粤北大宝山矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

王磊; 胡明安; 杨振; 陈开旭; 夏金龙

doi:10.3799/dqkx.2010.018

粤北大宝山矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

doi: 10.3799/dqkx.2010.018

王磊^{1, 2},
胡明安^1, ,,
杨振¹,
陈开旭³,
夏金龙¹

1.
中国地质大学资源学院, 湖北武汉 430074
2.
中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 湖北武汉 430074
3.
中国地质调查局宜昌地质矿产研究所, 湖北宜昌 443003

基金项目:

国土资源部危机矿山接替资源找矿项目 220644088

详细信息

作者简介:
王磊(1981-), 男, 在读博士, 矿床学专业

通讯作者:
胡明安, E-mail: anminghu@tom.com

中图分类号: P597.3;P588.13;P618.65
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出版历程
- 收稿日期: 2009-02-26
- 刊出日期: 2010-03-01

Geochronology and Its Geological Implications of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating of Granodiorite Porphyries in Dabaoshan Polymetallic Ore Deposit, North Guangdong Province

1.
Faculty of Earth Resources, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
2.
State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
3.
Yichang Institute of Geology and Mineral Resources, China Geological Survey, Yichang 443003, China

摘要

摘要: 对粤北大宝山钼钨多金属矿区的花岗闪长斑岩进行了锆石阴极发光显微结构观察和LA-ICP-MS锆石微区U-Pb定年.在锆石阴极发光图像中, 两个花岗闪长斑岩样品中的锆石颗粒具有明显的振荡环带, 为典型的岩浆锆石.LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示: 大宝山花岗闪长斑岩样品中具岩浆环带锆石区域12个分析点的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为175.8±1.5 Ma(MSWD=0.037), 船肚花岗闪长斑岩样品中具岩浆环带锆石区域16个分析点的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为175.0±1.7 Ma(MSWD=0.41).它们的形成时代约175 Ma, 为燕山早期第Ⅰ阶段(180~170 Ma)产物.本次对大宝山矿区花岗闪长斑岩形成时代的准确厘定, 为大宝山和船肚花岗闪长斑岩原本连为一体被后期构造错断的认识提供了新证据, 岩体错断部位是矿区Mo-W矿进一步勘探的重要方向.结合相关研究表明, 其成岩成矿动力学背景与邻区岩体相似, 为南岭地区同一期岩石圈伸展-减薄事件的产物.同时启示我们, 在南岭地区还存在燕山早期第一阶段(180~170 Ma)利于形成Mo-W矿的花岗岩类小岩体未被揭露.
- 花岗闪长斑岩 /
- 锆石 /
- LA-ICP-MS U-Pb定年 /
- 大宝山矿区
Abstract: The dating of LA-ICP-MS zircon U-Pb was carried out for granodiorite porphyries at Dabaoshan polymetallic ore deposit in North Guangdong Province. In cathodoluminescence (CL) image, most zircons in two granodiorite porphyry samples exhibit oscillatory zoning, which is typical for magmatic zircon. The dating of LA-ICP-MS zircon U-Pb of two samples shows the results that 12 points of oscillatory zoned domains of Dabaoshan granodiorite porphyry sample yields a group of weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages at (175.8±1.5)Ma (MSWD=0.037) and 16 points of oscillatory zoned domains of Chuandu granodiorite porphyry yields a group of weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages at (175.0±1.7) Ma (MSWD=0.41). So the epoch of granodiorite porphyry emplacement is nearly 175 Ma, belonging to the first stage of the early Yanshanian (180-170 Ma). According to the precise ages we have obtained, Dabaoshan and Chuandu granodiorite porphyries are a whole magamtic rock divided by the post-mineralization fault, and the faulted space is the most important direction for further exploration of Mo-W. The study, together with others, suggests that its geodynamic setting was the same as that of the near magamatic rocks, which formed in the same episode lithosphere extension event in Nanling region. In addition, we conclude that in the first stage of the early Yanshanian, some granodiorite porphyries favorable to forming Mo-W deposits have been undiscovered in Nanling region.
- granodiorite porphyry /
- zircon /
- LA-ICP-MS U-Pb geochronology /
- Dabaoshan ore deposit

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大宝山多金属矿床为我国著名的大型矿床之一(图 1).早在解放前，相继有冯景兰、朱庭祜、徐瑞麟等老一辈地质学家进行过矿床地质的调查.解放后，随着研究工作的深入，发现了许多新矿床，使本区成为华南重要的铁、铜、铅、锌、硫矿产资源基地之一(刘孝善和周顺之，1985).前人对大宝山矿区的矿床地质、成矿条件、成矿机理、成矿模式等有过研究(刘孝善和周顺之，1985；刘姤群等，1985；罗年华，1985；庄明正，1986；葛朝华和韩发, 1986, 1987；黄书俊等，1987；汤吉方等，1992；蔡锦辉和刘家齐，1993a；裴太昌等，1994；何金祥等，1996；宋世明等，2007)，并对该地区的花岗闪长斑岩和次英安斑岩进行了地球化学和同位素年代学研究(刘姤群等，1985；葛朝华和韩发，1987；汤吉方等，1992；蔡锦辉和刘家齐，1993b；裴太昌等，1994).但前人获取的年代学数据中，花岗闪长斑岩年龄跨度在155~97 Ma之间，次英安斑岩年龄为195.5~168 Ma和441 Ma.不同的研究者所获得的年龄并不一致，同一岩性的岩体不同的测试方法所给出的年龄也不相同，导致无法对成岩年龄准确限定，制约了对矿床成因、成矿模式的研究.2008年笔者借助在大宝山矿区开展危机矿山接替资源研究的契机，对与Mo-W成矿有关的花岗闪长斑岩进行了LA-ICP-MS锆石微区U-Pb定年，获得了高精度的年龄数据，并与南岭中段其他相关矿床进行了对比，阐述了其地质意义.

图 1 大宝山多金属矿区地质略图(葛朝华和韩发，1987；王建新，2006)

J₁ln.下侏罗统兰塘群；C₁dc.下石炭统大塘阶测水组；D₃t.上泥盆统天子岭组；D₂d^b.中泥盆统东岗岭组上亚组；D₂d^a.中泥盆统东岗岭组下亚组；D_1-2gt.中下泥盆统桂头群；∈.寒武系；1.矽卡岩型Mo-W矿；2.斑岩型钼钨矿带；3.褐铁矿铁帽；4.大宝山向斜；5.压性冲断裂；6.压扭性断裂；7.扭性断裂；8.地质界线；9.花岗闪长斑岩；10.次英安斑岩

Fig. 1. Sketch geological map of Dabaoshan polymetallic ore deposit

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1. 矿区地质概况

大宝山多金属矿床位于广东省北部、南岭花岗岩带中段，大地构造位置上位于南岭东西向构造带南侧、北江北东向断裂与近东西向大东山-贵东构造岩浆岩带的复合部位(图 1).区内构造以断裂为主，主要有近东西向船肚-大宝山断裂(F₁)，北东-南北向九曲岭断裂(F_2a，F_2b)和徐屋断裂(F₃)及北北西向的大宝山断裂(F₄)和丘坝断裂(F₅).其中，九曲岭断裂(F_2a)错断船肚-大宝山东西向断裂(F₁)，并使沿船肚-大宝山断裂(F₁)侵入的花岗闪长斑岩体分成两段(王殿宝等，2006)，即船肚花岗闪长斑岩体和大宝山花岗闪长斑岩体.矿区出露的地层主要有寒武系浅变质砂页岩及板岩，中下泥盆统桂头群砂砾岩及砂页岩，中泥盆统东岗岭组灰岩、上泥盆统天子岭组灰岩和下侏罗统兰塘群砂页岩.矿区出露的岩浆岩主要为次英安斑岩和花岗闪长斑岩.其中，与成矿有关的岩体为大宝山次英安斑岩、大宝山花岗闪长斑岩和船肚花岗闪长斑岩.大宝山花岗闪长斑岩侵入于次英安斑岩及侏罗系地层中.次英安斑岩具脱玻结构、斑状结构和流动构造；主要斑晶矿物为中性斜长石和石英，具强烈硅化、绢云母化和黄铁矿化.花岗闪长斑岩均为斑状结构和块状构造；主要由石英、斜长石、钾长石和黑云母组成，具强烈云英岩化、硅化、绢云母化、黄铁矿化和辉钼矿化.在副矿物组合上次英安斑岩和花岗闪长斑岩均有磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石等(刘姤群等，1985；汤吉方等，1992；蔡锦辉和刘家齐, 1993a, 1993b).

前人研究表明(刘姤群等，1985；汤吉方等，1992)，矿区两期岩浆的侵入相应发生了两次成矿作用.与次英安斑岩有成因联系的黄铜矿-黄铁矿体、铅锌矿体及菱铁矿体分布在大宝山次英安斑岩墙东侧东岗岭组中.矿体呈层状、似层状、透镜状和脉状分布.与花岗闪长斑岩有关的斑岩型-矽卡岩型钼钨矿体分布在大宝山和船肚花岗闪长斑岩体的内外接触带(图 1).该矿床围岩蚀变普遍而强烈，空间上自西向东，从北往南，有逐步减弱的趋势.其蚀变类型主要有：角岩化、矽卡岩化(包括石榴石、透辉石、阳起石、透闪石、绿帘石等蚀变)、钾长石化、碳酸盐化、黑云母化及绢云母化等.

2. 样品及分析方法

在大宝山ZK5404钻孔69~74 m处和船肚花岗闪长斑岩与泥盆系天子岭组灰岩接触带附近的岩体中，本次研究共采集2块花岗闪长斑岩样品.样品编号为ZK5404和CD-22(图 1).锆石分选在中国地质大学(武汉)选矿实验室完成.在测试之前，在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室进行透射、反射光拍照，并利用JEOL JXA-8100型电子探对锆石晶体进行阴极发光(CL)照相.2个样品中的锆石为半自形到自形，锆石的长度为60~200 μm，长宽比为1.5∶1~2.5∶1.CL图像揭示锆石存在明显的核-边结构.锆石边大多具有清楚的振荡环带，为典型的岩浆锆石(Crofu et al., 2003；吴元保和郑永飞，2004；吴元保等，2005)，而核部具强的发光性，无明显的结构，部分依稀可见残留的岩浆环带(图 2a中2.2、13；图 2b中3).

图 2 花岗闪长斑岩样品ZK5404(a)和CD-22(b)中典型锆石阴极发光(CL)图像

Fig. 2. Typical CL images of zircons with ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages for granodiorite porphyry samples ZK5404 (a) and CD-22 (b) at Dabaoshan ore deposit

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锆石U-Pb同位素分析在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室的LA-ICP-MS仪器上采用标准测定程序进行，详细的实验原理及流程见参考文献(Yuan et al., 2004).测试点的选取首先根据锆石反射光和透射光照片进行初选，再与CL照片对比，力求避开内部裂隙和包裹体，以获得尽可能准确的年龄信息(何世平等，2008).在每个样品靶测试前，先测定1个NIST610标准样，2个91500标准样，2个GJ-1标准样.每5个样品点完成后测试2个91500标准样，1个GJ-1标准样.每个样品靶测试完后，再测定2个91500标准样，2个GJ-1标准样，1个NIST610标准样.本次共测试了28个GJ-1标准样，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为592.6~603.4 Ma.锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标标准物质，元素含量采用NIST610作为外标，²⁹Si为内标.测试结果通过Macquarie University的GLITTER软件计算得出，并按照Andersen(2002)的ComPbCon#3-151程序对其进行了普通铅校正，年龄计算及谐和图采用Ludwig(2001)的Isoplot软件完成.

3. 结果

笔者对样品ZK5404中的15颗锆石进行了18个点的年龄测定，对样品CD-22中的17颗锆石进行了19个点的年龄测定，结果列于表 1、表 2和图 3.

表 1 粤北大宝山多金属矿区花岗闪长斑岩(样品ZK5404)单颗粒锆石U-Pb同位素测定结果

Table Supplementary Table Results of U-Pb isotopic dating for the single-grain zircon for granodiorite porphyry sample ZK5404 at Dabaoshan ore deposit, North Guangdong

样品编号	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
样品编号	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
ZK5404.1	0.051 0	0.001 6	0.194 8	0.005 9	0.027 7	0.000 5	0.008 3	0.000 2	240	39	181	5	176	3	167	4	< 1.67	184.53	10.18	4.76	290.97	1 588.95	0.18
ZK5404.2.1	0.050 9	0.001 6	0.194 0	0.006 0	0.027 6	0.000 5	0.008 3	0.000 2	238	41	180	5	176	3	167	4	< 1.89	168.70	9.31	5.84	357.54	1 457.70	0.25
ZK5404.2.2	0.080 5	0.003 2	1.863 9	0.065 8	0.167 9	0.002 9	0.050 2	0.000 8	1 210	79	1 068	23	1 000	16	989	15	< 1.62	910.54	83.16	54.39	505.54	1 288.85	0.39
ZK5404.3	0.054 4	0.001 7	0.207 6	0.006 5	0.027 7	0.000 5	0.008 7	0.000 2	388	40	192	5	176	3	176	4	< 1.17	197.51	11.66	10.05	583.35	1 705.71	0.34
ZK5404.4	0.052 5	0.001 6	0.201 3	0.005 9	0.027 8	0.000 5	0.008 7	0.000 2	307	37	186	5	177	3	175	4	< 2.06	205.94	11.73	9.19	535.85	1 770.03	0.30
ZK5404.5.1	0.099 5	0.003 6	3.086 1	0.096 5	0.224 9	0.003 9	0.065 7	0.001 1	1 615	68	1 429	24	1 308	20	1 286	20	< 1.26	471.05	51.98	12.22	85.60	500.58	0.17
ZK5404.5.2	0.058 4	0.001 9	0.223 1	0.007 2	0.027 7	0.000 5	0.008 2	0.000 2	544	41	204	6	176	3	164	4	< 1.91	186.23	11.84	8.39	523.33	1 611.08	0.32
ZK5404.6	0.050 7	0.002 1	0.193 6	0.007 9	0.027 7	0.000 5	0.008 6	0.000 3	225	60	180	7	176	3	173	6	< 2.22	128.54	7.10	4.48	265.43	1 112.07	0.24
ZK5404.7	0.054 2	0.002 9	0.205 6	0.010 2	0.027 5	0.000 5	0.008 6	0.000 1	381	122	190	9	175	3	173	3	1.53	230.35	15.04	12.27	633.62	1 999.39	0.32
ZK5404.8.1	0.052 1	0.002 0	0.199 5	0.007 5	0.027 8	0.000 5	0.008 3	0.000 3	291	53	185	6	176	3	167	5	< 1.70	218.92	12.49	8.21	503.68	1 897.17	0.27
ZK5404.8.2	0.050 8	0.002 6	0.252 0	0.012 5	0.036 0	0.000 7	0.009 1	0.000 4	233	78	228	10	228	4	183	8	< 1.79	41.13	2.29	1.11	62.03	275.17	0.23
ZK5404.9	0.053 7	0.002 0	0.203 2	0.007 4	0.027 5	0.000 5	0.008 7	0.000 3	357	49	188	6	175	3	175	5	1.85	180.16	10.59	7.95	465.83	1 579.51	0.29
ZK5404.10	0.052 2	0.002 5	0.240 9	0.011 3	0.033 5	0.000 7	0.011 8	0.000 4	292	71	219	9	212	4	237	9	< 1.39	56.51	3.23	2.57	111.18	406.21	0.27
ZK5404.11	0.050 6	0.002 0	0.193 4	0.007 4	0.027 7	0.000 5	0.008 4	0.000 3	224	55	180	6	176	3	170	5	< 1.47	147.67	8.22	5.65	341.81	1 285.71	0.27
ZK5404.12	0.050 0	0.002 0	0.190 7	0.007 6	0.027 7	0.000 5	0.008 4	0.000 3	195	57	177	6	176	3	168	6	< 1.34	207.77	11.43	5.83	356.19	1 813.27	0.20
ZK5404.13	0.158 7	0.005 8	6.872 4	0.247 2	0.314 1	0.005 9	0.088 4	0.002 7	2 442	36	2 095	32	1 761	29	1 713	51	< 1.64	205.92	35.96	20.98	121.01	158.29	0.76
ZK5404.14	0.051 7	0.002 9	0.195 8	0.010 5	0.027 5	0.000 5	0.008 6	0.000 1	272	132	182	9	175	3	174	3	< 1.57	163.65	10.21	7.09	358.70	1 429.96	0.25
ZK5404.15	0.055 7	0.002 2	0.544 5	0.021 4	0.070 8	0.001 3	0.020 6	0.000 7	442	54	441	14	441	8	412	13	< 1.35	243.09	14.93	20.58	510.13	829.28	0.62

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表 2 粤北大宝山多金属矿区花岗闪长岩(样品CD-22)单颗粒锆石U-Pb同位素测定结果

Table Supplementary Table Results of U-Pb isotopic dating for the single-grain zircon for granodiorite sample CD-22 at Dabaoshan ore deposit, North Guangdong

样品编号	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
样品编号	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
CD-22.1	0.063 1	0.003 3	0.241 9	0.012 5	0.027 8	0.000 6	0.008 5	0.000 3	710	75	220	10	177	4	172	5	< 1.12	28.13	1.92	3.92	231.55	242.08	0.96
CD-22.2	0.051 2	0.002 5	0.193 9	0.008 9	0.027 5	0.000 5	0.008 7	0.000 1	249	116	180	8	175	3	174	3	1.75	195.17	12.54	12.39	610.11	1 684.63	0.36
CD-22.3	0.057 2	0.001 9	0.501 0	0.016 3	0.063 6	0.001 1	0.019 6	0.000 5	498	42	412	11	397	7	392	10	< 1.21	162.13	10.07	13.94	359.81	611.61	0.59
CD-22.4	0.051 6	0.002 5	0.196 6	0.008 7	0.027 6	0.000 5	0.008 7	0.000 1	267	112	182	7	176	3	175	3	1.55	136.65	8.40	3.95	181.08	1 178.59	0.15
CD-22.5	0.054 1	0.002 7	0.204 9	0.009 7	0.027 4	0.000 5	0.008 6	0.000 1	377	116	189	8	175	3	173	3	2.51	117.48	7.65	6.01	307.37	1 022.55	0.30
CD-22.6	0.061 1	0.005 7	0.532 3	0.048 7	0.063 2	0.001 3	0.019 5	0.000 3	641	210	433	32	395	8	390	6	5.40	75.10	9.10	11.35	172.36	267.44	0.64
CD-22.7	0.050 3	0.001 7	0.192 4	0.006 5	0.027 7	0.000 5	0.008 2	0.000 2	209	46	179	6	176	3	164	5	< 0.92	122.28	6.72	4.16	258.79	1 062.08	0.24
CD-22.8	0.051 7	0.001 7	0.197 8	0.006 6	0.027 7	0.000 5	0.009 2	0.000 3	274	45	183	6	176	3	186	5	1.67	170.10	9.62	4.65	256.29	1 478.86	0.17
CD-22.9	0.050 4	0.002 5	0.191 0	0.008 6	0.027 5	0.000 5	0.008 7	0.000 1	213	114	177	7	175	3	174	3	1.85	200.33	12.20	7.73	376.77	1 746.03	0.22
CD-22.10	0.051 2	0.002 0	0.195 7	0.007 4	0.027 7	0.000 5	0.008 4	0.000 3	252	54	181	6	176	3	170	5	2.07	172.94	9.72	5.98	363.10	1 510.25	0.24
CD-22.11	0.047 9	0.001 8	0.183 5	0.006 9	0.027 8	0.000 5	0.008 2	0.000 3	93	55	171	6	177	3	164	5	< 1.43	181.74	9.54	6.23	390.86	1 582.09	0.25
CD-22.12	0.051 9	0.002 6	0.196 4	0.009 0	0.027 4	0.000 5	0.008 6	0.000 1	283	116	182	8	174	3	173	3	< 1.31	214.37	13.04	7.59	396.42	1 884.74	0.21
CD-22.13	0.049 1	0.001 9	0.206 0	0.008 0	0.030 4	0.000 6	0.008 9	0.000 3	154	56	190	7	193	4	179	6	< 1.43	211.99	11.44	8.79	507.27	1 689.70	0.30
CD-22.14.1	0.053 1	0.002 9	0.200 9	0.010 3	0.027 4	0.000 5	0.008 6	0.000 1	333	127	186	9	174	3	173	3	3.72	266.96	18.50	10.69	441.63	2 330.23	0.19
CD-22.15	0.052 0	0.006 0	0.191 1	0.021 6	0.026 7	0.000 6	0.008 4	0.000 2	284	260	178	18	170	4	169	4	8.03	275.11	25.72	32.08	1 243.65	2 332.14	0.53
CD-22.16	0.056 7	0.006 0	0.206 9	0.021 5	0.026 5	0.000 6	0.008 2	0.000 2	479	242	191	18	168	4	166	5	9.97	211.78	21.87	15.58	369.56	1 795.95	0.21
CD-22.17	0.054 5	0.006 6	0.207 4	0.024 5	0.027 6	0.000 9	0.008 2	0.000 6	392	209	191	21	176	5	165	12	< 2.83	15.11	0.94	1.38	81.72	128.43	0.64
CD-22.14.2	0.047 2	0.003 5	0.180 6	0.013 0	0.027 7	0.000 7	0.008 8	0.000 6	60	113	169	11	176	4	178	11	< 3.80	176.20	9.49	4.67	256.91	1 488.11	0.17
CD-22.2.2	0.049 5	0.003 4	0.189 1	0.012 6	0.027 7	0.000 7	0.008 3	0.000 5	173	108	176	11	176	4	166	9	2.96	243.94	13.85	14.00	821.31	2 060.96	0.40

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图 3 花岗闪长斑岩样品(ZK5404、CD-22)锆石U-Pb谐和图

Fig. 3. U-Pb concordia diagrams of zircons from granodiorite porphyry samples (ZK5404, CD-22) at Dabaoshan ore deposit

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样品ZK5404中12个分析点位于岩浆环带清楚的锆石区域，这些分析点的Th和U的含量变化范围分别为(265.43~633.62)×10^-6和(829.28~1 999.39)×10^-6，对应的Th/U比值为0.18~0.34；²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为176±3 Ma~175±3 Ma，加权平均结果为175.8±1.5 Ma(MSWD=0.037).该年龄代表了大宝山花岗闪长斑岩的形成年龄.分析点2.2、5.1、8.2、10和13位于继承锆石的核部.除分析点2.2具高的Th和U含量(Th：505.54×10^-6，U：1 228.85×10^-6)外，其他4个分析点Th和U含量分别为(62.03~121.01)×10^-6和(158.29~500.58)×10^-6，但它们Th/U较高(0.17~0.76)，表观年龄分别为1 210±79 Ma、1 615±68 Ma、228±4 Ma、212±4 Ma和2 442±36 Ma.

样品CD-22中16个分析点位于岩浆环带清楚的锆石区域，这些分析点的Th和U的含量变化范围分别为(81.72~1 243.65)×10^-6和(128.43~2 332.14)×10^-6，对应的Th/U比值为0.15~0.96；²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为177±3 Ma~168±4 Ma，加权平均结果为175.0±1.7 Ma(MSWD=0.41).该年龄代表了船肚花岗闪长斑岩的形成年龄.分析点3和6位于继承锆石的核部，Th和U含量分别为359.81×10^-6、172.36×10^-6和611.61×10^-6、267.44×10^-6，对应的Th/U比值分别为0.59和0.64；²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为397±7 Ma和395±8 Ma.13号分析点可能打在锆石核边分界处，给出了193±4 Ma的混合年龄，无地质意义.

4. 讨论与结论

对大宝山花岗闪长斑岩的年龄，刘姤群等(1985)采用K-Ar法测定年龄为101~97 Ma，蔡锦辉和刘家齐(1993b)采用全岩Rb-Sr等时线法获得年龄为155±23 Ma.但由于K-Ar和Rb-Sr同位素体系封闭温度较低，易受后期构造-热事件影响而导致其年龄值偏低，且本区出露岩体均受到不同程度的蚀变，因此上述年龄并不可信.大宝山矿区成岩成矿年代数据的不确定性一直制约着对该矿床成岩成矿过程的研究，而且对于与钼钨成矿作用有关的船肚花岗闪长斑岩的测年工作，前人更未涉及.笔者采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法对大宝山和船肚花岗闪长斑岩定年，结果分别为175.8±1.5 Ma(MSWD=0.037)和175.0 ±1.7 Ma(MSWD =0.41).它们在误差范围内完全一致，形成年龄约175 Ma，属于燕山早期Ⅰ阶段180~170 Ma产物. 大宝山和船肚花岗闪长斑岩测年结果的一致性，为大宝山和船肚花岗闪长斑岩原本连为一体被后期构造错断的认识提供了新证据.在钼钨成矿作用发生之后，九曲岭断裂(F_2a)将原本连为一体的花岗闪长斑岩错断为目前情形，船肚岩体基本未发生位移，大宝山岩体往南滑动.断裂错动很可能将形成的矿体错断、深埋.因此，我们认为岩体错断部位是矿区Mo-W矿进一步勘探的重要方向.大宝山矿区物探资料显示(广东省大宝山矿业有限公司，2007.广东省大宝山危机矿山接替资源勘查项目续做申请书)，物化探异常在大宝山矿段的北部及北东部异常并未圈闭，其北部偏左的异常正对应着断裂错开部位，目前钻孔中见矿良好的ZK4602孔就位于错断位置附近.

同时，李献华等(2007)对南岭及邻区燕山早期花岗岩的年龄统计表明，燕山早期第Ⅰ阶段(180~170 Ma)的岩浆活动规模较小，花岗闪长质小岩体仅在湘东南水口山、宝山、江华、江永地区(Wang et al., 2002)和赣东北德兴地区(王强等，2004)出现.但最近对湘东南小岩体采用锆石SHRIMP U-Pb定年表明，水口山花岗闪长岩形成年龄为163±2 Ma(MSWD=0.34)(马丽艳等，2006)、铜山岭花岗闪长岩形成年龄为149±4 Ma(MSWD=1.2)(魏道芳等，2007)、宝山花岗闪长岩形成年龄为158±2 Ma(MSWD=0.26)和161±1 Ma(MSWD=0.66)(伍光英等，2005；路远发等，2006).这些高精度的年龄数据(163~149 Ma)表明，湘东南地区的花岗闪长质小岩体并不属于燕山早期第Ⅰ阶段产物.通过大宝山和湘东南这两个例子，我们可以认为，南岭地区应还存在燕山早期第Ⅰ阶段花岗质小岩体未被高精度的同位素年代学数据揭露.

自20世纪90年代以来，众多学者先后对华南地区中生代大规模成岩成矿作用背景进行研究与讨论，目前的主导观点是中生代华南处于岩石圈拆沉或伸展减薄环境，而且认为在燕山早期便开始伸展(Chen et al., 2002；陈志刚等，2003；范蔚茗等，2003；Hua et al., 2003；谢桂青，2003；毛景文等，2004；华仁民等, 2005a, 2005b；朱金初等，2005；李献华等，2007；Li et al., 2007).谢桂青(2003)提出华南地区的岩石圈伸展主要可以归并为180~155 Ma、145~125 Ma和110~75 Ma三个阶段.范蔚茗等(2003)认为华南地区至少存在220 Ma、175 Ma、150~120 Ma、90~80 Ma四次明显的岩石圈伸展减薄事件，且175~90 Ma期间陆内岩石圈伸展减薄作用最强.已有成果表明(徐夕生等，2003；张敏等，2003；马铁球等，2006；黄会清等，2008)，矿区东北侧贵东杂岩体为印支期(239~235.8 Ma)-燕山期(160~151 Ma)多次岩浆侵入的复式杂岩体，形成于晚造山至后造山的拉张环境.矿区西侧大东山岩体主体侵位于165~159 Ma，为后造山拉张环境或岩石圈伸展拉张环境下的产物.另外，彭建堂等(2008)对湘东南地区W-Sn-Mo成岩成矿时代统计结果表明，其成岩成矿时代分布范围为162~148 Ma，主要集中在160~150 Ma之间，成矿与相关花岗岩的成岩基本是同时的，或稍晚于花岗岩的成岩作用，同时认为，南岭中段花岗岩大规模的侵入和W、Sn等金属的爆发性成矿均形成于岩石圈伸展减薄-地壳拉张的构造环境.毛景文等(2004)报道的大宝山铜矿床层状矿体中单个辉钼矿Re-Os模式年龄为164.7±3 Ma，略早于162 Ma.因此，大宝山矿区的成岩成矿时代与上述岩体具有一致性或继承性.据此推测大宝山矿床成岩成矿动力学背景与上述岩体相似，为同一期岩石圈伸展-减薄事件产物.同时启示我们，在南岭地区还应存在燕山早期第一阶段(180~170 Ma)利于形成Mo-W矿的花岗岩类小岩体未被高精度测年方法所揭露.

致谢: 广东省大宝山矿业有限公司黄建华副总经理、邹卫清副总经理和刘聪主任等为本研究的野外地质工作提供了大力协助；中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室胡兆初副研究员、郑曙工程师、徐旺春博士、高长贵博士为锆石微区U-Pb同位素分析提供了指导和帮助；评审专家对论文初稿提出了宝贵修改意见，特此致谢！

图 1 大宝山多金属矿区地质略图(葛朝华和韩发，1987；王建新，2006)

Fig. 1. Sketch geological map of Dabaoshan polymetallic ore deposit

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图 2 花岗闪长斑岩样品ZK5404(a)和CD-22(b)中典型锆石阴极发光(CL)图像

Fig. 2. Typical CL images of zircons with ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages for granodiorite porphyry samples ZK5404 (a) and CD-22 (b) at Dabaoshan ore deposit

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图 3 花岗闪长斑岩样品(ZK5404、CD-22)锆石U-Pb谐和图

Fig. 3. U-Pb concordia diagrams of zircons from granodiorite porphyry samples (ZK5404, CD-22) at Dabaoshan ore deposit

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表 1 粤北大宝山多金属矿区花岗闪长斑岩(样品ZK5404)单颗粒锆石U-Pb同位素测定结果

Table 1. Results of U-Pb isotopic dating for the single-grain zircon for granodiorite porphyry sample ZK5404 at Dabaoshan ore deposit, North Guangdong

样品编号	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
样品编号	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
ZK5404.1	0.051 0	0.001 6	0.194 8	0.005 9	0.027 7	0.000 5	0.008 3	0.000 2	240	39	181	5	176	3	167	4	< 1.67	184.53	10.18	4.76	290.97	1 588.95	0.18
ZK5404.2.1	0.050 9	0.001 6	0.194 0	0.006 0	0.027 6	0.000 5	0.008 3	0.000 2	238	41	180	5	176	3	167	4	< 1.89	168.70	9.31	5.84	357.54	1 457.70	0.25
ZK5404.2.2	0.080 5	0.003 2	1.863 9	0.065 8	0.167 9	0.002 9	0.050 2	0.000 8	1 210	79	1 068	23	1 000	16	989	15	< 1.62	910.54	83.16	54.39	505.54	1 288.85	0.39
ZK5404.3	0.054 4	0.001 7	0.207 6	0.006 5	0.027 7	0.000 5	0.008 7	0.000 2	388	40	192	5	176	3	176	4	< 1.17	197.51	11.66	10.05	583.35	1 705.71	0.34
ZK5404.4	0.052 5	0.001 6	0.201 3	0.005 9	0.027 8	0.000 5	0.008 7	0.000 2	307	37	186	5	177	3	175	4	< 2.06	205.94	11.73	9.19	535.85	1 770.03	0.30
ZK5404.5.1	0.099 5	0.003 6	3.086 1	0.096 5	0.224 9	0.003 9	0.065 7	0.001 1	1 615	68	1 429	24	1 308	20	1 286	20	< 1.26	471.05	51.98	12.22	85.60	500.58	0.17
ZK5404.5.2	0.058 4	0.001 9	0.223 1	0.007 2	0.027 7	0.000 5	0.008 2	0.000 2	544	41	204	6	176	3	164	4	< 1.91	186.23	11.84	8.39	523.33	1 611.08	0.32
ZK5404.6	0.050 7	0.002 1	0.193 6	0.007 9	0.027 7	0.000 5	0.008 6	0.000 3	225	60	180	7	176	3	173	6	< 2.22	128.54	7.10	4.48	265.43	1 112.07	0.24
ZK5404.7	0.054 2	0.002 9	0.205 6	0.010 2	0.027 5	0.000 5	0.008 6	0.000 1	381	122	190	9	175	3	173	3	1.53	230.35	15.04	12.27	633.62	1 999.39	0.32
ZK5404.8.1	0.052 1	0.002 0	0.199 5	0.007 5	0.027 8	0.000 5	0.008 3	0.000 3	291	53	185	6	176	3	167	5	< 1.70	218.92	12.49	8.21	503.68	1 897.17	0.27
ZK5404.8.2	0.050 8	0.002 6	0.252 0	0.012 5	0.036 0	0.000 7	0.009 1	0.000 4	233	78	228	10	228	4	183	8	< 1.79	41.13	2.29	1.11	62.03	275.17	0.23
ZK5404.9	0.053 7	0.002 0	0.203 2	0.007 4	0.027 5	0.000 5	0.008 7	0.000 3	357	49	188	6	175	3	175	5	1.85	180.16	10.59	7.95	465.83	1 579.51	0.29
ZK5404.10	0.052 2	0.002 5	0.240 9	0.011 3	0.033 5	0.000 7	0.011 8	0.000 4	292	71	219	9	212	4	237	9	< 1.39	56.51	3.23	2.57	111.18	406.21	0.27
ZK5404.11	0.050 6	0.002 0	0.193 4	0.007 4	0.027 7	0.000 5	0.008 4	0.000 3	224	55	180	6	176	3	170	5	< 1.47	147.67	8.22	5.65	341.81	1 285.71	0.27
ZK5404.12	0.050 0	0.002 0	0.190 7	0.007 6	0.027 7	0.000 5	0.008 4	0.000 3	195	57	177	6	176	3	168	6	< 1.34	207.77	11.43	5.83	356.19	1 813.27	0.20
ZK5404.13	0.158 7	0.005 8	6.872 4	0.247 2	0.314 1	0.005 9	0.088 4	0.002 7	2 442	36	2 095	32	1 761	29	1 713	51	< 1.64	205.92	35.96	20.98	121.01	158.29	0.76
ZK5404.14	0.051 7	0.002 9	0.195 8	0.010 5	0.027 5	0.000 5	0.008 6	0.000 1	272	132	182	9	175	3	174	3	< 1.57	163.65	10.21	7.09	358.70	1 429.96	0.25
ZK5404.15	0.055 7	0.002 2	0.544 5	0.021 4	0.070 8	0.001 3	0.020 6	0.000 7	442	54	441	14	441	8	412	13	< 1.35	243.09	14.93	20.58	510.13	829.28	0.62

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表 2 粤北大宝山多金属矿区花岗闪长岩(样品CD-22)单颗粒锆石U-Pb同位素测定结果

Table 2. Results of U-Pb isotopic dating for the single-grain zircon for granodiorite sample CD-22 at Dabaoshan ore deposit, North Guangdong

样品编号	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁸Pb/²³²Th		²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
样品编号	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	t(Ma)	1σ	²⁰⁴Pb(10^-6)	²⁰⁶Pb(10^-6)	²⁰⁷Pb(10^-6)	²⁰⁸Pb(10^-6)	²³²Th(10^-6)	²³⁸U(10^-6)	Th/U
CD-22.1	0.063 1	0.003 3	0.241 9	0.012 5	0.027 8	0.000 6	0.008 5	0.000 3	710	75	220	10	177	4	172	5	< 1.12	28.13	1.92	3.92	231.55	242.08	0.96
CD-22.2	0.051 2	0.002 5	0.193 9	0.008 9	0.027 5	0.000 5	0.008 7	0.000 1	249	116	180	8	175	3	174	3	1.75	195.17	12.54	12.39	610.11	1 684.63	0.36
CD-22.3	0.057 2	0.001 9	0.501 0	0.016 3	0.063 6	0.001 1	0.019 6	0.000 5	498	42	412	11	397	7	392	10	< 1.21	162.13	10.07	13.94	359.81	611.61	0.59
CD-22.4	0.051 6	0.002 5	0.196 6	0.008 7	0.027 6	0.000 5	0.008 7	0.000 1	267	112	182	7	176	3	175	3	1.55	136.65	8.40	3.95	181.08	1 178.59	0.15
CD-22.5	0.054 1	0.002 7	0.204 9	0.009 7	0.027 4	0.000 5	0.008 6	0.000 1	377	116	189	8	175	3	173	3	2.51	117.48	7.65	6.01	307.37	1 022.55	0.30
CD-22.6	0.061 1	0.005 7	0.532 3	0.048 7	0.063 2	0.001 3	0.019 5	0.000 3	641	210	433	32	395	8	390	6	5.40	75.10	9.10	11.35	172.36	267.44	0.64
CD-22.7	0.050 3	0.001 7	0.192 4	0.006 5	0.027 7	0.000 5	0.008 2	0.000 2	209	46	179	6	176	3	164	5	< 0.92	122.28	6.72	4.16	258.79	1 062.08	0.24
CD-22.8	0.051 7	0.001 7	0.197 8	0.006 6	0.027 7	0.000 5	0.009 2	0.000 3	274	45	183	6	176	3	186	5	1.67	170.10	9.62	4.65	256.29	1 478.86	0.17
CD-22.9	0.050 4	0.002 5	0.191 0	0.008 6	0.027 5	0.000 5	0.008 7	0.000 1	213	114	177	7	175	3	174	3	1.85	200.33	12.20	7.73	376.77	1 746.03	0.22
CD-22.10	0.051 2	0.002 0	0.195 7	0.007 4	0.027 7	0.000 5	0.008 4	0.000 3	252	54	181	6	176	3	170	5	2.07	172.94	9.72	5.98	363.10	1 510.25	0.24
CD-22.11	0.047 9	0.001 8	0.183 5	0.006 9	0.027 8	0.000 5	0.008 2	0.000 3	93	55	171	6	177	3	164	5	< 1.43	181.74	9.54	6.23	390.86	1 582.09	0.25
CD-22.12	0.051 9	0.002 6	0.196 4	0.009 0	0.027 4	0.000 5	0.008 6	0.000 1	283	116	182	8	174	3	173	3	< 1.31	214.37	13.04	7.59	396.42	1 884.74	0.21
CD-22.13	0.049 1	0.001 9	0.206 0	0.008 0	0.030 4	0.000 6	0.008 9	0.000 3	154	56	190	7	193	4	179	6	< 1.43	211.99	11.44	8.79	507.27	1 689.70	0.30
CD-22.14.1	0.053 1	0.002 9	0.200 9	0.010 3	0.027 4	0.000 5	0.008 6	0.000 1	333	127	186	9	174	3	173	3	3.72	266.96	18.50	10.69	441.63	2 330.23	0.19
CD-22.15	0.052 0	0.006 0	0.191 1	0.021 6	0.026 7	0.000 6	0.008 4	0.000 2	284	260	178	18	170	4	169	4	8.03	275.11	25.72	32.08	1 243.65	2 332.14	0.53
CD-22.16	0.056 7	0.006 0	0.206 9	0.021 5	0.026 5	0.000 6	0.008 2	0.000 2	479	242	191	18	168	4	166	5	9.97	211.78	21.87	15.58	369.56	1 795.95	0.21
CD-22.17	0.054 5	0.006 6	0.207 4	0.024 5	0.027 6	0.000 9	0.008 2	0.000 6	392	209	191	21	176	5	165	12	< 2.83	15.11	0.94	1.38	81.72	128.43	0.64
CD-22.14.2	0.047 2	0.003 5	0.180 6	0.013 0	0.027 7	0.000 7	0.008 8	0.000 6	60	113	169	11	176	4	178	11	< 3.80	176.20	9.49	4.67	256.91	1 488.11	0.17
CD-22.2.2	0.049 5	0.003 4	0.189 1	0.012 6	0.027 7	0.000 7	0.008 3	0.000 5	173	108	176	11	176	4	166	9	2.96	243.94	13.85	14.00	821.31	2 060.96	0.40

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粤北大宝山矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

doi: 10.3799/dqkx.2010.018

作者简介:
王磊(1981-), 男, 在读博士, 矿床学专业

通讯作者:
胡明安, E-mail: anminghu@tom.com

计量

Geochronology and Its Geological Implications of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating of Granodiorite Porphyries in Dabaoshan Polymetallic Ore Deposit, North Guangdong Province

1. 矿区地质概况

2. 样品及分析方法

3. 结果

4. 讨论与结论

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目录

1. 矿区地质概况

2. 样品及分析方法

3. 结果

4. 讨论与结论

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粤北大宝山矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

doi: 10.3799/dqkx.2010.018

作者简介: 王磊(1981-), 男, 在读博士, 矿床学专业

通讯作者: 胡明安, E-mail: anminghu@tom.com

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出版历程

Geochronology and Its Geological Implications of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating of Granodiorite Porphyries in Dabaoshan Polymetallic Ore Deposit, North Guangdong Province

1. 矿区地质概况

2. 样品及分析方法

3. 结果

4. 讨论与结论

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目录

1. 矿区地质概况

2. 样品及分析方法

3. 结果

4. 讨论与结论

作者简介:
王磊(1981-), 男, 在读博士, 矿床学专业

通讯作者:
胡明安, E-mail: anminghu@tom.com