2012, Vol. 28
2. 中国地质科学院矿产资源研究所, 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037
2. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
华南地区广泛出露多期花岗岩类，其中中生代花岗质岩体与内生金属矿床的形成密切相关(毛景文等，2007，2008；华仁民和毛景文，1999；华仁民等，2003)。燕山期花岗岩分布面积广泛且与金属矿产尤其是钨锡关系最为密切，为国内外地质界所瞩目(陈毓川等，1989)，并取得了一系列研究成果(如Zhou and Li，2000; 周新民，2003；Zhou et al.，2006)。与燕山期花岗岩相比，印支期花岗岩数量少且成矿作用相对较弱，虽然近年来对该期花岗岩的认识取得了长足的进展(孙涛等，2003；王岳军等，2002，2005)，但是相比燕山期花岗岩，研究还不够深入，尤其是两期花岗岩的演化和时空关系有待于进一步探讨。王仙岭岩体位于南岭中段的湘南地区，在其周围分布着一系列钨锡多金属矿床，以往研究认为该岩体形成于印支期(湘南地质队，1983①；Wei et al.，2007)，与其相关的锡成矿年龄也是印支期(224±1.9Ma，蔡明海等，2006)。本文通过LA-MC-ICP MS锆石U-Pb定年获得了235.0±1.3Ma和155.9±1.0Ma两期年龄，表明该岩体有印支期和燕山期两期岩浆活动。本文通过岩石地球化学、锆石Hf同位素，对该岩体印支期和燕山期两期岩相进行了详细解剖，并结合前人对该岩体和区域研究资料，进一步深入探讨华南早中生代构造运动与岩浆作用的关系。
① 湘南地质队.1983. 郴县幅1:5万区域地质调查报告. 1-159
2 区域地质背景和岩体地质特征 2.1 湘南区域地质背景湘南地区位于华夏地块和扬子地块的接合部位。本区构造格架大体是加里东期震旦系-奥陶系地层形成NWW向至近EW向褶皱基底，之后印支运动形成了大量以EW向为主的断裂与褶皱，燕山运动形成了NNE向为主的陆相盆地。区内地层发育较全，除志留系缺失外，从震旦系到第四系均有出露。震旦系主要为砂岩、石英砂岩和板岩，寒武系主要为一套浅变质碎屑岩，奥陶系主要是泥、砂质沉积形成的类复理石建造，泥盆系在湘南广泛分布，为陆相至滨海相沉积碎屑岩、砂页岩和碳酸盐岩，是区内重要的含矿层位。石炭系主要为浅海相碳酸盐岩沉积，三叠系在区内出露很少，主要为碳酸盐岩、页岩，侏罗系在区内分布广泛，主要为陆相-海相交互沉积，白垩纪在区内出露较少，主要为陆相沉积。
湘南地区岩浆活动频繁，岩石种类繁多，有酸性岩、中性岩和基性岩。以酸性岩最为发育，占岩浆岩总面积的90%以上，绝大部分为侵入岩，喷出岩极少。按时代由老至新可划分为加里东期、印支期、燕山期侵入体。加里东期岩石类型主要为花岗闪长岩、辉石闪长岩、英云闪长岩，印支期岩石类型主要有二长花岗岩、花岗闪长岩等。燕山早期岩浆活动最为强烈，区内广泛发育，岩性主要为黑云母花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩等(据湖南省区域地质测量队，1969②)。
② 湖南省区域地质测量队. 1969. 郴县幅1:20万地质报告. 1-89
2.2 王仙岭岩体地质特征王仙岭岩体位于湖南省郴州市东南约10km处，出露面积19.7km2，北大南小，呈倒葫芦状，NNE向展布，侵入泥盆系灰岩、砂岩和石炭系灰岩、白云岩(图 1)。区内构造以NE向张扭性断裂和不同地层岩性界面附近的层间滑动构造为主，并控制了区内锡多金属矿化的空间分布和花岗斑岩脉的产出。岩体内部蚀变作用十分普遍，以云英岩化和硅化为主。在岩体周边围岩中主要有大理岩化、矽卡岩化等蚀变，其中大理岩化一般产于外接触带碳酸盐岩中；矽卡岩化在地表零星出露，钻探工程显示在深部接触带一般都有矽卡岩存在。在王仙岭花岗岩与中泥盆统棋梓桥组底部不纯灰岩及控矿断裂构造三者交汇部位，往往形成富厚的锡多金属矿体。
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图 1 王仙岭岩体地质图(据湘南地质队，1983改编) 1-第四系沉积物; 2-石炭系灰岩、白云岩; 3-泥盆系砂岩; 4-泥盆系灰岩; 5-中粗粒电气石黑云母花岗岩;6-细中粒电气石黑云母花岗岩; 7-黑云母二长花岗岩; 8-花岗斑岩脉; 9-断层及推测断层; 10-锆石定年样品采样位置 Fig. 1 Geological map of the Wangxianling intrusion 1-Quaternary sediments; 2-Carboniferous limestones and dolomites; 3-Devonian sandstones; 4-Devonian limestones; 5-medium-coarse tourmaline biotite granites; 6-fine medium tourmaline biotite granites; 7-biotite monzonitic granites; 8-granite dikes; 9-faults and presumed faults; 10-sampling locations of zircon U-Pb dating in Wangxianling |
根据岩相可将王仙岭岩体分为主体的电气石黑云母花岗岩(图 2a)和侵入其中的黑云母二长花岗岩岩株(图 2d)。主体电气石黑云母花岗岩又可以进一步分为中心的中粗粒电气石黑云母花岗岩和边缘的细中粒电气石黑云母花岗岩。电气石黑云母花岗岩的云英岩化蚀变，表现为长石受热液作用分解成为石英和白云母(图 2b)，电气石含量少且颗粒细小；硅化蚀变多见于采矿坑口，与矿化关系密切，表现为主要由石英和电气石组成，电气石颗粒粗大且自形(图 2c)。
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图 2 王仙岭岩体主要岩相类型手标本照片 (a)-电气石黑云母花岗岩;(b)-云英岩化电气石花岗岩(含少量电气石);(c)-云英岩化电气石花岗岩(含大量电气石);(d)-黑云母二长花岗岩 Fig. 2 Main lithofacies of the Wangxianling intrusion (a)-tourmaline biotite granite;(b)-greisenization tourmaline granite(contain less tourmaline);(c)-greisenization tourmaline granite(contain lots of tourmaline);(d)-biotite monzonitic granite |
电气石黑云母花岗岩为中、粗粒，灰色，块状构造，主要矿物成分为钾长石(35%~40%)，斜长石(30%~35%)、石英(20%~30%)、黑云母(3%~5%)、白云母(1%)和电气石(1%~3%)(图 3a)，副矿物为锆石、磷灰石、榍石、钛铁矿、独居石等。钾长石呈自形-半自形板状，卡氏双晶。斜长石呈半自形板状，聚片双晶。黑云母呈片状，黄色-褐色，多色性明显。电气石为黑色，自形-半自形柱状，干涉色明显。石英呈半自形-它形粒状填充在其它矿物之间。其中云英岩化花岗岩为白色，块状构造，主要矿物为石英(70%~80%)、白云母(10%~15%)、电气石(5%~10%)，绢云母(5%)(图 3b)。硅化花岗岩为白色，块状构造，以石英(70%~80%)和电气石(15%~25%)为主，含少量绢云母(图 3c)。
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图 3 王仙岭岩体早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的显微镜下照片 (a)-早期电气石黑云母花岗岩中斜长石(Pl)的聚片双晶和柱状电气石(Tur);(b)-早期云英岩化电气石花岗岩中电气石和绢云母(Ser);(c)-早期云英岩化电气石花岗岩中具环带构造的电气石和细小的绢云母;(d)-晚期黑云母二长花岗岩中斜长石稍有蚀变，黑云母(Bt)中有铁质析出 Fig. 3 Microphotographs of tourmaline biotite granites，greisenization tourmaline granites and the late period of biotite monzonitic granites of the Wangxianling intrusion (a)-polysynthetic twinned crystal of plagioclase and columnar tourmaline in tourmaline biotite granites;(b)-columnar tourmaline and sericite in greisenization tourmaline granites;(c)-zonal structure of tourmaline in greisenization tourmaline granites;(d)-slightly alteration of plagioclase and Fe precipitation of biotite in biotite monzonitic granites |
黑云母二长花岗岩为细粒、等粒结构，块状构造。主要矿物成分为钾长石(25%~30%)、斜长石(30%~35%)、石英(25%~35%)、黑云母(3%~5%)，副矿物为锆石、磷灰石、榍石、钛铁矿、磁铁矿、独居石等。钾长石表面较新鲜，斜长石表面有部分蚀变，黑云母呈片状且发生绿泥石化，有铁质析出(图 3d)。
3 样品分析方法 3.1 岩石主、微量元素分析方法将新鲜岩石碎成200目以下的粉末，主量、微量、稀土元素在国家地质实验测试中心完成。除FeO以外的其它主量元素测试称取样品0.5000g，用无水四硼酸锂和硝酸铵为氧化剂，于1200℃左右熔融制成玻璃片，使用X-荧光光谱仪(3080E)上测定。此方法精密度RSD＜2%~8%，检测下限为0.01%。测定FeO时，称取试样0.1000~0.5000g于聚四氟坩埚中，加入氢氟酸和硫酸分解样品，重铬酸钾标准溶液滴定FeO含量，此方法精密度RSD＜10%，检测下限为0.05%。用所测Fe2O3T和FeO含量计算Fe2O3含量，公式为WFe2O3=WTFe2O3-WFeO×1.11134。
测定包含稀土元素在内的微量元素时，称取试样0.0250g置于封闭溶样器Teflon内罐中，加入HF、HNO3装入钢套中，于190℃恒温24h，取出冷却后，在电热板上蒸干，加入HNO3再次封闭溶样3h，溶液转入洁净塑料瓶中，溶液使用热电公司电感耦合等离子质谱(ICP-MS)测定。选用不同基体和不同含量的国家一级地球化学标准物质进行标定，其方法精密度 RSD＜2%~10%，检测下限为0.05×10-6。
3.2 LA-MC-ICP MS锆石U-Pb分析方法用于LA-MC-ICP MS锆石U-Pb测年的花岗岩样品采样点位置见图 1。锆石U-Pb测年在中国地质科学院矿产资源研究所LA-MC-ICP MS实验室进行。锆石定年分析所用仪器为Neptune型MC-ICP MS及其配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀所用的斑束直径为25μm，频率为10Hz，能量密度约为2.5J/cm2，以He为载气。信号较小的207Pb，206Pb，204Pb(+204Hg)，202Hg用离子计数器接收，实现了所有目标同位素信号的同时接收并且不同质量数的峰基本上都是平坦的，进而可以获得高精度的数据。锆石颗粒207Pb/206Pb，206Pb/238U，207Pb/235U的测试精度(2σ)均为2%左右，锆石标准的定年精度和准确度在1%(2σ)左右。LA-MC-ICP MS采用单点剥蚀的方式，数据分析前用锆石GJ-1进行调试仪器，使之达到最优状态。锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标，U，Th含量以锆石M127为外标进行校正。以Plesovice锆石标样实时监控仪器的状态以保证测试的精确度。数据处理采用ICPMSDataCal4.3程序(Liu et al.，2008)。206Pb/204Pb＞1000的分析结果未进行普通铅校正，可能受包体等普通Pb影响的204Pb含量异常高的分析点，在计算时剔除。锆石年龄谐和图用Isoplot 3.2程序获得。详细实验过程见侯可军等(2009) 。
3.3 LA-MC-ICP MS锆石Hf同位素分析方法锆石进行U-Pb年龄测定后，再在原位用LA-MC-ICP MS进行Lu-Hf同位素分析，测试在中国地质科学院矿产资源研究所LA-MC-ICP MS实验室进行。实验过程中采用He作为剥蚀物质载气，剥蚀直径为55μm，测定时使用锆石国际标样GJ1作为参考物质，分析点与U-Pb定年分析点为同一位置。相关仪器运行条件及详细分析流程见侯可军(2007) ，Elhlou et al.(2006) 。分析过程中锆石标准GJ1的176Hf/177Hf 测试加权平均值为0.282008±0.000025(2σ，n=26)(侯可军等，2010)。
4 分析结果 4.1 LA-MC-ICP MS锆石U-Pb分析结果两个定年样品为电气石黑云母花岗岩(WXL-4)和黑云母二长花岗岩(WXL-16)，采样位置分别为N25°44′49.9″，E113°05′19.5″、N25°45′36.5″，E113°06′45.2″(图 1)。年龄结果见表 1，王仙岭岩体代表性锆石见图 4。
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图 4 王仙岭岩体早期电气石黑云母花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的代表性锆石CL图像及测年位置点 Fig. 4 Cathodoluminescence images of zircon and site of analyzed points from the tourmaline biotite granites and the biotite monzonitic granites of the Wangxianling intrusion |
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表 1 王仙岭岩体的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果 Table 1 Results of LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating of the Wangxianling granites |
两个样品的阴极发光图像显示，电气石黑云母花岗岩(WXL-4)的锆石大部分呈短柱状，晶形比较完整，颗粒大小不一，部分锆石岩浆结晶环带发育，为岩浆成因。黑云母二长花岗岩(WXL-16)锆石晶形稍差，部分锆石环带结构清晰，略具熔蚀现象。
电气石黑云母花岗岩(WXL-4)共测定14个点，分布于231.7~238.6Ma，且均落在谐和线上(图 5)，说明231.7~238.6Ma代表岩浆结晶时间，14个点的206Pb/238U加权平均年龄为235.0±1.3Ma(MSWD=0.95)。黑云母二长花岗岩(WXL-16)共测定10个点，分布于154.0~159.5Ma，且均落在谐和线上，代表岩浆结晶时间。10个点的206Pb/238U加权平均年龄为155.9±1.0Ma(MSWD=0.95)。
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图 5 王仙岭电气石黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和图 Fig. 5 Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia diagram of the Wangxianling tourmaline biotite granite and biotite monzonitic granite |
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图 6 王仙岭电气石黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩的SiO2-Alk分类命名图解(据Cox，1979) Fig. 6 SiO2 vs. Alk diagram of Wangxianling tourmaline biotite granite and biotite monzonitic granite(after Cox，1979) |
云英岩化电气石花岗岩(WXL-14)共测定了13个点，各点的年龄比较分散，从230.5±3.0Ma到2440.1±18.3Ma不等，未能获得较好的谐和图和加权平均年龄。其中5个点年龄测值分别为231.2±4.9Ma(WXL-14-3)、230.5±3.0Ma(WXL-14-6)、230.7±1.0Ma(WXL-14-8)、230.8±2.1Ma(WXL-14-14)、230.6±2.2Ma(WXL-14-20)，变化范围在230.5±3.0Ma~231.2±4.9Ma左右，表明云英岩化电气石花岗岩年龄约为231Ma，这也与未蚀变电气石黑云母花岗岩结晶年龄基本一致。其余锆石年龄从434.4±8.0Ma变化到2440.1±18.3Ma，推测为岩浆形成过程中捕获的古老锆石。
4.2 主量、微量、稀土元素测试结果王仙岭岩体电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和黑云母二长花岗岩主量元素成分见表 2。在火成岩的SiO2-AlK分类命名图解(Cox，1979)上，早期电气石黑云母花岗岩投在花岗岩区域；晚期黑云母二长花岗岩投在花岗岩区域的外缘右侧，属SiO2含量较高的花岗岩(图 6)，两期花岗岩均落入Morrison(1980) 所示高钾钙碱性岩石范围(图 7)，电气石黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩的全碱(Na2O+K2O)平均含量分别为7.41%和7.92%。电气石黑云母花岗岩A/CNK值为1.19~1.66，黑云母二长花岗岩A/CNK值为1.07~1.09，均属过铝质花岗岩(图 8)。
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表 2 王仙岭电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和黑云母二长花岗岩的主量元素分析数据(wt%) Table 2 Major compositions of the Wangxianling tourmaline biotite granite，greisenization tourmaline granites and the biotite monzonitic granites(wt%) |
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图 7 王仙岭电气石黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩的SiO2-K2O图解(据Morrison，1980) Fig. 7 SiO2 vs. K2O diagram of the Wangxianling tourmaline biotite granite and biotite monzonitic granite(after Morrison，1980) |
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图 8 王仙岭电气石黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩的A/CNK-A/NK图解 Fig. 8 A/CNK vs. A/NK diagram of the Wangxianling tourmaline biotite granite and biotite monzonitic granite |
从早期电气石黑云母花岗岩到晚期黑云母二长花岗岩SiO2含量升高，分别为71.51%~78.14%(平均73.67%)和75.95%~77.88%(平均76.82%)；Al2O3含量降低，分别为12.37%~15.21%(平均14.46%)和11.76%~12.82%(平均12.39%)，电气石黑云母花岗岩Al2O3含量高可能与其含有电气石等铝硅酸盐有关。云英岩化电气石花岗岩SiO2含量为69.07%~76.94%(平均74.62%)，Al2O3含量为14.60%~19.66%(平均16.03%)。Na2O含量很低，仅为0.25%~0.54%(平均0.35%)，可能是云英岩化蚀变导致的Na流失。
早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的稀土元素成分见表 3，球粒陨石标准化分布型式图见图 9。三者的稀土总量ΣREE分别是41.28×10-6~128.6×10-6(平均70.42×10-6)，47.89×10-6~67.68×10-6(平均61.43×10-6)，194.6×10-6~268.1×10-6(平均238.9×10-6)；其中LREE富集，分别为 35.35×10-6~116.7×10-6(平均62.50×10-6)，49.22×10-6~63.62×10-6(平均54.83×10-6)，141.6×10-6~181.0×10-6(平均165.7×10-6)；HREE亏损，分别5.93×10-6~11.92×10-6(平均7.92×10-6)，5.31×10-6~7.79×10-6(平均6.60×10-6)，53.01×10-6~87.08×10-6(平均73.23×10-6)。早期电石气黑云母花岗岩和云英岩化电气石花岗岩轻重稀土分馏明显，∑LREE/∑HREE比值分别为5.96~9.79(平均7.62)，7.42~10.50(平均8.36)，而黑云母二长花岗岩∑LREE/∑HREE比值为2.08~2.67(平均2.31)。(La/Yb)N分别是7.87~13.58(平均9.92)，9.79~14.64(平均11.28)，1.61~2.32(平均1.91)。其中晚期黑云母二长花岗岩的稀土总含量相比较高，而早期电气石黑云母花岗岩相比轻重稀土分馏明显。三者均具Eu负异常，其中晚期黑云母二长花岗岩的Eu/Eu*最低，为0.01~0.02，早期电气石黑云母花岗岩和云英岩化电气石花岗岩的Eu/Eu*值分别为0.24~0.38，0.24~0.32。
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表 3 王仙岭电气石黑元母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和黑云母二长花岗岩的稀土元素分析数据(×10-6) Table 3 REE compositions of the Wangxianling tourmaline biotite granites, greisenizating tourmaline granites and the biotite monzonitic granites (×10-6) |
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图 9 王仙岭电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和黑云母二长花岗岩的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线(标准化值据Sun and McDonough，1989) Fig. 9 Chondrite-normalized REE patterns of the Wangxianling tourmaline biotite granites，greisenization tourmaline granites and the biotite monzonitic granites(normalization values after Sun and McDonough，1989) |
早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的微量元素成分见表 4，原始地幔标准化微量元素蛛网图见图 10。早期的电气石黑云母花岗岩和云英岩化电气石花岗岩均表现出明显的Sr和Ti负异常和轻微的Zr负异常，晚期黑云二长花岗岩显示出Sr、P、Zr、Ti的负异常。其中Sr亏损指示斜长石分离结晶；P亏损指示磷灰石的分离结晶； Ti亏损指示钛铁矿的分离结晶，也暗示岩浆物质来源于地壳，因为Ti不易进入熔体而残留在源区。
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表 4 王仙岭电气石黑元母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和黑云母二长花岗岩的微量元素分析数据(×10-6) Table 4 Trace element compositions of the Wangxianling tourmaline biotite granites, greisenization tourmaline granites and the biotite monzonitic granites (×10-6) |
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图 10 王仙岭电石气黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和黑云母二长花岗岩的原始地幔标准化微量元素蛛网图(标准化值据Sun and McDonough，1989) Fig. 10 Primitive mantle-normalized trace element spidergrams of the Wangxianling tourmaline biotite granites，greisenization tourmaline granites and the biotite monzonitic granites(normalization values after Sun and McDonough，1989) |
反映岩石分异演化的元素比值(Rb/Sr、Rb/Nb、Nb/Ta)由早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩到黑云母二长花岗岩依次为：Rb/Sr=11.96~80.03(平均35.02)，10.97~71.26(平均35.61)，63.68~229.3(平均133.3)；Rb/Nb=15.51~28.19(平均20.91)，20.50~303.10(平均67.65)，18.81~27.34(平均21.64)；Nb/Ta=2.48~4.67(平均3.46)，0.75~3.25(平均2.13)，3.57~3.92(平均3.64)。
4.3 锆石Hf同位素分析结果早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的锆石Hf同位素分析结果见表 5，Hf同位素演化图解见图 11。不考虑云英岩化电气石花岗岩(WXL-14)中继承老锆石(点WXL-14-2、7、9、11、15、17、18)，早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的176Hf/177Hf初始比值分别为0.282462~0.282611、0.282404~0.282759和0.282372~0.282525。早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的εHf(t)值分别为-5.73~-0.61、-7.92~+4.61、-10.66~-5.35；两阶段Hf模式年龄(tDM2)分别为1626~1298Ma、1758~967Ma、1875~1538Ma。
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表 5 王仙岭岩体早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和黑云母二长花岗岩的锆石Hf同位素分析结果 Table 5 Zircon Hf isotopic compositions of the Wangxianling tourmaline biotite granites，greisenization tourmaline granites and biotite monzonitic granites |
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图 11 王仙岭电气石黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩的Hf同位素演化图解 Fig. 11 Hf isotopic diagram of the Wangxianling tourmaline biotite granites and the biotite monzonitic granites |
柏道远等(2006) 在对王仙岭岩体进行研究的时候将岩体分为边部的细中粒斑状黑云母二长花岗岩和中心的中粗粒电气石二云母二长花岗岩，而章荣清等(2010) 认为王仙岭岩体中心相为粗粒二云母花岗岩，边缘相为电气石(黑云母)花岗岩。本文在对王仙岭岩体进行野外工作的基础上，认为王仙岭岩体中心相主要为中粗粒电石气黑云母花岗岩，该带岩石部分发生蚀变，主要为云英岩化和硅化蚀变；边缘相为细中粒电气石黑云母花岗岩，有燕山期的黑云母二长花岗岩株侵入边缘相中。
LA-MC-ICP MS锆石U-Pb测年获得电气石黑云母花岗岩年龄为235.0±1.3Ma，云英岩化电气石花岗岩的年龄约为231Ma，二者应为同期产物。从主量元素上来看，电气石黑云母花岗岩和云英岩化电气石花岗岩的SiO2、TiO2、FeO、P2O5等的含量相似，仅有Na2O含量和电气石黑云母花岗岩相差较大，可能是蚀变过程导致Na流失。微量元素不易受后期次生变化的干扰，从微量和稀土元素的分析结果看，二者的稀土元素配分曲线(图 8)和微量元素蛛网图(图 9)一致，表明中心电气石黑云母花岗岩和云英岩化花岗岩为同期同源花岗岩，均属王仙岭岩体早期产物。
黑云母二长花岗岩主要分布在岩体边部，呈细粒结构，相对于早期电石气黑云母花岗岩，黑云母二长花岗岩主量元素SiO2略高，Al2O3、TiO2、FeO、P2O5等的含量降低，从微量和稀土元素的分析结果看，黑云母二长花岗岩的稀土元素球粒陨石标准化分布型式图(图 9)和微量元素原始地幔标准化分布型式图与电气石黑云母花岗岩的分布截然不同(图 10)，黑云母二长花岗岩的Hf同位素分布也与早期花岗岩不同(图 11)。表明黑云母二长花岗岩与早期的电气石黑云母花岗岩和云英岩化花岗岩为不同时期的产物。
5.2 王仙岭岩体年代学特征20世纪80年代，湘南地质队用白云母K-Ar法测得王仙岭花岗岩的年龄为206.4~222.5Ma，用锆石U-Th-Pb测得的年龄为192Ma(湘南地质队，1983)。Wei et al.(2007) 采用SHRIMP锆石U-Pb定年得到王仙岭岩体西部补体花岗岩的年龄为212±4Ma。已有的年龄结果均表明王仙岭岩体为印支期的产物，本次采用LA-MC-ICP MS锆石U-Pb定年测得王仙岭岩体的电气石黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩成岩年龄分别为235±1.3Ma和155.9±1.0Ma。上述年龄结果显示王仙岭岩体形成于印支期和燕山期，是一个复式岩体，属于两次岩浆活动的产物。
荷花坪锡多金属矿位于王仙岭岩体东南接触带，主要由含锡矽卡岩和锡石-硫化物两类矿石组成。蔡明海等(2006) 对早期形成的矽卡岩矿石中的5个辉钼矿样品进行Re-Os年龄测定得到成矿年龄为224.0±1.9Ma，表明荷花坪锡矿的形成可能与王仙岭岩体早期电气石黑云母花岗岩有关。
晚期黑云母二长花岗岩的是燕山期的产物，其形成时间与周围的千里山、骑田岭花岗岩体及其相关矿床一致(毛景文等，1995，2004；刘义茂等，1997，2002；赵葵东等，2006; Jiang et al.，2006，2009; Yuan et al.，2007，2008，2011)，表明三者可能是同期岩浆活动的产物。
5.3 王仙岭岩体花岗岩的源区及演化特征王仙岭岩体电气石黑云母花岗岩铝饱和指数(A/CNK)均大于1.1，为强过铝质，并且含铝硅酸盐矿物电气石，应属于典型的S型花岗岩(Sylvester，1998)，其源区物质可能主要为变质沉积岩(Chappell and White，1974)。
Rb/Sr和Rb/Nb比值可以反映岩浆的物质来源，早期电气石黑云母花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的Rb/Sr比值分别为11.96~80.03和63.68~229.3，Rb/Nb比值为15.51~28.19和18.81~27.34，明显高于高山等(1999) 所给出的中国东部上地壳平均值0.31和6.8。主量元素CaO/Na2O的值可以指示强过铝质花岗岩的原岩物质来源(Sylvester，1998)，早期电气石黑云母花岗岩的CaO/Na2O的值较低(＜0.3)，说明其主要是泥质岩熔融产生的。
早期电气石黑云母花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的铕负异常较强，Eu/Eu*分别为 0.24~0.38和0.01~0.02，暗示存在斜长石的分离结晶。早期电气石黑云母花岗岩微量元素不相容元素原始地幔标准化蛛网图所显示的Sr、Ti的负异常表明斜长石和钛铁矿的分离结晶；而晚期黑云母二长花岗岩微量元素蛛网图Sr、P、Zr、Ti的负异常指示了斜长石、磷灰石、钛铁矿的分离结晶。
锆石Hf同位素分析能更好的鉴别花岗岩浆的物质来源(Griffin et al.，2002；吴福元等，2007)。 从εHf(t)值来看，早期电气石黑云母花岗岩(包括电气石黑云母花岗岩和云英岩化电气石花岗岩)的εHf(t)值(-9.03~+4.87)，其中WXL14-2、WXL14-7和WXL14-17的年龄分别为453Ma、434Ma和1011Ma，推断为捕获的幔源老锆石；WXL14-6与成岩年龄一致，可能成岩过程有少量幔源物质的参与。晚期黑云母二长花岗岩(-10.66~-5.35)。
早期电气石黑云母花岗岩、云英岩化电气石花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的两阶段Hf模式年龄(tDM2)分别为1626~1298Ma、1758~967Ma、1875~1538Ma，均早于华夏地块变质基底岩石的Nd模式年龄(2.2~1.8Ga，陈江峰等，1999)，暗示源岩均来自于古中元古代古老地壳物质的重熔。
5.4 华南早中生代地球动力学背景与花岗岩成因关系的探讨在印支运动主碰撞期258~243Ma(Carter et al.，2001)，华南处于一个相对挤压的构造环境，华南印支期存在陆壳叠置加厚得到了大多数学者的认同(周新民，2003；孙涛等，2003；王岳军等，2002，2005; Zhou et al.，2006)，而郭锋等(1997) 获得的湖南道县辉长岩包体224±24Ma的等时线年龄，虎子岩基性岩中三个代表性的捕虏体的U-Pb年龄是220Ma(Dai et al.，2008); 赵振华等(1998) 获得虎子岩基性岩204.3±4.1Ma的40Ar-39Ar年龄均暗示了华南印支期存在拉张的构造环境。王岳军等(2002，2005)研究认为区内该期花岗岩是陆壳叠置加厚作用的结果；孙涛等(2003) 通过研究认为228~225Ma南岭中段印支期强过铝质花岗岩形成于印支运动主碰撞期之后伸展的构造环境，Zhou et al.(2006) 更进一步将华南印支期花岗岩分为印支早期花岗岩(251~234Ma)和印支晚期花岗岩(234~205Ma)，并认为印支早期花岗岩是同碰撞花岗岩，主要形成于挤压的构造环境，而印支晚期花岗岩为后碰撞花岗岩，主要形成于拉张环境。
王仙岭岩体的早期印支期花岗岩年龄为235~231Ma，形成于同碰撞挤压环境向后碰撞拉张环境转换的时期，不考虑捕获老锆石，其余锆石的εHf(t)值为-7.92~-0.61，明显高于印支期壳源大容山-十万大山花岗岩的εHf(t)值(-11~-9，祁昌实等，2007)和王仙岭晚期黑云母二长花岗岩的εHf(t)值(-10.66~-5.35)，说明王仙岭印支期电气石黑云母花岗岩的源区物质具有高εHf(t)值的特点。
晚期黑云母二长花岗岩的年龄为155.9±1.0Ma，和与其紧邻的千里山、骑田岭的成岩时间年龄(152~163Ma)(毛景文等，1995，2004；刘义茂等，1997，2002；赵葵东等，2006; Jiang et al.，2006，2009; Yuan et al.，2011)一致，同属燕山早期花岗岩，且其位于Gilder et al.(1996) 提出的高εNd、低tDM花岗岩带(称十-杭带)上。洪大卫等(2002) 认为该高εNd低tDM花岗岩带可能是地幔物质上涌加入地壳的一条重要通道，导致花岗岩的εNd值升高和tDM值降低。陈培荣等(2002) 认为南岭燕山早期花岗岩形成于后造山的大陆裂解的地球动力学背景。周新民(2003) 指出华南燕山期花岗岩都形成于伸展的构造环境，强调确实存在铁镁质岩浆的底侵作用。蒋少涌等(2008) 推测出十杭带湘南-桂北段(千里山岩体和骑田岭岩体)中生代(163~152Ma)花岗质岩体为一条A型花岗岩带，该带的形成过程有少量幔源物质的参与，其形成应该与拉张的地球动力学背景有关。
总之，王仙岭花岗岩是一个印支期和燕山期的复合岩体。早期电气石黑云母花岗岩形成于碰撞挤压引起的陆壳叠置变形加厚岩石圈出现拉张伸展的间隙；而燕山期黑云母二长花岗岩在同一地壳薄弱地段侵位，可能为大陆边缘弧后伸展环境(Mao et al.，2011; 毛景文等，2011)。
6 结论(1) 王仙岭岩体的电气石黑云母花岗岩的形成时代为235.0±1.3Ma、黑云母二长花岗岩为155.9±1.0Ma，说明王仙岭岩体是一个印支期和燕山期的复式岩体。
(2) 早期电气石黑云母花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩均主要源于古中元古代地壳物质重熔，形成过程中都经历了结晶分异作用。
(3) 印支期电气石黑云母花岗岩的源区具有高εHf(t)值的特点，且在部分熔融成岩过程中有少量幔源物质的参与，并在上升侵位过程中捕获了大量幔源锆石，导致其锆石的εHf(t)值偏高，且有部分正的εHf(t)值的存在。
(4) 推测印支期电气石黑云母花岗岩形成于碰撞挤压作用的间歇期岩石圈拉张伸展环境下，而燕山期黑云母二长花岗岩形成于大陆边缘弧后伸展环境。
致谢 两位审稿人对本文提出了富有建设性的意见和批评；成文过程中得到了汪欢同学的帮助；在此一并表示感谢。| [] | Bai DY, Chen JC, Ma TQ, Wang XH. 2006. Geochemical characteristics of Wangxianling granitic pluton and its constrain on Late Indosinian tectonic setting of south Hunan. Geochimica, 35(2): 113–125. |
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