梁景時(shí),漆富勇,范會(huì)虎,丁 勇
(1.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局 贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì),江西 贛州 341000;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083;3.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院,江西 贛州 341000)
贛縣大埠巖體(研究區(qū))大地構(gòu)造位置在板塊學(xué)說(shuō)上,位于歐亞大陸板塊與濱西太平洋板塊消減帶的內(nèi)側(cè)華夏板塊中,橫跨武夷、羅霄兩塊體的交接帶部位,即武夷隆起西側(cè)、羅霄褶皺帶中部(圖1)[1];在地質(zhì)力學(xué)學(xué)說(shuō),位于濱太平洋(環(huán)太平洋)構(gòu)造域(一級(jí)構(gòu)造)中生代構(gòu)造帶的南東部,其次級(jí)構(gòu)造單元為南嶺緯向構(gòu)造帶(二級(jí)構(gòu)造)東段與武夷山北東—北北東構(gòu)造帶南段的復(fù)合部位。極有利于富含成礦物質(zhì)的重熔型巖漿的形成與侵入。大埠巖體產(chǎn)狀為巖基,出露面積達(dá)400km2。
巖體周邊地層發(fā)育較全,除缺失第三系、三疊系、志留系及奧陶系外,直至第四系均有出露。震旦—奧陶系出露面積占地層總面積的60%以上;泥盆系-石炭系約占20%。震旦—寒武系為一套以變質(zhì)砂巖、板巖為主的類(lèi)復(fù)理石建造,間夾大透鏡狀結(jié)晶灰?guī)r;泥盆系—二疊系:角度不整合于上述基底地層之上,它以磨拉石建造開(kāi)始,以淺海碳酸鹽巖建造鼎盛,至陸相沼澤泥砂質(zhì)含煤建造而告終,間夾陸源碎屑巖建造、含煤建造、海相碳酸鹽建造、含煤及硅質(zhì)巖建造等。侏羅系—白堊系:以山間磨拉石建造、內(nèi)陸河湖相膏鹽建造為特征,散布于全區(qū)的斷陷盆地內(nèi)。另外,在河流及兩側(cè)和山間溝谷等地勢(shì)低洼地帶尚發(fā)育第四系堆積物。
圖1 贛縣大埠巖體大地構(gòu)造位置圖
巖體處北西向與北東向深大斷裂帶交匯部位,構(gòu)造變形強(qiáng)烈,褶皺斷裂發(fā)育。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜多樣,最醒目的是:一系列深大斷裂和被其切割的地塊構(gòu)成東西向、北北東向隆褶帶與斷陷帶呈網(wǎng)格狀分布,并由此決定了本區(qū)以東西向、北北東向構(gòu)造為主,疊加北東向、北西向、近南北向構(gòu)造的構(gòu)造格架。
巖體周邊巖漿活動(dòng)頻繁而持久,巖漿活動(dòng)方式主要為侵入,噴發(fā)溢流很少,多期多階段活動(dòng)特征明顯,形成了大面積分布的巖漿巖體。其產(chǎn)出以巖基、巖株出露面積最大,巖瘤、巖滴分布數(shù)量最多。主要巖漿活動(dòng)時(shí)期為加里東、海西—印支期、燕山。加里東期巖漿出露范圍不大,主要分布于大埠巖體西部,為中深成相酸性二長(zhǎng)花崗巖,該期巖漿活動(dòng)與內(nèi)生成礦作用關(guān)系不明顯。而海西—印支期花崗巖分布于研究區(qū)外,出露于贛縣清溪—田村附近。而燕山早期巖漿是區(qū)內(nèi)巖漿最為活躍的階段,同時(shí),這一巖漿活動(dòng)與本區(qū)豐富的內(nèi)生礦產(chǎn)的成礦作用關(guān)系十分密切。
該次對(duì)大埠巖體的研究,是在1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上,根據(jù)花崗巖的侵入時(shí)代、巖性特征及同位素年齡,將大埠巖體劃分為志留紀(jì)花崗巖(Sγ)和早侏羅世花崗巖(J1γ)及晚侏羅世花崗巖(J3γ),并對(duì)早、晚侏羅世花崗巖進(jìn)行巖石化學(xué)成分、稀土元素及主要成礦元素采樣分析及研究;并通過(guò)贛縣長(zhǎng)坑鎢礦床Re-Os同位測(cè)年,發(fā)現(xiàn)大埠巖體晚侏羅世花崗巖(J3γ)與鎢礦床(點(diǎn))的形成有著成因聯(lián)系。
大埠巖體為復(fù)式巖體,志留紀(jì)花崗巖(Sγ)屬加里東期花崗巖(γ33)。出露面積極小,僅占大埠巖體總面積0.5%,志留紀(jì)花崗巖(Sγ)U-Pb同位素年齡(393±27)Ma[2],其巖性為中細(xì)粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖。而燕山早期花崗巖約占大埠巖體總面積的99.5%,分早侏羅世花崗巖(J1γ)和晚侏羅世花崗巖(J3γ),前者屬燕山早期第一次侵入(γ52—1),后者為燕山早期第三次侵入(γ52—3)。早侏羅世花崗巖U-Pb同位素年齡(189.2±0.6)Ma[2],晚侏羅世花崗巖UPb同位素年齡(161.3±0.6)Ma[2]。前者巖性為粗中粒斑狀—中細(xì)粒含斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖,后者巖性為細(xì)粒黑云二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒少斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖[2]。
選擇中國(guó)花崗巖平均值[3]作對(duì)比值,對(duì)大埠巖體燕山早期兩期次花崗巖巖石化學(xué)成分進(jìn)行分析[1](見(jiàn)表1)。
表1 贛縣大埠巖體燕山早期巖石化學(xué)成分特征表
(1)早、晚侏羅世花崗巖w(SiO2)分別為72.30%和71.63%,均大于66%,屬酸性巖;w(K2O)/w(Na2O)分別為1.35和1.13,均大于1,屬由陸殼沉積物熔融形成的S型花崗巖;w(K2O)分別為4.21%和4.05%,高于對(duì)比巖,而w(CaO)分別為1.20%和1.03%,低于對(duì)比巖,表明大埠巖體巖石屬高硅、富鉀、貧鈣的酸性S型花崗巖類(lèi)。
(2)早、晚侏羅世花崗巖里特曼(組合)指數(shù)δ值分別為1.83和2.03,均小于3.3,且低于對(duì)比巖,屬鈣堿性巖石。
(3)早、晚侏羅世花崗巖含鋁性Al值分別為1.25和1.26,大于1,高于對(duì)比巖,屬鋁過(guò)飽和型巖石。
(4)早、晚侏羅世花崗巖分異指數(shù)(DI)分別為86.74和87.90,均大于對(duì)比巖,反映巖漿分異程度高。
綜上所述,大埠巖體早、晚侏羅世兩期次花崗巖化學(xué)成分基本相當(dāng),均為高硅、富鉀、貧鈣的酸性S型花崗巖類(lèi)[4],另?yè)?jù)里特曼指數(shù)δ值、含鋁性Al值及分異指數(shù)(DI)判斷其為巖漿分異程度高的鈣堿性、鋁過(guò)飽和型巖石[5]。
對(duì)贛縣大埠巖體燕山早期兩期次花崗巖巖石稀土元素與維氏值進(jìn)行比較,參見(jiàn)表2[1]。
(1)早、晚侏羅世花崗巖∑REE分別為182.81×10-6和82.08×10-6,均低于對(duì)比巖,表明大埠巖體花崗巖屬鈣堿性巖石,晚侏羅世花崗巖鈣堿性強(qiáng)于早侏羅世花崗巖。
(2)早、晚侏羅世花崗巖δEu分別為0.38和0.25,均低于對(duì)比巖,表明大埠巖體花崗巖銪元素強(qiáng)度虧損—中度虧損,晚侏羅世花崗巖銪元素虧損強(qiáng)度大于早侏羅世花崗巖。
表2 贛縣大埠巖體燕山早期巖石稀土元素特征表 1×10-6
(3)早、晚侏羅世花崗巖∑Y分別為116.90×10-6和106.20×10-6,均高于對(duì)比巖;∑Ce/∑Y分別為1.06和0.40,均低于對(duì)比巖,屬輕-中稀土富集型,晚侏羅世花崗巖輕稀土較早侏羅世花崗巖富集。
(4)早侏羅世花崗巖呈現(xiàn)明顯正鉺異常,晚侏羅世花崗巖呈現(xiàn)負(fù)鈰異常。兩者在成巖物源上有所不同。
贛縣大埠巖體燕山早期兩期次花崗巖主要成礦元素與維氏值進(jìn)行比較[1](表3),發(fā)現(xiàn)W、Sn、Cu、Ag、Nb、Ta等成礦元素含量是對(duì)比巖的數(shù)倍至數(shù)百倍??梢?jiàn),大埠巖體成礦物質(zhì)豐富,很可能是長(zhǎng)坑鎢礦的成礦巖體[6]。而晚侏羅世花崗巖W的濃集系數(shù)高達(dá)133.33,顯然晚侏羅世花崗巖與鎢礦化關(guān)系更為密切。
表3 大埠巖體燕山早期巖石成礦元素特征表
為了探清贛縣大埠巖體與鎢成礦的關(guān)系,作者對(duì)長(zhǎng)坑鎢礦的成礦年齡做了Re-Os同位素測(cè)年[1](表4)。該次采集了含鎢石英脈中的輝鉬礦樣品5個(gè),樣品Re-Os同位素分析測(cè)試工作由國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成。
表4 長(zhǎng)坑鎢礦中輝鉬礦Re-Os同位素?cái)?shù)據(jù)表
圖2 贛縣長(zhǎng)坑鎢礦Re-Os同位素等時(shí)線(xiàn)圖
據(jù)表4數(shù)據(jù),樣品的模式年齡在157.1~159.9Ma,初始w(Os)在0.006 0~0.047 8ng/g。根據(jù)5個(gè)模式年齡數(shù)據(jù)制得等時(shí)線(xiàn)圖(圖2),得到長(zhǎng)坑鎢礦等時(shí)線(xiàn)年齡為(158.1±1.2)Ma。等時(shí)線(xiàn)截距為0.002 2±0.002 5,說(shuō)明初始187Os值接近于0,該批數(shù)據(jù)符合輝鉬礦Re-Os同位素定年的條件[7]。此外,該等時(shí)線(xiàn)的MSWD=0.75,表明所有樣品的Re-Os同位素組成遵循放射性衰變定律,等時(shí)線(xiàn)年齡準(zhǔn)確可靠[8]。5個(gè)樣品的模式年齡加權(quán)平均值(圖3)為(158.8±1.1)Ma,置信區(qū)間95%,與等時(shí)線(xiàn)年齡十分接近。因此,Re-Os同位素等時(shí)線(xiàn)年齡(158.1±1.2)Ma能代表長(zhǎng)坑鎢礦確切的成礦年齡[9]。
顯然長(zhǎng)坑鎢礦的成礦年齡,晚于大埠巖體早侏羅世花崗巖成巖年齡(189.2±0.6)Ma(U-Pb同位素),與大埠巖體晚侏羅世花崗巖成巖年齡(161.3±0.6)Ma(U-Pb同位素)相當(dāng)。表明鎢礦體的形成發(fā)生在燕山早期第一次侵入之后大致與燕山早期第三次侵入同時(shí),即晚侏羅世。
圖3 贛縣長(zhǎng)坑鎢礦輝鉬礦Re-Os模式年齡加權(quán)平均值
大埠巖體為復(fù)式巖體,以燕山早期花崗巖為主,約占大埠巖體總面積99.5%。分早侏羅世花崗巖(J1γ)和晚侏羅世花崗巖(J3γ)。前者屬燕山早期第一次侵入(γ52-1),U-Pb同位素年齡(189.2±0.6)Ma;后者屬燕山早期第三次侵入(γ52-3),U-Pb同位素年齡(161.3±0.6)Ma。前者巖性為粗中粒斑狀—中細(xì)粒含斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖,后者巖性為細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒少斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖,屬高硅、富鉀、貧鈣的酸性S型花崗巖類(lèi),輕—中稀土富集。巖體成礦物質(zhì)豐富,尤其晚侏羅世花崗巖W的濃集系數(shù)高達(dá)133.33,且成巖年齡(161.3±0.6)Ma(U-Pb同位素)與成礦年齡(158.1±1.2)Ma(Re-Os同位素)大致相當(dāng),與鎢礦化關(guān)系密切。
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