新聞動態(tài)廣州地化所在應(yīng)用錫石U–Pb年代學(xué)解決厄爾士成礦省錫礦成因爭論方面取得重要進(jìn)展
厄爾士山脈/克魯什涅山脈（德語：Erzgebirge，捷克語：Kru？né hory）位于中歐德國和捷克交接部位的波西米亞地區(qū)（圖1）。該地區(qū)盛產(chǎn)多種熱液金屬礦床，為現(xiàn)代采礦地質(zhì)學(xué)的發(fā)源地，并且為礦床學(xué)一些基本理論的建立提供了基本素材。德國弗萊貝格附近的銀礦開采始于公元1168年，而Krupka和Zinnwald地區(qū)的砂錫礦開采則可以追溯到青銅器時代。二戰(zhàn)以后，厄爾士山脈成為歐洲主要的鈾礦產(chǎn)區(qū)。該地區(qū)錫的總資源量可達(dá)100萬噸，其中已經(jīng)開采30萬噸。即便如此，該地區(qū)仍然存在一系列函待解決的基本問題，例如，與花崗巖有關(guān)的錫礦床和稀有金屬礦床的精確成礦時代以及這些花崗巖本身的成巖時代存在很大爭議。根據(jù)地球化學(xué)、礦物學(xué)以及野外地質(zhì)關(guān)系，當(dāng)前經(jīng)典和流行的觀點(diǎn)認(rèn)為厄爾士山脈關(guān)于花崗巖巖漿作用及其有關(guān)的巖漿熱液礦床可以分為330~320 Ma和310~290 Ma兩期，兩者時間存在著約束較差的20 m.y.的間歇。該觀點(diǎn)最近被一些包裹在云母中鋯石/晶質(zhì)鈾礦的U–Pb定年和輝鉬礦Re–Os定年工作所質(zhì)疑。這些成巖成礦年代學(xué)爭議主要是由于花崗巖的高分異屬性及不同程度的熱液疊加作用導(dǎo)致，即全巖/單礦物Rb–Sr、Sm–Nd、K–Ar、40Ar–39Ar同位素體系受到了擾動、變晶鋯石的同位素體系為開放狀態(tài)。
圖1 厄爾士/克魯什涅金屬成礦省東部花崗巖類地質(zhì)圖
廣州地球化學(xué)研究所孫衛(wèi)東研究員課題組章榮清博士后、德國克勞斯塔爾工業(yè)大學(xué)Bernd Lehmann教授和英國倫敦自然歷史博物館Reimar Seltmann教授等在多方合作下，選取厄爾士山脈五個典型錫礦床中的錫石進(jìn)行LA-ICP-MS U–Pb定年，約束該區(qū)錫礦床成礦時代，間接探討該區(qū)花崗巖巖漿熱液作用發(fā)生的時限。厄爾士山脈主要錫礦床的錫石具有高的Ti和W含量，低的Nb和Ta含量，具有明顯的CL震蕩環(huán)帶。CL圖像上看出只有少量的錫石顆粒被后期細(xì)脈確切，表明大多數(shù)錫石形成于同一階段，受后期蝕變作用影響小（圖2）。五個典型礦床的七個樣品的定年結(jié)果匯總見表1。這些定年結(jié)果揭示了錫石的結(jié)晶年齡，即代表厄爾士山脈主要錫礦床的錫成礦事件的時限。
圖2 用于LA-ICP-MS分析的典型錫石樣品的CL圖像。白色圓圈為激光分析束斑，大小為74 μm
表1 厄爾士金屬成礦省五個主要錫礦床的錫石U–Pb定年結(jié)果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
圖3 厄爾士山脈典型錫礦床及相關(guān)花崗巖的年齡圖譜
本文所獲得的錫石U–Pb年齡以及前人的一些定年結(jié)果表明，厄爾士成礦省內(nèi)堿長花崗巖巖漿作用及相關(guān)的錫成礦作用發(fā)生在較短的時間間隔范圍內(nèi)（圖3）。320~326 Ma的時間跨度也與厄爾士成礦省內(nèi)大型復(fù)式花崗巖巖基具有較長的巖漿熱液活動歷史模型吻合。該大型巖漿房可以演化出高分異的小體積的殘留熔體，進(jìn)而冷卻形成堿長花崗巖、維持花崗巖周圍大規(guī)模的流體活動。部分熔融形成稀有金屬花崗巖的源巖，可能為岡瓦納大陸邊緣的晚新元古代和早古生代的變質(zhì)火山沉積巖，這些變質(zhì)火山沉積巖為厄爾士地區(qū)因推覆堆疊作用形成的基底。該區(qū)高溫高壓峰期變質(zhì)作用發(fā)生在約340 Ma，隨后迅速抬升，形成走滑斷層以及發(fā)生大規(guī)模的晚造山和后造山花崗巖巖漿作用。含錫堿長花崗巖由經(jīng)歷了高度結(jié)晶分異的晚期熔體固結(jié)形成，其侵位時代早于320 Ma。
該論文近期在線發(fā)表在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域國際著名期刊《Geology》上。本研究成果受到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深地資源勘查開采”專項(xiàng)“燕山期重大地質(zhì)事件的深部過程與資源效應(yīng)”（2016YFC0600408）、中國博士后基金（2015M572373）、歐盟Horizon 2020項(xiàng)目641650 FAME、德國聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）合作項(xiàng)目r4 Wirtschaftsstrategische Rohstoffe: ResErVar聯(lián)合資助。
論文信息：
Rongqing Zhang, Bernd Lehmann, Reimar Seltmann, Weidong Sun, Congying Li. Cassiterite U-Pb geochronology constrains magmatic-hydrothermal evolution in complex evolved granite systems: The classic Erzgebirge tin province (Saxony and Bohemia). Geology, 2017, in press.
全文鏈接：
https://doi.org/10.1130/G39634.1
附件鏈接：
http://www.geosociety.org/datarepository/2017/2017364.pdf
（中國科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 & 所綜合辦公室 供稿）
