江西省宜豐縣白水洞鋰鈮鉭礦床成礦巖漿巖鋯石U-Pb年齡及意義

姜寶亮，趙 勁，林梅花，張 磊

（江西省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，江西 南昌 330002）

江西宜豐-奉新地區(qū)是重要的鋰鉭鈮等稀有金屬成礦區(qū)，已發(fā)現(xiàn)多處稀有金屬礦床，如茜坑多金屬礦床﹑獅子嶺含鋰瓷石礦﹑坪頭嶺鉭鈮礦﹑白石里鈮鉭礦等，近年通過對白水洞礦區(qū)勘查，累計查明Li2O礦物量達到大型規(guī)模，本文擬通過對成礦巖漿巖年代學研究，為該區(qū)周邊下一步找礦方向提供建議[1]。

1 成礦背景

白水洞鋰鈮鉭礦礦床位于揚子準地臺與華南褶皺系兩大構(gòu)造單元結(jié)合過渡帶，地處宜豐—景德鎮(zhèn)深斷裂的中部北側(cè)，九嶺-高臺山臺拱的九嶺穹斷束南部，九嶺復(fù)式背斜南翼，夾于宜豐—景德鎮(zhèn)深大斷裂帶與銅鼓西向-奉新上富斷裂之間（圖1）。

圖1 白水洞礦區(qū)區(qū)域位置圖（據(jù)江西省礦產(chǎn)地質(zhì)志2015修改）

區(qū)域內(nèi)巖漿較發(fā)育，主要有新元古代英云閃長巖-花崗閃長巖-二長花崗巖組合﹑早侏羅世主要有甘坊巖體（200.6Ma）中細粒-粗粒斑狀二云母二長花崗巖；古陽寨巖體（177Ma）主要為細粒-中細粒含斑或少斑二云母二長花崗巖（江西省礦產(chǎn)地質(zhì)志2015）；礦區(qū)內(nèi)白水洞侵入體為中細粒弱鈉長石化白云母二長花崗巖﹑弱鈉長石化似斑狀白云母二長花崗巖﹑強鈉長石化白云母花崗巖為礦區(qū)內(nèi)賦礦地質(zhì)體。

2 礦床地質(zhì)

礦體特征：通過勘查基本查明礦區(qū)中西部Ⅰ號含鋰瓷石礦體呈面型分布，礦體出露面積約0.55km2，礦體長約1000m，寬約450m，鉆孔控制礦體深部延伸約80m～200m不等（圖2），累計見礦厚度52.11m～209.76m，平均110m。另外礦區(qū)北東部見多條脈型礦體，呈透鏡狀分布，礦體長100m～300m不等，寬20m～60m不等，規(guī)模較小。

圖2 宜豐白水洞鋰鈮鉭礦24號勘探線剖面圖

3 樣品分析與測試結(jié)果

3.1 樣品采集與測試

本次鋯石U-Pb樣品采自白水洞礦區(qū)實測地質(zhì)剖面，巖性為強鈉長石化中細粒白云母花崗巖。巖石原巖為中細粒白云母花崗巖，經(jīng)強鈉長石化作用交代后形成。原巖結(jié)構(gòu)保留，呈變余中細粒花崗結(jié)構(gòu)[2]。

原巖殘留礦物主要為鉀長石﹑石英及白云母組成，礦物粒徑一般0.8mm～2.5mm不等。其中鉀長石呈半自形—他形板狀，主要為條紋長石，正長石，具弱泥化，常見鈉長石交代。石英呈他形粒狀，裂紋發(fā)育，波狀消光，邊部常被鈉長石交代。白云母呈半自形片狀，片徑0.5mm～1.2mm，兩端規(guī)則，部分為黑云母析鐵褪色蝕變而成[3]（圖3）。

圖3 白水洞礦區(qū)強鈉長石化白云母花崗巖礦石標本及顯微照片

巖石具強鈉長石化，見鈉長石呈板條狀﹑長板條狀或糖粒狀，粒徑0.1mm～1.5mm不等，多交代鉀長石，少量呈“棋盤格”形式嵌布于鉀長石中，部分沿石英邊緣交代，部分鈉長石為原巖斜長石經(jīng)鈉化后蝕變而成。熱液蝕變白云母呈細小的鱗片狀，片徑0.05mm～0.12mm，形態(tài)不規(guī)則，多沿原巖礦物裂隙充填交代，部分交代鉀長石﹑石英等。錫石呈四方粒狀，粒徑0.05mm，包裹嵌布白云母中。另見鉭鈮鐵礦（金紅石），深褐紅色，細小柱狀，嵌布于白云母中。螢石呈不規(guī)則形，粒徑0.05mm～0.15mm，局部充填。高嶺石﹑絹云母呈顯微鱗片狀，片徑0.01mm～0.02mm，為晚期熱液充填（圖4）。

圖4 白水洞礦區(qū)強鈉長石化白云母花崗巖鏡下照片

鋯石U-Pb測年樣品，先破碎至60目，接著采用浮選﹑磁選方法初步分離篩選出鋯石，然后在雙目鏡下將挑選色澤﹑晶形較好，透明度較高的鋯石顆粒，用于鋯石制靶，在陰極發(fā)光（CL）圖像觀察鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇環(huán)帶清晰的巖漿巖鋯石作為待測點。LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡的測試工作在東華理工大學LA-ICP-MS實驗室完成，測試儀器為Agilent 7500a型ICP-MS與激光剝蝕系統(tǒng)ComPex 102 Excimer。為確保LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測試的精確度，每測試5個點加測標樣91500和NIS610一次，并測量一個鋯石Plesovice來確定儀器運行狀態(tài)是否正常。鋯石年齡計算以國際標準鋯石91500為外標，測試結(jié)果用ICPMS DataCal 4.3程序處理，并對普通鉛按照Andersen（2002）的方法進行校正。鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0程序處理。

3.2 測試結(jié)果

白云母花崗巖內(nèi)鋯石無色，透明，主要呈柱狀，部分鋯石內(nèi)見細小的包裹體(圖6)，鋯石粒徑在60μm×110μm～80μm×180μm之間。陰極發(fā)光圖像顯示鋯石成分含量較均勻，主要以振蕩環(huán)帶為主，少量鋯石發(fā)育扇狀環(huán)帶和無環(huán)帶現(xiàn)象。為確保定年的準確性，本次選擇具有明顯振蕩環(huán)帶鋯石的邊緣進行測試。本樣品中挑取的鋯石長軸和短軸之比在2∶1～4∶3之間)，測點的Th﹑U含量分別為91μg/g～826μg/g，107μg/g～826μg/g，Th/U比值大多介于0.4至1.0之間，與巖漿鋯石的特征相似。經(jīng)測定15個有效鋯石測點的207Pb/235U﹑206Pb/238U分析結(jié)果在誤差范圍內(nèi)比值基本一致，206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為146.3±1.08Ma（MSWD＝0.085，n=22）（圖5﹑圖6）。

圖5 白水洞礦區(qū)白云母花崗巖鋯石陰極發(fā)光及測點位置圖

圖6 白水洞白云母花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖

4 討論

白水洞礦區(qū)鉆孔揭露巖體巖性從地表至深部依次為強鈉長石化中細粒鈉長石化白云母花崗巖→中細粒弱鈉長石化白云母二長花崗巖﹑弱鈉長石化似斑狀白云母二長花崗巖→弱鈉長石化中細粒二云母二長花崗巖→中粗粒黑云母（含斑）二長花崗巖，成礦地質(zhì)體為高分異﹑高演化的特征，成礦系列屬鈣堿性系列花崗巖型稀土礦床（葉天竺，2017），隨著巖漿分異與演化，依次出現(xiàn)二云母花崗巖→白云母鈉長石花崗巖→鋰云母鈉長石花崗巖的巖石類型變化，該變化類型與白水洞礦體對應(yīng)[4]。

本次采樣測試結(jié)果表明白水洞鋰鈮鉭礦白云母花崗巖鋯 石U-Pb年 齡 為146.3Ma±1.08 Ma（MSWD=0.085，n=22），亦可代表礦床成礦年齡，與前人數(shù)據(jù)結(jié)果甘坊巖體年齡200.6Ma，古陽寨巖體年齡177Ma對比，白水洞鋰鈮鉭礦成礦年齡更晚，屬燕山晚期第一階段，表明在存在一期白水洞巖體的侵入，與該區(qū)的鋰鉭鈮等稀土礦床成礦密切相關(guān)，為區(qū)域內(nèi)探尋稀土礦床重要的目標地質(zhì)體。

5 結(jié)論

（1）白水洞礦區(qū)鋰鈮鉭礦成礦巖體為白云母花崗巖，其鋯石U-Pb年齡為146.3Ma±1.08Ma（MSWD=0.085，n=22），代表了礦區(qū)成礦花崗巖的結(jié)晶年齡。

（2）區(qū)域上九嶺復(fù)背斜南翼存在多期次的巖體侵入，燕山晚期第一階段侵入的白水洞巖體，晚于甘坊巖體與古陽寨巖體，與稀土礦成礦密切相關(guān)，今后找礦工作中應(yīng)予以重視。