湘东北井冲钴铜矿区连云山花岗岩的岩石成因——锆石U-Pb年龄、岩石地球化学和Hf同位素约束

张 鲲，徐德明，宁钧陶，胡俊良，卢友月，黄 皓， 胡 军，陕 亮

(1. 武汉地质调查中心， 湖北 武汉 430205； 2. 湖南省地质矿产勘查开发局402队， 湖南 长沙 410004)

钦杭结合带是扬子和华夏古板块碰撞拼接带，自钦州湾经湘中、赣中至杭州湾，钦杭成矿带是沿着钦杭结合带两侧扩展而新圈定的一个重要成矿带(杨明桂等， 1997； 徐德明等， 2012)。该带成矿地质条件优越，分布着一大批铜金铅锌多金属矿床，是华南地区重要的多金属成矿带，系统研究解剖区内典型矿床，对总结区域成矿规律和指导下一步找矿具有重要的意义。

井冲钴铜多金属矿床位于浏阳市社港镇，是钦杭成矿带上的典型钴铜矿床之一(徐德明等， 2012)。矿区地质工作可以追溯到20世纪50年代，2004年完成了区内1∶5万区域地质调查，2008年完成了地质详查，矿产远景达到了中型规模。井冲钴铜多金属矿产于连云山岩体的北西侧接触带，1∶5万区域地质调查获得的硫同位素数据表明矿石硫来源于深部岩浆，岩浆活动为成矿提供了需要的热源和物质来源，岩浆作用伴随着成矿作用(彭和求等， 2004[注]彭和求, 陈 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查报告.； 易祖水等， 2010)。矿区内岩浆岩主要为连云山岩体，学者们报道了连云山岩体部分区域不同岩性锆石U-Pb年龄(Wangetal.， 2016； 许德如等， 2017； Dengetal.， 2017)，它们集中在152.9～139.6 Ma。在前人工作的基础上，本文对社港镇周洛地区出露的连云山岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学和Hf同位素分析研究，补充了细粒二云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄，并结合岩石地球化学和Hf同位素分析探讨了岩石成因，为完善连云山岩体年代学格架和深入研究矿床成因提供重要的科学依据。

1 地质背景

井冲钴铜矿区位于钦杭成矿带中段、下扬子陆块江南古岛弧北缘、长平大断裂南东侧(贾宝华等， 2003[注]贾宝华, 彭和求, 陈 俊, 等. 2003. 1∶25万长沙市幅区域地质调查报告.； 彭和求等， 2004[注]彭和求, 陈 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查报告.； 赵小明等， 2013[注]赵小明, 张开明, 毛新武, 等. 2013. 中南地区矿产资源潜力评价成矿地质背景研究报告.)。区域出露的地层主要有古元古界连云山杂岩、新元古界冷家溪群、中新生界白垩系—古近系(图1)。连云山杂岩为结晶变质岩系，是由砂、泥碎屑沉积岩，火山碎屑沉积岩，中基性岩浆岩和富云母类斜长花岗岩等经区域角闪岩相变质的杂岩，岩性主要为二云母片岩、二云母石英片岩、黑云母片岩、斜长角闪片岩等，还出露一些片岩残留体，为混合岩化作用改造产物。新元古界冷家溪群为一套浅变质岩系，岩性主要为板岩、粉砂质板岩、变质砂岩等。中新生界白垩系—古近系主要为紫红色厚层块状砾岩夹砂砾岩。区内北东向断裂发育，主要断裂为中部出露的北东向长平大断裂。长平断裂是长寿街-双牌区域断裂带重要组成部分，断裂总体倾向北西，倾角23°～45°，地表局部倾角达75°。区内岩浆活动极为强烈，主体为连云山花岗岩体，侵位于连云山杂岩之中，西边界以断层为主，有少量的岩脉穿插，覆盖冷家溪群和白垩系；东边界与连云山杂岩呈侵入接触关系，岩枝穿插、切割连云山杂岩的片理面。在岩体东、西两侧近围岩附近，黑云母、长英质矿物具定向排列。1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查初步确定连云山岩体有3次侵位(彭和求等， 2004)[注]彭和求, 陈 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查报告.，第1次形成细-中细粒黑云母花岗闪长岩，第2次形成中粒斑状黑云母二长花岗岩，第3次形成细-中细粒二云母二长花岗岩，从早到晚，黑云母含量由多到少。

井冲钴铜矿体赋存于长平大断裂中段构造-热液硅化构造石英角砾岩、硅质构造角砾岩、硅化绿泥石岩中。矿体长约200 m，宽20～30 m，向南西侧伏下延，倾伏角约20°，其长轴方向与构造热液蚀变岩带走向呈约25°的夹角。矿体在剖面上呈透镜状产出，产出层位稳定。在侧伏方向上，呈尖灭再现或尖灭侧现分布，受构造控制明显。矿石矿物有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、毒砂、斑铜矿、辉铜矿、自然铜、辉钴矿等，脉石矿物有石英、绿泥石等。与矿化有关的围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化，次为碳酸盐化等。金属矿化与硅化关系密切，黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、铁闪锌矿均直接赋存于硅化岩中(彭和求等， 2004[注]彭和求, 陈 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查报告.； 易祖水等， 2010)。

图 1 连云山地区地质简图[据彭和求等(2004)[注]彭和求, 陈 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查报告. 修编]Fig. 1 Geological sketch map of the Lianyunshan area(modified after Peng Heqiu et al., 2004)[注]彭和求, 陈 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查报告. 1—白垩系-古近系； 2—冷家溪群； 3—连云山杂岩； 4—片岩残留体； 5—二云母二长花岗岩(ηγJ3)； 6—黑云母二长花岗岩(ηγJ3)； 7—黑云母花岗闪长岩(γδJ3)； 8—雪峰期花岗闪长岩； 9—井冲多金属矿； 10—采样位置； 11—断裂； 12—地质界线； II-1-5—江汉-洞庭断陷盆地； II-2-2—下扬子被动陆缘； II-2-3—江南古岛弧； II-3-1—湘中-桂中裂谷盆地1—Cretaceous-Paleogene； 2—Lengjiaxi Group； 3—Lianyunshan complex； 4—schist remnants； 5—two-mica monzonitic granite(ηγJ3)； 6—biotite monzogranite(ηγJ3)； 7—biotite granodiorite(γδJ3)； 8—Xuefeng granodiorite； 9—Jingchong polymetallic ore； 10—sampling position； 11—fault； 12—geological boundary； II-1-5—Jianghan-Dongting fault basin； II-2-2—Lower Yangtze passive continental margin； II-2-3—Jiangnan ancient island arc； II-3-1—Central Hunan-Central Guangxi rift basin

2 岩石学特征

连云山花岗岩样品均采于社港镇周洛风景区一带。通过观察手标本和显微照片特征，鉴定花岗岩岩性为细粒二云母二长花岗岩和中细粒黑云母花岗闪长岩。细粒二云母二长花岗岩呈灰白色，细粒花岗结构，块状构造，矿物粒径0.5～1 mm，矿物成分为石英(30%～35%)、钾长石(30%～35%)、斜长石(30%～35%)、黑云母(2%～3%，墨水蓝异常干涉色)、白云母(3%～4%，蓝绿干涉色)(图2a)。中细粒黑云母花岗闪长岩呈灰白色，中细粒花岗结构，块状构造，矿物粒径0.5～3 mm，矿物成分为石英(22%～26%，破碎严重)、斜长石(36%～40%，多发生绢云母化)、钾长石(24%～28%，粒径2～3 mm，蚀变较弱)、黑云母(8%～12%，局部绿泥石化，表现出“柏林蓝”的异常干涉色)(图2b)。

3 分析测试方法

本文选取了5个连云山花岗岩样品进行了岩石地球化学分析，并选取了代表性的细粒二云母二长花岗岩样品JC4-1进行了锆石U-Pb定年和Hf同位素原位分析。

图 2 连云山花岗岩显微照片(正交偏光)Fig. 2 The microscopic photographs of Lianyunshan granite (crossed nicols)a—二云母二长花岗岩； b—黑云母花岗闪长岩； Qtz—石英； Pl—斜长石； Kfs—钾长石； Bt—黑云母； Ms—白云母a—two-mica monzonitic granite； b—biotite granodiorite； Qtz—quartz； Pl—plagioclase； Kfs—potash feldspar； Bt—biotite； Ms—muscovite

岩石地球化学样品主量元素分析采用X射线荧光光谱法，微量元素分析采用ICP-MS法，均在中国地质调查局武汉地质调查中心中南矿产资源监督检查中心进行，图解生成和地球化学参数计算使用GeoKit软件(路远发， 2004)完成。

测年样品破碎和锆石挑选由廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成。锆石CL图像在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室拍摄，并结合透射光和反射光图像观察锆石内部结构。

测年样品锆石U-Pb同位素分析在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)LA-ICP-MS仪器上完成，仪器型号为Agilent 7500a，激光剥蚀系统为GeoLas 2005，激光剥蚀斑束直径为32 μm。分析数据的处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal完成，分析步骤和流程同Liu等(2008，2010)。花岗岩锆石样品的U-Pb年龄谐和图绘制和年龄加权平均计算采用Isoplot3.0(Ludwig， 2003)完成。

测年样品锆石Hf同位素原位分析在西北大学大陆动力学国家重点实验室的多接收电感耦合等离子质谱仪MC-ICP-MS(Nu Plasma)上完成，采用He作为剥蚀物质载气，激光束斑直径42 μm，分析步骤和流程同徐平等(2004)和Yuan等(2008)。采用标准锆石91500、MON-1和GJ-1作标样，分析的精度和误差用标样进行校准，误差为2σ，实验测试91500的分析结果176Hf/177Hf值0.282 307±0.000 016与参考值一致。

4 分析结果

4.1 锆石U-Pb分析结果

测年样品JC4-1阴极发光(CL)图像显示，锆石形态大部分呈短柱状，晶形比较完整，振荡环带发育，裂纹不发育(图3)。从制备好的测年样品中选取锆石进行测试，每颗锆石一个测点，多数测点位于锆石柱体两端，少部分测点在柱体中部。样品的同位素测年分析结果见表1。锆石Th含量258×10-6～4 884×10-6，U含量264×10-6～5 039×10-6，Th/U值为0.24～2.02。锆石普遍具有较高的Th、U含量，结合振荡环带等特征表明其为岩浆锆石(吴元保等， 2004)。

共测试了20个测点，5号点因同位素比值异常、谐和性差而被剔除，有效测点为19个。3、13和20号点同位素比值207Pb/235U值明显偏大，结合阴极发光图像分析，3和13号测点应为继承锆石核，其206Pb/238U年龄分别为698.6 Ma和803.3 Ma；区内未见加里东期大规模的花岗岩侵入事件，20号测点375.6 Ma可能为混合年龄。其它16个测点中有14个测点206Pb/238U年龄值集中分布于154.3～147.2 Ma， 2个测点206Pb/238U年龄值集中分布于191.6～189.5 Ma，投影点均落在谐和线上(图4)。选取年龄较新的14个测点计算出的206Pb/238U加权平均年龄为149.4±1.1 Ma(95%置信度， MSWD=0.48)可代表连云山细粒二云母二长花岗岩的成岩年龄。

图 3 连云山细粒二云母二长花岗岩代表性锆石阴极发光照片 Fig. 3 Representative CL images for zircons of the Lianyunshan fine-grained two-mica monzonitic granites

图 4 连云山细粒二云母二长花岗岩锆石U-Pb谐和图Fig. 4 U-Pb concordia diagram of zircons form the Lianyunshan fine-grained two-mica monzonitic granites

4.2 岩石地球化学分析结果

连云山花岗岩主量元素和微量元素分析结果见表2。其中细粒二云母二长花岗岩SiO2含量为72.66%～73.78%，Al2O3含量为14.51%～14.71%，铝饱和指数(A/CNK)值为1.17～1.23，属强过铝质(>1.1)。碱含量(Na2O+K2O)变化范围7.85%～8.19%，其中K2O含量4.47%～5.68%。黑云母花岗闪长岩SiO2含量68.82%～70.70%，Al2O3含量14.85%～15.94%，铝饱和指数(A/CNK)值1.06～1.24。碱含量(Na2O+K2O)5.14%～6.25%。在岩石分类TAS图解(图5a)和岩石系列K2O-SiO2图解(图5b)(Irvine and Baragar， 1971； Peceerillo and Taylor， 1976； Middlemost， 1994)中，细粒二云母二长花岗岩落在亚碱性花岗岩系列和高钾钙碱性系列，中细粒黑云母花岗闪长岩落在亚碱性花岗闪长岩系列和钙碱性系列，两者主量元素地球化学特征差异较大。

表 2 连云山花岗岩主量元素(wB/%)及微量元素(wB/10-6)质量分数组成Table 2 Major element values and trace element values of the Lianyunshan granite

图 5 连云山花岗岩TAS岩石分类图解和K2O-SiO2关系图Fig.5 TAS diagram and K2O-SiO2 diagram of the Lianyunshan granite

细粒二云母二长花岗岩稀土元素总量为155.23×10-6～184.66×10-6，平均167.49×10-6，δEu值为 0.32～0.60，δCe值为0.97～1.08，Nb/Ta值为6.47～7.36，Zr/Hf值为23.67～26.35，Sm/Nd值为0.18～0.23。中细粒黑云母花岗闪长岩∑REE=214.21×10-6～272.09×10-6，δEu值为0.74～0.83，δCe值为0.79～1.16，Nb/Ta值为13.50，Zr/Hf值为31.03，Sm/Nd值为0.16(表1)。许德如等(2017)测得的连云山细粒-中细粒二云母二长花岗岩∑REE=66.09×10-6～122.83×10-6，δEu值为0.39～0.88，δCe值为1.03～1.08，Nb/Ta值为9.70～16.44，Zr/Hf值为40.82～49.00，Sm/Nd值为0.17～0.27。在稀土元素球粒陨石标准化配分图(图6a)中，花岗岩样品具右倾斜配分模式，轻重稀土元素分异强烈，轻稀土元素富集，重稀土元素分布平坦，Eu表现为强烈(二云母二长花岗岩)到弱亏损(黑云母花岗闪长岩)，反映斜长石发生了不同程度分异结晶作用。在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图6b)中，二云母二长花岗岩表现为富集Th、U、K、Pb等元素，亏损Ba、Sr、Nb、Ta、Zr、Ti等元素，Sr和Ti元素亏损反映了斜长石和钛铁矿的分离结晶；黑云母花岗闪长岩表现为富集Th、U、Pb等元素，亏损Nb、Ta、Zr、Ti等元素，与二云母二长花岗岩在大离子亲石元素K、Ba、Sr上表现了一定差异。

4.3 Hf同位素分析

对测年样品锆石15个有效测点(包含3号继承锆石核)进行了原位Hf同位素分析。除继承锆石用测点的年龄计算外，其余锆石Hf同位素计算所用的年龄为该样品的加权平均年龄149.4 Ma，分析结果见表3。14个燕山期花岗岩锆石的Hf同位素组成相对集中，初始176Hf/177Hf值较一致，分布在0.282 314～0.282 461之间，平均为0.284 17，εHf(t)值集中分布在-13～-7.8之间，平均值为-9.3，二阶段模式年龄(t2DM)在2 018～1 690 Ma之间，平均值为1 789 Ma。3号继承锆核初始176Hf/177Hf值为0.282 412，εHf(t)值为1.9，一阶段模式年龄(t1DM)为1 210 Ma，二阶段模式年龄(t2DM)为1 498 Ma。

图 6 连云山花岗岩稀土元素球粒陨石标准化分布模式图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)Fig. 6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagram (b) of the Lianyunshan granite

分析点176Hf/177Hf2σ176Lu/177Hf2σ176Yb/177Hf2σt/MaεHf(t)t1DM/Mat2DM/MafLu/Hf10.282 4500.000 0150.010 1770.000 1480.000 3880.000 005149.4-8.21 1171 714-0.9930.282 4120.000 0370.041 9710.000 2280.001 6770.000 008698.61.91 2101 498-0.9540.282 4080.000 0240.032 8230.000 2300.001 2840.000 008149.4-9.61 2031 810-0.9660.282 4420.000 0200.015 6200.000 0880.000 5740.000 003149.4-8.51 1331 734-0.9870.282 4380.000 0170.002 3510.000 1620.000 0790.000 005149.4-8.51 1241 736-0.9980.282 4330.000 0210.012 0240.000 1420.000 4450.000 005149.4-8.71 1421 751-0.9990.282 3680.000 0190.008 4920.000 0530.000 3270.000 002149.4-11.01 2281 897-0.99100.282 4100.000 0190.014 5940.000 1270.000 5750.000 005149.4-9.61 1771 803-0.98110.282 4400.000 0180.016 3370.0001380.000 6430.000 005149.4-8.61 1381 738-0.98140.282 4610.000 0180.010 9520.0001670.000 4110.000 006149.4-7.81 1021 690-0.99150.282 3890.000 0160.012 7690.000 3480.000 4670.000 012149.4-10.31 2041 852-0.99160.282 4590.000 0280.006 6290.000 1870.000 2630.000 008149.4-7.81 1011 694-0.99170.282 3700.000 0200.011 5960.000 0670.000 4350.000 002149.4-11.01 2291 893-0.99180.282 4520.000 0220.014 3510.000 2910.000 5450.000 011149.4-8.11 1181 711-0.98190.282 3140.000 0470.010 2000.000 2070.000 3880.000 007149.4-13.01 3042 018-0.99

5 讨论

5.1 成岩年龄

湖南地质研究所(1995)测得的连云山岩体黑云母二长花岗岩中黑云母K-Ar年龄为160 Ma，黑云母花岗闪长岩独居石U-Th-Pb同位素年龄为164 Ma，但由于早年实验条件限制，年龄误差较大。1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查(彭和求等， 2004)[注]彭和求, 陈 俊, 何江南, 等. 2004. 1∶5万泮春-官渡幅区域地质调查报告.依据早年的同位素年龄值、岩石学特征、岩浆演化规律及接触关系将连云山岩浆活动初步划分成3次岩浆侵入活动，岩性特征上有明显的不同，从早到晚依次为细-中细粒黑云母花岗闪长岩、中粒斑状黑云母二长花岗岩和细-中细粒二云母二长花岗岩。

锆石中Pb的扩散封闭温度高达900℃(Cherniak and Watson， 2000)，是目前确定高级变质作用峰期年龄和岩浆岩结晶年龄的理想对象，锆石U-Pb年龄测定为限定岩石成岩年龄范围提供了重要的证据。笔者收集的连云山地区混合岩副片麻岩、冷家溪群和连云山岩体最新的锆石U-Pb年龄数据(表4)中，Wang等(2016)测得的连云山岩体中粒二云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为152.9±2.5 Ma，残斑状黑云母二长花岗岩年龄为150.2±2.5 Ma，中细粒二云母正长花岗岩为140.5±1.1 Ma，细粒白云母二长花岗岩为139.6±1.0 Ma；许德如等(2017)测得的连云山岩体中细粒二云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为150～141 Ma，加权平均年龄145 Ma； Deng等(2017)测得的连云山岩体锆石U-Pb年龄为142±2 Ma。本文得到连云山岩体细粒二云母二长花岗岩锆石U-Pb加权平均年龄为149.4±1.1 Ma，与Wang等(2016)和许德如等(2017)测得的二云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄在误差范围内一致，确定了细粒二云母二长花岗岩和中细粒二云母二长花岗岩为同时期侵入，二云母二长花岗岩的形成时代为晚侏罗世。

表4连云山地区岩体锆石U-Pb年龄信息表
Table4DataofzirconsformtheLianyunshanrockbodies

综合近年来锆石U-Pb年龄数据，黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为150.2 Ma，二云母二长花岗岩为152.9～142 Ma，二云母正长花岗岩为140.5 Ma，白云母二长花岗岩为139.6 Ma，这些年龄之间没有明显的间断，表明黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩、二云母正长花岗岩、二云母二长花岗岩和白云母二长花岗岩可能是同期岩浆侵入活动产物，经历了岩浆分异作用和同化混染作用，连云山岩体的成岩年龄为晚侏罗世。

本次工作中还发现有新元古代继承锆石核的存在，其206Pb/238U年龄为803.3和698.6 Ma，这与前人研究结果一致，说明湖南地区的中酸性岩体中存在着新太古代至新元古代继承锆石核(付建明等， 2004； 马铁球等， 2005)。

5.2 物质来源

连云山二云母二长花岗岩富含白云母，而白云母的出现通常被认定为S型花岗岩的矿物学依据。二云母二长花岗岩具有高SiO2含量，强过铝质(A/CNK值≥1.1)，富碱(Na2O+K2O=7.85%～8.19%)，K2O/Na2O>1，显示出强过铝质高钾钙碱性花岗岩特征，与含白云母过铝质花岗岩类(MPG)类似。黑云母花岗闪长岩具有高SiO2含量，过铝质(A/CNK=1.06～1.24)，与富黑云母过铝质花岗岩类(CPG)类似，源区具有陆壳成分特征(White and Chappell， 1983； Le Fortetal.， 1987)。二云母二长花岗岩和黑云母花岗闪长岩都亏损Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素，原始地幔形成陆壳时Nb、Ta元素优先残留在地幔中，陆壳中含量相对较低，Nb、Ta元素亏损表明源区可能为地壳物质；Ti元素不易进入熔体而残留在源区，Ti元素极度贫化往往暗示岩浆来自于地壳。

锆石原位Hf同位素分析是研究地壳演化和示踪岩浆源区的重要手段(吴福元等， 2007)。连云山细粒二云母二长花岗岩样品燕山期锆石176Hf/177Hf值为0.282 314～0.282 461，εHf(t)值为-13～-7.8(图7a)，Hf同位素二阶段模式年龄在2 018～1 690 Ma之间，在εHf(t)-t图(图7b)上，锆石测点数据落在下地壳演化线附近，表明二云母二长花岗岩主要物质来源为中元古代—古元古代的地壳岩石部分熔融。Wang等(2016)测得的连云山花岗岩εHf(t)值-17.0～-2.6和εHf(t)值-10.9～-6.4，许德如等(2017)测得的连云山二云母二长花岗岩全岩εHf(t)值为-13.65～-13.36，也暗示了花岗岩的源区为地壳岩石。

图 7 连云山细粒二云母二长花岗岩锆石εHf(t)直方图和Hf同位素演化图解Fig. 7 Histograms of εHf(t) and Hf isotopic diagram of zircons form the Lianyunshan fine-grained two-mica monzonitic granite

根据Sr和Yb元素含量能够大致判断岩浆形成的压力。张旗等(2005， 2006)以Sr含量400×10-6和Yb含量2×10-6为标准，划分出了高Sr低Yb、低Sr低Yb、低Sr高Yb和高Sr高Yb共4种类型花岗岩。连云山二云母二长花岗岩Sr含量为56.1×10-6～102.0×10-6，Yb含量为0.50×10-6～0.89×10-6，与低Sr低Yb花岗岩类似，指示其形成于中等压力环境；黑云母花岗闪长岩Sr含量为352×10-6～515×10-6，Yb含量为0.73×10-6～1.14×10-6，与高Sr低Yb花岗岩类似，指示其形成于高-中等压力环境。在地壳熔融过程中，由于压力与斜长石的稳定性呈反比关系(Zengetal.，2011)，(Na2O+CaO)/K2O值反映了熔体压力的变化，说明黑云母花岗闪长岩熔体压力大于二云母二长花岗岩。

黑云母花岗闪长岩Na2O、CaO含量相对高，K2O含量相对低，富Na，Ba、Sr和LREE含量较高，Y和Yb含量较低，高Sr/Y和La/Yb值，代表了较原始的花岗质岩浆，与曾令森等(2017)研究的高Sr/Y和La/Yb花岗岩类似，花岗岩源区为变基性岩的部分熔融，暗示了具增厚下地壳的构造背景。二云母二长花岗岩K2O含量相对高，CaO含量相对低，富K，Ba、Sr含量相对低，Y和Yb含量较低，Sr/Y值低，具较显著的负Eu异常，与黑云母花岗闪长岩地球化学特征差异明显，花岗岩源区主要为长英质和泥质变质岩的部分熔融，熔体压力相对低，熔融环境发生了减压。

连云山杂岩源岩成分复杂，有砂、泥碎屑沉积岩和火山碎屑沉积岩等，经历了区域角闪岩相变质改造，早年认为属于古元古代结晶基底岩系，Wang等(2016)测得的片岩残留体混合岩中副片麻岩的锆石U-Pb年龄在842 Ma左右，片岩残留体和冷家溪群εHf(t)值为-37.3～+13.6，t1DM有5组峰值年龄，说明连云山杂岩形成时代可能为新元古代，与区内冷家溪群浅变质岩年龄相当。

5.3 构造背景

钦杭结合带是扬子和华夏古板块碰撞拼接带，也是一条巨型的构造岩浆活动带，沿着该带产出了有新元古代、早古生代、海西-印支期和燕山期花岗岩，学者们普遍认为其完成拼接是在新元古代，中生代时期发生了构造活化，伴随着大规模的成岩成矿事件(毛景文等， 2011； 徐德明等， 2012， 2015)。华南中生代爆发大规模的岩浆活动和成矿作用事件，其构造动力学背景一直是研究的热点，比较一致的观点认为华南构造体制由特提斯体制转变为太平洋体制，太平洋板块的运动控制了区域构造岩浆演化。其中舒良树等(2002)认为古太平洋板块低角度、快速率的俯冲，使大洋板块下插到很远的大陆之下，从而产生十分宽阔的火山岩带；毛景文等(2011)认为古太平洋板块低的俯冲，使中国东部大陆演化成为活动大陆边缘，持续俯冲导致大陆地壳不断加厚，弧后出现了一系列NE向岩石圈伸展带和深大断裂；许德如等(2017)用古太平洋板块平俯冲模式解释中生代构造演化，认为平俯冲的太平洋板块在中侏罗世—早白垩世崩塌、破裂，使得加厚的下地壳熔融。

华南构造体制转变为太平洋体制后，随着古太平洋板块向欧亚大陆持续低角度俯冲，大洋板块下插到很远的大陆板块之下，下插的大洋板块打破了地幔平衡，促使地幔上隆，并使得位于其上的地壳受到强烈抬升。古太平洋板块的持续俯冲和深部构造-岩石圈地幔作用的联合制约形成了区域性的北东向构造和断陷盆地，原先不活动的断裂也开始活动，地幔上隆还加速了下地壳的熔融，熔融形成的岩浆沿着活动的深大断裂发生大规模的岩浆侵位事件，钦杭古板块结合带由于构造位置特殊性成为了这次大规模岩浆侵位事件的集中区域(徐德明等， 2012)，形成的代表性岩体有连云山岩体、幕府山岩体(170～131 Ma)、蕉溪岭岩体(162～158 Ma)、七宝山岩体(154 Ma)和金井岩体(158 Ma)等(湖南地质研究所， 1995； 胡俊良等， 2015)。

连云山二云母二长花岗岩εHf(t)-t图解显示其岩浆来源于下地壳的熔融，结合地球化学特征表明，黑云母花岗闪长岩是变基性岩部分熔融的产物，二云母二长花岗岩主要为长英质和泥质变质岩部分熔融的产物，区内的构造演化和岩浆活动受太平洋板块的运动制约。在Nb-Y和Ta-Yb图解(图8)上，连云山二云母二长花岗岩落在了同碰撞型和火山弧型花岗岩范围内，图中同碰撞型花岗岩包括了同碰撞和后碰撞花岗岩。连云山岩体为一套强过铝质高钾钙碱性-过铝质钙碱性系列花岗岩，其侵入定位受长平大断裂剪切活动控制，与后碰撞花岗岩特征类似，指示了一种持续或间歇性伸展构造环境。

图 8 连云山二云母二长花岗岩构造环境判别图解(据Pearce et al.， 1984)Fig. 8 Discrimination diagrams of tectonic settings for the Lianyunshan two-mica monzonitic granites(after Pearce et al.，1984)Syn-COLG—同碰撞花岗岩； VGA—火山弧花岗岩； ORG—洋脊花岗岩； WPG—板内花岗岩Syn-COLG—syn-collisional granite； VGA—volcanic arc granite； ORG—ridge granite； WPG—intraplate granite

6 结论

(1) 通过对LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，获得了井冲钴铜矿区连云山岩体细粒二云母二长花岗岩的加权平均年龄为149.4±1.1 Ma，形成时代为晚侏罗世，与出露的黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩和白云母二长花岗岩可能是同期岩浆侵入产物。

(2) 通过岩石地球化学研究，确定连云山二云母二长花岗岩为一套强过铝质高钾钙碱性系列花岗岩，高硅(SiO2)富碱(Na2O+K2O)，富集Th、U、K、Pb等元素，亏损Ba、Sr、Nb、Ta、Zr、Ti等元素；黑云母花岗闪长岩为一套过铝质钙碱性系列花岗岩，高硅(SiO2)富钠(Na2O)，富集Th、U、Pb等元素，亏损Nb、Ta、Zr、Ti等元素。两种岩石球粒陨石标准化REE配分模式皆为右倾斜配分模式，轻重稀土元素分异强烈，轻稀土元素富集，重稀土元素平坦分布，Eu表现为强烈到弱亏损。

(3) Hf同位素分析结果显示，二云母二长花岗岩中燕山期锆石176Hf/177Hf值为0.282 314～0.282 461，εHf(t)值集中分布在-13～-7.8之间，Hf同位素二阶段模式年龄在2 018～1 690 Ma之间。连云山花岗岩成因是下地壳岩石部分熔融，黑云母花岗闪长岩为变基性岩部分熔融的产物，二云母二长花岗岩为长英质和泥质变质岩部分熔融的产物，太平洋板块的运动控制了区内构造演化和岩浆活动。