湘東北井沖鈷銅礦區連云山花崗巖的巖石成因
——鋯石U-Pb年齡、巖石地球化學和Hf同位素約束

張 鯤，徐德明，寧鈞陶，胡俊良，盧友月，黃 皓， 胡 軍，陜 亮

(1. 武漢地質調查中心， 湖北 武漢 430205； 2. 湖南省地質礦產勘查開發局402隊， 湖南 長沙 410004)

欽杭結合帶是揚子和華夏古板塊碰撞拼接帶，自欽州灣經湘中、贛中至杭州灣，欽杭成礦帶是沿著欽杭結合帶兩側擴展而新圈定的一個重要成礦帶(楊明桂等， 1997； 徐德明等， 2012)。該帶成礦地質條件優越，分布著一大批銅金鉛鋅多金屬礦床，是華南地區重要的多金屬成礦帶，系統研究解剖區內典型礦床，對總結區域成礦規律和指導下一步找礦具有重要的意義。

井沖鈷銅多金屬礦床位于瀏陽市社港鎮，是欽杭成礦帶上的典型鈷銅礦床之一(徐德明等， 2012)。礦區地質工作可以追溯到20世紀50年代，2004年完成了區內1∶5萬區域地質調查，2008年完成了地質詳查，礦產遠景達到了中型規模。井沖鈷銅多金屬礦產于連云山巖體的北西側接觸帶，1∶5萬區域地質調查獲得的硫同位素數據表明礦石硫來源于深部巖漿，巖漿活動為成礦提供了需要的熱源和物質來源，巖漿作用伴隨著成礦作用(彭和求等， 2004[注]彭和求, 陳 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查報告.； 易祖水等， 2010)。礦區內巖漿巖主要為連云山巖體，學者們報道了連云山巖體部分區域不同巖性鋯石U-Pb年齡(Wangetal.， 2016； 許德如等， 2017； Dengetal.， 2017)，它們集中在152.9～139.6 Ma。在前人工作的基礎上，本文對社港鎮周洛地區出露的連云山巖體進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年、巖石地球化學和Hf同位素分析研究，補充了細粒二云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡，并結合巖石地球化學和Hf同位素分析探討了巖石成因，為完善連云山巖體年代學格架和深入研究礦床成因提供重要的科學依據。

1 地質背景

井沖鈷銅礦區位于欽杭成礦帶中段、下揚子陸塊江南古島弧北緣、長平大斷裂南東側(賈寶華等， 2003[注]賈寶華, 彭和求, 陳 俊, 等. 2003. 1∶25萬長沙市幅區域地質調查報告.； 彭和求等， 2004[注]彭和求, 陳 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查報告.； 趙小明等， 2013[注]趙小明, 張開明, 毛新武, 等. 2013. 中南地區礦產資源潛力評價成礦地質背景研究報告.)。區域出露的地層主要有古元古界連云山雜巖、新元古界冷家溪群、中新生界白堊系—古近系(圖1)。連云山雜巖為結晶變質巖系，是由砂、泥碎屑沉積巖，火山碎屑沉積巖，中基性巖漿巖和富云母類斜長花崗巖等經區域角閃巖相變質的雜巖，巖性主要為二云母片巖、二云母石英片巖、黑云母片巖、斜長角閃片巖等，還出露一些片巖殘留體，為混合巖化作用改造產物。新元古界冷家溪群為一套淺變質巖系，巖性主要為板巖、粉砂質板巖、變質砂巖等。中新生界白堊系—古近系主要為紫紅色厚層塊狀礫巖夾砂礫巖。區內北東向斷裂發育，主要斷裂為中部出露的北東向長平大斷裂。長平斷裂是長壽街-雙牌區域斷裂帶重要組成部分，斷裂總體傾向北西，傾角23°～45°，地表局部傾角達75°。區內巖漿活動極為強烈，主體為連云山花崗巖體，侵位于連云山雜巖之中，西邊界以斷層為主，有少量的巖脈穿插，覆蓋冷家溪群和白堊系；東邊界與連云山雜巖呈侵入接觸關系，巖枝穿插、切割連云山雜巖的片理面。在巖體東、西兩側近圍巖附近，黑云母、長英質礦物具定向排列。1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查初步確定連云山巖體有3次侵位(彭和求等， 2004)[注]彭和求, 陳 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查報告.，第1次形成細-中細粒黑云母花崗閃長巖，第2次形成中粒斑狀黑云母二長花崗巖，第3次形成細-中細粒二云母二長花崗巖，從早到晚，黑云母含量由多到少。

井沖鈷銅礦體賦存于長平大斷裂中段構造-熱液硅化構造石英角礫巖、硅質構造角礫巖、硅化綠泥石巖中。礦體長約200 m，寬20～30 m，向南西側伏下延，傾伏角約20°，其長軸方向與構造熱液蝕變巖帶走向呈約25°的夾角。礦體在剖面上呈透鏡狀產出，產出層位穩定。在側伏方向上，呈尖滅再現或尖滅側現分布，受構造控制明顯。礦石礦物有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂、斑銅礦、輝銅礦、自然銅、輝鈷礦等，脈石礦物有石英、綠泥石等。與礦化有關的圍巖蝕變主要為硅化、綠泥石化，次為碳酸鹽化等。金屬礦化與硅化關系密切，黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦均直接賦存于硅化巖中(彭和求等， 2004[注]彭和求, 陳 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查報告.； 易祖水等， 2010)。

圖 1 連云山地區地質簡圖[據彭和求等(2004)[注]彭和求, 陳 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查報告. 修編]Fig. 1 Geological sketch map of the Lianyunshan area(modified after Peng Heqiu et al., 2004)[注]彭和求, 陳 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查報告. 1—白堊系-古近系； 2—冷家溪群； 3—連云山雜巖； 4—片巖殘留體； 5—二云母二長花崗巖(ηγJ3)； 6—黑云母二長花崗巖(ηγJ3)； 7—黑云母花崗閃長巖(γδJ3)； 8—雪峰期花崗閃長巖； 9—井沖多金屬礦； 10—采樣位置； 11—斷裂； 12—地質界線； II-1-5—江漢-洞庭斷陷盆地； II-2-2—下揚子被動陸緣； II-2-3—江南古島弧； II-3-1—湘中-桂中裂谷盆地1—Cretaceous-Paleogene； 2—Lengjiaxi Group； 3—Lianyunshan complex； 4—schist remnants； 5—two-mica monzonitic granite(ηγJ3)； 6—biotite monzogranite(ηγJ3)； 7—biotite granodiorite(γδJ3)； 8—Xuefeng granodiorite； 9—Jingchong polymetallic ore； 10—sampling position； 11—fault； 12—geological boundary； II-1-5—Jianghan-Dongting fault basin； II-2-2—Lower Yangtze passive continental margin； II-2-3—Jiangnan ancient island arc； II-3-1—Central Hunan-Central Guangxi rift basin

2 巖石學特征

連云山花崗巖樣品均采于社港鎮周洛風景區一帶。通過觀察手標本和顯微照片特征，鑒定花崗巖巖性為細粒二云母二長花崗巖和中細粒黑云母花崗閃長巖。細粒二云母二長花崗巖呈灰白色，細粒花崗結構，塊狀構造，礦物粒徑0.5～1 mm，礦物成分為石英(30%～35%)、鉀長石(30%～35%)、斜長石(30%～35%)、黑云母(2%～3%，墨水藍異常干涉色)、白云母(3%～4%，藍綠干涉色)(圖2a)。中細粒黑云母花崗閃長巖呈灰白色，中細粒花崗結構，塊狀構造，礦物粒徑0.5～3 mm，礦物成分為石英(22%～26%，破碎嚴重)、斜長石(36%～40%，多發生絹云母化)、鉀長石(24%～28%，粒徑2～3 mm，蝕變較弱)、黑云母(8%～12%，局部綠泥石化，表現出“柏林藍”的異常干涉色)(圖2b)。

3 分析測試方法

本文選取了5個連云山花崗巖樣品進行了巖石地球化學分析，并選取了代表性的細粒二云母二長花崗巖樣品JC4-1進行了鋯石U-Pb定年和Hf同位素原位分析。

圖 2 連云山花崗巖顯微照片(正交偏光)Fig. 2 The microscopic photographs of Lianyunshan granite (crossed nicols)a—二云母二長花崗巖； b—黑云母花崗閃長巖； Qtz—石英； Pl—斜長石； Kfs—鉀長石； Bt—黑云母； Ms—白云母a—two-mica monzonitic granite； b—biotite granodiorite； Qtz—quartz； Pl—plagioclase； Kfs—potash feldspar； Bt—biotite； Ms—muscovite

巖石地球化學樣品主量元素分析采用X射線熒光光譜法，微量元素分析采用ICP-MS法，均在中國地質調查局武漢地質調查中心中南礦產資源監督檢查中心進行，圖解生成和地球化學參數計算使用GeoKit軟件(路遠發， 2004)完成。

測年樣品破碎和鋯石挑選由廊坊市宇能巖石礦物分選技術服務有限公司完成。鋯石CL圖像在中國地質大學(武漢)地質過程與礦產資源國家重點實驗室拍攝，并結合透射光和反射光圖像觀察鋯石內部結構。

測年樣品鋯石U-Pb同位素分析在中國地質大學(武漢)地質過程與礦產資源國家重點實驗室(GPMR)LA-ICP-MS儀器上完成，儀器型號為Agilent 7500a，激光剝蝕系統為GeoLas 2005，激光剝蝕斑束直徑為32 μm。分析數據的處理(包括對樣品和空白信號的選擇、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算)采用軟件ICPMSDataCal完成，分析步驟和流程同Liu等(2008，2010)。花崗巖鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡加權平均計算采用Isoplot3.0(Ludwig， 2003)完成。

測年樣品鋯石Hf同位素原位分析在西北大學大陸動力學國家重點實驗室的多接收電感耦合等離子質譜儀MC-ICP-MS(Nu Plasma)上完成，采用He作為剝蝕物質載氣，激光束斑直徑42 μm，分析步驟和流程同徐平等(2004)和Yuan等(2008)。采用標準鋯石91500、MON-1和GJ-1作標樣，分析的精度和誤差用標樣進行校準，誤差為2σ，實驗測試91500的分析結果176Hf/177Hf值0.282 307±0.000 016與參考值一致。

4 分析結果

4.1 鋯石U-Pb分析結果

測年樣品JC4-1陰極發光(CL)圖像顯示，鋯石形態大部分呈短柱狀，晶形比較完整，振蕩環帶發育，裂紋不發育(圖3)。從制備好的測年樣品中選取鋯石進行測試，每顆鋯石一個測點，多數測點位于鋯石柱體兩端，少部分測點在柱體中部。樣品的同位素測年分析結果見表1。鋯石Th含量258×10-6～4 884×10-6，U含量264×10-6～5 039×10-6，Th/U值為0.24～2.02。鋯石普遍具有較高的Th、U含量，結合振蕩環帶等特征表明其為巖漿鋯石(吳元保等， 2004)。

共測試了20個測點，5號點因同位素比值異常、諧和性差而被剔除，有效測點為19個。3、13和20號點同位素比值207Pb/235U值明顯偏大，結合陰極發光圖像分析，3和13號測點應為繼承鋯石核，其206Pb/238U年齡分別為698.6 Ma和803.3 Ma；區內未見加里東期大規模的花崗巖侵入事件，20號測點375.6 Ma可能為混合年齡。其它16個測點中有14個測點206Pb/238U年齡值集中分布于154.3～147.2 Ma， 2個測點206Pb/238U年齡值集中分布于191.6～189.5 Ma，投影點均落在諧和線上(圖4)。選取年齡較新的14個測點計算出的206Pb/238U加權平均年齡為149.4±1.1 Ma(95%置信度， MSWD=0.48)可代表連云山細粒二云母二長花崗巖的成巖年齡。

圖 3 連云山細粒二云母二長花崗巖代表性鋯石陰極發光照片 Fig. 3 Representative CL images for zircons of the Lianyunshan fine-grained two-mica monzonitic granites

圖 4 連云山細粒二云母二長花崗巖鋯石U-Pb諧和圖Fig. 4 U-Pb concordia diagram of zircons form the Lianyunshan fine-grained two-mica monzonitic granites

4.2 巖石地球化學分析結果

連云山花崗巖主量元素和微量元素分析結果見表2。其中細粒二云母二長花崗巖SiO2含量為72.66%～73.78%，Al2O3含量為14.51%～14.71%，鋁飽和指數(A/CNK)值為1.17～1.23，屬強過鋁質(>1.1)。堿含量(Na2O+K2O)變化范圍7.85%～8.19%，其中K2O含量4.47%～5.68%。黑云母花崗閃長巖SiO2含量68.82%～70.70%，Al2O3含量14.85%～15.94%，鋁飽和指數(A/CNK)值1.06～1.24。堿含量(Na2O+K2O)5.14%～6.25%。在巖石分類TAS圖解(圖5a)和巖石系列K2O-SiO2圖解(圖5b)(Irvine and Baragar， 1971； Peceerillo and Taylor， 1976； Middlemost， 1994)中，細粒二云母二長花崗巖落在亞堿性花崗巖系列和高鉀鈣堿性系列，中細粒黑云母花崗閃長巖落在亞堿性花崗閃長巖系列和鈣堿性系列，兩者主量元素地球化學特征差異較大。

表 2 連云山花崗巖主量元素(wB/%)及微量元素(wB/10-6)質量分數組成Table 2 Major element values and trace element values of the Lianyunshan granite

圖 5 連云山花崗巖TAS巖石分類圖解和K2O-SiO2關系圖Fig.5 TAS diagram and K2O-SiO2 diagram of the Lianyunshan granite

細粒二云母二長花崗巖稀土元素總量為155.23×10-6～184.66×10-6，平均167.49×10-6，δEu值為 0.32～0.60，δCe值為0.97～1.08，Nb/Ta值為6.47～7.36，Zr/Hf值為23.67～26.35，Sm/Nd值為0.18～0.23。中細粒黑云母花崗閃長巖∑REE=214.21×10-6～272.09×10-6，δEu值為0.74～0.83，δCe值為0.79～1.16，Nb/Ta值為13.50，Zr/Hf值為31.03，Sm/Nd值為0.16(表1)。許德如等(2017)測得的連云山細粒-中細粒二云母二長花崗巖∑REE=66.09×10-6～122.83×10-6，δEu值為0.39～0.88，δCe值為1.03～1.08，Nb/Ta值為9.70～16.44，Zr/Hf值為40.82～49.00，Sm/Nd值為0.17～0.27。在稀土元素球粒隕石標準化配分圖(圖6a)中，花崗巖樣品具右傾斜配分模式，輕重稀土元素分異強烈，輕稀土元素富集，重稀土元素分布平坦，Eu表現為強烈(二云母二長花崗巖)到弱虧損(黑云母花崗閃長巖)，反映斜長石發生了不同程度分異結晶作用。在微量元素原始地幔標準化蛛網圖(圖6b)中，二云母二長花崗巖表現為富集Th、U、K、Pb等元素，虧損Ba、Sr、Nb、Ta、Zr、Ti等元素，Sr和Ti元素虧損反映了斜長石和鈦鐵礦的分離結晶；黑云母花崗閃長巖表現為富集Th、U、Pb等元素，虧損Nb、Ta、Zr、Ti等元素，與二云母二長花崗巖在大離子親石元素K、Ba、Sr上表現了一定差異。

4.3 Hf同位素分析

對測年樣品鋯石15個有效測點(包含3號繼承鋯石核)進行了原位Hf同位素分析。除繼承鋯石用測點的年齡計算外，其余鋯石Hf同位素計算所用的年齡為該樣品的加權平均年齡149.4 Ma，分析結果見表3。14個燕山期花崗巖鋯石的Hf同位素組成相對集中，初始176Hf/177Hf值較一致，分布在0.282 314～0.282 461之間，平均為0.284 17，εHf(t)值集中分布在-13～-7.8之間，平均值為-9.3，二階段模式年齡(t2DM)在2 018～1 690 Ma之間，平均值為1 789 Ma。3號繼承鋯核初始176Hf/177Hf值為0.282 412，εHf(t)值為1.9，一階段模式年齡(t1DM)為1 210 Ma，二階段模式年齡(t2DM)為1 498 Ma。

圖 6 連云山花崗巖稀土元素球粒隕石標準化分布模式圖(a)和微量元素原始地幔標準化蛛網圖(b)Fig. 6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagram (b) of the Lianyunshan granite

分析點176Hf/177Hf2σ176Lu/177Hf2σ176Yb/177Hf2σt/MaεHf(t)t1DM/Mat2DM/MafLu/Hf10.282 4500.000 0150.010 1770.000 1480.000 3880.000 005149.4-8.21 1171 714-0.9930.282 4120.000 0370.041 9710.000 2280.001 6770.000 008698.61.91 2101 498-0.9540.282 4080.000 0240.032 8230.000 2300.001 2840.000 008149.4-9.61 2031 810-0.9660.282 4420.000 0200.015 6200.000 0880.000 5740.000 003149.4-8.51 1331 734-0.9870.282 4380.000 0170.002 3510.000 1620.000 0790.000 005149.4-8.51 1241 736-0.9980.282 4330.000 0210.012 0240.000 1420.000 4450.000 005149.4-8.71 1421 751-0.9990.282 3680.000 0190.008 4920.000 0530.000 3270.000 002149.4-11.01 2281 897-0.99100.282 4100.000 0190.014 5940.000 1270.000 5750.000 005149.4-9.61 1771 803-0.98110.282 4400.000 0180.016 3370.0001380.000 6430.000 005149.4-8.61 1381 738-0.98140.282 4610.000 0180.010 9520.0001670.000 4110.000 006149.4-7.81 1021 690-0.99150.282 3890.000 0160.012 7690.000 3480.000 4670.000 012149.4-10.31 2041 852-0.99160.282 4590.000 0280.006 6290.000 1870.000 2630.000 008149.4-7.81 1011 694-0.99170.282 3700.000 0200.011 5960.000 0670.000 4350.000 002149.4-11.01 2291 893-0.99180.282 4520.000 0220.014 3510.000 2910.000 5450.000 011149.4-8.11 1181 711-0.98190.282 3140.000 0470.010 2000.000 2070.000 3880.000 007149.4-13.01 3042 018-0.99

5 討論

5.1 成巖年齡

湖南地質研究所(1995)測得的連云山巖體黑云母二長花崗巖中黑云母K-Ar年齡為160 Ma，黑云母花崗閃長巖獨居石U-Th-Pb同位素年齡為164 Ma，但由于早年實驗條件限制，年齡誤差較大。1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查(彭和求等， 2004)[注]彭和求, 陳 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5萬泮春-官渡幅區域地質調查報告.依據早年的同位素年齡值、巖石學特征、巖漿演化規律及接觸關系將連云山巖漿活動初步劃分成3次巖漿侵入活動，巖性特征上有明顯的不同，從早到晚依次為細-中細粒黑云母花崗閃長巖、中粒斑狀黑云母二長花崗巖和細-中細粒二云母二長花崗巖。

鋯石中Pb的擴散封閉溫度高達900℃(Cherniak and Watson， 2000)，是目前確定高級變質作用峰期年齡和巖漿巖結晶年齡的理想對象，鋯石U-Pb年齡測定為限定巖石成巖年齡范圍提供了重要的證據。筆者收集的連云山地區混合巖副片麻巖、冷家溪群和連云山巖體最新的鋯石U-Pb年齡數據(表4)中，Wang等(2016)測得的連云山巖體中粒二云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為152.9±2.5 Ma，殘斑狀黑云母二長花崗巖年齡為150.2±2.5 Ma，中細粒二云母正長花崗巖為140.5±1.1 Ma，細粒白云母二長花崗巖為139.6±1.0 Ma；許德如等(2017)測得的連云山巖體中細粒二云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為150～141 Ma，加權平均年齡145 Ma； Deng等(2017)測得的連云山巖體鋯石U-Pb年齡為142±2 Ma。本文得到連云山巖體細粒二云母二長花崗巖鋯石U-Pb加權平均年齡為149.4±1.1 Ma，與Wang等(2016)和許德如等(2017)測得的二云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡在誤差范圍內一致，確定了細粒二云母二長花崗巖和中細粒二云母二長花崗巖為同時期侵入，二云母二長花崗巖的形成時代為晚侏羅世。

表4連云山地區巖體鋯石U-Pb年齡信息表
Table4DataofzirconsformtheLianyunshanrockbodies

綜合近年來鋯石U-Pb年齡數據，黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為150.2 Ma，二云母二長花崗巖為152.9～142 Ma，二云母正長花崗巖為140.5 Ma，白云母二長花崗巖為139.6 Ma，這些年齡之間沒有明顯的間斷，表明黑云母花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖、二云母正長花崗巖、二云母二長花崗巖和白云母二長花崗巖可能是同期巖漿侵入活動產物，經歷了巖漿分異作用和同化混染作用，連云山巖體的成巖年齡為晚侏羅世。

本次工作中還發現有新元古代繼承鋯石核的存在，其206Pb/238U年齡為803.3和698.6 Ma，這與前人研究結果一致，說明湖南地區的中酸性巖體中存在著新太古代至新元古代繼承鋯石核(付建明等， 2004； 馬鐵球等， 2005)。

5.2 物質來源

連云山二云母二長花崗巖富含白云母，而白云母的出現通常被認定為S型花崗巖的礦物學依據。二云母二長花崗巖具有高SiO2含量，強過鋁質(A/CNK值≥1.1)，富堿(Na2O+K2O=7.85%～8.19%)，K2O/Na2O>1，顯示出強過鋁質高鉀鈣堿性花崗巖特征，與含白云母過鋁質花崗巖類(MPG)類似。黑云母花崗閃長巖具有高SiO2含量，過鋁質(A/CNK=1.06～1.24)，與富黑云母過鋁質花崗巖類(CPG)類似，源區具有陸殼成分特征(White and Chappell， 1983； Le Fortetal.， 1987)。二云母二長花崗巖和黑云母花崗閃長巖都虧損Nb、Ta、Zr、Ti等高場強元素，原始地幔形成陸殼時Nb、Ta元素優先殘留在地幔中，陸殼中含量相對較低，Nb、Ta元素虧損表明源區可能為地殼物質；Ti元素不易進入熔體而殘留在源區，Ti元素極度貧化往往暗示巖漿來自于地殼。

鋯石原位Hf同位素分析是研究地殼演化和示蹤巖漿源區的重要手段(吳福元等， 2007)。連云山細粒二云母二長花崗巖樣品燕山期鋯石176Hf/177Hf值為0.282 314～0.282 461，εHf(t)值為-13～-7.8(圖7a)，Hf同位素二階段模式年齡在2 018～1 690 Ma之間，在εHf(t)-t圖(圖7b)上，鋯石測點數據落在下地殼演化線附近，表明二云母二長花崗巖主要物質來源為中元古代—古元古代的地殼巖石部分熔融。Wang等(2016)測得的連云山花崗巖εHf(t)值-17.0～-2.6和εHf(t)值-10.9～-6.4，許德如等(2017)測得的連云山二云母二長花崗巖全巖εHf(t)值為-13.65～-13.36，也暗示了花崗巖的源區為地殼巖石。

圖 7 連云山細粒二云母二長花崗巖鋯石εHf(t)直方圖和Hf同位素演化圖解Fig. 7 Histograms of εHf(t) and Hf isotopic diagram of zircons form the Lianyunshan fine-grained two-mica monzonitic granite

根據Sr和Yb元素含量能夠大致判斷巖漿形成的壓力。張旗等(2005， 2006)以Sr含量400×10-6和Yb含量2×10-6為標準，劃分出了高Sr低Yb、低Sr低Yb、低Sr高Yb和高Sr高Yb共4種類型花崗巖。連云山二云母二長花崗巖Sr含量為56.1×10-6～102.0×10-6，Yb含量為0.50×10-6～0.89×10-6，與低Sr低Yb花崗巖類似，指示其形成于中等壓力環境；黑云母花崗閃長巖Sr含量為352×10-6～515×10-6，Yb含量為0.73×10-6～1.14×10-6，與高Sr低Yb花崗巖類似，指示其形成于高-中等壓力環境。在地殼熔融過程中，由于壓力與斜長石的穩定性呈反比關系(Zengetal.，2011)，(Na2O+CaO)/K2O值反映了熔體壓力的變化，說明黑云母花崗閃長巖熔體壓力大于二云母二長花崗巖。

黑云母花崗閃長巖Na2O、CaO含量相對高，K2O含量相對低，富Na，Ba、Sr和LREE含量較高，Y和Yb含量較低，高Sr/Y和La/Yb值，代表了較原始的花崗質巖漿，與曾令森等(2017)研究的高Sr/Y和La/Yb花崗巖類似，花崗巖源區為變基性巖的部分熔融，暗示了具增厚下地殼的構造背景。二云母二長花崗巖K2O含量相對高，CaO含量相對低，富K，Ba、Sr含量相對低，Y和Yb含量較低，Sr/Y值低，具較顯著的負Eu異常，與黑云母花崗閃長巖地球化學特征差異明顯，花崗巖源區主要為長英質和泥質變質巖的部分熔融，熔體壓力相對低，熔融環境發生了減壓。

連云山雜巖源巖成分復雜，有砂、泥碎屑沉積巖和火山碎屑沉積巖等，經歷了區域角閃巖相變質改造，早年認為屬于古元古代結晶基底巖系，Wang等(2016)測得的片巖殘留體混合巖中副片麻巖的鋯石U-Pb年齡在842 Ma左右，片巖殘留體和冷家溪群εHf(t)值為-37.3～+13.6，t1DM有5組峰值年齡，說明連云山雜巖形成時代可能為新元古代，與區內冷家溪群淺變質巖年齡相當。

5.3 構造背景

欽杭結合帶是揚子和華夏古板塊碰撞拼接帶，也是一條巨型的構造巖漿活動帶，沿著該帶產出了有新元古代、早古生代、海西-印支期和燕山期花崗巖，學者們普遍認為其完成拼接是在新元古代，中生代時期發生了構造活化，伴隨著大規模的成巖成礦事件(毛景文等， 2011； 徐德明等， 2012， 2015)。華南中生代爆發大規模的巖漿活動和成礦作用事件，其構造動力學背景一直是研究的熱點，比較一致的觀點認為華南構造體制由特提斯體制轉變為太平洋體制，太平洋板塊的運動控制了區域構造巖漿演化。其中舒良樹等(2002)認為古太平洋板塊低角度、快速率的俯沖，使大洋板塊下插到很遠的大陸之下，從而產生十分寬闊的火山巖帶；毛景文等(2011)認為古太平洋板塊低的俯沖，使中國東部大陸演化成為活動大陸邊緣，持續俯沖導致大陸地殼不斷加厚，弧后出現了一系列NE向巖石圈伸展帶和深大斷裂；許德如等(2017)用古太平洋板塊平俯沖模式解釋中生代構造演化，認為平俯沖的太平洋板塊在中侏羅世—早白堊世崩塌、破裂，使得加厚的下地殼熔融。

華南構造體制轉變為太平洋體制后，隨著古太平洋板塊向歐亞大陸持續低角度俯沖，大洋板塊下插到很遠的大陸板塊之下，下插的大洋板塊打破了地幔平衡，促使地幔上隆，并使得位于其上的地殼受到強烈抬升。古太平洋板塊的持續俯沖和深部構造-巖石圈地幔作用的聯合制約形成了區域性的北東向構造和斷陷盆地，原先不活動的斷裂也開始活動，地幔上隆還加速了下地殼的熔融，熔融形成的巖漿沿著活動的深大斷裂發生大規模的巖漿侵位事件，欽杭古板塊結合帶由于構造位置特殊性成為了這次大規模巖漿侵位事件的集中區域(徐德明等， 2012)，形成的代表性巖體有連云山巖體、幕府山巖體(170～131 Ma)、蕉溪嶺巖體(162～158 Ma)、七寶山巖體(154 Ma)和金井巖體(158 Ma)等(湖南地質研究所， 1995； 胡俊良等， 2015)。

連云山二云母二長花崗巖εHf(t)-t圖解顯示其巖漿來源于下地殼的熔融，結合地球化學特征表明，黑云母花崗閃長巖是變基性巖部分熔融的產物，二云母二長花崗巖主要為長英質和泥質變質巖部分熔融的產物，區內的構造演化和巖漿活動受太平洋板塊的運動制約。在Nb-Y和Ta-Yb圖解(圖8)上，連云山二云母二長花崗巖落在了同碰撞型和火山弧型花崗巖范圍內，圖中同碰撞型花崗巖包括了同碰撞和后碰撞花崗巖。連云山巖體為一套強過鋁質高鉀鈣堿性-過鋁質鈣堿性系列花崗巖，其侵入定位受長平大斷裂剪切活動控制，與后碰撞花崗巖特征類似，指示了一種持續或間歇性伸展構造環境。

圖 8 連云山二云母二長花崗巖構造環境判別圖解(據Pearce et al.， 1984)Fig. 8 Discrimination diagrams of tectonic settings for the Lianyunshan two-mica monzonitic granites(after Pearce et al.，1984)Syn-COLG—同碰撞花崗巖； VGA—火山弧花崗巖； ORG—洋脊花崗巖； WPG—板內花崗巖Syn-COLG—syn-collisional granite； VGA—volcanic arc granite； ORG—ridge granite； WPG—intraplate granite

6 結論

(1) 通過對LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，獲得了井沖鈷銅礦區連云山巖體細粒二云母二長花崗巖的加權平均年齡為149.4±1.1 Ma，形成時代為晚侏羅世，與出露的黑云母花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖和白云母二長花崗巖可能是同期巖漿侵入產物。

(2) 通過巖石地球化學研究，確定連云山二云母二長花崗巖為一套強過鋁質高鉀鈣堿性系列花崗巖，高硅(SiO2)富堿(Na2O+K2O)，富集Th、U、K、Pb等元素，虧損Ba、Sr、Nb、Ta、Zr、Ti等元素；黑云母花崗閃長巖為一套過鋁質鈣堿性系列花崗巖，高硅(SiO2)富鈉(Na2O)，富集Th、U、Pb等元素，虧損Nb、Ta、Zr、Ti等元素。兩種巖石球粒隕石標準化REE配分模式皆為右傾斜配分模式，輕重稀土元素分異強烈，輕稀土元素富集，重稀土元素平坦分布，Eu表現為強烈到弱虧損。

(3) Hf同位素分析結果顯示，二云母二長花崗巖中燕山期鋯石176Hf/177Hf值為0.282 314～0.282 461，εHf(t)值集中分布在-13～-7.8之間，Hf同位素二階段模式年齡在2 018～1 690 Ma之間。連云山花崗巖成因是下地殼巖石部分熔融，黑云母花崗閃長巖為變基性巖部分熔融的產物，二云母二長花崗巖為長英質和泥質變質巖部分熔融的產物，太平洋板塊的運動控制了區內構造演化和巖漿活動。