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广西佛子冲铅锌矿田火成岩的时空序列及其对成矿时限的约束
秦亚, 杨启军, 李程, 周叔齐, 许浩天     
桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室, 广西 桂林 541004
摘要: 广西佛子冲铅锌矿田火成岩的主要岩石类型有花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩(石英闪长岩)、花岗闪长斑岩、少斑花岗斑岩、英安斑岩和凝灰岩等。本文共进行了14件火成岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,其中大冲石英闪长岩侵位于海西期二叠纪((256.8±2.0)Ma),糯垌岩体((152.6±1.2)Ma)和广平岩体((152.9±2.9)Ma)形成于燕山早期晚侏罗世,花岗斑岩、少斑花岗斑岩、花岗闪长斑岩、英安斑岩和火山角砾凝灰岩形成于燕山晚期早白垩世(约100 Ma)。结合前人的研究成果及14件火成岩样品的测年结果,构建该区火成岩的年代学序列,确定其侵位时代主要集中在志留纪(约440 Ma)、二叠纪末期(约256 Ma)、晚侏罗世(约152 Ma)、早白垩世晚期(约100 Ma)。根据佛子冲铅锌矿的空间展布、矿体特征以及与火成岩的关系,确定花岗斑岩为成矿地质体,进而限定其成矿时代为早白垩世晚期(约100 Ma)。
关键词: 火成岩    年代学    成矿时代    佛子冲铅锌矿田    
Constraints on Metallogenic Time and Time-Space Serial of Igneous Rocks of Fozichong Ore Field in Guangxi Zhuang Autonomous Region
Qin Ya, Yang Qijun, Li Cheng, Zhou Shuqi, Xu Haotian     
Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposits Exploration, Guilin University of Technology, Guilin 541004, Guangxi, China
Supported by Geology and Mineral Resources Exploration Project of Prospecting Breakthrough Strategic Action of Department of Land and Resources of Guangxi Zhuang Autonomous Region (G.G.T.Z.H. No.[2016]429), National Natural Science Foundation of China (41572191), Natural Science Foundation of Guangxi (2017GXNSFBA198166, 2018GXNSFAA281248), Project of Exploration for Non-Ferrous and Precious Metal Blind Ore Deposits, Ministry of Education (2018GCZX004) and Science and Technology Project of Guangxi (AD16450001)
Abstract: The main rock types of igneous rocks in Fozichong ore field are granite, granite porphyry, granodiorite(quartz diorite), granodiorite porphyry, dacite porphyry and tuff. We measured the ages of 14 igneous rock samples in this area by LA-ICP-MS zircon U-Pb dating. The Dachong quartz diorite was formed in Permian ((256.8±2.0) Ma); Nuodong Pluton((152.6±1.2) Ma) and Guangping Pluton((152.9±2.9) Ma) were formed in the Late Jurassic of Yanshanian; granite porphyry, granite diorite porphyry, less spot granite porphyry, granite diorite porphyry, dacite porphyry and tuff were formed in the Early Cretaceous of Yanshanian (100 Ma±). The ages of the igneous rocks in Fozichong ore field are mainly concentrated in Silurian (440 Ma±), Late Permian(256 Ma±), Late Jurassic(152 Ma±), and late Early Cretaceous(100 Ma±).According to the spatial distribution, ore body characteristics and the relationship with igneous rocks, the granite porphyry is considered to be the metallogenic geological body, and the metallogenic age is defined as the late Early Cretaceous (about 100 Ma).
Key words: igneous rocks    chronology    metallogenic time    Fozichong lead-zinc ore field    

0 引言

佛子冲铅锌矿田地处桂东南,位于广西壮族自治区苍梧县与岑溪市交界部位。该矿田内发育龙湾、河三、古益等3个矿床及多个矿化点和大面积的火成岩。佛子冲铅锌矿田的研究已取得大量的研究成果[1-9],但主要集中在矿床成因上,对于成矿时代还无确切的时限。佛子冲铅锌矿的成因主要有以下几种认识:1)多成因复成型矿床,早期的志留纪喷流沉积成矿,晚期的燕山期花岗岩叠加改造形成富集型矿体[10-11];2)龙湾、河三为矽卡岩型矿床,成因与花岗斑岩有关,古益为岩浆热液型矿床,成矿物质来自大冲花岗闪长岩[12-15];3)岩浆热液型矿床,成矿物质来源与大冲花岗闪长岩无关,而与燕山期花岗斑岩有关[16-17]。尽管上述认识存在争议,但各种观点均认为佛子冲铅锌矿的成矿与火成岩有成因联系,此外该区火成岩的时空序列还无系统的研究。因此,佛子冲铅锌矿田火成岩的研究对于理解成矿具有重要的成因意义。

本文通过对佛子冲铅锌矿田火成岩的系统岩相学和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,理清了该区火成岩的时空序列;同时,对佛子冲铅锌矿的空间展布、矿体地质特征及其与火成岩的关系进行了探讨,以期从火成岩年代学的角度对佛子冲铅锌矿的成矿时代进行限定。

1 区域地质背景

佛子冲铅锌矿田位于华夏板块与扬子板块拼贴带的西南段,岑溪—博白断裂带上。

矿田内出露的主要地层是加里东基底的早古生代奥陶系和志留系(图 1),少量的晚古生代泥盆系盖层主要出露于矿田西侧的回龙街—糯垌一带,缺失中生代地层。奥陶系为佛子冲铅锌矿田的重要赋矿层位,主要岩石类型为砂岩、细砂岩、钙质粉砂岩夹白云质灰岩;志留系为一套泥岩、粉砂质泥岩夹灰岩、细砂岩;泥盆系下部为砂岩夹薄层灰岩,上部为大理岩[18]

图 1 研究区地质简图 Fig. 1 Geological sketch map of the study area

研究区构造活动强烈,按展布方向可分为NE向、近SN向和NW向3组(图 1),其中以NE向构造为主,走向为40°~50°。呈NE向展布的佛子冲复背斜为研究区的主体构造,其核部为奥陶纪地层,两翼为志留纪地层;广平岩体和糯垌岩体分列佛子冲背斜的东西两翼。此外,NE向断裂也较发育,以牛卫断裂、大塘断裂为代表。近SN向构造以断裂为主,与NE向断裂一起构成佛子冲断裂系。而NW向构造发育相对较弱。

研究区火成岩发育,以中酸性火成岩为主,偶见少量基性岩脉。主要有海西期的大冲花岗闪长岩(石英闪长岩),燕山早期的广平花岗岩和糯垌花岗岩,以及燕山晚期的花岗斑岩、凝灰岩、流纹斑岩和英安斑岩。另外,在佛子冲铅锌矿田的西侧糯垌地区还发育少量的中基性火山岩,白板、大爽一带发现有MORB(大洋中脊玄武岩)型的细碧角斑岩[19-22]

佛子冲铅锌矿田除已经发现的古益、河三和龙湾矿床外,还包含一系列的矿化点,如旧村口、塘坪、塘坪水库、黄茅田、大冲、新田和安平铅锌矿矿化点。在矿田西部糯垌地区还分布有钛铁矿矿化点,西北部有锰矿矿化点, 北部有钨、锡矿化点。

2 样品采集及岩相学特征

本文共采集分析了14件佛子冲铅锌矿田内火成岩样品,包括石英闪长岩1件、花岗岩2件、英安斑岩2件、火山角砾凝灰岩2件、花岗斑岩5件、少斑花岗斑岩1件和花岗闪长斑岩1件,详细野外采样位置见表 1

表 1 佛子冲矿田火成岩岩相学和采样位置列表 Table 1 Petrographic characteristics and samples location of igneous rocks of Fozichong ore field
样品编号 岩性 结构构造 主要矿物组成 采样位置
F10-2 花岗闪长岩、石英闪长岩 半自形柱状结构,块状构造 斜长石(45%±)+石英(40%±)+角闪石(15%±) 古益矿60 m中段
F16-15-4 黑云母钾长花岗岩 中粗粒结构,块状构造 斜长石(15%±)+钾长石(50%±)+石英(20%±)+普通角闪石+黑云母 110°56′03″E 23°02′23″N
F16-18-4 二长花岗岩 中粒花岗岩结构,块状构造 钾长石(35%±)+斜长石(20%±)+石英(35%±)+微斜长石(5%±)+黑云母(5%±) 111°17′44″E 23°13′28″N
FZ060-3 花岗斑岩 斑状结构,块状构造 斜长石(45%±)+钾长石(35%±)+石英(15%±)+黑云母 111°09′46″E 23°01′25″N
FZ069-3 花岗闪长斑岩 斑状结构,块状构造 斜长石(60%±)+石英(20%±)+黑云母 111°10′48″E 23°01′36″N
F16-29-1 英安斑岩 斑状结构,块状构造 斑晶中石英(18%±)+钾长石(8%±)+黑云母(4%±) 111°13′18″E 22°58′49″N
F16-36-2 111°10′36″E 23°00′57″N
FZ001-3 火山角砾凝灰岩 凝灰结构,块状构造 晶屑、玻屑、岩屑和火山灰 111°12′57″E 23°03′43″N
F16-51-3 111°13′00″E 23°00′45″N
F16-30-2 花岗斑岩 斑状结构,块状构造 钾长石(15%±)+斜长石(15%±)+石英(25%±)+角闪石(5%±)+黑云母+白云母 111°11′59″E 23°01′56″N
F16-31-3 111°11′56″E 23°02′09″N
F16-32-3 111°12′13″E 23°02′31″N
F16-37-2 111°11′01″E 23°01′02″N
F16-44-1 111°12′20″E 23°01′19″N

大冲岩体主体岩性为花岗闪长岩、石英闪长岩,其中石英闪长岩(样品F10-2)采集于佛子冲铅锌矿田古益矿60 m中段02线103号矿体附近,显微镜下特征见图 2a。糯垌岩体位于佛子冲铅锌矿田的西部,主体岩性为黑云母钾长花岗岩(样品F16-15-4),显微镜下特征见图 2b。广平岩体位于佛子冲矿田的东部,主体岩性为二长花岗岩(样品F16-18-4),显微镜下特征见图 2c。少斑花岗斑岩(样品FZ060-3)主要分布于周公顶附近,主要岩石类型为花岗斑岩,因其斑晶粒度、含量等较研究区花岗斑岩要小、要少,故前人将其称为少斑花岗斑岩[18],本文沿用前人定名。花岗闪长斑岩(样品FZ069-3)主要分布于周公顶至新塘一带,岩石具有斑状结构,块状构造。英安斑岩(样品F16-29-1和F16-36-2)主要分布于龙湾矿以及佛子冲铅锌矿田南部的城谏、乾厢、周公顶一带。火山角砾凝灰岩(样品FZ001-3和F16-51-3)主要分布于佛子冲矿田南东部,显微镜下照片见图 2de。花岗斑岩(样品F16-30-2、F16-31-3、F16-32-3、F16-37-2和F16-44-1)主要分布于佛子冲矿田古益矿床、河三矿床、龙湾矿床以及新塘至诚谏一带,显微镜下照片见图 2fgh。样品岩相学特征见表 1

a.样品F10-2;b.样品F16-15-4;c.样品F16-18-4;d.样品FZ001-3;e.样品F16-51-3;f.样品F16-30-2;g.样品F16-31-3;h.样品16-32-3。Q.石英;Pl.斜长石;Kfs:钾长石;Bt.黑云母;Hbl.角闪石。 图 2 佛子冲铅锌矿田火成岩样品显微照片 Fig. 2 Micrograph of igneous rock samples of Fozichong ore field
3 分析测试方法

采用LA-ICP-MS对佛子冲铅锌矿田火成岩进行锆石U-Pb定年。

首先使用常规的重液浮选和电磁分离方法筛选出单颗粒锆石;然后在双目镜下根据锆石颜色、自形程度、形态和透明度等特征初步分类,挑选出具有代表性的锆石,将锆石样品分别用双面胶粘在载玻片上,放入PVC(聚氯乙烯)环;最后将环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入PVC环中,待树脂充分固化后将样品从载玻片上剥离,并对其进行抛光,直到样品露出一个光洁的平面,再进行反射光、透射光以及阴极发光的照像。之后用体积分数为3%的HNO3清洗样品并镀金制成样品靶。

将样品靶放置在激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪上进行单颗粒锆石U-Pb测试。原位锆石U-Pb定年在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。实验采用的ICP-MS为美国Agilent公司生产的Agilent 7500a,激光剥蚀系统为德国MicroLas公司生产的GeoLas200M,该系统由德国Lambda Physik公司的ComPex102 ArF准分子激光器(波长193 nm)与MicroLas公司的光学系统组成。激光剥蚀斑束直径为32 μm,激光剥蚀样品的深度为20~40 μm。实验中采用He作为剥蚀物质的载气,用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST SRM610进行仪器最佳化,采样方式为单点剥蚀。数据采集选用一个质量峰一点的跳峰方式,每完成4~5个待测样品测定,插入测标样一次。在所测锆石样品(15~25个点)前后各测2次NIST SRM 610。锆石年龄采用标准锆石91500作为外部标准物质。元素质量分数采用NIST SRNI610作为外标。由于SiO2在锆石中的质量分数较恒定,选择29Si作为内标来消除激光能量在点分析过程中以及分析点之间的漂移,对于大多数元素单点分析的相对标准偏差为5%~15%。详细分析步骤和数据处理方法参见文献[23]。采用ICPMSDataCal9.2程序对锆石的同位素比值及元素质量分数进行计算。并按照Andersen的方法进行普通铅校正。年龄计算及谐和图采用Isoplot(ver3.0)完成。

4 LA-ICP-MS定年

14件样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试数据详见表 2。阴极发光图像(CL)特征见图 3。所测样品的锆石均为岩浆锆石,具有典型岩浆震荡环带,其形态特征及Th、U质量分数见表 3。14件样品所测年龄均位于谐和线上及其附近(图 4)。

表 2 佛子冲矿田火成岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年数据 Table 2 Date of LA-ICP-MS zircon U-Pb age of igneous rock samples of Fozichong ore field
a.样品F10-2;b.样品F16-15-4;c.样品F16-18-4;d.样品FZ060-3;e.样品FZ069-3;f.样品F16-51-3;g.样品FZ001-3;h.样品F16-29-1;i.样品F16-36-2;j.样品F16-30-2;k.样品F16-31-3;l.样品F16-32-3;m.样品F16-37-2;n.样品F16-44-1。 图 3 佛子冲矿田火成岩样品锆石阴极发光图像 Fig. 3 CL images of igneous rock samples of Fozichong ore field
表 3 佛子冲铅锌矿田火成岩样品锆石特征 Table 3 Characteristics of zircon of igneous rock samples of Fozichong ore field
样品 形态 w(Th)/10-6 w(U)/10-6 Th/U 环带 年龄/Ma
F10-2 长柱状、短柱状 130~459 176~450 0.60~1.09 环带不明显 256.8±2.0
F16-15-4 短柱状、长柱状 419~1 488 567~2 502 0.53~1.03 岩浆振荡环带,具继承核 152.6±1.2
F16-18-4 短柱状 426~3 448 430~8 820 0.39~0.99 岩浆振荡环带 152.9±2.9
FZ060-3 长柱状、短柱状及不规则状 143~605 145~358 0.69~1.70 岩浆振荡环带,具继承核 99.2±1.2
FZ069-3 长柱状、短柱状 67~956 92~874 0.65~1.65 岩浆振荡环带 100.4±1.0
F16-51-3 长柱状、短柱状、不规则状,部分锆石具有熔蚀边 385~2 060 253~1 494 1.13~2.00 岩浆振荡环带 99.9±0.9
FZ001-3 117~775 146~858 0.66~1.38 100.3±0.8
F16-29-1 长柱状、短柱状 1 096~5 263 758~6 529 0.50~1.45 岩浆振荡环带 101.1±1.0
F16-36-2 398~3 022 357~1 305 1.02~2.82 99.9±1.8
F16-30-2 长柱状、短柱状 281~3 901 2 983~5 509 0.08~0.88 岩浆振荡环带,具继承核 101.5±1.1
F16-31-3 1 633~6 779 2 942~8 149 0.50~1.09 100.8±1.1
F16-32-3 655~4 981 440~12 489 0.15~2.82 98.6±1.2
F16-37-2 392~3 622 279~4 873 0.33~1.42 100.9±0.9
F16-44-1 271~1 960 254~1 116 1.01~2.09 100.0±2.0
a.样品F10-2;b.样品F16-15-4;c.样品F16-18-4;d.样品FZ060-3;e.样品FZ069-3;f.样品F16-51-3;g.样品FZ001-3;h.样品F16-29-1;i.样品F16-36-2;j.样品F16-30-2;k.样品F16-31-3;l.样品F16-32-3;m.样品F16-37-2;n.样品F16-44-1。 图 4 佛子冲矿田火成岩样品锆石U-Pb年龄谐和图 Fig. 4 Zircon U-Pb age harmonic diagram of igneous rock samples of Fozichong ore field

大冲岩体测年样品(F10-2)10个测点给出的206Pb/238U加权平均年龄为(256.8±2.0) Ma。糯垌岩体测年样品(F16-15-4)19粒锆石给出的206Pb/238U加权平均年龄为(152.6±1.2) Ma。广平岩体测年样品(F16-18-4)11粒锆石给出的锆石U-Pb加权平均年龄为(152.9±2.9) Ma。少斑花岗斑岩测年样品(FZ060-3)19粒锆石给出的206Pb/238U加权平均年龄为(99.2±1.2) Ma。花岗闪长斑岩测年样品(FZ069-3)24粒锆石给出的206Pb/238U加权平均年龄为(100.4±1.0) Ma。火山角砾凝灰岩测年样品(F16-51-3)20粒锆石给出的206Pb/238U加权平均年龄为(99.9±0.9) Ma,测年样品(FZ001-3)24粒锆石给出的206Pb/238U加权平均年龄为(100.3±0.8) Ma。英安斑岩测年样品(F16-29-1)15粒锆石给出的206Pb/238U加权平均年龄为(101.1±1.0) Ma,样品(F16-36-2)19粒锆石给出的206Pb/238U加权平均年龄为(99.9±1.8) Ma。上述岩浆锆石的加权平均年龄值可代表岩浆侵位时代。

对采集自不同位置的5件花岗斑岩样品(F16-30-2、F16-31-3、F16-32-3、F16-37-2和F16-44-1)进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,所测锆石在谐和图解中均位于谐和线上及其附近。样品(F16-30-2)共测试了16粒锆石,给出的206Pb/238U加权平均年龄为(101.5±1.1) Ma。样品(F16-31-3)共测试了20粒锆石,给出的206Pb/238U加权平均年龄为(100.8±1.1) Ma。样品(F16-32-3)共测试了20粒锆石,给出的206Pb/238U加权平均年龄为(98.6±1.2) Ma。样品(F16-37-2)共测试了18粒锆石,其中17粒锆石相对集中,给出的206Pb/238U加权平均年龄为(100.9±0.9) Ma;另还有1粒锆石具有相对明亮的CL图像,可见清晰的岩浆震荡环带,其Th、U质量分数分别为392×10-6、1 183×10-6,Th/U值为0.33,亦为岩浆锆石,给出的U-Pb年龄为(251±4) Ma,可能为岩浆侵位过程中捕获物质。样品(F16-44-1)共分析了17粒锆石,给出的206Pb/238U加权平均年龄为(100.0±2.0) Ma。5件样品给出了几乎一致的谐和年龄,可以代表其成岩年龄。

5 讨论 5.1 火成岩的时空序列

根据佛子冲铅锌矿田火成岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果,可以得出佛子冲铅锌矿田火成岩的时间序列:大冲岩体石英闪长岩的年龄为(256.8±2.0) Ma,为二叠纪末期岩浆侵位;糯垌岩体黑云母钾长花岗岩的年龄为(152.6±1.2) Ma,广平岩体黑云母二长花岗岩的年龄为(152.9±2.9) Ma,两岩体侵位于燕山早期晚侏罗世;燕山晚期早白垩世末期岩浆岩有花岗斑岩(98.6 ~101.5 Ma)、英安斑岩(99.9、101.1 Ma)、火山角砾凝灰岩(99.87、100.31 Ma)、少斑花岗斑岩(99.2 Ma)和花岗闪长斑岩(100.4 Ma)。

佛子冲铅锌矿田发育一系列的火成岩。大冲岩体在地表主要出露于六塘矿段以北的大冲—根竹一带,但在井下,大冲花岗闪长岩、石英闪长岩在整个主巷道广泛出露,30#勘探线以南依然有石英闪长岩出露,南部河三矿区也有石英闪长岩出露,表明大冲石英闪长岩体的实际规模较大,南北延长达到8 000 m。大冲岩体与广平岩体空间位置毗邻(图 1),前人将其划定为同一岩体[18],显然两者并非同一岩体:首先岩性上存在明显的差别,大冲岩体为花岗闪长岩、石英闪长岩,广平岩体为二长花岗岩;其次岩浆侵位时代不一致,大冲岩体为二叠纪末期,而广平岩体在佛子冲铅锌矿田为燕山早期晚侏罗世。

燕山早期的广平岩体和糯垌岩体是佛子冲铅锌矿田最大的两个岩基,分列佛子冲背斜的东西两翼(图 1)。

燕山晚期早白垩世的花岗斑岩呈岩脉、岩枝、岩株产出,主要分布于矿田南部的新塘、凤凰顶地区,在河三、龙湾和古益矿床的井下也见大量分布。在新塘,花岗斑岩呈岩株状;在凤凰顶,花岗斑岩呈岩枝状;在其他区域,花岗斑岩呈岩脉状产出。岩株、岩枝、岩脉呈近SN向展布,基本可以相连,体现同一侵入体的特征,尤其是花岗斑岩脉的走向基本平行,并近于SN向分布。从新塘—古益花岗斑岩的产状上看,岩浆侵位的中心位于新塘—凤凰顶一带,在岩浆运移过程中,沿着近SN向断裂呈岩墙扩展式侵位,从南到北依次从岩株—岩枝—岩脉的侵位过程,向NW、SE岩浆侵位也逐渐减弱。

少斑花岗斑岩主要分布于矿田南部周公顶附近,环绕周公顶火山岩呈椭圆状岩株产出,分布面积约4.5 km2。花岗闪长斑岩主要分布于佛子冲铅锌矿田南部的周公顶、新塘一带,岩体呈不规则状的岩株产出于矿区的南部位置。花岗闪长斑岩与佛子冲火山岩接触,接触界线不清。

佛子冲铅锌矿田火山岩主要分布于佛子冲铅锌矿田的周公顶、上林、乾厢、凤凰顶一带,主要的岩石类型为英安斑岩和火山角砾凝灰岩。火山岩呈岩被覆盖在南部龙湾一带,沿断裂带溢流至地表呈熔岩被,平面上受断裂控制明显,西侧以岑溪—博白断裂系的牛卫断裂为界,与志留系呈断层接触,东侧以岑溪—博白断裂带的大湴圩—诚谏断裂为界,与东侧的广平花岗岩岩体呈断层接触。整个周公顶火山岩就夹持在断裂带内,明显受控于断裂带,产状上体现出火成岩起因与区域构造活动有关。

此外,在佛子冲铅锌矿田的西部糯垌镇油茶林场一带出露变质基性火山岩,在安平镇白板、大爽一带还出露中基性火山(碎屑)岩。糯垌镇油茶林场一带的变质中基性火山岩呈岩片分布于中—晚奥陶世变质岩系中,主要岩性为阳起石岩、斜长阳起石岩、阳起石化基性熔岩、辉绿玢岩等。而安平镇白板、大爽一带的中基性火山(碎屑)岩主要岩石类型为细碧岩、角斑岩、枕状玄武岩、凝灰熔岩和火山角砾岩等,夹于志留系中,二者呈整合接触关系。前人对这两套中基性火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,其为加里东期岩浆活动的产物,并解释为钦杭结合带南西段华夏板块与扬子板块之间存在的早古生代的洋壳俯冲[20, 22]

结合前人的研究成果[13, 16-17, 21-22]和本文的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果,佛子冲铅锌矿田火成岩存在加里东期、海西期、燕山早期和燕山晚期4期岩浆作用(图 5),是否存在印支期的岩浆活动还需进一步的工作。加里东期火成岩(约440 Ma)零星地分布于早古生代地层中;海西期的大冲岩体侵位于二叠纪末期(256.8±2.0) Ma;燕山早期的广平岩体和糯垌岩体分布于佛子冲背斜的东西两翼,侵位于晚侏罗世(约152 Ma);燕山晚期的白垩纪岩浆岩广泛分布,类型众多,侵位时限约为100 Ma。

图 5 佛子冲铅锌矿田火成岩锆石U-Pb年龄分布直方图 Fig. 5 Histogram of distribution of zircon U-Pb age of Fozi- chong ore field
5.2 对成矿时限的制约

前人对佛子冲铅锌矿田的成因主要存在以下几种认识:龙湾、河三矿床为矽卡岩型,成因与花岗斑岩有关,古益矿床为岩浆热液型矿床,成矿物质来源于大冲花岗闪长岩[12-15];岩浆热液型,成矿物质与花岗斑岩有关[16-17];多成因复成型矿床,早期的热水沉积,后期经历岩浆热液的叠加改造[10-11]。上述认识虽存在争议,但均认为佛子冲矿田铅锌矿的形成机制与岩浆活动有着密切的联系。佛子冲铅锌矿田火成岩的多期性、复杂性也制约着矿床成因的认识。

加里东期火成岩在矿田内呈零星分布,空间展布上与佛子冲铅锌矿田的成矿关系不明显。

在古益矿床中,矿体与二叠纪末期大冲花岗闪长岩呈以下几种接触关系:大冲花岗闪长岩与围岩呈断层接触,矿体产在断裂带内;矿体产在大冲花岗闪长岩体内部的断裂带内;矿体产在大冲花岗闪长岩的边部,但以“绿色岩”相隔,近矿体的花岗闪长岩被“绿色岩”蚀变,这种蚀变向花岗闪长岩一侧逐渐减弱,并且在花岗闪长岩体内部的节理缝中也发育有“绿色岩”,并常常有微弱的矿化,离开节理缝则无矿化现象。以上特征表明成矿作用晚于大冲岩体的成岩作用,不支持成矿物质与大冲岩体同源的认识。

杨启军等[17]对佛子冲“绿色岩”详细的矿物学、岩石学和矿床学研究表明,“绿色岩”是热液交代型矽卡岩,成矿热液与“绿色岩”、碳酸盐的依次交代特征在井下非常清晰,这种特征不支持热水沉积的认识。同时,在龙湾矿床、河三矿床的井下可观察到花岗斑岩、矽卡岩、矿体、大理岩、灰岩至砂岩的渐变接触关系,并出现典型的矽卡岩型矿物透辉石、钙铁辉石和石榴子石等,表明龙湾矿床和河三矿床为矽卡岩型矿床,指出花岗斑岩为佛子冲矿床的成矿地质体。上述表明早白垩世晚期的花岗斑岩与成矿密切相关,通过限定花岗斑岩的成岩年龄可制约铅锌矿的成矿时代。

前人对佛子冲铅锌矿火成岩做过大量的年龄测试工作:雷良奇等[13]通过岩浆岩全岩铷-锶法得到广平岩体的成岩年龄为(326±5) Ma,大冲花岗闪长岩岩体黑云母钾氩年龄值为152 Ma,河三英安质熔岩的全岩铷锶年龄为(128±11) Ma;龙湾花岗斑岩岩体(脉)钾长石钾-氩年龄值为75.5 Ma,表明花岗斑岩形成于燕山晚期早白垩世。程顺波等[16]获得大冲花岗闪长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(258.2±3.2) Ma。在前人的研究基础上,我们通过精细的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,理清佛子冲火成岩的年代学格架,显示花岗斑岩的成岩年龄约为100 Ma,指示佛子冲矿田的成矿时代为燕山晚期的早白垩世。

6 结论

1) 系统的锆石U-Pb测年结果表明佛子冲铅锌矿田存在加里东期、海西期、燕山早期和燕山晚期4期火成岩。加里东期火成岩(约440 Ma)零星分布于早古生代地层中;海西期的大冲岩体侵位于二叠纪末期((256.8±2.0) Ma);佛子冲背斜东西两翼的广平岩体和糯垌岩体侵位于燕山早期晚侏罗世(约152 Ma);燕山晚期的早白垩世火成岩发育广泛,侵位时限约为100 Ma。

2) 花岗斑岩为佛子冲铅锌矿的成矿地质体,限定其成矿时代为燕山晚期早白垩世(约100 Ma)。

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http://dx.doi.org/10.13278/j.cnki.jjuese.20170283
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文章信息

秦亚, 杨启军, 李程, 周叔齐, 许浩天
Qin Ya, Yang Qijun, Li Cheng, Zhou Shuqi, Xu Haotian
广西佛子冲铅锌矿田火成岩的时空序列及其对成矿时限的约束
Constraints on Metallogenic Time and Time-Space Serial of Igneous Rocks of Fozichong Ore Field in Guangxi Zhuang Autonomous Region
吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(2): 425-444
Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2019, 49(2): 425-444.
http://dx.doi.org/10.13278/j.cnki.jjuese.20170283

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收稿日期: 2018-02-25

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