广西大瑶山成矿带地球化学特征研究

2021-01-06高爱洋

中国金属通报 2020年15期

高爱洋，时毓

（桂林理工大学，广西桂林 541000）

华南在中生代经历了印支运动和燕山运动，这两期构造事件奠定了华南乃至中国东部大陆的主体构造轮廓。因此，华南中生代燕山期的构造演化问题，一直是国内外学者研究和关注的焦点（舒良树, 2012）。周新民（2003）提出华南在燕山早期为快速张裂构造背景下的板内伸展造山。谢桂青（2003）提出华南地区在燕山早期和燕山晚期均发生了矿化带伸展。广西作为华南的重要组成部分，地处滨太平洋与特提斯两大构造域的复合部位，而大瑶山地处广西中部，对大瑶山隆起研究可以更好为解决华南中生代构造属性问题提供依据。大瑶山隆起处，位于钦杭结合带西南缘，为一条近EW向展布的多金属成矿带，成矿带多伴随花岗岩类侵入，因此对于大瑶山隆起处花岗岩的研究一直备受关注。该地区矿石按形成时代可分为加里东期-海西期-印支期-燕山早期和燕山晚期。花岗岩作为地壳主要物质组成之一，对花岗岩的研究可以反演其构造属性。本文选取大瑶山隆起矿体作为研究对象，进地球化学及矿石的年代学研究，深入探讨矿石成因、构造背景，对大瑶山隆起燕山期矿体构造属性进行制约。

1 地质概况

大瑶山地区位于广西壮族自治区中东部，西以金秀-贵港为界，东至连山-封开，北以蒙山-昭平-贺州为界，南至桂平-平南-滕县-梧州，面积近1.8万Km2，地层以寒武系为主，震旦系次之。区内构造线广泛发育，多为EW向，部分NE向。区内活动频繁，主要分布于大瑶山隆起区内部。

研究区位于大瑶山隆起中南部，大地构造属于钦杭结合带西南缘的大瑶山隆起处。大佛顶矿体出露面积较小，呈小规模株状产出，侵入寒武系小内冲组、黄洞口组，且外接触带有角岩化带。研究区可见地质的矿物，采样点（DFD17-22-01）为一2.5×2×1m的滚石，风化面灰黑色，新鲜面灰白色，其中黄铁矿呈浸染状分布矿石特性主要以花岗闪长岩为主。采样点（DFD17-23-01）可见多块花岗闪长岩滚石，轻微风化，风化面灰绿色，新鲜面灰白色，含少量1mm～2mm的黄铁矿，可见黑色辉长质包体，包体大小2cm～4cm，与矿石主体无渐变关系。

2 分析结果

大佛顶的绝大部分矿石晶型完好，自形程度高，多呈长柱状，短柱状次之，少量磨圆状。此次选取两组样品进行LA-ICPMS矿石U-Pb测年。

样品DFD17-22-01花岗闪长岩矿石形状多为长柱状，可见明显震荡环带。对样品DFD17-22-01（花岗闪长岩）选取22个矿石进行U-Pb年龄分析，样品显示出谐和度较高，均大于90%，选取样品点均落在谐和线及谐和线附近。样品206Pb/238U年龄分布为200 Ma～150 Ma，样品年龄跨度较大，部分矿石是早期捕获，除去部分年龄后，其加权平均年龄显示为158±1.8Ma（MSWD=5.3），可代表矿石真实形成年龄。

样品DFD17-23-01花岗闪长岩矿石形状多为长柱状，可见明显震荡环带。对样品DFD17-23-01（花岗闪长岩）选取19个矿石进行U-Pb年龄分析，样品显示出谐和度较高，均大于90%，选取样品点均落在谐和线及谐和线附近。样品206Pb/238U年龄分布为170-156 Ma，其中一个矿石显示170Ma，应为早期捕获锆石，其余矿石年龄多集中于160Ma，扣除170Ma后，获得其加权平均年龄为160±1.0Ma（MSWD=0.4），属燕山早期。

大佛顶矿体SiO2含量为65.37 wt.%～65.60 wt.%，K2O含量为2.51 wt.%～2.71wt.%，结合SiO2-K2O图解，研究区显示为高钾钙碱性系列。全碱含量为7.20 wt.%～7.39 wt.%。Al2O3含量为17.75 wt.%～17.82 wt.%。铝饱和指数A/CNK为0.97～0.99，样品显示I型花岗岩特征。大佛顶矿体稀土元素特征显示，样品稀土总含量 ΣREE=88.62～121.62×10-6，LREE/HREE=10.54，Eu负异常（δEu=0.92～0.98）不明显，轻重稀土分馏明显，（La/Yb)N值为12.41～12.70，稀土分配样品总体趋势相一致，曲线相对平滑，矿体显示出轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损。

3 讨论

3.1 物质源区性质

通过地球化学分析，样品显示高硅，富碱特征，为准铝质高钾钙碱性I型矿石。在壳幔分离及陆壳演化中Rb/Sr可敏锐的记录源区的性质，以0.9为界限(＞0.9为S型矿石，＜0.9为I型矿石)。研究区样品表现为高Sr低Rb特征。Rb/Sr比值介于0.06～0.07，结合A/CNK，研究区显示为I型矿石。壳源型矿物与幔源型矿物可以通过δEu大致显示（δEu=0.46壳源型，δEu=0.84幔源型），样品δEu=0.92～0.98与幔源型相接近，并远高于壳源型矿物。Nb/Ta比值可以敏锐的记录岩浆性质，在原始地幔中Nb/Ta比值稳定为17.8，研究区样品Nb/Ta为17.72～18.09，显示主要为幔源型。大佛顶矿体及大村、古龙、思泰矿物体围岩多发生角岩化，说明矿体形成于温度较高的条件下，暗示其物质来源为地幔物质的熔融。

图1 （La/Yb)δEu图解和Rb-(Y+Nb）图解（据Pearce et al.,1984）

微量元素中样品现出亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，富集Rb、Th、La、U、Ce等大离子亲石元素的特征，高场强元素中Ti的亏损，暗示有着地壳物质的参与（Ti不容易进入熔体）结合（La/Yb)N-δEu图1，样品落入壳幔地质矿物区域中，反应样品可能存在这壳幔混合。

3.2 构造背景

大瑶山处于扬子板块与华夏板块拼合处（钦杭结合带）西南处，自早古生代开始，经历了一系列构造演化，大瑶山地区受加里东期造山运动影响尤为强烈，主要表现在褶皱构造发育。印支期后进入燕山期，关于华南中生代的构造动力学背景前人从20世纪90年代开始不断深入研究，近年来已经有资料证明，滨太平洋构造域在华南中生代（180Ma～170Ma）已经由印支期的特提斯构造域发生转换（毛景文等，2007），因此华南燕山期构造背景可能同太平洋板块俯冲挤压碰撞有一定联系。本文结合地球化学特征分析，该研究区矿体属于与俯冲作用有关的高钾钙-碱性矿石。在（Y+Nb)-Rb图1b中，研究区样品均落在火山弧-后碰撞花岗岩区域内，同样指示大佛顶岩体岩体形成的构造环境可能与太平洋板块俯冲挤压碰撞作用有关。