廣西大瑤山成礦帶地球化學(xué)特征研究

高愛洋，時(shí) 毓

（桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541000）

華南在中生代經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)，這兩期構(gòu)造事件奠定了華南乃至中國(guó)東部大陸的主體構(gòu)造輪廓。因此，華南中生代燕山期的構(gòu)造演化問(wèn)題，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究和關(guān)注的焦點(diǎn)（舒良樹, 2012）。周新民（2003）提出華南在燕山早期為快速?gòu)埩褬?gòu)造背景下的板內(nèi)伸展造山。謝桂青（2003）提出華南地區(qū)在燕山早期和燕山晚期均發(fā)生了礦化帶伸展。廣西作為華南的重要組成部分，地處濱太平洋與特提斯兩大構(gòu)造域的復(fù)合部位，而大瑤山地處廣西中部，對(duì)大瑤山隆起研究可以更好為解決華南中生代構(gòu)造屬性問(wèn)題提供依據(jù)。大瑤山隆起處，位于欽杭結(jié)合帶西南緣，為一條近EW向展布的多金屬成礦帶，成礦帶多伴隨花崗巖類侵入，因此對(duì)于大瑤山隆起處花崗巖的研究一直備受關(guān)注。該地區(qū)礦石按形成時(shí)代可分為加里東期-海西期-印支期-燕山早期和燕山晚期。花崗巖作為地殼主要物質(zhì)組成之一，對(duì)花崗巖的研究可以反演其構(gòu)造屬性。本文選取大瑤山隆起礦體作為研究對(duì)象，進(jìn)地球化學(xué)及礦石的年代學(xué)研究，深入探討礦石成因、構(gòu)造背景，對(duì)大瑤山隆起燕山期礦體構(gòu)造屬性進(jìn)行制約。

1 地質(zhì)概況

大瑤山地區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)中東部，西以金秀-貴港為界，東至連山-封開，北以蒙山-昭平-賀州為界，南至桂平-平南-滕縣-梧州，面積近1.8萬(wàn)Km2，地層以寒武系為主，震旦系次之。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線廣泛發(fā)育，多為EW向，部分NE向。區(qū)內(nèi)活動(dòng)頻繁，主要分布于大瑤山隆起區(qū)內(nèi)部。

研究區(qū)位于大瑤山隆起中南部，大地構(gòu)造屬于欽杭結(jié)合帶西南緣的大瑤山隆起處。大佛頂?shù)V體出露面積較小，呈小規(guī)模株?duì)町a(chǎn)出，侵入寒武系小內(nèi)沖組、黃洞口組，且外接觸帶有角巖化帶。研究區(qū)可見地質(zhì)的礦物，采樣點(diǎn)（DFD17-22-01）為一2.5×2×1m的滾石，風(fēng)化面灰黑色，新鮮面灰白色，其中黃鐵礦呈浸染狀分布礦石特性主要以花崗閃長(zhǎng)巖為主。采樣點(diǎn)（DFD17-23-01）可見多塊花崗閃長(zhǎng)巖滾石，輕微風(fēng)化，風(fēng)化面灰綠色，新鮮面灰白色，含少量1mm～2mm的黃鐵礦，可見黑色輝長(zhǎng)質(zhì)包體，包體大小2cm～4cm，與礦石主體無(wú)漸變關(guān)系。

2 分析結(jié)果

大佛頂?shù)慕^大部分礦石晶型完好，自形程度高，多呈長(zhǎng)柱狀，短柱狀次之，少量磨圓狀。此次選取兩組樣品進(jìn)行LA-ICPMS礦石U-Pb測(cè)年。

樣品DFD17-22-01花崗閃長(zhǎng)巖礦石形狀多為長(zhǎng)柱狀，可見明顯震蕩環(huán)帶。對(duì)樣品DFD17-22-01（花崗閃長(zhǎng)巖）選取22個(gè)礦石進(jìn)行U-Pb年齡分析，樣品顯示出諧和度較高，均大于90%，選取樣品點(diǎn)均落在諧和線及諧和線附近。樣品206Pb/238U年齡分布為200 Ma～150 Ma，樣品年齡跨度較大，部分礦石是早期捕獲，除去部分年齡后，其加權(quán)平均年齡顯示為158±1.8Ma（MSWD=5.3），可代表礦石真實(shí)形成年齡。

樣品DFD17-23-01花崗閃長(zhǎng)巖礦石形狀多為長(zhǎng)柱狀，可見明顯震蕩環(huán)帶。對(duì)樣品DFD17-23-01（花崗閃長(zhǎng)巖）選取19個(gè)礦石進(jìn)行U-Pb年齡分析，樣品顯示出諧和度較高，均大于90%，選取樣品點(diǎn)均落在諧和線及諧和線附近。樣品206Pb/238U年齡分布為170-156 Ma，其中一個(gè)礦石顯示170Ma，應(yīng)為早期捕獲鋯石，其余礦石年齡多集中于160Ma，扣除170Ma后，獲得其加權(quán)平均年齡為160±1.0Ma（MSWD=0.4），屬燕山早期。

大佛頂?shù)V體SiO2含量為65.37 wt.%～65.60 wt.%，K2O含量為2.51 wt.%～2.71wt.%，結(jié)合SiO2-K2O圖解，研究區(qū)顯示為高鉀鈣堿性系列。全堿含量為7.20 wt.%～7.39 wt.%。Al2O3含量為17.75 wt.%～17.82 wt.%。鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.97～0.99，樣品顯示I型花崗巖特征。大佛頂?shù)V體稀土元素特征顯示，樣品稀土總含量 ΣREE=88.62～121.62×10-6，LREE/HREE=10.54，Eu負(fù) 異 常（δEu=0.92～0.98）不明顯，輕重稀土分餾明顯，（La/Yb)N值為12.41～12.70，稀土分配樣品總體趨勢(shì)相一致，曲線相對(duì)平滑，礦體顯示出輕稀土元素相對(duì)富集、重稀土元素相對(duì)虧損。

3 討論

3.1 物質(zhì)源區(qū)性質(zhì)

通過(guò)地球化學(xué)分析，樣品顯示高硅，富堿特征，為準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性I型礦石。在殼幔分離及陸殼演化中Rb/Sr可敏銳的記錄源區(qū)的性質(zhì)，以0.9為界限(＞0.9為S型礦石，＜0.9為I型礦石)。研究區(qū)樣品表現(xiàn)為高Sr低Rb特征。Rb/Sr比值介于0.06～0.07，結(jié)合A/CNK，研究區(qū)顯示為I型礦石。殼源型礦物與幔源型礦物可以通過(guò)δEu大致顯示（δEu=0.46殼源型，δEu=0.84幔源型），樣品δEu=0.92～0.98與幔源型相接近，并遠(yuǎn)高于殼源型礦物。Nb/Ta比值可以敏銳的記錄巖漿性質(zhì)，在原始地幔中Nb/Ta比值穩(wěn)定為17.8，研究區(qū)樣品Nb/Ta為17.72～18.09，顯示主要為幔源型。大佛頂?shù)V體及大村、古龍、思泰礦物體圍巖多發(fā)生角巖化，說(shuō)明礦體形成于溫度較高的條件下，暗示其物質(zhì)來(lái)源為地幔物質(zhì)的熔融。

圖1 （La/Yb)δEu圖解和Rb-(Y+Nb）圖解（據(jù)Pearce et al.,1984）

微量元素中樣品現(xiàn)出虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，富集Rb、Th、La、U、Ce等大離子親石元素的特征，高場(chǎng)強(qiáng)元素中Ti的虧損，暗示有著地殼物質(zhì)的參與（Ti不容易進(jìn)入熔體）結(jié)合（La/Yb)N-δEu圖1，樣品落入殼幔地質(zhì)礦物區(qū)域中，反應(yīng)樣品可能存在這殼幔混合。

3.2 構(gòu)造背景

大瑤山處于揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼合處（欽杭結(jié)合帶）西南處，自早古生代開始，經(jīng)歷了一系列構(gòu)造演化，大瑤山地區(qū)受加里東期造山運(yùn)動(dòng)影響尤為強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)在褶皺構(gòu)造發(fā)育。印支期后進(jìn)入燕山期，關(guān)于華南中生代的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景前人從20世紀(jì)90年代開始不斷深入研究，近年來(lái)已經(jīng)有資料證明，濱太平洋構(gòu)造域在華南中生代（180Ma～170Ma）已經(jīng)由印支期的特提斯構(gòu)造域發(fā)生轉(zhuǎn)換（毛景文等，2007），因此華南燕山期構(gòu)造背景可能同太平洋板塊俯沖擠壓碰撞有一定聯(lián)系。本文結(jié)合地球化學(xué)特征分析，該研究區(qū)礦體屬于與俯沖作用有關(guān)的高鉀鈣-堿性礦石。在（Y+Nb)-Rb圖1b中，研究區(qū)樣品均落在火山弧-后碰撞花崗巖區(qū)域內(nèi)，同樣指示大佛頂巖體巖體形成的構(gòu)造環(huán)境可能與太平洋板塊俯沖擠壓碰撞作用有關(guān)。

4 結(jié)論

廣西大瑤山礦體形成于160Ma±1Ma，屬早燕山期造山產(chǎn)物，物質(zhì)源區(qū)以幔源物質(zhì)為主，在巖漿上升期間伴隨部分殼源物質(zhì)的加入，其形成構(gòu)造背景為與太平洋板塊俯沖擠壓碰撞作用有關(guān)。