引 en
×

分享给微信好友或者朋友圈

使用微信“扫一扫”功能。

粤东隆文矽卡岩型铁锡多金属矿床成岩成矿时代 及地球化学特征 *

    张 朋1, 2, 3，马收先1**，陈懋弘1，翟德高2，柯昌辉1，朱德全4

1中国地质科学院矿产资源研究所 自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室 北京 100037； 
2中国地质大学（北京），北京 100083； 3中冶武勘工程技术有限公司，湖北 武汉 430080； 
4山东省核工业二四八地质大队，山东 青岛 266041

文章编号： 0258-7106（2024） 05-0993-20Doi: 10. 16111/j. 0258-7106. 2024. 05. 003

中图分类号：P618.31；P618.44         文献标志码：A

Geochronology and geochemistry of Longwen skarn-type iron-tin deposit in eastern Guangdong

    ZHANG Peng1, 2, 3, MA ShouXian1, CHEN MaoHong1, ZHAI Degao2, KE ChangHui1 and ZHU DeQuan4

1 MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, CAGS, Beijing, 100037, China;
2 China University of Geosciences, Beijing, 100083, China;
3 WSGRI Engineering & Surveying Incorporation Limited, Wuhan 430080, Hubei, China;
4 No. 248 Geological Brigade of Shandong Nuclear Industry, Qingdao 266041, Shandong, China

目录contents

    摘要

    隆文铁锡多金属矿床是东南沿海地区一处小型矽卡岩型铁锡矿床，位于粤东锡成矿带西北端，其成矿时代及成矿岩体岩浆演化过程尚不清楚。文章选择早阶段粗粒花岗岩、晚阶段细粒花岗岩及锡多金属矿石为研究对象，开展年代学与地球化学研究。结果显示，两阶段花岗岩锆石U-Pb年龄分别为（140.8±1.2）Ma、（140.7±1.4）Ma，锡石U-Pb年龄为（139.8±1.3）Ma、（140.8±1.8）Ma，成岩成矿时代为早白垩世；成矿岩体具有高硅、钙碱性及过铝质特征，呈现轻稀土元素微富集、重稀土元素平坦的配分模式，属于高分异I型花岗岩；两阶段花岗岩具有负的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值，Nd二阶段、Hf地壳模式年龄分别为1557~1621 Ma、1341~1811 Ma。结合粗粒花岗岩内暗色微粒包体，推断隆文花岗质岩浆主要来自早中元古代地壳物质的部分熔融，有少量地幔物质加入；与早阶段粗粒花岗岩相比，晚阶段花岗岩贫TFeO、MgO和TiO2，具有较高的Rb/Sr比值，较低的Nb/Ta和Zr/Hf比值。这表明晚阶段细粒花岗岩是早阶段粗粒花岗岩岩浆进一步分异演化的产物，是岩浆晶粥经过熔体-晶体的分离作用形成的，与锡成矿关系密切。

    Abstract

    The Longwen tin-iron polymetallic deposit is a small skarn-type tin-iron deposit located in the northwestern end of the eastern Guangdong tin metallogenic belt. The exact mineralization age and magmatic evolution process of ore-forming intrusion are still unclear. To shed light on this, we focused on the early-stage coarse-grained gra-nite, late-stage fine-grained granite, and skarn ore containing cassiterite for geochronological and geochemical studies. The results show that the zircon U-Pb ages of the two stages of granite are (140.8±1.2)Ma and (140.7±1.4)Ma, respectively. Similarly, the cassiterite U-Pb ages are (139.8±1.3)Ma and (140.8±1.8)Ma. These ages suggest that both the magmatic crystallization and tin polymetallic mineralization occurred during the Early Cretaceous period. The ore-forming granites exhibit characteristics of high silica, calc-alkaline, and peraluminous composition. They also show slight enrichment in light rare earth element (REE) and flat heavy REE distribution patterns, indicating that they belong to highly fractionated I-type granites. Both stages of granite exhibit negative whole-rockεNd(t) values and zirconεHf(t) values. The Nd two-stage and Hf crustal model ages range from 1557 to 1621 Ma and 1341 to 1811 Ma, respectively. Combined with the presence of dark microgranular enclaves in the coarse-grained granite, it is inferred that the Longwen granitic magma primarily originated from partial melting of Paleo- to Meso-Proterozoic crust with minor mantle and juvenile crust involvement. In comparison to the early-stage coarse-grained granite, the late-stage fine-grained granite is depleted in TFeO, MgO, and TiO2, and has higher Rb/Sr ratio and lower Nb/Ta and Zr/Hf ratios. These differences suggest that the late-stage granite resulted from further differentiation of the early-stage granitic magma, through the extraction of melt from a crystal mush system. The fine-grained granite is closely related to tin mineralization in the Longwen deposit.

  • 华南是世界上最重要的锡矿资源省之一，发育新元古代、古生代、早中生代至晚中生代等多期锡成矿作用，其中以晚中生代最为重要，成矿集中在中晚侏罗世（160~150 Ma）和晚白垩世（100~80 Ma）（陈毓川等, 1989;毛景文等, 2007; Hu et al., 2012; Mao et al., 2013, 2019;蒋少涌等, 2020）。近些年，在东南沿海成矿带新识别出一期早白垩世锡（钨）（145~130 Ma）成矿事件，其对东南沿海找矿勘查具有重要启示意义（刘鹏等, 2021）。该期成矿事件在粤东地区发育最为集中，被称为粤东锡（钨）矿成矿带。

    粤东位于东西向南岭岩浆构造带和北东向东南沿海火山岩带交汇部位（图1），区内侵入岩时代主要集中在170~155 Ma和145~130 Ma两个时期：早期为I型高钾钙碱性石英闪长岩和花岗闪长岩，与区内斑岩Cu/Cu-Au矿床成矿相关；晚期为高分异二长花岗岩、钾长花岗岩、黑云母花岗岩和花岗斑岩，与区内锡（钨）矿床成矿有关（刘鹏等, 2021）。粤东地区钨锡矿数量众多，如金坑、高山寨、西岭、长埔、吉水门、淘锡湖、厚婆坳、田东、铁嶂、三角窝、梅陇和塌山等，规模不是很大，基本均为中型矿床（闫庆贺等, 2018；王晓虎等, 2020）。这些矿床的发现，表明粤东地区具有良好的钨锡成矿潜力。目前带内已发现的主要为锡石硫化物型、斑岩型和云英岩型3种类型，而矽卡岩型尚无报道。隆文铁锡多金属矿床作为粤东少数几个矽卡岩型矿床之一，对其成矿岩体开展岩浆演化过程研究，将丰富粤东地区锡多金属矿床研究，也为进一步找矿勘探提供新的方向。

    本文以隆文铁锡多金属矿床成矿花岗岩及矽卡岩矿体为研究对象，通过锆石和锡石U-Pb定年，确定成岩成矿时代，利用全岩主微量元素、Sr-Nd同位素及锆石Hf同位素揭示岩浆演化过程。

    1区域地质背景

    粤东隆文铁锡多金属矿床位于粤东锡（钨）矿成矿带北端，大地构造单元属于华南板块永（安）-梅（县）-惠（州）晚古生代拗陷带的中段（广东省地质矿产局, 1988）。永-梅-惠晚古生代坳陷带呈NE-SW向狭长带状分布，两侧以深大断裂为界，西侧为邵武-河源大断裂，东侧为政和-大埔大断裂。研究区内NE向断裂构造自北西至南东依次为五华-永定断裂、丰顺-海丰断裂。NW向、NE向及EW向次级断裂纵横交错，呈棋盘式分布，断裂具有多期性特征。褶皱构造相对发育，层间破碎带较为发育。区内出露地层较全，震旦系、下寒武统、上泥盆统—下三叠统、上三叠统—上白垩统均有出露。其中，除上石炭统壶天组与下二叠统栖霞组为碳酸盐岩外，其余地层岩性均为碎屑岩或火山岩-火山碎屑岩。

    复杂的构造环境为区域岩浆岩侵入提供了有利的空间条件，成矿地质条件良好。受古太平洋板块向欧亚大陆俯冲作用影响，区内出露众多侏罗纪—白垩纪花岗岩，多呈岩株和岩基状产出。侏罗纪花岗岩岩性主要为二长花岗岩、花岗闪长斑岩及黑云母花岗岩等。白垩纪花岗岩岩性主要为花岗斑岩、二长花岗岩以及黑云母花岗岩等，均属于燕山期产物。区内一系列多金属矿产的形成，都与之密切相关。

    2矿床地质特征

    隆文铁锡多金属矿位于广东梅州市隆文镇北侧。矿区整体位于青山尾向斜（隆文-松源）的西北翼，地层呈NEE走向，向SE倾斜。出露地层有上泥盆统老虎头组、下石炭统大湖组和忠信组、上石炭统壶天组、下二叠统栖霞组和中二叠统孤峰组。老虎头组、大湖组和忠信组主要由灰白色含砾石英砂岩、砾岩和粉砂岩组成，忠信组中-下部含少量白云质灰岩夹层。壶天组由灰白色灰岩、白云岩及白云质灰岩组成。栖霞组和孤峰组位于矿区外围，分别由深灰色灰岩和灰黑色粉砂质页岩组成。

    区内发育NNE向和NWW向2组断层，以前者为主，多为逆断层，其与青山尾向斜共同控制了早白垩世成矿花岗岩侵位和成矿热液流体活动，是区内矽卡岩型铁锡矿的主要控矿构造；后者形成较晚，且规模较小，为张扭断层，沿断层常发育辉绿岩脉（图2）。矿区西侧为上林坑岩体，东侧为苏田岩体，二者在深部连为一体，隆文铁锡矿床就位于二者之间。野外调查显示这些岩体为复式岩体，由早阶段粗粒黑云二长花岗岩和晚阶段中细粒斑状黑云二长花岗岩组成，二者呈脉动接触（图3a~c）。粗粒花岗岩中局部可见暗色微粒包体（图3d），包体岩性为石英闪长岩。矿区蚀变类型主要有，矽卡岩化、绿泥石化、绢云母化和硅化等。勘探线剖面图显示，矽卡岩主要位于苏田岩体与灰岩接触部位，向外逐渐尖灭。矽卡岩以外矽卡岩带为主，由石榴子石、透闪石和阳起石等矿物组成，局部发育交代花岗岩而成的内矽卡岩带，由绿帘石和符山石组成。绿泥石化常见于岩体边部，伴有星点状黄铁矿化。绢云母化普遍发育于岩体外围的碎屑岩内，常伴有1~5 mm宽的硅化。

    田岩体两侧与壶天组灰岩接触部位发育矽卡岩型铁锡多金属矿体，铁品位20%~65%，锡0.2%~0.5%。在岩体西侧大湖组和忠信组石英砂岩内常发育受控于NNE向断层的远端矽卡岩矿体和层控矽卡岩矿体，地表风化矿体的铁品位较高。区内发现9条矿体，矿体呈扁豆状、透镜状产出，矿石品位变化较大。主要金属矿物有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、锡石、辉铋矿、白钨矿等；脉石矿物有透辉石、石榴子石、符山石、蛇纹石、硅灰石、绿帘石、阳起石、透闪石、石英、萤石、方解石等。主要发育3种类型矿石：

    （1）条带状磁铁矿：磁铁矿与绿泥石、绿帘石以及透辉石、石榴子石、石英等矿物形成黑绿相间的条带状构造，条带宽2~10 mm不等，偶见浸染状。磁铁矿可见伴有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等矿物。此种类型在主矿体发育明显。

    （2）赤铁矿褐铁矿磁铁矿矿石：属于原生矽卡岩型磁铁矿体风化的产物，硅酸盐矿物风化严重，基本无法识别，常呈灰黑色、土黄色、红褐色等斑驳状杂色，金属硫化物和磁铁矿也发生了氧化，形成赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿组合。此类型发育最为广泛。

    （3）矽卡岩型锡矿石：主要见于Ⅲ号矿体，由透辉石、石榴子石、符山石、绿帘石、黑云母、蛇纹石和绿泥石等硅酸盐矿物以及方解石等矿物组成，主要金属矿物有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿及锡石等。

    3样品采集与测试方法
    3.1样品采集

    文章采集了矿区及外围岩体和矿石样品，以揭示成岩成矿时代及岩浆演化过程。花岗岩样品取自于西侧上林坑岩体和苏田岩体中部，矿石样品采自隆文铁锡矿Ⅲ号矿体与苏田村矿体，具体采样位置见图2。样品主要岩相学特征如下：

    粗粒黑云二长花岗岩（LW11）：肉红色-灰白色，花岗结构，块状构造。主要由石英（约35%）、钾长石（约35%）、斜长石（约25%）、黑云母（＜5%）组成。其中钾长石呈浅肉红色，半自形结构，部分发生黏土化蚀变；斜长石呈灰白色，半自形结构，发育聚片双晶；石英呈灰白色，他形粒状；黑云母，黑色片状，局部发生绿泥石化、绿帘石化（图3b、e）。副矿物为榍石、金红石、锆石、磷灰石、钛铁矿、磁铁矿等。粗粒花岗岩中局部可见细粒石英闪长岩包体（图3d）。

    中细粒斑状黑云二长花岗岩（LW1）：似斑状花岗结构，块状构造。斑晶主要为斜长石和石英，斜长石呈半自形、板状，可见聚片双晶局部被绢云母交代；石英为半自形粒状，粒径3~5 mm。基质粒径1~2 mm，由斜长石（约35%）、钾长石（约30%）、石英（约30%）及黑云母（＜5%）组成（图3c、f）。副矿物为榍石、锆石、磷灰石、钛铁矿、磁铁矿等。

    锡多金属矿石（HS-9和ST-1）：深灰色、黄绿色，条带状构造（图3g~i），由半自形-他形磁铁矿（40%~60%）、绿帘石（30%~50%）、绿泥石（5%~10%）和少量金属矿物（＜5%）组成，金属矿物主要包括黄铁矿、闪锌矿、锡石等。

    3.2测试方法

    锆石、锡石样品颗粒分选在河北省廊坊地质调查研究所完成，采用常规的粉碎、浮选和电磁选机制进行分选，锆石制靶、阴极发光及透反射光照相工作在北京锆年领航科技有限公司完成。锆石U-Pb定年在北京科荟测试技术有限公司完成，锆石定年测试所用仪器为Analytik Jena PQMS Elite型LA-ICP-MS及与之配套的Resolution 193 nm准分子激光剥蚀系统。激光剥蚀所用束斑直径为24μm，频率为6 Hz，能量密度为5 J/cm2，以He为剥蚀载气。使用锆石GJ-1作为外标，数据处理使用ICP-MS Data Cal程序(Liu et al., 2010)，详细实验测试过程见侯可军等（2009）。不谐和度大于10%的数据不参与平均年龄计算。

    锡石U-Pb年龄测试在中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成。测试仪器为瑞索Resolution S155 193 nm激光剥蚀系统与Bruker M90电感耦合等离子体质谱仪联用系统，激光波长为193 nm，脉冲宽度为5 nm。样品分析采用激光束斑直径为38μm，脉冲频率为5 Hz，能量密度为5 J/cm2。测试开始前使用NIST SRM 610玻璃对仪器状态进行调谐，测试过程中采用锆石GJ-1作为外标。同位素比值分馏校正和结果计算均采用ICP-MS Data Cal软件进行分析。普通铅校正采用Tera-Wasserburg法。详细实验流程见文献（陈靖等, 2021）。

    锆石Hf同位素在中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成，锆石Hf同位素与U-Pb同位素分析点位基本相同。剥蚀直径为45μm，测定时使用锆石国际标样GJ-1作为参考物质。具体分析流程见Wu等（2006）。

    全岩主微量、稀土元素和Sr-Nd同位素测试是在中国科学技术大学地质实验测试中心完成的。主量元素测定采用XRF法（X荧光光谱仪3080E），而Fe3+和Fe2+则是通过湿化学法进行测定（滴定法）。主量元素测定采用国家标准化岩石GSR-1和GSR-3来校准测试样品的元素浓度。在量化过程中，使用的校准线来自于36种标准物质数据的二元回归，分析精度介于±0.01%~0.20%；微量元素及稀土元素（REE）测定采用离子质谱仪（ICP-MS），到达10-6级元素测定精度为5%~10%；同位素稀释法测定Sr-Nd同位素，在Finnigan MAT-262质谱仪上检测Sr、Sm、Rb及Nd浓度，在NuPlasam HRMC-ICP-MS等离子质谱仪测定Nd元素。Nd和Sr分析结果分别参照146Nd/142Nd=0.7219和86Sr/88Sr=8.375 21进行标准化并校正质量分馏。Sr和Nd同位素执行标准为NBS987和JMC Nd，测试值为SrCO3=0.710 250±7（2σ），Nd2O3=0.512 109 ±3（2σ）。锶和钕同位素测试精度分别为±0.000 010和±0.000 011。

    4测试结果
    4.1锆石U-Pb年龄

    样品LW-1采自苏田岩体中部，岩性为中细粒斑状黑云二长花岗岩，样品LW-11采自上林坑岩体北部，岩性为粗粒黑云二长花岗岩。锆石自形好、长柱状，长度80~200μm，CL图像内振荡环带发育（图4）。每个样品分析了25粒，测试结果显示，w(Th)为90×10-6~620×10-6，w(U)为113×10-6~1008×10-6，w(Th)/w(U)为0.28~1.97（表1），属典型岩浆锆石。2个样品的206Pb/238U加权平均年龄分别为（140.8±1.2）Ma（MSWD=0.76，n=24）和（140.7±1.4）Ma（MSWD=1.02，n=22）（图5a、b）。

    4.2锡石U-Pb年龄

    样品ST-1采自苏田村南侧矿体，样品HS-9采自隆文铁锡矿Ⅲ号矿体。锡石呈黄褐色、深褐色，自形-半自形结构，每个样品测试30粒。207Pb/206Pb比值为0.0173~0.9318，207Pb/235U比值为0.1380~15.9913（除去异常值187.0413），206Pb/238U为0.0217~1.6028（表2）。在207Pb/206Pb-238U/206Pb的Tera-Wasserburg年龄图解（图6a、b）中，等时线年龄分别为（139.7±1.3）Ma（MSWD=1.0）和（140.9±1.2）Ma（MSWD=2.2），进行T-W图解校正后，获得的谐和年龄分别为（139.8±1.3）Ma（MSWD=0.61，n=12）和（140.8±1.8）Ma（MSWD=1.5，n=7）。

    4.3岩体地球化学特征

    6个早阶段粗粒花岗岩样品采自上林坑岩体，4个晚阶段中细粒花岗岩采自上林坑和苏田岩体，其主微量元素测试结果详见表3。

    4.3.1主量元素

    10件花岗岩样品具有相似的主量元素特征：w(SiO2）为70.90%~76.27%，平均值73.69%；w(Al2O3）较高，介于12.56%~14.09%，平均值13.38%；全铁w(TFe2O3)为0.85%~3.24%，平均值1.97%，w(MgO)较低,为0.05%~0.67%，平均值0.38%；w(K2O)较高，分布于4.57%~5.38%，平均值4.90%；w（Na2O）为2.15%~3.37%，平均值2.73%；w(K2O)/w(Na2O)介于1.50~2.28，平均值1.83。里特曼指数(σ)介于1.49~2.20，平均值1.89，均小于为钙碱性岩浆作用系列的值3.3。在Harker图解（图7a~f、i）中，2类花岗岩w(SiO2）与w(TiO2)、w(Al2O3)、w(TFeO)、w(MnO)、w(MgO)、w(CaO)、w(P2O5)呈较好的线性负相关关系，w(Na2O)和w(K2O)较为稳定（图7g、h）。相比之下，晚阶段中细粒花岗岩具有更高的w(SiO2)。过铝质铝饱和指数ACNK值稍高（1.00~1.45），平均值1.19。在花岗岩TAS分类图解（图8a）中，所测样品均落入花岗岩范围，与岩矿鉴定结果一致。在ANK-ACNK图解（图8b）中，随选样品均落在过铝质区域内。在w(SiO2)-MALI图解（图8c）中，本文的样品落入钙碱性系列区域。注：比值单位为1。

    4.3.2微量元素

    球粒陨石标准化稀土元素配分曲线（图9a）显示，两阶段花岗岩整体表现为轻稀土元素微富集，重稀土元素平坦的弱右倾模式。稀土元素总量中等，ΣREE介于60.40~183.98（除去1个较大值456.24），平均值127.93。LREE/HREE为1.75~6.28，（La/Yb）N为1.04~10.31。HREE值为21.95~62.83，平均值29.58，反映其分异较强。负Eu异常明显，Eu/Eu*介于0.20~0.47，平均值0.36。无明显Ce的正负异常，Ce/Ce*介于0.62~1.23。晚阶段细粒花岗岩具有更明显的重稀土元素平坦趋势，而早阶段粗粒花岗岩则表现轻稀土元素富集。

    微量元素蛛网图（图9b）显示，两阶段花岗岩具有基本相似的元素分布特征：Ba、Sr、P、Ti等相容元素显著亏损，相对富集Rb、Th、U等不相容元素。相比之下，晚阶段细粒花岗岩显示更明显的Ba、Sr、P和Ti亏损，更高的Rb/Sr比值（3.43~30.07），更低的Nb/Ta（5.95~7.79）和Zr/Hf（19.05~25.80）比值。

    4.3.3全岩Sr-Nd与锆石Lu-Hf同位素

    根据锆石U-Pb年龄140 Ma计算结果，两阶段花岗岩具有相似的Sr和Nd同位素组成（表4）。Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)i=0.709 94~0.711 70，暗示两阶段花岗岩具有相同的源区。有1个样品初始比值为0.6717，属于测试错误，不计入分析讨论。εNd(t)值介于-8.49~-7.69，高SiO2含量及负的εNd(t)值表明岩浆主要成分来源于地壳。Nd同位素两阶段模式年龄（TDM2）变化于1557~1621 Ma，表明其源岩从地幔储库中脱离的时间为中元古代。

    两阶段花岗岩具有相似的Hf同位素组成（表5）。晚阶段细粒花岗岩εHf(t)值为-6.8~-2.2，Hf同位素两阶段模式年龄tDM2为1341~1626 Ma。早阶段粗粒花岗岩εHf(t)值为-9.9~-4.7，Hf同位素两阶段模式年龄TDM2为1565~1811 Ma。

    5讨论
    5.1成岩成矿年代

    隆文铁锡矿床两阶段花岗岩锆石U-Pb年龄分别为（140.8±1.2）Ma和（140.7±1.4）Ma，2件矿石样品锡石U-Pb年龄分别为（139.8±1.3）Ma和（140.9±1.2）Ma，岩体与矿体年龄在误差范围内一致，表明隆文铁锡矿床成岩成矿时代为早白垩世初期。另外，在研究区以北13 km处的铁坑坳铁锡矿床形成于（130±3）Ma（张志涛等, 2022）。二者均属于东南沿海早白垩世锡（钨）（145~130 Ma）成矿事件，这进一步证实了粤东沿海地区存在早白垩世锡钨成矿事件，以西岭锡矿（(146±1)Ma）和莲花山钨矿(（133±1）Ma）为代表。目前该期成矿事件相关的矿床主要位于粤东锡矿化带和赣南会昌岩背锡矿田，而隆文和铁坑坳铁锡矿床均位于粤东锡矿化带西北端，政和—大浦断裂以西（图1）。粤东锡矿化带已发现矿床主要位于政和—大浦断裂以东，这表明该期成矿事件的影响范围可能远不止现有矿床区域。随着未来新矿床的发现，必将拓宽人们对于华南中生代锡（钨）成矿作用时空格局的认识。

    5.2岩石成因

    隆文铁锡矿床两阶段花岗岩虽在岩相学上有所差别，但其具有相似的地化特征，表明二者属于同一成因类型。主量元素成分呈现高硅（70.90%~76.27%）和富碱（7.19%~8.57%）的特征，拥有较高的Rb/Sr比值，这些特点均符合高硅花岗岩的特点（Lee et al., 2015）。铁指数（FeOT/MgO）为3.44~8.17，小于10。岩体Zr、Nb、Ce、Y等元素含量也较低，w(Zr+Nb+Ce+Y)为168.27×10-6~320.50×10-6，均小于350×10-6（除去1个异常值574.82×10-6），且在花岗岩分类10000*Ga/Al-Ce及（Zr+Nb+Ce+Y）-（K2O+Na2O）/CaO图解（图10a、b）中，基本落入分异的I型和S型花岗岩区域，基本排除其为A型花岗岩可能。隆文花岗岩与粤东锡成矿花岗岩一样，都属于高分异的I型或S型花岗岩（刘鹏等, 2021）。

    虽然隆文铁锡矿床花岗岩铝饱和指数稍高，ACNK值为1.00~1.45，但其P2O5含量很低，小于0.1%，且随着SiO2含量增加P2O5逐渐降低，呈明显的负相关（图7i）。这说明磷在原始熔体中溶解度有限，这与S型花岗岩明显不同，而更符合铝过饱和的高分异I型花岗岩（Clemens et al., 2011; Chappell et al., 2012）。在稀土元素配分模式图（图9a）中，隆文花岗岩呈现右倾形式，也不同于典型的Ｓ型花岗岩的“海鸥型”稀土元素配分模式。隆文花岗岩在87Sr/86Sri-εNd(t)图解（图10c）中，落入I型花岗岩区域内。另外，隆文花岗岩在图Rb-Th（图10d）中，表现出正相关的变化趋势，与典型I型花岗岩演化趋势相一致（Chappell et al., 1999）。从岩相学角度，隆文两阶段花岗岩中可见少量I型花岗岩典型矿物角闪石和黑云母。因此，隆文花岗岩应为高分异I型花岗岩。

    事实上，成锡花岗岩属于还原性的钛铁矿系列，与A型、I型或者S型花岗岩并无相关性（Lehmann, 2021）。隆文花岗岩内铁钛氧化物以钛铁矿为主，表明其属钛铁矿系列花岗岩，形成于较低的氧逸度条件。

    5.3岩浆演化及意义

    前人研究表明I型花岗质母岩浆形成于2种情况：一是幔源玄武质岩浆的结晶分异与同化混染；二是不同地壳岩浆源岩石部分熔融而成（Clemens et al., 2011）。隆文花岗岩具有较高的SiO2及较低的MgO含量，且表现出Ba、Sr、P、Ti等相容元素显著亏损，相对富集Rb、Th、U等不相容元素。这些特征与大陆地壳较为相似（Rudnick et al., 2003），表明其源区以陆壳成分为主。隆文花岗岩的Rb/Sr比值为1.48~30.07，远高于中国东部上地壳平均值0.31（高山, 1999）；Nb/Ta比值为5.95~14.70，平均值9.01，小于地壳平均值（12.22）（Taylor et al., 1985）和原始地幔平均值17.4（Sun et al., 1989）；Zr/Hf比值为19.05~38.21，平均值28.78，低于原始地幔平均值（36.25）（Taylor et al., 1985）及上地壳平均值（37）（高山, 1999）；Rb/Nb比值为8.75~13.01，高于全球上地壳平均值（4.5）（Taylor et al., 1985）。上述这些数值反映隆文花岗岩形成于成熟度较高的陆壳物质。

    隆文花岗岩εNd(t)值为-8.49~-7.69，Nd两阶段模式年龄TDM2为1557~1621 Ma，表明其岩浆主要成分可能来源于古老地壳的熔融，其源岩从地幔储库中脱离的时间为中元古代（图11a）。花岗岩全岩εHf(t)值均为负值（-9.9~-2.2），表明其来自壳源源区。锆石U-Pb年龄-εHf(t)图解（图11b）显示，样品均落于上、下地壳演化线之间，表明其岩浆物质主要来源于地壳。锆石Hf同位素两阶段模式年龄为1341~1811 Ma，指示华夏地块深部存在早中元古代基底，岩浆形成于早中元古代古老地壳的熔融。考虑到粗粒花岗岩中发育暗色微粒包体，推断存在幔源物质的加入。粤东成锡花岗岩的锆石Hf同位素也显示有幔源物质的加入（刘鹏等, 2021）。综上所述，隆文花岗岩岩浆主要来自早中元古代地壳物质的部分熔融，演化过程中有少量地幔物质加入。该花岗岩的形成可能与早白垩世古太平洋板块后撤，地幔物质上涌引发的地壳重熔有关（Liu et al., 2018b）。

    隆文两阶段花岗岩成岩时代一致，矿物组成和全岩地球化学相近，Sr-Nd-Hf同位素组成基本相同，表明二者岩浆来源相同。与早阶段粗粒花岗岩相比，晚阶段细粒花岗岩贫TFeO、MgO和TiO2，反映了基性矿物（如角闪石和黑云母）和含铁氧化物（如钛铁矿、榍石）的分离结晶（Jiang et al., 2018）。Sc在岩浆演化过程中强烈分配到黑云母中（Liu et al., 2019），晚阶段花岗岩低的Sc含量指示了黑云母的分离结晶（表3）。晚阶段细粒花岗岩较早阶段粗粒花岗岩负Eu、Sr和Ba异常更为显著（图9b），反映了大量斜长石和钾长石的分离结晶。晚阶段细粒花岗岩P强烈亏损则与磷灰石分离结晶有关，LREE的轻微亏损（图9a）可能与磷灰石和褐帘石的分离结晶有关。总之，隆文花岗岩矿物学和元素地球化学特征反映了晚阶段细粒花岗岩是早阶段粗粒花岗岩岩浆进一步分异演化的产物，是岩浆晶粥经过熔体-晶体的分离作用而形成的，代表了被抽离的高分异熔体。岩浆演化促进挥发分和不相容元素（如Sn）向残余熔体中富集，隆文花岗岩全岩Rb/Sr和Sn的正相关关系也证明了这一点（图12a）。这有利于进一步提升富Sn高分异熔体的聚集程度，这对大规模锡矿化的形成可能有重要意义。晚阶段细粒花岗岩Nb/Ta和Zr/Hf比值落入与Sn-W和稀有金属成矿有关的花岗岩区域及其附近（图12b），暗示了其与锡成矿关系密切（Ballouard et al., 2016）。

    隆文铁锡多金属矿床对于东南沿海锡多金属找矿勘查有2个方面的启示：一是早白垩世高分异花岗岩与灰岩接触部位可以作为未来找矿的重要区域；二是东南沿海锡矿带的范围应该不限于已发现的粤东地区，未来有希望在东南沿海发现更多的早白垩世钨锡多金属矿床。

    6结论

    （1）粤东隆文铁锡多金属矿区早阶段粗粒花岗岩与晚阶段细粒花岗岩锆石U-Pb年龄分别为（140.7±1.4）Ma、（140.8±1.2）Ma，2件锡石U-Pb年龄分别为（139.8±1.3）Ma、（140.8±1.8）Ma，岩体成岩年龄与成矿年龄在误差范围内一致，即早白垩世初期。

    （2）隆文复式花岗岩体富硅、富碱、过铝质、负Eu异常，SiO2与TiO2、Al2O3、TFeO、MnO、MgO、CaO、P2O5呈较好的线性负相关关系，稀土元素配分呈右倾模式，Rb与Th正相关，属高分异I型花岗岩。

    （3）隆文花岗岩Nd-Hf同位素特征显示，岩浆主要来自早中元古代地壳物质的部分熔融，有少量地幔物质加入。晚阶段细粒花岗岩是早阶段粗粒花岗岩岩浆进一步分异演化的产物，是岩浆晶粥中经过熔体-晶体分离作用而形成的，其与锡成矿关系密切。

    致谢中国地质科学院矿产资源研究所朱乔乔、王倩、侯可军老师对锡石数据测试和处理给予了耐心指导，中国地质大学（北京）何军成及贾凯瑄同学对图表制作提供了帮助，在此一并表示感谢！



  • 参考文献

  • *    本文得到中国地质调查局地质调查项目（编号：DD20201173、DD20221684、DD20240117）资助

    中图分类号：P618.31；P618.44         文献标志码：A

    第一作者简介    张 朋，男，1995年生，硕士研究生，从事矿产勘查方面研究。Email: zhangfeb@qq.com
    通讯作者    马收先，男，1982生，博士，副研究员，从事大地构造与区域成矿规律方面的研究。Email: sx-ma@outlook.com

    文章编号： 0258-7106（2024） 05-0993-20Doi: 10. 16111/j. 0258-7106. 2024. 05. 003

  • 参考文献

    • 您是第247097676位访问者  京ICP备05032737号-5  京公网 安备110102004559
    版权所有：《矿床地质》编辑部
    主管单位：中国科学技术协会 主办单位：中国地质学会矿床地质专业委员会 中国地质科学院矿产资源研究所
    地　　址： 北京市百万庄大街26号 邮编：100037 电话：010-68327284;010-68999546 E-mail： minerald@vip.163.com
    本系统由北京勤云科技发展有限公司设计 
    手机扫一扫