jié)果

細(xì)?；◢弾r角礫樣品（JK302-22）的鋯石晶型良好，顆粒普遍較大，粒徑一般為100～200 μm，長寬比為1∶1～2∶1，鋯石多為淺黃色-無色透明，總體為自形柱狀，鋯石陰極發(fā)光圖像顯示，內(nèi)部具有典型的振蕩韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖5）。

圖5 鋯石陰極發(fā)光及測試位置標(biāo)記Fig.5 Zircon cathodeluminescence and testing location markers

w(U)為（93～768）×10-6，w(Th)為（53～354）×10-6，Th/U 值為0.34～0.67（表1），鋯石顆粒呈現(xiàn)重稀土元素相對富集，輕稀土元素相對虧損，Eu 負(fù)異常和Ce正異常顯著的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式，為巖漿成因鋯石（圖5）。樣品JK302-22 的206Pb/238U-207Pb/235U協(xié)和年齡為（150.3±0.5）Ma（MSWD=1.18），與加權(quán)平均年齡一致（150.2±0.5）Ma（MSWD=0.34）（圖6）。

表1 金坑錫銅礦熱液隱爆花崗巖角礫中鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年結(jié)果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic dating results of hydrothermal cryptoexplosive granite breccia from Jinkeng Sn-Cu deposit

表2 金坑錫銅礦熱液隱爆花崗巖角礫中鋯石REE分析結(jié)果（w(B)/10-6）Table 2 LA-ICP-MS zircon REE results（w(B)/10-6）of hydrothermal cryptoexplosive granite breccia from Jinkeng Sn-Cu deposit

圖6 鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果(a、b)及稀土元素配分圖解(c)Fig.6 Results of U-Pb isotope analysis of zircon(a,b)and standardized partition diagram of chondrites with rare earth elements(c)

4.2 鋯石Hf同位素特征

JK302-22 鋯石樣品Hf同位素分析結(jié)果（表3）顯示，鋯石初始(176Hf/177Hf)i值為0.282 45～0.282 55，?Lu/Hf值為-0.98～-0.94，顯示出較為均一的特征。計(jì)算得出的εHf(t)值為-8.1～-4.6（圖7a），二階段Hf模式年齡值為1.72～1.49 Ga（圖7b）。

表3 金坑錫銅礦熱液隱爆花崗巖角礫中鋯石Hf同位素分析結(jié)果Table 3 LA-ICP-MS zircon Hf isotope results of hydrothermal cryptoexplosive granite breccia from Jinkeng Sn-Cu deposit

表4 金坑錫銅礦原位S同位素分析結(jié)果Table 4 In-situ sulfur isotope analysis results of Jinkeng Sn-Cu deposit

圖7 金坑及陶錫湖花崗巖鋯石?Hf(t)-t圖解(a)；和花崗巖鋯石二階段模式年齡圖解(b)（金坑花崗巖數(shù)據(jù)引自Qiu等，2017b;陶錫湖花崗巖數(shù)據(jù)引自Qiu等,2017c;JK302-22為本次測試數(shù)據(jù)）Fig.7 ?Hf(t)-t diagram(a)and two-stage model age of the granitic zircon(b)from Jinkeng and Taoxihu mining area(data of Jinkeng from Qiu et al.,2017b;data of Taoxihu from Qiu et al.,2017c;data of JK032-22 from this study)

4.3 原位S同位素特征

從原位S同位素?cái)?shù)據(jù)可以看出不同礦物的δ34S值變化范圍較寬（表3，圖8），其中黃鐵礦介于-4.87‰～1.93‰（n=11），黃銅礦介于-3.07‰～4.32‰（n=21）。

圖8 金坑礦區(qū)不同階段硫化物原位S同位分布示意圖Fig.8 Diagram of in-situ sulfur isotope of sulfides from different stayes in Jinkeng deposit

動(dòng)力變質(zhì)前火山巖沉積階段黃鐵礦（Py-Ⅰ）δ34S值介于-0.16‰～1.11‰，均值為0.57‰（n=5）。動(dòng)力變質(zhì)階段黃鐵礦（Py-Ⅱ）δ34S 值介于+1.30‰～1.93‰，均值為1.56‰（n=5），黃銅礦（Ccp-Ⅱ）δ34S 值介于1.42‰～1.87‰，均值為1.63‰（n=16）。銅礦化階段，熱液隱爆角礫巖中黃銅礦（Ccp-Ⅲ）δ34S 值介于3.69‰～4.32‰，均值為4.01‰（n=4）。石英-方解石-硫化物階段中1 個(gè)黃鐵礦（Py-Ⅳ）樣品點(diǎn)δ34S值為-4.87‰，1 個(gè)黃銅礦（Ccp-Ⅳ）樣品點(diǎn)δ34S 值為-3.07‰。

5 討 論

5.1 成巖成礦時(shí)代

金坑礦床自發(fā)現(xiàn)以來，前人圍繞錫成礦時(shí)代開展了系統(tǒng)的年代學(xué)研究工作，Qiu 等(2017b)和郭麗榮等(2018)先后對成礦花崗巖和與錫石共生的輝鉬礦進(jìn)行年代學(xué)研究，成巖和成礦時(shí)代相近，認(rèn)為成巖成礦關(guān)系密切。江丞曜等(2021)開展了鋯石和錫石U-Pb 年代學(xué)研究，進(jìn)一步限定錫礦成礦時(shí)代為144 Ma?？紤]到粵東地區(qū)早白堊世發(fā)育多個(gè)錫礦床，如潮安厚婆坳錫多金屬礦(145.4 Ma, 周新民, 2003)，揭西陶錫湖錫礦（～139 Ma, Yan et al.,2017)，海豐長埔錫礦（～141.5 Ma, 丘增旺等, 2016)，海豐塘尾錫礦（～137 Ma, 劉鵬等, 2015)，惠來西嶺錫礦（146～147 Ma,Peng et al.,2018)，陸豐仙水瀝錫礦（～147 Ma,姚薇等,2021)，陸河塔山錫礦（～138 Ma,Yan et al., 2022)。因此，粵東地區(qū)明顯存在早白堊世錫礦成礦事件。

一般認(rèn)為錫與銅具有迥異的地球化學(xué)特征，其成礦花崗巖在地球化學(xué)和氧逸度特征上均存在顯著差別(Lehmann, 1982; Sillitoe, 2010; 江丞曜等,2021)。江丞曜等(2021)提出金坑礦床錫銅共生機(jī)制為含錫巖漿熱液流體對圍巖中Cu、Pb等金屬元素的萃取。需要注意的是，粵東地區(qū)在160～150 Ma 之間存在一期重要的Cu-Mo-Au成礦事件，發(fā)育有新寮崠銅礦（～161 Ma，王小雨等, 2016)、鐘丘洋銅礦（～164 Ma，Jia et al., 2019)、鴻溝山銅金礦（156 Ma，劉鵬,2018）、鵝地銅金礦(～169 Ma，劉鵬,2018)、梅縣玉水銅礦（～150 Ma，路遠(yuǎn)發(fā),1995)。同時(shí)，多個(gè)錫多金屬礦床的礦石礦物中有大量黃銅礦存在，如金坑礦床礦物組合為黃銅礦+閃鋅礦+方鉛礦，陶錫湖礦床礦物組合為黃銅礦+閃鋅礦+磁黃鐵礦，仙水瀝礦床閃鋅礦+黃銅礦(王曉虎等, 2020)?？梢姡缬诎讏资厘a礦成礦事件之前，區(qū)域上還存在一期重要的銅礦成礦作用。因此，金坑錫銅多金屬礦是同一巖漿熱液演化的結(jié)果，還是多期成礦事件疊加，需要開展進(jìn)一步的研究。

金坑礦區(qū)隱爆角礫巖呈淡肉紅色，角礫成分主要為花崗巖碎塊，含量在70%以上，角礫大小很不均勻，粒徑范圍為2～40 mm，形狀極不規(guī)則，絕大多數(shù)為棱角狀、次棱角狀，少數(shù)呈次圓，具有可以拼合的特征。膠結(jié)物呈灰黑色，膠結(jié)物顆粒細(xì)小，根據(jù)其顏色以及其光性特征，判斷膠結(jié)物應(yīng)以綠泥石、絹云母、石英為主，并有明顯銅礦化。巖漿隱爆作用是在地下隱蔽條件下所產(chǎn)生的巖漿爆發(fā)作用，隱爆角礫巖是巖漿前鋒在近地表封閉條件下發(fā)生劇烈爆炸所形成的一套淺成-超淺成（0.5～3.0 km）相碎屑巖建造(喻亨祥等, 1999)。因此，花崗巖角礫的成巖年齡可以大致限定隱爆作用發(fā)生的時(shí)限。

本次工作獲得金坑礦區(qū)隱爆角礫巖中細(xì)?；◢弾r角礫的鋯石U-Pb 年齡為（150.0±0.5）Ma，可以限定隱爆作用發(fā)生的時(shí)間。細(xì)粒花崗巖周邊305鉆孔于600 m 深處揭露到的花崗閃長巖成巖年齡為（150.3±0.5）Ma（作者待發(fā)表數(shù)據(jù)），表明金坑礦區(qū)存在晚侏羅世末期巖漿熱液活動(dòng)，并伴隨明顯的銅多金屬礦化?？紤]到礦區(qū)錫成礦時(shí)代為～144 Ma，本文認(rèn)為金坑礦床至少存在晚侏羅世和早白堊世兩期巖漿熱液活動(dòng)，并引發(fā)生銅和錫多金屬礦成礦事件。

5.2 成礦物質(zhì)來源

金坑錫銅多金屬礦中不同階段硫化物顯示出一致分餾特征（δ34S黃銅礦＞δ34S黃鐵礦），表明成礦流體中硫化物間的硫同位素達(dá)到了平衡。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)育硫酸鹽礦物，在平衡條件下，金坑礦床黃鐵礦的δ34S 能夠近似代表熱液的總硫同位素（δ34S ∑S）組成(Ohmoto et al.,1979;Hoefs,2009)。根據(jù)單礦物硫同位素分析結(jié)果，朱沛云等(2018)認(rèn)為金坑礦床礦石中硫來源比較單一，主要為深源巖漿硫。

本次分析結(jié)果顯示，金坑礦床中不同階段硫化物的δ34S 值變化范圍較大（圖8）。研究的4 個(gè)階段的硫化物在硫同位素上存在著顯著的差別。其中，最早期的浸染狀礦石中黃鐵礦受后期動(dòng)力變形因素的影響，黃鐵礦發(fā)生線狀破碎，形成線狀黃鐵礦細(xì)碎顆粒條帶。原位硫同位素分析結(jié)果顯示，破碎前（PyⅠ）和變形后(PyⅡ)黃鐵礦存在顯著的硫同位素變化，前者分布于-0.65‰～+1.11‰，而后者硫同位素值明顯增大，分布于+1.30‰～+1.93‰，與PyⅡ共生黃銅礦同位素值為+1.42‰～+1.87‰，變化范圍較小。礦相學(xué)觀察顯示，PyⅡ期硫化物展布形態(tài)明顯受韌性變形控制，均呈線狀或細(xì)條帶狀展布，局部可見于壓力影中，明顯與韌性剪切變形階段熱液活動(dòng)有關(guān)，礦質(zhì)在局部張性空間沉淀。

第三階段硫化物中黃銅礦δ34SV-CDT值介于+3.69‰～+4.32‰，均值為+4.01‰（n=4）。其中，隱爆角礫巖膠結(jié)物中黃銅礦δ34SV－CDT值為+3.69‰～+3.74‰，略低于石英-綠泥石脈中黃銅礦δ34SV－CDT值（+4.29‰～+4.32‰），可能與前者熱液流體同圍巖發(fā)生過蝕變作用有關(guān)，導(dǎo)致圍巖硫加入，改變了巖漿中硫同位素原始特征?？傮w上看，該階段熱液流體明顯為巖漿熱液來源，并明顯高于早期硫化物硫同位素比值。

受后期熱液活動(dòng)的影響，含黃銅礦石英-綠泥石脈狀礦石被晚期石英-方解石-黃銅礦-黃鐵礦細(xì)脈穿切，該期硫化物原位硫同位素明顯低于前期熱液活動(dòng)硫同位素值，黃鐵礦δ34S 值為-4.87‰，黃銅礦δ34S值為-3.07‰。前人研究發(fā)現(xiàn)，金坑礦床硫化物的Pb同位素比值與巖體和火山巖地層都較為接近，暗示賦礦圍巖也提供了成礦物質(zhì)，故礦區(qū)具有較高Cu、Pb、Zn 含量的高基坪組火山巖也可能是銅等成礦物質(zhì)的來源之一(丘增旺,2017)。因此，從目前已發(fā)現(xiàn)的不同階段硫化物硫同位素比值可以看出金坑礦床存在復(fù)雜的熱液疊加演化作用。

5.3 礦床成因

本次研究巖石樣品的εHf(t)值與晚于銅礦化的錫成礦花崗巖（～140 Ma）基本一致。鋯石樣品的?Lu/Hf值為-0.98～-0.94，明顯小于鎂鐵質(zhì)地殼?Lu/Hf（-0.34）和硅鋁質(zhì)地殼?Lu/Hf（-0.72）(Amelin et al.,1999)。樣品二階段模式年齡TDM2更能反映研究巖體巖漿從虧損地幔被抽取的時(shí)間或源巖在地殼的平均存留年齡。細(xì)?；◢弾r的Hf 二階段模式年齡多數(shù)小于華夏板塊基底形成年齡（1.8～2.2 Ga），表明巖漿主要來自于中元古代地殼物質(zhì)，還有地幔物質(zhì)的加入。徐曉春等(1999)通過對粵東中生代火山-侵入雜巖進(jìn)行Sr-Nd-Pb 同位素組成研究，認(rèn)為其源巖為未出露、成分不均一的古老陸殼基底巖石，可能為現(xiàn)存幔源火山巖和地殼沉積物混合物或互層。因此，金坑礦床至少存在兩期巖漿熱液活動(dòng)的疊加，其中～150 Ma殼幔混合來源花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)可能是觸發(fā)礦區(qū)銅礦化的重要巖漿事件。

前人對金坑礦區(qū)主要硫化物進(jìn)行了S 同位素測試，結(jié)果顯示其δ34SV－CDT值主要集中在0～4‰(朱沛云等,2018)。對比粵東地區(qū)其他錫礦床中硫化物同位素組成。大道山錫礦塊狀錫石-硫化物型礦石中黃鐵礦和黃銅礦的硫同位素集中于-1.1‰～1.4‰(Qiu et al.,2017a)，陶錫湖錫礦脈狀錫石-硫化物型礦石中黃鐵礦和黃銅礦硫同位素分布集中于0.1‰～2.1‰(Yan et al., 2017)，三角窩錫礦脈狀錫石-硫化物型礦石中黃鐵礦和黃銅礦硫同位素分布集中于-1.6‰～1.0‰(Yan et al.,2018)。可見，金坑礦區(qū)硫化物硫同位素組成變化范圍明顯較大，可能與多期熱液活動(dòng)疊加有關(guān)。因此，本文認(rèn)為金坑礦區(qū)銅礦化事件的發(fā)生可能與晚侏羅世～150 Ma 巖漿事件有關(guān)。

最新研究認(rèn)為東南沿海大陸邊緣成礦作用可劃分為3 期：①中晚侏羅世（170～150 Ma）斑巖Cu-Au/Cu-Mo 成礦作用，②早白堊世（145～135 Ma）Sn-W/Sn-Pb-Zn 成礦作用，如粵東沿海早白堊世錫鎢成礦帶，③晚白堊世（120～80 Ma）斑巖-淺成低溫?zé)嵋恒~-金多金屬礦，不同期成礦事件在空間上互相疊加(劉鵬等, 2021)。其中，中晚侏羅世斑巖Cu-Au/Cu-Mo成礦作用多被認(rèn)為與古太平洋板塊低角度俯沖有關(guān)(Mao et al., 2021)。隨著Izanagi 板塊俯沖方向與角度的變化，導(dǎo)致板片斷裂拆沉或出現(xiàn)板片窗，引發(fā)板內(nèi)伸展，造成軟流圈地幔上涌，玄武質(zhì)巖漿底侵地殼造成地殼熔融，形成的長英質(zhì)巖漿后與一定比例地幔物質(zhì)混合，沿構(gòu)造帶上侵，并形成大量的流紋質(zhì)巖石和花崗質(zhì)巖石(江丞曜等, 2021)。在此背景下，金坑礦區(qū)～150 Ma 花崗質(zhì)巖漿的侵位，隨著侵位高度增加，巖漿出溶流體內(nèi)壓力超過了上覆圍巖的抗張強(qiáng)度和靜巖壓力之和，發(fā)生隱爆作用，并有成礦元素的富集成礦，此期硫化物硫同位素組成與早期火山碎屑巖及變質(zhì)熱液階段硫化物同位素明顯較高（3.69‰～4.32‰），指示兩者成礦物質(zhì)來源存在明顯差別?？紤]到區(qū)域銅多金屬成礦事件的發(fā)生，礦區(qū)花崗閃長巖具有較高的Cu 含量(江丞曜等, 2021)，并且粵東地區(qū)發(fā)育多個(gè)銅多金屬礦床（王小雨等, 2016; 劉鵬, 2018; Jia et al., 2019），多個(gè)錫多金屬礦床中也普遍發(fā)育黃銅礦(王曉虎等,2020)。因此，在蓮花山斷裂帶聚焦錫礦找礦的同時(shí)，也應(yīng)重視區(qū)內(nèi)銅多金屬礦的調(diào)查和勘查，以期實(shí)現(xiàn)找礦更大突破。

6 結(jié) 論

金坑錫銅多金屬礦位于廣東蓮花山斷裂帶北東段，關(guān)于該礦床的成因機(jī)制一直存在較大爭議。筆者在巖芯編錄與巖相學(xué)觀察基礎(chǔ)上，通過年代學(xué)及硫化物原位硫同位素研究，獲得如下認(rèn)識(shí)：

（1）首次在鉆孔中發(fā)現(xiàn)熱液隱爆角礫巖，角礫巖發(fā)育處存在明顯的銅富集。熱液隱爆角礫巖中細(xì)?；◢弾r角礫鋯石U-Pb 年代學(xué)分析結(jié)果顯示，金坑礦床在～150 Ma發(fā)生了銅礦化事件。

（2）詳細(xì)劃分了金坑礦床熱液演化階段，第一階段，動(dòng)力變質(zhì)前火山沉積階段，發(fā)育沉積黃鐵礦，黃鐵礦δ34S 值為-0.65‰～1.11‰（n=5）；第二階段，成礦前動(dòng)力變質(zhì)階段，形成了石英-黑云母-石榴子石-黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦型礦石，黃鐵礦δ34S 為1.30‰～1.93‰（n=5），與Py-Ⅱ共生黃銅礦δ34S 值為1.42‰～1.87‰（n=16）；第三階段，熱液隱爆角礫巖發(fā)育，形成黃銅礦-石英-綠泥石角礫型礦石，黃銅礦δ34S 值為3.69‰～4.32‰（n=4）；第四階段，石英-方解石-硫化物階段，穿切熱液隱爆角礫巖型礦石，黃鐵礦δ34S 值為-4.87‰（n=1），黃銅礦δ34S 值為-3.07‰（n=1）?？梢姴煌傻V階段硫同位素組成有顯著差別。

（3）金坑礦床至少存在兩期巖漿成礦事件和熱液活動(dòng)的疊加，其中～150 Ma 殼幔混合來源花崗質(zhì)巖漿可能是觸發(fā)礦區(qū)銅礦化的重要巖漿事件。

致 謝野外考察過程中得到了廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì)朱佩云、劉國炳的大力協(xié)助，成文過程中成都理工大學(xué)劉永強(qiáng)、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）梁瓊文協(xié)助修繪了部分圖件，成都理工大學(xué)王虎博士協(xié)助完成了實(shí)驗(yàn)測試，趙正研究員和秦錦華副研究員為本文的修改提出了寶貴修改意見，在此一并表示真誠謝意!