華南花崗巖的形成時(shí)代及巖石地球化學(xué)特征

華南花崗巖的形成時(shí)代及巖石地球化學(xué)特征

華南位于中國(guó)南方的亞板塊，是中亞和歐洲大陸構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶的活躍地帶，橫跨揚(yáng)子板塊和中國(guó)板塊。這是中國(guó)白銀、稀有金屬、稀土金屬和貴金屬資源的重要礦區(qū)（蔡金輝、魏長(zhǎng)山等，2009）。由于板塊俯沖造成強(qiáng)烈的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng),華南地區(qū)形成了非常豐富的花崗巖(張?jiān)罉虻?2009;南京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系,1981)。三稀金屬是稀有金屬、稀土金屬和稀散元素的總稱。該地區(qū)三稀金屬資源非常豐富,而且與花崗巖的關(guān)系非常密切(陳毓川等,1989;地質(zhì)礦產(chǎn)部南嶺項(xiàng)目花崗巖專題組,1989)。為此,本文在綜述花崗巖的基礎(chǔ)上,探討花崗巖和三稀金屬資源的成礦關(guān)系。1巖漿與成巖體系華南地區(qū)花崗巖類巖石非常發(fā)育(南京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系,1981;陳毓川等,1989),從前寒武紀(jì)至中生代不同時(shí)代的花崗巖均有分布。在空間上,華南花崗巖以北東向分布為主,北西向次之,具有呈帶狀分布特征。不同時(shí)代的花崗巖分布一般與大地構(gòu)造有關(guān)。雪峰-加里東期花崗巖局限于雪峰山、武夷山和大瑤山等隆起區(qū),巖帶呈南北向;印支-燕山期花崗巖分布于海西-印支拗陷區(qū),巖帶分布多為北西向和東西向。由于板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和陸殼增生,區(qū)內(nèi)花崗巖由北西向東南,形成時(shí)代總體上具有逐漸變新的趨勢(shì)。因成巖時(shí)代的不同和大地構(gòu)造背景的差異,本區(qū)不同時(shí)代花崗巖的巖性也具有不同的特征。雪峰期花崗巖,大多呈巖基產(chǎn)出,花崗巖富含巖漿包體和源巖捕虜體,以強(qiáng)過鋁質(zhì)為主(78.4%),多為S型花崗巖。四堡期花崗質(zhì)巖石相對(duì)出露少,巖性以混合花崗巖和花崗巖為主,屬于高鉀鈣堿性系列。加里東期花崗巖主要分布于湘-贛、湘-桂和桂-粵地區(qū),常以單個(gè)巖體面積巨大的巖基形式出露,它們的分布具有一定的線狀特征,其中強(qiáng)過鋁質(zhì)占同期花崗巖面積的58.6%,巖性主要由早期原地型和半原地型片麻狀混合花崗巖,到晚期的均勻塊狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖等。海西花崗巖只有零星分布。印支期花崗巖主要分布于桂東的云開大山和六萬(wàn)大山地區(qū),巖性主要為強(qiáng)過鋁質(zhì)。燕山早期花崗巖在華南花崗巖中出露面積最大,以粵、閩、湘、贛為最主要分布區(qū)域,主體呈北東向分布,在南嶺地區(qū)呈東西向分布,與印支期花崗巖相比,準(zhǔn)鋁質(zhì)和弱過鋁質(zhì)鈣堿性巖性的比例增加,面積上強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖已不再占有優(yōu)勢(shì)。燕山晚期巖漿活動(dòng)比燕山早期的更為強(qiáng)烈,分布區(qū)域以浙、閩、粵等東南沿海地區(qū)(北北東方向)和湘北、鄂南、皖南和蘇滬的長(zhǎng)江中下游地區(qū)(北東東)為主,巖性以準(zhǔn)鋁質(zhì)和弱過鋁質(zhì)鈣堿性為主(周新民等,2007)。本區(qū)花崗巖類的巖石種類齊全,從花崗閃長(zhǎng)巖—黑云母花崗巖—二長(zhǎng)花崗巖—白云母花崗巖都有出現(xiàn),但以二長(zhǎng)花崗巖和黑云母花崗巖為主,鉀長(zhǎng)花崗巖、堿性花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖僅少量出現(xiàn)。另外值得一提,燕山期花崗巖活動(dòng)有早晚兩期,巖漿活動(dòng)具有明顯的周期性和間歇性。燕山早期活動(dòng)強(qiáng)烈,巖性以粗粒(中-細(xì)粒)似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖為主,其次為粗粒(中-細(xì)粒)黑云母花崗巖、鉀長(zhǎng)石斑晶二長(zhǎng)花崗巖,主要呈巖基產(chǎn)出,為多期次多階段侵入的復(fù)式巖體。燕山晚期,花崗巖巖性以紅長(zhǎng)石斑晶黑云母二長(zhǎng)花崗巖為主,多數(shù)呈小巖體、巖株、巖墻,侵入于燕山早期巖體內(nèi)部和邊緣。2稀有金屬礦床成礦地質(zhì)特征華南是我國(guó)三稀金屬資源的重要產(chǎn)區(qū),稀土、稀有和稀散元素等金屬礦床均有出現(xiàn),而且都與花崗巖密切相關(guān)。華南部分稀土金屬礦床具有富集重稀土的特征,它主要有花崗巖(含混合巖)風(fēng)化殼礦物型稀土礦、花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型、火山巖風(fēng)化殼離子吸附型和河流沖積型砂等四種礦床類型。這些類型稀土礦床的源巖有加里東期混合巖(或混合巖化花崗巖)、印支期準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖,燕山期型花崗巖,燕山中-晚期黑云母二長(zhǎng)花崗巖等(華仁民,2007)。這些類型稀土礦床的形成都與巖漿內(nèi)生作用和后期的外生作用有關(guān)。巖漿內(nèi)生成礦條件主要包括花崗巖的高稀土豐度背景值、花崗巖的自變質(zhì)交代作用等。與礦化有關(guān)的自變質(zhì)作用為白云母化、綠泥石化、鈉長(zhǎng)石化和鉀長(zhǎng)石化,其蝕變作用越強(qiáng),對(duì)形成稀土礦越有利。外生成因作用主要是一定環(huán)境條件、氣候條件下發(fā)生的風(fēng)化、剝蝕、流水侵蝕等外生成因作用的過程。本區(qū)重要稀有金屬有Li、Nb、Ta、Rb、Cs、Be等金屬。除湖南耒陽(yáng)的花崗巖風(fēng)化殼型礦床外,稀有金屬礦床幾乎都與花崗巖有關(guān),其類型為花崗巖型或花崗偉晶巖型,而且,自加里東、海西、印支和燕山四個(gè)時(shí)期都有花崗巖型稀有內(nèi)生礦床形成,但是,多旋回多期次燕山期花崗巖是稀有金屬的主要成礦期。華南(尤其是南嶺地區(qū))稀有金屬礦床的賦礦巖體在空間上存在一定巖性或蝕變分帶。如湖南傳梓源稀有金屬偉晶巖在水平方向具有巖性或礦物組合分帶,從北東向南西依次出現(xiàn):微斜長(zhǎng)石偉晶巖帶、微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶-鈉長(zhǎng)石鋰輝石偉晶巖帶,相應(yīng)的礦化特征由K、Be、Na、Be、Nb、Ta向Na、Li、Ta、Nb、Be過渡;茶陵縣金竹壟鈮鉭礦區(qū),自巖體頂部向上,出現(xiàn)交代蝕變分帶與Nb、Ta礦化分帶;臨武縣香花鋪鈮鉭礦床亦呈現(xiàn)自巖體深部至頂部、從中心到邊部的蝕變分帶與TR-Nb-Ta礦化分帶等特征。此外,本區(qū)南部與花崗巖相關(guān)的稀有稀土金屬礦床的空間分布具有由南往北依次出現(xiàn)REE(Nb)-Ta、Nb、Be-Be、Nb、Ta礦化水平分帶特點(diǎn)。稀有稀土金屬礦床與鎢、錫礦床具有不可分割的密切關(guān)系,常常緊密共生,形成特征的鈮鉭-鎢錫成礦系列。在鈮鉭花崗巖頂部或外接觸帶,一般都有鎢錫礦床分布;在鈮鉭礦床內(nèi),黑鎢礦、錫石作為副礦物產(chǎn)出屢見不鮮;在鎢錫礦床內(nèi),一般在黑鎢礦、錫石中都有鈮、鉭超常量富集的現(xiàn)象。華南具有工業(yè)價(jià)值的稀散元素(亦稱為分散元素)主要有Se、In、Cd、Ga、Ge、Sc等元素。其礦床類型有熱水沉積、巖漿熱液型、堆積型、砂礦型。與巖漿作用密切相關(guān)的稀散元素有In、Cd、Ga、Ge等元素,這些金屬主要以伴生礦床出現(xiàn)。華南最典型的熱液稀散元素礦床有廣西大廠錫多金屬礦床(In、Cd、Ga)、廣東凡口鉛鋅礦(Cd、Ga)、廣東大寶山鐵及多金屬礦(Tl、Cd、Ga、In)、湖南錫礦山錫多金屬礦(Tl)(陳毓川等,2007)。相對(duì)于其它有色金屬和貴金屬礦床而言,華南稀散元素礦床的研究程度比較低?，F(xiàn)以大廠礦田的稀散元素為例,簡(jiǎn)要介紹稀散金屬成礦特征。大廠礦田最具有工業(yè)意義的稀散元素是In和Cd,其次是Se、Nb、Ta和Ga,再次是Te、Tl和Sc(李錫林和章振根.1981)。稀散元素賦存的主要礦物是鐵閃鋅礦、毒砂、錫石,其次為脆硫銻鉛礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦和辰砂等。主要的分散元素的賦存狀態(tài)主要是類質(zhì)同象,目前尚未發(fā)現(xiàn)稀散元素獨(dú)立的單礦物。不同稀散元素在大廠礦田的不同礦床或礦體中的分布是不均勻的。不同礦脈,Cd的豐度很均勻,Ga的豐度較穩(wěn)定,而In的豐度變化較大。據(jù)研究,大廠稀散元素成礦物質(zhì)可能來源于巖漿(李曉峰等,2010)。3稀土礦(1)該地區(qū)發(fā)育有豐富的花崗巖,三稀金屬成礦與花崗巖密切相關(guān),特別是燕山期花崗巖。(2)本區(qū)的稀土礦床具有花崗巖(含混合巖)風(fēng)化殼礦物型稀土礦、花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型、火山巖風(fēng)化殼離子吸附型和河流