香花岭矿田中Sn矿化的多阶段过程：来自锡石和钒铅矿U-Pb地质年代学的约束

《Geochemistry》：The multi-stages Sn mineralization process in the Xianghualing orefield: Constraints from cassiterite and vesuvianite U Pb geochronology

多阶段锡成矿年代学约束与成矿模型构建。采用铀铅定年法对湘南WSn矿带Xianghualing矿田的硫化物型、矽卡岩型及断层控制型锡矿进行年龄测定，获得154.7±1.9 Ma至141±23 Ma的连续成矿序列，揭示早白垩世花岗岩主导的多期次锡多金属成矿过程。

　　在华南地区，特别是湖南南部，存在多个重要的金属矿产资源区，其中以湘华岭锡多金属矿区最为突出。该矿区是全球知名的锡矿成矿带——南岭W-Sn成矿带的重要组成部分，具有复杂的多阶段锡矿化特征。理解这一成矿过程及其演化历史，对于建立区域成矿模型、指导矿产资源勘探具有重要意义。近年来，随着地质年代学技术的不断进步，研究者们对湘华岭矿区的成矿时间进行了深入探索，揭示了其成矿活动与区域地质演化之间的密切关系。

湘华岭矿区的锡矿化主要表现为两种类型：一种是与岩浆热液活动密切相关的矽卡岩型锡矿，另一种是受断裂构造控制的硫化物型锡矿。这些矿化类型在矿区的不同部位呈现不同的发育特征，其成矿时间也存在一定的差异。例如，在新峰矿区，研究者们发现了一种与岩浆热液活动相关的硫化物型锡矿，而唐官铺矿区则以矽卡岩型锡矿为主。此外，矿区还存在一些与构造活动有关的晚期热液叠加矿化现象。这些多阶段的矿化过程表明，湘华岭矿区的锡矿成矿活动并非单一事件，而是经历了多个地质时期的复杂演化。

通过对矿区中不同类型的锡矿石进行铀-铅（U-Pb）同位素测年，研究者们获得了多个关键的成矿时间点。其中，新峰矿区的硫化物型锡矿石的铀-铅年龄为147.8±1.2百万年，唐官铺矿区的矽卡岩型锡矿石的铀-铅年龄为145.2±2.8百万年，而湘华岭矿区F1断裂控制的硫化物型锡矿石的铀-铅年龄为141±23百万年。这些年龄数据与之前在矿区内部的铁山坪矿床和北侧的西田矿床中获得的锡矿石铀-铅年龄相吻合，进一步将湘华岭矿区和湖南南部锡多金属成矿系统的成矿时间框架延伸至白垩纪早期。值得注意的是，这些数据不仅为矿区的锡矿成矿过程提供了明确的时间约束，还揭示了不同矿化类型之间的时间关系。

此外，研究者们还对矿区中的另一个重要矿物—— Vesuvianite（绿纤石）进行了测年，结果表明其成矿时间为154.7±1.9百万年。这一数据为矿区的成矿演化提供了额外的证据，尤其是在与锡矿石测年结果对比后，显示出矿区的锡矿成矿活动可能经历了多个阶段，包括早期的岩浆热液活动、中期的断裂控制热液矿化以及晚期的热液叠加矿化。这些阶段的划分有助于进一步理解矿区的成矿机制，以及不同矿化类型之间的相互作用。

在湘华岭矿区的锡矿成矿过程中，岩浆活动起到了关键作用。研究发现，矿区内的花岗岩类岩石，尤其是高演化程度的花岗岩，与锡矿成矿密切相关。这些花岗岩的形成时间通常与锡矿化时间相吻合，表明它们可能是在锡矿成矿过程中形成的。高演化程度的花岗岩通常具有较高的铀含量，这为铀-铅测年提供了理想的矿物载体。因此，研究者们认为，这些高演化程度的花岗岩是湘华岭矿区锡矿资源勘探的重要目标。

除了对锡矿石和绿纤石的测年，研究者们还对矿区内的其他矿物进行了系统的分析。例如，矿区内的锡矿石常与硫化物共生，包括黄铁矿、磁黄铁矿、砷黄铁矿和锡石等。这些硫化物的存在不仅为锡矿的形成提供了必要的化学环境，还可能影响锡矿的分布和富集。通过对这些矿物的微观结构和阴极发光特征的观察，研究者们发现锡矿石的生长方向和结构特征可能与热液流体的迁移路径有关。一些较大的锡矿石颗粒显示出较明显的生长带，而较小的颗粒则主要表现为边缘替代特征。这些特征为理解锡矿的形成机制提供了重要的线索。

为了更准确地测定这些矿物的成矿时间，研究者们采用了激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）技术进行铀-铅测年。这种技术具有高精度和高分辨率的特点，能够有效避免传统测年方法中可能出现的误差。通过这种方法，研究者们在矿区的不同部位选取了多个样品，包括新峰矿区的管状锡硫化物矿石和唐官铺矿区的断裂控制的铅锌锡硫化物矿石。这些样品的铀-铅年龄数据不仅为矿区的锡矿成矿过程提供了精确的时间约束，还揭示了不同矿化类型之间的演化关系。

在区域地质背景方面，湘华岭矿区位于扬子板块与华夏地块的接触带，这一特殊的构造位置为其锡矿成矿提供了有利的地质条件。矿区周围分布着大量的侏罗纪花岗岩体和岩脉，这些岩石在成矿过程中可能起到了重要的热液源作用。此外，矿区还受到区域构造活动的影响，尤其是断裂构造的发展，为热液流体的迁移和矿质的沉淀提供了通道。这些地质因素共同作用，使得湘华岭矿区成为锡矿成矿的理想场所。

研究还发现，不同矿化类型的锡矿石可能具有不同的成矿机制。例如，矽卡岩型锡矿通常与岩浆热液活动密切相关，而断裂控制的硫化物型锡矿则可能受到构造活动的强烈影响。此外，矿区中的一些晚期热液叠加矿化现象可能与区域构造活动的晚期阶段有关。这些矿化类型的差异不仅反映了成矿过程的复杂性，还为建立矿区的成矿模型提供了重要的依据。

综上所述，湘华岭矿区的锡矿成矿活动具有多阶段、多类型的特点，其成矿时间主要集中在白垩纪早期。通过对不同矿化类型矿物的铀-铅测年，研究者们不仅获得了精确的成矿时间数据，还揭示了矿区的成矿演化过程。这些研究结果对于理解湘华岭矿区的成矿机制、指导后续的矿产资源勘探具有重要意义。同时，这些数据也为南岭W-Sn成矿带的成矿演化研究提供了新的视角和依据。