粵北大寶山礦區船肚巖體和大寶山花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及多階段成礦分析

何國朝, 張 健, 伍 靜, 黃文婷, 林書平,梁華英*, 王要武

(1.中國科學院 廣州地球化學研究所 礦物學與成礦學重點實驗室, 廣東 廣州 510640; 2.廣西有色金屬集團資源勘查有限公司, 廣西 南寧 530022; 3.中國科學院大學, 北京 100049; 4.廣西大學 資源與冶金學院, 廣西南寧 530004; 5.廣東大寶山礦業有限公司, 廣東 韶關 512218)

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粵北大寶山礦區船肚巖體和大寶山花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及多階段成礦分析

何國朝1, 2, 張 健1, 3, 伍 靜4, 黃文婷1, 林書平1, 3,梁華英1*, 王要武5

(1.中國科學院 廣州地球化學研究所 礦物學與成礦學重點實驗室, 廣東 廣州 510640; 2.廣西有色金屬集團資源勘查有限公司, 廣西 南寧 530022; 3.中國科學院大學, 北京 100049; 4.廣西大學 資源與冶金學院, 廣西南寧 530004; 5.廣東大寶山礦業有限公司, 廣東 韶關 512218)

摘 要:粵北大寶山礦床礦區出露船肚和大寶山礦化巖體。本文分析了兩個巖體礦物組成特征和鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡。船肚巖體為似斑狀結構, 塊狀構造, 主要由似斑狀花崗巖、似斑狀二長花崗巖及似斑狀花崗閃長巖等組成, 和云英巖型及矽卡巖型Mo-W礦化緊密共生。大寶山巖體為斑狀結構, 塊狀構造, 主要由堿長花崗斑巖、普通花崗斑巖、二長花崗斑巖及花崗閃長斑巖組成, 礦物組成和船肚巖體的基本相同, 和細脈浸染狀Mo-W礦化緊密共生。船肚似斑狀二長花崗巖和大寶山二長花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72和165.8±2.0 Ma, MSWD=1.38。據船肚和大寶山巖體礦物組成基本相同、巖石結構不同及兩者鋯石Th/U比值不同和U-Pb年齡存在約4 Ma左右時差, 提出大寶山礦區在燕山期發生了兩階段巖漿成礦事件, 第一階段巖漿成礦事件發生在166 Ma左右, 形成大寶山斑巖型礦床,第二階段巖漿成礦的形成時間約為162 Ma左右, 形成船肚似斑狀二長花崗巖及與巖體緊密共生的矽卡巖型和云英巖型礦化; 大寶山斑巖體和船肚似斑狀巖體是同一巖漿房兩次脈動侵入形成的。

關鍵詞:大寶山礦床; 船肚巖體; 斑巖Mo-W礦床; 鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡; 粵北

項目資助: 國家自然科學基金項目(41172080, 41372084)及國土資源部深部礦產資源立體探測技術及實驗研究(SinoProbe-03-01)聯合資助。

0　引 言

大寶山礦床是粵北地區重要礦床, 成礦元素組合復雜, 多種金屬如Fe、Cu、Pb-Zn、Mo、W均達大型規模, 且Ga、In、Bi、Se、Te、Tl、Ag、Au等多種元素具有綜合回收價值, 在南嶺成礦帶獨具特色, 引起廣泛關注(劉姤群等, 1985; 葛朝華和韓發, 1986, 1987; 蔡錦輝和劉家齊, 1993a, 1993b; 裴太昌等, 1994; 楊振強, 1997; 丁昕等, 2005; 宋世明等, 2007; 徐文忻等, 2008; 王磊等, 2010; Wang et al., 2011; Li et al., 2012; 陳毓川和王登紅, 2012; 劉莎等, 2012; 毛偉等, 2013; 瞿泓瀅等, 2014; Ye et al., 2014)。

大寶山礦床礦化類型復雜, 既有與加里東期火山熔巖(伍靜等, 2014)緊密共生層狀Fe-Cu-Pb-Zn礦化, 也有和大寶山花崗斑巖緊密共生的斑巖型Mo-W礦化(劉莎等, 2012; Li et al., 2012; 毛偉等, 2013; 瞿泓瀅等, 2014), 還有與船肚似斑狀二長花崗巖緊密共生的矽卡巖–云英巖型Mo-W礦化。

目前對大寶山礦床成因有不同的看法, 主要有燕山期巖漿熱液(莊明正, 1983; 黃書俊等, 1987;徐文炘等, 2008)、海西期海相火山熱液噴氣沉積(葛朝華和韓發, 1986; 楊振強, 1997)及燕山期陸相火山–次火山成因(古菊云, 1984; 劉姤群等, 1985)等觀點。大寶山礦區船肚似斑狀礦化巖體和大寶山礦化斑巖相鄰, 目前對大寶山斑巖體和船肚似斑狀巖體年齡有不同看法, 蔡錦輝等(2013)提出船肚似斑狀巖體是加里東期形成的, 大寶山斑巖形成時代為燕山期; 王磊等(2010)和毛偉等(2013)則認為大寶山斑巖和船肚巖體形成時代相同, 都是燕山期形成的,但兩者獲得鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡差別較大,王磊等(2010)為175 Ma左右, 毛偉等(2013)在161～ 162 Ma左右; 劉莎等(2012)、Li et al. (2012)等獲得大寶山斑巖鋯石U-Pb年齡則為166～167 Ma左右。

為了闡明大寶山礦區礦化斑巖體和似斑狀巖體的關系, 分析大寶山礦區燕山期巖漿成礦事件, 本文在詳細顯微鑒定分析的基礎上, 通過大寶山礦區船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體鋯石U-Pb年齡及兩巖體礦物組成特征對比等, 分析大寶山斑巖和船肚似斑狀花崗巖的關系。

1　地質特征

粵北大寶山礦床位于廣東省韶關市境內, 是一個大型銅鉛鋅鎢鉬多金屬礦床。大寶山多金屬礦床位于南嶺構造帶南側, 大東山–貴東東西向構造帶與吳川–四會深大斷裂構造帶的復合部位。區內廣泛出露古生代地層, 其中以泥盆紀–石炭紀碳酸鹽巖分布最廣, 次為寒武紀淺變質砂頁巖, 有少量早侏羅世、晚白堊世碎屑巖分布, 缺失奧陶系、志留系(圖1)。

圖1　大寶山多金屬礦床地質簡圖(a, 據葛朝華和韓發, 1987修改)和大寶山所處位置圖(b)Fig.1 Geological map of the Dabaoshan polymetal deposit (a), and the location of the Dabaoshan orefield in South China (b)

大寶山斑巖型鉬鎢礦床主要為細脈浸染狀產于大寶山斑巖體及其內外接觸帶中(圖1), 鉬和鎢已達到大型規模。大寶山賦礦花崗斑巖侵入侏羅紀(?)石英砂巖及炭質頁巖中, 出露面積約0.18 km2。大寶山斑巖體為斑狀結構, 塊狀構造, 基質為顯晶質, 粒度多小于0.3 mm, 斑晶礦物粒度在1～3 mm之間(圖2a); 斑晶和基質礦物組成相似, 主要由鉀長石、斜長石、石英、白云母及黑云母等礦物組成, 其中斜長石(全蝕變為絹云母)和鉀長石含量變化較大, 組成了一個由堿長花崗斑巖、花崗斑巖、二長花崗斑巖及花崗閃長斑巖的完整系列, 主體為二長花崗斑巖。大寶山巖體蝕變強烈, 主要蝕變類型有面狀的鉀硅化(形成鉀長石±石英或白云母±石英)、黃鐵絹英巖化、黏土化、綠泥石化及碳酸鹽化等。大寶山斑巖型鉬鎢礦床金屬礦物主要為輝鉬礦、黃鐵礦、白鎢礦、黑鎢礦、少量黃銅礦和輝鉍礦等, 脈石礦物有石英、長石、云母、碳酸鹽礦物、黏土礦物及少量螢石等。

船肚似斑狀巖體侵入層狀火山巖、寒武紀變質砂巖–板巖和泥盆紀灰巖及頁巖中, 出露面積約0.7 km2。船肚巖體為似斑狀結構、塊狀構造, 斑晶及基質粒度均較大, 斑晶為中粗粒, 多在3～6 mm, 最大者可達3 cm, 基質為中粒, 多在1～2 mm, 斑晶和基質礦物組成基本相同, 主要由條紋長石–微斜條紋長石、鉀長石、石英及白云母等礦物組成。據斜長石和鉀長石含量變化, 可分為似斑狀花崗巖、似斑狀二長花崗巖及似斑狀花崗閃長巖等, 主體為二長花崗巖。船肚巖體蝕變較弱, 主要蝕變為細脈狀鉀長石化–硅化(圖2b), 較弱絹云母化及碳酸鹽化等。船肚巖體南側和泥盆紀灰巖接觸帶以矽卡巖型礦化為主, 北側和寒武紀變質砂巖和板巖接觸帶以云英巖型礦化為主(圖1)。船肚巖體礦化金屬礦物主要為輝鉬礦、白鎢礦、黑鎢礦、黃鐵礦及少量黃銅礦, 成礦元素組合和大寶山斑巖型礦床相似。

大寶山賦礦斑巖體和船肚似斑狀礦化巖體既有相同之處, 也有一定差異。兩者巖性相近, 均主要由花崗閃長巖、二長花崗巖及花崗巖組成, 主體均為二長花崗巖; 兩者不同之處在于船肚巖體為似斑狀結構, 斑晶及基質粒度較大, 而大寶山巖體為斑巖斑狀結構, 斑晶及基質粒度相對較小; 船肚巖體的斑晶及基質為微斜條紋長石及條紋長石, 未見斜長石斑晶, 而大寶山巖體見斜長石斑晶; 船肚巖體中普遍見微粒鉀長石脈→石英脈構成的斑巖型礦床成礦早期的鉀硅化蝕變組合(圖2b)(Liang et al., 2009), 而大寶山巖體中僅在深部局部見到此類型蝕變組合。這顯示船肚巖體位于巖漿成礦系統較深部位, 而大寶山巖體則位于巖漿成礦系統相對較淺的部位。

2　樣品采集及分析方法

圖2　大寶山斑巖(a)和船肚似斑狀巖體(b)顯微特征圖(礦物名稱縮寫: Kfs. 鉀長石; Pl. 斜長石; Ms. 白云母; Q. 石英)Fig.2 Microphotographs showing the textures of the Dabaoshan (a) and Chuandu (b) porphyries

分析樣品分別采集于船肚巖體中南部蝕變較弱似斑狀二長花崗巖(N24°33′59.19″, E113°41′25.55″)及大寶山ZK6001鉆孔63 m處二長花崗斑巖(圖1)。巖石樣品經破碎過篩, 磁選然后重液的分離, 再在顯微鏡下挑選。將精選的鋯石裝入環氧樹脂中, 然后拋光。用光學顯微鏡及掃描電子顯微鏡陰極發光(CL)觀察, 選出晶形較好、沒有裂紋及包裹體不發育的鋯石晶體進行分析。鋯石的U-Pb年齡分析在中國科學院廣州地球化學研究所LA-ICP-MS實驗室完成。具體分析流程見涂湘林等(2011)。

3　分析結果

船肚似斑狀二長花崗巖鋯石多為長柱狀, 晶形較好, 長度在200～300 μm之間, 長寬比在3左右。大寶山花崗斑巖鋯石多為長柱狀, 晶形較好。鋯石顆粒長為100～300 μm, 長寬比在2～4之間。

船肚似斑狀二長花崗巖及大寶山二長花崗斑巖鋯石晶形較好, 韻律環帶發育(圖3), 具巖漿鋯石的特征, 因此鋯石U-Pb年齡能代表巖漿侵位年齡。在船肚似斑狀二長花崗巖的24個分析點中, 有3顆鋯石的206Pb/238U年齡>200 Ma(表1), 被看作繼承鋯石或捕獲鋯石, 不參與計算巖體侵位年齡。其余21個分析點的鋯石206Pb/238U年齡在154～179 Ma之間, 加權平均值為162.6±2.4 Ma, MSWD=5.12。統計年齡MSWD值較大, 表明其中含有不易識別的準繼承鋯石或鉛丟失鋯石。為了獲得較精確巖體主群鋯石的LA-ICP-MS U-Pb年齡, 我們采用累積概率統計圖對鋯石U-Pb年齡分析數據進行處理(圖4a內插圖)。前人工作表明, 主群鋯石年齡在累積概率圖上多沿直線分布, 直線分布鋯石群年齡代表巖體鋯石年齡, 位于直線上方的被認為繼承鉛, 位于直線下方的多被認為是鉛丟失(Harris et al., 2004; Liang et al., 2006; 黃波等, 2009)。為了獲得更精確的年齡, 在計算巖體年齡時, 只計算主群組鋯石年齡。在累積概率統計圖上, 把位于直線上方的2個分析點視為繼承鋯石, 位于直線下方的1個分析點視作鉛丟失鋯石, 其余18個分析點的206Pb/238U年齡代表船肚似斑狀二長花崗巖主群鋯石年齡, 加權平均值為162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72。因此, 船肚似斑狀二長花崗巖侵位時間約為162.1±1.6 Ma(圖4a)。

大寶山二長花崗斑巖6個分析點的206Pb/238U年齡>208 Ma, 被看作繼承鋯石或捕獲鋯石, 在計算年齡時被剔除, 其余15個分析點的加權平均值為166.3± 4.3 Ma, MSWD=5.92。其MSWD值較大, 顯示其中含準繼承鋯石或鉛丟失鋯石。為了獲得更精確的巖體主群鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡, 我們用累積概率統計圖對分析數據進行處理(圖4b內插圖), 把位于累積概率統計圖上方的2個點和下方的1個點分別看作繼承鋯石和鉛丟失鋯石, 其余12個點獲得主群鋯石的206Pb/238U加權平均年齡為165.8±2.0 Ma, MSWD= 1.38(圖4b)。

4　討 論

4.1大寶山礦區燕山期兩階段巖漿活動及成礦分析

圖3　船肚似斑狀二長花崗巖(a)及大寶山二長花崗斑巖(b)鋯石CL圖Fig.3 CL image of zircon from the Chuandu porphyritic monzonite granite (a) and Dabaoshan monzonite porphyry (b)

表1　船肚似斑狀二長花崗巖和大寶山二長花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb results of the Chuandu porphyritic monzonite granite and the Dabaoshan mozogranite porphyry

圖4　大寶山礦區船肚似斑狀二長花崗巖(a)及大寶山二長花崗斑巖(b)鋯石年齡諧和圖(內插圖為累積概率統計圖)Fig.4 Concodia plots showing the zircon U-Pb analyses of the Chuandu porphyritic monzonite granite (a), and the Dabaoshan monzonite porphyry (b) (inserts are probability plots)

前人已對船肚似斑狀二長花崗巖及大寶山二長花崗斑巖及有關礦床作了一系列同位素定年: 蔡錦輝等(2013)獲得船肚巖體和丘壩巖體鋯石年齡均為～450 Ma, 提出兩個巖體都是加里東期形成的; 王磊等(2010)獲得大寶山斑巖及船肚巖體鋯石LAICP-MS U-Pb年齡都為175 Ma左右; 毛偉等(2013)獲得的兩巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡則在161～ 162 Ma左右; 劉莎等(2012)和Li et al. (2012)獲得大寶山斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡在166～167 Ma之間; 瞿泓瀅等(2014)獲得9個輝鉬礦樣品Re-Os等時線年齡166.0±3.0 Ma, 礦化絹云母Ar-Ar等時線年齡及坪年齡一致樣品的年齡在166～167 Ma之間。

本文獲得大寶山二長花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(165.8±2.0 Ma)與劉莎等(2012)的大寶山賦礦堿長花崗斑巖(166.6±2.1 Ma, MSWD=1.17)及白云母二長花崗斑巖(166.2±3.1 Ma, MSWD=2.3)和Li et al. (2012)鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡一致, 也和瞿泓瀅等(2014)礦化輝鉬礦Re-Os等時線年齡(166.0± 3.0 Ma)及絹云母Ar-Ar坪年齡(166.6±1.6 Ma)基本相同。這表明大寶山斑巖型礦床成巖成礦作用時代在166 Ma左右。

蔡錦輝等(2013)提出船肚似斑狀巖體和丘壩巖體都為燕山期的產物。我們的工作發現, 船肚似斑狀巖體和丘壩巖體在地質及礦化特征上有明顯的差異。丘壩巖體為英安質凝灰熔巖, 斑晶(碎屑)主要為斜長石、石英、角閃石和黑云母, 基質主要為斜長石和石英(伍靜等, 2014); 船肚巖體主體為似斑狀二長花崗巖, 主要由條紋長石、斜長石、石英及白云母組成。兩者結構構造及礦物組成的明顯差異不支持它們具有內在成因聯系。蔡錦輝等(2013)文中未詳細說明分析的船肚巖體樣品結構構造特征, 很難推斷其分析樣品是否為船肚似斑狀巖體的主體部分,考慮到其所獲得的鋯石U-Pb年齡和CL圖特征都和丘壩巖體的相似, 因此推斷其分析樣品可能為船肚巖體中加里東期火山熔巖包體, 其年齡不代表船肚巖體主體侵位年齡。

王磊等(2010)的鋯石U-Pb年齡和瞿泓瀅等(2014)輝鉬礦Re-Os等時線年齡(166.0±3.0 Ma)及云母Ar-Ar坪年齡(166.6±1.6 Ma)存在～11 Ma時差。瞿泓瀅等(2014)礦化輝鉬礦年齡和礦化絹云母年齡基本一致, 也和本文及劉莎等(2012)和Li et al. (2012)鋯石U-Pb年齡相同, 可反映斑巖成巖成礦年齡。前人工作表明, 和小斑巖體有關的斑巖型礦床成巖成礦系統時間跨度一般在1 Ma左右(Cathles et al., 1997; 梁華英等, 2008, 2009)。大寶山斑巖型礦床成礦巖體出露面積僅0.18 km2, 成巖成礦之間不可能存在～11 Ma時差, 因此, 大寶山斑巖和船肚巖體鋯石U-Pb年齡(～175 Ma)存在疑問, 可能不代表成礦斑巖體形成時代, 該年齡地質意義有待進一步分析。

毛偉等(2013)的兩巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(161～162 Ma)小于瞿泓瀅等(2014)輝鉬礦Re-Os等時線年齡和絹云母Ar-Ar坪年齡。鋯石U-Pb同位素體系的封閉溫度高于輝鉬礦Re-Os及絹云母Ar-Ar同位素體系的封閉溫度, 鋯石U-Pb同位素年齡在理論上不應低于輝鉬礦Re-Os同位素年齡及絹云母Ar-Ar年齡, 因此, 毛偉等(2013)獲得的鋯石U-Pb年齡低于絹云母Ar-Ar年齡的具體原因或地質意義有待進一步探討。

船肚似斑狀二長花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72)略小于大寶山斑巖鋯石U-Pb年齡(約166～167 Ma)。本文的兩個鋯石樣品和劉莎等(2012)及Li et al. (2012)的三個鋯石樣品U-Pb同位素分析都在中國科學院廣州地球化學研究所LA-ICP-MS實驗室完成, 其中大寶山賦礦斑巖4個不同時期測得的不同巖性的鋯石樣品U-Pb年齡都在166 Ma左右, 船肚似斑狀巖體鋯石U-Pb年齡則在162 Ma左右。兩巖體年齡相差4 Ma, 這種差異可能由下列兩種原因所致: 一是分析誤差, 二是兩巖體形成時代不同。考慮到鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年在理想狀態下準確度在1%左右, 而大寶山礦區4個斑巖樣品及船肚巖體1個樣品中僅船肚巖體鋯石U-Pb年齡為～162 Ma, 大寶山斑巖體4個樣品鋯石U-Pb年齡相同, 都為約166～167 Ma, 如果為分析誤差造成, 過于巧合, 更合理解釋是兩巖體形成時代不同。

鋯石U-Pb同位素體系在巖漿中的封閉溫度較高, 在800 ℃左右(Harris, 1996), 鋯石U-Pb同位素體系記錄年齡為巖漿溫度較高時鋯石結晶析出的年齡。船肚巖體及大寶山巖體都是小巖體, 而形成小巖體的巖漿侵入地層后快速降溫(Cathles et al., 1997), 因此, 如果船肚巖體為大寶山斑巖體的深成相, 則兩者鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡應基本相同,如大寶山斑巖體四個不同深度及巖性的樣品鋯石U-Pb年齡基本相同, 都在166～167 Ma。船肚似斑狀二長花崗巖和大寶山二長花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡有一定的差異, 表明兩者不是同一巖體的不同相, 而更可能是不同階段巖漿活動的產物。斑巖型礦床和矽卡巖及云英巖型礦化和成礦巖體同時形成, 因此, 可認為大寶山礦區發生了兩階段成礦巖漿活動, 第一階段活動時代在166 Ma左右, 形成大寶山斑巖體及斑巖型鉬鎢礦化, 第二階段形成時代在162 Ma左右, 形成船肚似斑狀二長花崗巖及與其緊密共生的云英巖型–矽卡巖型鉬鎢礦化。大寶山礦區在燕山期發生了兩階段巖漿成礦事件, 有更好的找礦前景。

4.2大寶山礦區兩階段礦化巖漿活動內在關系分析

船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體的巖性基本相同, 雖然成分變化均較大, 但主體均為二長花崗斑巖。此外, 船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體均和Mo-W礦化緊密共生, 均經歷了鉀化蝕變作用。兩者主要差別是前者為似斑狀結構, 斑晶及基質粒度較大, 后者為斑狀結構, 斑晶及基質粒度相對較細。船肚似斑狀二長花崗巖鋯石和大寶山斑巖鋯石粒度及Th/U比值均有一定差異。船肚巖體鋯石粒度相對較大, 鋯石長軸多大于180 μm(圖4a), Th/U相對較小, Th/U比值在0.16～0.29之間(21個分析點, 年齡值>180 Ma的分析點除外), 平均值0.22; 大寶山斑巖鋯石粒度相對較小, 鋯石長軸多小于150 μm (含有較老核的鋯石除外) (圖4b), Th/U比值較大, 在0.14～0.89之間, 平均值0.54(16個點, 年齡>180 Ma的分析點除外)。兩巖體礦物組成和礦化元素組合相似性支持它們來自同一巖漿房; 而兩者鋯石粒度、Th/U比值及U-Pb年齡差異則表明其為兩期巖漿。考慮到兩者在空間上相距較近, 因而我們初步認為船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體是同一巖漿房兩次脈動的產物。

船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體結構表明兩者的形成深度不同, 前者較深, 后者較淺; 船肚巖體圍巖為寒武紀和泥盆紀地層, 而大寶山巖體圍巖主要為泥盆紀地層, 也表明船肚巖體侵位深度大于大寶山巖體的侵位深度; 船肚巖體中發育斑巖成礦系統早期細脈狀鉀硅化蝕變(Liang et al., 2009), 而大寶山巖體中則僅在深部局部發育有關蝕變, 這表明船肚巖體位于斑巖成巖成礦系統相對較深部位, 大寶山巖體則位于成巖成礦系統相對較淺部位。與中酸性巖有關的礦化多位于巖體頂部及上部的內外接觸帶(Hedenquist and Lowenstern, 1994; Wu et al., 2012), 因而, 有理由認為船肚巖體頂部斑巖型礦化可能已被剝蝕掉。船肚巖體和大寶山巖體之間發育斷層構造(圖1),可能是因為斷層活動, 斷層西翼被抬升, 因而位于斷層西翼的船肚巖體頂部及其圍巖被剝蝕及出露寒武紀地層。這表明, 大寶山礦區及附近區域在斑巖型礦床形成后, 局部地區由于斷層構造活動而發生相對抬升或下降, 抬升地區發生較多剝蝕而出露較老時代的寒武系。大寶山斑巖型礦床頂部圍巖為泥盆系, 而與中酸性巖漿作用有關的礦化多位于巖體的頂部及其內外接觸帶, 因此, 區內斑巖型礦床今后的找礦方向應主要集中在剝蝕相對較淺的泥盆系出露區。

5　結 論

通過上述分析, 我們得出下列主要結論:

(1) 船肚似斑狀二長花崗巖及大寶山二長花崗斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為162.1±1.6 Ma, MSWD=2.72和165.8±2.0 Ma, MSWD=1.38。大寶山礦區船肚似斑狀巖體和大寶山斑巖體在空間上相鄰、具相似礦物組成及均與Mo-W礦化緊密共生和具不同鋯石U-Pb年齡等表明, 兩者屬同一巖漿房兩次脈動形成的。

(2) 大寶山礦區在燕山期發生了兩階段巖漿成礦事件, 早階段成巖成礦時代在166 Ma左右, 形成大寶山斑巖型鉬鎢礦床, 晚階段的時代在162 Ma左右, 形成船肚巖體及和巖體緊密共生的矽卡巖型及云英巖型鉬鎢礦化。

參考文獻(References):

蔡錦輝, 劉家齊. 1993a. 粵北大寶山多金屬礦床礦物包裹體特征研究及應用. 礦物巖石, 13(1): 33–40.

蔡錦輝, 劉家齊. 1993b. 粵北大寶山多金屬礦區巖漿巖的成巖時代. 廣東地質, 8(2): 45–52.

蔡錦輝, 韋昌山, 張燕揮, 熊險峰, 羅俊華. 2013. 廣東省大寶山鉬多金屬礦區巖漿巖成巖時代研究. 華南地質與礦產, 29(2): 146–155.

陳毓川, 王登紅. 2012. 華南地區中生代巖漿成礦作用的四大問題. 大地構造與成礦學, 36(3): 315–321.

丁昕, 蔣少涌, 倪培, 顧連興, 姜耀輝. 2005. 江西武山和永平銅礦含礦花崗質巖體鋯石SIMS U-Pb年代學. 高校地質學報, 3: 383–389.

葛朝華, 韓發. 1986. 大寶山鐵–多金屬礦床的海相火山熱液沉積成因特征. 礦床地質, 5(1): 1–11.

葛朝華, 韓發. 1987. 廣東大寶山噴氣-沉積成因地質地球化學特征. 北京: 科學技術出版社: 1–111.

古菊云. 1984. 大寶山大陸次火山–火山活動和礦床成因的初步研究工作. 地質與勘探, 19(3): 10–15.

黃波, 梁華英, 莫濟海, 謝應雯. 2009. 金平銅廠銅鉬礦床賦礦巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及意義. 大地構造與成礦學, 33(4): 599–604.

黃書俊, 曾永超, 賈國相, 陳遠榮. 1987. 論廣東大寶山多金屬礦床和成因. 地球化學, 16(1): 27–35.

梁華英, 莫濟海, 孫衛東, 喻亨祥, 張玉泉, Charllote M A. 2008. 藏東玉龍超大型斑巖銅礦成巖成礦系統時間跨度分析. 巖石學報, 24(4): 2352–2358.

梁華英, 莫濟海, 孫衛東, 張玉泉, 曾提, 胡光黔, Charllote A. 2009. 玉龍銅礦帶馬拉松多斑巖體巖石學及成巖成礦系統年代學分析. 巖石學報, 25(2): 385–392.

劉姤群, 楊世義, 張秀蘭, 陳長江. 1985. 粵北大寶山多金屬礦床成因的初步探討. 地質學報, 31(1): 47–61.

劉莎, 王春龍, 黃文婷, 伍靜, 梁華英, 高志輝, 林錦富. 2012. 粵北大寶山斑巖鉬鎢礦床賦礦巖體鋯石LAICP-MS U-Pb年齡與礦床形成動力學背景分析. 大地構造與成礦學, 36(3): 440–449.

毛偉, 李曉峰, 楊富初. 2013. 廣東大寶山多金屬礦床花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb 定年及其地質意義. 巖石學報, 29(12): 4104–4120.

裴太昌, 鐘樹榮, 劉勝, 李光超. 1994. 粵北大寶山-雪山嶂地區成礦系列及成礦模式. 地質找礦論叢, 9(3): 48–58.

瞿泓瀅, 陳懋弘, 楊富初, 高志輝, 王要武, 趙海杰, 余長發. 2014. 粵北大寶山銅多金屬礦床中層狀銅礦體的成礦時代及其成因意義. 巖石學報, 30(1): 152–162.

宋世明, 胡凱, 蔣少涌, 李貺. 2007. 粵北大寶山多金屬礦床成礦流體的He-Ar-Pb-S同位素示蹤. 地質找礦論叢, 22(2): 87–99.

涂湘林, 張紅, 鄧文峰, 凌明星, 梁華英, 劉穎, 孫衛東. 2011. RESOlution激光剝蝕系統在微量元素原位微區分析中的應用. 地球化學, 40: 83–98.

王磊, 胡明安, 楊振, 陳開旭, 夏金. 2010. 粵北大寶山礦區花崗閃長斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡及其地質意義. 地球科學——中國地質大學學報, 35(2): 175–185.

伍靜, 王廣強, 梁華英, 黃文婷, 林書平, 鄒銀橋, 孫衛東, 王要武. 2014. 粵北大寶山礦區加里東期火山巖的厘定及其地質意義. 巖石學報, 30(4): 1145–1154.

徐文炘, 李蘅, 陳民揚, 黃德鑫, 張富鐵, 汪禮明. 2008.廣東大寶山多金屬礦床成礦物質來源同位素證據.地球學報, 29(6): 684–690.

楊振強. 1997. 大寶山塊狀硫化物礦床成因: 泥盆紀海底熱事件. 華南地質與礦產, (1): 12–17.

莊明正. 1983. 大寶山多金屬礦田礦床類型及成礦作用探討. 地質與勘探, 18(8): 9–16.

Cathles L M, Erendi A H J and Barrie T. 1997. How long can a hydrothermal system be sustained by a single intrusive event? A special issue on the timing and duration of hydrothermal events. Economic Geology, 92: 766–771.

Harris N. 1996. Radiogenic isotopes and the interpretation of granitic rocks. Episodes, 19: 107–113.

Harris A C, Allen C M, Bryan S E, Campbell I H, Holcombe R J and Palin M J. 2004. ELA-ICP-MS U-Pb zircon geochronology of regional volcanism hosting the Bajo de la Alumbrera Cu-Au deposit: Implications for porphyryrelated mineralization. Mineralium Deposita, 39: 46–67.

Hedenquist J W and Lowenstern J B. 1994. The role of magmas in the formation of hydrothermal ore deposits. Nature, 370: 519–527.

Liang H Y, Campbell I H, Allen C M, Sun W D, Liu C Q, Yu H X, Xie Y W and Zhang Y Q. 2006. Zircon Ce4+/Ce3+ratios and ages for Yulong ore-bearing porphyries in eastern Tibet. Mineralium Deposita, 41: 152–159.

Liang H Y, Sun W D, Su W C and Zartman R E. 2009. Porphyry copper-gold mineralization at Yulong, China, promoted by decreasing redox potential during magnetite alteration. Economic Geology, 104: 587–589.

Li C Y, Zhang H, Wang F Y, Liu J Q, Sun Y L, Hao X L, Li Y L and Sun W D. 2012. The formation of the Dabaoshan porphyry molybdenum deposit induced by slab rollback. Lithos, 150: 101–110.

Wu J, Liang H Y, Huang W T, Wang C L, Sun W D, Sun Y L, Li J, Mo J H and Wang X Z. 2012. Indosinian isotope ages of plutons and deposits in southwestern Miaoershan-Yuechengling, northeastern Guangxi and implications on Indosinian mineralization in South China. Chinese Science Bulletin, 57(9): 1024–1035.

Wang L, Hu M, Yang Z, Qu W J, Xia J L and Chen K X. 2011. U-Pb and Re-Os geochronology and geodynamic setting of the Dabaoshan polymetallic deposit, northern Guangdong Province, South China. Ore Geology Reviews, 43: 40–49.

Ye L, Liu T G, Yang Y L, Gao W, Pan Z P and Bao T. 2014. Petrogenesis of bismuth minerals in the Dabaoshan Pb-Zn polymetallic massive sulfide deposit, northern Guangdong Province, China. Journal of Asian Earth Sciences, 82: 1–9.

LA-ICP-MS Zircon U-Pb Age of the Chuandu and Dabaoshan Porphyries in the Dabaoshan Ore Filed, Northern Guangdong Province and its Metallogenic Implication

HE Guochao1, 2, ZHANG Jian1, 3, WU Jing4, HUANG Wenting1, LIN Shuping1, 3, LIANG Huaying1*and WANG Yaowu5
(1. CAS Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Science, Guangzhou 510640, Guangdong, China; 2. Resource Exploration Co. Ltd of Guangxi Non-ferrous Metal Group Co., Ltd, Nanning 530022, Guangxi, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 4. College of Resources and Metallurgy, Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi, China; 5. Dabaoshan Mining Limited Company, Shaoguan 512218, Guangdong, China)

Abstract:The Chuandu and Dabaoshan porphyries outcrop in the Dabaoshan orefield, northern Guangdong province. The Chuandu intrusion, with a cropping area of 0.7 km2, intruded the Cambrian weakly metamorphosed siltstone and slate and the Devonian sandstone with limestone interlayers. The Chuandu intrusion is associated with skarn-type Mo-W mineralization in its southern contact zone and greisen-type Mo-W mineralization in its northern contact zone, respectively. The Dabaoshan porphyry, with a cropping area of 0.18 km2, intruded the Jurassic sandstone and carbonaceous shale and the Galedonian tufflava. The Dabaoshan intrusion is associated closely with veinlet and disseminate Mo-W mineralization. Field and thin section observations reveal that the Chuandu intrusion is characterized by massive structure and porphyritic-like texture, and consists mainly of porphyritic monzonite granite with small amount of porphyritic granite and porphyritic granodiorite. The Dabaoshan intrusion is characterized by porphyritic texture and composed mainly of mozogranite porphyry. The Chuandu porphyritic monzonite granite and the Dabaoshan monzonite porphyry have LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of 162.1±1.6 Ma (MSWD=2.72) and 165.8±2.0 Ma (MSWD=1.38), respectively. The Chuandu porphyritic felsic intrusion and the Dabaoshan porphyry are similar in mineral composition and different in LA-ICP-MS zircon U-Pb ages. Based on that the two adjacent intrusions are different in U-Pb ages, we suggest that the adjacent Chuandu and the Dabaoshan intrusions come from the same magma chamber at different time periods, and consequently, the Dabaoshan ore field underwent two stages of mineralization related to the two phases of Yanshanian felsic magmatic activities.

Keywords:Dabaoshan ore; Chuandu intrusion; porphyry Mo-W deposit; zircon LA-ICP-MS U-Pb age; northern Guangdong province

中圖分類號:P597; P612

文獻標志碼:A

文章編號:1001-1552(2016)01-0136-009

收稿日期:2014-03-03; 改回日期: 2014-10-10

第一作者簡介:何國朝(1964–), 男, 教授級高級工程師, 主要從事礦產地質及勘查工作。Email: 124737253@qq.com

通信作者:梁華英(1962–), 男, 研究員, 從事礦床學研究及勘查工作。Email: lianghy@gig.ac.cn