0 引言

赣南是华南地区重要的钨锡多金属成矿区，是研究燕山期滨太平洋成矿域成矿大爆发事件的关键地区^[1-2]。区内石英脉型黑钨矿和离子吸附性稀土矿享誉国内外，以这两类矿床为主的勘查和研究工作也取得了较为显著的实践和理论成果。近年来，对赣南地区大量成矿岩浆岩的研究积累了大量的年代学及地球化学数据，深化了区内构造-岩浆-成矿演化事件认识^[3]。从矿床时空分布来看，赣南主成矿时间为165~150 Ma, 由西至东成岩成矿年龄逐渐变新^[4]；矿床分布集中于崇余犹、于都—赣县、三南(全南、定南和龙南)、画眉坳等多个矿集区内，矿集区范围常受燕山早期花岗岩侵位空间制约。

狮吼山硫铁多金属矿区位于赣南南岭东西向构造带北部与武夷山北北东向构造带西部交接复合部位，地处于山成矿带北段画眉坳钨矿集区南端，为江西省内规模最大的接触交代型硫铁矿床^[5]。矿床位于燕山早期茶山迳复式岩体边部，矿体呈北西、北北西向赋存于外接触带梓山组上段地层内，形态以似层状、透镜状为主。矿区主采矿种为硫铁矿，矿石中伴生Cu、W、Au, 可综合利用，其中Au累计查明资源量达到5.5 t。矿区地质勘查工作始于20世纪50年代，但矿床成因方面的研究较为薄弱。赵正^[6]认为狮吼山矿床是在江背岩基外接触带成矿作用下形成的；李伟等^[7]对矿区磁黄铁矿-黄铁矿矿石进行了H-O-S同位素研究，认为该矿床成矿流体主要来自深部岩浆水，为热液充填交代型矿床。但已有认识缺少对矿区花岗岩的研究。本次花岗岩研究希望通过对狮吼山硫铁矿区成矿岩体的U-Pb年代学及元素地球化学测试分析，探讨其成矿作用的地质背景和岩浆专属性特征。

1 区域地质概况

赣南地区地层有新元古界青白口系、南华系、震旦系，早古生界寒武系，晚古生界泥盆系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系、白垩系及新生界第四系，可划分为青白口系—寒武系褶皱基底(间有假整合)、泥盆系—二叠系沉积盖层和中生代陆相碎屑岩(局部有火山岩)3个断代岩系。泥盆系、石炭系、二叠系呈北北东向狭长条带分布于于宁坳陷带中部(图 1)。褶皱基底以裂陷海槽斜坡相复理石建造为主，沉积盖层为滨岸相碎屑含煤建造-浅海碳酸盐台地相沉积建造。

研究区位于武夷山北北东向构造带与南岭东西向构造带的交接部位，构造行迹错综复杂，构造类型丰富多彩。其中以北北东向、北东向最醒目，东西向、北西向、南北向相互交织，褶皱、断裂、推覆构造、断陷盆地等构造类型发育。燕山期是区内构造-岩浆作用最强烈的时期，受滨太平洋构造域俯冲作用的影响，早期形成了一系列压扭性北东向逆冲推覆构造带，晚期构造转换为张扭性，形成银坑、赖村、青塘等北东长条形、月牙形断陷盆地。

区内岩浆活动强烈，花岗岩分布广泛。岩体主要形成于加里东期、印支期、燕山期构造运动，活动方式以侵入为主，喷发溢流为次。加里东期岩体有鹅婆、长潭、白石坑等岩体，呈岩基、岩株产出，岩性有黑云母花岗岩、石英闪长岩两类，侵入年代为423 Ma左右^[8]；印支期古嶂岩体呈岩基、岩株侵入于基底或早古生代地层中，又被燕山期岩体、岩脉侵入，岩性为似斑状黑云母花岗岩；燕山期岩体十分发育，多次活动十分明显，突出的有江背复式岩基，茶山迳、高山角等岩瘤、岩滴，牛形坝、竹山下等岩枝、岩脉群，主要岩性有花岗岩、花岗闪长岩，侵入时代介于165~152 Ma之间^[9-10]，与区内的W、Sn、Pb、Zn、Cu、Ag、Au矿化关系密切。

2 岩体地质及岩相学特征

狮吼山矿区为矽卡岩型硫铁钨多金属矿床(图 2)，成矿地质体为茶山迳花岗岩。赋矿围岩为石炭系黄龙组、梓山组，岩性为灰质白云岩、含铁含钙砂岩等，北东、南西端被第四系覆盖；控矿构造以顺层破碎带为主，其次为北东向断层，接触界面、硅钙异性界面为重要的成矿结构面。侵入岩为茶山迳复式花岗岩体，可观察到两期花岗岩，岩性分别为莲湖细粒白云母正长或二长花岗岩和茶山迳中细粒斑状黑云母二长花岗岩，前者形成时间略晚，呈脉状侵入于后者，后者内部常见围岩地层捕掳体。矿区围岩蚀变主要为大理岩化、红柱石角岩化、透辉石-石榴石矽卡岩化等；矿体顺花岗岩侵入界面，呈透镜状、似层状分布于矽卡岩化蚀变带内。本次研究对茶山迳地区两期花岗岩进行了详细地薄片鉴定，了解了花岗岩矿物组分、含量、结构及构造特征。

第一期茶山迳中细粒斑状黑云母二长花岗岩(图 3a、b、c)约占全岩出露总面积的90%，呈岩瘤状侵位于狮吼山矿区西部，侵入于石炭系黄龙组、梓山组中，局部被第四系覆盖。本期岩体侵入相带区分不明显，除侵入界面处见数米宽细粒黑云母花岗岩组成的边缘相外，主体岩性为中细粒斑状黑云母二长花岗岩，新鲜面颜色为灰白色夹肉红色，风化后多呈浅灰白色，岩石具似斑状结构，块状构造。斑晶主要由石英(12%，粒径为1.00~3.76 mm)、斜长石(20%，粒径为1.00~3.80 mm)及钾长石(16%，粒径为1.00~3.75 mm)组成，另见少量黑云母(2%，粒径约1.24 mm)。基质具细粒结构，由斜长石(10%，粒径为0.22~0.89 mm)、钾长石(22%，粒径为0.20~0.75 mm)、石英(10%，粒径为0.21~0.85 mm)、黑云母(4%，粒径为0.24~0.68 mm)及白云母(2%，粒径为0.20~0.34 mm)组成；副矿物为不透明矿物、磷灰石。岩石局部发育较强黏土化、绿泥石化、绢云母化等。

第二期莲湖花岗岩(图 3d、e、f)呈岩脉状、透镜状侵入于第一期茶山迳花岗岩内，出露面积小，脉宽约十几至数十米不等，岩性界面清晰，常见5~10 cm冷凝边，岩性主要为细粒白云母正长花岗岩。岩石具花岗结构，中—细粒不等粒结构，块状构造，岩石主要矿物为钾长石(50%，粒径0.32~1.02 mm)，斜长石(22%，粒径0.24~0.80 mm)，石英(20%，粒径0.20~0.72 mm)，少量白云母(8%，粒径0.20~0.68 mm)，副矿物为一些不透明金属矿物、磷灰石，偶见锆石等。岩石及主要矿物均发育较强云英岩化及黏土化。

3 样品采集和分析测试方法

本次研究对茶山迳似斑状黑云母二长花岗岩(J₂ηγ)采集了5个(H1—H5)、莲湖细粒二长花岗岩(J₃ηγ)采集了4个(H6—H9)岩石地球化学分析样品，采样尽量避开蚀变区，采集未风化的基岩样品。用于锆石U-Pb定年的样品采自莲湖岩体内，采样位置(GS001)见图 2。

硅酸盐全分析在北京燕都中实测试技术有限公司完成，测试流程如下：将岩石粉碎粗碎至厘米级的块体，选取无蚀变及脉体穿插的新鲜样品用纯化水冲洗干净，烘干并粉碎至200目以备测试使用。主量元素测试首先将粉末样品称量后加Li₂B₄O₇(1:8)助熔剂混合，并使用融样机加热至1 150 ℃使其在金铂坩埚中熔融成均一玻璃片体，后使用XRF(Zetium, PANalytical)测试。测试结果保证数据误差小于1%。微量元素测试，将200目粉末样品称量并置放入聚四氟乙烯溶样罐并加入HF + HNO₃，在干燥箱中将高压消解罐保持在190 ℃温度72 h，后取出经过赶酸并将溶液定容为稀溶液上机测试。测试使用ICP-MS(M90, analytikjena)完成，所测数据根据监控标样GSR-2显示误差小于5%，部分挥发性元素及极低含量元素的分析误差小于10%。

本次锆石U-Pb同位素定年由北京燕都中实测试技术有限公司测试，利用LA-Q-ICP-MS分析完成。激光剥蚀系统为New Wave UP213，ICP-MS为布鲁克M90。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个Y型接头混合。每个时间分辨分析数据包括大约20~30 s的空白信号和50 s样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal^[11]完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法同Liu等^[11-13]。本次测试剥蚀直径根据实际情况选择30 μm。

4 地球化学特征

茶山迳中细粒黑云母二长花岗岩与莲湖细粒二长花岗岩9个样品的主量、微量及稀土元素分析结果见表 1。

4.1 主量元素特征

在火成岩w(SiO₂)-ALK分类命名图解^[14]上，茶山迳中细粒斑状黑云母二长花岗岩和莲湖细粒二长花岗岩均位于花岗岩区内。两类花岗岩的SiO₂质量分数较高，介于70.33%~74.81%之间，K₂O质量分数(3.97%~4.94%)大于Na₂O质量分数(2.68%~3.63%)，Al₂O₃质量分数介于14. 48%~15.50%之间(表 1)。铝饱和指数(A/CNK，即(Al₂O₃/(Na₂O+K₂O+CaO))_mol)值均位于1.15~1.45之间，落于强过铝质范围，从而推测茶山迳与莲湖花岗岩为地壳物质部分熔融之产物。在w(SiO₂)-w(K₂O)相关图中茶山迳斑状黑云母二长花岗岩和莲湖细粒二长花岗岩均落于高钾钙碱性系列。

4.2 稀土、微量元素特征

在稀土元素球粒陨石标准化配分曲线(图 4a)上，9个花岗岩样品均朝右倾，轻稀土明显富集，指示其为壳源型。稀土总量不高，w(∑REE)介于(81.75~224.53)×10^-6之间，(La/Yb)_N值介于3.01~42.02之间，具轻微或未见Eu负异常，δEu(Eu/Eu^*)值介于0.71~1.03之间，深部可能有少量斜长石发生了分离结晶。

茶山迳斑状黑云母二长花岗岩Nb/Ta值多位于7.45~11.66之间，Zr/Hf值位于31.73~34.23之间，w(∑REE)介于(148.42~195.13)×10^-6之间，平均为168.25×10^-6，(La/Yb)_N值为14.76~21.85之间，平均为17.47，具轻微或未见Eu负异常，δEu值介于0.71~1.03之间，深部可能有少量斜长石发生了分离结晶。

在莲湖细粒二长花岗岩4个样品中，有3个样品微量元素组成比较接近，1个样品(H7)分析结果较为特别，可能是受后期流体干扰较多导致的，在此次数据分析中不进行统计。Nb/Ta值位于15.56~24.79之间，明显高于茶山迳岩体；Zr/Hf值多位于33.63~35.49之间，略高于茶山迳岩体；w(∑REE)介于(167.83~224.53)×10^-6之间，平均值为193.10×10^-6，(La/Yb)_N值为27.12~42.02之间，平均为36.74，明显高于茶山迳岩体，说明莲湖花岗岩比茶山迳经历了更明显的轻重稀土分馏作用；具较为明显的Eu负异常，δEu值介于0.80~0.90之间，斜长石分离结晶的比例较茶山迳岩体更多。

在微量元素蛛网图上(图 4b)，除H7外，其余8个花岗岩样品的曲线接近重合，明显富集Cs、Rb、U、Nd、Pb，亏损Ba、Nb、Sr和Ti为主要特征，具有同造山特征，属于低Ba-Sr壳源花岗岩类。

5 锆石U-Pb年龄

本次锆石测年样品采自莲湖岩体，岩性为细粒二长花岗岩。赵正^[6]曾对茶山迳花岗岩(中细粒斑状黑云母二长花岗岩)进行过LA-ICP-MS锆石测年，获得谐和年龄为(161.5±1.4) Ma，加权平均年龄为(157.5±3.3) Ma。

5.1 锆石结构特征

从锆石CL(阴极发光)图像(图 5)来看，莲湖花岗岩的原生锆石多为自型短柱状或长柱状颗粒，部分锆石可能由于弱熔蚀呈半自形状，大小50~200 μm为主，长宽比多为3:2~3:1，显示具有明显岩浆成因晶形特征。锆石普遍具有高U、Th含量，部分颗粒显示近百分数级别的U含量，一些颗粒的Th质量分数因超过仪器检测上限而未得到读数；另外，多数锆石显示有普通铅存在。由于上述原因，锆石CL影像下锆石颗粒为暗色。多数原生锆石U质量分数在1 000×10^-6左右。另外该锆石样品中显示存在有一些捕获锆石，多呈磨圆状外形或碎裂状特征，U、Th质量分数普遍较低且不一致，考虑为岩体侵入过程中捕获的围岩锆石。

5.2 锆石测年结果

莲湖细粒花岗岩锆石U-Pb测年结果见表 2。将测得的锆石LA-ICP-MS年龄数据投影到²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U图(图 6a)中，获得谐和年龄为(162.4±0.6) Ma(MSWD=1.8)，单锆石测点²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄集中在167.4~159.0 Ma之间，加权平均年龄为(162.4±1.4) Ma(MSWD=1.4)(图 6b)；谐和年龄与加权平均年龄在误差范围内高度一致，并与赵正^[6]所测茶山迳岩体年龄接近。由此可知，茶山迳复式岩体主体侵入时间为燕山早期中侏罗世，似斑状黑云母二长花岗岩与细粒白云母花岗岩两阶段岩体侵入时间基本一致。

6 讨论 6.1 花岗岩形成时代

赣南地区花岗岩广泛分布，形成时代以加里东期和燕山期为主，与特提斯洋和太平洋地球动力体系关系密切。本文高精度锆石U-Pb定年结果显示，莲湖花岗岩形成时代为(162.4±0.6) Ma，与赣南地区普遍存在的燕山早期(165~150 Ma)花岗岩时代基本一致，与晚株罗世构造-岩浆作用有关。茶山迳岩体呈岩株状产于江背岩体东南部，可能形成于同一岩浆事件。曾载淋^[17]对江背岩基进行了锆石U-Pb同位素测年，确定其形成时代为(161.3±1.6) Ma；赵正^[6]对江背岩体岩前分支部位进行了测年，获得结晶年龄为(160.6±0.7) Ma。同位素测年结果进一步证实茶山迳花岗岩体与江背岩体为同期同源岩浆作用的产物。

6.2 花岗岩成因

茶山迳似斑状黑云母二长花岗岩与莲湖细粒花岗岩空间位置上重叠，后者多呈脉状侵入于前者，结晶时间在误差范围内基本一致；把所有样品结果进行Harker图解分析，CaO、MgO、TFe₂O₃与SiO₂质量分数具有负相关性，Na₂O、K₂O、P₂O₅与SiO₂质量分数具有正相关性，两岩体成分上显示良好的线性演变趋势；从岩石结构与成分上分析，岩性具有从中细粒斑状黑云母二长花岗岩、细粒斑状黑云母二长花岗岩向细粒二长花岗岩逐渐过渡的特征，最后出现细粒正长花岗岩。这些证据同时表明两者为同源、同期形成的花岗岩。

华南中生代花岗岩成因较为复杂，研究程度虽高，但争议颇大。根据地质、岩石和地球化学特征，区内中生代花岗岩类可大致分为两个不同的成岩成矿系列，即花岗闪长斑岩系列和花岗岩系列^[18]。徐克勤等^[19]曾根据花岗岩的物质来源和产出地质背景，认为华南主要存在陆壳改造型和过渡性地壳同熔型两类成因花岗岩，前者主要发育在大陆板块内部，与沉积岩深熔作用有关；后者主要产出在大陆边缘和大陆内断裂凹陷带，为壳幔相互作用的产物，分别与W、Sn、Bi、Nb、Ta和Cu、Pb、Zn、Au、Ag等特征矿产相关^[20-21]。

茶山迳花岗岩侵位于晚侏罗世，以黑云母二长花岗岩为主，伴有少量正长花岗岩、白云母花岗岩，含有黑云母、白云母等过铝质矿物，岩石地球化学以富Si和A、贫Mg和Ca为特征，具有较高的A/CNK值，为典型的S型过铝质花岗岩。花岗岩整体位于江背岩基南东侧，呈岩株状，为江背花岗岩晚期高分异形成，导致在微量元素组成上，部分元素显示出A型花岗岩的地球化学特征，例如10000Ga/Al值介于2.80~3.21之间，多高于A型花岗岩下限值2.6；吴福元等^[22]曾指出，在华南地区存在较多高分异I和S型花岗岩，可能具有与A型花岗岩相同的矿物学和地球化学特点，茶山迳复式岩体可能具有这一特征。邻区岩前、江背、画眉坳等一带同源同期花岗岩的ε_Nd(t)特征指示源区可能为华南元古宙地壳再循环^[21]。

6.3 对成矿的指示意义

华南中生代与成矿有关的花岗岩具有明显的演化规律，演化后期的花岗岩与成矿热液分异、矿产分布关系更为紧密。这种同源演化主要受多阶段深熔侵位和岩浆结晶分异作用所控制，岩相学上主要表现为：岩体规模从大到小，岩石结构从粗到细，岩浆侵位从低到高；斜长石含量减少，牌号降低，黑云母向白云母或锂云母演化^[18]。茶山迳复式岩体地表为小岩体，岩石结构构造、矿物组合特征均表现为岩浆演化晚期特征，具备成矿母岩的属性。近些年，许多研究者从地球化学方面探讨成矿岩体与非成矿岩体之间的区别。陈骏等^[4]认为含钨花岗岩具有富硅和碱质、铝过饱和、低Ba+Sr和TiO₂、轻重稀土比值低、铕亏损强烈、富Y和Rb、Rb/Sr值高、分异强烈的特征；毛景文等^[23]发现含锡钨花岗岩具有富Be、Li和F的特点。从以上地球化学指标来看，茶山迳复式花岗岩主微量元素特征更多地具有成矿岩体的特征。

狮吼山硫铁多金属矿区为矽卡岩型矿床，岩体对成矿作用的意义毋庸置疑，同时在成矿过程中提供热源、流体和物质，为矿区的成矿地质体^[24]。矿区赋矿围岩为梓山组上段地层，岩性为含铁含钙细砂岩、粉砂岩等。燕山早期，茶山迳复式岩体侵位至一定深度后，分异出含W、Cu、Au、S成矿元素的高温热流体，与围岩发生接触交代作用，变质形成含石榴子石、透辉石夕卡岩，在梓山组上段硅钙异性界面内形成似层状、透镜状矿体。对赣南部分成矿花岗岩成矿元素含量进行统计，发现岩体内W、Mo、Bi、Pb等均为全国花岗岩成矿元素平均含量的几倍至数百倍(表 3、图 7)，可能为后期成矿流体提供成矿物质^[25-31]。莲湖细粒花岗岩相对于茶山迳黑云母花岗岩，成矿元素愈加富集，说明随着岩浆分异演化，成矿元素有逐步聚集的趋势。本次研究同时对矿区矿石进行了氢、氧、硫同位素测试，分析值表征岩浆硫、岩浆水的特点^[7]，说明岩浆热液作用是狮吼山矿区形成的重要成矿要素。

7 结论

1) 对莲湖细粒花岗岩进行LA-ICP-MS锆石测年，获得谐和年龄为(162.4±0.6) Ma(MSWD=1.8)，加权平均年龄为(162.4±1.4) Ma(MSWD=1.4)。谐和年龄与加权平均年龄在误差范围内高度一致，由此可知，茶山迳复式岩体主体侵入时间为燕山早期中侏罗世，似斑状黑云母二长花岗岩与细粒白云母花岗岩两阶段岩体侵入时间基本一致。

2) 茶山迳复式岩体具有高硅、高钾、富铝的特征，属高钾钙碱性系列花岗岩；轻重稀土元素分馏明显，均为右倾型，弱Eu负异常，以富集Cs、Rb、Th、U、Pb，亏损Ba、Nb、Sr、和Ti等元素为主要特征，属于低Ba-Sr壳源花岗岩类。

3) 综合考虑茶山迳复式岩体岩相学、主微量元素等特征，认为其成因上应属于S型花岗岩。对比中国花岗岩成矿元素平均含量，两期花岗岩均具有较高的W、Mo、Bi、Pb等成矿元素含量，可同时为成矿作用提供热源、流体及物质。

致谢: 自然资源部矿产勘查技术指导中心于晓飞教授、袁慧香博士、孙海瑞博士对子项目工作提供了指导和帮助，赣南地质调查大队总工办梁景石教授级高级工程师、制图室徐久发高级工程师为项目工作提供了管理及技术支撑，北京燕都中实测试中心张晗博士对测试数据解释与分析提供了指导。在此一并表示感谢。