武夷山地區楊林鉬礦成礦巖體LAICPMS鋯石U—Pb年代學研究

　　0 前言 
　　武夷山成礦帶地處贛閩兩省交界部位，是中國東南部一條重要的銅多金屬成礦區帶，成礦地質條件優越，區內分布著一系列大型—超大型礦床，如冷水坑銀鉛鋅礦、永平銅礦、行洛坑鎢鉬礦、熊家山鉬礦、紫金山銅金礦等，為國家經濟建設和社會持續發展發揮重要作用。 
　　楊林鉬礦位于江西省鉛山縣南西直距約20km，地處揚子板塊與華夏板塊碰撞拼貼帶萍鄉—廣豐深大斷裂南側，北武夷隱伏基底斷裂附近，為武夷成礦帶中新發現的小型鉬礦床。 
　　由于該礦床的研究程度較低，缺少精確的成巖成礦年齡數據，制約了礦床的深入研究和進一步的找礦工作。本文首次利用LA-ICP-MA方法對與成礦關系密切的黑云二長花崗巖進行鋯石U-Pb年代學研究，以期對楊林鉬礦成礦年代進行限定，指導區域上同類型礦床的找礦工作。 
　　1 礦區地質概況 
　　區內出露地層單一，主要為中元古代鐵砂街巖組和第四系（圖1）。鐵砂街巖組巖性主要有黑云斜長角閃變粒巖和斜長角閃變粒巖。 
　　區內斷裂發育，地表共出露6條構造破碎帶，分別為北西向的F1、F2、F3、F4和北東向的F5、F6，都為張性斷裂，且延深較淺。破碎帶均表現為較強烈的硅化，并伴有鉬礦化，為礦區的賦礦構造[1]。其中，F1構造破碎帶位于高際區段，工程控制長度約200m，寬0.2～5m，總體產狀210°∠80°，控制Ⅰ號鉬礦化帶的產出；F4構造破碎帶工程控制長度約300m，寬0.5～1.7m，總體產狀238°∠85°，控制Ⅱ號鉬礦化帶的產出。 
　　區內巖漿活動主要有燕山早期第三階段第一次侵入巖和燕山早期第三階段第三次侵入巖。燕山早期第三階段第一次侵入巖位于礦區中部，呈巖枝狀產出，地表出露面積約1km2，巖石類型有中細粒似斑狀黑云母花崗巖、斑狀石英二長巖，巖體與圍巖侵入接觸關系清楚，接觸面產狀較陡。燕山早期第三階段第三次侵入巖位于礦區東部與西部，呈巖株狀產出，地表出露面積將約1.5km2，巖石類型為黑云母二長花崗巖，巖體與燕山早期第三階段第一次侵入巖侵入接觸面呈犬牙交錯狀，整體傾向南東，由于巖體受到蝕變作用，在黑云母二長花崗巖中可見到云英巖、文象花崗偉晶巖等。 
　　楊林鉬礦與燕山早期第三階段第三次侵入巖密切相關，礦體主要賦存于黑云二長花崗巖體內及接觸帶附近。 
　　2 樣品特征及分析方法 
　　本次用于鋯石U-Pb測年的樣品采自PD1，編號11JX75-1，巖石類型為黑云二長花崗巖。巖石新鮮、無蝕變，呈淺紅色，中細粒花崗結構，塊狀構造，礦物成分主要由鉀長石、斜長石、石英、黑云母組成，副礦物為磁鐵礦、磷灰石、鋯石和榍石等。 
　　將樣品送至河北省廊坊誠信地質服務公司進行鋯石礦物的分選，先將巖石樣品機械破碎，手工淘洗分析出重砂，經電磁分選出鋯石。之后，在雙目鏡下挑選出晶形完好、純凈透明的鋯石進行制靶，將鋯石靶拋光后在顯微鏡下進行發射光和透射光照相，然后送至北京離子探針中心進行鋯石陰極發光照相。鋯石U-Pb同位素定年在中國地質大學（武漢）地質過程與礦產資源國家重點實驗室（GPMR）利用LA-ICP-MS同時分析完成。激光剝蝕系統為GeoLas 2005，ICP-MS為Agilent 7500a，激光束斑直徑為32μm，采用標準鋯石91500作外標進行校正。詳細的儀器操作條件和數據處理方法同文獻[3]。 
　　3 分析結果 
　　樣品中鋯石為無色透明，長60-250μm，個別達400μm，呈自形柱狀，晶棱鋒銳、清晰，長寬比值多在2：1～4：1之間，常見到磷灰石、熔體包裹體等。陰極發光圖像（圖2左）顯示大部分鋯石具有清晰的韻律環帶，顯示典型的巖漿鋯石特征。部分鋯石發育核-邊結構，鋯石核形態多樣，有短柱狀、橢圓狀、不規則狀或云霧狀。本次研究選取韻律環帶較發育的鋯石的邊部進行測試，共測定19顆鋯石19個點，剔除偏離較大的點，保留13個測點，分析結果見表1。結果顯示，所有測點鋯石的Th/U比值介于0.48～1.00，均大于0.4，為典型的巖漿鋯石[4]。從鋯石U-Pb諧和曲線圖（圖2右）中可以看出，所有測點均位于諧和線上或附近，206Pb/238U年齡變化范圍較小，介于150～160Ma之間，加權平均年齡154Ma±2Ma（MSWD=1.6，n=13），代表黑云母二長花崗巖的成巖年齡，屬于晚侏羅世。 
　　4 結論 
　　鋯石具有較高的U-Pb體系封閉溫度（>700℃），且性質穩定，其U-Pb同位素年齡可以較好地代表巖漿巖的結晶年齡。楊林鉬礦礦體產于黑云母二長花崗巖中，因此，本文所測的黑云母二長花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡154±2Ma可代表其成礦年齡，屬于晚侏羅世。大量資料研究表明，武夷成礦帶晚侏羅世經歷了一次大規模中酸性巖漿活動和成礦作用，如江西金溪熊家山鉬礦形成于152Ma[5]，福建行洛坑鎢鉬礦形成于156.3Ma左右[6]，福建漳平北坑場鉬多金屬礦形成于139.8～143.7Ma[7]，江西鉛山篁碧鉬多金屬礦形成于154Ma[8]。因此，楊林鉬礦與熊家山鉬礦等礦床為同一動力地質背景下巖漿活動的產物。