梵凈山地區燕山期流紋斑巖的發現及地質意義

宋 炯 覃小鋒 張曉華 王宗起 韓小賓

(1.桂林理工大學地球科學學院，廣西 桂林 541006；2.廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室，廣西 桂林 541006；3.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；4.河北省地勘局秦皇島礦產水文地質工程大隊，河北 秦皇島 066000)

梵凈山地區燕山期流紋斑巖的發現及地質意義

宋 炯1,2覃小鋒1,2張曉華3王宗起3韓小賓4

(1.桂林理工大學地球科學學院，廣西 桂林 541006；2.廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室，廣西 桂林 541006；3.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；4.河北省地勘局秦皇島礦產水文地質工程大隊，河北 秦皇島 066000)

采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法對黔東北梵凈山地區東北部首次發現的流紋斑巖進行年代學的研究，結果表明，流紋斑巖形成于98.9±1.3 Ma的早白堊紀，為燕山期巖漿活動的產物，同時表明本區深部可能存在有大量的印支—燕山期隱伏中酸性花崗巖體，這些隱伏巖體與本區中低溫熱液型礦產具有密切關系。流紋斑巖的發現及其年齡的確定，對于探討江南造山帶西南段的構造-巖漿演化，特別是指導巖漿熱液型金多金屬礦產的找礦具有重要意義。

流紋斑巖 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡 燕山期 黔東北梵凈山地區

貴州省大地構造位置上位于揚子板塊和江南造山帶的過渡區，而黔東北梵凈山地區位于華南板塊中部偏南、江南造山帶的西南段，區內構造變形復雜，武陵運動、加里東運動、印支運動和燕山運動十分明顯[1]。其中在雪峰—加里東構造旋回期，黔東—東北地區經歷了裂陷洋盆—前陸盆地演化過程，發育不同構造背景下的巖漿巖組合，形成了受控于構造-巖漿活動(受變質核雜巖構造和板內巖漿巖控制)的金、銅、鉛鋅等內生熱液型礦產，造就了黔東(北)地區十分豐富的礦產資源[2]。而周小軍等[3]認為梵凈山地區發育有兩幕印支期和兩幕燕山期變形，其中印支期的構造變形主要與古特提斯洋的關閉、揚子板塊與華北板塊的剪刀式拼合有關；燕山期的構造變形主要與伊澤奈崎板塊和庫拉—太平洋板塊的俯沖有關。

然而，貴州省雖然各時期構造活動十分強烈，但火成巖出露面積不大且分布零星，除黔東—黔東北九萬大山和梵凈山地區廣泛發育中新元古代細碧巖—石英角斑巖組合、基性—超基性巖組合和變成(交代)花崗巖組合，黔西地區發育有二疊紀地幔柱活動有關的大陸溢流拉斑玄武巖外，僅在黔東南及黔西南部分地區見有少量早古生代晚期和燕山期的偏堿性超基性巖呈巖脈狀沿區域性斷裂帶密集分布[4]，而在江南造山帶西南段的梵凈山地區，至今還沒有印支—燕山期巖漿活動的報道。本次在黔東北梵凈山北東部松桃縣孟溪鎮龍頭山一帶發現了流紋斑巖，并初步確定其形成時代為白堊紀(燕山期)。

1 區域地質概況和流紋斑巖巖石學特征

黔東北梵凈山地區位于揚子板塊與華夏板塊之間的江南造山帶西南段，主要由一套前寒武紀地層和中新元古代巖漿巖組成。中新元界梵凈山群和青白口系板溪群主要分布于梵凈山地區的中心部位，二者之間被角度不整合面分開。其中梵凈山群為一套巨厚的陸源碎屑復理石夾細碧巖—角斑巖和火山碎屑巖組合，由下往上可分為3個巖性段：下部為變質砂巖、粉砂巖、板巖與變質基性—超基性巖不等厚互層；中部以變質細碧巖、枕狀玄武巖、輝綠巖為主，夾變質砂巖、粉砂巖、板巖，伴有淺變質酸性火山巖的產出；上部為變質砂巖、粉砂巖、千枚巖、板巖夾變質凝灰巖。板溪群為一套由板巖、粉砂質板巖、凝灰質板巖夾變質礫巖、變質砂巖-粉砂巖組成的火山-沉積巖系，其中下部為濱海—臺地前緣斜坡—淺海陸棚環境沉積的紫紅—灰綠絹云母板巖、粉砂質板巖組成，底部為變質礫巖與砂礫巖；上部以大套灰—灰綠色淺變質陸源碎屑沉積巖夾大量火山碎屑巖為基本特征。而南華系和震旦系主要分布梵凈山地區的外圍，其中南華系為陸地—臺緣環境沉積的變質冰成含礫砂巖、砂泥質礫巖夾有少量碳酸鹽巖和火山碎屑巖，以冰成巖和含錳炭質板巖發育頗廣為特征，與上覆陡山沱組整合接觸，與下伏青白口系平行或微角度不整合；震旦系下部為灰白色薄—厚層白云巖及黑色炭質頁巖、硅質頁巖，上部為灰黑色薄層硅質巖間夾黑色頁巖，頂部夾磷塊巖及磷質結核層，與寒武系呈整合接觸。中新元古代巖漿巖主要以變質基性—超基性巖和中酸性火山碎屑巖為主，在梵凈山西北還見有白云母花崗巖出露。

本次新發現的燕山期流紋斑巖主要出露于梵凈山地區北東部松桃縣孟溪鎮龍頭山一帶，呈巖墻狀產出于南華系下統大塘坡組黑色含錳巖系的上部，出露寬度為1～3 m，基本順層分布。巖石受到一定程度的風化，呈淺白色，具斑狀結構，斑晶主要為斜長石，呈較自形的柱板狀，局部見鈉長石化的凈邊，含量小于3%，粒度也較細小，一般小于0.2 mm；基質具隱晶—微晶結構，主要由隱晶—微晶石英和長石組成，略具定向性排列，顯示出不典型的流紋構造，由于巖石風化較強，長石類礦物多已蝕變為黏土礦物集合體。

2 測試方法及LA-ICP-MS鋯石U-Pb 定年結果

為了獲取黔東北梵凈山地區流紋斑巖的形成時代，采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb 同位素定年法對流紋斑巖中的鋯石進行了測試。測年樣品采自松桃縣孟溪鎮龍頭山一帶的簡易公路邊，采樣點(點號為13LTS-6)的地理坐標為北緯28°04′57″、東經108°54′43″。

2.1 測試方法

用于測年的鋯石分選在桂林理工大學隱伏金屬礦產勘查重點實驗室和廣西區域地質調查研究院進行，采集5 kg巖石樣品經機械破碎至60目后，用常規重力和磁選方法分選其中的鋯石，通過雙目顯微鏡手工挑選出晶形和透明度較好的鋯石顆粒，然后將選出的鋯石送北京鋯石領航科技有限公司進行鋯石樣品靶的制備，并在桂林理工大學隱伏金屬礦產勘查重點實驗室的電子探針(JXA-8230)加載陰極發光儀上進行陰極發光(CL)成像觀察，以確定鋯石顆粒的內部結構及適合分析的鋯石顆粒與位置供LA- ICP-MS測定。

鋯石U-Pb同位素組成分析在中國科學院地球化學研究所礦床地球化學國家重點實驗室激光剝蝕電感耦合等離子質譜儀(LA-ICP-MS)上完成。分析儀器為GeoLasPro 193nm型準分子激光剝蝕系統和ELAN DRC-e 型電感耦合等離子體質譜儀。測試中用美國國家標準技術研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標準參考物質NISTSRM610進行儀器最佳化。鋯石年齡計算采用國際標準鋯石91500作為外標校正，每完成8個測點的樣品測定后加測標樣一次，以確保標樣和樣品的儀器條件完全一致，選擇29Si作為內標來消除激光能量在點分析過程中以及分析點之間的漂移[5-6]。樣品的同位素含量比值和元素含量數據處理采用中國地質大學(武漢)Liu等[7]編制的ICPMSDATECAL9.2程序，有關年齡計算和諧和圖的繪制使用美國Berkeley地質年代中心Kenneth R.Ludwig 編制的計算程序[8]完成。所有數據點年齡值的誤差均為1σ，采用w(206Pb)/w(238U)年齡，其加權平均值具95%的置信度。

2.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb 定年結果

從鋯石的陰極發光圖像可以看出，流紋斑巖的鋯石顆粒粒度中等，寬度一般為50～120 μm。根據其形態和內部結構明顯可分為2類：一類是晶形較自形，多為半自形、自形，以柱狀為主，長短比變化不一(1.2∶1～4∶1)，并具有較典型的巖漿鋯石振蕩型環帶，表明其應為典型巖漿成因鋯石；另一類鋯石多呈他形晶，邊部具一定的磨圓，內部分帶不明顯或具較寬的環帶，且個別邊部還有增生邊，其可能為捕獲古老沉積物的繼承鋯石。選擇流紋斑巖樣品(13LTS-6)中有代表性的30顆鋯石進行測試分析，獲得26個諧和年齡(分析點6、7、11和28誤差較大，被放棄)，分析數據和計算結果見表1。鋯石的普通鉛含量大多數較低，w(Th)/w(U)比值較小(0.54～1.85)，均大于0.1。燕山期流紋斑巖的和鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 諧和年齡見圖1。從表1和圖1可以看出，其中9個繼承性鋯石的w(207Pb)/w(206Pb)表面年齡變化較大，為760±17～2 567±36 Ma，亦表明其可能為捕獲太古代—元古代變質沉積巖的鋯石；而具明顯巖漿結晶環帶鋯石的w(206Pb)/w(238U)表面年齡變化較小，為96.0±2.1～103.5±2.4 Ma(29和30除外)，計算得到其中15個諧和鋯石的加權平均年齡值為98.9±1.3 Ma(MSWD=0.72)，這些年齡測定值均落在U-Pb 諧和線上，代表了流紋斑巖的巖漿結晶年齡。

表1 燕山期流紋斑巖(13LTS-6)LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結果

注：誤差為1σ，Pbc和Pb分別代表普通鉛和放射成因鉛。

圖1 燕山期流紋斑巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb諧和年齡

3 地質意義

從前述可知，梵凈山地區是江南造山帶的重要組成部分，該區與Rodinia超大陸聚合有關的四堡期造山運動以及印支—燕山期造山運動均十分強烈[9]。雖然目前已在梵凈山地區以及整個黔東北地區獲得了許多中新元古代變質基性-超基性巖、中酸性火山碎屑巖和花崗巖等形成于四堡期造山運動巖漿巖的可靠同位素年齡[9-11]，但對于同樣活動十分強烈的印支—燕山期造山運動形成的巖漿巖至今還沒有被厘定。姚煉和朱大友[12]通過區域重力資料對貴州梵凈山地區巖漿巖的深部構造進行了研究，認為梵凈山地區巖漿巖深部由各自連成一體的酸性花崗巖及超基性-基性巖體組成，這些巖漿巖與高、中、低溫元素富集成礦密切相關；王亮等[13]通過對區域重磁資料的綜合研究和異常地質體的有效圈定表明，區內發育的中酸性隱伏花崗巖體幾乎與地表的金、鉛鋅(銅)礦等礦床、礦點、礦化點、蝕變帶和開采的地方相對應，說明中低溫熱液型礦產與巖漿侵入活動有關，成礦物質來源與隱伏侵入的花崗巖體密切相關。而王尚彥等[14]認為貴州東部梵凈山地區為重要的金成礦帶(稱之為梵凈山金礦帶)，并認為金礦的形成是多時代多階段形成的：雪峰期提供原始物質；加里東期是一次主要成礦期；燕山時期也是一個重要的金礦形成時期，不但形成新金礦，還改造加里東期形成的金礦。

以上前人研究資料表明，梵凈山地區深部可能存在有大量的印支—燕山期隱伏中酸性花崗巖體，而且本區豐富的金等中低溫熱液型礦產與這些隱伏中酸性花崗巖體密切相關。而梵凈山地區98.9±1.3 Ma流紋斑巖的發現，直接證明了該區存在有燕山期的巖漿活動，它為進一步研究江南造山帶西南段的構造-巖漿演化提供了新的資料。同時也表明，本區深部具有巨大的尋找燕山期巖漿熱液型金多金屬礦產的潛力，具有重要的地質意義。

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(責任編輯 鄧永前)

Discovery of Yanshanian Rhyolite Porphyry in Fanjingshan Area and Its Geological Significance

Song Jiong1,2Qin Xiaofeng1,2Zhang Xiaohua3Wang Zongqi3Han Xiaobin4

(1.CollegeofEarthScience，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541006，China;2.GuangxiKeyLaboratoryofHiddenMetallicOreDepositsExploration，Guilin541006，China; 3.InstituteofMineralResources，ChineseAcademyofGeologicalSciences，Beijing100037，China;4.QinhuangdaoMineralResources，HydrogeologicalandEngineeringGeologicalParty，HebeiBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment，Qinhuangdao066000，China)

Geochronology of Rhyolite porphyry discovered firstly in northeastern Fanjing Mountain area of northeastern Guizhou Province was studied by using LA-ICP-MS zircon U-Pb method.The research results showed that the rhyolite porphyry is developed during the early cretaceous 98.9±1.3 Ma，and it is the product of Yanshanian magmatism activity.Besides that，there maybe exist plenty of intermediate-acid granitic batholiths in this deep area in Indosinian-Yanshanian era，and these concealed minerals have close relationship with low-medium temperature hydrothermal deposits.The discovery of rhyolite porphyry and the determination of its era are significant to discuss the tectonic-magmatic evolution characteristics of southwestern section of Jiangnan orogenic belt，especially to guide ore prospecting of magmatic hydrothermal polymetallic gold deposits.

Rhyolite porphyry，LA-ICP-MS，U-Pb Zircon Date，Yanshanian，Fanjing mountain area of northeastern Guizhou Province

2014-06-08

中國地質調查局地質礦產調查評價項目(編號：12120113095600，12120114039501)，廣西自然科學基金項目(編號：2013GXNSFAA019272)，桂林理工大學人才引進科研啟動基金項目(編號：002401003364)。

宋 炯(1987—)，男，碩士研究生。通訊作者 覃小鋒(1969—)男，教授，博士，碩士研究生導師。

P588.13，P597.3

A

1001-1250(2014)-09-103-05