岩石学报  2015, Vol. 31 Issue (9): 2620-2632   PDF    
引用本文
牛睿, 刘庆, 侯泉林, 孙金凤, 伍式崇, 张宏远, 郭谦谦, 王麒. 2015. 湖南锡田花岗岩锆石U-Pb年代学及钨锡成矿时代的探讨. 岩石学报, 31(9): 2620-2632  
Niu R, Liu Q, Hou QL, Sun JF, Wu SC, Zhang HY, Guo QQ and Wang Q. 2015. Zircon U-Pb geochronology of Xitian granitic pluton in Hunan Province and its constraints on the metallogenic ages of the tungsten-tin deposit. Acta Petrologica Sinica,31(9): 2620-2632 (in Chinese with English abstract)  
湖南锡田花岗岩锆石U-Pb年代学及钨锡成矿时代的探讨
牛睿1,2, 刘庆1 , 侯泉林1, 孙金凤1, 伍式崇3, 张宏远4, 郭谦谦1, 王麒1    
1. 中国科学院计算地球动力学重点实验室, 中国科学院大学, 北京 100049;
2. 河南省岩石矿物测试中心, 郑州 450012;
3. 湖南省地质矿产勘查开发局四一六队, 株洲 412007;
4. 中国地质大学地球科学与资源学院, 北京 100083
2013-08-06 收稿, 2015-01-01 改回.
基金项目: 本文受国土资源部公益性行业科研专项项目(201211024)和自然科学基金项目(41273046)联合资助.
第一作者简介: 牛睿,男,1987年生,硕士生,构造地质学专业,E-mail:niuruiemail@126.com
通讯作者: 刘庆,女,1976年生,副教授,主要从事岩石学和地球化学研究,E-mail:qingliu@ucas.ac.cn
摘要: 华南是世界上最大的花岗岩省之一,其中中生代花岗岩最为发育,与之相伴生的是大量钨锡多金属矿床,花岗岩的成因演化因与这些矿床的成矿作用密切相关而备受关注。湖南锡田花岗岩体是该区的一个典型岩体,主要由黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩和细粒花岗岩组成,并伴生有钨锡矿床。本文以湖南锡田花岗岩体为研究对象,对其中不同类型的岩石进行了详细的岩石学和锆石SIMS与LA-ICP-MS U-Pb定年工作。分析结果表明,锡田花岗岩体存在晚三叠世(227~233Ma)和晚侏罗世(150~154Ma)两期岩浆活动,早期的岩浆活动主要分布在岩体北部和中部,晚期岩浆活动仅在岩体中部及东部矿体附近可见,两期岩浆活动具有相同的岩性组合。另外,对含矿花岗岩的锆石U-Pb定年结果表明该地区可能存在晚三叠世的成矿作用,结合前人的工作推断锡田地区钨锡矿的形成受晚三叠世和晚侏罗世两期岩浆事件的影响。
关键词: 锡田花岗岩     锆石U-Pb年龄     年代格架     成矿时代     湖南    
Zircon U-Pb geochronology of Xitian granitic pluton in Hunan Province and its constraints on the metallogenic ages of the tungsten-tin deposit
NIU Rui1,2, LIU Qing1 , HOU QuanLin1, SUN JinFeng1, WU ShiChong3, ZHANG HongYuan4, GUO QianQian1, WANG Qi1    
1. Key Laboratory of Computational Geodynamics, Chinese Academy of Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
2. Henan Rock and Mineral Testing Center, Zhengzhou 450012, China;
3. 416 Geological Prospecting Party of the Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Hunan Province, Zhuzhou 412007, China;
4. School of the Earth Science and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
Abstract: South China is one of the biggest granite provinces worldwide. The widespread Mesozoic granitoids in southeastern China have a close genetic relationship with large amount of ore deposit. As a typical granitic pluton, Xitian granites, which are mainly composed of biotite granite, biotite monzogranite and fine-grained granite, are associated with tungsten-tin deposit. In this study, SIMS and LA-ICP-MS zircon U-Pb dating were performed on the selected Xitian granites, in order to establish the geochronological framework. The zircon U-Pb ages of different granite types from the Xitian pluton indicate that there are two episodes of intrusions. The Late Triassic granites (227~233Ma) mainly crops out along the core and northern part of the Xitian pluton. The Late Jurassic granites (150~154Ma) only occurs in the inner part of the pluton and along the eastern orebody. Granites of both stages are indiscernible in the rock types. SIMS U-Pb zircon analyses yield consistent ages from 227.7±2.3Ma to 230.2±2.1Ma for the granites with well-developed mineralization. Combined with previous studies, we interpret these Late Triassic and Late Jurassic igneous rocks as different magmatism in response to the formation of W-Sn deposit in Xitian pluton.
Key words: Xitian granitic pluton     Zircon U-Pb age     Geochronology     Mineralizing age     Hunan Province    

我国华南地区发育有大面积的中生代花岗质岩石，这些花岗岩的成因类型复杂多样，不仅有大面积的S型和I型花岗岩(孙涛，2006；Li et al., 2007；李献华等，2007)，还有不少A型花岗岩存在(Li et al., 2003；王强等，2005)。同时，钦(州)-杭(州)成矿带分布着大量钨锡多金属矿床，如柿竹园钨锡钼铋多金属矿、荷花坪锡多金属矿、香花岭钨锡矿和九嶷山锡矿等，是我国乃至全球最主要的钨锡矿成矿省(毛景文等，2007)。这些中生代花岗岩与众多大型钨、锡、铌、钽和稀土矿床相伴生(毛景文等，2007)，两者有着十分密切的时空和成因上的联系，这为华南花岗岩成岩及成矿作用的研究提供了地质基础，因此对该地区花岗岩的研究也一直备受国内外学者关注(Zhou et al., 2006)。前人对该区成矿岩体的形成时代进行了大量研究，发现其形成时代主要集中在侏罗纪，如黄沙坪(161.9±1Ma，姚军明等，2005)、骑田岭(146~163Ma，朱金初等，2009)、花山-姑婆山(160~163Ma，朱金初等，2006)、瑶岗仙(170.7±2.2Ma，王登红等，2009)等。锡田钨锡多金属矿床是该成矿带中发育的典型矿床，因此其成岩成矿时代的研究对于探讨锡田地区乃至整个成矿带的构造-岩浆活动都有着十分重要的意义。

锡田花岗岩体的侵位时代以及钨锡矿的形成时代前人进行了大量的研究，但对于岩体的形成时代仍存在不同认识，如有研究者分为三期(165±16Ma、151±24Ma及114±14Ma；刘国庆等，2008)，也有研究者分为三叠纪和侏罗纪两期(马铁球等，2005；付建明等， 2009，2012)。对与锡田花岗岩相伴生的钨锡矿的成矿时代前人也做了不少的研究(刘国庆等，2008；马丽艳等，2008；付建明等， 2009，2012;郭春丽等，2014)，研究成果大都表明成矿年龄为150~160Ma，但是对于是否存在更晚期次的成矿作用没有定论(付建明等，2009)。由此可见，锡田岩体的成岩与成矿期次及两者的关系尚无定论(马铁球等，2005；刘国庆等，2008)，仍需要进一步全面、精确的年代学工作。本文通过对出露于锡田岩体的不同类型岩石样品(包括含矿花岗岩)采用锆石离子探针(SIMS)和激光剥蚀(LA-ICP-MS)U-Pb法进行年龄测定工作，以期确定该区的花岗岩岩浆活动期次，建立复式岩体的成岩年代学格架，探讨对矿床形成的制约。

1 岩体地质特征

锡田花岗岩体地处湘赣交界处，位于NE向炎陵-郴州与NW向安仁-龙南深大断裂的交汇部位，研究区内为一复式向斜，中部被锡田岩体切割。断裂构造多以NE向压扭性断裂为主，次为NNW向张扭性断裂(付建明等，2009；吴自成等，2010)(图 1)。锡田复式花岗岩体由40余个大小侵入体组成，出露面积约240km2，其空间展布形态呈NNW向的哑铃状(付建明等，2012；伍式崇等2012)。地表主要出露有黑云母二长花岗岩和黑云母花岗岩(图 2)，并可见暗色闪长质、石英闪长质包体，副矿物主要为磁铁矿、钛铁矿、磷灰石、锆石和榍石等(付建明等，2009；伍式崇等，2009)。锡田矿区出露的地层主要为上古生界石炭系下统岩关阶、泥盆系上统锡矿山组和佘田桥组、泥盆系中统棋梓桥组和跳马涧组(刘国庆等，2008)。其中，棋梓桥组和锡矿山组下段的不纯碳酸盐岩为主要赋矿层位，分别与锡田复式岩体接触部位形成钨锡矿化和锡矿化(伍式崇等，2009)。

图 1 锡田地区地质简图(据曾桂华等，2005①修改) Fig. 1 Simplified geological map of Xitian granite

① 曾桂华，伍式崇，徐辉煌，张国华.2011.湖南省茶陵县锡田矿区地质地形图

图 2 锡田地区典型花岗岩样品的手标本及正交偏光显微照片
(a、b)黑云母二长花岗岩；(c、d)黑云母花岗岩；(e)含钾长石巨晶似斑状黑云母花岗岩与细粒花岗岩接触；(f)细粒花岗岩；(g)含钾长石巨晶似斑状黑云母花岗岩与包体接触；(h)含钾长石巨晶似斑状黑云母花岗岩.Q-石英；Kf-钾长石；Pl-斜长石；Bi-黑云母 Fig. 2 H and specimen photos and photomicrographs(CPL)of the Xitian ganite
(a，b)biotite monzogranite;(c，d)biotite granite;(e)K-feldspar megacryst-bearing biotite granite intrude into fine-grained granite;(f)fine-grained granite;(g)mafic microgranular enclaves occurring within K-feldspar megacryst-bearing biotite granite;(h)K-feldspar megacryst-bearing biotite granite. Q-quartz; Kf-potassium feldspar; Pl-plagioclase; Bi-biotite

华南中生代岩浆活动的构造环境与大地构造背景目前还没有较为统一的认识，但是无论是同造山的后碰撞-后造山的背景，还是非造山的裂谷背景，华南中生代的花岗岩大都产于伸展构造环境之下(陈培荣等，2002；陈志刚等，2003；柏道远等，2007；李献华等，2007；郭春丽等，2012)。

2 岩相学特征及样品采集

通过对锡田花岗岩体的详细野外地质调查发现，该岩体主要存在两期岩浆活动，早期侵入体呈岩基产出，构成锡田花岗岩体的主体，晚期侵入体以岩株、岩枝等形式穿插于早期花岗岩和围岩中。锡田花岗岩体主要由黑云母二长花岗岩、黑云母花岗岩(包括似斑状黑云母花岗岩和中粗粒黑云母花岗岩)和细粒花岗岩组成。本文对不同岩性及穿插关系的岩石进行了大量的样品采集，并选择其中代表性的样品进行精确的SIMS和LA-ICPMS 锆石U-Pb年龄测定，采样位置及岩石类型列于表 1。

表 1 锡田花岗岩体采样点及U-Pb年龄测定结果 Table 1 Sampling localities and zircon U-Pb results for the Xitian granites in this study
2.1 锆石SIMS U-Pb测年样品选择

本文进行SIMS锆石 U-Pb定年的样品分为两组，野外具有明显侵入接触关系的不同类型花岗岩(2608、2609)，以及采自矿体的含白钨矿蚀变花岗岩(2815)和白钨矿化蚀变花岗岩(2817)。

含钾长石巨晶似斑状黑云母花岗岩(样品2608)与细粒花岗岩(样品2609)样品2608主要矿物组成为：碱性长石(30%~35%)+斜长石(25%~30%)+石英(25%~30%)+黑云母(10%)，含少量锆石、磷灰石、榍石、磁铁矿等副矿物。碱性长石多为正长石，斑晶可达1cm×2.5cm，卡氏双晶常见。斜长石具有环带并从内部开始蚀变。样品2609的矿物组成为碱性长石(35%)+斜长石(30%)+石英(30%)+黑云母(2%~3%)，见锆石、独居石等副矿物。碱性长石可见正长石和条纹长石，斜长石发育聚片双晶和贯穿双晶，石英他形充填。

含白钨矿蚀变花岗岩样品(2815)及白钨矿化蚀变花岗岩样品(2817)样品2815严重高岭土化，碱性长石含量高达 45%以上，石英约25%，斜长石近20%，白云母含量在10%左右。样品2817中碱性长石主要为正长石(40%)，石英含量约30%，斜长石含量约25%且都发生蚀变，含有少量的黑云母和白云母。 2.2 LA-ICPMS锆石U-Pb测年样品选择

选取岩体不同出露部位的五种类型花岗岩(含钾长石巨 晶黑云母花岗岩、似斑状黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩、中细粒黑云母花岗岩以及细粒花岗岩)，用于LA-ICPMS锆石U-Pb测年。

含钾长石巨晶黑云母花岗岩(样品2704、2801、2812)样品2704、2801的矿物组成及含量与样品2708相似，长石多发生高岭土化，碱性长石为正长石和条纹长石，巨晶斑晶可达2cm以上，黑云母部分蚀变为绿泥石。样品2812中钾长石斑晶可达3cm以上，其余组成矿物粒度相近。

似斑状黑云母花岗岩(样品2619、2711、2813)样品2619中矿物组成为：碱性长石(35%)+斜长石(25%)+石英(30%)+黑云母(10%)。其中碱性长石多为正长石，斜长石可见聚片双晶、贯穿双晶以及环带结构。样品2711和样品2813矿物组成与样品2619相似，但未见斜长石环带。

黑云母二长花岗岩(样品2504、2702)样品2504主要矿物组成为碱性长石(30%)+斜长石(30%)+石英(30%)+黑云母(10%)。碱性长石多发生高岭土化，主要为交代成因的条纹长石；斜长石自形程度较好，发育聚片双晶和贯穿双晶，可见绢云母化蚀变；石英他形充填，副矿物有锆石、榍石等。样品2702采于岩体中部，为中粗粒结构。矿物组成及含量上与样品2504相似，但碱性长石主要为正长石，而斜长石可见环带，矿物颗粒大小均匀约1~2.5mm。

中细粒黑云母花岗岩(样品2506、2713、2803、2814)样品2506矿物组成中碱性长石为条纹长石和正长石，发育卡氏双晶，含量在35%以上；斜长石发育卡纳复合双晶，并可见中长石环带，含量约25%；石英含量约30%；黑云母部分蚀变为绿泥石，含量约10%。样品2713中碱性长石多为正长石，少数为条纹长石，斜长石见绢云母化。样品2803为中粒结构，石英含量约为35%，黑云母含量略低(约为5%)。样品2814蚀变严重，正长石多高岭土化及绢云母化，而斜长石主要发生绢云母化，蚀变形成的白云母和磁铁矿等矿物聚合在一起呈黑云母假象出现。

细粒花岗岩(样品2511、2614)样品2511由于接近围岩而发生蚀变，矿物组成及含量与样品2609相似，主要碱性长石(35%)、斜长石(30%)和石英(30%)组成，但蚀变较严重，长石多高岭土化及绢云母化。样品2614中碱性长石多为正长石，斜长石基本无蚀变，石英含量较高，达到40%，黑云母少见。

3 分析测试方法

单矿物锆石分析样品靶的制备前人曾做过详细的描述(宋彪等，2002；Xie et al., 2008)，即在双目镜下挑选透明、无包裹体、无裂隙的待测样品与锆石标样用双面胶粘贴在载玻片上，放上PVC环，然后将环氧树脂和固化剂混合均匀后注入PVC环中，待环氧树脂充分固化后将样品从载玻片上剥离，并对其进行抛光直至矿物颗粒露出一半晶面(宋彪等，2002；Xie et al., 2008)。在中国科学院地质与地球物理研究所扫描电镜(SEM)实验室对制备完成的样品靶进行阴极发光(CL)图像拍摄，以了解被测锆石的内部结构，并作为锆石年龄测定分析点位选取的依据。

3.1 锆石SIMS U-Pb测年

SIMS锆石U-Pb年龄测定采用CAMECA IMS1280型二次离子质谱仪(SIMS)，在中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室完成，详细分析方法见Li et al(2009a，b)。测试时，将锆石标样与待测样品按照1:3比例交替测定。U-Th-Pb同位素比值用标准锆石Pleovice(337Ma，Sláma et al., 2008)校正获得，U含量采用标准锆石91500(81×10-6，Wiedenbeck et al., 1995)校正获得，以长期监测标准样品获得的标准偏差(1SD=1.5%，Li et al., 2010)和单点测试内部精度共同传递得到样品单点误差，并以标准样品Qinghu(159.5Ma，Li et al., 2009b)作为未知样监测数据的精确度。普通Pb校正采用实测204Pb值。由于普通Pb含量非常低，假定普通Pb主要来源于制样过程中带入的表面Pb污染，以现代地壳的平均Pb同位素组成(Stacey and Kramers， 1975)作为普通Pb组成进行校正。同位素比值及年龄误差为1σ，数据结果处理采用Isoplot(Ludwig，2003)软件。

3.2 LA-ICPMS锆石U-Pb测年

LA-ICPMS锆石U-Pb年龄测定采用Agilent 7500a型ICP-MS加载GeoLas型193nm ArF准分子激光剥蚀系统，在中国科学院地质与地球物理研究所多接收等离子体质谱实验室完成。测试仪器是样品槽为GeoLas激光剥蚀器标配，呈圆柱体，体积约为10cm3。将待测样品靶和标样一起放入样品槽中，并摆放在样品槽进气口和出气口的连线方向上。详细的仪器参数、分析方法及测试流程类似于Xie et al(2008)及Yuan et al(2008)。测试时根据待测样品的锆石颗粒大小和U、Pb含量，激光剥蚀的束斑直径为44~60μm不等，脉冲频率为8~10Hz，并以He气作为剥蚀物质的载气。采用国际标准锆石91500作为外标进行同位素质量分馏校正，样品的同位素比值及元素含量计算使用Glitter(Version 4.0)软件，并采用Andersen(2002)提出的未知普通Pb校 正方法对Pb同位素组成进行校正，测试结果谐和图的绘制和加权平均年龄的计算采用Isoplot(Ludwig，2003)软件。

4 样品测年结果 4.1 SIMS锆石U-Pb测年

SIMS锆石U-Pb定年结果列于电子版附表 1中，4个样品的锆石都具有高的U、Th含量，且Th/U比值大都＞0.4，为典型的岩浆锆石(吴元保等，2004)。样品中普通Pb的含量均较低，因此206Pb/238U年龄加权平均值可代表岩浆的结晶年龄。本文选取代表性锆石计算加权平均年龄及绘制谐和图，被测锆石的代表性阴极发光图像和年龄谐和图分别列于图 3和图 4。

附表 1 SIMS锆石U-Pb测年结果 Attached Table 1 SIMS Zircon U-Pb results

图 3 锡田地区花岗岩锆石SIMS U-Pb定年锆石CL图 Fig. 3 Typical cathodoluminescence images of zircons from Xitian granites
Circles indicate the location of SIMS U-Pb analyses

图 4 锡田花岗岩锆石SIMS U-Pb谐和图 Fig. 4 SIMS zircon U-Pb concordia diagrams for the Xitian granites

含钾长石巨晶似斑状黑云母花岗岩(样品2608)中锆石主要由长柱状(长宽比31)和短柱状(长宽比接近11)两种形态组成，多发育较窄的振荡环带(图 3)，14个有效测试点的206Pb/238U加权平均年龄为227.3±1.8Ma(MSWD=1.06)(图 4)。细粒花岗岩(样品2609)中锆石多为长柱状，大多具有条带状内部环带，部分发育振荡环带(图 3)，18个有效测试点的206Pb/238U加权平均年龄为151.3±1.0Ma(MSWD=0.20)。该组样品年龄数据与野外所观察到的侵入接触关系一致，即后期的细粒花岗岩侵入早期的含钾长石巨晶似斑状黑云母花岗岩。

含白钨矿蚀变花岗岩(样品2815)和白钨矿化蚀变花岗岩(样品2817)中锆石形态相近，多为长柱状，内部结构以条带状及典型的振荡环带为主(图 3)。样品2815中选取了16个锆石颗粒进行分析，获得10个较为谐和的分析点，206Pb/238U加权平均年龄为230.2±2.1Ma(MSWD=1.04)。样品2817的20个测点中去除误差较大及具有继承锆石年龄的点后，剩余13个有效测试点的206Pb/238U加权平均年龄为227.7±2.3Ma(MSWD=1.2)。

4.2 LA-ICPMS锆石U-Pb年龄

14个样品的LA-ICPMS锆石U-Pb测年分析结果列于电子版附表 2中，选取代表性锆石计算加权平均年龄并绘制谐和图，代表性被测锆石的阴极发光图像和年龄谐和图分别列于图 5和图 6。

附表 2 锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果 Attached Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb results

图 5 锡田地区花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年锆石CL图 Fig. 5 Cathodoluminescence images of representative zircons from Xitian granites
Circles indicate the location of LA-ICPMS U-Pb analyses

图 6 锡田花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和图 Fig. 6 LA-ICPMS U-Pb zircon concordia diagrams for Xitian granites

含钾长石巨晶黑云母花岗岩 样品2704中锆石多为长柱状，发育较为宽缓的振荡环带，部分为规则的条带状结构(图 5)，Th/U比值为0.17~2.85，19个有效测试点的206Pb/238U加权平均年龄为152.9±1.2Ma(MSWD=0.90)。样品2801的锆石多为短柱状(长宽比小于21)，振荡环带发育(图 5)，Th/U比值为0.34~3.72，15个有效测试点的加权平均值为233.1±1.9Ma(MSWD=0.55)。样品2812中锆石颗粒既有长柱状又有短柱状，振荡环带发育(图 5)，Th/U比值集中于0.14~2.71，16个锆石颗粒的206Pb/238U年龄加权平均值为231.5±1.9Ma(MSWD=0.76)。由此可见，该种类型的花岗岩样品在三叠纪和侏罗纪均有分布。

似斑状黑云母花岗岩 样品2711中锆石多呈长柱状(长宽比大于31)，发育振荡环带(图 5)，Th/U比值介于0.43~1.03，14个有效测试点的206Pb/238U加权平均年龄为153.6±1.4Ma(MSWD=0.42)。样品2619的锆石多为短柱状(11~21)，振荡环带不发育，多具不规则条带状结构(图 5)，Th/U介于0.44~2.51之间，14个测试点的206Pb/238U加权平均年龄为232.6±2.1Ma(MSWD=0.069)。样品2813中锆石多为长柱状(长宽比大于31)，主要以条带状结构和振荡环带为主(图 5)，其Th/U比值介于0.42~2.9之间，12个有效测试点的206Pb/238U加权平均年龄为232.4±2.3Ma(MSWD=0.17)。该类型的花岗岩样品同样来源于三叠纪和侏罗纪两期岩浆活动。

黑云母二长花岗岩 样品2702的锆石多具有不均一的条带状和较窄的振荡环带(图 5)，Th/U比值较小且集中(0.18~2.09)，15个有效测试点的206Pb/238U年龄加权平均值为152.9±1.3Ma(MSWD=0.37)。样品2504的锆石颗粒多为长柱状(长宽比接近31)，以发育条带状结构为主(图 5)，Th/U比值介于0.25~1.59之间，14个有效测试点获得的206Pb/238U加权平均年龄为233.0±2.0Ma(MSWD=0.37)，代表了该黑云母二长花岗岩的结晶时代。因此该区出露的黑云母二长花岗岩是三叠纪和侏罗纪两期岩浆活动的产物。

中细粒黑云母花岗岩 样品2713中锆石多为长柱状，内部结构清晰，振荡环带发育较好(图 5)，Th/U比值介于0.61~2.1之间，17个谐和点的206Pb/238U年龄加权平均值为152.4±1.3Ma(MSWD=0.48)。样品2506中锆石既有长柱状(31)又有短柱状(1.51)，振荡环带不发育(图 5)，锆石颗粒均具有高Th(373×10-6~5918×10-6)、U(452×10-6~5290×10-6)含量，Th/U比值介于0.24~1.92之间，为典型的岩浆锆石，16个测试点获得206Pb/238U加权平均年龄为231.5±1.9Ma(MSWD=0.039)。样品2803的锆石多为短柱状(长宽比21)，振荡环带发育较差，部分为不均一的条带状结构(图 5)，17个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为231.6±1.8Ma(MSWD=0.88)。样品2814中锆石呈长柱状(长宽比21~31)(图 5)，具有高Th(627×10-6~13097×10-6)、U(354×10-6~5488×10-6)含量，高Th/U比值(0.2~4.25)的特点，18个测点的206Pb/238U年龄加权平均值为232.0±1.8Ma(MSWD=0.16)。因此，研究区域内出露的中细粒黑云母花岗岩存在两个不同的侵入期次：三叠纪(~232Ma)和侏罗纪(~152Ma)。

细粒花岗岩 样品2614中锆石呈长柱状和近等轴粒状，大多发育清晰的振荡环带，也可见长条状结构(图 5)，Th/U比值介于0.44~0.84，13个锆石颗粒的206Pb/238U加权平均年龄为151.7±1.5Ma(MSWD=0.21)。样品2511中锆石多为长柱状，发育条带状结构，部分具振荡环带(图 5)，Th/U比值为0.53~4.69，11个锆石颗粒的206Pb/238U年龄加权平均值为232.3±2.3Ma(MSWD=0.054)。不难看出，研究区内细粒花岗岩同样是两期岩浆活动的产物。

5 讨论 5.1 锡田花岗岩体锆石U-Pb年代学格架

前人对锡田花岗岩体的年代学及岩石学研究已经进行了大量的工作，然而关于其形成时代以及岩浆期次仍然存在争议。马铁球等(2005)曾提出锡田花岗岩体存在三叠纪和侏罗纪两期岩浆活动，但由于人们普遍认为华南地区侏罗纪花岗岩对成矿有利，因此这一观点并没有受到重视。近几年来，野外侵入接触关系及新数据的发表都表明存在有中晚三叠世的花岗岩侵入活动(付建明等，2009；伍式崇等，2009)，但是数据依然较少。另外，对于该区是否存在白垩纪的岩浆活动也没有广泛的认同(曾桂华等，2005；付建明等，2009；伍式崇等，2009)。对于锡田花岗岩体岩浆期次的划分，部分研究者提出可以根据组成岩石的矿物的粒度(刘国庆等，2008)或者包体发育与否(付建明等，2009)来进行判别。

本文对锡田花岗岩体中不同岩石类型的18个样品进行了详细的锆石U-Pb年龄测定，大量的数据结果表明同种类型岩石(似斑状黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩、细粒花岗岩等)的形成时代为三叠纪或者侏罗纪。由此可见，同一岩性的花岗岩并不具有相似或相同的年龄组成。有研究者提出的锡田花岗岩体存在由早期到晚期“岩石粒度、钾长石斑晶明显变小变少”以及“石英增加、黑云母减少”的规律(刘国庆等，2008)并不存在，实际上，岩石的这种变化规律即使在同一期次的岩浆侵入中也可以出现，如房山岩体晚期的花岗闪长岩可以分为五个相带，各带之间为渐变过渡关系(蔡剑辉等，2005)，而且该期侵入岩与早一期的石英闪长岩在矿物组合上完全相同(黄福生等，1985；阎国翰等，1995)。由此可见，按照矿物粒度、暗色矿物含量或者是否含包体这些特征进行期次划分的锡田花岗岩是无法与其成岩期次一一对应的。

本文对锡田花岗岩体样品的年代学分析结果表明，锡田花岗岩体主要存在两个不同的岩浆期次：晚三叠世(227~233Ma)和晚侏罗世(150~154Ma)，且两期岩浆活动具有相同的岩性组合(似斑状黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩以及细粒花岗岩等)。刘国庆等(2008)曾提出锡田花岗岩体存在有白垩纪的岩浆活动(114±14Ma，全岩Rb-Sr法)，然而并没有其他研究者发表关于锡田地区该时期岩浆侵入的年龄数据，本文大量测试结果也未发现该时期的岩浆活动，这表明早白垩世岩浆可能在该区发育极少。结合野外观察、采样点的位置和详细的年代学结果，可以看出三叠纪花岗岩广泛分布于锡田花岗岩体的北部和中部，在发育矿脉的岩体两侧也有分布；而晚期的侏罗纪花岗岩仅在锡田花岗岩体中部及东部的矿体附近见到。由此可见，锡田花岗岩体的主体为三叠纪时期的花岗岩，而侏罗纪花岗岩在锡田花岗岩体中星散分布，仅有小型岩株、岩瘤、岩枝状产出并穿插前期花岗岩(付建明等，2012)。

在华南其他地区也广泛发育中晚三叠世的花岗岩，如湖南白马山(陈卫锋等，2007)、江西大吉山(邱检生等，2004)、龙源坝(张敏等，2006)、广东贵东(徐夕生等，2003)、广西大容山-十万大山(邓希光等，2004)等，而这些花岗岩一般都是由多期次花岗岩质岩浆活动构成的复式岩体(郭春丽等，2012)，在其中也都发现了侏罗纪花岗岩的侵入，如白马山(176Ma，陈卫锋等，2007)、大吉山(147Ma，张文兰等，2004)、龙源坝(149Ma，张敏等，2006)。由此可见，锡田岩体的两次岩浆侵入活动与区域上其他岩体可进行对比，这对进一步探讨整个华南构造-岩浆活动具有重要的意义。

5.2 锡田钨锡矿成矿时代探讨

锡田钨锡矿成矿时代的确定是解决矿床成因、花岗岩体与矿床成因关系等问题的关键。前人主要针对锡田矿区云英岩-石英脉型矿床的形成年龄进行了一系列的研究(刘国庆等，2008；马丽艳等，2008；付建明等， 2009，2012)，分析结果显示锡田石英脉型钨锡矿成矿时代在140~160Ma之间，与钦-杭成矿带上的柿竹园(151.0±3.5Ma，李红艳等，1996)、黄沙坪(153.8±4.8Ma，马丽艳等，2007)、骑田岭白蜡水(151~157Ma，彭建堂等，2007)、九嶷山大坳(151.3±2.4Ma，付建明等，2007)等钨锡多金属矿床的成矿时代相近，也与华南中生代大规模成岩成矿作用高峰期(150~160Ma)一致。尽管各种同位素体系在不同的矿物中封闭温度差别很大，但考虑各种测年方法的精确度及误差范围，可以确定锡田矿区云英岩-石英脉型矿床的形成时代应该在晚侏罗世，与同期的花岗岩侵入有关(付建明等，2009；伍式崇等，2009)。

锡田矿区主要矿床类型为矽卡岩型，其次为破碎带蚀变型和云英岩-石英脉型(付建明等，2009)。详细的野外调查发现，与矽卡岩型矿体直接接触的大部分是中晚三叠世花岗岩，也可见到晚侏罗世的花岗岩岩株(付建明等，2012)，对与矽卡岩型矿体直接接触的含矿花岗岩进行年龄测定，有助于揭示矿体的形成时代。前人对锡田矿区矽卡岩型矿床的形成时代涉及甚少，本文中含白钨矿蚀变花岗岩样品(2815)及白钨矿化蚀变花岗岩样品(2817)选自锡田矽卡岩型钨锡矿区垄上21号矿体，对其精确的SIMS锆石U-Pb测年数据显示其形成时代为晚三叠世。2个花岗岩样品中的锆石都具有典型的韵律环带(图 3)和较高的Th/U比值，呈现岩浆锆石的特征，且无后期蚀变，因此，这2个样品的锆石U-Pb年龄可以代表岩体的形成时代，可能与矿床形成近于同期。尽管华南大规模成矿作用主要集中在150~160Ma，但也有中晚三叠世成矿的例子，如湖南荷花坪锡矿(224.0±1.9Ma，蔡明海等，2006)、江西仙鹅塘钨锡矿(231.4±2.4Ma，刘善宝等，2008)等。因此，锡田地区可能存在晚三叠世的成矿作用，而不是前人所认为的中晚三叠世仅形成钨锡矿化，不成工业矿体(马铁球等，2005；伍式崇等，2009；付建明等， 2009，2012)，详细的成矿年代学工作还在进一步进行中。

6 结论

(1)湖南锡田花岗岩体中不同类型花岗岩的锆石SIMS和LA-ICPMS U-Pb年龄测定结果表明，该岩体主要由晚三叠世(227~233Ma)和晚侏罗世(150~154Ma)两期岩浆活动形成。

(2)对含白钨矿蚀变花岗岩及白钨矿化蚀变花岗岩的SIMS锆石U-Pb定年结果显示，该地区可能存在晚三叠世的成矿作用，结合前人的工作推断锡田地区钨锡矿的形成受晚三叠世和晚侏罗世两期岩浆事件的影响。

致谢     野外工作得到湖南省地质矿产勘查开发局四一六队的大力帮助；锆石U-Pb定年工作得到中国科学院地质与地球物理研究所杨岳衡高工，张艳斌副研究员及杨亚楠、朱昱升两位博士的帮助；在此一并致以衷心的感谢！
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