龚良信 ,王先广:赣南水头岩体岩石地球化学特征及地质意义

文摘   科学   2024-11-26 06:00   北京  

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研究综述


赣南地区处于呈EW向展布的南岭构造带东段与NNE向展布的武夷山构造带西侧交汇处,区内岩浆作用强烈,加里东期、海西—印支期、燕山期花岗岩均有分布,并伴生有大规模钨、锡、钽、铌、稀土等稀有金属成矿作用,其中稀土资源战略地位越来越高。近年来在安远石头坪矿区新发现离子吸附型重稀土矿床,矿区内分布的象洞、碛肚山、水头、孙屋等花岗岩岩体是稀土矿床的重要成矿母岩。上世纪末,赣南地质调查大队在本区开展了多幅1:5万区域地质工作,基本查明了区内地层系统、构造轮廓、岩浆岩特征及矿产分布特征,但大多数岩体缺乏锆石U-Pb测年资料,致使对岩体年代、成因认识不足。

水头岩体位于赣州市会昌县右水镇和安远县天心镇交界处,主体位于会昌县境内,出露面积约70 km2,前人资料认为该岩体成岩年龄为加里东期。本文对水头岩体开展锆石、独居石U-Pb定年、锆石Lu-Hf同位素和全岩地球化学研究,以查明成矿母岩岩石类型、形成时代及岩石成因。




主要结论


(1)LA-ICP-MS 锆石和独居石U-Pb年龄分别为(151.6±1.80)Ma和(145.3±1.20)Ma,属晚侏罗世岩浆作用产物。

(2)水头岩体地球化学特征显示高硅、富碱,铝饱和指数A/CNK为1.04~1.19,全岩锆饱和温度较低(728℃~784℃),P2O5与SiO2负相关,指示水头岩体为高分异I型花岗岩。

(3)水头岩体εHf(t)值为-6.78~ 10.04, 二阶段模式年龄为1832~1633 Ma,源区为古元古代基性长英质火山岩,形成于华南晚侏罗世弧后伸展构造环境。




主要图件

图1   赣南及周边地区花岗岩分布图(a,据孙涛,2006)和水头岩体地质简图(b)

1—新元古代桃溪岩组;2—南华—震旦系;3—寒武系;4—侏罗系;5—早白垩世火山岩;6—晚白垩世红盆沉积;7—加里东期花岗岩;8—海西期花岗岩;9—印支期花岗岩;10—燕山期花岗岩;11—碛肚山岩体;12—清溪岩体;13—水头岩体;14—采样位置;15—断层


图2  赣南水头花岗岩样品宏观(a)和镜下(b)照片


图3  水头岩体锆石阴极发光图像(a)和独居石背散射图像(b)


图4   水头岩体锆石U–Pb 协和图(a)和加权平均年龄图(b)


图5  水头岩体独居石U-Pb协和图(a)和加权平均年龄图(b)


图6   水头岩体岩石分类图解(碛肚山岩体数据来源于Cao et al.,2024;张德富等,2024,下同)

a—TAS花岗岩分类图解(底图据Middlemost, 1994);b—SiO2-K2O图解(底图据Peccerillo and Taylor, 1976; Middlemost, 1985);c—A/CNK-A/NK图(底图据Maniar and Piccali, 1989);d—SiO2-(TFeO/TFeO+MgO)图解(底图据Frost et al., 2001)


图7   水头岩体哈克图解


图8   水头岩体稀土元素球粒陨石标准化图(a)和微量元素原始地幔标准化图(b)(标准化数值据Sun and McDonough,1989)


图9   水头岩体t–εHf(t)图解(a);二阶模式年龄分布图(b)(火山岩、花岗岩数据来源于岑涛等,2017;Liu et al.,2022;张德富等,2024及作者未发表数据)


图10   水头岩体岩石类型判别图

a—10000Ga-(Na2O+K2O)图解(底图据Whalen et al., 1987);b—(Zr+Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO图解(底图据Whalen et al., 1987);c—10000Ga-Zr图解(底图据Whalen et al., 1987);d—Zr/Hf-Nb/Ta图解(底图据Ballouard et al.,  2016)


图11  水头岩体CaO/Na2O-Al2O3/TiO2图解(a)和Rb/Sr–Rb/Ba图解(b)(据Sylvester,1998)


图12   水头岩体Sr-Ba图解(a)(Wu et al.,2003)和Eu–Sr图解(b)(Xiang et al.,2017)

Kfs—钾长石;Pl—斜长石;Bt—黑云母;Ms—白云母;Amp—角闪石;Grt—石榴石


图13   水头岩体Y-Nb图解(a)和(Y+Nb)-Rb图解(b)(底图据Pearce et al., 1984)



本文受江西省安远县石头坪离子型中重稀土成矿作用及绿色采选技术试验(20220014)、江西省自然资源厅科技创新项目(ZRKJ20232526;ZRKJ20232411)和自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室开放基金课题(2022IRERE103;2023IRERE106)联合资助。


文章刊登于《矿产勘查》第15卷第10期

引用格式龚良信,张德富,孙言,曹明轩,王先广. 2024. 赣南水头岩体岩石地球化学特征及地质意义[J]. 矿产勘查, 15(10): 1765-1780.


Citation: Gong Liangxin, Zhang Defu, Sun Yan, Cao Mingxuan, Wang Xianguang. 2024. Geochemical characteristics and geological significance of Shuitou Pluton in southern Jiangxi Province[J]. Mineral Exploration, 15(10): 1765-1780.


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编辑贺昕宇

审核:王学明



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