第 6 期王彦斌等 : 汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石 U Pb 年龄 Hf 同位素及矿石辉钼矿 Re Os 年龄 821 主要表现为背斜构造和北东向断层背斜构造轴向北西, 核部地层为震旦系丁腰河组硅质岩, 两翼地层均为寒武系香楠组浅变质长石石英砂岩板岩, 该背斜的东端被晚三叠世黑云母二长花岗

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鹤容
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1 第 56 卷第 6 期 2010 年 11 月地质论评 GEOLOGICALREVIEW Vol.56 No.6 Nov 汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石犝犘犫年龄犎犳同位素及矿石辉钼矿犚犲犗狊年龄王彦斌 1), 王登红 2), 韩娟 1), 雷泽恒 3), 陈郑辉 2), 屈文俊 4), 许以明 3), 资柏忠 3), 王清利 5) 1) 中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心, 北京,100037; 2) 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京,100037;3) 湖南省湘南地质勘察院, 湖南郴州,423000; 4) 国家地质实验测试中心, 北京,100037;5) 河南大学环境与规划学院, 河南开封, 内容提要 : 湖南汝城高坳背钨钼矿床是湘南地区近年发现的远景规模达大型或超大型的黑钨矿石英脉型热液钨钼矿床, 然而对该矿床与成矿有关的花岗岩的成岩年龄和钨钼成矿年龄还缺乏研究本文利用锆石 SHRIMPU Pb 同位素定年方法对该矿区黑云母二长花岗岩进行了年龄测定, 获得其侵位年龄为 222.1±2.0 Ma, 其中还发现其锆石内核含古元古代新太古代的继承锆石晚三叠世年龄的锆石具低的 ε 犎犳 ( 狋 ) 值 (-4.7~-10.9) 和 1.6~2.0Ga 的 Hf 同位素两阶段模式年龄, 表明它们的岩浆源区主要以华南古元古代基底物质或者更古老的基底物质改造而成古元古代新太古代继承锆石中正的 ε 犎犳 ( 狋 ) 值 (4.3~8.5) 的存在, 暗示形成这些古老继承锆石的初始物质中有幔源物质的加入利用辉钼矿 Re Os 等时线法, 获得该矿的成矿年龄为 157.3±6.6 Ma ( 狀 = 5, MSWD = 0.11) 高坳背钨钼矿区黑云母二长花岗岩锆石年龄 Hf 同位素资料和钨钼矿成矿年龄表明, 花岗岩中存在古老地壳的残留锆石, 说明花岗岩的物质来源可能与华南古老的陆壳基底有关, 钨钼矿区黑云母二长花岗岩成岩时代为晚三叠世, 而成矿时代为晚侏罗世, 推测该矿深部有晚侏罗世的花岗岩存在这些新的同位素年龄资料为研究华南同类矿床的形成演化与指导区域找矿提供了重要的地球化学依据关键词 : 高坳背钨钼矿床 ;U Pb 定年 ; 辉钼矿 Re Os;Hf 同位素 ; 湖南汝城湘南是南岭成矿集中区的重要组成部分, 其优势矿产钨锡铋钼铅锌银金等在全国乃至全球占有举足轻重的地位, 是国家重要的有色金属资源基地之一, 比如发育有柿竹园钨锡多金属矿香花岭钨锡多金属矿新田岭钨矿瑶岗仙钨矿等一批大型超大型有色金属矿床 ( 图 1) 该区自早古生代以来, 受到了加里东期造山运动印支期造山运动和燕山期构造岩浆的强烈影响, 形成了不同时代的花岗岩类和丰富的矿产资源湖南汝城集龙乡高坳背钨钼矿床 (N ~ ;E ~ ) 是近年地质大调查新发现的黑钨矿石英脉型钨钼矿床 ( 图 1) 该矿区成矿地质条件优越, 矿床具有大至特大型规模远景, 但矿区的地质工作程度较低 ( 雷泽恒等? ) 至今尚未有人进行过成岩成矿时代的研究, 这些阻碍了我们对该矿成矿作用的认识显然, 该矿床钨钼成矿年龄与相关花岗岩成岩年龄关系如何对探究该矿的成矿机制指导找矿具有重要的科学和实践意义本文对湖南汝城集龙乡高坳背钨钼矿区的矿化黑云母二长花岗岩中锆石进行了 SHRIMP U Pb 年龄及 Hf 同位素的分析, 对该矿的辉钼矿开展了 Re Os 同位素定年, 获得了黑云母二长花岗岩体的侵位年龄 Hf 同位素特征和辉钼矿的 Re Os 同位素年龄, 这些新资料将为探讨该矿床以及区域钨钼多金属大规模成矿作用的时限以及地球动力学过程提供重要的同位素年代学和地球化学约束 1 矿床地质特征湖南汝城集龙乡高坳背钨钼矿床属黑钨矿石英脉型热液矿床 ( 图 2), 石英脉型钨钼矿体产于黑云母二长花岗岩中, 矿化带长度大于 500m, 宽度大于 100m, 垂直延伸大于 100 m 矿区边部为下寒武统香楠组浅变质细 - 中粒石英砂岩长石石英砂岩夹炭质板岩, 底部为硅质岩硅质板岩, 岩石中普遍见黄铁矿结核, 近岩体部位角岩化强烈构造注 : 本文为中国地质调查局我国重要矿产和区域成矿规律研究项目 ( 编号 ) 的成果收稿日期 : ; 改回日期 : ; 责任编辑 : 章雨旭作者简介 : 王彦斌, 男,1966 年生博士, 研究员同位素年代学和地球化学专业, yanbinw@cags.ac.cn

2 第 6 期王彦斌等 : 汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石 U Pb 年龄 Hf 同位素及矿石辉钼矿 Re Os 年龄 821 主要表现为背斜构造和北东向断层背斜构造轴向北西, 核部地层为震旦系丁腰河组硅质岩, 两翼地层均为寒武系香楠组浅变质长石石英砂岩板岩, 该背斜的东端被晚三叠世黑云母二长花岗岩所破坏, 在背斜的两翼还发育一些次级褶曲在矿区的北西角见一条北东向的断裂构造, 即 F1 断层走向 50 左右, 倾向南东, 倾角为 65 左右, 为压扭性断层赋存矿体的岩石为中粗粒黑云母二长花岗岩其颜色为灰白色, 具中粗粒花岗结构, 块状构造, 主要矿物成分为石英 35%, 微斜条纹长石 30% ~35%, 斜长石 25%, 黑云母 5%, 所含副矿物为磁铁矿磷灰石锆石和榍石该黑云母二长花岗岩的岩石地球化学成分为 SiO 2 :71.31%, TiO 2 :0.29%, Al 2O 3 : 13.29%,Fe 2 O 3 :0.41%,FeO:1.39%, MnO: 0.004%, MgO:0.44%, CaO:0.80%, Na 2 O: 3.09%,K 2O:5.15%,P 2O 5 :0.15%,LOI:1.76% ( 雷泽恒等? ) 黑云母二长花岗岩富硅富铝贫铁镁特点, 显然经历了较大程度的结晶分异该黑钨矿石英脉型矿床产于花岗岩体中, 沿构造裂隙充填 ( 交代 ), 呈脉状或细脉带状, 矿体长数十米数百米 ( 图 3) 矿石主要由石英和黑钨矿组成, 并含有辉钼矿白钨矿辉铋矿黄铜矿黄铁矿等矿脉中脉石矿物主要是石英, 次有云母长石萤石黄玉方解石等除了含黑钨矿辉钼矿的石英脉外, 还可见白钨矿和黑钨矿等有用组分在花岗岩体内呈浸染状或细网脉浸染状产出, 它们应该是后期热液充填交代作用叠加的产物矿石品位 WO 30.65%~1.23%,Mo0.39% ~1.85% 矿体的围岩蚀变有钾长石化钠长石化硅化云英岩化萤石化电气石化绿泥石化和绢云母化, 其中钠长石化云英岩化与矿化关系密切 2 样品及分析方法选取 800m 中段含矿中粗粒黑云母二长花岗岩 ( 样号 :GAB) 中锆石进行 U Pb 同位素年代学研究, 同时选取矿石中的辉钼矿进行 Re Os 同位素年龄测试 2.1 锆石 SHRIMPU Pb 定年和 Hf 同位素分析把锆石从 2kg 的样品中分选出来, 在双目镜下挑纯将待测锆石与数粒锆石标样 TEM 置于环氧图 1 南岭部分地区地质和钨锡矿床分布图 ( 据毛景文等,2007) Fig.1Geologyanddistributionofthemajortungsten tindepositsinthenanlingregion,southchina (AfterMaoJingwenetal.,2007)

822 地质论评 2010 年树脂中做成样品靶 (Mount) 将靶上的锆石磨至约一半, 以使锆石内部暴露, 用于锆石透射光反射光和阴极发光 (CL) 研究及随后的 SHRIMP U Pb 分析 CL 图像在中国北京离子探针中心电镜室完成, 其目的是在进行 SHRIMP U Pb 分析时, 需参考锆石颗粒剖面的阴极发光图像, 以便对锆石颗粒的不同区域进行 U Th Pb 同位素成分分析

0 10.0 10.0 15.0 5.0 5.0 图 2 汝城高坳背矿区钨钼矿地质略图 ( 雷泽恒等? ) Fig.2GeologicalSketchmapoftheGao aobei tungsten molybdenumoredeposit,rucheng County(AfterLeiZehengetal.? ) 2.0 2.0s, 每个点的数据是 5 次扫描后的平均值一次离子为约 4.

3 822 地质论评 2010 年树脂中做成样品靶 (Mount) 将靶上的锆石磨至约一半, 以使锆石内部暴露, 用于锆石透射光反射光和阴极发光 (CL) 研究及随后的 SHRIMP U Pb 分析 CL 图像在中国北京离子探针中心电镜室完成, 其目的是在进行 SHRIMP U Pb 分析时, 需参考锆石颗粒剖面的阴极发光图像, 以便对锆石颗粒的不同区域进行 U Th Pb 同位素成分分析 SHRIMPU Pb 分析在中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心的 SHRIMP I 上完成一次离子源气体为氧气, 将其电离后, 由 O - 打击锆石 2 颗粒, 激发出锆铅铀钍的氧化物离子或金属离子测定 Zr 2 O 204 Pb 背景 206 Pb 207 Pb 208 Pb 238 U 232 ThO 238 UO 质量峰的强度, 每个峰的积分时间分别为图 2 汝城高坳背矿区钨钼矿地质略图 ( 雷泽恒等? ) Fig.2GeologicalSketchmapoftheGao aobei tungsten molybdenumoredeposit,rucheng County(AfterLeiZehengetal.? ) s, 每个点的数据是 5 次扫描后的平均值一次离子为约 4.5nA,10kV 的 O -, 打到锆石上束斑 2 的直径为约 25μm, 质量分辨率约 5400(1% 峰高 ) (Compston,1984,1992;Wiliams et al.,1987, 1998) 应用 RSES 的锆石 SL13(572Ma,238μg/g) 标定样品的 U Th Pb 含量,TEM(417Ma) 进行年龄校正分析未知点与标样 TEM 的点交叉进行分析数据处理采用 Ludwig 的 SQUID1.02 及 ISOPLOT 程序普通铅根据实测的 204 Pb 进行校正, 同位素比值误差为 1σ, 加权平均年龄具 95% 的置信度图 3 (a) 汝城高坳背钨钼矿 800m 中段辉钼矿黑钨矿石英脉 ;(b) 辉钼矿脉产出在云母二长花岗岩中 Fig.3 (a)thewolframite molybdenitequartzveinatthealtitudeof800 minthegao aobeitungsten molybdenum deposit,ruchengcounty;(b)molybdeniteveinoccurringinthebiotitemonzoniticgranite

第 6 期王彦斌等 : 汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石 U Pb 年龄 Hf 同位素及矿石辉钼矿 Re Os 年龄 823 锆石 Hf 同位素组成的分析, 是在锆石透射光发射光照片结合阴极发光 (CL) 图像及锆石 U Pb 定年的基础上进行的, 分析前将锆石样品靶再次清洗干净并晾干测试在中国地质科学院矿产资源研究所 MC ICP MS 同位素实验室 ThermoFinnigan

4 第 6 期王彦斌等 : 汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石 U Pb 年龄 Hf 同位素及矿石辉钼矿 Re Os 年龄 823 锆石 Hf 同位素组成的分析, 是在锆石透射光发射光照片结合阴极发光 (CL) 图像及锆石 U Pb 定年的基础上进行的, 分析前将锆石样品靶再次清洗干净并晾干测试在中国地质科学院矿产资源研究所 MC ICP MS 同位素实验室 ThermoFinnigan Neptune 型多接收电感耦合等离子体质谱计 (LA MC ICP MS) 上进行, 系统配有 213nm 紫外激光系统 (NewwaveUP213LaserAblationSystem), 剥蚀光斑直径在 10~150μm 可调, 输出能量可调, 其最大实际功率为 35J/cm 2 分析时大部分分析点激光束直径约为 40μm, 所有的激光脉冲速度为 8 Hz; 部分结构简单且颗粒粗大的锆石, 激光束直径约为 55μm, 所用的激光脉冲速度为 6 Hz 激光剥蚀时间为 27s, 测定时采用锆石 GJ 1 和 TEM 做外标, 176 Hf/ 177 Hf 值分别为 ±19 (2σ) (Elhlouetal.,2006)and ±31(2σ)(Wu etal.,2006; 吴福元等,2007) 本次实验测试 GJ 1 的 176 Hf/ 177 Hf 的平均值为 ± (2σ, 狀 =30) 和 ± (2σ, 狀 =54), 分析流程及校正参见侯克军等 (2007) 2.2 辉钼矿的 Re Os 同位素定年样品取自 800 m 中段, 样品先后经过重力分离电磁分离和在双筒显微镜下挑选获得, 辉钼矿纯度在 99% 以上样品分析和测试在国家地质实中可见, 锆石的 U 含量变化范围均很大, 介于 301~ 28130μg/g,Th 含量分别为 266~4119μg/g,Th/ U = 0.03~1.59 锆石核的 U 含量范围为 301~ 3963μg/g,Th/U 比值大于 0.1, 而锆石边的 U 含量范围 2677~28130μg/g,Th/U 比值小于 0.1, 为锆石增生特征 (Wiliamsetal.,1987) 特别要提到锆石核部 1.2, 其 207 Pb/ 206 Pb 年龄为 2659±18 Ma ( 点号 1.2c), 为新太古代年龄的继承锆石锆石核部 6.2 的 207 Pb/ 206 Pb 年龄为 1666±48 Ma ( 点号 6.2c), 也代表了古元古代年龄的源区时代信息 ( 图 5) 锆石颗粒 7.2 核部的 206 Pb/ 238 U 年龄偏小 (182.8±1.71 Ma), 它可能是由于锆石中极其发育的裂纹, 其放射性铅丢失所致如果不考虑锆石增生边 3.1 年龄 210±1 Ma, 本次分析的 5 个最年轻数据点 ( 锆石分析点 4.1r 4.2c 5.1r 5.2c 7.1r) 的 206 Pb/ 238 U 年龄十分集中, 变化范围小 (220~ 226Ma), 其中锆石颗粒 5.1 核 5.2 边的年龄分别为 223.3±1.5 Ma,219.7±1.9 Ma, 其核具岩浆生长环带, 核边缘被溶蚀, 锆石边部相对富铀, 具热液锆石的特征 (Hoskinetal.,2005) 这 5 个年龄在一致曲线图中 ( 图 5), 获得 206 Pb/ 238 U 年龄的加权平均值为 222.1±2.0 Ma (MSWD = 3.0) 一致曲线图中, 还见另一组年龄也成群分布, 它们 ( 锆石分析点 1.1r 8.1c 8.2r 9.1r 9.2c) 的 206 Pb/ 238 U 年验测试中心 Re Os 同位素实验室进行, 采用 Carius 管封闭溶样分解样品, 分析仪器是 TJA X series ICP MS,Re Os 同位素分析的原理和详细分析方法参见有关文献 ( 杜安道等,2001;Duetal., 2004; 屈文俊等,2003) 实验室全流程空白 Re 约 10pg, 普通 Os 为 0pg, 远远小于所测样品中的铼锇含量, 因此, 不会影响实验中铼锇含量的准确测定 3 分析结果 3.1 含辉钼矿化黑云母二长花岗岩中锆石 SHRIMPU Pb 定年黑云母二长花岗岩样品 ( 样号 GAB) 中锆石为浅黄色透明, 粒度均介于 150~350μm, 主要呈长柱状板条状, 个别为短柱状, 锆石均具较好的锥面和柱面在阴极发光照片上 ( 图 4), 大部分锆石具有典型岩浆锆石的韵律环带, 具核边结构, 锆石核 CL 图像颜色较增生边浅, 增生边宽窄不一高坳背黑云母二长花岗岩样品 GAB 的 9 粒锆石的 17 个点分析的锆石 SHRIMPU Pb 分析结果见表 1 从图 4 汝城高坳背黑云母二长花岗岩中锆石的阴极发光照片及其分析点位置 Fig.4Cathodoluminescenceimagesofzirconsandsites ofanalyzedpointsfromthegao aobeibiotitemonzonitic granite,ruchengcounty

5 824 地质论评 2010 年表 1 汝城高坳背黑云母二长花岗岩中锆石犛犎犚犐犕犘犝犘犫定年资料点号 206 Pbc U 犜犪犫犾犲 1 犛犎犚犐犕犘犱犪狋犪狅犳狕犻狉犮狅狀狊犳狉狅犿犌犪狅犪狅犫犲犻犫犻狅狋犻狋犲犿狅狀狕狅狀犻狋犻犮犵狉犪狀犻狋犲, 犚狌犮犺犲狀犵犆狅狌狀狋狔 Th (%) ( μ g/g) ( μ g/g) 232 Th 238 U 206 Pb ( μ g/g) 狀 ( 207 Pb ) 狀 ( 206 Pb ) 测值相对误差 (%) 狀 ( 207 Pb ) 狀 ( 235 U) 测值相对误差 (%) 狀 ( 206 Pb ) 狀 ( 238 U) 测值相对误差 (%) 206 Pb/ 238 U 年龄 (Ma) 测值绝对误差 207 Pb/ 206 Pb 年龄 (Ma) 1.1r c c r c r c r c r c r c c r r c 注 : 误差为 1σ;PbC 和 Pb 分别表示普通铅和放射成因铅 ; 标准校正值的误差为 1.03%; 普通铅校正应用 204 Pb 实测值 c 表示分析的锆石的核,r 表示分析的锆石的增生边测值绝对误差龄的加权平均值为 233.9±2.8 Ma (MSWD = 2.7), 锆石核部 1.2, 其 207 Pb/ 206 Pb 年龄为 2659± 18 Ma, 锆石边部 1.1 富铀, 为锆石增生事件年龄注意到锆石颗粒 8 的核边年龄分别为 233.4±1.5 Ma,232.6±1.4 Ma, 其核具岩浆生长环带, 锆石边部富铀, 也具结晶环带, 可能是重结晶的结果锆石颗粒 9.2 核 9.1 边的年龄分别为 234.0±2.0 Ma, 238.6±1.6 Ma, 其核具岩浆生长环带, 锆石边部富铀, 铀含量达 25820μg/g, 其锆石增生边的年龄大于核年龄, 显然不是 Pb 丢失的结果,Pb 丢失会导致锆石年龄变低, 而该增生边年龄的增高可能与热液作用下锆石发生铀的丢失有关已有实验证明, 高铀含量的蜕晶质锆石 (metamictzircon) 在中低温热液蚀变过程中会发生明显的 U Th 和放射性 Pb 图 5 汝城高坳背黑云母二长花岗岩中锆石 SHRIMPU Pb 和谐图 Fig.5SHRIMPU PbconcordiadiagramofzirconsfromtheGao aobeibiotitemonzoniticgranite,ruchengcounty

6 第 6 期王彦斌等 : 汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石 U Pb 年龄 Hf 同位素及矿石辉钼矿 Re Os 年龄 825 表 2 汝城高坳背钨钼矿床中辉钼矿的犚犲犗狊同位素组成犜犪犫犾犲 2 犚犲犗狊犻狊狅狋狅狆犻犮犱犪狋犪犳狅狉犿狅犾狔犫犱犲狀犻狋犲犳狉狅犿犌犪狅犪狅犫犲犻犠犕狅犱犲狆狅狊犻狋狊样品号样重 (g) Re (ng/g) 普 Os(ng/g) 187 Re(ng/g) 187 Os(ng/g) 模式年龄 (Ma) 测定值 2σ 测定值 2σ 测定值 2σ 测定值 2σ 测定值 2σ gab a gab b gab c gab d gab f 的丢失, 导致锆石 U Th Pb 体系的扰动 (Geisler etal.,2003a,2003b,2007), 高坳背岩体的锆石在热液流体活动过程中, 锆石发生 U 和 Th 丢失, 从而使 U Pb 年龄增大当然锆石增生边极富 U, 具低的 Th/U 比 ( 比值小于 0.1), 如点 9.1 最高含量达 25820μg/g, 如此高的 U 含量会产生基体效应 (Buteraetal.,2001), 已有研究表明 U 含量大于 1500μg/g 时, 每 1000μg/g 的 U 含量可以导致其 3% 的年龄的变化 (Buteraetal.,2001;Hermannet al.,2006), 但锆石 9.1 增生边的年龄增加的幅度还未那么大显然高坳背岩体锆石年龄由于成矿作用等的影响, 十分复杂笔者分析认为年轻的一组年龄 222.1±2.0Ma 和另一组 233.9±2.8Ma 年龄可能分别代表该黑云母二长花岗岩的锆石结晶 ( 或锆钨钼矿床中辉钼矿的 Re 含量范围为 (1016~ 1528ng/g), 其模式年龄比较一致, 介于 152.3~ Ma, 用全部 5 个点采用 ISOPLOT 程序 (Ludwig,2001) 所作的 187 Re 187 Os 等时线图中, 得到辉钼矿的 Re Os 等时线年龄为 ±6.6 Ma ( 图 6 ), 代表该矿床的形成年龄石增生 ) 的两期年龄, 我们把最年轻的 222.1± 2.0Ma 的年龄作为该岩体的侵位年龄 3.2 辉钼矿 Re Os 同位素成矿年龄测定高坳背钨钼矿床中辉钼矿的 Re Os 含量列于表 2, 其中 187 Os 为总 187 Os, 计算时的误差指其总误差, 包括样品的称量误差稀释剂标定误差和质谱测量误差等, 置信度为 95% 从表中可见, 高坳背图 7 汝城高坳背黑云母二长花岗岩锆石 εhf( 狋 ) 和地图 6 汝城高坳背钨钼矿中辉钼矿的 Re Os 同位素等时线年龄 Fig.6Re Osisochronofthemolybdenitefromthe Gao aobeiw Modeposit,RuchengCounty 壳模式年龄 ( 犜 C DM ) 柱状图 C Fig.7 Hfisotopiccompositionsand 犜 DM ofthezircon from Gao aobeibiotitemonzoniticgranitein RuchengCounty

7 826 地质论评 2010 年 3.3 含辉钼矿化中粗粒黑云母二长花岗岩中锆石的 Hf 同位素特征对高坳背钨钼矿床中黑云母二长花岗岩岩体的 9 粒锆石 176 Yb/ 177 Hf 和 176 Lu/ 177 Hf 值范围分别为 ~ 和 ~ ( 表 3), 176 Lu/ 177 Hf 值非常接近或小于 0.002, 表明这些锆石在形成以后, 仅具有较少的放射成因 Hf 的积累, 因而可以用初始 176 Hf/ 177 Hf 值代表锆石形成时的 176 Hf/ 177 Hf 值 ( 吴福元等,2007) 锆石颗粒核部分析点 1.2( 206 Pb/ 207 Pb 年龄 2659Ma) 6.2( 206 Pb/ 207 Pb 年龄 1666 Ma) 对应的 ε 犎犳 ( 狋 ) 值分别为 4.3 和 8.5,Hf 同位素地壳模式年龄分别为 2.9Ga 和 1.8 Ga( 表 3, 图 7) 其余年轻年龄的锆石分析点的 ε 犎犳 ( 狋 ) 值为 -4.7~ -10.9, 变化范围达 6 个 ε 单位, 明显高于数据测试过程中所引起的变化范围, 因此, 该石英闪长岩样品很可能具有不均一的锆石 Hf 同位素组成对应地, 该样品也显示较宽的 Hf 同位素 C 地壳模式年龄 ( 犜 DM =1.6~2.0Ga)( 表 3, 图 7) 4 讨论和结论 4.1 成岩成矿时代及其地质意义汝城高坳背钨钼矿床的赋矿围岩黑云母二长花岗岩锆石 SHRIMP U Pb 年龄为 222.1±2.0 Ma, 代表该岩体的侵位时间为晚三叠世本文利用点号年龄 (Ma) 表 3 汝城高坳背钨钼矿床黑云母二长花岗岩锆石犎犳同位素分析结果犜犪犫犾犲 3 犎犳犻狊狅狋狅狆犻犮犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狊狅犳狋犺犲狕犻狉犮狅狀狊犳狉狅犿犫犻狅狋犻狋犲犿狅狀狕狅狀犻狋犻犮犵狉犪狀犻狋犲犻狀犌犪狅犪狅犫犲犻犠犕狅犱犲狆狅狊犻狋, 犚狌犮犺犲狀犵犆狅狌狀狋狔狀 ( 176 Yb) 狀 ( 177 Hf) 狀 ( 176 Lu) 狀 ( 177 Hf) 狀 ( 176 Hf) 狀 ( 177 Hf) 2σm 狀 ( 176 Hf) [ 狀 ( 177 Hf ) εhf(0) εhf(t) 2σ ] t 1.1r c c r c r c c r c r c c r c 狀 ( 176 Hf) 狀 ( [ 狀 ( 177 Hf ] 177 Lu) ) - S S (e λ 狋烄 - 1) 注 :εhf( 狋 )= 烅狀 ( 176 Hf) 狀 ( [ 狀 ( 177 Hf ) - ] 177 Lu) CHUR,0 CHUR (e λ 狋 - 1) 烆狀 ( 176 Hf) 狀 ( [ 犜 DM= 1 λ ln 狀 ( 177 Hf )] 176 Hf) 烄 - S DM 烌 1 + 烅烍狀 ( 177 Hf ) - S 狀 ( 177 Hf ) 烆 [ ] 犜 DM C = 犜 DM- ( 犜 DM- 狋 ) 犳 CC- 犳 S ; 犳 Lu/Hf= 犳 CC- 犳 DM 其中 :λ = /a(soderlundetal.,2004); 烌烍烎 [ ] DM 烎 S - 1 CHUR 和狀 ( 176 Hf) S S [ 狀 ( 177 Hf ] 平均地壳 CHUR 狀 ( 176 Hf) 狀 ( 177 = (Blichert Toftetal.,1997); [ Hf )] CHUR,0 [ ] 狀 ( 2000); 177 Lu) 狀 ( 177 Hf ) 平均地壳 = 0.015; 犳 CC= ) DM = , - 1; 犳 S= 犳 Lu/Hf; 犳 DM= 犜 DM (Ma) [ ] 狀 ( 176 Hf) [ 狀 ( 177 Hf ] DM CHUR 犜 DMC (Ma) 犳 Lu/Hf 为样品测量值 ; 狀 ( 177 = , Hf ) CHUR ) DM = (Grifinetal., - 1; 狋为锆石结晶年龄

8 第 6 期王彦斌等 : 汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石 U Pb 年龄 Hf 同位素及矿石辉钼矿 Re Os 年龄 827 辉钼矿 Re Os 等时线法, 获得该矿成矿年龄 ±6.6 Ma( 狀 = 5,MSWD = 0.11) 南岭地区区域成岩成矿具有高度的相关性, 显示矿床的形成与花岗岩演化有直接的成因联系, 谭俊等 (2007) 从南岭地区中生代花岗岩类岩石和矿床的稀土元素 Pb 同位素年龄数据基础上提出花岗岩类岩浆活动与相关的成矿作用具有统一的地质背景, 成岩成矿具同源性华仁民等 (2005a) 将华南成矿划为三期 :180~170 Ma,150~139 Ma,125~98 Ma, 认为南岭钨锡成矿时间主要为 150~139 Ma 而毛景文等 (2004) 提出华南成矿有 170~150 Ma, 140~125 Ma 和 110~80 Ma 三个阶段, 认为 170~ 150 Ma 是南岭地区的一个成矿高峰期, 并认为该区 113~90Ma 的成矿也很重要彭建堂等 (2008) 提出 150~160 Ma 为湘南甚至整个南岭地区 W Sn 矿床主要的成矿期近年, 毛景文等 (2007,2008) 和华仁民等 (2010) 基于高精度的成岩成矿定年资料指出 160~150 Ma 是南岭及相邻地区 W Sn Nb Ta Pb Zn 等有色稀有金属矿化为主成矿作用的高峰期李献华等 (2007) 也指出南岭及相邻地区最重要的地壳重熔发生在 165 Ma 以来, 其峰值在 (160±5)Ma, 被称之为中侏罗世大火成岩事件, 这期花岗质岩浆侵入活动在华南呈面状展布, 是伸展背景下地壳深熔的产物, 并伴随爆发式金属成矿作用 (LiXianhuaetal.,2007; 朱金初等,2008; 蒋少涌等,2008) 本文获得的高坳背钨钼矿床的成矿年龄 (157.3 ±6.6 Ma) 也在这一时间段, 与区域上大规模钨锡多金属成矿作用在同一时期高坳背钨钼矿床成矿时代晚侏罗世 (157 Ma) 与赋矿围岩黑云母二长花岗岩成岩时代晚三叠世 (222.1±2.0 Ma) 存在时差 65 Ma, 结合该矿为黑钨矿石英脉型钨钼矿床, 成矿热液主要来源应该是与成矿年龄一致的花岗岩体, 这势必在深部有隐伏的晚侏罗世时期的花岗岩体才行, 矿区的晚三叠世黑云母二长花岗岩可能仅作为钨钼矿床的矿源岩体及容矿围岩, 当然这一推测有待今后钻孔验证华南燕山早期 ( 侏罗纪 ) 大规模的成矿作用对应的构造背景的研究近年来一直吸引着海内外地质学家的关注 ( 华仁民等,2005b; 徐夕生,2008; 李晓峰等,2008; 彭建堂等,2008; 毛景文等,2007,2008, 2009;Jiangetal.,2009) 对于华南燕山早期 ( 侏罗纪 ) 花岗质岩石富碱侵入岩带玄武岩和基性岩脉双峰式火山岩等的研究表明, 中侏罗世以来华南花岗质岩石及其他岩石主要形成于大陆板块内部岩石圈伸展的构造背景, 中侏罗世以来华南发生大范围的岩石圈伸展作用并形成特色的盆岭系 (Zhouet al.,2006;gilderetal.,1996;chenetal.,1998; Hongetal.,1998;LiXianhuaetal.,2000;Li ZhengxiangandLiXianhua,2007; 范蔚茗等,2003; 周新民等,2007; 胡瑞忠等,2010) 目前在华南已发现几条低狋 DM 和高 εnd 花岗岩带被认为是岩石圈伸展和壳幔相互作用的证据 (Gilderetal.,1996;Chen etal.,1998;hongetal.,1998) 陆内岩石圈伸展减薄造成的降压熔融和玄武质岩浆底侵引起的复杂壳幔相互作用, 可能是华南内陆该时期大规模花岗质岩浆活动的主要机制 ( 赵振华等,2000;Zhou etal.,2006; 胡瑞忠等,2010) 最近, 李献华等 (2009) 通过锆石原位 Hf O 同位素技术研究幔源岩浆在南岭燕山早期 (160±5 Ma) 花岗岩形成中的作用后认为, 幔源岩浆和沉积岩重熔的酸性岩浆之间的不均匀混合很可能是该时期许多花岗岩的主要成因, 在形成巨量花岗岩的过程中, 由于有充足的热能, 促进了流体和成矿物质的循环, 从而有利于大规模成矿, 以上可能是包括高坳背钨钼矿形成在内的华南成矿大爆发的地质背景 4.2 高坳背钨钼矿区黑云母二长花岗岩的成因指示高坳背钨钼矿床中黑云母二长花岗岩晚三叠世年龄的锆石 Hf 同位素分析显示,ε 犎犳 ( 狋 )=-4.7 C ~-10.9, 锆石 Hf 同位素分析获得的犜年龄主 DM 体峰值约为 1.6~2.0Ga( 图 9),εHf( 狋 ) 值主要为负值揭示其岩浆起源可能主要为地壳物质, 锆石分析点的 εhf( 狋 ) 值为 -4.7~-10.9,, 变化范围达 6 个 ε 图 8 汝城高坳背黑云母花岗岩锆石 εhf( 狋 ) 犜图解 Fig.8εHf( 狋 ) 狋 plotforthezirconsfromthe Gao aobeibiotitemonzoniticgranite,ruchengcounty

9 828 地质论评 2010 年单位, 说明源区同位素的不均一锆石 Hf 同位素两阶段模式年龄 (1.6~2.0Ga) 和 ε 犎犳 ( 狋 ) 值为负值, 表示其母岩可能是古元古代地壳部分熔融产生高坳背钨钼矿区黑云母二长花岗岩中发现其锆石内核含新太古代古元古代继承锆石即锆石颗粒核部分析点 1.2( 206 Pb/ 207 Pb 年龄 2659Ma) 6.2 ( 206 Pb/ 207 Pb 年龄 1666 Ma) 对应的 ε 犎犳 ( 狋 ) 值分别为 +4.3 和 +8.5( 图 8), 与新太古代古元古代的亏损地幔物质加入有关, 这两粒锆石 Hf 同位素地壳模式年龄分别为 2.9Ga 和 1.8Ga, 指示新生地壳物质在 2.9Ga 和 1.8 Ga 形成 (Amelinetal.,2000) Yu 等 (2010) 认为南岭地区的新生地壳生长主要发生在约 3.6Ga 约 3.3Ga 2.5~2.6Ga 约 1.6Ga 约 1.0Ga 和 0.8~0.7Ga 而 Xu 等 (2005) 获得的华夏地块三期主要的地壳生长期 (2.5~2.7Ga, 约 1.8Ga, 约 1.3~1.5Ga) 本文晚三叠世年龄的 C 锆石 Hf 同位素分析获得的犜年龄主体峰值约为 DM 1.6~2.0Ga, 结合本次研究获得的中太古代 (2.9 Ga) 和古元古代 (1.6~2.0Ga) 地壳生长期, 显示研究区主要的地壳生长时期为 2.9 Ga 和 1.6~2.0 Ga 高坳背的黑云母二长花岗岩锆石年龄和 Hf 同位素资料表明 : 该区花岗岩中存在古老地壳的继承锆石, 它们主要来自地壳岩石的部分熔融区域上, 如赵葵东等 (2006) 发现骑田岭芙蓉岩体含 2445 Ma 1708 Ma 残留锆石, 付建明等 (2004) 对九嶷山复式花岗岩体 SHRIMP 锆石定年的研究也发现有老的残留锆石, 说明花岗岩形成与古老地壳的物质参与有关, 即可能与华南古老的陆壳基底有关致谢 : 野外工作期间, 得到湖南省地质矿产勘查开发局湘南地质调查大队的龚述清等高工的指导和帮助, 侯可军博士指导了 Hf 同位素分析, 匿名审稿人对本文提出了十分中肯的修改意见, 在此表示诚挚感谢注释 / 犖狅狋犲? 雷泽恒, 许以明, 王登红, 乔玉生, 资柏忠, 陈郑辉湖南汝城高坳背钨钼矿地质特征及地质意义. 未刊稿. 参考文献 / 犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊杜安道, 赵敦敏, 王淑贤, 孙德忠, 刘敦一.2001.Carius 管溶样和负离子热表面电离质谱准确测定辉钼矿铼锇同位素地质年龄. 岩矿测试,20 (4):247~252. 范蔚茗, 王岳军, 郭峰, 彭头平湘赣地区中生代镁铁质岩浆作用与岩石圈伸展. 地学前缘,10(3):159~179. 付建明, 马昌前, 谢才富, 张业明, 彭松柏大地构造与成矿学, 28(4):370~378. 侯可军.2007.LA MC ICP MS 锆石 Hf 同位素的分析方法及地质应用. 岩石学报,23(10):2595~2604 胡瑞忠, 毛景文, 范蔚茗, 华仁民, 毕献武, 钟宏, 陶琰华南陆块陆内成矿作用的一些科学问题. 地学前缘.17(20):13~26. 华仁民, 陈培荣, 张文兰, 陆建军.2005a. 论华南地区中生代 3 次大规模成矿作用. 矿床地质,24 (2):99~107. 华仁民, 陈培荣, 张文兰, 姚军明, 林锦富, 张展适, 顾晟彦.2005b. 南岭与中生代花岗岩类有关的成矿作用及其大地构造背景. 高校地质学报,11 (3):291~304. 华仁民, 李光来, 张文兰, 胡东泉, 陈培荣, 陈卫峰, 王旭东华南钨和锡大规模成矿作用的差异及其原因初探. 矿床地质,29 (1):9~23. 蒋少涌, 赵葵东, 姜耀辉, 戴宝章十杭带湘南桂北段中生代 A 型花岗岩带成岩成矿特征及成因讨论. 高校地质学报,14(4): 496~509. 李献华, 李武显, 李正祥再论南岭燕山早期花岗岩的成因类型与构造意义. 科学通报,62(9):981~991. 李献华, 李武显, 王选策, 李秋立, 刘宇, 唐国强幔源岩浆在南岭燕山早期花岗岩形成中的作用 : 锆石原位 Hf O 同位素制约. 中国科学 (D 辑 ),39(7):872~887. 李晓峰,YasushiW, 华仁民, 毛景文华南地区中生代 Cu (Mo) W Sn 矿床成矿作用与洋岭 / 转换断层俯冲. 地质学报,82(5):625~936. 毛景文, 谢桂清, 李晓峰等华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展. 地学前缘,11 (1):45~55. 毛景文, 谢桂清, 郭春丽, 陈毓川南岭地区大规模钨锡多金属成矿作用 : 成矿时限及地球动力学背景. 岩石学报,23(10):2329 ~2338. 毛景文, 谢桂清, 郭春丽, 袁顺达, 程彦博, 陈毓川华南地区中生代主要金属矿床时空分布规律和成矿环境. 高校地质学报,14 (4):510~526. 毛景文, 谢桂清, 程彦博, 陈毓川华南地区中生代主要金属矿床模型. 地质论评,55(3):347~353. 彭建堂, 胡瑞忠, 袁顺达, 毕献武, 沈能平湘南中生代花岗质岩石成岩成矿的时限. 地质论评,54(5):617~625. 屈文俊, 杜安道高温密闭溶样电感耦合等离子体质谱准确测定辉钼矿铼锇地质年龄. 岩矿测试,22 (4):254~257. 谭俊, 魏俊浩, 李艳军, 李闫华, 鄢云飞南岭中生代陆壳重熔花岗岩类成岩成矿的有关问题. 地质论评,53(3):349~362. 吴福元, 李献华, 郑永飞, 等.2007.Lu Hf 同位素体系及其岩石学应用. 岩石学报,23(2):185~220. 徐夕生华南花岗岩火山岩成因研究的几个问题. 高校地质学报,14(3):283~294. 赵葵东, 蒋少涌, 姜耀辉, 刘敦一湘南骑田岭岩体芙蓉超单元的锆石 SHRIMPU Pb 年龄及其地质意义. 岩石学报,22(10): 2611~2616. 赵振华, 包志伟, 张伯友, 熊小林柿竹园大型钨多金属矿床形成的壳幔相互作用背景. 中国科学 (D 辑 ),30(S1):161~168. 朱金初, 陈俊, 王汝成, 陆建军, 谢磊南岭中西段燕山早期北东向含锡钨 A 型花岗岩带. 高校地质学报,14(4):474~484. 周新民, 孙涛, 沈渭洲华南中生代花岗岩火山岩时空格局与成因模式. 见 : 南岭地区晚中生代花岗岩成因与岩石圈动力学演化. 北京 : 科学出版社,179~198. AmelinY,LeeD C,HalidayA N.2000.Early middlearchaean crustalevolutiondeducedfromlu HfandU Pbisotopicstudies ofsinglezircongrains.geochim.cosmochim.acta,64:4205 ~4225.

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11 830 地质论评 2010 年犝犘犫犇犪狋犻狀犵犪狀犱犎犳犐狊狅狋狅狆犻犮犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犣犻狉犮狅狀狊犪狀犱犚犲犗狊犇犪狋犻狀犵狅犳犕狅犾狔犫犱犲狀犻狋犲犳狉狅犿犌犪狅 ' 犪狅犫犲犻犜狌狀犵狊狋犲狀犿狅犾狔犫犱犲狀狌犿犇犲狆狅狊犻狋, 犛狅狌狋犺犲狉狀犎狌狀犪狀犘狉狅狏犻狀犮犲 WANG Yanbin 1),WANG Denghong 2),HANJuan 1),LEIZeheng 3),CHENZhenghui 2),QU Wenjun 4), XU Yiming 3),ZIBaizhong 3),WangQingli 5) 1) 犅犲犻犼犻狀犵犛犎犚犐犕犘犔犪犫, 犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅犾狅犵狔, 犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊, 犅犲犻犼犻狀犵,100037; 2) 犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犕犻狀犲狉犪犾犚犲狊狅狌狉犮犲狊, 犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊, 犅犲犻犼犻狀犵,100037; 3) 犛狅狌狋犺犲狉狀犎狌狀犪狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅犾狅犵狔犪狀犱犛狌狉狏犲狔, 犆犺犲狀狕犺狅狌, 犎狌狀犪狀,423000; 4) 犖犪狋犻狅狀犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺犆犲狀狋犲狉狅犳犌犲狅犪狀犪犾狔狊犻狊, 犅犲犻犼犻狀犵,100037; 5) 犆狅犾犲犵犲狅犳犈狀狏犻狉狅犿犲狀狋犪狀犱犘犾犪狀狀犻狀犵, 犎犲狀犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔, 犓犪犻犳犲狀犵, 犎犲狀犪狀,475001, 犆犺犻狀犪犃犫狊狋狉犪犮狋 :Gao'aobeitungsten molybdenum deposit,whicharerelatedgeneticalytogranites,have beenformedinthesouthern HunanProvince.However,theagesof W- Mo mineralizationandgranite crystalizationarepoorlyunderstandatpresent.thisstudyprovidesthefirsthighlyprecisedatingofthe mineralizationandrock forminginthegao'aobeiw Moore.Thedatingofzirconfrom Gao'aobeibiotite granitedeterminedbyshrimp yieldagesof Ma.Hafniumisotopedata wasalsoacquired throughlaser ablationmulticolectoricp MSanalysisofzircon,withtheaim ofgaininginsightintothe ageandnatureofthesourceregionofthepluton.theyieldage( Ma)confirmthatthisbiotite graniteintrusionbelongstolatetrassic.hafniumanalysisshowsthebiotitegranitetohavenegativeand variableεhf(t)values(-4.7to -10.9)andPalaeo Mesoproterozoic (1.6to2.0Ga)depleted mantle modelages,whichisinterpretedtoreflectderivationfrom oldcrustsource.thesourceregionforthese magmasmaybetentativelycorrelated withpalaeo MesoproterozoicmaterialoftheSouthChinaBlock, WhichhasbeensuggestedtounderlietheHunan;however,furtherworkisnecessarytodemonstratethis suggestion. Rhenium and osmium isotopic dating of molybdenite from the Gaoaobei tungsten molybdenumorebyicp MSyieldsisochronagesof Maonthe 187 Reversus 187 Oscorrelation diagram.theresultssuggestthatthetimingof W Mo mineralizationandgranitecrystalizationare diferentperiod,w Momineralizationperiodiscorrespondingtothetimeofthelargescalemineralization regionalyin the Mesozoic.In addition,there exists an apparenttime diference between W Mo mineralizationandgranitecrystalization. 犓犲狔狑狅狉犱狊 :Tungsten molybdenum deposits;zircon SHRIMP dating;molybdenite Re Osisotopic dating;hunanprovince

殐殐 27 1 Vol.27 No ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! "# #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., ;2., ) $ %:3 J = 2J4

殐殐 27 1 Vol.27 No ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! # #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., ;2., ) $ %:3 J = 2J4 殐殐 27 1 Vol.27 No.1 2009 1 ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! "# #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., 200092;2., 200092) $ %:3 J = 2J4 ',V T, _` * C?. + SU L 3 H4 E '.< 4 893?, V 9 P>?.