江西省宜豐縣白水洞鋰鈮鉭礦床成礦巖漿巖鋯石U-Pb年齡及意義

姜寶亮，趙 勁，林梅花，張 磊

（江西省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江西 南昌 330002）

江西宜豐-奉新地區(qū)是重要的鋰鉭鈮等稀有金屬成礦區(qū)，已發(fā)現(xiàn)多處稀有金屬礦床，如茜坑多金屬礦床﹑獅子嶺含鋰瓷石礦﹑坪頭嶺鉭鈮礦﹑白石里鈮鉭礦等，近年通過對(duì)白水洞礦區(qū)勘查，累計(jì)查明Li2O礦物量達(dá)到大型規(guī)模，本文擬通過對(duì)成礦巖漿巖年代學(xué)研究，為該區(qū)周邊下一步找礦方向提供建議[1]。

1 成礦背景

白水洞鋰鈮鉭礦礦床位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與華南褶皺系兩大構(gòu)造單元結(jié)合過渡帶，地處宜豐—景德鎮(zhèn)深斷裂的中部北側(cè)，九嶺-高臺(tái)山臺(tái)拱的九嶺穹斷束南部，九嶺復(fù)式背斜南翼，夾于宜豐—景德鎮(zhèn)深大斷裂帶與銅鼓西向-奉新上富斷裂之間（圖1）。

圖1 白水洞礦區(qū)區(qū)域位置圖（據(jù)江西省礦產(chǎn)地質(zhì)志2015修改）

區(qū)域內(nèi)巖漿較發(fā)育，主要有新元古代英云閃長巖-花崗閃長巖-二長花崗巖組合﹑早侏羅世主要有甘坊巖體（200.6Ma）中細(xì)粒-粗粒斑狀二云母二長花崗巖；古陽寨巖體（177Ma）主要為細(xì)粒-中細(xì)粒含斑或少斑二云母二長花崗巖（江西省礦產(chǎn)地質(zhì)志2015）；礦區(qū)內(nèi)白水洞侵入體為中細(xì)粒弱鈉長石化白云母二長花崗巖﹑弱鈉長石化似斑狀白云母二長花崗巖﹑強(qiáng)鈉長石化白云母花崗巖為礦區(qū)內(nèi)賦礦地質(zhì)體。

2 礦床地質(zhì)

礦體特征：通過勘查基本查明礦區(qū)中西部Ⅰ號(hào)含鋰瓷石礦體呈面型分布，礦體出露面積約0.55km2，礦體長約1000m，寬約450m，鉆孔控制礦體深部延伸約80m～200m不等（圖2），累計(jì)見礦厚度52.11m～209.76m，平均110m。另外礦區(qū)北東部見多條脈型礦體，呈透鏡狀分布，礦體長100m～300m不等，寬20m～60m不等，規(guī)模較小。

圖2 宜豐白水洞鋰鈮鉭礦24號(hào)勘探線剖面圖

3 樣品分析與測試結(jié)果

3.1 樣品采集與測試

本次鋯石U-Pb樣品采自白水洞礦區(qū)實(shí)測地質(zhì)剖面，巖性為強(qiáng)鈉長石化中細(xì)粒白云母花崗巖。巖石原巖為中細(xì)粒白云母花崗巖，經(jīng)強(qiáng)鈉長石化作用交代后形成。原巖結(jié)構(gòu)保留，呈變余中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)[2]。

原巖殘留礦物主要為鉀長石﹑石英及白云母組成，礦物粒徑一般0.8mm～2.5mm不等。其中鉀長石呈半自形—他形板狀，主要為條紋長石，正長石，具弱泥化，常見鈉長石交代。石英呈他形粒狀，裂紋發(fā)育，波狀消光，邊部常被鈉長石交代。白云母呈半自形片狀，片徑0.5mm～1.2mm，兩端規(guī)則，部分為黑云母析鐵褪色蝕變而成[3]（圖3）。

圖3 白水洞礦區(qū)強(qiáng)鈉長石化白云母花崗巖礦石標(biāo)本及顯微照片

巖石具強(qiáng)鈉長石化，見鈉長石呈板條狀﹑長板條狀或糖粒狀，粒徑0.1mm～1.5mm不等，多交代鉀長石，少量呈“棋盤格”形式嵌布于鉀長石中，部分沿石英邊緣交代，部分鈉長石為原巖斜長石經(jīng)鈉化后蝕變而成。熱液蝕變白云母呈細(xì)小的鱗片狀，片徑0.05mm～0.12mm，形態(tài)不規(guī)則，多沿原巖礦物裂隙充填交代，部分交代鉀長石﹑石英等。錫石呈四方粒狀，粒徑0.05mm，包裹嵌布白云母中。另見鉭鈮鐵礦（金紅石），深褐紅色，細(xì)小柱狀，嵌布于白云母中。螢石呈不規(guī)則形，粒徑0.05mm～0.15mm，局部充填。高嶺石﹑絹云母呈顯微鱗片狀，片徑0.01mm～0.02mm，為晚期熱液充填（圖4）。

圖4 白水洞礦區(qū)強(qiáng)鈉長石化白云母花崗巖鏡下照片

鋯石U-Pb測年樣品，先破碎至60目，接著采用浮選﹑磁選方法初步分離篩選出鋯石，然后在雙目鏡下將挑選色澤﹑晶形較好，透明度較高的鋯石顆粒，用于鋯石制靶，在陰極發(fā)光（CL）圖像觀察鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇環(huán)帶清晰的巖漿巖鋯石作為待測點(diǎn)。LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡的測試工作在東華理工大學(xué)LA-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室完成，測試儀器為Agilent 7500a型ICP-MS與激光剝蝕系統(tǒng)ComPex 102 Excimer。為確保LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測試的精確度，每測試5個(gè)點(diǎn)加測標(biāo)樣91500和NIS610一次，并測量一個(gè)鋯石Plesovice來確定儀器運(yùn)行狀態(tài)是否正常。鋯石年齡計(jì)算以國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo)，測試結(jié)果用ICPMS DataCal 4.3程序處理，并對(duì)普通鉛按照Andersen（2002）的方法進(jìn)行校正。鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0程序處理。

3.2 測試結(jié)果

白云母花崗巖內(nèi)鋯石無色，透明，主要呈柱狀，部分鋯石內(nèi)見細(xì)小的包裹體(圖6)，鋯石粒徑在60μm×110μm～80μm×180μm之間。陰極發(fā)光圖像顯示鋯石成分含量較均勻，主要以振蕩環(huán)帶為主，少量鋯石發(fā)育扇狀環(huán)帶和無環(huán)帶現(xiàn)象。為確保定年的準(zhǔn)確性，本次選擇具有明顯振蕩環(huán)帶鋯石的邊緣進(jìn)行測試。本樣品中挑取的鋯石長軸和短軸之比在2∶1～4∶3之間)，測點(diǎn)的Th﹑U含量分別為91μg/g～826μg/g，107μg/g～826μg/g，Th/U比值大多介于0.4至1.0之間，與巖漿鋯石的特征相似。經(jīng)測定15個(gè)有效鋯石測點(diǎn)的207Pb/235U﹑206Pb/238U分析結(jié)果在誤差范圍內(nèi)比值基本一致，206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為146.3±1.08Ma（MSWD＝0.085，n=22）（圖5﹑圖6）。

圖5 白水洞礦區(qū)白云母花崗巖鋯石陰極發(fā)光及測點(diǎn)位置圖

圖6 白水洞白云母花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖

4 討論

白水洞礦區(qū)鉆孔揭露巖體巖性從地表至深部依次為強(qiáng)鈉長石化中細(xì)粒鈉長石化白云母花崗巖→中細(xì)粒弱鈉長石化白云母二長花崗巖﹑弱鈉長石化似斑狀白云母二長花崗巖→弱鈉長石化中細(xì)粒二云母二長花崗巖→中粗粒黑云母（含斑）二長花崗巖，成礦地質(zhì)體為高分異﹑高演化的特征，成礦系列屬鈣堿性系列花崗巖型稀土礦床（葉天竺，2017），隨著巖漿分異與演化，依次出現(xiàn)二云母花崗巖→白云母鈉長石花崗巖→鋰云母鈉長石花崗巖的巖石類型變化，該變化類型與白水洞礦體對(duì)應(yīng)[4]。

本次采樣測試結(jié)果表明白水洞鋰鈮鉭礦白云母花崗巖鋯 石U-Pb年 齡 為146.3Ma±1.08 Ma（MSWD=0.085，n=22），亦可代表礦床成礦年齡，與前人數(shù)據(jù)結(jié)果甘坊巖體年齡200.6Ma，古陽寨巖體年齡177Ma對(duì)比，白水洞鋰鈮鉭礦成礦年齡更晚，屬燕山晚期第一階段，表明在存在一期白水洞巖體的侵入，與該區(qū)的鋰鉭鈮等稀土礦床成礦密切相關(guān)，為區(qū)域內(nèi)探尋稀土礦床重要的目標(biāo)地質(zhì)體。

5 結(jié)論

（1）白水洞礦區(qū)鋰鈮鉭礦成礦巖體為白云母花崗巖，其鋯石U-Pb年齡為146.3Ma±1.08Ma（MSWD=0.085，n=22），代表了礦區(qū)成礦花崗巖的結(jié)晶年齡。

（2）區(qū)域上九嶺復(fù)背斜南翼存在多期次的巖體侵入，燕山晚期第一階段侵入的白水洞巖體，晚于甘坊巖體與古陽寨巖體，與稀土礦成礦密切相關(guān)，今后找礦工作中應(yīng)予以重視。