岩石学报  2018, Vol. 34 Issue (9): 2548-2564   PDF    
湖南宝山-大坊矿区成矿花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素及微量元素组成对区域成矿作用的指示
弥佳茹1 , 袁顺达1 , 轩一撒1 , 张东亮2     
1. 中国地质科学院矿产资源研究所, 国土资源部成矿作用与矿产资源评价重点实验室, 北京 100037;
2. 中南大学地球科学与信息物理学院, 长沙 410083
摘要:钦-杭成矿带是华南地区新近识别出的一条重要的中生代斑岩-矽卡岩型铜多金属成矿带。宝山矿床处于铜山岭-宝山-水口山矿区的中部,是湘南地区最大的铜多金属矿床,而大坊金矿床与宝山Cu-Mo-Pb-Zn矿相邻,在空间上亦与花岗闪长斑岩密切相关。矿区内岩浆活动复杂,矿化类型齐全,成矿元素多样。我们对宝山成矿花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊成矿花岗闪长斑岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年,结果表明宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩的侵位年龄分别为156.3±0.9Ma、157.1±1.8Ma和154.5±1.0Ma,三者在误差范围内一致,均为晚侏罗世岩浆活动的产物;锆石Hf同位素研究表明,宝山和大坊矿床的成矿岩体均主要为古元古代地壳物质部分熔融的产物,并有幔源组分的加入;锆石微量元素分析结果显示,上述三类岩石的锆石具有相似的稀土元素配分模式,显示它们可能是同一期岩浆作用的产物。宝山矿区花岗闪长斑岩中锆石的Ce4+/Ce3+比值平均为355,与全球典型的含铜斑岩的Ce4+/Ce3+比值(>300)相似。而大坊矿区花岗闪长斑岩中锆石的δEu平均为0.48,与宝山岩体δEu平均值(0.42)相近,指示二者具有相对较高的氧逸度,均为与铜金多金属矿化有关的斑岩体。锆石U-Pb年龄、Hf同位素及微量元素特征表明,大坊金矿和宝山铜多金属矿床均与矿区花岗闪长斑岩具有时空及成因联系,共同构成钦杭成矿带中段一套与花岗闪长斑岩有关的Cu(Mo)-Pb-Zn-Au-Ag成矿系统。
关键词: 锆石U-Pb年龄     Hf同位素     微量元素     Ce4+/Ce3+比值     花岗闪长斑岩     钦杭成矿带    
Zircon U-Pb ages, Hf isotope and trace element characteristics of the granodiorite porphyry from the Baoshan-Dafang ore district, Hunan: Implications for regional metallogeny
MI JiaRu1, YUAN ShunDa1, XUAN YiSa1, ZHANG DongLiang2     
1. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037, China;
2. Earth Science & Geophysics Information College, Central South University, Changsha 410083, China
Abstract: Qinzhou-Hangzhou ore belt is an economically important Mesozoic porphyry-skarn Cu-polymetallic metallogenic belt recently recognized in South China. The Baoshan Cu-Mo-Pb-Zn-Ag deposit associated with granodiorite porphyry in genesis is located in the central part of the famous Tongshanling-Baoshan-Shuikoushan ore district, which is also the largest Cu deposit in southern Hunan Province. The Dafang Au deposit is adjacent to the Baoshan deposit. There are various kinds of magmatic rocks distributed in this mining area, which are associated with Cu-Pb-Zn-Au-Ag polymetallic mineralization. The zircon LA-MC-ICP-MS U-Pb dating results show that the zircon U-Pb ages of the Baoshan granodiorite porphyry, granodioritic cryptoexplosion breccia and the Dafang granodiorite porphyry are 156.3±0.9Ma, 157.1±1.8Ma and 154.5±1.0Ma, respectively. They are well coincident with each other within acceptable errors, indicating that they are the products of the Late Jurassic magmatism; The Hf isotope values of the Baoshan and Dafang deposits indicate that the granodiorite porphyry was formed by the partial melting of Paleoproterozoic crustal material with a mixed source of crust and mantle. According to LA-ICP-MS trace element analyses on zircons from all three granitiod rocks, they share similar chondrite-normalized REE patterns, indicating that they have similar sources. The zircons from the Baoshan granodiorite porphyry have an average Ce4+/Ce3+ ratio of 355, similar to the values of zircons (>300) from the granitiod rocks related to typical porphyry Cu-Au mineralization. The δEu values of zircons from the Baoshan and Dafang granodiorite porphyry are 0.42 and 0.48, respectively, suggesting that they have relatively high oxygen fugacity, and are genetically related to the Cu-Au polymetallic mineralization. By integrated analysis on the zircon U-Pb ages, Hf isotope and trace element characteristics, it suggested that both the Dafang Au deposit and the Baoshan Cu polymetallic deposit are spatio-temporal and genetically related to the granodiorite porphyry in mining area, compose a skarn-vein type Cu(Mo)-Pb-Zn-Au-Ag ore system in the central part of Qinzhou-Hangzhou ore belt.
Key words: Zircon U-Pb dating     Hf isotope     Trace elements of zircons     Ce4+/Ce3+ ratio     Granodiorite porphyry     Qinzhou-Hangzhou ore belt    

钦杭成矿带亦称为十杭带,在构造位置上位于扬子地块与华夏地块在晚元古代的碰撞拼合带,由于经历了多期次构造演化,并伴随着多期次的成矿作用,形成了华南地区一个重要的多金属成矿带(毛景文等,2011周永章等,2012)。该成矿带大致自西南端的广西钦州湾、经湘东南和赣中延伸到东北段浙江杭州湾,整体呈北东向反S状弧形展布,全长近2000km,宽100~150km(毛景文等,2011)。前中生代经历的多期次构造-岩浆活动,尤其是新元古代弧岩浆成矿事件,可能为成矿带内中生代大规模铜多金属成矿作用奠定了重要的物质基础(周永章等,2012)。在中晚侏罗世时期,由于受到太平洋板块向西俯冲的影响(毛景文等, 2007, 2008; Mao et al., 2011, 2013Sun et al., 2012),沿钦杭成矿带发育了大规模的斑岩-矽卡岩型铜多金属成矿作用,形成了包括我国目前开采的最大斑岩铜矿(德兴)在内的一条重要的陆内铜多金属成矿带(图 1)。

图 1 钦杭结合带主要铜金铅锌矿床分布略图(据毛景文,2011) 1-钦杭结合带;2-研究区范围;3-与晋宁期岛弧火山作用有关的同生矿床;4-与壳幔混源型中酸性岩有关的铜多金属矿床;5-与壳源型或壳幔混源型酸性岩有关的铜多金属矿床;6-热液脉状充填铜铅锌矿床;7-韧性剪切带型金矿;8-破碎蚀变带型金银矿 Fig. 1 Spatial distribution of major copper-gold-zinc-lead deposits in Qing-Hang combined belt (after Mao, 2011) 1-Qing-Hang combined belt; 2-studied area; 3-volcanic arc-related syngenetic mineral deposit (VMS type) in Jinning Period; 4-polymetallic Cu deposit related to intermediate-acidic rocks of crust-mantle mixed type; 5-polymetallic Cu deposit related to crustal remelt type and crust-mantle mixed type granitoids; 6-hydrothermal vein type copper-zinc-lead deposit; 7-ductile shear zone type gold deposit; 8-altered fracture zone type gold-silver deposit

周永章等(2010)根据铜多金属矿床的矿种及矿床类型组合、空间分布特征,将钦-杭成矿带划分为北段、中段和南段。北段的优势矿种为铜、铁和贵金属,如江西德兴铜矿;南段的优势矿种有金、银、多金属,近期发现较大规模的斑岩型铜钼矿床,如粤西圆珠顶斑岩型铜钼矿;中段的湘南地区发育以Cu-Pb-Zn-Au为主的矽卡岩型矿床,如铜山岭、宝山、水口山等一大批与岩浆活动有关的矿床(周永章等,2012)。但迄今为止,作为钦杭成矿带的重要组成部分,湘南地区铜铅锌矿与其外围的金银矿是否有成因联系尚存在争议。最具代表性的矿区为水口山矽卡岩型Cu-Pb-Zn矿与外围的康家湾Au矿,但由于金矿体与岩体缺乏直接的接触关系,加之缺乏直接的金矿成矿年龄数据,因而区域上金矿与Cu-Pb-Zn矿的关系尚不明确。

大坊金矿与宝山铜铅锌多金属矿床相邻,矿体产于岩体接触带上,是研究湘南地区铜铅锌矿与其外围金银矿成因关系的理想对象。本文在已有研究及详细的野外地质调查基础上,对宝山铜铅锌矿及大坊金矿的成矿斑岩进行了锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年、Hf同位素及微量元素分析,在精确厘定宝山铜矿及大坊金矿成矿斑岩侵位年龄的基础上,进一步分析了二者的成因联系,为探讨钦杭成矿带中段(斑岩)-矽卡岩型铜多金属矿床与外围金矿的成矿关系提供了重要依据。

1 区域地质背景

湘南矿集区位于钦杭成矿带的中段,在构造位置上处于扬子地块与华夏地块的对接地带中部,正好位于华南地区EW向的南岭钨锡多金属成矿带与NE向钦杭铜多金属成矿带的叠合部位,因而区内中生代构造-岩浆活动及成矿作用较为复杂,不仅发育柿竹园(李红艳等,1996; Zhao et al., 2018)、金船塘(刘晓菲等, 2012a, b20132014)、红旗岭(袁顺达等,2012a)、芙蓉(彭建堂等,2007Yuan et al., 2008a, 2011)、新田岭(袁顺达等,2012b)、香花岭(Yuan and Peng, 2007; Yuan et al., 2008b; 袁顺达等,2008)、黄沙坪(原垭斌等, 2014a, b)、瑶岗仙(Peng et al., 2006)、祥林铺(赵盼捞等,2016)、张家垄(Yuan et al., 2018a)、竹园里-流源(Yuan et al., 2018c)及荷花坪(蔡明海等,2006)等一系列超大型、大型钨锡多金属矿床及矿点,而且沿着矿集区西缘发育一条NE向的花岗闪长(斑)岩带,形成了一系列大、中型Cu(Mo)-Pb-Zn-Au-Ag多金属矿床,如铜山岭Cu(Mo)-Pb-Zn矿(全铁军等,2013袁顺达,2013Zhao et al., 2016)、宝山-大坊Cu(Mo)-Pb-Zn-Ag-Au矿(路远发等,2006谢银财等,2013弥佳茹等,2014)、水口山-康家湾Cu-Pb-Zn-Au矿(许德如等,2002)及七宝山Cu-Pb-Zn-Au-Ag多金属矿(Yuan et al., 2018b)等。区域地层除志留系缺失外,从震旦系到第四系均有出露(湖南省地质矿产局,1988),其中古生界碳酸盐岩是区内最主要的赋矿地层,控制着矿集区内矿化类型以矽卡岩型为主导的成矿格局。本区自新元古代扬子地块与华夏地块完成拼合以来,经历了多期次的构造岩浆活动,其中以燕山期最为强烈,成矿规模最为壮观,主要受EW向和NE向构造控制,并且不同岩浆岩呈现出良好的成矿专属性,与钨锡矿有关的岩体岩石类型以黑云母花岗岩和二云母花岗岩为主,少量为角闪石-黑云母花岗岩,而铜多金属矿床主要与小的花岗闪长(斑)岩体密切相关。

2 矿床地质特征 2.1 宝山矿区地质概况

宝山矿区位于湘南地区坪宝复式向斜的北端,耒阳-临武南北向构造带的中段,矿区出露的地层有泥盆系上统佘田桥组和锡矿山组,石炭系下统孟公坳组、石磴子组、测水组、梓门桥组和中上统壶天群。其中,石磴子组和测水组是该区主要的赋矿层位。矿区构造主要由一系列的倒转背斜、向斜及背斜和向斜之间的压扭性逆冲走向断层组成,主构造线方向为北东-南西。后期横断层F3将矿区划分为南北两区。矿区发育的褶皱主要有宝岭倒转倾伏背斜、宝岭北倒转向斜、牛心倒转复式背斜、财神庙倒转背斜等(图 2)。

图 2 宝山矿床地质简图(据印建平,1998) 1-中上石炭统壶天群白云岩;2-下石炭统梓门桥组白云岩;3-下石炭组测水组砂页岩;4-下石炭统石蹬子组灰岩;5-下石炭统孟公坳组灰岩、白云质灰岩;6-上泥盆统锡矿山组砂页岩、白云质灰岩;7-矽卡岩;8-花岗闪长斑岩;9-花岗斑岩;10-断裂及编号;11-地质界线;12-采样位置 Fig. 2 Sketch geological map of the Baoshan deposit(after Yin, 1998) 1-dolomite of Mid-Upper Carboniferous Hutian Group; 2-dolomite of Lower Carboniferous Zimenqiao Fm.; 3-sandshale of Lower Carboniferous Ceshui Fm.; 4-limestone of Lower Carboniferous Shidengzi Fm.; 5-limestone and dolomitic limestone of Lower Carboniferous Menggong'ao Fm.; 6-sandstone, shale and dolomitic limestone of Upper Devonian Xikuangshan Fm.; 7-skarn; 8-granodiorite porphyry; 9-granite porphyry; 10-faults and numbers; 11-geological boundary; 12-sampling location

宝山矿区岩浆活动强烈,岩浆岩多呈岩墙、岩脉状成群成带产出,岩性主要为花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩、微晶花岗闪长斑岩、云斜煌斑岩。

成矿花岗闪长斑岩主要呈北西西向展布。岩石呈灰白色至灰色,块状构造,斑状结构,斑晶含量约25%~35%,主要包括斜长石、钾长石、黑云母和少量石英。斜长石斑晶含量约10%~15%,呈自形、半自形板状,发育有聚片双晶和卡钠复合双晶,少量发育韵律环带;钾长石斑晶含量约3%~5%,呈肉红色、浅肉红色,板状、粒状,颗粒大小不等,可见卡式双晶;黑云母斑晶含量约5%,呈片状,黄绿色至褐色多色性明显;石英斑晶含量约5%~8%,呈他形粒状。基质呈显微晶质结构,主要由长石、黑云母和石英构成(图 3a, d)。副矿物有磷灰石、锆石、金红石、褐帘石、榍石、钍石和磁铁矿等(王岳军等,2001谢银财等,2013)。

图 3 宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩手标本及显微照片 (a)宝山花岗闪长斑岩;(b)宝山花岗闪长质隐爆角砾岩;(c)大坊花岗闪长斑岩;(d)宝山花岗闪长斑岩(正交偏光);(e)宝山花岗闪长质隐爆角砾岩(正交偏光);(f)大坊花岗闪长斑岩(正交偏光);(g)宝山矽卡岩型Cu矿体;(h)宝山黄铜矿与黄铁矿共生;(i)大坊黄铁矿.Pl-斜长石;Kfs-钾长石;Qtz-石英;Bt-黑云母;Ccp-黄铜矿;Di-透辉石;Grt-石榴石;Py-黄铁矿 Fig. 3 Hand specimen and photomicrographs for the Baoshan granodiorite porphyry, granodioritic cryptoexplosion breccia and Dafang granodiorite porphyry (a) Baoshan granodiorite porphyry; (b) Baoshan granodioritic cryptoexplosion breccia; (c) Dafang granodiorite porphyry; (d) Baoshan granodiorite porphyry (crossed light); (e) Baoshan granodioritic cryptoexplosion breccia (crossed light); (f) Dafang granodiorite porphyry (crossed light); (g) Baoshan copper ore bodies in skarn; (h) Baoshan mineral assemblages of chalcopyrite and pyrite; (i) pyrite of Dafang. Pl-plagioclase; Kfs-K-feldspar; Qtz-quartz; Bt-biotite; Ccp-chalcopyrite; Di-diopside; Grt-garnet; Py-pyrite

宝山花岗闪长质隐爆角砾岩风化较强烈,出露于宝山矿区南部邻区地表,出露面积约0.3km2。岩体呈灰-灰黑色、灰绿色,隐爆角砾结构,角砾大小不等,从小于1毫米至十余厘米,主要呈棱角状,部分呈次圆状、次棱角状(图 3b, e)。角砾主要为花岗闪长斑岩,与附近的花岗闪长斑岩小岩体的岩性相似。胶结物具显微晶质和隐晶质结构,部分为显微嵌晶结构;基质中局部见流动构造。其中,花岗闪长斑岩与铜多金属矿化关系最为密切,宝山铜铅锌矿床以花岗闪长斑岩体为中心,呈半环带状分布。中部为矽卡岩型铜-钼-钨铋矿床;外带(如宝山西和财神庙)为铅锌银矿床。宝山矿区西部深部共探获主要矿体60个,其中铅锌银矿体25个,铜钼矿体35个(单铜矿体23个,单钼矿体10个,铜钼综合矿体2个)。探获333类型资源量:铅34万吨,锌38万吨,铜8.7万吨和银717吨(弥佳茹等,2014)。矿石中交代结构发育,主要呈块状、浸染状构造。主要金属矿物有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等。脉石矿物主要为石榴石、透闪石、方解石、石英等。

2.2 大坊矿区地质概况

大坊金矿床位于宝山铜铅锌矿床西部并与其相邻。矿区出露的地层主要为石炭系梓门桥组和壶天群,梓门桥组为深灰至灰黑色厚层细粒白云岩,壶天群为浅灰白色厚层状、中至细粒白云岩夹白云质灰岩。此外还有二叠系白云岩出露。矿区内断层规模较大的有东西向张性断裂、南北向压性断裂及北西向压扭性断裂(图 4)。

图 4 大坊矿床地质简图(李谢明和李国森,1983) 1-上二叠统斗岭组白云岩;2-下二叠统当冲组白云岩;3-下二叠统栖霞组白云岩;4-中上石炭统壶天群灰岩、白云质灰岩;5-下石炭统梓门桥组白云岩;6-花岗闪长斑岩;7-断层和编号;8-地质界线;9-矿体;10-采样位置 Fig. 4 Simplified geological map of the Dafang deposit (after Li and Li, 1983) 1-dolomite of Upper Permian Douling Fm.; 2-dolomite of Lower Permian Dangchong Fm.; 3-dolomite of Lower Permian Qixia Fm.; 4-limestone and dolomitic limestone of Mid-Upper Carboniferous Hutian Group; 5-dolomite of Lower Carboniferous Zimenqiao Fm.; 6-granodiorite porphyry; 7-faults and numbers; 8-geological boundary; 9-ore body; 10-sampling location

矿区出露的岩浆岩主要为花岗闪长斑岩,是大坊金矿的主要成矿岩体,呈岩株、岩脉分布在猫儿岭、腊树下背斜部位,地表出露面积均小于0.4km2。花岗闪长斑岩(图 3c, f)为浅灰色,斑状结构,蚀变较严重。造岩矿物以斜长石、石英为主,其次为钾长石、正长石、黑云母及普通角闪石,斜长石含量为45%~50%,多数属中-更长石,少数属培长石(An=40),石英含量为20%~30%,岩石化学成分的特征是明显富含钾质(李谢明和李国森,1983)。斑岩受不同程度绢云母化和碳酸盐化等,其中,绢云母化是普遍发育而且与成矿关系较密切的一种蚀变,多发育在岩体内或接触带附近的围岩中。花岗闪长斑岩的斑晶及基质中的长石,不同程度被绢云母交代。硅化、矽卡岩化在岩体和围岩中均有发育,蚀变愈复杂、强烈对成矿愈有利。

大坊金矿猫儿岭矿段,已控制矿体数共114个,其中氧化矿体38个,原生矿体76个,氧化矿体多为零星矿体。矿体规模中等,矿石具有工业意义的元素有Au、Ag、Pb、Zn、S。原生矿中最高含金39.30g/t,平均含金4.37g/t;最高含银4574g/t,平均含银为1636g/t。氧化矿最高含金42.5g/t,平均含金2.5g/t。铅、锌分布不均匀,平均含量低。在原生金矿中Pb 1.31%,Zn 1.213%,S最高32.53%,As最高29.9%。确定储量为:金(氧化矿+原生矿)6096kg;银(氧化矿+原生矿)372.8t;铅(氧化矿+原生矿)18496t;锌(氧化矿+原生矿)16226t(李谢明和李国森,1983)。矿体主要产出于花岗闪长斑岩与石炭系白云岩接触带及其附近北西向断裂破碎带内(图 4)。矿石结构有自形晶及半自形晶结构、乳滴状结构、交代结构。矿石构造主要呈浸染状、细脉状及块状构造,少数具角砾状构造。矿石组分以方铅矿、铁闪锌矿、毒砂、黄铁矿为主,其次为黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿,金主要赋存在毒砂和黄铁矿中,少量赋存于金银矿和碲金矿中,银则主要赋存于方铅矿、闪锌矿和毒砂中,少量赋存于金银矿、碲银矿及含银的黝铜矿中。脉石矿物主要为方解石、白云石及绢云母。

3 样品采集与分析

用于锆石测年、Hf同位素和微量元素分析的样品共有3件,分别为宝山花岗闪长斑岩、宝山花岗闪长质隐爆角砾岩、大坊花岗闪长斑岩。宝山花岗闪长斑岩采自宝山中部矿区坑道-110中段南西沿脉156线;宝山花岗闪长质隐爆角砾岩,采自宝山矿区地表露头,采样点地理坐标为N25°43′25″、E112°42′25″;大坊花岗闪长斑岩,采自大坊金矿区地表露头,岩体与碳酸盐岩接触带附近,风化强烈。

先将样品粉碎至80~100目,再先后采用常规浮选和电磁选方法进行分选,然后在双目镜下挑选出晶型和透明度较好的锆石颗粒,接着将这些有代表性的锆石颗粒固定在无色透明的环氧树脂上,对环氧树脂表面抛光使锆石完全暴露以待测试。在固化于样品靶上的锆石颗粒当中选取测试点时,分别进行了阴极发光(CL)和透、反射光照相,反复对比CL图像和显微镜下锆石照片,避开其内部裂隙和包裹体等干扰因素,选定锆石测试点位,以期获得较准确的年龄信息。

锆石U-Pb定年测试在中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室完成,锆石定年分析所用仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的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,208Pb、232Th、238U信号用法拉第杯接收,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,均匀锆石颗粒207Pb/206Pb、206Pb/238U、207Pb/235U的测试精度(2σ)均为2%左右。LA-MC-ICP-MS激光剥蚀采样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。测试过程中在每测定10个样品前后重复测定两个锆石GJ-1对样品进行校正,并测量一个锆石标样Plesovice,观察仪器的状态以保证测试的精确度。数据处理采用ICP MS Data Cal4.3程序(Liu et al., 2008)。测量过程中206Pb/204Pb>1000的分析结果未进行普通铅校正,而204Pb含量异常高的分析点可能受到包体等普通Pb的影响,在计算时剔除,锆石年龄谐和图用Isoplot 3.2程序获得。详细实验测试过程参照侯可军等(2009)

锆石Hf同位素样品测试工作在天津地质矿产研究所实验室完成,采用激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICP-MS)测试,过程中激光剥蚀时间为26s,激光束斑大小为50μm,采用锆石国际标样GJ-1作为参考,实验分析过程和校正参见文献(耿建珍等,2011),其中分析点与锆石U-Pb定年分析点在同一颗锆石上。

宝山岩体中锆石原位微量元素测试在国家地质实验测试中心(NRCGA)完成,采用激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)方法。使用仪器为Thermo Element II等离子质谱仪,激光剥蚀系统为New Wave UP-213。实验中采用He作为剥蚀物质的载气,激光波长213nm、束斑40μm、脉冲频率10Hz、能量0.176mJ、密度23~25J/cm2,测试过程中首先遮挡激光束进行空白背景采集15s,然后进行样品连续剥蚀采集45s,停止剥蚀后继续吹扫15s清洗进样系统,单点测试分析时间75s。等离子质谱测试参数为冷却气流速(Ar) 15.55L/min、辅助气流速(Ar) 0.67L/min、载气流速(He) 0.58L/min、样品气流速0.819L/min,射频发生器功率1205W。数据测试标样使用NIST-610。用于计算Ce4+和Ce3+在锆石-熔体中的分配系数所用到的全岩微量元素含量测试在国家地质实验测试中心完成,检测仪器为等离子体质谱仪ICP-MS(X-series),测试精度优于5%。

4 分析结果 4.1 锆石U-Pb年龄

宝山花岗闪长斑岩锆石的阴极发光图像(BS-1,图 5a)显示,锆石呈灰色短柱或长柱状,颗粒较大,长度为100~200μm,长宽比一般在1.5:1~3:1范围内,裂隙少,晶体自形程度较好,大部分具有密集而清晰的振荡环带,显示岩浆成因特征(Rubatto and Gebauer, 2000) (图 5a)。此次选取14个点进行测试(表 1),这14个数据点都分布在谐和线上及其附近,年龄比较集中,谐和度较高,206Pb/238U年龄值变化于153.5~158.6Ma之间,加权平均值为156.3±0.9Ma (MSWD=2.6)(图 6a),可以代表花岗闪长斑岩的形成年龄。

图 5 宝山和大坊代表性锆石阴极发光图像及测点位置和U-Pb年龄 Fig. 5 Cathodoluminescence (CL) images of representative zircon from the Baoshan and Dafang deposit with analytical position and U-Pb ages

表 1 宝山花岗闪长斑岩(BS-1)、花岗闪长质隐爆角砾岩(BS-15-4)和大坊花岗闪长斑岩(DF-4)的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果 Table 1 Results of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of Baoshan granodiorite porphyry (BS-1), granodioritic cryptoexplosion breccia (BS-15-4) and Dafang granodiorite porphyry (DF-4)

图 6 宝山花岗闪长斑岩(a)、花岗闪长质隐爆角砾岩(b)和大坊花岗闪长斑岩(c)锆石U-Pb一致曲线图 Fig. 6 U-Pb concordia diagrams of zircons from Baoshan granodiorite porphyry (a), granodioritic cryptoexplosion breccia (b) and Dafang granodiorite porphyry (c)

宝山花岗闪长质隐爆角砾岩(BS-15-4,图 5b)角砾中的锆石多呈灰色长柱或短柱状,长度一般为100~200μm,长宽比大多为2:1~3:1,具清晰震荡环带,裂纹不发育,显示岩浆成因特征。样品共分析了19个锆石颗粒测点(表 1),其中18个有效测点的206Pb/238U年龄集中分布于151.2~165.7Ma,加权平均值为157.1±1.8Ma (MSWD=2.2)(图 6b),可以代表角砾中岩屑的形成年龄。另一个测点得到了899.7±8.2Ma的年龄,可能为原岩部分熔融过程中的残留锆石或岩浆上升及就位过程中捕获了围岩中的锆石,没有参与加权平均年龄的计算。

大坊花岗闪长斑岩(DF-4,图 5c)中锆石颗粒多呈灰色长柱或短柱状,晶形较完整,大部分振荡环带清晰,显示岩浆成因特征。对24个锆石点进行测试(表 1),去掉其中5个谐和度低于90%的测试年龄,剩余19个点的206Pb/238U年龄集中分布于150.1~158.9Ma之间,加权平均年龄为154.5±1.0Ma (MSWD=0.88)(图 6c),可以代表大坊花岗闪长斑岩的形成年龄。

4.2 锆石Hf同位素

对宝山花岗闪长斑岩样品BS-1共分析了14个点的Hf同位素(表 2),结果表明,初始176Hf/177Hf比值较一致(0.28213~0.28243,平均值为0.28235),εHf(t)=-19.43~-8.65,平均值为-11.19;单阶段模式年龄tDM1=1.14~1.56Ga,二阶段模式年龄tDM2=1.76~2.44Ga。

表 2 宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩中锆石Hf同位素分析结果 Table 2 Results of zircon Hf isotope in Baoshan granodiorite porphyry, granodioritic cryptoexplosion breccia and Dafang granodiorite porphyry

对宝山花岗闪长质隐爆角砾岩样品BS-15-4共分析了22个点的Hf同位素(表 2),结果表明,初始176Hf/177Hf比值较一致(0.28215~0.28254,平均值为0.282395),εHf(t)=-18.61~-4.79,平均值为-9.90;单阶段模式年龄tDM1=1.03~1.54Ga,二阶段模式年龄tDM2=1.51~2.39Ga。

对大坊花岗闪长斑岩样品DF-4共分析了19个点的Hf同位素(表 2),结果表明,初始176Hf/177Hf比值较一致(0.28232~0.28248,平均值为0.28240),εHf(t)=-12.62~-6.99,平均值为-10.06;单阶段模式年龄tDM1=1.10~1.33Ga,二阶段模式年龄tDM2=1.65~2.01Ga。

4.3 锆石微量元素特征

锆石微区微量元素分析结果(表 3)显示:宝山花岗闪长斑岩中锆石的稀土总量为336.2×10-6~1804×10-6,平均为769.3×10-6;微量元素中(含量)Y为393.6×10-6~2362×10-6,平均为830.2×10-6;Hf为8648×10-6~13465×10-6,平均为10207×10-6;Th为66.7×10-6~776.5×10-6,平均354.0×10-6;U为204.3×10-6~2271×10-6,平均1260×10-6;相应的Th/U比值范围为0.18~0.81,比值较高(均大于0.1),属典型岩浆锆石特征(Belousova et al., 2002)。稀土元素球粒陨石标准化分布型式(图 7)表现为轻稀土元素亏损,重稀土元素富集,具有强烈的正Ce异常(δCe平均为56.3)和负Eu异常(δEu平均为0.42)的特征,符合一般岩浆锆石的稀土元素特征(Corfu et a1., 2003)。

表 3 宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩的锆石微量元素测试结果(×10-6) Table 3 Zircon trace element data of Baoshan granodiorite porphyry, granodioritic cryptoexplosion breccia and Dafang granodiorite porphyry (×10-6)

图 7 锆石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. 7 Chondrite-normalized REE patterns of zircons of the Baoshan and Dafang deposits (normalization values Sun and McDonough, 1989)

宝山花岗闪长质隐爆角砾岩中锆石的稀土总量为541.2×10-6~2256×10-6,平均为861.1×10-6;微量元素中(含量)Y为628.7×10-6~2849×10-6,平均为1093×10-6;Hf为8492×10-6~15630×10-6,平均为13043×10-6;Th为93.2×10-6~856.7×10-6,平均242.9×10-6;U为377.0×10-6~1627×10-6,平均为705.6×10-6;相应的Th/U比值范围为0.21~0.58,比值较高(均大于0.1),属典型岩浆锆石特征。稀土元素球粒陨石标准化分布型式(图 7)表现为轻稀土元素亏损,重稀土元素富集,具有强烈的正Ce异常(δCe平均为92.7)和负Eu异常(δEu平均为0.48)的特征,符合一般岩浆锆石的稀土元素特征。

大坊花岗闪长斑岩中锆石的稀土总量为648.7×10-6~1347×10-6,平均为1001×10-6;微量元素中(含量)Y为782.6×10-6~1620×10-6,平均为1215×10-6;Hf为10102×10-6~13214×10-6,平均为11395×10-6;Th为116.7×10-6~348.5×10-6,平均174.9×10-6;U为512.2×10-6~1059×10-6,平均646.6×10-6;相应的Th/U比值范围为0.18~0.34,比值较高(均大于0.1),属典型岩浆锆石特征。稀土元素球粒陨石标准化分布型式(图 7)表现为轻稀土元素亏损,重稀土元素富集,具有强烈的正Ce异常(δCe平均为76.1)和负Eu异常(δEu平均为0.47)的特征,符合一般岩浆锆石的稀土元素特征。

5 讨论 5.1 宝山与大坊矿床成岩成矿时代

中-晚侏罗世时期,华南地区沿着钦杭构造带发育一系列高钾钙碱性花岗质小岩体,并发育一大批超大型和大中型Cu-Mo-Pb-Zn矿床,如铜厂、富家坞、银山、水口山、宝山、铜山岭及圆珠顶等,形成了华南地区一条重要的陆内铜多金属成矿带。除此之外,该成矿带内也产出一系列独立的或伴生的金矿床(点),如德兴铜矿为富金斑岩铜矿,外围发育有独立的金山金矿,湘南水口山铜铅锌矿田内产出有康家湾独立金矿,宝山矿床西缘发育有大坊金矿。由于缺乏可靠的金矿成矿年龄数据,并且像金山和康家湾金矿均与岩浆岩无直接的空间接触关系,因而这类矿床的成因还存在较大争议。

本文获得的宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为156.3±0.9Ma、157.1±1.8Ma,与谢银财等(2013)报道的宝山成矿花岗闪长斑岩的年龄(156~158Ma)一致,亦与矿区辉钼矿Re-Os同位素年龄(160±2Ma,路远发等,2006)在误差范围内接近,指示宝山矿区花岗闪长斑岩与铜多金属矿床具有密切的时空联系。大坊金矿主要产出于大坊花岗闪长斑岩与石炭系碳酸盐岩的接触带附近,矿化与近矿围岩蚀变密切相关,指示二者亦具有密切的成因联系,因而大坊花岗闪长斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(154.5±1.0Ma)可以间接指示其成矿年龄。对比宝山矿区与其外围的大坊矿区的成岩成矿年龄显示,宝山铜铅锌多金属矿床与大坊金矿的成岩成矿时代一致,均发生在晚侏罗世。

5.2 岩浆的源区组成

锆石Hf同位素是岩浆源区的有效指示。宝山花岗闪长斑岩锆石εHf(t)=-19.43~-8.65,二阶段模式年龄tDM2=1.76~2.44Ga;花岗闪长质隐爆角砾岩εHf(t)=-18.61~-4.79,二阶段模式年龄tDM2=1.51~2.39Ga;大坊花岗闪长斑岩锆石εHf(t)=-12.62~-6.99,二阶段模式年龄tDM2=1.65~2.01Ga。三者锆石εHf(t)值一致,二阶段模式年龄接近,表明宝山和大坊岩体均为古元古代地壳物质部分熔融的产物,锆石的εHf(t)值虽然均为负值,但是变化范围较宽(图 8),指示花岗质岩体具有不均一的物质来源,可能有少量地幔物质的加入(Belousova et al., 2006; Griffin et al., 2002)。

图 8 宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩锆石Hf同位素特征 Fig. 8 Hf isotope diagrams of zircons from Baoshan granodiorite porphyry, granodioritic cryptoexplosion breccia and Dafang granodiorite porphyry

锆石微量元素分析结果表明,宝山和大坊花岗闪长斑岩的锆石具有相似的稀土配分模式,指示两者具有相似的源区性质(Belousova et al., 2002)。结合锆石年龄及Hf同位素特征认为,宝山铜多金属矿床与外围的大坊金矿可能是同一期岩浆作用的产物,二者可以共同构成钦杭成矿带中段一套与花岗闪长(斑)岩有关的矽卡岩-脉状Cu(Mo)-Pb-Zn-Au-Ag成矿系统。

5.3 相对氧逸度及其对成矿潜力的指示

铜金矿床的形成与氧化性岩浆作用密切相关,尤其是斑岩型铜金矿床(Blevin and Chappell, 1992; Candela, 1992; Hedenquist Lowenstern, 1994)。高氧逸度的岩浆中硫化物处于不饱和状态而有利于亲铜元素在岩浆演化过程中在残余熔体相中富集(梁华英等,2004)。锆石中Ce常表现出强烈的正异常,对岩浆或热液体系氧化-还原状态反应敏感(辛洪波和曲晓明,2008赵振华,2010)。岩浆中的Ce可以为三价和四价,在氧化条件下,锆石中的Zr4+容易被Ce4+离子取代。另外,Ce3+和Ce4+的分异能力很强,对岩浆的氧化还原状态具有较高的敏感度,因此可以通过Ce4+/Ce3+比值来判断岩浆氧逸度的相对高低(Ballard et al., 2002; Bolhar et al., 2008; Burnham and Berry, 2012; Trail et al., 2012)。而Eu在岩浆中呈Eu2+和Eu3+两种价态,当Ce4+稳定存在时,Eu应呈三价。实验表明,Eu异常与Ce异常通常呈正相关关系,因而也可用δEu来指示熔体的氧逸度(Burnham and Berry, 2012; Trail et al., 2012),并且因锆石本身的抗蚀变能力强使其Ce4+/Ce3+比值与δEu值有更高的指示准确性。

锆石Ce4+和Ce3+在锆石-熔体间的分配系数DCe4+、DCe3+及Ce4+/Ce3+比值见表 4,具体计算过程见段超等(2012)。计算结果显示,宝山矿区花岗闪长斑岩中锆石的Ce4+/Ce3+比值平均值为355,δEu平均为0.42。宝山花岗闪长斑岩中的锆石中具有较高的Ce4+/Ce3+比值,与西藏玉龙和冈底斯地区以及智利东部的斑岩铜矿研究结果[(Ce4+/Ce3+)锆石>300,δEu>0.4]具有相似的特征(Ballard et al., 2002; Liang et al., 2006; 辛洪波和曲晓明,2008)。由于大坊矿区花岗闪长斑岩遭受蚀变作用强烈,未能采集到新鲜样品进行全岩主微量测定,其Ce4+/Ce3+比值未能测定,但其锆石的δEu平均为0.48,与宝山岩体δEu比值相近。因此可以认为,宝山和大坊的花岗闪长斑岩与成矿岩体特征(Ce4+/Ce3+)锆石>300,δEu>0.4(梁华英等,2004)一致,具有较高的氧逸度,对铜金矿床的发育有一定的潜力。

表 4 宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩中锆石Ce4+和Ce3+的分配系数及比值 Table 4 Partition coefficients and ratios of Ce4+ and Ce3+ of zircons from Baoshan granodiorite porphyry, granodioritic cryptoexplosion breccia and Dafang granodiorite porphyry
5.4 动力学背景

扬子地块与华夏地块于新元古代沿着钦杭结合带完成了碰撞对接,形成统一的华南大陆。中生代以来,华南地区经历了EW向特提斯构造域向NE向太平洋构造域的转换,并伴随有大规模的成岩成矿作用。毛景文等(2007)根据华南金属矿产形成最早时间及其动力学特点,推测伊泽奈奇板块大约于175Ma左右从南东方向向北西俯冲,导致大陆加厚。自175Ma左右,中国东部大陆边缘由于受伊泽奈奇板块向北西俯冲逐渐成为活动大陆边缘,沿钦杭古板块焊接带发生俯冲板片重熔,甚至撕裂,形成埃达克质岩浆或高钾钙碱质岩浆,这种岩浆高侵位于浅地表形成了花岗闪长(斑)岩和相关的斑岩-矽卡岩铜多金属矿床,其成岩成矿作用时限集中于175~155Ma(Li et al., 2004; Zhao et al., 2017; Yuan et al., 2018c)。随着大洋板块持续低角度俯冲,大陆地壳不断加厚,在弧后地区出现一系列NE向岩石圈伸展带和深大断裂,并于160~150Ma期间在南岭地区发生了大规模的钨锡多金属成矿作用,NE向深大断裂与EW向古老深大断裂交汇部位往往是超大型矿床或矿集区形成的有利地段。湘东南地区正好处于南岭钨锡成矿带西段与钦杭铜矿带的中段,可能由于含铜花岗岩浆与接踵而至的含钨锡花岗质岩浆的混合或先后侵位,形成了一系列铜铅锌与钨锡共生的矿床,例如黄沙坪、宝山、野鸡尾等矿床。毛景文等(2007, 2008)、Mao et al. (2013)推测可能是俯冲板片在晚侏罗世于南岭及邻区开天窗或撕裂,导致发生大规模的岩浆活动和多金属的成矿事件。

综上所述,宝山和大坊矿区的成岩成矿作用发生在湘南地区晚侏罗世的伸展构造背景之下,岩石圈伸展导致软流圈地幔上涌,并发生了强烈的壳幔相互作用,形成大规模花岗岩浆作用,并伴随有大规模的构造-岩浆-成矿事件(Mao et al., 2011; Wang et al., 2012)。

6 结论

(1) 宝山花岗闪长斑岩、花岗闪长质隐爆角砾岩和大坊花岗闪长斑岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄分别为156.3±0.9Ma、157.1±1.8Ma和154.5±1.0Ma,三者在误差范围内一致,为晚侏罗世;三者一致的锆石Hf同位素组成,表明宝山及大坊矿床的岩体均主要为古元古代地壳物质部分熔融的产物,并有幔源组分的加入;相一致的锆石微量元素及稀土元素特征,指示它们可能是同一岩浆作用的产物,表明宝山铜矿与大坊金矿共同构成钦杭成矿带中段一套与花岗闪长斑岩有关的矽卡岩-脉状Cu(Mo)-Pb-Zn-Au-Ag成矿系统。

(2) 宝山矿区花岗闪长斑岩中锆石的Ce4+/Ce3+比值平均值为355,δEu平均为0.42。大坊矿区花岗闪长斑岩中锆石的δEu平均为0.48,与宝山岩体δEu比值相近,二者具有较高的氧逸度,具有较好的铜金成矿潜力。

(3) 宝山和大坊矿区的成岩成矿作用发生在南岭地区晚侏罗世的伸展构造背景下。钦杭成矿带于晚侏罗世发生的岩石圈伸展和深大断裂,导致的软流圈上涌及壳幔相互作用不仅形成了大规模的岩浆作用,也为区内铜金矿床的形成提供了物质来源。

致谢      湘南地质勘察院张怡军高级工程师、中国地质科学院侯可军博士分别在野外样品采集和锆石同位素分析过程中提供了指导和帮助;野外地质工作期间,得到了宝山有色金属有限责任公司和湘南地质勘察院的大力支持和帮助; 成文过程中得到了中国地质科学院毛景文研究员的指导和帮助;审稿专家提出的建设性意见;在此一并表示感谢!

参考文献
Ballard J, Palin M and Campbell I. 2002. Relative oxidation states of magmas inferred from Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ) in zircon:Application to porphyry copper deposits of northern Chile. Contributions to Mineralogy and Petrology, 144(3): 347-364. DOI:10.1007/s00410-002-0402-5
Belousova EA, Griffin WL, O'Reilly SY and Fisher NI. 2002. Igneous zircon:Trace element composition as an indicator of source rock type. Contributions to Mineralogy and Petrology, 143(5): 602-622.
Belousova EA, Griffin WL and O'ReillY SY. 2006. Zircon crystal morphology, trace element signatures and Hf isotope composition as a tool for petrogenetic modeling:Examples from Eastern Australian granitoids. Journal of Petrology, 47(2): 329-353. DOI:10.1093/petrology/egi077
Blevin PL and Chappell BW. 1992. The role of magma sources, oxidation states and fractionation in determining the granite metallogeny of eastern Australia. Transactions of the Royal Society of Edinburgh:Earth Science, 83: 305-316.
Bolhar R, Weaver SD, Palin JM, Cole JW and Paterson LA. 2008. Systematics of zircon crystallisation in the Cretaceous separation point suite, New Zealand, using U-Pb isotopes, REE and Ti geothermometry. Contributions to Mineralogy Petrology, 156(2): 133-160.
Burnham AD and Berry AJ. 2012. An experimental study of trace element partitioning between zircon and melt as a function of oxygen fugacity. Geochimica et Cosmochimica Acta, 95: 196-212.
Bureau of Geology and Mineral Resources of Hunan Province. 1988. Region Geology of Hunan Province. Beijing: Geological Publishing House: 150-330.
Cai MH, Chen KX, Qu WJ, Liu GQ, Fu JM and Yin JP. 2006. Geological characteristics and Re-Os dating of molybdenites in Hehuaping tin_polymetallic deposit, southern Hunan Province. Mineral Deposit, 425(3): 263-268.
Candela PA. 1992. Controls on ore metal ratios in granite-related ore systems:An experimental and computational approach. Transactions of the Royal Society of Edinburgh:Earth Science, 83: 317-326. DOI:10.1017/S0263593300007999
Corfu F, Hanchar JM, Hoskin PWO and Kinny P. 2003. Atlas of zircon textures. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 53(1): 469-495.
Duan C, Li YH, Mao JW, Hou KJ and Yuan SD. 2012. Zircon trace element characteristics of intrusions in the Washan iron deposit of Ningwu volcanic basin and their geological significance. Geology in China, 39(6): 1874-1884.
Geng JZ, Li HK, Zhang J, Zhou HY and Li HM. 2011. Zircon Hf isotope analysis by means of LA-MC-ICP-MS. Geological Bulletin of China, 30(10): 1508-1513.
Griffin WL, Wang X and Jackson SE, et al. 2002. Zircon chemistry and magma mixing, SE China:In-situ analysis of Hf isotopes, Tonglu and Pingtan igneous complexes. Lithos, 61(3-4): 237-269. DOI:10.1016/S0024-4937(02)00082-8
Hedenquist JW and Lowenstern JB. 1994. The role of magmas in the formation of hydrothermal ore deposits. Nature, 370: 519-527.
Hou KJ, Li YH and Tian YR. 2009. In situ U-Pb zircon dating using laser ablation-multi ion counting-ICP-MS. Mineral Deposits, 28(4): 481-492.
Li HY, Mao JW, Sun YL, Zou XQ, He HL and Du AD. 1996. Re-Os isotopic chronology of molybdenites in the Shizhuyuan polymetallic tungsten deposit, southern Hunan. Geological Review, 42(3): 261-267.
Li XH, Chung SL, Zhou HW, Lo CH, Liu Y and Chen CH. 2004. Jurassic intraplate magmatism in southern Hunan-eastern Guangxi:40Ar/39Ar dating, geochemistry, Sr-Nd isotopes and implications for the tectonic evolution of SE China. Geological Society, London, Special Publications, 226(1): 193-215. DOI:10.1144/GSL.SP.2004.226.01.11
Li XM and Li GS. 1983. Geological characteristics and ore-controlling factors of the Dafang Pb-Zn polymetallic ore deposit in Guiyang County. Hunan Geological, 2(1): 37-40.
Liang HY, Xie YW and Zhang YQ. 2004. Formation and evolution of K-rich alkaline rock from Machangjing:Constrains on copper ore deposit. Progress in Natural Science, 14(1): 116-120.
Liang HY, Camplel HI, Allen C, Sun WD, Liu CQ, Yu HX, Xie YW and Zhang YQ. 2006. Zircon Ce4+/Ce3+ ratios and ages for Yulong ore-bearing porphyries in eastern Tibet. Mineralium Deposita, 41(2): 152-159.
Liu XF, Yuan SD and Wu SH. 2012a. Re-Os dating of the molybdenite from the Jinchuantang tin-bismuth deposit in Hunan Province and its geological significance. Acta Petrologica Sinica, 28(1): 39-51.
Liu XF, Yuan SD, Wu SH, Guo S and Yuan YB. 2012b. Mineralogical chemistry of the Jinchuantang tin-bismuth deposit in Hunan Province and its geological significance. Geology in China, 39(6): 1759-1777.
Liu XF, Yuan SD, Wang XD, Wu SH and Yuan YB. 2013. Fluid inclusions and ore genesis of the Jinchuantang tin-bismuth deposit, Hunan Province, China. Acta Petrologica Sinica, 29(12): 4245-4260.
Liu XF, Yuan SD, Shuang Y, Yuan YB, Mi JR and Xuan YS. 2014. In situ LA-ICP-MS REE analyses of the skarn garnets from the Jinchuantang tin-bismuth deposit in Hunan Province, and their significance. Acta Petrologica Sinica, 30(1): 163-177.
Liu YS, Hu ZC, Gao S, Gunther D, Xu J, Gao C and Chen H. 2008. In situ analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MC MS without applying an internal standard. Chemical Geology, 257(1-2): 34-43.
Lu YF, Ma LY, Qu WJ, Mei YP and Chen XQ. 2006. U-Pb and Re-Os isotope geochronology of Baoshan Cu-Mo polymetallic ore deposit in Hunan Province. Acte Petrologica Sinica, 22(10): 2483-2492.
Mao JW, Xie GQ, Guo CL and Chen YC. 2007. Large-scale tungsten-tin mineralization in the Nanling region, South China:Metallogenic ages corresponding geodynamic processes. Acta Petrologica Sinica, 23(10): 2329-2338.
Mao JW, Xie GQ, Guo CL, Yuan SD, Cheng YB and Chen YC. 2008. Spatial-temporal distribution of Mesozoic ore deposits in South China and their metallogenic settings. Geological Journal of China Universities, 14(4): 510-526.
Mao JW, Pirajno F and Cook N. 2011. Mesozoic metallogeny in East China and corresponding geodynamic settings:An introduction to the special issue. Ore Geology Reviews, 43(1): 1-7. DOI:10.1016/j.oregeorev.2011.09.003
Mao JW, Chen MH, Yuan SD and Guo CL. 2011. Geological characteristics of the Qinhang (or Shihang) metallogenic belt in South China and spatial temporal distribution regularity of mineral deposits. Acta Geologica Sinica, 85(5): 636-658.
Mao JW, Cheng YB, Chen MH and Pirajno F. 2013. Major types and time-space distribution of Mesozoic ore deposits in South China and their geodynamic settings. Mineralium Deposita, 48: 267-294.
Mi JR, Yuan SD, Yuan YB and Xuan YS. 2014. Mineral chemistry of biotites in the Baoshan granodiorite-porphyry, southern Hunan Province:Implications for petrogenesis and mineralization. Mineral Deposit, 33(6): 1357-1365.
Peng JT, Zhou MF, Hu RZ, Shen NP, Yuan SD, Bi XW, Du AD and Qu WJ. 2006. Precise molybdenite Re-Os and mica Ar-Ar dating of the Mesozoic Yaogangxian tungsten deposit, central Nanling district, South China. Mineralium Deposita, 41(7): 661-669. DOI:10.1007/s00126-006-0084-4
Peng JT, Hu RZ, Bi XW, Dai TM, Li ZL, Li XM, Shuang Y, Yuan SD and Liu SR. 2007. 40Ar/39Ar isotopic dating of tin mineralization in Furong deposit of Hunan Province and its geological significance. Mineral Deposit, 26(3): 237-248.
Quan TJ, Wang G, Zhong JL, Fei LD, Kong H, Liu SJ, Zhao ZQ and Guo BY. 2013. Petrogenesis of granodiorites in Tongshanling deposit of Hunan Province:Constraints from petrogeochemistry, zircon U-Pb chronology and Hf isotope. Mineral Petrol, 33(1): 43-52.
Rubatto D and Gebauer D. 2000. Use of cathodoluminescence for U-Pb zircon dating by IOM microprobe: Some examples from the western Alps. In: Cathodoluminescence in Geoscience. Heidelberg, Germany: Springer-Verlag, 373-400
Sun SS and McDonoung WF. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes. In: Saunders AD and Norry MJ(eds.). Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society, London, Special Publication, 42(1): 315-345
Sun WD, Yang XY, Fan WM and Wu FY. 2012. Mesozoic large scale magmatism and mineralization in South China:Preface. Lithos, 150: 1-5. DOI:10.1016/j.lithos.2012.06.028
Trail D, Bruce Watson E and Tailby ND. 2012. Ce and Eu anomalies in zircon as proxies for the oxidation state of magmas. Geochimica et Cosmochimica Acta, 97: 70-87. DOI:10.1016/j.gca.2012.08.032
Wang T, Guo L, Zheng YD, Donskaya T, Gladkochub D, Zeng LS, Li JB, Wang YB and Mazukabzov A. 2012. Timing and processes of Late Mesozoic mid-lower-crustal extension in continental NE Asia and implications for the tectonic setting of the destruction of the North China Craton:Mainly constrained by zircon U-Pb ages from metamorphic core complexes. Lithos, 154: 315-345. DOI:10.1016/j.lithos.2012.07.020
Wang YJ, Fan WM, Guo F and Li X. 2001. Petrological and geochemical characteristics of Mesozoic granodioritic intrusions in Southeast Hunan Province, China. Acta Petrologica Sinica, 17(1): 169-175.
Xin HB and Qu XM. 2008. Relative oxidation states of ore-bearing porphyries inferred form Ce4+/Ce3+ ratio in zircon:Application to the porphyry copper belt at Gandense, Tibet. Acta Mineralogica Sinica, 28(2): 152-160.
Xie YC, Lu JJ, Ma DS, Zhang RQ, Gao JF and Yao Y. 2013. Origin of granodiorite porphyry and mafic microgranular enclave in the Baoshan Pb-Zn polymetallic deposit, southern Hunan Province:Zircon U-Pb chronological, geochemical and Sr-Nd-Hf isotopic constraints. Acta Petrologica Sinica, 29(12): 4186-4214.
Xu DR, Liu J and Chen GH. 2002. Petrochemical characters of silicified breccia in the Kangjiawan poly-metallic deposir, Changning, Hunan. Chinese Journal of Geology, 37(3): 356-364.
Yin JP. 1998. Metallogenic tectonics analysis about Baoshan Pb-Zn-Ag polymetallic deposit, Hunan, China. Geotectonica et Metallogenia, 22(Suppl.): 57-61.
Yuan SD and Peng JT. 2007. 40Ar/39Ar isotopic dating of the Xianghualing Sn-polymetallic orefield in southern Hunan, China and its geological implications. Acta Geologica Sinica, 81(2): 278-286. DOI:10.1111/acgs.2007.81.issue-2
Yuan SD, Peng JP, Hu RZ, Bi XW, Qi L, Li ZL and Li XM and Shuang Y. 2008a. Characteristics of rare-earth elements (REE), strontium and neodymium isotopes in hydrothermal fluorites from the Bailashui tin deposit in the Furong ore field, southern Hunan Province, China. Chinese Journal of Geochemistry, 27: 342-350. DOI:10.1007/s11631-008-0342-5
Yuan SD, Peng JT, Hu RZ, Li HM, Shen NP and Zhang DL. 2008b. A precise U-Pb age on cassiterite from the Xianghualing tin-polymetallic deposit (Hunan, South China). Mineralium Deposita, 43(4): 375-382. DOI:10.1007/s00126-007-0166-y
Yuan SD, Peng JT, Li XQ, Peng QL, Fu YZ, Shen NP and Zhang DL. 2008. Carbon, oxygen and strontium isotope geochemistry of calcites from the Xianghualing tin-polymetallic deposit, Hunan Province. Acta Geologica Sinica, 82(11): 1522-1530.
Yuan SD, Peng JT, Hao S, Li HM, Geng JZ and Zhang DL. 2011. In situ LA-MC-ICP-MS and ID-TIMS U-Pb geochronology of cassiterite in the giant Furong tin deposit, Hunan Province, South China:New constraints on the timing of tin-polymetallic mineralization. Ore Geology Reviews, 43(1): 235-242.
Yuan SD, Liu XF, Wang XD, Wu SH, Yuan YB, Li XK and Wang TZ. 2012a. Geological characteristics and 40Ar/39Ar geochronology of the Hongqiling tin deposit in southern Hunan Province. Acta Petrologica Sinica, 28(12): 3787-3797.
Yuan SD, Zhang DL, Shuang Y, Du AD and Qu WJ. 2012b. Re-Os dating of molybdenite from the Xintianling giant tungsten-molybdenum deposit in southern Hunan Province, China and its geological implications. Acta Petrologica Sinica, 28(1): 27-38.
Yuan SD. 2013. Molybdenite Re-Os dating for the Yulong skarn molybdenum deposit in Tongshanling orefield, southern Hunan Province. Geological Review, 59(Suppl.): 393-394.
Yuan SD, Willams-Jones AE, Mao JW, Zhao PL, Yan C and Zhang DL. 2018a. The origin of the Zhangjialong tungsten deposit, South China:Implements for W-Sn mineralization in large granite batholiths. Economic Geology, 113(5): 1193-1208. DOI:10.5382/econgeo.2018.4587
Yuan SD, Mao JW, Zhao PL and Yuan YB. 2018b. Geochronology and petrogenesis of the Qibaoshan Cu polymetallic deposit, northeastern Hunan Province:Implications for the metal source and metallogenic evolution of the intracontinental Qinhang Cu-polymetallic belt, South China. Lithos, 302-303: 519-534. DOI:10.1016/j.lithos.2018.01.017
Yuan YB, Yuan SD, Chen CJ and Huo R. 2014a. Zircon U-Pb ages and Hf isotopes of the granitoids in the Huangshaping mining area and their geological significance. Acta Petrologica Sinica, 30(1): 64-78.
Yuan YB, Yuan SD, Liu XF, Mi JR, Xuan YS and Zhao PL. 2014b. Sulfur isotopic characteristics of the Huangshaping granite and their geological significance in southern Hunan Province. Acta Geologica Sinica, 88(12): 2437-2442.
Yuan YB, Yuan SD, Mao JW, Zhao PL, Yan C, Zhao HJ, Zhang DL, Shuang Y and Peng JT. 2018c. Recognition of Late Jurassic W-Sn mineralization and its exploration potential on the western margin of the Caledonian Guidong granite batholith, Nanling Range, South China:Geochronological evidence from the Liuyuan Sn and Zhuyuanli W deposits. Ore Geology Reviews, 93: 200-210. DOI:10.1016/j.oregeorev.2017.12.025
Zhao PL, Yuan SD, Mao JW, Santosh M, Li C and Hou KJ. 2016. Geochronological and petrogeochemical constraints on the skarn deposits in the Tongshanling ore district, southern Hunan Province:Implications for Jurassic Cu and W metallogenic events in South China. Ore Geology Reviews, 78: 120-137. DOI:10.1016/j.oregeorev.2016.03.004
Zhao PL, Yuan SD and Yuan YB. 2016. Zircon LA-MC-ICP-MS U-Pb dating of the Xianglinpu granites from the Weijia tungsten deposit in southern Hunan Province and its implications for the Late Jurassic tungsten metallogenesis in the westernmost Nanling W-Sn metallogenic belt. Geology in China, 43(1): 120-131.
Zhao PL, Yuan SD, Mao JW, Santosh M. and Zhang DL. 2017. Zircon U-Pb and Hf-O isotopes trace the architecture of polymetallic deposits:A case study of the Jurassic ore-forming porphyries in the Qin-Hang metallogenic belt, China. Lithos, 292-293: 132-145. DOI:10.1016/j.lithos.2017.08.016
Zhao PL, Yuan SD, Mao JW, Yuan YB, Zhao HJ, Zhang DL and Shuang Y. 2018. Constraints on the timing and genetic link of the large-scale accumulation of proximal W-Sn-Mo-Bi and distal Pb-Zn-Ag mineralization of the world-class Dongpo orefield, Nanling Range, South China. Ore Geology Reviews, 95: 1140-1160. DOI:10.1016/j.oregeorev.2017.12.005
Zhao ZH. 2010. Trace element geochemistry of accessory minerals and its applications in petrogenesis and metallogenesis. Earth Science Frontiers, 17(1): 267-286.
Zhou YZ, Zeng CY, Li HZ, Yang ZJ, Chen BH, Liang J, Lu WJ and Chen Q. 2010. The typical minerals deposits and its general characteristics of distribution in Qinzhou-Hangzhou suture zone. Mineral Deposits, 29(Suppl.): 612.
Zhou YZ, Zeng CY, Li HZ, An YF, Liang J, Lu WC, Yang ZJ, He JG and Shen WJ. 2012. Geological evolution and ore prospecting targets in southern segment of Qinzhou Bay-Hangzhou Bay juncture orogenic belt, southern China. Geological Bulletin of China, 31(2-3): 486-491.
蔡明海, 陈开旭, 屈文俊, 刘国庆, 付建明, 印建平. 2006. 湘南荷花坪锡多金属矿床地质特征及辉钼矿Re-Os测年. 矿床地质, 25(3): 263-268. DOI:10.3969/j.issn.0258-7106.2006.03.005
段超, 李延河, 毛景文, 侯可军, 袁顺达. 2012. 宁芜火山岩盆地凹山铁矿床侵入岩锆石微量元素特征及其地质意义. 中国地质, 39(6): 1874-1884. DOI:10.3969/j.issn.1000-3657.2012.06.030
耿建珍, 李怀坤, 张健, 周红英, 李惠民. 2011. 锆石Hf同位素组成的LA-MC-ICP-MS测定. 地质通报, 30(10): 1508-1513. DOI:10.3969/j.issn.1671-2552.2011.10.004
侯可军, 李延河, 田有荣. 2009. LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术. 矿床地质, 28(4): 481-492. DOI:10.3969/j.issn.0258-7106.2009.04.010
湖南省地质矿产局.湖南省区域地质志.1988.北京: 地质出版社, 150-330
李红艳, 毛景文, 孙亚莉, 邹晓秋, 何红蓼, 杜安道. 1996. 柿竹园钨多金属矿床的Re-Os同位素等时线年龄研究. 地质论评, 42(3): 261-267. DOI:10.3321/j.issn:0371-5736.1996.03.011
李谢明, 李国森. 1983. 桂阳县大坊铅锌多金属矿床地质特征及控矿因素. 湖南地质, 2(1): 37-40.
梁华英, 谢应雯, 张玉泉. 2004. 富钾碱性岩体形成演化对铜矿成矿制约——以马厂箐铜矿为例. 自然科学进展, 4(1): 116-120. DOI:10.3321/j.issn:1002-008X.2004.01.020
刘晓菲, 袁顺达, 吴胜华. 2012a. 湖南金船塘锡铋矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质义. 岩石学报, 28(1): 39-51.
刘晓菲, 袁顺达, 吴胜华, 郭硕, 原垭斌. 2012b. 湖南金船塘锡铋矿床矿物化学特征及其地质意义. 中国地质, 39(6): 1759-1777.
刘晓菲, 袁顺达, 王旭东, 吴胜华, 原垭斌. 2013. 湖南金船塘锡铋矿床流体包裹体特征及矿床成因的初步研究. 岩石学报, 29(12): 4245-4260.
刘晓菲, 袁顺达, 双燕, 原垭斌, 弥佳茹, 轩一撒. 2014. 湖南金船塘锡铋矿床石榴子石原位LA-ICP-MS稀土元素分析及其意义. 岩石学报, 30(1): 163-177.
路远发, 马丽艳, 屈文俊, 梅玉萍, 陈希清. 2006. 湖南宝山铜-钼多金属矿床成岩成矿的U-Pb和Re-Os同位素定年研究. 岩石学报, 22(10): 2483-2492.
毛景文, 谢桂青, 郭春丽, 陈毓川. 2007. 南岭地区大规模钨锡多金属成矿作用:成矿时限及地球动力学背景. 岩石学报, 23(10): 2329-2338. DOI:10.3969/j.issn.1000-0569.2007.10.002
毛景文, 谢桂青, 郭春丽, 袁顺达, 程彦博, 陈毓川. 2008. 华南地区中生代主要金属矿床时空分布规律和成矿环境. 高校地质学报, 14(4): 510-526. DOI:10.3969/j.issn.1006-7493.2008.04.005
毛景文, 陈懋弘, 袁顺达, 郭春丽. 2011. 华南地区钦杭成矿带地质特征和矿产时空分布规律. 地质学报, 85(5): 636-658.
弥佳茹, 袁顺达, 原垭斌, 轩一撒. 2014. 湘南宝山矿床花岗闪长斑岩中黑云母的矿物学特征及其指示意义. 矿床地质, 33(6): 1357-1365. DOI:10.3969/j.issn.0258-7106.2014.06.013
彭建堂, 胡瑞忠, 毕献武, 戴橦谟, 李兆丽, 李晓敏, 双燕, 袁顺达, 刘世荣. 2007. 湖南芙蓉锡矿床40Ar/39Ar同位素年龄及地质意义. 矿床地质, 26(3): 237-248. DOI:10.3969/j.issn.0258-7106.2007.03.001
全铁军, 王高, 钟江临, 费利东, 孔华, 刘仕杰, 赵志强, 郭碧莹. 2013. 湖南铜山岭矿区花岗闪长岩岩石成因:岩石地球化学、U-Pb年代学及Hf同位素制约. 矿物岩石, 33(1): 43-52.
王岳军, 范蔚茗, 郭锋, 李旭. 2001. 湘东南中生代花岗闪长质小岩体的岩石地球化学特征. 岩石学报, 17.
辛洪波, 曲晓明. 2008. 西藏冈底斯斑岩铜矿带含矿岩体的相对氧化状态:来自锆石Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比值的约束. 矿物学报, 28(2): 152-160. DOI:10.3321/j.issn:1000-4734.2008.02.007
谢银财, 陆建军, 马东升, 章荣清, 高剑峰, 姚远. 2013. 湘南宝山铅锌多金属矿区花岗闪长斑岩及其暗色包体成因:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素制约. 岩石学报, 29(12): 4186-4214.
许德如, 刘静, 陈广浩. 2002. 湖南常宁县康家湾铅锌金矿硅化角砾岩岩石地球化学特征. 地质科学, 37(3): 356-364. DOI:10.3321/j.issn:0563-5020.2002.03.012
印建平. 1998. 湖南宝山铅锌银多金属矿成矿构造机制分析. 大地构造与成矿学, 22(增刊): 57-61.
袁顺达, 彭建堂, 李向前, 彭麒麟, 符亚洲, 沈能平, 张东亮. 2008. 湖南香花岭锡多金属矿床C、O、Sr同位素地球化学. 地质学报, 82(11): 1522-1530. DOI:10.3321/j.issn:0001-5717.2008.11.007
袁顺达, 刘晓菲, 王旭东, 吴胜华, 原垭斌, 李学凯, 王铁柱. 2012a. 湘南红旗岭锡多金属矿床地质特征及Ar-Ar同位素年代学研究. 岩石学报, 28(12): 3787-3797.
袁顺达, 张东亮, 双燕, 杜安道, 屈文俊. 2012b. 湘南新田岭大型钨钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义. 岩石学报, 28(1): 27-38.
袁顺达. 2013. 湘南铜山岭矿田玉龙矽卡岩型钼矿床辉钼矿Re-Os测年. 地质评论, 59(增刊): 393-394.
原垭斌, 袁顺达, 陈长江, 霍然. 2014a. 黄沙坪矿区花岗岩类的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义. 岩石学报, 30(1): 64-78.
原垭斌, 袁顺达, 刘晓菲, 弥佳茹, 轩一撒, 赵盼捞. 2014b. 湘南黄沙坪矿区花岗岩的硫同位素特征及其地质意义. 地质学报, 88(12): 2437-2442.
赵盼捞, 袁顺达, 原垭斌. 2016. 湘南魏家钨矿区祥林铺岩体锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年——对南岭西端晚侏罗世钨成岩成矿作用的指示. 中国地质, 43(1): 120-131. DOI:10.3969/j.issn.1000-3657.2016.01.009
赵振华. 2010. 副矿物微量元素地球化学特征在成岩成矿作用研究中的应用. 地学前缘, 17(1): 267-286.
周永章, 曾长育, 李红中, 杨志军, 陈炳辉, 王正海, 梁锦, 卢文姬, 陈庆. 2010. 钦-杭成矿带典型矿种及其矿床分布总体特征. 矿床地质, 29(增刊): 612.
周永章, 曾长育, 李红中, 安燕飞, 梁锦, 吕文超, 杨志军, 何俊国, 沈文杰. 2012. 钦州湾-杭州湾构造结合带(南段)地质演化和找矿方向. 地质通报, 31(2-3): 486-491.