2024年4月11日发(作者：天建元)
卷(Volume)38, 期(Number)3, 总(SUM)142
页(Pages)686~693, 2014, 8(August, 2014)
大 地 构 造 与 成 矿 学
Geotectonica et Metallogenia
湘中锡矿山矿区煌斑岩中捕获锆石
U-Pb 定年及其地质意义
彭建堂
1, 2
, 胡阿香
1
, 张龙升
1
, 雷文艳
3
, 阳杰华
2
, 林芳梅
1
(1.中南大学 有色金属成矿预测教育部重点实验室, 地球科学与信息物理学院, 湖南 长沙 410083; 2.中国科学
院 地球化学研究所 矿床地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550002; 3.广东省有色金属地质局 932 队, 广东
韶关 512026)
摘 要: 利用 LA-ICP-MS 技术, 对湘中锡矿山煌斑岩中的锆石进行 U-Pb 同位素定年。研究表明, 该煌斑岩中的锆石呈
半自形或半浑圆状, 为捕获锆石。锆石阴极发光图像显示有典型的振荡环带和韵律结构, 部分还可见扇形分带, 其形貌和
地球化学特征均显示为岩浆成因。锆石 U-Pb 同位素年龄主要集中在 830 Ma 和 800 Ma 附近, 少量为~730 Ma, 与江南古
陆前寒武纪浅变质岩的年龄十分吻合, 揭示湘中盆地深部确实存在新元古界基底, 这为示踪湘中锑矿的成矿物质来源和
判别湘中地区大地构造环境提供了新的依据。锡矿山煌斑岩形成于一种拉张伸展的构造环境中, 其侵位深度为 5 km 以上。
关键词: 锆石 U-Pb 定年; 煌斑岩; 锡矿山矿区; 湘中地区
中图分类号: P597 文献标志码: A 文章编号: 1001-1552(2014)03-0686-008
位于湘中盆地中央的锡矿山锑矿, 是世界上最
大的锑矿 床 , 其储量达 到 2.5 Mt 以上 ( 史明魁 等 ,
1993), 超过国外锑矿 储 量的总和 , 被誉为 ― 世界 锑
都‖。自美国地质学家 Tegengren 于 1915 年首次对
其进行地质 调查以来 (Tegengren, 1921), 人们从不
同侧面对该 矿进行了大 量的地质、 地球化学研 究 ,
并取得一系列重要的成果。但为什么不足 16 km
2
锡
矿山矿区内会有如此巨量的锑矿石堆积, 这些巨量
金属究竟来自何处, 一直是困扰我国地学工作者的
难题。锡矿山锑成矿有何特殊的构造背景？目前仍
不清楚。对该区煌斑岩的研究, 有可能促进上述问
题的解决。 锡矿山地区岩浆活
动微弱,
收稿日期: 2013-05-01; 改回日期: 2013-09-04
斑岩, 是该区唯一的岩浆活动记录。人们先后对其
进行了一些地质、地球化学研究(刘焕品等, 1983
①
;
凌水成, 1999; 吴良士和胡雄伟, 2000; 彭建堂, 2000;
谢桂青等, 2001; 易建斌等, 2001), 但该煌斑岩形成
时间、形成构造背景及其与锑成矿的关系, 目前并
不太清楚。对锡矿山矿区煌斑岩的侵位深度, 也存
在两种截然不同的认识: 一种观点认为该煌斑岩为
花岗质岩浆晚期分异的浅成脉岩; 另一种观点则认
为该煌斑岩来自深部地幔(黎盛斯, 1996; 易建斌等,
2001)。
在前人已有工作的基础上, 本文对锡矿山矿区
煌斑岩中的锆石进行了 LA-ICP-MS U-Pb 定年, 精
确测定了锆石的形成年龄, 并揭示煌斑岩中锆石的
矿区东部出露的煌
项目资助: 国土资源部公益性行业科研专项课题(编号: 200911007)、国家面上基金项目(批准号: 41272096)和中国地调局危机矿山项目(编号:
20109901)联合资助。
第一作者简介: 彭建堂(1968-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事矿床学、同位素地球化学研究。Email: jt************
① 刘焕品, 胡文清, 张永龄, 杨舜全, 陈汉中, 杨纯异. 1983. 湖南省锡矿山锑矿田地质特征及成矿规律(内部科研报告).
第 3 期 彭建堂等: 湘中锡矿山矿区煌斑岩中捕获锆石 U-Pb 定年及其地质意义
687
来源及其所蕴含的地质意义, 这有助于揭示湘中地
区锑矿的物质来源及形成的构造环境。
1
煌斑岩的地质特征
在锡矿 山矿 区及其 外围, 岩浆活 动微 弱, 仅在
矿区东部发育有一煌斑岩脉(图 1)。该煌斑岩大体呈
NNE 向分布, 长约 10 km, 倾向 SE, 倾角近于直立;
其宽度变化较大, 最宽达 10 m 左右, 最窄仅 0.2 m,
一般为 2~4 m(吴良士和胡雄伟, 2000)。在锡矿山矿
区, 煌斑岩侵入上泥盆统佘田桥和锡矿山组中, 与
围岩呈明显的侵入接触关系(图 1)。在老江冲公路旁
的一处煌斑岩露头, 可见煌斑岩侵入上泥盆统锡矿
山组 长龙 界 (D
3
x
1
) 页 岩以及 兔子 塘 (D
3
x
2
) 灰岩 段中 ,
并见灰岩发生明显的变形(图 2)。 该区煌斑岩地表
露头往往风化为褐黄色、土黄
色(图 2), 新鲜煌斑岩呈灰黑色(图 3a), 致密块状,
煌斑结构。斑晶主要为黑云母、斜长石(图 3b), 通常
斜长石呈板状, 约占 40%; 黑云母呈黄褐色(图 3b,
c), 约占矿物总量 20%。基质主要为黑云母、斜长石
和钾长石。因此, 该煌斑岩为云斜煌斑岩(刘焕品等,
1985; 胡阿香, 2013)。
Fig.1
图 1 湘中锡矿山锑矿床的地质图
Geological map of the Xikuangshan
antimony
deposit in central Hunan
2
样品采集及测试分析
挑选锆石的煌斑岩样品 XKS-39 采自老江冲独
立小屋附近的山头, 该处煌斑岩侵入上泥盆统锡矿
山组兔子塘灰岩中, 采样位置如图 1 所示, 其地理
坐标为东经 27°45′33.2″, 北纬 111°30′13.2″。野外和
室内观察均显示, 该样品很新鲜, 未见明显的蚀变
现象(图 3a)。
样品 的破碎和锆石的挑选由河北廊坊地质诚
信服务 公司 完成。 锆石 阴极发 光显 微照相 在中 国
科学院地质与地球物理研究所完成。锆石
LA-ICP-MS 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 实验室完成 , 实
验采用的激 光束斑直径 为 24 μm; 作为验证和 补
充 , 在西 北大 学大陆 动力 学国家 重点 实验室 也进
行了部分锆石的 LA-ICP-MS 测试 , 采用的激光束
斑直径为 41 μm 。普通 铅校正方法见 Anderson
(2002), 详细的测试流程见 Yuan et al. (2004)。年龄
计算采用 ISOPLOT(Ludwig, 2003)软件包。单个点年
龄数据的可信度为 95%(1σ)。
图 2 锡矿山矿区煌斑岩野外露头(老江冲公路旁)
Fig.2 The outcrop of the lamprophyre in the Xikuang-
shan mining district
3
分析测试结果
煌斑岩中锆石含量丰富, 既有半自形的, 也有
呈中等程度磨圆的, 晶形长 50~150 μm, 长宽比大
体为 1∶1~3∶1(图 4), 阴极发光(CL)图像显示大多具
2024年4月11日发(作者：天建元)
卷(Volume)38, 期(Number)3, 总(SUM)142
页(Pages)686~693, 2014, 8(August, 2014)
大 地 构 造 与 成 矿 学
Geotectonica et Metallogenia
湘中锡矿山矿区煌斑岩中捕获锆石
U-Pb 定年及其地质意义
彭建堂
1, 2
, 胡阿香
1
, 张龙升
1
, 雷文艳
3
, 阳杰华
2
, 林芳梅
1
(1.中南大学 有色金属成矿预测教育部重点实验室, 地球科学与信息物理学院, 湖南 长沙 410083; 2.中国科学
院 地球化学研究所 矿床地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550002; 3.广东省有色金属地质局 932 队, 广东
韶关 512026)
摘 要: 利用 LA-ICP-MS 技术, 对湘中锡矿山煌斑岩中的锆石进行 U-Pb 同位素定年。研究表明, 该煌斑岩中的锆石呈
半自形或半浑圆状, 为捕获锆石。锆石阴极发光图像显示有典型的振荡环带和韵律结构, 部分还可见扇形分带, 其形貌和
地球化学特征均显示为岩浆成因。锆石 U-Pb 同位素年龄主要集中在 830 Ma 和 800 Ma 附近, 少量为~730 Ma, 与江南古
陆前寒武纪浅变质岩的年龄十分吻合, 揭示湘中盆地深部确实存在新元古界基底, 这为示踪湘中锑矿的成矿物质来源和
判别湘中地区大地构造环境提供了新的依据。锡矿山煌斑岩形成于一种拉张伸展的构造环境中, 其侵位深度为 5 km 以上。
关键词: 锆石 U-Pb 定年; 煌斑岩; 锡矿山矿区; 湘中地区
中图分类号: P597 文献标志码: A 文章编号: 1001-1552(2014)03-0686-008
位于湘中盆地中央的锡矿山锑矿, 是世界上最
大的锑矿 床 , 其储量达 到 2.5 Mt 以上 ( 史明魁 等 ,
1993), 超过国外锑矿 储 量的总和 , 被誉为 ― 世界 锑
都‖。自美国地质学家 Tegengren 于 1915 年首次对
其进行地质 调查以来 (Tegengren, 1921), 人们从不
同侧面对该 矿进行了大 量的地质、 地球化学研 究 ,
并取得一系列重要的成果。但为什么不足 16 km
2
锡
矿山矿区内会有如此巨量的锑矿石堆积, 这些巨量
金属究竟来自何处, 一直是困扰我国地学工作者的
难题。锡矿山锑成矿有何特殊的构造背景？目前仍
不清楚。对该区煌斑岩的研究, 有可能促进上述问
题的解决。 锡矿山地区岩浆活
动微弱,
收稿日期: 2013-05-01; 改回日期: 2013-09-04
斑岩, 是该区唯一的岩浆活动记录。人们先后对其
进行了一些地质、地球化学研究(刘焕品等, 1983
①
;
凌水成, 1999; 吴良士和胡雄伟, 2000; 彭建堂, 2000;
谢桂青等, 2001; 易建斌等, 2001), 但该煌斑岩形成
时间、形成构造背景及其与锑成矿的关系, 目前并
不太清楚。对锡矿山矿区煌斑岩的侵位深度, 也存
在两种截然不同的认识: 一种观点认为该煌斑岩为
花岗质岩浆晚期分异的浅成脉岩; 另一种观点则认
为该煌斑岩来自深部地幔(黎盛斯, 1996; 易建斌等,
2001)。
在前人已有工作的基础上, 本文对锡矿山矿区
煌斑岩中的锆石进行了 LA-ICP-MS U-Pb 定年, 精
确测定了锆石的形成年龄, 并揭示煌斑岩中锆石的
矿区东部出露的煌
项目资助: 国土资源部公益性行业科研专项课题(编号: 200911007)、国家面上基金项目(批准号: 41272096)和中国地调局危机矿山项目(编号:
20109901)联合资助。
第一作者简介: 彭建堂(1968-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事矿床学、同位素地球化学研究。Email: jt************
① 刘焕品, 胡文清, 张永龄, 杨舜全, 陈汉中, 杨纯异. 1983. 湖南省锡矿山锑矿田地质特征及成矿规律(内部科研报告).
第 3 期 彭建堂等: 湘中锡矿山矿区煌斑岩中捕获锆石 U-Pb 定年及其地质意义
687
来源及其所蕴含的地质意义, 这有助于揭示湘中地
区锑矿的物质来源及形成的构造环境。
1
煌斑岩的地质特征
在锡矿 山矿 区及其 外围, 岩浆活 动微 弱, 仅在
矿区东部发育有一煌斑岩脉(图 1)。该煌斑岩大体呈
NNE 向分布, 长约 10 km, 倾向 SE, 倾角近于直立;
其宽度变化较大, 最宽达 10 m 左右, 最窄仅 0.2 m,
一般为 2~4 m(吴良士和胡雄伟, 2000)。在锡矿山矿
区, 煌斑岩侵入上泥盆统佘田桥和锡矿山组中, 与
围岩呈明显的侵入接触关系(图 1)。在老江冲公路旁
的一处煌斑岩露头, 可见煌斑岩侵入上泥盆统锡矿
山组 长龙 界 (D
3
x
1
) 页 岩以及 兔子 塘 (D
3
x
2
) 灰岩 段中 ,
并见灰岩发生明显的变形(图 2)。 该区煌斑岩地表
露头往往风化为褐黄色、土黄
色(图 2), 新鲜煌斑岩呈灰黑色(图 3a), 致密块状,
煌斑结构。斑晶主要为黑云母、斜长石(图 3b), 通常
斜长石呈板状, 约占 40%; 黑云母呈黄褐色(图 3b,
c), 约占矿物总量 20%。基质主要为黑云母、斜长石
和钾长石。因此, 该煌斑岩为云斜煌斑岩(刘焕品等,
1985; 胡阿香, 2013)。
Fig.1
图 1 湘中锡矿山锑矿床的地质图
Geological map of the Xikuangshan
antimony
deposit in central Hunan
2
样品采集及测试分析
挑选锆石的煌斑岩样品 XKS-39 采自老江冲独
立小屋附近的山头, 该处煌斑岩侵入上泥盆统锡矿
山组兔子塘灰岩中, 采样位置如图 1 所示, 其地理
坐标为东经 27°45′33.2″, 北纬 111°30′13.2″。野外和
室内观察均显示, 该样品很新鲜, 未见明显的蚀变
现象(图 3a)。
样品 的破碎和锆石的挑选由河北廊坊地质诚
信服务 公司 完成。 锆石 阴极发 光显 微照相 在中 国
科学院地质与地球物理研究所完成。锆石
LA-ICP-MS 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 实验室完成 , 实
验采用的激 光束斑直径 为 24 μm; 作为验证和 补
充 , 在西 北大 学大陆 动力 学国家 重点 实验室 也进
行了部分锆石的 LA-ICP-MS 测试 , 采用的激光束
斑直径为 41 μm 。普通 铅校正方法见 Anderson
(2002), 详细的测试流程见 Yuan et al. (2004)。年龄
计算采用 ISOPLOT(Ludwig, 2003)软件包。单个点年
龄数据的可信度为 95%(1σ)。
图 2 锡矿山矿区煌斑岩野外露头(老江冲公路旁)
Fig.2 The outcrop of the lamprophyre in the Xikuang-
shan mining district
3
分析测试结果
煌斑岩中锆石含量丰富, 既有半自形的, 也有
呈中等程度磨圆的, 晶形长 50~150 μm, 长宽比大
体为 1∶1~3∶1(图 4), 阴极发光(CL)图像显示大多具