万田花岗岩成矿作用的启示

南岭成矿带是国内外著名的成矿区带，前人对该区花岗岩与成矿的关系进行了系统研究［1－5］，结果均表明南岭地区的有色、稀有金属矿产在成因上与花岗岩类有紧密的联系，尤其与中生代花岗岩类联系更为密切。近年来，众多学者采用高精度同位素年代测试方法(锆石SHRIMPU－Pb、辉钼矿Re－Os、云母Arrear等)对南岭地区中生代的花岗岩及其W、Sn等矿床进行了同位素年龄定年研究［6－14］，表明南岭地区的W、Sn矿床的成矿集中期为中侏罗世。同时，一批印支期的花岗岩也被鉴别出来［15－18］。与之相对应的，印支期花岗岩的成矿作用也引起了许多学者的重视，印支期花岗岩除与铀矿有密切成因关系外［19－20］，还具有形成Sn(W)矿床的潜力［21－23］。这些研究主要集中在对该区中生代花岗岩及有关矿床方面，加里东期花岗岩在该区的出露面积仅次于中生代花岗岩，该区域的金属矿产是否与加里东期花岗岩存在成因上的联系?本文选择了南岭东段北部赣南地区于都县境内的万田花岗岩进行初步研究，利用激光剥蚀－多接收器－电感耦合等离子体质谱法(LA－MC－ICPMS)测定了其成岩时代，综合分析该区域不同时代花岗岩空间分布特征及其成矿元素富集趋势、地层成矿元素丰度等数据，探讨了该区域W、Sn成矿作用的继承性。

1地质特征和样品采集

万田岩体位于江西省于都县城东约30km处，出露面积约为225km2。该岩体东、南、北侵入于前寒武纪变质岩，侵入界线清晰，围岩受到不同程度的热变质作用，角岩化较为常见，如云母长石石英角岩和黑云母角闪二长片麻岩等。万田岩体还可见到不同程度的同化混染作用，内接触带则见杂斑构造，如二长角闪片麻岩的捕虏体，在南部较为常见，其西北部流线方向为280°～340°。西北部被中泥盆统的云山组不整合其上，在中泥盆统云山组底部砾岩中，有花岗岩砾石，与下伏花岗岩的岩性一致，岩体形态似倒立的V型(见图1)。这种特征表明万田花岗岩岩体形成时代早于中泥盆世，并受NE和NS向构造的控制。万田岩体的岩石为灰色或浅灰色，呈中－细粒似斑状结构、块状构造。按其结构可分边缘相(细粒似斑状)及内部相(中－中粗粒似斑状)，其边缘相以斜长石、钠长石、更长石为主，少数为中长石，而内部相则为钠长石、更长石，未见中长石，具外基内酸的特征。本次采集的样品位于万田村北的一个露天采石场内，由于岩体受后期构造的影响，其裂隙构造相当发育，局部可见到有晶洞的石英细脉和长石斑晶(图2a和2b)。岩石主要矿物成分为:石英(呈棱角状或集合体分布)约35%，长石类约46%，黑云母和白云母约17%。

2铀－铅测年分析和结果

2．1分析方法将岩石样品粉碎后进行人工分选淘洗，在双目镜下挑选出晶形完整的锆石。将锆石置于环氧树脂中，然后研磨抛光至约一半，使锆石内部暴露，用于阴极发光和背散射电子图像分析和LA－MC－ICPMS分析。锆石的阴极发光和背散射电子图像分析使用中国地质科学院矿产资源研究所的电子探针完成，分析时电压20kV，电流50nA;锆石的U－Pb测年使用矿产资源研究所的LA－MC－ICPMS质谱仪完成，激光剥蚀系统为NewwaveUP213，能够产生213nm的紫外激光，经过激光均化将能量聚焦在样品表面。多接收器等离子体质谱为FinniganNeptune，双聚焦(能量聚焦和质量聚焦)光路设计，采用动态变焦技术可以将质量色散扩大至17%。分析时采用的激光直径为25μm，剥蚀频率为10Hz，每10个样品点夹2个参考标准GJ1和1个Pleˇsovice分析，数据处理采用ICPMSDataCal软件。详细的仪器参数和分析方法参见文献［24］。

2．2分析结果所测锆石样品为无色透明，呈自形柱状，长宽比变化不较大，一般为3∶1。颗粒大小呈两极分化状态，小颗粒者只有20～30μm，大颗粒者的长度则近300μm。阴极发光图像(图3)显示，锆石具有明显的韵律环带，显示其岩浆结晶特征。个别锆石具有浑圆状或经过熔蚀再生长的核部，核部的阴极发光特征和外部明显不同，推测核部可能是来自围岩或地层的继承锆石。图3万田花岗岩锆石的代表性阴极发光图像Fig．3RepresentativecathodoluminescenceimagesofzirconofWantiangranite圆圈表示分析位置，序号表示分析点位，数据为206Pb/238U年龄，数据单位为Ma。对15个锆石颗粒进行15个点的LA－MC－ICPMS分析，结果列于表1。15个测点U－Pb年龄比较集中，变化在468.2～658.2Ma之间。且谐和度较高，206Pb/238U－207Pb/235U谐和年龄为(464.9±1.8)Ma，MSWD=0.44;206Pb/238U加权平均值为(464.9±1.8)Ma，MSWD=0.44，二者十分一致，该年龄应该代表了万田花岗岩体的成岩年龄(图4和图5)。研究区加里东花岗岩就已经结累了大量同位素年龄数据，公开的出版物上检索到的赣南地区加里东花岗岩类的锆石U－Pb测年数据共有13组［25－32］。根据高精度测年数据，区内加里东期花岗岩可以划分为早期和晚期:早期花岗岩类的年龄数据介于440～510Ma之间，且主要为440～462Ma，相当于中－晚奥陶世;晚期花岗岩的年龄值介于409～427Ma之间，相当于早志留世晚期－早泥盆世早期。其中，早期花岗岩类出露面积较小，以小岩株为主，主要是英云闪长岩和花岗闪长岩，少量二长花岗岩;晚期花岗岩类出露面积较大，以岩基和面积较大的岩株为主，主要是二长花岗岩和钾长花岗岩，有少量花岗闪长岩。综上所述，于都万田岩体属于加里东早期花岗岩。

3讨论

3．1高成矿元素钨和锡背景区研究区内地层中W、Sn含量是地壳克拉克值的1．5～3倍，说明研究区为一个W、Sn的高背景区;各主要成矿元素集中在基底构造层及泥盆系中富集，并各有侧重，如Sn主要富集在泥盆系、奥陶系，Ag主要富集在奥陶系，Pb主要富集在震旦系和寒武系，W则富集在震旦系、寒武系、泥盆系，显示了广泛分布的基底地层及泥盆系对钨多金属矿成矿的贡献，其中成矿元素W、Sn在前泥盆系中具有类似于矿源层的作用［33－34］。

3．2不同时代的花岗岩对成矿元素不同程度的富集经对赣南地区109个不同时代花岗岩的W、Sn成矿元素丰度数据的统计、分析(见表2)，其结果表明:自加里东期至燕山晚期不同时代的花岗岩对成矿元素W、Sn等均有不同程度的富集。其中该地区加里东期花岗岩W、Sn元素的丰度值分别变化在12．55×10－6～57．12×10－6和10．42×10－6～40．19×10－6之间，其平均值分别为34．06×10－6和24．65×10－6，相对于黎彤贫钙花岗岩和赣南前志留纪地层丰度的富集系分别是15．5、11．4和8．2、5．8;海西期花岗岩W、Sn元素的丰度值分别变化在6．68×10－6～40．53×10－6和6．64×10－6～42．91×10－6之间，其平均值分别为19．5×10－6和23．66×10－6，相对于黎彤贫钙花岗岩和赣南前志留纪地层丰度的富集系数分别是8.9、6.5和7.9、5.5;印支期花岗岩W、Sn元素的丰度值分别变化在9.09×10－6～46.4×10－6和4.98×10－6～22.62×10－6之间，其平均值分别为33.5×10－6和14.35×10－6，相对于黎彤贫钙花岗岩和赣南前志留纪地层丰度的富集系数分别是15.2、11.2和4.8、3.4;燕山早期花岗岩W、Sn元素的丰度值分别变化在18.71×10－6～124.26×10－6和17.46～34.97×10－6之间，其平均值分别为55.05×10－6和25.66×10－6，相对于黎彤贫钙花岗岩和赣南前志留纪地层丰度的富集系数分别是25、18.4和8.6、6.0;燕山晚期花岗岩W、Sn元素的丰度值分别变化在15.05×10－6～50.86×10－6和18.01×10－6～59.39×10－6之间，其平均值分别为28.23×10－6和30.90×10－6，相对于黎彤贫钙花岗岩和赣南前志留纪地层丰度的富集系数分别是12.8、9.4和10.3、7.2。成矿元素W在燕山早期花岗岩中得到了强烈富集，最大富集系数达到124.6;成矿元素Sn在燕山晚期花岗岩中得到了强烈富集，最大富集系数达到59.39。总的趋势是，自加里东期花岗岩到燕山期花岗岩，成矿元素W、Sn呈逐步富集的趋势，可能是导致该地区W、Sn矿床成矿时代集中在燕山期的原因所在。

3.3不同时代花岗岩空间分布的相邻性或叠加性前人曾提出华南钨锡矿的多旋回成矿问题，其中主旋回的成矿作用与加里东期的岩浆活动有关［34］。加里东花岗岩类大多呈出露面积较大的岩基和岩株，侵位于穹状短轴背斜或复背斜轴部，如江西的付坊岩体(黑云母二长花岗岩为主)、湘赣边界的万洋山岩体(黑云母二长花岗岩为主)、赣闽边境的宁化岩体(黑云母二长花岗岩为主)的出露面积大于1000km2，统计结果显示，在加里东期花岗岩体中，出露面积大于60km2者达70%。单个岩体的长轴方向通常以NE－NNE向和EW向为主，反映这两个方向的线型构造控制了岩体的侵入，也表明本区现今十分发育的NE－NNE和EW向构造在加里东期就已经开始发育，并控制了后期的花岗岩空间分布特征。加里东期花岗岩类岩体大多被后期(海西－印支期、燕山期)的岩浆岩体侵入，从而构成复式侵入体，说明这些复式岩体的出露部位是长期的、继承式的构造热点。

3.4泥盆系地层中古砂锡钨矿赣南地区的砂锡钨矿除在白垩系、上－中更新统及全新统地层外，在泥盆系的地层中也有古砂锡钨矿的产出。如上犹陡水—三姐妹一带，产于泥盆系跳马涧组底部花岗质砾岩之上的石英砾岩中，含矿层厚2～10cm，断续延长达10km以上，含锡石一般为0.08μg/g，最高达37105.628μg/g，含黑钨矿一般为0.08μg/g，最高达0.125μg/g［37］。这一地质事实表明该层位的砂锡钨矿来自于其下伏的加里东期上犹花岗岩体，即加里东期花岗岩也具有一定的成矿作用。

4结语

南岭地区加里东期花岗岩研究程度相对较低，本次研究工作表明，赣南于都万田花岗岩的成岩年龄为(464.9±1.8)Ma，MSWD=0.44，即该岩体形成于加里东期。同时，区域地质及其花岗岩锆石同位素数据的综合分析表明，由加里东期到燕山期，本区花岗岩对成矿元素W、Sn富集程度呈逐渐增强的趋势，可能暗示该区的成矿作用具有一定的继承性。也就是说，在本区寻找加里东期W、Sn矿化具有较大的潜力。