南岭山脉金门岩体岩石成因与斑岩成矿潜力：来自全岩地球化学、锆石微量元素及U-Pb-Hf同位素的启示

《Journal of Geochemical Exploration》：Petrogenesis and porphyry metallogenic potential of the Jinmen pluton in the Nanling Range, South China: Insights from whole-rock geochemistry, zircon trace elements, and U-Pb-Hf isotopes

　　

晚侏罗世岩浆活动（156–163 Ma）与矽卡岩矿化同步；金门岩体为具埃达克质亲和性（adakitic affinities）的I型花岗岩；形成于古太平洋板块（Paleo-Pacific Plate）俯冲相关的陆缘弧环境；富水、高氧逸度特征指示显著Cu成矿潜力。

研究背景与问题提出

南岭成矿带是中国重要的W、Sn、Mo、Cu、Fe多金属富集区，中生代尤其是燕山期花岗岩与矿化时空耦合密切。然而复杂成岩成矿过程及晚期熔体—流体相互作用模糊了部分侵入体地球化学信号，导致花岗岩成因分类与成矿潜力评价困难。金门岩体位于南岭成矿带南缘，周边已发现金门Fe矿、周屋Cu-Fe-Mo-Au矿及文山洞Pb-Zn矿，其中金门Fe矿与周屋Cu多金属矿均为矽卡岩型矿床，而矽卡岩型矿床长期被视为斑岩成矿系统的重要组分。因此，金门岩体是否遗传联系于矽卡岩矿化并具斑岩成矿潜力成为亟待澄清的关键问题。研究人员通过开展锆石U-Pb-Hf同位素、全岩地球化学及辉钼矿Re-Os定年，精确约束岩浆与矽卡岩矿化时序，阐明岩石成因及与同期镁铁质微花岗岩包体（MME）关系，并基于地球化学 proxy 评价斑岩铜成矿潜力。该文发表于《Journal of Geochemical Exploration》。

主要关键技术方法

研究人员于2024年钻探获取10件岩浆岩样品（黑云母二长花岗岩7件、MME 2件、花岗岩脉1件），及4件辉钼矿样品（采自金门岩体内ZK401孔与周屋矿床ZK508孔）。全岩主微量元素由X射线荧光光谱（XRF）与电感耦合等离子体质质谱（ICP-MS）完成；锆石U-Pb定年与微量元素由激光剥蚀ICP-MS（LA-ICP-MS）完成；锆石Hf同位素由LA-MC-ICP-MS完成；辉钼矿Re-Os定年由负热电离质谱（N-TIMS）完成；斜长石成分剖面由电子探针（EPMA）完成。

研究结果

4.1 全岩地球化学：SiO₂ 56.92–74.05 wt%，A/CNK 0.86–1.07，属准铝质高钾钙碱性—橄榄玄粗岩系列；稀土配分右倾，(La/Yb)_N 10.53–34.81，δEu 0.76–1.08；微量元素富集Rb、Th、U、Pb，亏损Ba、Nb、Ta、Ti。黑云母二长花岗岩落石英二长岩—花岗闪长岩区，MME落二长岩区，花岗岩脉落花岗岩区。

4.2 锆石U-Pb年代学：黑云母二长花岗岩3件加权年龄158.7±0.6 Ma、160.8±0.7 Ma、161.6±0.6 Ma；MME为161.0±0.8 Ma；花岗岩脉161.1±0.6 Ma；锆石具振荡环带、Th/U 0.4–1.4，含古元古代—志留纪继承核（159 Ma、437 Ma、1680 Ma）。

4.3 锆石Hf同位素：¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 0.281795–0.282627，ε_Hf(t) ?7.17至?1.69，T_DM2 1.32–1.66 Ga；黑云母二长花岗岩ε_Hf(t)均值?3.89，MME均值?5.36。

4.4 锆石微量元素：HREE富集、LREE亏损，正Ce异常、弱负Eu异常。

4.5 辉钼矿Re-Os年代学：4件模型年龄156.2–163.0 Ma，加权均值162.0±0.4 Ma，与岩体侵位同期。

讨论与结论

5.1 岩石成因：排除A型/S型/M型，定为I型；ε_Hf(t)负值与继承锆石指示源区为古元古代—志留纪再造地壳；MME与主体同年龄、具淬火针状磷灰石、斜长石振荡环带及主量元素对SiO₂线性趋势，支持富集地幔基性岩浆注入地壳熔体发生岩浆混合（magma mixing），未完全同位素平衡致MME与主体ε_Hf(t)略差。

5.2 构造背景：锆石Nb/Hf-Th/U、U/Yb-Nb/Yb等判别落陆弧/大陆锆石域；结合高钾钙碱性亲和性，判定为古太平洋板块西北向俯冲诱发岩石圈拆离—富集岩石圈地幔部分熔融—壳幔混合形成的具埃达克质亲和性陆弧花岗岩。

5.3 成矿潜力：低Y(14.2–18.7 ppm)、低Yb(1.52–1.91 ppm)、高Sr(185.5–700.0 ppm)、Sr/Y 11.52–38.61具埃达克质特征；V/Sc>10指示富水；锆石Eu/Eu、10⁴×(Eu/Eu)/Yb_N、Ti-in-zircon温度及ΔFMQ多proxy显示高氧逸度。周屋矽卡岩为未出露斑岩系统远端表现，金门岩体具斑岩Cu成矿潜力。

结论翻译

金门岩体侵位于161.6–158.7 Ma，与周屋矿化（162.0±0.4 Ma）同期，属早燕山期事件；岩石为具埃达克质亲和性I型花岗岩，源于古元古代—志留纪地壳部分熔融叠加富集地幔基性岩浆混合，形成于古太平洋板块俯冲陆弧；富水、高氧逸度、埃达克质地球化学特征联合指示其作为斑岩—矽卡岩Cu-Au系统源岩的显著潜力，为南岭带Cu矿化侵入体成因提供限定。