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铜(铅锌)、钨成矿岩浆岩通常表现出显著差异的岩石成因(徐克勤等, 1982)及地球化学特征(Blevin and Chappell, 1995),铜(铅锌)成矿岩浆岩往往与弱分异、高氧逸度的I型花岗岩有关(Yang et al., 2019;孔志岗等, 2023);而钨成矿岩浆岩通常具有更高的演化程度和更大的氧逸度范围(Middelaar et al., 1990; Cheng et al., 2018;孔志岗, 2020)。江南钨矿带是近年来在中国东部发现的一个以钨多金属矿床为主的成矿区带,同时,该区还勘探发现了多个铜(铅锌)矿床,如德兴(Wang et al., 2015)、三堡(侯舒雅等, 2024)、兆吉口(何苗, 2012)以及塔下(位鸥祥等, 2018)等。尽管前人对江南钨矿带内钨、铜(铅锌)成矿作用从地质背景、地球化学特征、成矿年代等方面开展了大量研究工作(周洁等, 2015;毛景文等, 2020;胡正华等, 2020;吕新荷等, 2023)。然而,关于江南钨矿带内同一时空背景下钨和铜(铅锌)两大成矿系列的成因联系尚有待进一步厘定。
黄山岭-桂林郑矿床位于江南钨矿带北部的青阳钨多金属矿集区内,前期研究认为,该矿床是一个上部为铅锌(铜)矿化(中型)、下部为钨钼矿化(大型)的复合矿床(陈雪锋, 2016),铅锌(铜)、钨钼矿化分别赋存于石英闪长斑岩与奥陶系上统汤头组(黄山岭)和花岗斑岩与奥陶系下统仑山组(桂林郑)之间的矽卡岩带内。前人对该矿床的地质特征(丁宁等, 2012;黄蒙等, 2013)、成岩成矿年代(陈雪锋等, 2017)、成矿流体(任康达等, 2022)等方面开展了研究,普遍认为矿区下部的花岗斑岩是铅锌(铜)、钨钼矿化的成矿岩体(李辰等, 2015;陈雪锋, 2016)。本次工作在矿区上部铅锌(铜)矿化带中识别的石英闪长斑岩,其成因及与成矿的关系有待进一步查明。
基于此,本文聚焦于黄山岭-桂林郑矿床中发育的石英闪长斑岩和花岗斑岩体,在地质和岩相学特征观察基础上,开展锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、全岩主微量元素及Sr-Nd同位素分析,据此阐明黄山岭-桂林郑矿床的两类岩浆岩的形成年代及岩石成因;并结合江南钨矿带内典型钨、铜(铅锌)矿床的成矿岩浆岩开展对比研究,为该区钨、铜(铅锌)两套成矿系列的成因联系提供证据。
1 区域和矿区地质特征近年来,在长江中下游成矿带以南的赣北-皖南地区陆续发现了朱溪、大湖塘、逍遥、高家塝、桂林郑等多个大型-超大型钨-多金属矿床,已探明钨资源储量超600万吨,构成世界第一大钨成矿带,称之为江南钨矿带(Mao et al., 2017)。该成矿带自西向东依次划分为大湖塘、阳储岭、朱溪、东源、逍遥、竹溪岭和青阳等钨多金属矿集区(张达玉等, 2017),具有与长江中下游成矿带平行展布的特点(图1a)。江南钨矿带内主要出露中元古代至早中生代地层,由中-新元古代浅变质基底、震旦系—下三叠统海相沉积盖层、上三叠统—白垩系陆相地层及第四系堆积物组成(Ye et al., 2007; Zhao et al., 2011)。带内岩浆岩分布广泛,主要发育晋宁期(830~760 Ma)和燕山期(155~125 Ma)两期中酸性岩浆岩(薛怀民等, 2010;陈雪霏等, 2013),其中,燕山期岩浆活动与区内的钨-多金属矿床具有密切的成因联系,与成矿相关的侵入岩岩性主要为黑云母(二长)花岗岩和花岗闪长(斑)岩,带内钨多金属矿床可大致分为150~135 Ma(主成矿期)和130~125 Ma两期成矿(毛景文等,2020)。
黄山岭-桂林郑矿区位于江南钨矿带北端青阳钨-多金属矿集区的西南部,介于谭山岩体和青阳-九华山岩体之间(图1a)。矿区主要出露奥陶系和志留系(图1b),其中,奥陶系从仑山组(O1l)至五峰组(O3w)出露齐全,岩性以碳酸盐岩为主,志留系主要为高家边组(S1g)砂质、粉砂质页岩,与奥陶系五峰组页岩呈整合接触。矿区主要受NNE向黄山岭背斜控制,发育了2条NNE走向、近平行的正断层(Fl和F2),均发生明显的左行走滑(图1b)。矿区岩浆岩主要为隐伏的花岗斑岩体,侵位于黄山岭背斜南东翼仑山组下段地层中。
勘探资料显示,黄山岭-桂林郑矿床累计探明Pb金属量16.77万吨、Zn金属量6.14万吨(合肥工业大学,2023),W金属量4.42万吨、Mo金属量15.16万吨(张达玉等, 2017),另伴生有Cu、Ag、Fe等金属资源。矿床上部铅锌(铜)矿体主要赋存于奥陶系汤头组和志留系高家边组之间的层控矽卡岩带中,与石英闪长斑岩关系密切(图2a),发育矽卡岩型和方解石脉型铅锌(铜)矿石,近岩体侧矽卡岩矿物以石榴子石、透辉石为主,远端过渡为硅灰石、方解石等矿物。矿床下部钨钼矿体主要赋存于奥陶系仑山组白云质灰岩与花岗斑岩体接触交代形成的矽卡岩带内(图1c),发育浸染状和条带状含磁铁矿富钼白钨矿矿石,矽卡岩矿物组合以石榴子石-透辉石为主体,局部见硅镁石、橄榄石、萤石和硬石膏等。
2 采样与测试方法本次研究对黄山岭-桂林郑矿床的代表性勘探线开展了详细岩相学观察,在上部铅锌(铜)矿化矽卡岩带内发现的石英闪长斑岩脉,在不同钻孔中出现的岩脉厚度为1~6 m,岩体内部可见黄铁矿等金属矿物细脉。石英闪长斑岩呈浅灰色,斑状结构(图2b),块状构造,斑晶主要由斜长石(~30%)、角闪石(~10%)、石英(~5%)等组成,可见磁铁矿、磷灰石、锆石等副矿物(图2c)。斜长石斑晶呈半自形板柱状,聚片双晶发育,粒径为2~5 mm;角闪石斑晶多呈不规则六边形,粒径为0.5~2 mm,部分斜长石和角闪石被绢云母交代(图2c、d);石英斑晶多呈他形粒状,粒径约为0.4 mm;基质为隐晶质,约占55%,主要由长英质矿物组成。钻孔深部发育与钨钼成矿相关的花岗斑岩体,岩石呈淡肉红色(图2e),似斑状结构,块状构造,主要由钾长石(~35%)、石英(~30%)组成(图2f、g),次为斜长石(~10%)、黑云母(<5%);基质主要为长英质矿物微晶,约占20%;可见磁铁矿、榍石、锆石等副矿物(图2g)。
本次研究对黄山岭-桂林郑矿区上部的石英闪长斑岩和下部的花岗斑岩分别进行了钻孔岩芯采样(图2a),采样过程中尽量采集蚀变和风化程度较弱的样品,在岩相学观察基础上,进一步挑选新鲜且具有代表性的样品开展锆石U-Pb同位素定年(1件石英闪长斑岩、1件花岗斑岩样品)、全岩主微量元素及Sr-Nd同位素(5件石英闪长斑岩、3件花岗斑岩样品)分析。分析测试方法如下:
2.1锆石U-Pb测年分析方法
本次用于测年的锆石样品制备和阴极发光实验在南京宏创地质勘查技术服务有限公司实验室完成。首先在显微镜下挑选出晶型完好、粒径>50 μm的锆石单矿物颗粒,并用镊子将其整齐排放于模具底部,在模具内注入环氧树脂,抽完真空后放入50℃烘箱中凝固24 h,待环氧树脂充分固化后脱模,依次用600目、2000目、5000目的砂纸打磨树脂靶,待矿物颗粒裸露表面后用0.5 μm金刚石悬浮液抛光,去除划痕,经超声波清洗后装入专用靶盒中。CL图像使用配有CL探测器的Tescan MIRA3 LM仪器获得。分析前先用超声波清洗树脂靶,然后涂碳,加速电压和电流分别设置为7 kV和1.2 nA。每幅CL图像通过80 s累积采集,与周围图像共享约15%的重叠区域,保证全景图完整拼接。
锆石U-Pb同位素测年分析在合肥工业大学资源与环境工程学院LA-ICP-MS实验室完成。分析仪器为Analyte HE 193 nm气态准分子激光剥蚀系统(LA)和Agilent 7900电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气作补偿气,2种气体在进入ICP之前先通过一个T型接头完成混合,束斑直径为32 µm。每个时间分辨分析数据包括大约20s的空白信号和40~50 s的样品信号。分析数据的离线处理(对样品和空白信号的选择、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算等)采用软件ICPMSDataCal (Liu et al., 2008)完成,详细的仪器操作条件、数据校正处理及协和图作图方法同宁思远等(2017)。
2.2全岩主量、微量元素分析方法全岩主量、微量元素的测试分析工作在澳实矿物测试有限公司(广州)完成。相关分析测试步骤如下:主量元素分析采用XRF方法(X荧光光谱法),将代表性样品磨至200目,取样品0.9 g,煅烧后加入9.0 g的Li2B4O7-LiBO2助熔物,充分混合后放置在自动熔炼仪中,使之在100~1050℃下熔融,熔融物倒出后形成扁平的玻璃片,再用XRF荧光光谱仪进行分析,分析精度优于5%。微量元素分析采用ICP-MS方法,首先取200目的样品0.2 g,加入到含0.9 g的LiBO2熔剂中,混合均匀后在1000℃的熔炉中熔化;待溶液冷却,溶解于100 mL 4%的硝酸盐中;最后用等离子质谱仪ICP-MS分析,测试精度为5%~10%。主、微量元素分析的详细方法参见文献(Fu et al., 2020; Jiang et al., 2021)。
2.3全岩Sr-Nd同位素分析方法全岩Sr-Nd同位素组成分析在中国地质调查局天津地质调查中心实验室完成。准确称取0.1 g样品于聚四氟乙烯溶样罐中,加入2.5 mL HF、0.5 mL HNO3、0.015 mL HClO4置于150℃的电热板上保温1周用于溶解样品。采用AG50W×12强酸性阳离子交换树脂和P507树脂分离提纯Sr和Nd,使用Triton型热电离质谱仪(TIMS)(Thermo Electon公司)测定Sr和Nd同位素比值,以88Sr/86Sr=8.375 209和146Nd/144Nd=0.7219分别对Sr和Nd进行质量分馏校正。国际标样SRM987和Jndi-1用于监测仪器状态,其中,SRM987测定结果为87Sr/86Sr=0.710 247±0.000 008(2σ);Jndi-1测定结果为143Nd/144Nd=0.512 115±0.000 006(2σ)。实验过程使用国际标准岩石样品BCR-2(玄武岩)监测分离流程,测定结果:87Sr/86Sr=0.705 022±0.000 014(2σ),143Nd/144Nd=0.512 651±0.000 006(2σ)。详细的分析流程参考相关文献(刘文刚等, 2017)。
3 分析结果3.1锆石U-Pb同位素定年黄山岭-桂林郑矿床中石英闪长斑岩(样品4107-624)和花岗斑岩(样品5705-809)的锆石多呈自形-半自形短柱状,长度为100~200 μm,长宽比在1∶1~3∶1之间,阴极发光(CL)图像显示锆石明暗变化较大,少数存在继承锆石核,表面溶蚀现象明显,具有清晰的岩浆震荡韵律环带(图3a、c)。锆石U-Pb同位素测试结果见表1,石英闪长斑岩和花岗斑岩的锆石w(232Th)分别为146×10-6~485×10-6和247×10-6~1907×10-6,w(238U)分别为257×10-6~660×10-6和133×10-6~1834×10-6,Th/U比值分别为0.43~0.76和0.74~1.86,均大于0.10,指示定年锆石均为典型岩浆成因锆石(Belousova et al., 2002)。石英闪长斑岩和花岗斑岩的锆石206Pb/238U年龄变化范围分别在141.6~158.9 Ma和122.1~134.2 Ma之间,且均集中于206Pb/238U-207Pb/235U谐和线上或附近很小的区域内(图3b、d),测试束斑基本位于锆石外侧震荡环带内,因此测得年龄可代表两类岩体的结晶年龄。结果显示,黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩和下部花岗斑岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为(152.0±3.0)Ma (MSWD=0.48,n=14)和(129.2±2.6) Ma (MSWD=0.90,n=10),分别为晚侏罗世和早白垩世岩浆活动的产物。
3.2全岩地球化学3.2.1全岩主、微量元素黄山岭-桂林郑矿区中石英闪长斑岩和花岗斑岩的全岩主微量元素原始测试结果见表2。石英闪长斑岩样品的w(SiO2)在58.66%~64.71%之间,具有高的w(FeOT)(2.50%~6.26%)、w(Al2O3)(15.74%~16.11%)、w(CaO)(2.31%~3.49%)、w(K2O)(3.33%~6.37%)和中等w(MgO)(1.92%~2.09%),全碱含量w(K2O+Na2O)在8.17%~10.20%之间;铝过饱和度A/CNK值在0.82~0.94之间,铝碱比A/NK值在1.22~1.39之间。花岗斑岩样品的w(SiO2)为76.70%~76.94%,具有相对较低的w(FeOT)(0.67%~0.90%)、w(MgO)(0.04%~0.09%)、w(Al2O3)(12.18%~12.35%)、w(CaO)(0.46%~0.97%)和高的w(K2O)(4.69%~4.79%),全碱含量w(K2O+Na2O)在8.58%~8.80%之间,铝过饱和度A/CNK值在0.92~0.99之间,铝碱比A/NK值在1.05~1.08之间。主量元素判别图解显示,石英闪长斑岩和花岗斑岩的样品点分别落于二长岩-石英二长岩和花岗岩区域,两类岩体均具高钾、富碱、准铝质的特征(图4a~d)。
黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩样品的稀土元素总量(ΣREE)为143.18×10-6~152.42×10-6,轻重稀土元素比值(LREE/HREE)在11.70~12.55之间,(La/Yb)N=17.59~20.54,指示该岩体轻重稀土元素分馏显著;花岗斑岩样品的稀土元素总量(ΣREE=111.77×10-6~144.96×10-6)和轻重稀土元素比值(LREE/HREE=7.85~8.70)相对较低,(La/Yb)N=5.24~6.22,指示该岩体轻重稀土元素分馏程度较低。球粒陨石标准化稀土元素配分图显示,石英闪长斑岩具有轻微Eu负异常(δEu=0.82~0.90),稀土元素配分模式呈右倾平滑型(图5a);花岗斑岩的Eu负异常(δEu=0.19~0.20)显著,稀土元素配分模式呈海鸥型(图5c)。在原始地幔标准化微量元素蛛网图中,石英闪长斑岩富集La、Zr和Rb、K等大离子亲石元素,相对亏损Th、U、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素(图5b);花岗斑岩富集Rb、Th、U、La、Nd、Hf等元素,强烈亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素(图5d)。
3.2.2全岩Sr-Nd同位素黄山岭-桂林郑矿床中石英闪长斑岩和花岗斑岩的全岩Sr-Nd同位素测试结果见表2。石英闪长斑岩和花岗斑岩样品的87Rb/86Sr值分别为0.76~3.89和43.88~55.34,147Sm/144Nd值分别为0.12~0.13和0.10~0.11,根据上文锆石U-Pb测年结果,分别取152.0 Ma和129.2 Ma作为两类岩体的成岩年龄,计算得出,石英闪长斑岩的(87Sr/86Sr)i值为0.71615~0.72140,εNd(t)值为-5.38~-4.93,对应的二阶段Nd模式年龄为1369~1407 Ma;花岗斑岩的(87Sr/86Sr)i值为0.70485~0.71431,εNd(t)值为-5.94~-5.75,对应的二阶段Nd模式年龄为1419~1434 Ma。
4 讨 论4.1岩浆岩成岩年代本次研究获得黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩和下部花岗斑岩的成岩年龄分别为(152.0±3.0) Ma和(129.2±2.6) Ma,成岩时代相差超20 Ma,分别为燕山期晚侏罗世和早白垩世岩浆活动的产物。张达玉等(2017)研究指出,青阳矿集区钨成矿岩浆岩的成岩时代大致分为早(146~135 Ma)、晚(134~126 Ma)两期,早期钨成矿岩体呈中酸性,矿化广泛分布于青阳岩体周边,晚期钨成矿岩体呈酸性,矿化零星分布于九华山岩体边部及外围。黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩的成岩时代早于矿集区内钨成矿岩体,而下部花岗斑岩则对应矿集区内的晚期钨成矿岩体。
江南钨矿带内金属矿产类型多样,基于主要成矿元素组合的差异,可将带内矿床大致划分为钨-(钼、铜、铷-锡等关键金属)和铜(铅锌)两大成矿系统,区内燕山期典型钨-多金属和铜-多金属矿床的成矿岩体形成时代统计(表3)显示,江南钨矿带燕山期成岩成矿时代主要集中于178~124 Ma,其中与铜-多金属矿床相关的成矿岩体形成时代为178~136 Ma,与钨-多金属矿床相关的成矿岩体形成时代为155~124 Ma(图6)。黄山岭-桂林郑矿床中上部与铅锌(铜)矿体相关的石英闪长斑岩对应江南钨矿带内早期(178~136 Ma)的铜-多金属成矿岩体,下部与钨钼矿体相关的花岗斑岩对应晚期(155~124 Ma)的钨-多金属成矿岩体。
4.2岩浆岩成因4.2.1岩石类型黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩富角闪石(图2b、d),未见堇青石、白云母等富铝质矿物;全岩主量元素显示其为准铝质、富钾花岗质岩石(图4b、d),具有较高的w(Na2O)(均值4.15%)和较低的固结指数(SI=10.78~14.88)及分异指数(DI=68.34~76.30),指示该岩体为I型花岗岩(Chappell et al., 1992;罗超, 2021),且在w(Na2O+K2O)/w(CaO)-w(Zr+Nb+Ce+Y)图解和w(Zr)-10000Ga/Al图解(图7a)中石英闪长斑岩样品点也落于I型花岗岩区域(图7b)。此外,石英闪长斑岩具有高的w(Sr)(277×10-6~520×10-6,均值412×10-6)和w(Ba)(750×10-6~1335×10-6)及低的w(Y)(14.1×10-6~16.0×10-6)和w(Yb)(1.12×10-6~1.24×10-6)等特征,在Sr/Y-w(Y)图解(图7c)和(La/Yb)N-(Yb)N(图7d)图解中多落点于埃达克岩区域,指示该岩体具有埃达克岩的地球化学特点(Defant et al., 1990;张旗, 2008)。
前人研究认为,黄山岭-桂林郑矿床下部花岗斑岩为高分异A1型花岗岩(陈雪锋等, 2017)。本文进一步对花岗斑岩的全岩地球化学数据分析显示该岩体应为高分异I型花岗岩,主要依据包括:①花岗斑岩的全岩锆石饱和温度(TZr)在694~782℃之间(均值736 ℃),形成温度与高分异I型花岗岩相似(均值764 ℃,King et al., 1997),明显不同于典型A型花岗岩(均值>833 ℃,刘昌实等, 2003);②花岗斑岩具有较低ΣREE值(均值141.80×10-6)和w(FeOT)(均值0.87%),区别于典型A型花岗岩(国内ΣREE均值为219.03×10-6,吴锁平等, 2007;FeOT>1%,王强等, 2000);③花岗斑岩在w((Na2O+K2O)/w(CaO)-w(Zr+Nb+Ce+Y)图解(图7a)和w(Zr)-10000Ga/Al图解(图7b)中投点于高分异I/S型花岗岩;④花岗斑岩为准铝质岩体,具有极低w(P2O5)(≤0.01%)和较高w(Na2O)(均值3.90%),与典型高分异S型花岗岩(w(P2O5)>0.1%,李献华等, 2007;w(Na2O)均值为2.81%,雷丁尔, 2016)显著不同;⑤花岗斑岩的全岩主微量元素特征与江南钨矿带内同期的高分异I型花岗岩(百丈岩细粒花岗岩;雷丁尔, 2016)相似,明显区别于同期的高分异A型(长岭尖花岗斑岩;张飞等, 2023)和S型(东坪黑云母花岗岩;胡正华等, 2018)花岗岩(图4a~d、图5a~d、图7a~d)。
4.2.2岩浆源区及演化黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩具有低分异指数和微弱Eu负异常、轻微亏损P、Ti等元素(图5b),(Dy/Yb)N-w(SiO2)和w(Y)-w(SiO2)均呈正相关关系(图8a、b),指示其岩浆演化过程中经历了少量长石、钛铁矿、磷灰石和石榴子石、单斜辉石等矿物的分离结晶。与石英闪长斑岩相比,下部花岗斑岩具有较低Mg#值(6.39~19.21),强烈亏损Ba、Eu、Sr、P、Ti等元素(图5d),(Dy/Yb)N-w(SiO2)和w(Y)-w(SiO2)均呈负相关关系(图8a、b),指示其岩浆上升过程中发生显著的长石、磷灰石、钛铁矿及镁铁质矿物(黑云母、角闪石等)的分离结晶。
Sr-Nd同位素可有效示踪岩浆岩源区性质(沈渭洲等, 1999)。岩浆演化过程中由于Sr同位素易受结晶分异、围岩混染及后期热液蚀变等因素影响,使得测试数据分散、难以准确示踪源区(Romer et al., 2012;何俊等,2018;周红智等,2019);相比之下,Sm、Nd体系在流体作用过程中仍能保持相对稳定(Allegre et al., 1980;金章东等, 2002),本文主要依据岩体的全岩Nd同位素组成,并结合其主量、微量元素特征,对岩体的岩浆源区进行约束。黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的Sr-Nd同位素数据点均落于江南造山带地壳区域内(图9a),二阶段Nd模式年龄均接近上溪群的TDM2值(~1400 Ma,Chen et al., 1998),ɛNd(t)值多投点于上溪群区域内(图9b),指示两者的初始熔体可能均受到上溪群基底重熔的影响(袁峰等, 2006;傅仲阳等, 2019)。相比花岗斑岩,石英闪长斑岩的ɛNd(t)值偏离上地壳区域,TDM2值相对较低,指示其初始熔体混合了部分幔源组分(范羽等, 2016;孔志岗, 2020)。岩浆源区判别图解显示,石英闪长斑岩和花岗斑岩分别投点于角闪岩熔体区域和变泥岩-变杂砂岩熔体区域(图9c、d),两类岩体均具有高的Th/Yb比值,明显高于软流圈地幔来源的岩石(图9e),指示两类岩体的岩浆源区具有显著差异。
黄山岭-桂林郑矿床上部的石英闪长斑岩具有埃达克岩的地球化学特点,轻重稀土元素分馏明显(图5a),富集LREE,亏损HREE,具有富Sr贫Y、Yb,(Gd/Yb)N值(2.79~3.26)及(La/Yb)N值较高的特征,指示源区有石榴子石(>40 km)残留(Mckenzie et al., 1991;张旗等, 2006)。在Th/Nb-TiO2/Yb图解(图9f)中,石英闪长斑岩投点于俯冲改造岩石圈区域内,Th/Nb值高于下地壳均值,指示其初始熔体与俯冲流体改造的岩石圈地幔相关。此外,石英闪长斑岩具有高Mg#值(36.16~59.83)、w(Cr)(32×10-6~37×10-6)、w(Ni)(9.6×10-6~13.7×10-6),相对富钾(w(K2O)/w(Na2O)比值均值1.27),锶钕同位素组成与MORB区域差异显著等特征,综上所述,指示石英闪长斑岩熔体是拆沉下地壳部分熔融的产物(Martin et al., 2005)。
黄山岭-桂林郑矿床下部的花岗斑岩富集LREE和Rb、Th、U、Hf等元素,相对亏损HREE和Ba、Sr、P、Ti等元素(图5c、d),与壳源岩浆岩特征相似(Konishi et al., 2009);与上部石英闪长斑岩相比,该岩体具有较低的Mg#及w(Cr)(11×10-6~16×10-6)、w(Ni)(0.8×10-6~1.4×10-6),指示其形成无显著幔源物质加入;此外,该岩体的w(MgO)极低,Eu负异常明显,具有低w(Sr)高w(Y)、w(Yb),(Gd/Yb)N值(0.31~0.51)和(Dy/Yb)N值(0.38~0.59)较低的特征,指示其源区以斜长石残留为主(˂30 km,吴福元等, 2007)。以上特征指示花岗斑岩熔体是上溪群变火成岩部分熔融的产物。
综上,黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩和下部花岗斑岩为“不同期不同源”的两类岩体,早期的石英闪长斑岩为弱分异I型花岗岩,具有埃达克质岩的地球化学特征,初始熔体主要源于拆沉下地壳的部分熔融并混合了部分经早期俯冲流体改造的岩石圈地幔组分,岩浆上升侵位过程中受到地壳围岩物质的混染;晚期的花岗斑岩为高分异I型花岗岩,初始熔体来源于中上地壳上溪群变火成岩的部分熔融。
4.3岩浆岩成矿专属性江南钨矿带内钨、铜两类多金属矿床的成矿岩浆岩呈铜早(178~136 Ma)、钨晚(155~124 Ma)的特点(图6),本次工作在对黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩成矿专属性的研究基础上,结合江南钨矿带内典型钨矿床(阳储岭、竹溪岭、桂林郑、百丈岩)和铜(铅锌)矿床(德兴、三堡、黄山岭)的成矿岩浆岩研究成果,对江南钨矿带内钨和铜(铅锌)两大成矿系列的岩浆岩成矿专属性开展对比分析如下:
岩石类型:江南钨矿带内燕山期铜多金属成矿岩体的岩性多为花岗闪长(斑)岩,属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性-钾玄质系列的I型花岗岩(图4b、d),且多具有埃达克质岩的地球化学特征(表3,图7c、d);而钨多金属成矿岩体的岩性多为花岗闪长(斑)岩和花岗岩,属于准铝质-过铝质、钙碱性-高钾钙碱性系列的I/S型花岗岩(图4b、d)。与钨多金属成矿岩体相比,铜多金属成矿岩体普遍具有较低的分异指数(图10a)、Rb/Sr比值及较高的Zr/Hf比值(表5),指示铜多金属成矿岩体的演化程度低于钨多金属成矿岩体。
岩浆源区:江南钨矿带内铜(铅锌)成矿岩体的εNd(t)值明显高于钨成矿岩体(表5),在岩体源区判别图解中,铜(铅锌)成矿岩体大多投点于角闪岩熔体区域内(图9c、d),靠近俯冲改造岩石圈范围(图9f);钨成矿岩体大多投点于变杂砂岩熔体范围内(图9c、d),远离幔源熔体区域(图9e、f),以上特征指示江南钨矿带内钨成矿岩体的岩浆源区主要为壳源,而铜(铅锌)成矿岩体的岩浆源区存在相对更多的亏损幔源物质加入。
成岩温度:锆石饱和温度与液相线温度相近,可近似代表岩浆温度(Ferreira et al., 2003)。本文采用Loucks等(2020)提出的锆石结晶温度和氧逸度计算方法,结合模拟软件(Li et al., 2019),对两类岩体的锆石数据进行分析。结果显示,黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩和下部花岗斑岩的锆石Ti饱和温度分别为775~847 ℃和781~932 ℃。统计显示,江南钨矿带内铜(铅锌)成矿岩体的成岩温度相对集中,且总体低于钨成矿岩体(图10b)。
氧逸度:锆石中的Ce4+可与Zr4+类质同象替代,且Ce4+/Ce3+值与岩浆氧逸度呈正相关关系(Ballard et al., 2002),因此锆石的Ce4+/Ce3+值常用作岩浆氧化状态的指标(Lu et al., 2016);此外,考虑到晶格应变模型的偏差影响,锆石的绝对氧逸度logf(O2)也被广泛使用(Loucks et al., 2020)。计算得出,黄山岭-桂林郑矿床上部石英闪长斑岩和下部花岗斑岩的锆石Ce4+/Ce3+值分别为73~250和2~313,logf(O2)值分别为-13.7~-12.1和-11.9~-8.5,在logf(O2)-TTi图解中均分布于NNO与MH之间(图10c),指示两类岩体均为高氧逸度岩浆岩。统计显示,江南钨矿带内铜(铅锌)成矿岩体的锆石Ce4+/Ce3+值和logf(O2)值相对集中,总体高于钨成矿岩体(表5,图10c),指示区内铜(铅锌)成矿岩浆具有更高的氧逸度。
含水性:富水熔体中结晶的锆石具较高的Eu/Eu*(>0.3)值和104×(Eu/Eu*)/Y(>1)比值,且w(Y)大多低于1000×10-6(Dilles et al., 2015; Lu et al., 2016)。黄山岭-桂林郑矿床中石英闪长斑岩和花岗斑岩的锆石Eu/Eu*值分别为0.55~76和0.15~0.24,104×(Eu/Eu*)/Y比值分别为3.73~9.16和0.59~1.63,表明石英闪长斑岩熔体具有更高水含量。统计显示,江南钨矿带内铜(铅锌)成矿岩体的锆石w(Y)普遍低于1000×10-6(图10 d),Eu/Eu*值和104×(Eu/Eu*)/Y值普遍高于钨成矿岩体(表5),指示江南钨矿带内铜(铅锌)成矿岩体含水量高于钨成矿岩体。
氟含量:富F挥发分更有利于形成大型钨矿床,而富Cl挥发分则更有利于形成铜、铁矿床(Einaudi et al., 1981;聂利青, 2019);花岗质岩体中锆石的高Y/Ho比值与熔体中的F浓度呈正相关(Bau et al., 1995; Veksler et al., 2005)。黄山岭-桂林郑矿床中石英闪长斑岩和花岗斑岩的锆石Y/Ho比值分别为27.59~32.15和24.79~36.06,表明石英闪长斑岩熔体中F含量低于花岗斑岩,这与全岩主微量元素含量测试结果一致(表2)。统计显示,江南钨矿带内铜(铅锌)成矿岩体的锆石Y/Ho比值普遍低于钨成矿岩体(图10 d),指示区内铜(铅锌)成矿岩体的F含量低于钨成矿岩体。
综上,江南钨矿带内早期(178~136 Ma)铜(铅锌)成矿岩体为低硅富铝、具埃达克质岩特征的弱分异I型花岗岩,初始熔体主要来自壳幔混合的岩浆源区,通常具有较高的氧逸度和水含量,较低的成岩温度和氟含量等专属性特征;成矿带内晚期(155~124 Ma)的钨成矿岩体多为高硅富碱、中-高分异的I/S型花岗岩,初始熔体主要来自地壳基底的部分熔融,通常具有较低的氧逸度和水含量、较高的成岩温度和氟含量等成矿专属性。
5 结 论黄山岭-桂林郑矿区石英闪长斑岩和花岗斑岩的锆石U-Pb同位素加权平均年龄分别为(152.0±3.0) Ma (MSWD=0.48,n=14)和(129.2±2.6) Ma (MSWD=0.90,n=10),两类岩体成岩年龄相差超20 Ma,分别是燕山期晚侏罗世和早白垩世岩浆活动的产物。
黄山岭-桂林郑矿区的石英闪长斑岩具有低硅富碱、高铁贫镁的特征,属于钾玄岩系列准铝质的弱分异I型花岗岩,地球化学特征与埃达克质岩相似,初始熔体主要源于拆沉下地壳的部分熔融并混合了部分经早期俯冲流体改造的岩石圈地幔组分,岩浆上升侵位过程中受到地壳围岩物质混染。花岗斑岩具有高硅低铁、富碱贫磷的特征,属于高钾钙碱性系列准铝质的高分异I型花岗岩,初始熔体源于上溪群变火成岩的部分熔融。
江南钨矿带内早期(178~136 Ma)铜(铅锌)成矿岩体和晚期(155~124 Ma)钨成矿岩体分别为来自壳幔混合源区的I型花岗岩和以壳源物质为主的I/S型花岗岩,铜(铅锌)成矿岩体往往具有更低的演化程度、成岩温度和F含量,以及更高的氧逸度和水含量等成矿专属性指标。
致 谢本文在野外地质调查过程中得到了安徽省地质矿产勘查局324地质队熊珍银工程师的协助;岩石薄片磨制和锆石定年过程中得到了合肥工业大学陈彤老师和李全忠老师的指导和帮助;Sr-Nd同位素测试得到了中国地质调查局天津地质调查中心张永高级工程师的指导和帮助;在此一并致以衷心的感谢!
图1 江南钨矿带区域地质图(a,据毛志昊, 2016修改)、黄山岭-桂林郑矿床地质图(b)及41线钻孔剖面图(c,据陈雪锋等, 2017修改)Fig. 1 Regional geological map of the Jiangnan Tungsten Belt (a, modified after Mao, 2016),
geological map (b) and section atexploration line No.41 (c) of the Huangshanling-Guilinzheng deposit (modified after Chen et al., 2017)
图2 黄山岭-桂林郑矿床ZK4107钻孔柱状图(a)及岩浆岩岩相学特征(b~g)a. ZK4107钻孔柱状图;b. 石英闪长斑岩手标本;c. 斑状结构(石英闪长斑岩);d. 绢云母化(石英闪长斑岩);e. 花岗斑岩手标本;f 正条纹结构(花岗斑岩);g. 似斑状结构(花岗斑岩)Bt—黑云母;Kfs—钾长石;Qtz—石英;Pl—斜长石;Amp—角闪石;Ap—磷灰石;Mt—磁铁矿;Spn—榍石;Ser—绢云母Fig. 2 Columnar diagram of the drill hole ZK4107 (a) and petrographic photos of magmatic rocks (b~g) from the Huangshanling-Guilinzheng deposita. Columnar diagramof drill hole ZK4107; b. Quartz diorite porphyry hand specimen; c. Porphyritic texture (quartz diorite porphyry); d. Sericitization (quartz diorite porphyry); e. Granite porphyry hand specimen; f. Positive stripe structure (granite porphyry); g. Porphyritic-like texture(granite porphyry)Bt—Biotite; Kfs—Potassium feldspar; Qtz—Quartz; Pl—Plagioclase; Amp—Amphibole; Ap—Apatite; Mt—Magnetite; Spn—Sphene; Ser—Sericite
图3 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩(样品编号4107-624)和花岗斑岩(样品编号5705-809)的锆石阴极发光图像(a、c)及U-Pb谐和图(b、d)Fig. 3 The CL images of zircon with analytical locations (a, c) and diagrams of U-Pb concordia age of quartz
diorite porphyry(b, sample No.4107-624) and granite porphyry (d, sample No.5705-809) from the Huangshanling-Guilinzheng deposit表1 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果Table 1 LA-ICP-MS U-Pb isotopic dating results of zircons in quartz diorite porphyry and granite porphyry from the Huangshanling-Guilinzheng deposit测点号 w(B)/10-6 Th/U 同位素比值及误差 年龄及误差/Ma Pb 232Th 238U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ
207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 4107-624 石英闪长斑岩 1 15.9 188 320 0.59 0.0513 0.0020 0.1551 0.0065 0.0225 0.0007 253.8 86.1 146.4 5.7 143.7 4.4 2 20.2 217 420 0.52 0.0519 0.0021 0.1671 0.0071 0.0238 0.0008 283.4 92.6 156.9 6.2 151.8 4.9 3 36.5 485 636 0.76 0.0509 0.0018 0.1579 0.0060 0.0232 0.0008 235.3 81.5 148.9 5.3 147.6 5.1 4 28.0 310 594 0.52 0.0470 0.0016 0.1579 0.0061 0.0250 0.0008 55.7 68.5 148.9 5.3 158.9 5.2 5 18.5 218 397 0.55 0.0510 0.0018 0.1571 0.0059 0.0230 0.0007 239.0 76.8 148.1 5.2 146.9 4.4 6 34.1 443 660 0.67 0.0528 0.0019 0.1674 0.0065 0.0237 0.0008 320.4 115.7 157.1 5.6 150.8 5.3 7 16.1 185 316 0.58 0.0504 0.0022 0.1613 0.0079 0.0239 0.0009 216.7 106.5 151.9 6.9 152.5 5.8 8 24.4 313 473 0.66 0.0540 0.0024 0.1615 0.0077 0.0222 0.0008 368.6 106.5 152.0 6.7 141.6 4.9 9 14.6 168 257 0.65 0.0500 0.0018 0.1694 0.0066 0.0248 0.0006 194.5 85.2 158.9 5.7 158.1 3.8 10 17.6 171 397 0.43 0.0491 0.0020 0.1656 0.0072 0.0248 0.0007 153.8 100.9 155.6 6.3 158.2 4.4 11 18.1 184 384 0.48 0.0509 0.0017 0.1659 0.0058 0.0241 0.0007 235.3 84.2 155.9 5.1 153.7 4.3 12 20.1 268 398 0.67 0.0500 0.0019 0.1605 0.0060 0.0238 0.0006 194.5 88.9 151.2 5.2 151.3 3.5 13 18.9 238 368 0.65 0.0502 0.0019 0.1632 0.0056 0.0243 0.0006 205.6 88.9 153.5 4.9 154.7 4.1 14 14.2 146 305 0.48 0.0481 0.0022 0.1584 0.0079 0.0247 0.0011 101.9 107.4 149.3 6.9 157.3 6.8 5705-809 花岗斑岩 1 16.4 269 321 0.84 0.0510 0.0023 0.1293 0.0061 0.0191 0.0007 242.7 71.3 123.5 5.5 122.1 4.4 2 12.6 247 133 1.86 0.0543 0.0056 0.1458 0.0126 0.0203 0.0008 383.4 205.5 138.2 11.1 129.4 5.0 3 46.2 900 733 1.23 0.0501 0.0015 0.1355 0.0050 0.0202 0.0007 198.2 104.6 129.0 4.5 128.9 4.4 4 29.0 490 565 0.87 0.0497 0.0016 0.1378 0.0045 0.0205 0.0006 189.0 75.9 131.1 4.0 131.0 3.6 5 66.7 1034 1392 0.74 0.0472 0.0012 0.1255 0.0045 0.0195 0.0007 61.2 139.8 120.0 4.0 124.3 4.3 6 30.2 486 589 0.82 0.0459 0.0015 0.1312 0.0048 0.0210 0.0006 245.0 100.0 125.2 4.3 134.2 3.6 7 51.1 875 916 0.96 0.0488 0.0017 0.1358 0.0046 0.0207 0.0006 200.1 79.6 129.3 4.1 132.3 3.9 8 60.4 981 1082 0.91 0.0512 0.0022 0.1420 0.0057 0.0210 0.0010 250.1 101.8 134.8 5.0 134.0 6.0 9 92.0 1552 1792 0.87 0.0479 0.0012 0.1275 0.0035 0.0197 0.0006 94.5 61.1 121.8 3.2 125.8 3.8 10 103.0 1907 1834 1.04 0.0499 0.0018 0.1374 0.0049 0.0203 0.0006 190.8 83.3 130.7 4.4 129.4 3.9
图5 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的球粒陨石标准化稀土元素配分图 (a、c)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b、d) (标准化值据Sun et al., 1989)(数据来源同图4)Fig. 5 Chondrite-normalized rare earth element patterns (a, c) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b, d) for quartz diorite porphyry and granite porphyry from the Huangshanling-Guilinzheng deposit (normalization values afterSun et al., 1989)(Data are the same withFig.4)表2 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的全岩主量(w(B)/%)、微量元素(w(B)/10-6)和Sr-Nd同位素分析结果Table 2 Whole-rock major(w(B)/%), trace element(w(B)/10-6) geochemistry and Sr-Nd isotope
results of quartz diorite porphyry and granite porphyry from the Huangshanling-Guilinzheng deposit组分 石英闪长斑岩 花岗斑岩 4506-248 4107-624 575-170-37 21HSL-3-1 21HSL-3-2
4107-1008 3501-1078 5705-816 *658-862 *5705-806 *4701-1017 *4701-1010 SiO2 58.66 64.71 64.09 63.29 63.09 76.70 76.94 76.91 76.82 76.18 75.85 76.34 TiO2 0.66 0.72 0.69 0.69 0.69 0.10 0.09 0.11 0.10 0.13 0.11 0.09 Al2O3 16.11 15.78 16.05 15.74 15.78 12.34 12.18 12.35 12.38 12.08 12.33 12.36 FeOT 6.26 2.50 3.26 3.46 3.75 0.68 0.67 0.9 0.86 1.11 1.04 0.81 Fe2O3 0.10 0.13 0.36 - - 0.18 0.21 0.24 0.30 0.51 - - FeO 6.17 2.34 2.80 - - 0.52 0.49 0.68 0.60 0.65 - - MnO 0.06 0.03 0.04 0.06 0.05 0.03 0.03 0.02 0.02 0.04 0.03 0.03 MgO 1.99 2.09 1.98 1.92 1.94 0.04 0.09 0.09 0.06 0.08 0.04 0.06 CaO 3.49 2.31 3.33 3.27 3.33 0.75 0.97 0.54 0.52 0.46 0.46 0.53 Na2O 3.83 3.54 4.84 4.08 4.48 4.01 3.86 3.89 3.86 3.87 3.98 3.84 K2O 6.37 6.28 3.33 5.02 4.55 4.79 4.72 4.69 4.89 4.66 4.72 4.98 P2O5 0.22 0.24 0.23 0.23 0.24 - - - 0.01 0.01 0.01 0.01 F - - - - - 0.1 0.1 - - - - - LOI 1.84 1.45 1.93 1.64 1.47 0.54 0.83 0.30 0.29 0.31 0.36 0.30 总和 100.19 99.93 100.13 99.79 99.79 100.16 100.56 99.90 99.91 99.05 99.05 99.44 SI 10.78 14.53 14.88 13.26 13.18 0.42 0.96 0.94 0.58 0.77 0.41 0.62 DI 70.53 76.30 68.34 75.50 75.02 96.22 95.39 95.62 96.01 95.78 96.88 96.88 A/CNK 0.82 0.94 0.91 0.87 0.86 0.94 0.92 0.99 0.98 0.99 0.99 0.98 A/NK 1.22 1.25 1.39 1.30 1.28 1.05 1.06 1.08 1.06 1.06 1.06 1.06 A.R. 2.90 3.04 2.46 2.74 2.78 4.92 4.57 4.80 4.97 5.06 5.07 5.05 Mg# 36.16 59.83 52.00 49.70 47.96 9.44 19.21 15.13 11.02 11.41 6.39 11.67 TZr/℃ 740 780 769 770 762 782 765 777 701 694 715 719 Rb 506 387 271 361 340 247 241 227 219 218 243 256 Ba 1255 1335 878 785 750 18 15 15 10 30 10 10 Th 8.2 8.4 8.4 8.2 8.2 43.4 38.9 42.7 49.8 40.6 31.2 46.1 U 2.09 2.07 2.11 2.02 1.98 11.55 11.05 10.70 11.10 10.20 8.40 13.40 Ta 0.70 0.73 0.75 0.75 0.74 3.50 2.90 3.40 2.75 2.58 2.70 2.91 Nb 26.9 28.4 27.6 26.4 27.0 14.9 11.8 12.6 11.7 19.5 15.3 13.6 Sr 367.0 277.0 395.0 520.0 501.0 15.9 12.3 12.4 7.6 8.5 8.5 8.5 Zr 181 203 189 207 194 163 137 143 56 51 67 71 Hf 4.5 5.3 5.1 5.4 5.2 6.7 6.0 6.3 2.3 2.2 2.5 2.7 Ga 19.5 20.3 22.7 22.5 22.4 20.7 21.1 21.0 19.7 18.4 18.7 19.6 Ni 13.7 9.6 10.8 12.5 12.7 1.1 0.9 1.0 0.9 0.9 1.4 0.8 Cr 32 37 33 33 33 14 12 13 16 15 11 12 Co 20.1 7.2 12.2 15.8 12.9 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.2 La 33.5 25.8 31.2 26.3 23.2 40.9 29.9 38.1 35.5 44.8 41.1 51.2 Ce 66.8 63.3 63.7 62.6 63.8 66.4 50.9 62.4 56.4 76.8 67.0 76.3 Pr 7.40 7.31 7.03 6.83 6.90 5.43 4.43 5.06 4.70 7.08 5.86 5.79 Nd 26.9 28.4 27.6 26.4 27.0 14.9 11.8 12.6 11.7 19.5 15.3 13.6 Sm 5.22 5.55 5.32 5.17 5.35 2.25 1.99 1.98 1.64 3.26 2.08 2.08 Eu 1.35 1.50 1.33 1.35 1.44 0.13 0.12 0.13 0.07 0.22 0.12 0.14 Gd 4.25 4.41 4.37 4.07 4.18 1.89 1.64 1.88 1.51 2.87 2.08 1.61 Tb 0.55 0.61 0.63 0.56 0.57 0.37 0.31 0.35 0.31 0.57 0.40 0.35 Dy 2.93 3.17 3.10 2.94 2.99 2.82 2.33 2.77 2.40 4.14 2.93 2.48 续表 2
Continued Table 2组分 石英闪长斑岩 花岗斑岩 4506-248 4107-624 575-170-37 21HSL-3-1 21HSL-3-2
4107-1008 3501-1078 5705-816 *658-862 *5705-806 *4701-1017 *4701-1010 Ho 0.53 0.57 0.54 0.52 0.53 0.74 0.61 0.71 0.56 0.94 0.76 0.68 Er 1.39 1.40 1.40 1.36 1.32 2.97 2.37 2.68 2.40 3.44 3.30 2.78 Tm 0.24 0.18 0.18 0.19 0.20 0.58 0.51 0.62 0.47 0.56 0.55 0.51 Yb 1.17 1.12 1.14 1.12 1.24 4.72 4.09 4.52 4.00 4.69 4.41 4.19 Lu 0.19 0.17 0.17 0.17 0.19 0.86 0.77 0.81 0.72 0.80 0.83 0.79 Y 14.1 16.0 15.7 15.0 15.2 26.0 24.1 23.0 20.8 22.3 27.1 23.3 W 3.4 21.4 2.3 2.6 7.4 2.0 3.7 1.0 0.8 0.7 1.9 2.0 Sn 1.8 5.50 1.50 1.60 1.60 2.7 6 2.4 1.8 2.1 1.9 2.0 F 470 - - - - 2210 2660 570 - - - - Rb/10-6 506 118 106 361 340 247 241 227
Sr/10-6 367 277 395 520 501 15.9 12.3 12.4
87Rb/86Sr 3.89 1.20 0.76 1.96 1.92 43.88 55.34 51.71
87Sr/86Sr 0.724563 0.723987 0.72021 0.721035 0.721403 0.789948 0.806476 0.809264
SE 0.000008 0.000010 0.000007 0.000009 0.000007 0.000005 0.000010 0.000009
(87Sr/86Sr)ⅰ 0.71615 0.72140 0.71857 0.71680 0.71726 0.70937 0.70485 0.71431
Sm/10-6 5.2 5.6 5.3 5.2 5.4 2.3 2.0 2.0
Nd/10-6 26.9 28.4 27.6 26.4 27.0 14.9 11.8 12.6
147Sm/144Nd 0.12 0.12 0.12 0.12 0.13 0.10 0.11 0.10
143Nd/144Nd 0.512289 0.512312 0.512311 0.512299 0.512315 0.512258 0.512258 0.512258
SE 0.000006 0.000008 0.000002 0.000003 0.000004 0.000004 0.000007 0.000003
(143Nd/144Nd)ⅰ 0.512167 0.512189 0.512189 0.512175 0.512190 0.512177 0.512168 0.512174
εNd(t) -5.38 -4.95 -4.94 -5.21 -4.93 -5.75 -5.94 -5.82
TDM2/Ma 1407 1371 1370 1392 1369 1419 1434 1424
注:“*”据陈雪锋(2016);“-”表示低于检测限;LOI表示烧失量;
“SE”为87Sr/86Sr或143Nd/144Nd的实际测定误差;比值单位为1。
图6 江南钨矿带W-多金属和Cu-多金属成矿岩体的成岩时代分布图(数据来自表3)Fig. 6 Isotopic ages distribution diagram of W-polymetallic and Cu-polymetallic
ore-forming intrusions in JTB(data from Table 3)表3 江南钨矿带Cu-多金属、W-多金属矿床相关成矿岩浆岩成岩年龄表Table 3 Isotopic age summary of ore-forming intrusions related
with Cu-polymetallic and W-polymetallic deposits in JTB矿床 矿种 成矿类型 成矿相关岩体 岩体类型 测试方法 成岩年龄/ Ma 资料来源 黄山岭 Pb-Zn 矽卡岩型 石英闪长斑岩 I型;埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 152.0±3.0 本文 银山 Cu-Pb-Zn 浅成低温热液型 闪长斑岩 S型;埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 175.8±1.5 水新芳等, 2012 德兴(铜厂) Cu-Au 斑岩型 花岗闪长斑岩 I型;埃达克质岩 SHRIMP锆石U-Pb 171.0±3.0 王强等, 2004
LA-ICP-MS锆石U-Pb 171.2±1.2 水新芳等, 2012
LA-ICP-MS锆石U-Pb 171.0±2.0 Wang et al., 2015 德兴(富家坞) Cu-Mo 斑岩型 花岗闪长斑岩 I型;埃达克质岩 SHRIMP锆石U-Pb 171.0±3.0 王强等, 2004
LA-ICP-MS锆石U-Pb 171.9±0.7 水新芳等, 2012
LA-ICP-MS锆石U-Pb 170.0±1.0 Wang et al., 2015 德兴(朱砂红) Cu-Mo-Au 斑岩型 花岗闪长斑岩 I型; 埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 172.6±1.3 水新芳等, 2012
LA-ICP-MS锆石U-Pb 170.0±1.0 Wang et al., 2015
SHRIMP锆石U-Pb 171.3±1.7 肖荣等, 2016 村前 Cu-Pb-Zn 矽卡岩型 黑云母花岗斑岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 169.3±1.1 王强, 2013 张家坞 Cu
花岗闪长(斑)岩 埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 160.6±2.7 李宁, 2017 月形 Cu-Pb-Zn 矽卡岩型 花岗斑岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 159.7±2.0 刘善宝等, 2014 三堡 Pb-Zn 矽卡岩型 花岗闪长斑岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 154.8±1.8 侯舒雅等, 2024 塔下 Pb-Zn
花岗闪长岩 I型;埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 142.9±12 位鸥祥等, 2018 铜铃坡 Cu-Mo
石英闪长玢岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 148.43±0.95 古黄玲, 2017 马头 Mo-Cu 斑岩型 花岗闪长斑岩 I型;埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 147.0±2.0 刘园园等, 2012
LA-ICP-MS锆石U-Pb 144.6±1.6 赵超等, 2015 狮金山 Mo-Cu-Pb-Zn 斑岩型 花岗闪长斑岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 145.7±1.5 徐晓春等, 2021 许桥-乌谷墩 Ag-(Mo-Pb-Zn-Cu) 矽卡岩型 闪长玢岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 145.4±1~140.5±1.7 杨超等, 2019 铜山 Cu-(Mo) 矽卡岩型 花岗闪长岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 144.6±2.2 古黄玲, 2017 安子山 Cu-Mo-Zn 斑岩-矽卡岩型 石英闪长玢岩 埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 143.9±1.0~144.1±1.0 古黄玲, 2017 老山 Cu-W-Mo 矽卡岩型 花岗闪长岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 136.9±0.9~136.7±0.8 古黄玲, 2017 宝树尖 Cu-Pb-Zn 矽卡岩型 花岗闪长岩 埃达克质岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 136.7±0.8 古黄玲, 2017 桂林郑 W-Mo 矽卡岩型 花岗斑岩 高分异I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 129.2±2.6 本文
LA-ICP-MS锆石U-Pb 126.8±1.4 陈雪锋, 2016
LA-ICP-MS锆石U-Pb 127.0±0.5 古黄玲, 2017
LA-ICP-MS锆石U-Pb 127.6±1.5 陈雪锋等, 2017 朱溪 W-Cu 云英脉型和矽卡岩型 花岗斑岩 S型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 152~148 Chen et al., 2016
LA-ICP-MS锆石U-Pb 149.5±1.9~150.6±1.9 李岩等, 2014 逍遥 W-Cu 矽卡岩型 花岗闪长岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 148.6±1.9~149.3±2.3 施珂等, 2017
LA-ICP-MS锆石U-Pb 149.4±1.1 Su et al., 2018
岩浆榍石U-Pb 148.3±1.5 施珂等, 2023 大坞尖 W-Mo 矽卡岩型 花岗闪长斑岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 148.3±2.2~148.5±2.1 李斌等, 2015 东源 W-Mo 斑岩型 花岗闪长斑岩 I型 SHRIMP锆石U-Pb 146.0±0.6~146.0±0.7) 周翔等, 2011
SHRIMP锆石U-Pb 149.0±1.0~152.2±1.0 王德恩等, 2011
SHRIMP锆石U-Pb 146.7±1.5 周洁等, 2015 石门寺 W 斑岩型 黑云母花岗岩 S型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 146.0±0.8 项新葵等, 2015
LA-ICP-MS独居石U-Pb 148.2±1.2 叶海敏等, 2016
LA-ICP-MS锆石U-Pb 154.4±0.8 张志辉等, 2020 阳储岭 W-Mo 斑岩型 二长花岗斑岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 143.8±0.5 Mao et al., 2017 狮尾洞 W 斑岩型 白云母花岗岩 S型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 144.2±1.3 黄兰椿等, 2012 续表 3
Continued Table 3矿床 矿种 成矿类型 成矿相关岩体 岩体岩性 测试方法 成岩年龄/ Ma 资料来源 高家塝 W-Mo 矽卡岩型 花岗闪长斑岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 145.0±2.0 肖鑫等, 2017
LA-ICP-MS锆石U-Pb 145.1±2.1~144.9±2.2 傅仲阳等, 2019 鸡头山 W-Mo 矽卡岩型 花岗闪长岩
SIMS锆石U-Pb 138.3±1.2~138.8±1.0 Song et al., 2012 竹溪岭 W-Mo 矽卡岩型 花岗岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 138.0±1.3~142.4±1.6 陈雪霏等, 2013
花岗闪长岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 139.8±1.8 黄马, 2017
似斑状黑云母花岗闪长岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 144.6±0.8 孔志岗, 2020 上金山 W-Mo-Ag 矽卡岩型 花岗闪长岩 I型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 136.7±1.3~138.4±1.2 Tang et al., 2019 茅棚店 W-Sn 云英岩型 白云母花岗岩 高分异S型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 31.5±0.8 Meng et al., 2022 百丈岩 W-Mo 矽卡岩型 细粒花岗岩 高分异I型 SHRIMP锆石U-Pb 130.0±1.5 秦燕等, 2010
LA-ICP-MS锆石U-Pb 135.3±0.9 Li et al., 2015 东坪 W 石英脉型 白云母花岗岩 高分异S型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 128.8±0.4 晏超等, 2017
黑云母花岗岩
LA-ICP-MS锆石U-Pb 132.9±1.4 胡正华等, 2018 长岭尖 W-Rb 石英脉型 白云母花岗岩 高分异S型 LA-ICP-MS锆石U-Pb 131.4±1.9 张飞, 2024 香炉山 W-Cu 矽卡岩型 黑云母花岗岩 高分异S型 Rb-Sr 全岩 126.2±2.6 Zhang et al., 2008
图7 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的岩石类型判别图解(数据来源同图4)a. w(Na2O+K2O)/w(CaO)-w(Zr+Nb+Ce+Y)图解(据Eby, 1992);b. w(Zr)-10000Ga/Al图解(据吴福元等, 2017);c. Sr/Y-w(Y)图解(据Defant et al., 1990);d. (La/Yb)N-(Yb)N图解(据Defant et al., 1990)Fig. 7 Lithology-type discriminative diagrams of quartz diorite porphyry and granite porphyry from the Huangshanling-Guilinzheng deposit(Data are the same withFig.4)a. w(Na2O+K2O)/w(CaO) vs. w(Zr+Nb+Ce+Y) diagram (after Eby, 1992); b. w(Zr) vs. 10000Ga/Al diagram (after Wu et al., 2017); c. Sr/Y vs. w(Y)diagram (after Defant et al., 1990) ; d. (La/Yb)N vs. (Yb)N diagram (after Defant et al., 1990)
图8 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的矿物分离结晶判别图解(数据来源同图4)a. (Dy/Yb)N-w(SiO2)图解;b. w(Y)-w(SiO2)图解(据黄婷婷,2022)Grt—石榴子石;Amp—角闪石;Cpx—单斜辉石;Ap—磷灰石Fig. 8 The mineral fractional crystallization discriminative diagrams of quartz diorite porphyry and granite porphyry from the Huangshanling-Guilinzheng deposit (data are the same withFig.4)a. (Dy/Yb)N vs. w(SiO2) diagram; b. w(Y) vs. w(SiO2) diagram (after Huang, 2022)Grt—Garnet; Amp—Amphibole; Cpx—Clinopyroxene; Ap—Apatite
图10 江南钨矿带内典型成矿岩体的地球化学特征指示图(数据来自表4和表5)a. 分异指数变化图;b. 锆石Ti饱和温度变化图;c. logf(O2)-TTi图解(据Eugster et al., 1962);d. w(Y)-Y/Ho图解(据聂利青, 2019)MH—磁铁矿-赤铁矿缓冲剂;NNO—镍-镍氧化物缓冲剂;FMQ—铁橄榄石-磁铁矿-石英缓冲剂;WM—方铁矿-磁铁矿缓冲剂;IW—铁-方铁矿缓冲剂;QIF—铁-石英-铁橄榄石缓冲剂Fig. 10 Geochemical characteristic indicator diagrams of typical ore-forming intrusions in JTB(data from Table 4 and Table 5)a. Differentiation degree indicator diagram; b. Zircon Ti saturation temperature variation chart; c. logf(O2) vs. TTi diagram (after Eugster et al., 1962); d. w(Y) vs. Y/Ho diagram (after Nie, 2019)MH—Magnetite-hematite buffer; NNO—Ni-Ni oxide buffer; FMQ—Fayalite-magnetite-quartz buffer; WM—Wustite-magnetite buffer;IW—Iron-wustite buffer; QIF—Quartz-iron-fayalite buffer表4 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的锆石微量元素分析结果Table 4 Zircon trace element analysis results of quartz diorite
porphyry and granite porphyry in the Huangshanling-Guilinzheng deposit测点号 w(B)/10-6 TTi /℃ Ce4+/Ce3+ La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y Ti Zr Th U 4107-624 石英闪长斑岩 -01 0.01 22.8 0.11 1.92 4.34 1.83 20.9 7.15 80 30.1 137 33.7 381 67 860 5.71 479807 188 320 806 73 -02 0.00 35.0 0.08 1.48 3.18 1.71 21.0 7.37 95 36.7 171 42.3 477 84 1077 6.69 483532 217 420 822 189 -03 0.00 43.5 0.08 1.91 5.28 2.19 28.0 9.40 108 39.8 178 41.5 432 76 1099 5.94 476552 485 636 810 125 -04 0.01 46.2 0.08 1.73 4.11 2.24 26.5 9.23 117 46.3 213 54.3 586 107 1426 6.57 488841 310 594 820 207 -05 0.00 28.8 0.08 1.66 3.81 1.74 20.1 7.60 94 37.3 173 43.2 461 86 1047 6.25 469935 218 397 815 131 -06 0.02 52.6 0.12 2.25 6.30 3.14 37.0 13.2 155 60.3 271 63.1 660 128 1684 8.56 478702 443 660 847 149 -07 0.01 24.4 0.05 0.94 2.58 1.42 16.7 6.05 72 26.2 120 28.9 325 57 766 6.04 482605 185 316 812 173 -08 0.01 33.7 0.09 1.78 4.31 2.02 21.1 7.90 98 35.9 159 39.6 447 74 1029 8.43 468769 313 473 846 124 -09 0.06 22.0 0.09 1.49 2.84 1.37 17.9 6.10 70 29.2 129 32.2 345 68 901 5.50 497230 168 257 803 111 -10 0.00 25.6 0.04 1.34 3.55 1.92 24.1 9.25 117 47.2 216 51.0 533 103 1428 5.95 492505 171 397 810 147 -11 0.04 27.3 0.07 0.99 2.86 1.31 17.8 6.46 81 32.3 146 36.0 402 77 971 4.11 492846 184 384 775 206 -12 0.01 28.4 0.06 1.33 2.91 1.41 17.7 6.33 79 30.5 139 34.4 356 71 915 4.35 484620 268 398 780 159 -13 0.00 27.4 0.09 1.30 2.84 1.37 18.1 6.25 82 32.2 152 37.8 396 79 992 5.19 489253 238 368 797 170 -14 0.00 23.7 0.08 0.72 2.23 1.42 14.8 5.30 64 25.7 118 31.4 362 62 826 5.98 485756 146 305 811 250 5705-809 花岗斑岩 -01 0.72 72.3 0.29 2.61 4.39 0.77 25.8 9.67 131 51.0 237 59.6 606 95 1359 11.80 476768 269 321 882 195 -02 0.09 112.0 1.05 15.00 24.90 3.97 102.0 31.10 341 118.0 473 100.0 902 142 2925 18.10 470845 247 133 932 25 -03 0.03 109.0 0.23 4.39 10.10 1.71 52.5 20.30 269 113.0 551 141.0 1460 247 3174 6.95 464922 900 733 826 181 -04 0.01 89.6 0.05 0.62 1.87 0.28 14.4 7.24 108 51.9 298 82.3 922 176 1672 4.42 481210 490 565 782 1960 -05 0.02 147.0 0.10 1.52 2.88 0.43 19.2 8.80 137 67.0 384 114.0 1392 239 2188 4.44 468624 1034 1392 782 1485 -06 0.01 85.9 0.04 1.06 2.39 0.35 16.7 7.04 106 48.9 271 73.8 816 154 1534 5.59 482690 486 589 804 970 -07 16.10 157.0 4.30 19.90 7.98 0.74 27.2 11.90 157 67.0 340 91.5 1019 185 2042 5.24 479729 875 916 798 93 -08 0.01 146.0 0.14 1.69 4.18 0.49 20.6 9.56 135 62.7 344 101.0 1198 207 2075 5.97 480469 981 1082 811 986 -09 0.01 164.0 0.08 1.30 2.39 0.33 17.2 8.37 138 70.8 422 131.0 1623 301 2553 5.06 478989 1552 1792 795 2425 -10 0.01 176.0 0.13 1.50 3.70 0.47 22.5 10.60 160 80.3 468 133.0 1547 302 2670 5.85 479729 1907 1834 809 1667 注:Eu/Eu*=EuN/(SmN×GdN)^0.5;TTi (℃)计算方法见Loucks等(2020);
Ce4+/Ce3+计算方法见Li等(2019);鉴于岩相学观察中未在两类岩体中发现金红石,计算时取α(TiO2)=0.7、α(SiO2)=1
表5 江南钨矿带内典型铜(铅锌)和钨矿床的地质及岩体地球化学特征汇总表Table 5 Summary table of geological and geochemical characteristics of typical Cu (Pb-Zn) and W deposits in JTB项目 德兴 三堡 黄山岭 阳储岭 竹溪岭 桂林郑 百丈岩 构造位置 江南隆起带 江南隆起带 江南过渡带 江南隆起带 江南隆起带 江南过渡带 江南过渡带 元素组合 Cu-Mo Zn-Pb-Cu Pb-Zn W-Mo W-Mo Mo-W W-Mo 金属储量 830万吨Cu30万吨Mo0.03万吨Ag 2.39万吨Zn0.93万吨Pb0.06万吨Cu 16.77万吨Pb6.14万吨Zn0.02万吨Ag 7万吨WO3 2万吨Mo 8.7万吨WO3 0.9万吨Mo 15.16万吨Mo4.42万吨WO3 1.6万吨WO3 0.6万吨Mo 赋矿围岩 上溪群九都组 震旦系兰田组灰岩 奥陶系汤头-五峰组页岩-灰岩 中元古界低变质砂岩、板岩和千枚岩 震旦系下统兰田组白云岩 奥陶系仑山组白云质灰岩 震旦系兰田组灰岩 成矿岩体岩性 花岗闪长斑岩 花岗闪长斑岩 石英闪长斑岩 二长花岗斑岩 花岗闪长岩 花岗斑岩 细粒花岗岩 矿石矿物 黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿 铅锌银石、铅锌硫矿石、单硫矿石 闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等 白钨矿、辉钼矿等 白钨矿、辉钼矿、磁铁矿、磁黄铁矿等 富钼白钨矿、磁铁矿、辉钼矿等 白钨矿、辉钼矿、方铅矿、黄铜矿 成岩年龄/Ma 171.2±1.2 154.8±1.8 152.0±3.0 143.8±0.5 144.6±0.8 129.2±2.6 135.3±0.9 全岩 分异指数(DI) 66.82~71.10 67.24~74.84 68.34~76.30 77.12~84.64 73.43~77.40 95.39~96.88 94.84~95.24 A/CNK 0.94~1.18 0.96~1.12 0.82~0.94 1.03~1.08 1.02~1.12 0.92~0.99 0.97~1.00 Mg# 42.89~57.36 40.49~50.02 36.16~59.83 38.88~41.12 34.74~41.84 6.39~19.21 17.73~23.30 Rb/Sr 0.10~0.25 0.15~0.42 0.68~1.40 0.52~0.88 0.27~0.37 15.53~30.12 6.86~7.57 Zr/Hf 36.72~42.63 37.20~42.50 37.06~40.22 31.40~34.23 38.13~40.22 22.70~26.84 16.20~17.25 (87Sr/86Sr)i 0.70440~0.70610 0.71028~0.71320 0.71607~0.72137 - 0.70655~0.70954 0.70485~0.71431 0.71048~0.71423 εNd(t) -1.14~1.80 -6.60~-5.60 -5.38~-4.93 -5.30~-5.60 -7.60~-5.90 -5.94~-5.75 -11.88~-11.25 锆石 TTi/℃ 726~769 666~782 775~847 713~870 642~756 781~932 - Ce4+/Ce3+ 333~764 15~199 73~250 3~168 7~378 2~313 - Eu/Eu* 0.65~0.77 0.36~0.53 0.55~0.76 0.07~0.63 0.28~0.43 0.15~0.24 - w(Y)/10-6 - 475~931 766~1684 - 930~1622 1359~3174 - 104×(Eu/Eu*)/Y - 4.94~9.90 3.73~9.15 - 1.35~4.86 0.59~1.63 - logf(O2) -15.3~-14.0 -16.3~-13.0 -13.7~-12.1 -17.6~-10.2 -17.1~-14.1 -11.9~-8.5 - ΔFMQ 0.83~1.56 0.44~3.28 0.56~1.73 -3.39~3.59 -0.36~0.91 2.54~3.69
Y/Ho - 29.16~33.58 27.61~32.14 - 32.03~34.96 24.79~36.06 - 资料来源 水新芳等, 2012Wang et al., 2015Zhang et al., 2017 侯舒雅等, 2024 本文 Mao et al., 2017金霄蓬, 2019Song et al., 2023 闫盼盼, 2019Duan et al., 2019孔志岗, 2020 张达玉等, 2017陈雪锋等, 2017本文 雷丁尔, 2016 注:“-”表示缺少数据。
图4 黄山岭-桂林郑矿床石英闪长斑岩和花岗斑岩的主量元素判别图解a. TAS图解(据Middlemost, 1994);b. w(K2O)-w(SiO2)岩石序列图解(据Ewart, 1982);c. w(SiO2)-A.R.判别图(据Wright, 1969);d. A/NK-A/CNK图解(据Maniar et al., 1989)矿床成矿岩体数据来源:黄山岭-桂林郑部分据陈雪锋,2016;三堡据侯舒雅等,2024;塔下据位鸥祥等,2018;德兴据Wang et al.; 2015;长岭尖据张飞等,2023;东坪据胡正华等,2018;茅棚店据Meng et al.; 2022;百丈岩据雷丁尔,2016Fig. 4 Major elements discriminative diagrams of quartz diorite porphyry and granite porphyry fromthe Huangshanling-Guilinzheng deposita. TAS diagram (after Middlemost, 1994); b. w(K2O) vs. w(SiO2) rock sequence diagram (after Ewart, 1982); c. w(SiO2) vs. AR discrimination map (after Wright, 1969); d. A/NK vs. A/CNK diagram (after Maniar et al., 1989)Data source of ore-forming intrusions: Part of the Huangshanling-Guilinzheng data after Chen., 2016; Sanbao after Hou et al., 2024; Taxia afterWei et al., 2018; Dexing after Wang et al., 2015; Changlingjian after Zhang et al., 2023; Dongping after Hu et al., 2018; Maopengdian afterMeng et al., 2022; Baizhangyan after Lei., 2016 -
参考文献
摘要
江南钨矿带黄山岭-桂林郑矿床是一个上部为铅锌(铜)矿体、下部为钨钼矿体的复合矿床,前期研究认为两类矿化均与矿区隐伏花岗斑岩密切有关。然而最近在铅锌(铜)矿体附近识别出石英闪长斑岩,其是否与成矿有关尚不清楚。文章通过详细岩相学观察,对该矿床两类岩体的锆石U-Pb同位素年代学和全岩地球化学分析结果显示,石英闪长斑岩的成岩年龄为(152.0±3.0) Ma (MSWD=0.48,n=14),具有低硅(w(SiO2)=58.66%~64.71%)、富铝(w(Al2O3)=15.74%~16.11%)及高钾(w(K2O)=3.33%~6.37%)的特征,富集LILE和LREE,亏损HFSE和HREE,为钾玄岩系列、准铝质的I型花岗岩,显示其埃达克质岩的地球化学特征;花岗斑岩的成岩年龄为(129.2±2.6)Ma(MSWD=0.90,n=10),具有高硅(w(SiO2)=76.70%~76.94%)、贫铝(w(Al2O3)=12.18%~12.35%)及高钾(w(K2O)=4.69%~4.79%)的特征,显著亏损Ba、Sr、Eu、P、Ti等元素,为高钾钙碱性系列、准铝质的I型花岗岩。全岩Sr-Nd同位素显示,石英闪长斑岩和花岗斑岩的(87Sr/86Sr)i值分别为0.716 15~0.721 40和0.704 85~0.714 31,ɛNd(t)值分别为-5.38~-4.93和-5.94~-5.75。以上地球化学特征指示该矿床石英闪长斑岩熔体主要源于拆沉下地壳的部分熔融并混合了少量岩石圈地幔组分,岩浆上升侵位过程中受到地壳围岩物质混染;花岗斑岩熔体主要来自上溪群变火成岩的部分熔融。区域对比分析显示,黄山岭-桂林郑矿区中石英闪长斑岩和花岗斑岩分别与江南钨矿带内早期铜(铅锌)矿床和晚期钨矿床成矿岩浆岩的地球化学特征相似,较晚的铜(铅锌)成矿岩体通常具有相对较低的岩浆演化程度和氟含量、相对较高的源区幔源组分占比和氧逸度、富水等专属性特征。
Abstract
The Huangshanling-Guilinzheng deposit in the Jiangnan Tungsten Belt (JTB) is a composite deposit consisting of the upper lead-zinc (copper) mineralization and the lower tungsten-molybdenum mineralization. Previous studies have documented that both of them are closely related to the lower granite porphyry in this deposit. In this study, the quartz diorite porphyry occuring near the lead-zinc (copper) mineralized skarn was identified after detailed geological and petrographic observations, and the zircon U-Pb isotopic dating and whole-rock geochemistry of these two types of intrusive rocks in the deposit were carried out. The analytical results indicate that the quartz diorite porphyry intruded at (152.0±3.0) Ma (MSWD=0.48,n=14), with low silica (w(SiO₂)=58.66%~64.71%), rich in aluminium (w(Al₂O₃)=15.74%~16.11%), high potassium (w(K₂O)=3.33%~6.37%), enriched in LILE and LREE, and depleted in HFSE and HREE, suggesting it belongs to a shoshonite series, quasi-aluminous I-type granite, and showing characteristics of adakite-like rocks. While the granite porphyry formed at (129.2±2.6) Ma (MSWD=0.90,n=10), with characteristics of high silica (w(SiO₂)=76.70%~76.94%), poor in aluminium (w(Al₂O₃)=12.18%~12.35%), high potassium (w(K₂O)=4.69%~4.79%), and depleted in Ba, Sr, Eu, P, and Ti, suggesting it belongs to a high-K calc-alkaline series, quasi-aluminous I-type granite. The (87Sr/86Sr)i andɛNd(t) values of the quartz diorite porphyry are between 0.71 615 to 0.721 40 and-5.38 to-4.93, respectively, which are distinctly different from granite porphyry ((87Sr/86Sr)i=0.704 85~0.714 31;ɛNd(t)=-5.94~-5.75). These geochemical characteristics indicate that the earlier quartz diorite porphyry magma was partially melted from the lower crust, with a minor lithospheric mantle addition, and experienced visible crustal contamination during its emplacement. While the later granite porphyry magma was partially melted from the Shangxi Group metamorphic rocks (basement strata). After comparing with typical ore-forming granitoid intrusions in JTB, it shows that the quartz diorite porphyry and granite porphyry in the Huangshanling-Guilinzheng deposit have similar geochemical characteristics with the copper (lead-zinc) ore-forming intrusions and tungsten ore-forming intrusions in the Jiangnan tungsten belt respectively. Furthermore, the earlier copper (lead-zinc) ore-forming intrusions generally exhibit lower crystal differentiation degrees and F contents, higher oxygen fugacity, water contents, and mantle components than the later tungsten ore-forming intrusions.
