相山礦田南部浯漳花崗斑巖體年代學(xué)、地球化學(xué)及地質(zhì)意義

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1. 東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 3300132. 東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，南昌 3300133. 安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，合肥 2300001.

相山礦田為我國(guó)最大的火山巖型鈾礦田，大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子板塊與華夏板塊接觸帶，亦位于贛杭構(gòu)造帶中，歷經(jīng)60余年勘探與研究，在鈾礦地質(zhì)研究領(lǐng)域具有極其重要的意義(張金帶, 2008; 李子穎等, 2014; 蔡煜琦等, 2015; 郭福生等, 2016, 2017a, b; 彭中用等, 2018)。按照賦礦圍巖不同，相山鈾礦床可進(jìn)一步細(xì)分為火山熔巖型(碎斑熔巖和流紋英安巖)、斑巖型(花崗斑巖)和爆發(fā)角礫巖型(火山角礫巖)三類。相山鈾礦田目前已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床不均衡地分布于西部火山熔巖型成礦帶和北部花崗斑巖成礦帶(圖1)，火山角礫巖型鈾礦床僅巴泉一處且已開采殆盡。其中西部火山熔巖型鈾資源占總資源量的56.53%，北部花崗斑巖型鈾資源占總資源量的36.65%(曾文樂等, 2019)。相山北部各地區(qū)(橫澗、游坊、沙洲)鈾礦床產(chǎn)鈾花崗斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年數(shù)據(jù)顯示，花崗斑巖的成巖年齡為132～136Ma(Yangetal., 2011; 陳正樂等, 2013; 王勇劍, 2015; 郭福生等, 2015; 阮小語, 2018)。北部斑巖型鈾礦床可劃分為兩期礦化，早階段為112.6～127Ma，晚階段為89～119Ma(張金帶等, 2005)。北部花崗斑巖與鈾礦床具有較小的礦巖時(shí)差，說明其與鈾成礦關(guān)系密切。多數(shù)鈾礦床在空間上與花崗斑巖關(guān)系密切(薛振華等, 1991; 范洪海等, 2001a; 邵飛等, 2008, 2011)，賦礦空間主要為花崗斑巖內(nèi)外接觸帶附近。斑巖成礦作用是斑巖成巖作用及巖漿期后熱液作用演化的產(chǎn)物，降溫、減壓、流體混合作用促使成礦流體中的礦質(zhì)濃縮和沉淀(邵飛等, 2008)。

相山南部亦分布花崗斑巖體(圖1)，但至今未取得較大的找礦突破。目前關(guān)于相山礦田南部是否具有找礦突破，主要有三種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為礦田南部本身就不具備成礦性。目前礦床不均衡分布來源于火山機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均一性和不對(duì)稱性(核工業(yè)270研究所, 1995(1)核工業(yè)270研究所.1995.相山火山巖型富大鈾礦找礦模式及攻深方法技術(shù)研究(內(nèi)部資料))。一種觀點(diǎn)認(rèn)為雖然成礦但已剝蝕完畢。張萬良等(2005, 2007, 2009)、張萬良(2012)從地貌形態(tài)、花崗斑巖產(chǎn)狀結(jié)構(gòu)、碎斑熔巖物化性質(zhì)三個(gè)方面進(jìn)行剝蝕程度差異性研究，并采用磷灰石裂變徑跡反演成礦深度及剝蝕程度，認(rèn)為相山礦田受到了不均衡侵蝕剝露，導(dǎo)致相山南部礦體已剝離殆盡。陳正樂等(2012)在分析相山礦田地貌特征基礎(chǔ)上采用磷灰石裂變徑跡分析及其溫度-時(shí)間模擬反演，分析相山礦田不同區(qū)域構(gòu)造隆升-剝蝕的差異性，并結(jié)合現(xiàn)今區(qū)域地質(zhì)和礦床空間展布特征，認(rèn)為相山西北部至南部剝蝕程度依次加深，東南部早期形成的中低溫鈾礦體已剝蝕殆盡。第三種觀點(diǎn)認(rèn)為雖然東南部花崗斑遭受剝蝕，但是成礦在深部。林錦榮等(2013, 2014, 2016)認(rèn)為相山礦田存在兩個(gè)找礦空間，下部第二找礦空間受花崗斑巖侵入基底界面控制，具有很大的找礦前景。胡寶群等(2015)認(rèn)為相山酸性次火山巖形態(tài)應(yīng)是“上大下小”而不是“上小下大”，不認(rèn)為酸性次火山巖隨著剝蝕程度的加大而深部酸性次火山巖的面積會(huì)增大，從而認(rèn)為西部抬升快、抬升高；東部抬升慢、抬升少，這與張萬良(2012)提出的觀點(diǎn)正好相反。張樹明等(2009, 2012)在相山礦田西北部礦床成礦深度與剝蝕程度的基礎(chǔ)上認(rèn)為，成礦深度大，即使南部剝蝕程度大于北部，但是主要礦體仍位于深部而未被發(fā)現(xiàn)。近年來，相山南部發(fā)現(xiàn)浯漳、刁元、管家壟等鈾礦點(diǎn)，揭露了幾段較好的工業(yè)鈾礦體，其中一個(gè)鉆孔礦化幅度大于100m(未揭穿)，蝕變帶上方工業(yè)礦段、礦化段、異常段交替重復(fù)出現(xiàn)，顯示較好的找礦前景。最新的鉆探資料顯示礦田西部、中部深部也普遍存在花崗斑巖脈且與礦體空間關(guān)系密切。中國(guó)鈾礦第一深鉆(2818.88m)及西部牛頭山等地區(qū)深孔也已經(jīng)證實(shí)相山成礦潛力深度可超過2500m。值得一提的是，基底不整合面附近可能存在第二成礦界面，基底界面可能普遍存在晚期花崗斑巖脈侵入(林錦榮等, 2013, 2014, 2016; 曾文樂等, 2019)。

圖1 相山南部花崗斑巖分布簡(jiǎn)圖(據(jù)張萬良，2015修改)1-第四系粘土；2-白堊統(tǒng)砂巖和砂礫巖；3-鵝湖嶺組碎斑熔巖；4-鵝湖嶺組晶屑凝灰?guī)r；5-打鼓頂組流紋英安巖；6-打鼓頂組熔結(jié)凝灰?guī)r和砂巖；7-三疊統(tǒng)砂巖；8-中元古界變質(zhì)巖；9-加里東期花崗巖；10-相山花崗斑巖；11-主要斷裂；12-鈾礦床；13-采樣位置Fig.1 Simple distribution map of granite porphyry in southern Xiangshan (modified after Zhang, 2015)1-Quarternary clay; 2-Cretaceous sandstone and conglomerate; 3-porphyroclastic lava from Ehuling Fm.; 4-crystal tuff from Ehuling Fm.; 5-rhyodacite from Daguding Fm.; 6-ignimbrite and sandstone from Daguding Fm.; 7-Triassic sandstone; 8-Mesoproterozoic metamorphic rock; 9-Caledonian granite; 10-Xiangshan granite-porphyry; 11-main fractures; 12-uranium deposits; 13-sampling locations

綜上所述，相較于相山礦田北部花崗斑巖勘查程度與研究程度，相山南部勘查程度與研究程度均較低。最新的勘探實(shí)踐表明，相山礦田南部具有較好的找礦前景。但是南部花崗斑巖研究較為薄弱，如巖相學(xué)、地球化學(xué)及年代學(xué)等特征研究系統(tǒng)性不足；花崗斑巖成因類型、巖漿物質(zhì)來源及構(gòu)造環(huán)境研究不足；花崗斑巖鈾成礦可能性深入探討不夠，這在一定程度上制約了對(duì)相山南部地區(qū)鈾礦勘查的深入認(rèn)識(shí)。為此，本文在系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)浯漳花崗斑巖體進(jìn)行鋯石年代學(xué)、巖石地球化學(xué)研究，探討其形成時(shí)代、成因類型、構(gòu)造背景及其物質(zhì)來源，并通過與相山北部產(chǎn)鈾花崗斑巖特征對(duì)比，判斷南部浯漳花崗斑巖體鈾成礦可能性。

1 地質(zhì)背景及巖相學(xué)特征

相山鈾礦田地處贛杭火山巖成礦帶與大王山-于山花崗巖成礦帶交匯處，構(gòu)造與巖漿活動(dòng)頻繁，尤以中生代以來的巖漿活動(dòng)最為明顯。相山鈾礦田具兩層結(jié)構(gòu)，下層為中元古代變質(zhì)基底，上層為一套中酸性、酸性火山巖系并被白堊統(tǒng)龜峰群不整合覆蓋。相山火山-侵入雜巖體具有明顯的旋回：第一噴發(fā)-沉積旋回為粉砂巖、含礫凝灰質(zhì)砂巖為主，夾英安巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r，底部為礫巖，相當(dāng)于原打鼓嶺組流紋英安巖和鵝湖嶺組碎斑熔巖一段(138～136Ma)；第二噴溢-侵出旋回為流紋質(zhì)碎斑熔巖為主，夾流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r，相當(dāng)于鵝湖嶺組碎斑熔巖二、三、四段(136～133Ma)(吳仁貴等, 2003; 范洪海等, 2005; 張萬良等, 2007; 何觀生等, 2009; Yangetal., 2011; 楊水源等, 2010; 楊水源, 2013; 陳正樂等, 2015; 郭福生等, 2015, 2017a, b; 巫建華等, 2017)?；鹕綆r系中存在大量花崗斑巖、英安斑巖、煌斑巖脈、輝綠巖脈、石英二長(zhǎng)斑巖等巖體侵入。與鈾成礦關(guān)系密切的花崗斑巖為第二旋回晚期產(chǎn)物，廣泛分布于礦田北部、東南部、西部及中部深部。

圖2 浯漳花崗斑巖野外及顯微鏡下照片(a)花崗斑巖似斑狀結(jié)構(gòu)；(b)斜長(zhǎng)石絹云母化和黏土化；(c)鉀長(zhǎng)石包含結(jié)構(gòu)；(d)文象結(jié)構(gòu). Pl-斜長(zhǎng)石；Q-石英；Bt-黑云母；Chl-綠泥石；Kfs-鉀長(zhǎng)石；Ser-絹云母Fig.2 Field photo and microphotographs of Wuzhang granite porphyry under the microscope(a) porphyaceous texture of granite porphyry; (b) sericitization and clayization of plagioclase; (c) poikilitic texture of potassium feldspar; (d) graphic texture. Pl-plagioclase; Q-quartz; Bt-biotite; Chl-chlorite; Kfs-K-feldspar; Ser-sericite

相山南部花崗斑巖主要出露于浯漳、山斜、堯崗等地，形成相山鎮(zhèn)-浯漳巖墻-巖床群，呈弧形展布，推測(cè)其為一個(gè)巖體。浯漳花崗斑巖體東西長(zhǎng)約8～10km、南北寬約3～4km，面積約為24km2(圖1)。巖體產(chǎn)狀較平緩，自東向西，巖體的傾角逐漸變緩。山斜一帶向北傾斜；浯漳一帶近乎平行。巖體東南部侵入于青白口系變質(zhì)巖，侵入界線凸凹不平，侵入面傾向東南側(cè)。巖體西北部主要與鵝湖嶺組碎斑熔巖或打鼓頂組火山碎屑巖-沉積巖接觸，在下保一帶發(fā)現(xiàn)浯漳巖體中有碎斑熔巖的殘留頂蓋并見前者呈巖枝狀侵入后者之中。

表1 花崗斑巖采樣位置

主量元素、稀土和微量元素、同位素樣品分別選自相山南部浯漳花崗斑巖上南、下保、下保南3個(gè)地點(diǎn)(表1、圖1)；年代學(xué)樣品選自上南和下保南兩地。

3個(gè)地區(qū)的花崗斑巖手標(biāo)本均為肉紅色-淺肉紅色，巖相學(xué)特征基本一致。斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2a)。斑晶成分主要為：石英、黑云母、斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石等。石英呈半自形-他形，含量10%～20%，粒徑大小不一，常見邊部被殘漿熔蝕呈不規(guī)則狀；斜長(zhǎng)石20%～30%，半自形-他形，以中長(zhǎng)石為主，可見絹云母化或粘土化(圖2b)；鉀長(zhǎng)石含量為10%～35%，具包含結(jié)構(gòu)(圖2c)；暗色礦物含量較少，約2%～5%，主要為黑云母，偶見角閃石及單斜輝石。黑云母大多比較新鮮，有時(shí)具綠泥石化，其中常包裹有磷灰石等副礦物?；|(zhì)為隱晶質(zhì)，礦物成分與斑晶成分一致。斑晶斜長(zhǎng)石、石英組成顯微文象結(jié)構(gòu)(圖2d)。

圖3 浯漳花崗斑巖鋯石陰極發(fā)光圖像(a、b)、U-Pb諧和圖(c、e)和206Pb/238U年齡值及其誤差圖(d、f)樣品XS-15 (a)和樣品XS-24 (b)鋯石陰極發(fā)光圖像； 樣品XS-15 (c)和樣品XS-24 (e)鋯石U-Pb諧和圖； 樣品XS-15 (d)和樣品XS-24 (f) 206Pb/238U年齡值及誤差圖Fig.3 Cathodoluminescence images (a, b), U-Pb concordia diagrams (c, e) and 206Pb/238U ages and their errors (d, f) of zircons from the Wuzhang granite porphyryCathodoluminescence images of zircons from Sample XS-15 (a) and from Sample XS-24 (b); U-Pb concordia diagrams of zircons from Sample XS-15 (c) and from Sample XS-24 (e); diagrams of 206Pb/238U ages and their errors of zircons from Sample XS-15 (d) and from Sample XS-24 (f)

2 分析方法

花崗斑巖測(cè)年樣品的鋯石挑選和鋯石制靶、陰極發(fā)光圖像(CL)分別在河北廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司和中興美科(北京)科技有限公司進(jìn)行。首先將樣品破碎，經(jīng)人工淘洗獲得粗淘重砂，然后經(jīng)電磁去除強(qiáng)磁性礦物得到較純凈鋯石樣品，最后用雙目鏡進(jìn)行人工鋯石的精選。鋯石U-Pb同位素測(cè)試由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室激光燒蝕等離子質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)完成。系統(tǒng)采用美國(guó)Coherent公司激光剝蝕系統(tǒng)(GeoLasPro 193準(zhǔn)分子固體進(jìn)樣系統(tǒng))，ICP-MS采用美國(guó)ThermoFisher公司離子體質(zhì)譜(型號(hào)：X Series 2型四極桿)。在實(shí)驗(yàn)室以激光束斑(32μm)、頻率(6Hz)，載氣(氦氣)，補(bǔ)償氣(氬氣)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鋯石U-Pb同位素定年。實(shí)驗(yàn)儀器標(biāo)準(zhǔn)化參考物質(zhì)為NIST SRM610(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))，微量元素同樣以其作為外標(biāo)。數(shù)據(jù)處理采用ICP-MS-DataCal和Isoplot 4.5軟件對(duì)樣品年齡諧和圖進(jìn)行繪制。定年外標(biāo)采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500的U-Th-Pb同位素比值Wiedenbeck的推薦值，監(jiān)控樣品采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石Mud Tank。

主量元素和微量元素分析在北京核工業(yè)地質(zhì)研究所完成。所有樣品在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)號(hào)整理、去除表面雜物、人工破碎、機(jī)器粗碎、運(yùn)用機(jī)器烘干、樣品巖碎、磨成粒徑為200目的巖石泥末等一系列處理，將樣品入袋然后進(jìn)行主微量及同位素分析測(cè)試。主量元素檢測(cè)儀器為XRF(型號(hào)AB-104L，PW2404)，數(shù)據(jù)誤差控制在均值<5%。微量元素、稀土元素采用等離子體質(zhì)普分析儀(型號(hào)ELEMENT XP)分析測(cè)試。參考FeO測(cè)定《M2(SiO3)n巖石化學(xué)分析方法》(GB/T14506.14—2010)；十六個(gè)主次成分量測(cè)定《M2(SiO3)n巖石化學(xué)分析方法》(GB/T14506.28—2010)及四十四個(gè)元素測(cè)定《M2(SiO3)n巖石化學(xué)分析方法》(GB/T14506.30—2010)。

Sr-Nd-Pb同位素采用采用儀器(型號(hào)ISOPROBE-T)運(yùn)用同位素稀釋法分析，參考方法為《巖石中Sr、Nd、Pb同位素測(cè)定方法》(16722-1999)，Sr、Nd、Pb同位素測(cè)試要求實(shí)驗(yàn)室氣溫20℃，誤差<2σ，濕度50%。

3 花崗斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年

樣品XS-15(上南)中的鋯石主要為自形-半自形棱角柱狀晶體，長(zhǎng)寬比為1:2～1:3，顆粒大小80～150μm(圖3a)；Th/U比值為0.28～0.75，平均值為0.46(表2)，陰極發(fā)光CL圖像顯示XS-15鋯石可見清晰的生長(zhǎng)環(huán)帶，具有明顯巖漿結(jié)晶的環(huán)帶特征(圖3a)。對(duì)浯漳花崗斑巖XS-15部分捕獲鋯石年齡及群落性較差的年齡進(jìn)行剔除，共做了17個(gè)有效分析點(diǎn)，同位素比值及年齡見表2。所得到的鋯石分析數(shù)據(jù)投影點(diǎn)均分布在U-Pb諧和圖中諧和線上(圖3c, d)，17個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為135.6±1.6Ma(n=17，MSWD=0.67)，代表浯漳巖體上南地區(qū)鋯石結(jié)晶年齡。

圖4 浯漳花崗斑巖K2O-SiO2圖解(a,據(jù)Peccerllo and Taylor, 1976; Middlemost, 1985)、A/NK-A/CNK圖解(b,據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)和AR-SiO2圖解(c,據(jù)Wright, 1969)Fig.4 K2O vs. SiO2 diagram (a, after Peccerllo and Taylor, 1976; Middlemost, 1985), A/NK vs. A/CNK diagram (b, after Maniar and Piccoli, 1989) and AR vs. SiO2 diagram (c, after Wright, 1969) of Wuzhang granite porphyry

圖5 浯漳花崗斑巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(a, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分布模式圖(b,標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)Fig.5 Primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (a, normalization values after Sun and McDonough, 1989) and chondrite-normalized rare element patterns (b, normalization values after Boynton, 1984) of Wuzhang granite porphyry

樣品XS-24(下保南)中的鋯石主要為自形-半自形棱角狀晶體，長(zhǎng)寬比為1:2～1:3，顆粒大小80～200μm(圖3b)；Th/U比值為0.34～0.67，平均值0.47 (表2)，陰極發(fā)光CL圖像顯示XS-24鋯石可見清晰的生長(zhǎng)環(huán)帶，具有明顯巖漿結(jié)晶的環(huán)帶特征(圖3b)。對(duì)浯漳花崗斑巖XS-24部分捕獲鋯石年齡和群落性較差的年齡進(jìn)行剔除，共做了19個(gè)有效分析點(diǎn)，同位素比值及年齡見表2。所得到的鋯石分析數(shù)據(jù)投影點(diǎn)均分布在U-Pb諧和圖中諧和線上(圖3e, f)，19個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為135.2±1.5Ma(n=19，MSWD=0.95)，代表浯漳巖體下保南地區(qū)鋯石結(jié)晶年齡。

4 地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

花崗斑巖主量元素分析結(jié)果(表3)表明，浯漳花崗斑巖的SiO2含量為65.71%～67.11%；堿含量較高(K2O+Na2O=7.94%～8.61%)；CaO為1.78%～2.59%，平均值2.28%；Na2O含量2.65%～3.13%，平均值為2.87%；K2O含量4.83%～5.70%，平均值5.35%。

在SiO2-K2O圖上(圖4a)，樣品投影點(diǎn)落于鉀玄巖系列。巖石飽和指數(shù)平均值1.02，在A/NK-A/CNK圖上(圖4b)，A/CNK=0.92～1.10，為準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)花崗巖。在AR-SiO2圖上(圖4c)，浯漳花崗斑巖樣品投影點(diǎn)落在堿性區(qū)域。

4.2 微量元素

原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5a)顯示，浯漳花崗斑巖富集大離子親石元素Th(23.30×10-6～30.70×10-6)、U(3.221×10-6～4.050×10-6)、Rb(181×10-6～222×10-6)、K(K2O 4.83%～5.70%)，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Zr(53.00×10-6～87.21×10-6)、Nb(21.52×10-6～26.72×10-6)、Ta(1.762×10-6～2.141×10-6)和大離子親石元素Ba(423×10-6～754×10-6)、Sr(154×10-6～261×10-6)，表明花崗斑巖可能為地殼部分熔融產(chǎn)物。大離子親石元素優(yōu)先進(jìn)入巖體，而不活潑的高場(chǎng)強(qiáng)元素則被保留在殘余固相中。Nb的負(fù)異常一般是典型陸殼巖石的標(biāo)志，浯漳花崗斑巖Nb負(fù)異常表明巖漿演化過程中存在地殼物質(zhì)的混入。Sr主要賦存于鈣斜長(zhǎng)石、磷灰石等礦物中，其明顯負(fù)異常表明可能存在斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用明顯。這與稀土元素的負(fù)Eu異常結(jié)果一致。

表3 浯漳花崗斑巖主量元素(wt%)、稀土和微量元素(×10-6)分析結(jié)果

表4 浯漳花崗斑巖Sr、Nd和Pb同位素分析結(jié)果

4.3 稀土元素

浯漳花崗斑巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式(圖5b)顯示，稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化分布曲線明顯右傾，輕稀土元素較富集，重稀土元素較虧損，樣品中的稀土元素配分曲線基本一致。樣品中輕稀土元素分餾較強(qiáng)，重稀土分餾較弱。樣品的總稀土量較高(∑REE值為391.7×10-6～473.9×10-6)，LREE/HREE的值為12.38～16.16(均值14.32)，(La/Yb)N的值為17.5～24.1(均值21.4)，表明巖漿結(jié)晶分析程度較高。δEu=0.35～0.44(均值0.40)，呈現(xiàn)出明顯的Eu負(fù)異常，指示在成巖過程中可能存在斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用。

4.4 Sr-Nd-Pb同位素特征

浯漳花崗斑巖Sr-Nd-Pb同位素分析結(jié)果見表4。浯漳花崗斑巖(87Sr/86Sr)i值為0.715981～0.717884，均值為0.71657；fSm/Nd=-0.53～-0.49，均值為-0.52；εNd(t)值為-8.2～-6.3；tDM2為1443～1592Ma，均值為1506Ma，低于火山雜巖體殘留鋯石年齡(1766±19Ma)，說明其物質(zhì)來源主要為中元古代的基底變質(zhì)巖，可能有新的物質(zhì)加入而造成其年齡降低；(206Pb/204Pb)i的值為18.253～18.283、(207Pb/204Pb)i的值為15.602～15.613、(208Pb/204Pb)i的值為38.474～38.545。

5 討論

5.1 花崗斑巖成巖年齡

近年來相山北部花崗斑巖的高精度年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，北部花崗斑巖成巖年齡集中在132～136Ma (Yangetal., 2011; 陳正樂等, 2013; 楊水源, 2013; 王勇劍, 2015; 郭福生等, 2015; 阮小語, 2018)。浯漳花崗斑巖為134～136Ma，與相山北部花崗斑巖一致，為早白堊世同期產(chǎn)物。

華南地區(qū)中生代成礦大爆發(fā)，形成包括U在內(nèi)的Cu、Pb、Zn、Ag、W、Fe等一系列礦床，吸引了眾多學(xué)者開展了大量的研究工作，特別是燕山期大規(guī)模成礦作用和與花崗巖有關(guān)的金屬礦床研究已取得深遠(yuǎn)意義的學(xué)術(shù)成果(陳駿等, 2008; 胡瑞忠等, 2010; 毛景文等, 2007, 2011; 周永章等, 2017; 陽杰華等, 2017)。華南地區(qū)中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)換機(jī)制是一個(gè)重要的地質(zhì)事件，它將贛杭火山構(gòu)造帶由特提斯構(gòu)造域卷入西太平洋構(gòu)造域中，大地構(gòu)造性質(zhì)從華夏和楊子板塊之間的擠壓構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)為陸內(nèi)巖石圈伸展拉張構(gòu)造環(huán)境，并產(chǎn)生巨大的地質(zhì)效應(yīng)，直接導(dǎo)致了燕山期巖漿大規(guī)?；顒?dòng)以及成礦作用的大爆發(fā)(周永章等, 2017)。構(gòu)造轉(zhuǎn)換機(jī)制在華南地區(qū)具有明顯的階段性，首先發(fā)生在十杭帶南段(163Ma)，其次發(fā)生在贛杭火山構(gòu)造帶(137Ma)，最后發(fā)生在東南沿海(110Ma)(楊水源, 2013)。胡瑞忠等(2004, 2007)認(rèn)為華南鈾礦床與巖石圈伸展作用事件的時(shí)間具有較好的一致性。相山鈾礦田位于贛杭火山構(gòu)造帶西段，南部浯漳花崗斑巖成巖年齡134～136Ma，屬于華南巖石圈伸展階段與華南燕山期成礦大爆炸時(shí)期。

5.2 花崗斑巖類型

花崗巖類的ISMA分類體系由于能夠反映巖漿源區(qū)信息以及指示特定的構(gòu)造環(huán)境而得到廣大的應(yīng)用。常用Na-K判別圖和Ga/Al判別圖進(jìn)行巖石成因類型判別。相山火山雜巖體的成因分類一直是學(xué)界爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。部分研究者認(rèn)為相山火山雜巖體具有S型花崗巖典型特征，為S型花崗巖系(劉家遠(yuǎn), 1985; 王德滋等, 1991; 劉昌實(shí)等, 1992; 陳繁榮等, 1995; 薛振華等, 1991; 陳小明等, 1999; 陳雷等, 2013; 楊慶坤, 2015; 周萬蓬, 2015; 郭福生等, 2016)；其他研究者則認(rèn)為相山花崗巖系為A型花崗巖系(Jiangetal., 2005; Yangetal., 2011; 楊水源, 2013; Yuetal., 2019)。

對(duì)于ISMA分類的合理性，部分學(xué)者提出質(zhì)疑，因?yàn)椴煌磪^(qū)的巖漿可以形成成分相同的花崗巖(Miller, 1985)。張旗等(2012)、張旗(2013)提出，A型花崗巖與I、S、M型花崗巖不應(yīng)存在截然的界線，常用的Na-K判別圖具有非此即彼性，存在邏輯思維的錯(cuò)誤，應(yīng)該棄而不用。國(guó)內(nèi)廣泛使用Na-K圖(邱家驤, 1991)鑒別伸展構(gòu)造環(huán)境的A型花崗巖，但是，該圖用來鑒別A型花崗巖是不合理的(鄧晉福等, 2015)。此外，微量元素Ga/Al判別圖可能是比較好的一類，但是，也并非適用所有的A型花崗巖，也有誤判的情況(吳鎖平等, 2007; 李小偉等, 2010; 張旗等, 2012; 張旗, 2013; 鄧晉福等, 2015)。A型花崗巖的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)于地殼伸展減薄的構(gòu)造背景中的低壓下部分熔融成因的花崗巖，明顯的地球化學(xué)特征是富硅(>70%)，貧鋁(12%～13%)、Sr(極低，有的甚至低于10×10-6)、Ba、Eu、Ti、和P，REE分布具明顯富銪異常，可用稀土元素和微量元素分布圖的聯(lián)用進(jìn)行判別(張旗等, 2012; 張旗, 2013)。貧Al和Sr是A型花崗巖最顯著的特征，浯漳花崗斑巖A12O3含量為14.21%～15.36%，且Sr含量154×10-6～261×10-6，低于A型花崗巖判別標(biāo)準(zhǔn)，此外，浯漳花崗斑巖銪屬于中等負(fù)異常(A型花崗巖為明顯負(fù)異常)，故浯漳花崗斑巖不屬于A型花崗巖類別。

張旗等(2006a, 2010)根據(jù)熔體與殘留平衡的理論，運(yùn)用Sr和Yb元素將花崗巖分為喜馬拉雅型(Sr<300×10-6，Yb<2×10-6)、埃達(dá)克型(Sr>300×10-6，Yb<2.5×10-6)、浙閩型(40×10-61.5×10-6)、南嶺型(Sr<100×10-6，Yb>1.5×10-6)。S型花崗巖大多貧Sr(<300×10-6)，Yb大多在1×10-6～7×10-6之間，在Sr-Yb圖中大多分布在低Sr高Yb區(qū)，即浙閩型區(qū)域；而南嶺型大體相當(dāng)于A型花崗巖(張旗等, 2006a)。浯漳花崗斑巖Sr范圍為154×10-6～261×10-6，平均194×10-6，Yb變化范圍為2.65×10-6～3.62×10-6，平均3.27×10-6。在Yb-Sr圖解(圖6)可以看出，浯漳花崗斑巖屬于低Sr高Yb型，落于浙閩型花崗巖區(qū)，且87Sr/86Sr>0.707，屬于S型花崗巖?；◢弾r類型與壓力密切相關(guān)，浙閩型花崗巖處于正常地殼厚度下，形成壓力<0.8～1.0GPa，形成的地殼厚度約30km左右(張旗等, 2006b)。

圖6 浯漳花崗斑巖Sr-Yb分類圖解(據(jù)張旗等, 2006a)Ⅰ-高Sr低Yb；Ⅱ-低Sr低Yb；Ⅲ-高Sr高Yb；Ⅳ-低Sr高Yb；V-非常低Sr高YbFig.6 Sr vs. Yb classification diagrams of Wuzhang granite porphyry (after Zhang et al., 2006a)Ⅰ-Type of high-Sr and low-Yb; Ⅱ-Type of low-Sr and low Yb; Ⅲ-Type of high Sr high Yb; Ⅳ-Type of low Sr and high Yb; Ⅴ-Type of very low Sr and high Yb

圖7 浯漳花崗斑巖Rb-(Y+Nb)圖解(a)和Nb-Y圖解(b)(據(jù)Pearce et al., 1984)ORG-洋脊花崗巖；WPG-板內(nèi)花崗巖；VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；虛線范圍為后碰撞花崗巖Fig.7 Rb vs. (Y+Nb) diagram diagram (a) and Nb vs. Y (b) of Wuzhang granite porphyry (after Pearce et al., 1984)

5.3 花崗斑巖成巖構(gòu)造環(huán)境

華南地區(qū)中生代經(jīng)歷東西走向的特提斯構(gòu)造域向北東-北北東走向古太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換，被廣大學(xué)者所認(rèn)可。盡管構(gòu)造體系具體的轉(zhuǎn)換時(shí)期還存在不同認(rèn)識(shí)(李文達(dá)等, 1998; 毛健仁等, 1998; 吳福元和孫德有, 1999; 邢光福等, 2008; 張?jiān)罉虻? 2009, 2012)，但晚侏羅世到早白堊世總體上應(yīng)為擠壓到拉張的轉(zhuǎn)換環(huán)境。華南地區(qū)存在3條北東向中A型中生代花崗巖帶，即浙閩粵沿海帶(110～90Ma)、湘桂粵帶(163～150Ma)和贛杭帶(137～122Ma)，表明華南拉張發(fā)生的時(shí)間和空間具有階段性，先發(fā)生在湘桂粵帶，再發(fā)生在贛杭火山構(gòu)造帶，最后發(fā)生在東南沿海。贛杭火山構(gòu)造帶分布較多晚中生代火山-侵入雜巖，如相山火山侵入雜巖(137～132Ma)、大橋塢花崗斑巖(133～136Ma)、楊梅灣花崗斑巖(135Ma)、大洲流紋巖(127Ma)、玉華山火山侵入雜巖體(132～131Ma)等(楊水源, 2013)。盡管相山火山雜巖體巖石類型存在爭(zhēng)議，但是贛杭鈾成礦帶內(nèi)含有火山盆地巖漿巖具有相似的地球化學(xué)特征，如富堿、REE、HFSE和Ga。相山火山侵入雜巖體位于贛杭火山構(gòu)造帶西段，與贛杭火山構(gòu)造帶東段其他花崗巖相比，具有較低的全巖εNd(t)和鋯石εHf(t)值，顯示贛杭火山構(gòu)造帶從西往東，時(shí)間上從早到晚，殼幔作用越來越強(qiáng)烈(楊水源, 2013)。

關(guān)于構(gòu)造背景，依然存在爭(zhēng)議。楊水源(2013)結(jié)合鐵鎂質(zhì)包體的信息，認(rèn)為相山鈾礦形成于大陸弧后拉張構(gòu)造背景。周萬蓬(2015)結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和時(shí)空框架的基礎(chǔ)上認(rèn)為相山礦田火山巖形成于板內(nèi)伸展拉張構(gòu)造背景。毛健仁等(2013)以贛杭火山構(gòu)造帶為主要研究對(duì)象，研究晚中生代擠壓-伸展構(gòu)造的巖漿活動(dòng)與成礦記錄，認(rèn)為170±5Ma太平洋板塊斜向俯沖導(dǎo)致贛杭火山構(gòu)造帶擠壓致使下地殼增厚，其后軟流圈上涌，巖石圈減薄，促使新元古代的島弧巖石部分熔融形成具埃達(dá)克質(zhì)和島弧型雙重特征的石英閃長(zhǎng)玢巖-花崗閃長(zhǎng)巖，陸內(nèi)造山后的伸展背景下形成了地殼熔融的花崗巖和雙峰式巖脈。170±5Ma～120Ma為陸內(nèi)造山作用時(shí)期，隨后進(jìn)入古太平洋正向俯沖構(gòu)造體系。華南晚中生代玄武巖地球化學(xué)特征表明，以武夷山為界，武夷山以西受大陸裂谷影響，而武夷山以東受太平洋板塊俯沖作用影響(Chenetal., 2005)。綜上，相山礦田位于武夷山以西，距離東南沿海較遠(yuǎn)，受太平洋板塊俯沖作用影響小，受板內(nèi)巖石圈伸展和減薄動(dòng)力學(xué)制約較大。該結(jié)論與他人對(duì)相山礦田火山侵入雜巖構(gòu)造環(huán)境判別一致(周萬蓬, 2015; 楊慶坤, 2015)。

在Nb-Y與Rb-Y+Nb圖解(圖7)中，浯漳花崗斑巖落在后碰撞花崗巖范圍靠近板內(nèi)花崗巖一側(cè)。結(jié)合贛杭火山構(gòu)造帶演化史認(rèn)為，浯漳花崗斑巖其形成于陸內(nèi)后造山伸展拉張階段。前文提到的浙閩型花崗巖形成于加厚地殼伸展拉張為正常地殼厚度，結(jié)合華南構(gòu)造轉(zhuǎn)換機(jī)制，應(yīng)為擠壓作用引起的增厚地殼在后造山伸展階段逐漸減薄為正常地殼厚度的結(jié)果，側(cè)面佐證了其分類的正確性。

5.4 花崗斑巖物質(zhì)來源

現(xiàn)今大陸殼的(87Sr/86Sr)i經(jīng)過25億年的演化由0.706演化為0.719，浯漳花崗斑巖的分布范圍為0.71740～0.71789(均值0.71657)，落于大陸增長(zhǎng)線附近，表明物質(zhì)來源于陸殼。通過計(jì)算獲得兩階段模式年齡為1522～1599Ma，平均值為1560Ma，略低于相山火山雜巖體中殘留鋯石年齡(1787.9Ma)，說明其物質(zhì)來源主要為中元古代基底變質(zhì)巖。浯漳花崗斑巖微量元素δEu-(La/Yb)N圖解(圖8)中，樣品點(diǎn)均落入殼源型區(qū)域；在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)圖解(圖9)中顯示，樣品點(diǎn)分布在年輕上地殼附近，進(jìn)一步說明了浯漳花崗斑巖物質(zhì)來源自上地殼。

圖8 浯漳花崗斑巖(La/Yb)N-δEu圖解(據(jù)王中剛等, 1989)Fig.8 (La/Yb)N vs. δEu diagram of Wuzhang granite porphyry (after Wang et al., 1989)

鉛同位素判別物質(zhì)來源的圖解較多，為了消除時(shí)間因素的影響且將不同時(shí)代鉛同位素進(jìn)行成因和物質(zhì)來源對(duì)比，朱炳泉(1993; 朱炳泉等, 1998)提出鉛同位素三維空間拓?fù)渫队皵?shù)據(jù)處理方法，根據(jù)不同成因類型礦石鉛資料，總結(jié)出鉛同位素Δβ-Δγ變化范圍圖解(圖10)，理論上比那些全球性的演化模式有更好的示蹤意義。在Δβ-Δγ圖解中(圖10)，浯漳花崗斑巖鉛同位素落于上地殼鉛范圍，表明鉛物質(zhì)來源于上地殼。楊水源等(2010)從相山-侵入雜巖體中鋯石的εHf(t)-206Pb/238U關(guān)系圖中發(fā)現(xiàn)物質(zhì)來源主要較集中在上地殼和下地殼的演化線之間。楊慶坤(2015)在Δβ-Δγ成因分類圖解中，相山火山雜巖體落于上地殼鉛中，顯示整個(gè)雜巖體鉛來源于上地殼。因此，相山南部浯漳花崗斑巖與北部花崗斑巖物質(zhì)來源均為上地殼并靠近中地殼的位置。

圖9 浯漳花崗斑巖(87Sr/86Sr)i-εNd(t)圖解(據(jù)郭志軍等, 2014)Fig.9 (87Sr/86Sr)i vs. εNd(t) diagram of Wuzhang granite porphyry (after Guo et al., 2014)

圖10 浯漳花崗斑巖鉛同位素Δβ-Δγ圖解(據(jù)朱炳泉等, 1998)1-幔源鉛；2-上地殼鉛；3-上地殼與地?；旌系母_帶型鉛(3a-巖漿作用；3b-沉積作用)；4-化學(xué)沉積鉛；5-海底熱水作用鉛；6-中深變質(zhì)作用鉛；7-深變質(zhì)下地殼鉛；8-造山帶鉛；9-古老頁巖上地殼鉛；10-退變質(zhì)鉛Fig.10 Lead isotopic Δβ vs. Δγ diagram of Wuzhang granite porphyry (after Zhu et al., 1998)1-mantle lead; 2-upper crust lead; 3-subduction-belt-type lead from upper crust combined with mantle (3a magmatism; 3b-sedimentation); 4-chemically deposited lead; 5-lead from hot water under the sea; 6-middle and deep metamorphic lead; 7-lead in deep metamorphic lower crust; 8-orgenic lead; 9-lead in upper crust of ancient shale; 10-degraded metamorphic lead

表5 相山礦田南、北花崗斑巖對(duì)比一覽表

相山火山雜巖體巖漿演化過程中幔源如何參與一直存在爭(zhēng)議。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為相山火山侵入雜巖主要是基底變質(zhì)巖部分熔融的產(chǎn)物(方錫珩等, 1982; 王文傳等, 1982; 劉家遠(yuǎn), 1985; 王德滋等, 1991, 1993, 1994; 范洪海等, 2001a; Jiangetal., 2005; 楊慶坤, 2015; 周萬蓬, 2015)。燕山晚期次火山巖中淬冷包體往往被認(rèn)為是地幔參與的直接證據(jù)(范洪海等, 2001b)。但是，相山火山雜巖體幔源的淬冷包體幾乎未影響到相山火山巖的87Sr/86Sr(Jiangetal., 2005)。此外，含淬冷包體的花崗斑巖與不含淬冷包體的流紋英安巖以及碎斑熔巖具有相同的Nd-Hf同位素組成，表明淬冷包體對(duì)花崗斑巖形成貢獻(xiàn)很??；石英二長(zhǎng)斑巖具有相對(duì)較高的εNd(t)值，可能原始巖漿有地幔物質(zhì)的參與(楊水源, 2013)。趙沔等(2015)對(duì)相山火山侵入雜巖體黑云母運(yùn)用電子探針微區(qū)技術(shù)得出，相山火山雜巖體物質(zhì)來源主要是殼源，沒有明顯地幔物質(zhì)加入，而石英二長(zhǎng)斑巖有一定量的地幔物質(zhì)的加入，并且發(fā)生在石英二長(zhǎng)斑巖黑云母結(jié)晶前。Yuetal. (2019)通過測(cè)定斜長(zhǎng)石和黑云母中磷灰石包裹體地球化學(xué)特征認(rèn)為，石英二長(zhǎng)斑巖中磷灰石包裹體具有更高的Mn和Cl，更強(qiáng)的Eu異常和更低的87Sr/86Sr，表明富Cl巖漿來自幔源(吸收了來自太平洋板塊俯沖的海洋沉積物中的Cl)，從而得出地幔參與直到二長(zhǎng)花崗斑巖形成之前并未發(fā)生。同時(shí)，花崗斑巖中的淬冷包體Sr同位素比值以及鹵素元素表明其來自富Cl地幔通過注入花崗質(zhì)巖漿中而來，并且作為包體形式存在，并未與花崗質(zhì)巖漿混融，對(duì)花崗質(zhì)巖漿也未產(chǎn)生化學(xué)影響。

綜上所述，浯漳花崗斑巖物質(zhì)來源為元古代基底變質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物，雖有鐵鎂質(zhì)包裹體，但其對(duì)花崗斑巖無明顯化學(xué)影響。

5.5 與鈾成礦的關(guān)系

相山北部鈾礦床資料表明，花崗斑巖與鈾礦化空間分布具有一致性，鈾礦體主要產(chǎn)于花崗斑巖內(nèi)帶，外接觸帶變質(zhì)巖及砂巖中的鈾礦化亦在接觸帶400m內(nèi)，表明花崗斑巖與鈾成礦關(guān)系密切。白堊紀(jì)晚期，強(qiáng)烈伸展拉張構(gòu)造環(huán)境下，深源流體交代富鈾地殼形成含礦熱液上升至花崗斑巖附近，在適宜的溫度，壓力等物理化學(xué)條件下沉淀、富集成礦(邵飛等, 2008; 王勇劍, 2015; 許迅, 2017)?；◢彴邘r為鈾成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，后來的改造作用是斑巖中的鈾活化、轉(zhuǎn)移并且富集的重要條件，深部上升的富鈾熱液是形成富鈾礦體的關(guān)鍵(付湘, 2013(2)付湘. 2013. 相山北部地區(qū)次火山巖與鈾成礦關(guān)系. 中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告, 3: 96-100)?；◢彴邘r內(nèi)外接觸帶及斑巖侵位正前方、正上方構(gòu)造破碎帶、不同巖性界面是礦質(zhì)卸載的有利場(chǎng)所(邵飛等, 2011)。王利玲等(2020)對(duì)相山北部含鈾花崗斑巖的研究表明，相山北部花崗斑巖集中在132～137Ma之間，巖石成因類型為A-S型花崗斑，物質(zhì)來源于中元古代地殼，為板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境下伸展體制產(chǎn)物。

從表5可以看出，相山南部浯漳花崗斑巖與北部產(chǎn)鈾花崗斑巖除出露規(guī)模略有不同外，在巖相學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)、構(gòu)造背景、物質(zhì)來源等方面高度一致，故相山南部浯漳花崗斑巖具有產(chǎn)鈾可能性。相山南部地區(qū)找礦未有突破，可能是對(duì)于南部地區(qū)找礦勘查力度不夠，尤其是深部勘查工作缺乏，導(dǎo)致隱伏礦體未被發(fā)現(xiàn)。

6 結(jié)論

本文選取相山南部浯漳花崗斑巖作為研究對(duì)象，通過野外地質(zhì)調(diào)查、巖相學(xué)、地球化學(xué)和年代學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，在此基礎(chǔ)上探討了巖石成因類型、構(gòu)造環(huán)境、物質(zhì)來源及含鈾性。本次研究所獲得的主要認(rèn)識(shí)有：

(1)浯漳花崗斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果：上南地區(qū)花崗斑巖206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為135.6±1.6Ma(n=17，MSWD=0.67)，下保南地區(qū)花崗斑巖206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為135.2±1.5Ma(n=21，MSWD=0.95)，浯漳花崗斑巖成巖年齡集中在134～136Ma之間，屬于早白堊世時(shí)期。

(2)浯漳花崗斑巖Sr含量154×10-6～261×10-6，Yb含量為2.65×10-6～3.62×10-6，具有低Sr高Yb特征，屬于浙閩型(S型)花崗巖。

(3)浯漳花崗斑巖屬于后造山伸展拉張構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物；其巖漿物質(zhì)來源于上地殼物質(zhì)部分熔融，無明顯地幔物質(zhì)的加入。

(4)對(duì)比相山北部產(chǎn)鈾花崗斑巖規(guī)模、巖相、年代學(xué)、地球化學(xué)等特征，相山南部浯漳花崗斑巖具有產(chǎn)鈾可能性。相山南部至今找礦未有突破，可能是缺乏深部勘查工程，導(dǎo)致隱伏礦體未被發(fā)現(xiàn)。