湖南杏楓山鎢礦床熱液榍石的地球化學特征、U-Pb定年及其地質意義*

呂沅峻 彭建堂 蔡亞飛

1.中國科學院地球化學研究所，礦床地球化學國家重點實驗室，貴陽 5500022.中國科學院大學地球與行星科學學院，北京 1000493.中南大學地球科學與信息物理學院，有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，長沙 410083

華南是世界上最大的鎢成礦帶，其中僅南嶺地區儲量就占世界鎢儲量的54%(毛景文等，2007；Hu and Zhou，2012；Yuanetal.，2018，2019)。此外，位于該地區北側的湘中金銻成礦帶內亦發育有大量的鎢礦床，該成礦帶內鎢礦常常與金銻礦化伴生出現，且礦化形式多樣，包括石英脈型、層狀矽卡巖型、斑巖型等(彭建堂等，2003，2008，2010；張龍升等，2014，2020；陜亮等，2019)。然而，不同于南嶺地區的鎢礦床，湘中鎢礦的研究程度較低，很多鎢礦的礦床成因和成礦機理、以及成礦與其他地質事件的關系，目前仍不太清楚。

近年新發現的杏楓山矽卡巖型鎢礦位于湘中金銻成礦帶西側(圖1)。初步研究顯示，不同于傳統的矽卡巖型礦床，杏楓山礦區的含鎢矽卡巖均分布于淺變質巖系中，具有極高的鎢品位(多在0.5%以上)，并與石英脈型金礦共存，而礦區內未發現有明顯的巖漿活動(彭建堂，2019)。這些特征表明該礦可能具有較為獨特的成礦過程，是研究湘中一帶鎢礦成礦作用的理想對象，然而目前尚未獲得該礦的準確成礦年齡，亦不清楚該礦形成的物理化學條件，這嚴重制約了我們對其礦床成因、成礦機理以及區域鎢成礦事件的進一步認識。

圖1 湘中地區礦床分布簡圖(據Xie et al.，2019改繪)Fig.1 The sketch map of deposits distribution in Xiangzhong region(modified after Xie et al.，2019)

榍石(CaTiSiO5)是一種廣泛分布于各類地質體中的礦物，在巖漿巖、變質巖和熱液礦床中均有產出。榍石中常有較高的高場強元素(HFSE)和稀土元素(REE)含量(Tiepoloetal.，2002；Marksetal.，2008)，并且這些元素含量與分布特征對形成環境敏感，因此可用于指示榍石的成因類型及形成環境的物理化學條件(Haydenetal.，2008；Horieetal.，2008；Kirklandetal.，2020)。另外，榍石中U、Th含量較高，且其U-Pb同位素體系封閉溫度可達700～750℃(Kennedyetal.，2010)，這使得榍石成為理想的定年礦物而被廣泛應用于各類地質事件的定年(Spenceretal.,2013；Gaweedaetal.，2018；Fisheretal.,，2020；Kirklandetal.，2020)。近年來，許多研究利用榍石成功地獲得了各類熱液礦床的成礦年齡(Lietal.，2010,2020；Dengetal.，2015；Fuetal.，2016，2018；Duan and Li，2017；Huetal.，2017a；Songetal.，2019)，顯示榍石在熱液礦床研究中具有很好的應用前景。在杏楓山矽卡巖鎢礦中廣泛發育有熱液榍石，本次研究在系統野外考察的基礎上，以該熱液榍石為研究對象，利用電子探針(EPMA)、LA-ICP-MS等技術手段對其進行了地球化學及U-Pb年代學研究，查明了其形成的物理化學條件，精確測定了鎢礦成礦時代，在此基礎上，我們對區域上鎢礦床的成礦時限及鎢礦與花崗巖之間的關系進行了限定。

1 地質背景

湘中地區主要由兩個構造單元組成：西側NE向展布的雪峰山弧形構造帶和中部的湘中盆地(圖1)。區域地層具有基底-蓋層的雙重結構(張東亮等，2016)，基底主要出露于雪峰山弧形構造帶及湘中盆地中部EW向的白馬山-龍山-紫云山隆起帶(圖1)，主要為海相及火山碎屑沉積，并在加里東期遭受了綠片巖相變質；蓋層主要為泥盆紀至二疊紀海相碳酸鹽夾碎屑沉積、侏羅紀至白堊紀的陸內碎屑沉積，主要出露于湘中盆地(Wangetal.，2013)。區內經歷多期構造活動，武陵期、加里東期、印支期以及燕山期均有構造記錄。區域西部為NE向的雪峰構造推覆帶，中部可見EW向的白馬山-龍山-紫云山串珠狀隆起及其南北兩側的次級凹陷，呈現出獨特的穹盆構造(王建等，2010；柏道遠等，2013)，其上發育有印支期、燕山期形成的NE-NEE向的褶皺和斷裂，它們構成了區域的基本構造格架。區內巖漿活動主要集中在顯生宙，以印支期最為顯著，可見中酸性巖體沿湘中盆地周緣侵入(圖1)，局部亦常見小型巖墻巖脈分布(陳佑緯等，2016)，巖性主要為花崗閃長巖、二長花崗巖以及二云母花崗巖等，侵位時間集中在印支期(Gaoetal.，2017)。成礦主要集中在NE向雪峰成礦帶及EW向白馬山-龍山-紫云山成礦帶(圖1)，礦床類型以脈型的金銻鎢礦為主(彭建堂等，2003，2008，2021；Zhu and Peng，2015；付山嶺等，2016；Huetal.,2017c；Lietal.，2018)，另有矽卡巖型鎢礦(張龍升，2012；Xieetal.，2019)及斑巖型鎢礦(陜亮等，2019)等礦化類型。

本次研究的杏楓山鎢礦位于白馬山-龍山-紫云山隆起帶與雪峰構造帶的交匯部位(圖1)。其北東西三面可見白馬山復式巖體(圖2)，該巖體又由水車(角閃石黑云母花崗巖)、龍潭(角閃石黑云母花崗巖)、小沙江(黑云母花崗巖)以及龍藏灣(二云母花崗巖)等四個超單元組成，其中除水車超單元形成于加里東期外，其余三個超單元均形成于印支晚期(徐接標，2017)。該巖體各單元均發育鈦鐵礦而缺失磁鐵礦，屬還原的鈦鐵礦花崗巖(Ishihara，1981)。

圖2 杏楓山地區地質圖(據肖靜蕓等，2020改繪)Fig.2 Geological map of Xingfengshan region (modified after Xiao et al.，2020)

2 礦床地質

杏楓山礦區范圍內出露地層簡單，且未見巖漿巖出露，地層由老到新為青白口系天井組、漠濱組以及震旦系江口組(圖3)。其中天井組為灰綠色中厚層粉砂質板巖；漠濱組為灰綠色薄層砂質、粉砂質板巖，中間有鈣質板巖夾層，為含鎢矽卡巖主要賦存層位；江口組為淺灰色厚層含礫砂質板巖，該層位無礦化。

圖3 杏楓山礦區地質圖(據肖靜蕓等，2020改繪)目前鉆探工程尚未完全圈定鎢礦體范圍和具體形態，圖中鎢礦體形態為目前初步工作推測得出Fig.3 Geological map of Xingfengshan deposit (modified after Xiao et al.，2020)

礦區構造總體較為簡單，以一背斜與小規模的幾組斷裂為主(圖3)。主要的褶皺構造為金山鼻狀背斜，杏楓山礦區位于該背斜的SW傾伏端。NW向斷裂F1為垂直于金山背斜軸部的一組剪切帶，產狀為215°～240°∠51°～64°，其在幾組斷裂中形成最早，并控制了金礦體的就位，其中發育數條平行的破碎帶并充填有含金石英脈，為金礦主要產出形式。NEE向斷裂F2為一小規模壓扭性斷裂，為成礦后期斷裂，其切穿了F1、F3兩組斷裂，NNE向斷裂F3包括陡傾的穿層斷裂和緩傾的層間斷裂，礦化微弱。

矽卡巖呈層狀產出于漠濱組鈣質板巖中，平直無變形且連續性好，其產狀為280°～310°∠25°～35°，與地層產狀一致，具有明顯的層控特征，其被后期的NW向的金礦脈所截切(圖3、圖4a)。鎢礦體賦存于矽卡巖中，產狀與矽卡巖一致，其平均厚度1.75m，最厚可達7.60m，大部分中段化驗結果顯示其鎢品位多在0.5%以上，部分地段可達3%～8%，屬典型的高品位鎢礦。典型的含礦矽卡巖呈深綠色，以含棕紅色斑點狀石榴子石為特征(圖4b)，主要礦物組成為石榴子石(約20%)、陽起石(約30%～40%)、普通角閃石、綠簾石、斜黝簾石、磷灰石、綠泥石、方解石、符山石、長石等。主要的礦石礦物為白鎢礦，含少量毒砂、磁黃鐵礦、方鉛礦、鈦鐵礦。白鎢礦主要呈脈狀、條帶狀產出于矽卡巖中(圖4c)。常有石英-長石脈體呈不規則的短脈狀、網脈狀分布于矽卡巖中或矽卡巖與圍巖的接觸部位(圖4d-f)，脈體寬度不定，多在0.1～5cm之間，其礦物組合與矽卡巖相似，主要為長石、石英、綠泥石、石榴子石、綠簾石、符山石、磷灰石、榍石等脈石礦物以及白鎢礦、毒砂、磁黃鐵礦等礦石礦物，暗示該類脈體與矽卡巖為同源關系。

圖4 杏楓山矽卡巖鎢礦的礦床地質特征、榍石的野外產出特征(a)矽卡巖順層產出，平直無變形，被后期的含金石英脈所切穿；(b)斑點狀的矽卡巖，紅褐色斑點為石榴子石；(c)矽卡巖中的條帶狀白鎢礦化，在鎢礦燈下發出天藍色熒光；(d)斑點狀矽卡巖中的長石石英脈體；(e)不規則的長石石英脈體產出于矽卡巖與圍巖接觸部位，其中可見榍石；(f)長石石英脈體中的榍石呈粉紅色粗大晶粒產出.Qtz-石英;Pl-長石;Sch-白鎢礦;Ttn-榍石Fig.4 Field characteristics of Xingfengshan tungsten deposit and titanite

本次研究選取的榍石取自于矽卡巖中的長石石英脈，肉眼觀察榍石呈粉紅色(圖4f)，略帶金剛光澤，多呈自形-半自形板狀、錐狀及粒狀產出，粒徑在0.1～4mm不等，鏡下可見其具有正高突起(圖5a,b)，高級干涉色(圖5c,d)以及較高的反射率等特征(圖5e)，BSE圖像下則呈現為不均勻的明暗塊狀分帶(圖5f)，與石榴子石、綠簾石、綠泥石、長石、白鎢礦等礦物共生。

圖5 杏楓山矽卡巖鎢礦熱液榍石的鏡下及背散射(BSE)照片(a)單偏光下榍石呈細粒錐狀產出，與白鎢礦共生；(b)單偏光下榍石呈板狀產出，與石榴石共生；(c)正交偏光下榍石呈板狀產出，干涉色鮮艷；(d)正交偏光下見榍石與白鎢礦共生，干涉色鮮艷；(e)反光鏡下榍石呈錐狀、板狀產出，具有較高的反射率，與綠簾石、綠泥石共生；(f)榍石的BSE圖像，呈不規則的明暗斑塊狀分帶.Chl-綠泥石;Ep-綠簾石;Grt-石榴子石Fig.5 Microscope and BSE photos of hydrothermal titanite in Xingfengshan tungsten deposit

3 測試方法

在野外考察，手標本觀察的基礎上，將榍石樣品磨制成薄片、探針片，供顯微鏡下觀察及原位微區分析測試。

3.1 化學成分分析

榍石的主量元素測試工作在中南大學地球科學與信息物理學院電子探針實驗室完成，儀器為日本島津公司生產的EPMA-1720H型電子探針。測試條件：加速電壓15.0kV，電流10.0nA，束斑直徑10μm，采用人工合成的硅酸鹽和氧化物作為標樣。

榍石的微量元素采用LA-ICP-MS方法進行測定，測試在南京聚譜檢測科技有限公司完成。測試使用的193nm ArF 準分子激光剝蝕系統由 Teledyne Cetac Technologies 制造，型號為Analyte Excite。四極桿型電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)由安捷倫科技(Agilent Technologies)制造，型號為Agilent 7700x。準分子激光發生器產生的深紫外光束經勻化光路聚焦于礦物表面，能量密度為3.2 J/cm2，束斑直徑為40um，頻率為7Hz，共剝蝕40秒，剝蝕氣溶膠由氦氣送入ICP-MS完成測試。采用美國國家標準技術研究院NIST SRM612和NIST SRM610玻璃作為外標。原始的測試數據經 ICPMSDataCal 軟件離線處理，采用“無內標-基體歸一法”對元素含量進行定量計算(Liuetal.，2008)。

3.2 U-Pb年代學

榍石U-Pb同位素組成分析，在中國科學院地球化學研究所礦床地球化學國家重點實驗室利用LA-ICP-MS分析完成。激光剝蝕系統為Coherent公司生產的193nm 準分子激光系統，ICP-MS為Agilent 7700x電感耦合等離子質譜儀。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣，由一個T型接頭將氦氣和氬氣混合后進入ICP-MS中。每個采集周期包括大約30s的空白信號和50s的樣品信號。測試激光束斑大小為33μm，能量密度5J/cm2,剝蝕頻率為5Hz。榍石U-Pb 同位素定年中采用榍石標樣OLT-1 作外標進行同位素分餾校正，并利用清湖巖體中的榍石標樣QH-1作為年齡監控，每分析6～8個樣品點，分析2次OLT-1和QH-1。對分析數據的離線處理,采用軟件ICPMSDataCal (Liuetal.，2008，2010)完成。將所測得的榍石U、Pb同位素組成Isoplot (Ludwig，2003)軟件進行處理。

4 分析結果與討論

4.1 榍石的化學組成及意義

杏楓山鎢礦中的熱液榍石主量元素組成上較為均一(表1)，其SiO2(29.63%～31.71%，平均29.64%)、TiO2(28.97%～33.53%，平均30.74%)、CaO(27.59%～28.58%，平均28.16%)、Al2O3(2.95%～5.79%，平均4.79%)、F(0.23%～1.90%，平均1.19%)和FeOT(0.09%～0.29%，平均0.20%)含量變化均不大(表1)。理論上榍石化學組成為CaTiSiO5，其SiO2=30.6%，TiO2=40.8%，CaO=28.6%。本次研究的榍石SiO2、CaO含量均與理論值接近，但其TiO2含量明顯低于理論值，且具有較高的F、Al2O3含量以及少量的FeOT，推測榍石中Al、F、Fe與Ti之間存在替代關系。圖6顯示本次研究榍石的TiO2、F與Al2O3+Fe2O3之間存在良好的相關關系，提示其存在置換機制：Ti4++O2-=(Al，Fe)3++(F，OH)-(Higgins and Ribbe,1976)，并且其具有相對巖漿榍石更高的F、Al2O3含量、更低的TiO2含量，而與已知的熱液榍石組成更為相近。

表1 杏楓山熱液榍石的主量元素數據(wt%)Table 1 Major element composition (wt%) of hydrothermal titanite in Xingfengshan skarn

圖6 榍石的Al2O3+Fe2O3對TiO2 (a)和F (b)圖解其他榍石的數據引自:朱喬喬等(2014)，Fu et al.(2016，2018)，Song et al.(2019)和Xie et al.(2019)Fig.6 Diagrams of Al2O3+Fe2O3 against TiO2 (a) and F (b) in different titanites

本次研究的榍石在微量元素組成方面具有極低的Th/U(0.02～0.11，平均0.06)，較高的Sn (69.97×10-6～1211×10-6，平均520.4×10-6)和W(2.29×10-6～239.6×10-6，平均72.12×10-6)，而基本不含Mo (表2)。其低Th/U的特征與已報道的熱液榍石的分布特征相似(圖7a)，再次明確其成因分類上屬熱液榍石，這一比值的偏低可能是由于Th在熱液中遷移率遠低于U的結果(Balietal.,2011)。由于榍石中存在Ti和Sn的等價對位替代(CaTiSiO5-CaSnSiO5固溶體系列)，使得榍石成為地質體中最重要的Sn儲存相之一(Xieetal.,2010)，本次研究的榍石雖然具有較高的Sn含量，但與其他非Sn礦床中熱液榍石的Sn含量相近(圖7b)，因此其形成的熱液流體的Sn含量可能不足以達到礦化級別，這也與我們在礦區中未發現錫礦化的事實相符。此外，盡管針對熱液榍石W存儲能力的研究較少，但Cheetal.(2013)針對育空一帶鎢礦中的熱液榍石的研究顯示其具有較高的W含量，本次杏楓山熱液榍石具有與之類似的高W含量(圖7c)，應該是其形成熱液流體具有較高W含量的結果，這與榍石和白鎢礦共生的情況是符合的。另外，杏楓山的熱液榍石中未能檢出Mo，而前人報道的Mo礦熱液榍石可含有一定量的Mo(圖7d)，杏楓山的熱液榍石未能檢出Mo可能是其形成的熱液流體Mo含量低所導致的，這也與本次研究中未發現鉬礦化的情況一致。

圖7 不同榍石的∑REE對Th/U(a)、Sn(b)、W(c)和Mo(d)圖解其他榍石的數據引自：Che et al.(2013)，Deng et al.(2015)，Fu et al.(2016，2018)，Hu et al.(2017a，b)，Song et al.(2019)和Li et al.(2020)Fig.7 Diagrams of ∑REE against Th/U (a),Sn (b),W (c) and Mo (d) in different titanites

表2 杏楓山矽卡巖熱液榍石的微量元素組成(×10-6)Table 2 Trace elements compositions (×10-6) of hydrothermal titanite in Xingfengshan skarn

續表2Continued Table 2

本次研究的榍石具有變化較大且相對較低的ΣREE(147.2×10-6～7400×10-6，平均1909×10-6)，與典型的熱液榍石ΣREE相近(圖7a)，稀土配分形式呈重稀土(HREE)富集、輕稀土(LREE)虧損的左傾式(圖8)，其LREE/HREE比值為0.01～0.16，由于熱液榍石的稀土配分模式受控于其形成熱液流體的REE組成以及其共生的礦物類型(Dengetal.,2015)，杏楓山熱液榍石的稀土配分特征表明其可能形成于富集重稀土虧損輕稀土的熱液流體中。此外其δEu=1.19～2.73，δCe=1.06～1.47，稀土配分呈現出明顯的Eu正異常和Ce正異常(圖8)。前人研究表明，Ce在氧化條件下多呈Ce4+存在，因此會相較于La3+、Pr3+等更少地進入榍石晶格，從而呈現出Ce負異常；在還原條件下，Eu多呈Eu2+,會大量替代榍石中的Ca2+從而在稀土配分上呈現出Eu正異常(Horieetal.，2008；Cheetal.，2013；Songetal.，2019)。因此杏楓山熱液榍石的正Ce、Eu異常說明了其形成于還原的環境中，這與礦床中出現還原性的礦物組合如毒砂、磁黃鐵礦、鈣鋁-錳鋁榴石以及熱液鈦鐵礦的情況是相符的。

圖8 杏楓山矽卡巖熱液榍石的球粒隕石標準化稀土元素配分圖(標準化值據Sun and McDonough,1989)Fig.8 Chondrite-normalized REE pattern of titanite in Xingfengshan skarn (normalization values after Sun and McDonough,1989)

4.2 榍石U-Pb定年結果及意義

由于本次研究的榍石含有一定量的普通Pb (表3)，不能構筑出諧和年齡。因此將所得U-Pb同位素數據投至Tera-Wasserburg圖解上(Tera and Wasserburg,1972)，圖中不一致線與Y軸的交點為初始207Pb/206Pb組成，下交點年齡則可視為樣品的形成年齡。杏楓山熱液榍石的U-Pb同位素組成數據在Tera-Wasserburg圖解上獲得下交點年齡215.2±2.7Ma(1σ，n=47，MSWD=1.07)，初始207Pb/206Pb為0.7560(圖9a)。樣品經207Pb校正后的加權平均206Pb/238U年齡為214.2±2.1Ma(圖9b)，與下交點年齡在誤差范圍內一致。

圖9 杏楓山矽卡巖榍石的Tera-Wasserburg圖解(a)及其207Pb矯正206Pb/238U加權平均年齡(b)Fig.9 Tera-Wasserburg diagram of titanite in Xingfengshan skarn (a) and 207Pb corrected 206Pb/238U weighted mean age (b)

表3 杏楓山熱液榍石的LA-ICP-MS U-Pb同位素數據Table 3 LA-ICP-MS U-Pb isotope data of hydrothermal titanite in Xingfengshan skarn

本文選取的熱液榍石產出于矽卡巖中的長石-石英脈，根據野外觀察，這類長石-石英脈體在空間上與矽卡巖緊密伴生，常呈脈狀、網脈狀分布于矽卡巖中或矽卡巖與圍巖的接觸部位(圖4d-f)。其次，該脈體中亦可見矽卡巖礦物以及白鎢礦與熱液榍石共生(圖5)。類似的礦物組成和空間緊密關系說明兩者之間具有成因聯系，推測該含榍石脈體與矽卡巖為同期同源不同階段熱液活動的產物。已有的研究結果表明，榍石的U-Pb同位素體系封閉溫度較高，可達700～750℃(Kennedyetal.,2010)，而后期NW向含金石英脈和NE向無礦石英脈中石英的流體包裹體最高均一溫度分別為420℃和308.5℃(肖靜蕓等，2020)，遠低于榍石的U-Pb同位素體系封閉溫度；且本次研究選取不含后期脈體的、晶型完整的榍石樣品進行U-Pb定年。因此，本次所獲得的榍石U-Pb年齡，不僅為該類脈體的形成年齡，也可以代表杏楓山矽卡巖鎢礦的成礦年齡，即杏楓山矽卡巖鎢礦形成于215.2±2.7Ma。

關于層狀矽卡巖白鎢礦的成因，目前的研究表明這類礦床主要為巖漿熱液作用的產物(Sato，1980；Gaspar and Inverno，2000；Changetal.，2019；Xieetal.,2019；張龍升等，2020)。此外，有少量研究認為此類鎢礦可能產出于噴流沉積、區域變質作用中(Skaarup，1974；Larsen，1991；Plimer，1994)。

本次研究的杏楓山層狀矽卡巖鎢礦成礦年齡為215.2±2.7Ma，顯著晚于其圍巖沉積時代(新元古代)以及變形變質的時代(加里東期)，含礦的矽卡巖產狀平直連續，沒有明顯的變形(圖4a)，矽卡巖化未明顯受構造控制，且圍巖的變質級別較低，這一系列證據說明其形成與沉積作用或者變質作用關系不大。而前人大量研究顯示白馬山巖體在印支晚期活動強烈，如Li and Li(2007)利用SHRIMP鋯石U-Pb法獲得白馬山的成巖年齡為217±2Ma，Chuetal.(2012)利用SIMS鋯石U-Pb法獲得了白馬山217±2Ma的成巖年齡，Qiuetal.(2014)針對杏楓山側龍潭超單元的SIMS 鋯石U-Pb測年結果顯示形成于218±0.8Ma，李建華等(2014)利用SHRIMP鋯石U-Pb法獲得了龍潭超單元215.9±1.9Ma和212.2±2.1Ma的成巖年齡，Fuetal.(2015)針對杏楓山西側的龍藏灣超單元SIMS鋯石U-Pb測年的結果顯示該巖體在215.3±3.1Ma至209.3±4Ma之間均有活動，徐接標(2017)利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法獲得了小沙江和龍藏灣超單元的形成時間為215.4±1.3Ma、215.6±1.2Ma。不難發現，本次獲得的杏楓山鎢礦成礦年齡與前人研究獲得的白馬山巖體成巖年齡吻合很好。此外，白馬山巖體為一還原性的鈦鐵礦花崗巖，這一點也與杏楓山礦區矽卡巖鎢礦具有還原性的特征相契合。基于以上論述，我們推測該礦的形成應與同期的白馬山巖漿熱液活動有關。

4.3 湘中地區花崗巖與鎢成礦的關系

本文與前人研究數據均表明，湘中地區印支晚期存在區域性的成巖成礦作用，其中湘中地區的鎢成礦作用與金、銻成礦作用同期，主要集中在230～200Ma，并與該區中酸性巖漿巖活動處于同一時限(圖10)。

圖10 湘中地區印支期成礦年代統計(a)及成巖年代統計(b)成礦年齡數據引自：李華芹等(2008)，王永磊等(2012)，張龍升等(2014)，付山嶺等(2016)，Li et al.(2018)，Xie et al.(2019)，陜亮等(2019)，Zhang et al.(2019)和彭建堂等(2021);巖漿巖年齡數據引自：姚振凱和朱蓉斌(1995)，趙軍紅等(2005)，Wang et al.(2007)，丁興等(2012)，張龍升等(2012)，魯玉龍等(2017a，b)，趙增霞等(2015)，陳佑緯等(2016)，蘇康明等(2016)和徐接標(2017)Fig.10 Geochronological data summary of Indosinian mineralization (a) and magmatism (b) in Xiangzhong region

關于湘中一帶的鎢成礦作用，我們認為其與該區中酸性巖漿活動密切相關，理由如下：

(1)鎢礦成礦與巖漿巖有緊密的時空聯系：湘中一帶的鎢礦大部分在空間分布上與已出露的或者隱伏的中酸性巖有關(圖1)。例如木瓜園鎢礦產于巖體之中(陜亮等，2019)，栗山坡、上茶山、寨溪山、牛角界等鎢礦床，則賦存于巖體與圍巖的接觸帶(梁玉明，2015；蘇康明等，2016)；而大溶溪、包金山、曹家壩以及本次研究的杏楓山等鎢礦，則與近鄰的花崗巖或者隱伏巖體有關(張龍升等，2014；鞠培姣等，2016；Xieetal.,2019；彭建堂等，2021)；其次，目前已獲得的該區鎢礦床的成礦年齡，與相關巖體的成巖年齡符合較好(圖10)，如木瓜園斑巖型鎢礦，其與白鎢礦共生的輝鉬礦Re-Os等時線年齡為225.4±1.4Ma，與其賦存的三仙壩巖體鋯石U-Pb年齡224.2±2.0Ma一致(陜亮等，2019)；大溶溪層控矽卡巖鎢礦中與白鎢礦共生的輝鉬礦Re-Os等時線年齡為224.3±3.9Ma，與鄰近的大神山巖體的鋯石U-Pb年齡224.3±1.0Ma一致(張龍升等，2014)，本次研究獲得杏楓山層控矽卡巖鎢礦的年齡為215.2±2.7Ma，與白馬山花崗巖的形成年齡一致。鎢礦與花崗巖之間緊密的時空聯系表明該區鎢礦在成因上應與中酸性巖漿有關。

(2)湘中一帶的印支期花崗巖均具有明顯的還原性特征，屬鈦鐵礦花崗巖(徐接標，2017)，其Fe3+/FeT均小于0.4(李偉，2019)；而相關的鎢礦床亦具有明顯的還原性特征，礦床中發育鈣鋁榴石、鈣鐵輝石、毒砂、磁黃鐵礦、低Mo白鎢礦、熱液鈦鐵礦等還原性礦物組合(梁玉明，2015；鞠培姣等，2016；Xieetal.，2019；張龍升等，2020)，其還原性應該是繼承了成礦巖漿熱液體系還原特征的結果。

5 結論

(1)杏楓山矽卡巖鎢礦中的榍石具有典型熱液榍石的地球化學特征，具有較高的F、Al2O3，較低的TiO2、∑REE以及極低的Th/U。另外，其具有較高的W且不含Mo，表明其形成的熱液流體具富W貧Mo的特征。

(2)該榍石的稀土配分模式為左傾式的輕稀土虧損、重稀土富集型，正Ce、Eu異常明顯，其形成的環境具有還原的特征。

(3)杏楓山矽卡巖鎢礦形成于215.2±2.7Ma，與白馬山印支期巖體侵位時間吻合，該礦為白馬山巖漿熱液作用的產物。

(4)湘中地區鎢成礦集中在230～200Ma，主要與同期的還原性花崗質巖漿活動有關，兩者均為湘中印支晚期區域性成巖成礦作用的產物。

致謝在本文完成過程中，野外工作得到了湖南金杏礦業有限公司副總經理劉鵬程,地測部門的劉宏欽部長、劉佳工程師、肖鴻杰工程師等全體工作人員的支持與幫助；LA-ICP-MS測試得到了礦床地球化學國家重點實驗室唐燕文老師、韓俊杰工程師的指導和幫助；文章成文過程中得到了邢朗彰博士、鄧衛博士、魏潞明博士的幫助；中國地質科學院劉俊辰博士以及另一名匿名審稿專家提出了諸多寶貴修改意見；在此一并致謝！