繆柏虎, 左昌虎, 趙增霞, 徐兆文, 陸建軍, 路睿, 陳進(jìn)全

1) 內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院, 南京, 210093； 2) 湖南水口山有色金屬集團(tuán)公司,湖南衡陽(yáng),421513

內(nèi)容提要：本文通過(guò)巖石化學(xué)、鋯石U-Pb定年和鋯石 Hf同位素等研究探討了祁東縣清水塘礦區(qū)周家?guī)X花崗巖的巖石化學(xué)性質(zhì)、形成時(shí)代和物質(zhì)來(lái)源 。研究表明,巖石以富堿, 富集LREE和LILE(Rb、Th、U), 虧損HREE和HFSE(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr等元素為特征。LA-ICP-MS鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為203.0 ± 1.4 Ma(MSWD = 0.49,2σ,N = 19),屬于印支晚期產(chǎn)物。具有較低的Hf同位素初始比值εHf(t) =-10.69～-6.31和老的二階段模式年齡TCDM(TCDM = 1.59 ～ 1.85Ga), 表明周家?guī)X花崗巖成巖物質(zhì)主要來(lái)自古元古界下地殼。印支晚期,華南地區(qū)處于同造山階段的后碰撞構(gòu)造環(huán)境擠壓峰期之后,應(yīng)力減弱或擠壓松弛體制之下,古元古界加厚的下地殼在高溫熔融環(huán)境下形成的花崗巖巖漿,沿著斷裂構(gòu)造上侵形成周家?guī)X花崗巖體。

清水塘鉛鋅礦床位于湖南省祁東縣與邵陽(yáng)縣交界處,隸屬祁東縣和邵陽(yáng)縣管轄,位于祁東縣城北西約38 km處,地理坐標(biāo)E111°47′08″ ～ 111°50′15″,N26°01′51″ ～ 26°59′50″。處于揚(yáng)子陸塊東緣中段,衡陽(yáng)盆地西北側(cè),是一個(gè)中型鉛鋅礦床,迄今已有上百年開(kāi)采歷史。由于自然環(huán)境差交通不便,及礦山分屬兩個(gè)地市管轄,到目前為止僅對(duì)鉛鋅礦床的礦床成因開(kāi)展了少量地質(zhì)研究,如礦床地質(zhì)特征(宋宏邦,1991；黃滿湘等,1994；賴健清等,1997；張愛(ài)華等,2007；湖南省有色地質(zhì)勘查局217隊(duì)?；黃如清,2000)、構(gòu)造環(huán)境(李石錦等,1999), 礦石硫同位素組成,含礦石英的氫、氧同位素組成,以及含礦石英流體包裹體也開(kāi)展了少量研究工作(李石錦,1993；宋宏邦,1993),但對(duì)礦區(qū)內(nèi)周家?guī)X花崗巖迄今尚未開(kāi)展詳細(xì)的地質(zhì)研究工作。雖然周家?guī)X花崗巖緊鄰礦體,并且地質(zhì)勘探普查時(shí),在鉆孔巖芯中曾發(fā)現(xiàn)含方鉛礦、閃鋅礦的石英—方解石脈充填于花崗巖裂隙中,巖體中還見(jiàn)有浸染狀方鉛礦、閃鋅礦礦化(湖南省有色地質(zhì)勘查局217隊(duì)?),但是由于缺乏精確的成巖成礦年齡,僅憑已發(fā)現(xiàn)的礦化現(xiàn)象,還無(wú)法斷定周家?guī)X花崗巖與清水塘鉛鋅成礦有直接關(guān)系。雖然也有人提出周家?guī)X花崗巖與周邊關(guān)帝廟花崗巖屬于同期產(chǎn)物,但這顯然與周邊水口山及湘南地區(qū)晚侏羅世成巖成礦時(shí)代相差較大。因此開(kāi)展周家?guī)X花崗巖研究有著重要的理論意義。此外,周家?guī)X花崗巖的巖石化學(xué)性質(zhì)和物質(zhì)來(lái)源至今也未曾開(kāi)展過(guò)系統(tǒng)研究,所以本文在詳細(xì)的野外地質(zhì)工作和顯微觀察基礎(chǔ)上,運(yùn)用巖石化學(xué)和同位素地球化學(xué)等方法,通過(guò)花崗巖全巖元素地球化學(xué)、鋯石U-Pb定年和鋯石原位Hf同位素地球化學(xué)等綜合研究,參照前人的研究成果,探討了周家?guī)X花崗巖的巖石化學(xué)性質(zhì)、形成時(shí)代、物質(zhì)來(lái)源,以及與清水塘鉛鋅礦床和關(guān)帝廟花崗巖的關(guān)系。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況和周家?guī)X花崗巖地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

圖1 清水塘礦區(qū)地質(zhì)圖Fig. 1 Geological sketch map of the Qingshuitang ore-field Q—第四系；D2q—中泥盆統(tǒng)棋梓橋組；D2t—中泥盆統(tǒng)跳馬澗組；S—志留系；O1—下奧陶統(tǒng)；∈3—上寒武統(tǒng) Q—Quaternary；D2q—Middle Devonian Qiziqiao Formation；D2t—Middle Devonian Tiaomajian Formation； S—Silurian；O1—Lower Ordovician；∈3—Upper Cambrian

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要有上寒武統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)、志留系、中泥盆統(tǒng)及第四系(圖1)。其中上寒武統(tǒng)(∈3)由灰黑色板巖、硅質(zhì)板巖夾白云質(zhì)灰?guī)r透鏡體組成,分布于礦區(qū)中部。下奧陶統(tǒng)(O1)由灰綠色至灰黑色絹云母粉砂質(zhì)板巖、含絹云母粉砂巖組成,分布于礦區(qū)北部及東北部。志留系(S)由灰—深灰色絹云母板巖夾石英長(zhǎng)石砂巖、雜砂巖等組成,分布于礦區(qū)東北部,與下伏志留系地層斷層接觸。中泥盆統(tǒng)(D2)可分為棋梓橋組(D2q)和跳馬澗組(D2t),棋梓橋組由灰黑色泥質(zhì)灰?guī)r組成,分布于礦區(qū)西部,與下伏地層整合接觸；跳馬澗組由灰白、紫紅色細(xì)砂巖、粉砂巖組成,分布于礦區(qū)西部,與下伏地層不整合接觸。

第四系(Q)由風(fēng)化板巖碎屑、泥土等組成,分布于礦部及低洼部位。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要為NNE向金礦巖復(fù)式背斜,其次為NW向和NE向次級(jí)背斜和向斜。斷裂構(gòu)造成礦前主要為NW—NWW向,多由煌斑巖脈所充填；成礦期為NNE—NE向,發(fā)育密集,主要為礦脈充填；成礦后主要為NNE—NE向,沿礦脈壁產(chǎn)出,少數(shù)斜切礦脈。礦區(qū)出露的巖漿巖主要為周家?guī)X花崗巖,以及少量NW向展布的煌斑巖脈。礦體主要呈脈狀沿NNE—NE向展布,賦礦地層為上寒武統(tǒng)和下奧陶統(tǒng)(湖南省有色地質(zhì)勘查局217隊(duì)?)。

1.2 周家?guī)X花崗巖地質(zhì)特征

周家?guī)X花崗巖位于清水塘鉛鋅礦區(qū)東北部邵陽(yáng)工區(qū),呈NNE向巖株?duì)钫共?侵入于下奧陶統(tǒng)(O1)地層中,由于NE向斷裂切割,巖體出露不完整,面積約0.15 km2。巖石顏色呈灰白色至肉紅色,等粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要由斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及黑云母等礦物組成。地表與坑道中的巖石多已蝕變,主要為硅化、綠泥石化、絹云母化以及碳酸鹽化。顯微觀察斜長(zhǎng)石(30% ±)呈自形—半自形,也可見(jiàn)少量聚片雙晶,絹云母化、綠泥石化；鉀長(zhǎng)石(35% ±)它形板狀,常見(jiàn)顯微條紋構(gòu)造,絹云母化、綠泥石化較強(qiáng)；石英(25% ±)呈它形粒狀；黑云母(8% ±)自形片狀,多已綠泥石化、絹云母化；副礦物主要有鋯石、榍石、磷灰石和磁鐵礦等。巖石定名為黑云母花崗巖。

2 樣品及分析方法

樣品主要采自清水塘鉛鋅礦邵陽(yáng)工區(qū)坑道內(nèi)部,在顯微鏡下觀察基礎(chǔ)上,挑選巖石樣品磨碎至200 目,有待主量元素、微量元素、稀土元素分析。主量元素分析由南京大學(xué)現(xiàn)代分析中心完成。微量元素、稀土元素測(cè)試由內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

圖2 周家?guī)X花崗巖(K2O + Na2O)— SiO2圖解(a) 和K2O—SiO2圖解(b) Fig. 2 Diagrams of (K2O + Na2O) vs. SiO2 (a) and K2O vs. SiO2 (b) of the Zhoujialing granite

主量元素分析采用X射線熒光光譜法(XRF)測(cè)試,由熔融法制得薄片,精度優(yōu)于0.5% ；FeO含量采用濕化學(xué)方法分析,精度優(yōu)于0.5%。微量元素和稀土元素分析采用Finnigan Element Ⅱ型電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)測(cè)定,檢測(cè)限低于0.5×10-9,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%。詳細(xì)測(cè)試流程見(jiàn)高劍峰等 (2003)。

用于鋯石U-Pb定年和鋯石原位Hf同位素研究的樣品經(jīng)磁分選和重液分離出單顆粒鋯石,然后在雙目鏡下手工挑選出顆粒較大,晶形完好的鋯石制靶,拍攝反射光、透射光、陰極發(fā)光(CL)照片,CL圖像拍攝在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石U-Pb定年和鋯石原位Hf同位素分析在內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。CL圖像拍攝采用JEOL-JXA-8100電子探針儀,工作狀態(tài)為加速電壓15 kV,束電流2×10-8A,束斑直徑1μm。鋯石LA-ICP-MS定年采用的儀器型號(hào)為Agilent 7500a,配備UP213型固體激光剝蝕系統(tǒng),分析過(guò)程激光束斑直徑為32 μm,頻率為5 Hz,實(shí)驗(yàn)原理和詳細(xì)測(cè)試方法可參照J(rèn)ackson等(2004),數(shù)據(jù)處理使用GLITTER 4.0程序,計(jì)算獲得同位素比值、年齡和誤差,普通鉛校正采用Andersen(2002)的方法進(jìn)行,具體實(shí)驗(yàn)方法見(jiàn)Xu Haijin等(2007)。鋯石原位Hf同位素測(cè)試在Neptune多接收等離子質(zhì)譜和Newwave UP213紫外激光剝蝕系統(tǒng)(LA-MC-ICP-MS)上完成。實(shí)驗(yàn)采用氦作為剝蝕物質(zhì)載氣,根據(jù)鋯石大小,剝蝕直徑采用55 μm或40 μm,測(cè)定使用鋯石國(guó)際標(biāo)樣GJ1作為參考物質(zhì),分析點(diǎn)與U-Pb定年分析點(diǎn)為同一位置,分析中鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ1的n(176Hf)/n(177Hf) 測(cè)試加權(quán)平均值為0.282015 ± 8 (2σ,n= 10),儀器運(yùn)行狀況及詳細(xì)分析流程見(jiàn)侯可軍等(2007)。

3 分析結(jié)果

3.1 巖石化學(xué)

3.1.1主微量元素

主量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1,由表可見(jiàn)周家?guī)X花崗巖SiO2為66.80% ～69.05%,均值為68.37%； K2O 為4.11% ～ 5.99%,均值為5.27%；K2O + Na2O介于6.95% ～ 8.42%之間(除ZJL 09樣品以外),均值為7.85%； K2O/ Na2O為1.54 ～2.80(除ZJL04、ZJL09樣品以外),均值為2.10。由于周家?guī)X花崗巖多數(shù)已蝕變,以致有些樣品燒失量略偏大(個(gè)別達(dá)到5.57%)。在TAS圖解上(圖2a),投影點(diǎn)多數(shù)落于花崗巖區(qū)間內(nèi),參照巖相學(xué)特征,巖石定名為黑云母花崗巖。在K2O—SiO2圖解上(圖2b)投影點(diǎn)落于鉀玄巖系列。

續(xù)表 1

注：Mg#= 100 ×n(MgO)/[n(MgO) +n(FeO*)]；δEu = 2·(Eu/0.087)/(Sm/0.231 + Gd/0.306)。

圖3 周家?guī)X花崗巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土分配模式(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(b) 球粒隕石數(shù)據(jù)引自Sun and McDonough (1989),原始地幔數(shù)據(jù)引自McDonough and Sun (1995)Fig. 3 Chondrite-normalized REE patterns (a) and mantle-normalized spidergrams (b) of the Zhoujialing granite The chondrite values is from Sun and McDonough (1989); the primitive mantle values are from McDonough and Sun (1995)

3.1.2稀土元素

稀土元素分析結(jié)果見(jiàn)表1,由表可見(jiàn)稀土總量 (∑REE) 為151.99×10-6～ 187.53×10-6, 均值為169.58×10-6, LREE/ HREE 值為12.18 ～ 14.99, 均值為13.59, ( La/Yb)N值為14.80 ～ 19.74, 均值為17.42,( La/Sm)N值為4.50 ～ 4.96, 均值為4.82,( Gd/Yb)N值為1.86 ～ 2.18,均值為2.01。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分圖右傾(圖3a),輕稀土分餾明顯,重稀土分餾相對(duì)不明顯。Eu中度虧損(δEu = 0.48 ～ 0.55),說(shuō)明巖漿演化程度較高。

3.1.3微量元素

微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1,原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛網(wǎng)圖總體呈右傾斜模式,大離子親石元素(Rb、Th、U、K)富集,高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr等元素虧損(圖3b)。

3.2 鋯石U-Pb定年

鋯石多呈無(wú)色至淺黃色,半透明至透明,以半透明為主,柱狀或長(zhǎng)柱狀,晶體自形程度良好,長(zhǎng)軸為100 ～ 300 μm,長(zhǎng)短軸之比為1∶1 ～ 3∶1(圖4),鋯石的陰極發(fā)光圖像顯示出較清晰的震蕩環(huán)帶,表明鋯石為巖漿鋯石；LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡測(cè)試結(jié)果列于表2,由表可看出鋯石的Th/U比值介于0.51 ～ 1.15之間,與巖漿鋯石具高Th/U值的特征一致(Th/U>0.1,吳元保和鄭永飛,2004),未發(fā)現(xiàn)繼承鋯石,也表明鋯石為巖漿鋯石(Corfu et al., 2003; 吳元保和鄭永飛,2004)。

19個(gè)分析點(diǎn)投影絕大多數(shù)位于U-Pb諧和線上,少數(shù)投點(diǎn)有不同程度地沿水平方向偏離諧和線,主要原因是由于年輕鋯石207Pb豐度較低而難以測(cè)準(zhǔn)或者與鋯石中存在微量普通鉛有關(guān),但是年輕鋯石主要采用精度較高的n(206Pb)/n(238U)年齡,因此這一沿水平方向的漂移不會(huì)對(duì)定年結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。n(206Pb)/n(238U)加權(quán)平均年齡為203.0 ± 1.4Ma(MSWD = 0.49,2σ,n= 19),說(shuō)明年齡精確可靠(圖5),代表了巖漿的結(jié)晶年齡,屬于印支期晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

圖4 周家?guī)X花崗巖鋯石陰極發(fā)光圖像(圓圈表示U-Pb同位素分析點(diǎn)位置)Fig. 4 Cathodoluminescence images for the zircons of the Zhoujialing granite

3.3 鋯石原位Hf同位素

圖5周家?guī)X花崗巖鋯石 U-Pb年齡諧和圖(a)和n(206Pb)/n(238U)加權(quán)年齡平均圖(b)Fig. 5 Zircon U-Pb dating concordia diagram (a) and weighted average of n(206Pb)/n(238U) (b) of the Zhoujialing granite

表2 周家?guī)X花崗巖LA-ICP-MS鋯石 U-Pb年齡分析結(jié)果(Ma)Table 2 LA-ICP-MS Zircon U-Pb analytical data for the Zhoujialing granite (Ma)

圖6 周家?guī)X花崗巖鋯石εHf(t)(a)和頻率直方圖(b)Fig. 6 Frequency histograms of εHf(t)(a) and (b) for zircons of the Zhoujialing granite

4 討論

4.1 鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義

湖南省地質(zhì)局區(qū)測(cè)隊(duì)?曾提出周家?guī)X花崗巖體與周邊關(guān)帝廟花崗巖巖基同屬印支期第一期侵入產(chǎn)物,關(guān)帝廟花崗巖巖基黑云母K-Ar法年齡為185 ～ 222Ma。而對(duì)于周家?guī)X花崗巖年齡多少,是否與關(guān)帝廟花崗巖巖基同屬于印支期產(chǎn)物？筆者等本次采用LA-ICP-MS方法,對(duì)周家?guī)X黑云母花崗巖進(jìn)行了鋯石U-Pb定年,測(cè)定了25個(gè)點(diǎn),其中19個(gè)測(cè)點(diǎn)分析結(jié)果十分集中,且具有很好的諧和度,由此計(jì)算n(206Pb)/n(238U)值加權(quán)平均年齡精度較高(203.0 ± 1.4Ma,MSDW = 0.49,2σ,n= 19)。因此可以認(rèn)定,該年齡代表了周家?guī)X花崗巖體的結(jié)晶年齡,應(yīng)屬于印支期晚期產(chǎn)物, 但稍晚于關(guān)帝廟花崗巖巖基。

圖7 周家?guī)X花崗巖εHf(t) —年齡(Ma)圖解Fig. 7 εHf(t) vs. Age(Ma) diagram for Zhoujialing granite

據(jù)目前已有同位素年齡資料統(tǒng)計(jì)顯示,華南印支期花崗巖主要呈面狀分布,同位素年齡變化范圍較大。郭春麗等(2012)對(duì)華南印支期成巖年齡統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),華南印支期花崗巖成巖年齡在202 ～ 278Ma之間,除了大義山花崗巖巖基范圍較大(210 ～ 278Ma,王岳軍等,2005)外,主要集中于220Ma左右,這與湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1988)對(duì)湖南境內(nèi)83個(gè)印支期花崗巖年齡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果一致(峰期為210 ～ 225 Ma),表明前人通過(guò)不同方法所測(cè)得湖南境內(nèi)印支期花崗巖與整個(gè)華南印支期花崗巖一致,具有一定可信度。同時(shí)近年來(lái)不同學(xué)者對(duì)華南印支期花崗巖鋯石年齡研究也證實(shí),花崗巖巖基形成年齡主要集中于峰期范圍內(nèi),如江西張?zhí)焯脦r體216 ± 7Ma(孫濤等,2003),湖南安華大神山巖體218 ± 3Ma(續(xù)金海等?),陽(yáng)明山巖體218.0 ± 10Ma和218.9 ± 3.4Ma(陳衛(wèi)鋒等,2006),歇馬巖體218 ± 3Ma(Wang et al., 2007),白馬山花崗巖年齡為203.2 ± 4.5 ～ 209.2 ± 38Ma(陳衛(wèi)鋒等,2007)。周家?guī)X花崗巖巖體處于湖南祁東縣與邵陽(yáng)縣交界處,測(cè)得年齡203.0 ± 1.4Ma,屬于華南印支花崗巖侵入峰期之后。盡管有人提出周家?guī)X花崗巖體與周邊關(guān)帝廟花崗巖巖基屬同一期產(chǎn)物,但關(guān)帝廟花崗巖巖基現(xiàn)有的年齡資料(239 ± 3Ma,丁興等,2005)并不完全支持這一認(rèn)識(shí),周家?guī)X花崗巖鋯石U-Pb年齡為203.0 ± 1.4Ma,明顯晚于關(guān)帝廟花崗巖巖基鋯石U-Pb年齡,應(yīng)該說(shuō)兩者都形成于印支期,但不屬同一階段產(chǎn)物。

表3周家?guī)X花崗巖鋯石原位Hf同位素分析結(jié)果Table 3 Hf isotopic data of zircons of the Zhoujialing granite

圖8 周家?guī)X花崗巖Rb—(Yb+Ta)(a)、Rb—(Y+Nb) (b)、Ta—Yb(c)和Nb—Y(d)判別圖(據(jù)Pearce等,1984)Fig. 8 Discrimination diagrams of Rb vs. (Yb+Ta) (a), Rb vs. (Y+Nb) (b), Ta vs. Yb(c) and Nb vs. Y (d) in the Zhoujialing granite (after Pearce et al.,1984) VAG—火山弧花崗巖; WPG—板內(nèi)花崗巖; S-COLG—同碰撞花崗巖; ORG—洋中脊花崗 VAG—Volcanic-arc granite；WPG—intraplate granite；S-COLG—Syncollision granite； ORG—ocean-ridge granite

前人研究表明湘南地區(qū)鉛鋅礦床的成礦年齡主要集中于燕山早期,即151 ～ 160Ma(李紅艷等,1996；陳柏林等,1998,1999；路遠(yuǎn)發(fā)等,2006；姚軍明等,2007；馬麗艷等,2007；蔡明海等,2008),但勘探和采掘都發(fā)現(xiàn)周家?guī)X花崗巖體內(nèi)部和周邊都有礦化,而且有礦脈穿插于周家?guī)X花崗巖體中(湖南省有色地質(zhì)勘查局217隊(duì)?),對(duì)于周家?guī)X花崗巖體是否與礦化直接有關(guān),目前尚缺乏可靠的科學(xué)依據(jù)。清水塘鉛鋅礦賦存于寒武—奧陶系地層中,與湘南地區(qū)絕大多數(shù)鉛鋅礦床賦存于石炭系—二疊系地層明顯不同。而且清水塘鉛鋅礦床明顯受近南北向斷裂控制,礦體主要呈南北向展布。因此,清水塘鉛鋅礦成礦時(shí)代及與巖漿作用關(guān)系,亟待精準(zhǔn)的成礦年齡印證,但至少當(dāng)前還不能完全排除清水塘礦區(qū)周邊或深部存在燕山期巖漿活動(dòng)的可能性。

4.2 源區(qū)性質(zhì)

4.3 構(gòu)造背景

近年來(lái),學(xué)者們研究一致認(rèn)為印支期花崗巖是在華南地殼增厚的基礎(chǔ)上由地殼物質(zhì)部分熔融形成(王岳軍等,2005),或在碰撞峰期之后應(yīng)力松弛伸展階段的降壓導(dǎo)水條件下形成(孫濤等,2003；丁興等,2005)。在Pearce 等(1984)多組微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖上(圖8),周家?guī)X花崗巖投點(diǎn)均落入同碰撞花崗巖類范圍,而大量在Pearce等(1984)圖解中落入同碰撞的SP花崗巖,其實(shí)是在地殼加厚達(dá)到最高值以后才定位的,屬于后碰撞類型(肖慶輝,2002)。因此,周家?guī)X花崗巖形成環(huán)境屬于同造山階段的后碰撞構(gòu)造環(huán)境,是擠壓高峰期之后的產(chǎn)物。

前人研究表明華北板塊與華南板塊沿蘇魯—大別造山帶的碰撞和Sibumasu地塊與印支—華南板塊的碰撞使得三疊世時(shí)期華南處于強(qiáng)烈的陸內(nèi)擠壓背景之下(Rowley et al.,1997；Carter et al.,2001；柏道遠(yuǎn)等,2006,2007a,b,2008；周新民等,2007),造成地殼疊置加厚,可達(dá)50 km(王岳軍等,2002；周新民,2003),引起溫度升高,但由于區(qū)域擠壓應(yīng)力的疊加使得壓力隨之增大,從而提高了礦物的熔點(diǎn)并使得巖石難以熔融,同時(shí)擠壓體制下封閉的上部地殼也使得巖漿難以向上運(yùn)移侵位,從而自擠壓開(kāi)始至峰期階段區(qū)內(nèi)并無(wú)花崗巖巖體發(fā)育。而隨著深度加厚,在10 ～ 20 Ma的時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生熱—應(yīng)力松弛作用(Patino Dounce et al.,1990； Sylvester；1998),因此,在中三疊世末—晚三疊世后期,擠壓作用減弱,深部壓力降低,充分加溫的古元古界華南地殼巖石因熔點(diǎn)降低而得以熔融,并在相對(duì)開(kāi)放的環(huán)境下運(yùn)移侵位成巖(柏道遠(yuǎn)等,2006,2007a,b,2008)。周家?guī)X花崗巖在時(shí)限上屬于晚三疊世末期,明顯晚于該擠壓峰期。其次,周家?guī)X花崗巖巖體主要為塊狀構(gòu)造,長(zhǎng)軸NNE方向,與區(qū)域主要斷裂方向一致,暗示巖體侵位時(shí)區(qū)域擠壓作用并不強(qiáng)烈。因此,結(jié)合構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖8),可以推斷周家?guī)X花崗巖體形成于擠壓峰期之后,在應(yīng)力減弱或擠壓松弛體制之下,古元古界下地殼高溫熔融形成的巖漿,沿著區(qū)域斷裂運(yùn)移侵位,最終形成周家?guī)X花崗巖體。

5 結(jié)論

(1) 周家?guī)X花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為203.0±1.4Ma(MSWD=0.49,2σ,n=19),屬于印支晚期產(chǎn)物。

(2) 巖石以高硅、富堿,輕稀土元素和大離子親石元素(Rb、Th、U、K)富集,重稀土元素、高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr等元素虧損為特征。

注 釋 / Notes

? 湖南省有色地質(zhì)勘查局217隊(duì). 2009. 湖南省祁東縣清水塘礦區(qū)清水塘礦段清水塘鉛鋅礦資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告.

? 湖南省地質(zhì)局區(qū)測(cè)隊(duì). 1977. 中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(邵陽(yáng)幅).

? 續(xù)金海, 馬昌前, 鐘玉芳, 佘振兵. 2004. 湖南桃江、大神山花崗巖的鋯石SHRIMP定年：揚(yáng)子與華夏陸塊拼合的時(shí)間下限. 見(jiàn)：全國(guó)巖石學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)會(huì)議摘要: 312～314.