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摘 要： 摘要：自20世紀(jì)50年代江西龍回和陡水巖體被發(fā)現(xiàn)，至今華南地區(qū)已經(jīng)有160多個花崗質(zhì)巖體被確認(rèn)形成于加里東期(主要包含奧陶紀(jì)、志留紀(jì)和泥盆紀(jì))，其中只有14個巖體與金屬礦(以鎢礦為主，含少量鉬、銅、錫和金礦)有成因關(guān)系，11個巖體與稀土礦有成因關(guān)系。前人
摘要：自20世紀(jì)50年代江西龍回和陡水巖體被發(fā)現(xiàn)，至今華南地區(qū)已經(jīng)有160多個花崗質(zhì)巖體被確認(rèn)形成于加里東期(主要包含奧陶紀(jì)、志留紀(jì)和泥盆紀(jì))，其中只有14個巖體與金屬礦(以鎢礦為主，含少量鉬、銅、錫和金礦)有成因關(guān)系，11個巖體與稀土礦有成因關(guān)系。前人對加里東期花崗巖特征的歸納主要集中在巖石學(xué)、地球化學(xué)和構(gòu)造動力學(xué)等方面，而極少對該期成礦作用進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。通過搜集和整理已公開發(fā)表的280篇學(xué)術(shù)論文和學(xué)位論文中的800個成巖和成礦年齡，1248個樣品的全巖主量、微量元素數(shù)據(jù)，428個樣品的全巖Sr-Nd同位素數(shù)據(jù)和2352個測試點(diǎn)的鋯石Lu-Hf同位素數(shù)據(jù)，從以下4個方面對加里東期花崗巖的含礦性特征進(jìn)行了梳理：①巖漿活動與金屬成礦的年齡峰值均集中在440～420Ma;②成金屬礦的花崗巖主要分布于大瑤山和桂北—桂東北地區(qū)，雖然都是以鎢礦為主的巖石，但是這兩個地區(qū)花崗巖的源區(qū)物質(zhì)和分異程度均具有差異性;③成稀土礦的花崗巖主要分布于武夷和南嶺地區(qū)，前者大多數(shù)發(fā)生了變質(zhì)作用，而后者以塊狀構(gòu)造為主;④與奧陶紀(jì)和泥盆紀(jì)花崗巖相比，志留紀(jì)花崗巖的分布面積最廣，巖性最寬泛，物質(zhì)來源也最為復(fù)雜。
關(guān)鍵詞：加里東期花崗巖;鎢多金屬礦;稀土礦;全巖地球化學(xué);全巖Sr-Nd同位素;鋯石Lu-Hf同位素;巖漿來源;結(jié)晶分異;華南地區(qū)
0引言
華南地區(qū)是全球范圍內(nèi)最重要的鎢、錫金屬礦產(chǎn)地，鈮、鉭、銅、鉛、鋅、金、銀、鋰、鈹、稀土資源也非常豐富，這些礦產(chǎn)與花崗巖的形成和演化具有密切的成因聯(lián)系[1-5]。自20世紀(jì)50年代以來，地質(zhì)工作者對華南花崗巖的形成時代、分異演化、物質(zhì)來源、構(gòu)造背景和成礦作用等方面開展了眾多的研究和勘查工作，逐步揭示出華南花崗巖具有多年齡、多成因和多礦化的特征[6-17]。其中，加里東期花崗巖的出露面積約22000km2，約占華南花崗巖總出露面積的13.0%，其強(qiáng)度和廣度稍高于印支期花崗巖(20900km2，12.3%)，但遠(yuǎn)低于燕山期花崗巖(114400km2，66.6%)[18]。加里東期花崗巖開啟了以地殼物質(zhì)重熔為主的華南大花崗巖省形成和演化的序幕，標(biāo)志著華南陸殼進(jìn)入不斷成熟、親石成礦元素不斷向陸殼富集的階段。多構(gòu)造旋回的花崗質(zhì)巖漿不斷演化使得成礦元素在燕山期花崗巖中高度富集，并最終導(dǎo)致了燕山期的“成礦大爆發(fā)”[19]。因此，詳細(xì)地梳理和歸納加里東期花崗巖特征，對于認(rèn)識“大爆發(fā)”序幕階段花崗巖的形成、演化和成礦作用具有非常重要的科學(xué)意義。
前人已經(jīng)對加里東期花崗巖的分布、年齡、地球化學(xué)、成礦類型和構(gòu)造背景進(jìn)行了很多總結(jié)。隨著越來越多的加里東期花崗巖體被識別，其分布范圍從武夷—云開地區(qū)[20]逐漸擴(kuò)展到湘贛交界萬洋山—諸廣山、湘南八面山、江西武功山[18，21]以及桂東大瑤山和桂北—桂東北地區(qū)[22-23];目前該期花崗巖已被確認(rèn)呈面狀廣泛出露于華南內(nèi)陸[24-25]。前人對加里東期花崗巖形成年齡的統(tǒng)計稍有差異，有460～410[26]、440～390[24]、449～415[27]、452～381Ma[25]不同年齡跨度，可見其巖漿活動的時間范圍較大，從460Ma到381Ma均有記錄。加里東期塊狀構(gòu)造花崗巖早期被認(rèn)為絕大多數(shù)屬于過鋁質(zhì)[20]，應(yīng)該為S型花崗巖[26]，但后期越來越多的I型花崗巖被識別[24]，并且分布在不同地區(qū)花崗巖的地球化學(xué)特征沒有明顯差別[25]。加里東期只有少數(shù)花崗巖與成礦作用有關(guān)，華仁民等認(rèn)為有些演化充分的加里東期花崗巖直接成礦[19]，但陳懋弘等認(rèn)為有些成鎢礦巖體仍屬于低分異花崗巖[23]，Song等對比了該期含鎢和含銅花崗巖巖漿分異程度、氧逸度和物質(zhì)來源方面的差異性[28]。華南地區(qū)加里東期的構(gòu)造動力學(xué)背景一直存有爭議，主要有洋殼俯沖[29-30]、陸陸碰撞[31-33]、陸內(nèi)造山[34-36]和多塊體拼貼[37]等模型。雖然前人已經(jīng)對華南地區(qū)加里東期花崗巖上述5個方面的特征進(jìn)行了綜述，但是對該期成礦作用的總結(jié)略顯薄弱，具體體現(xiàn)在：對與鎢、銅、錫、鉬、金、稀土礦有關(guān)花崗巖的年齡峰期，導(dǎo)致不同礦種差異性的主要原因，成礦和不成礦花崗巖之間的差別，以及與該期變質(zhì)花崗巖之間的關(guān)系等總結(jié)得不夠全面。
本文在回顧華南地區(qū)加里東期花崗巖發(fā)現(xiàn)史的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)搜集和整理20世紀(jì)80年代以來公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、學(xué)位論文中該期花崗巖的成巖年齡、成礦年齡、全巖地球化學(xué)、全巖Sr-Nd同位素、鋯石Lu-Hf同位素數(shù)據(jù)，從含礦和不含礦花崗巖的地球化學(xué)特征、變質(zhì)和未變質(zhì)花崗巖的特征及其與含礦花崗巖之間的關(guān)系、加里東期不同時期花崗巖的地球化學(xué)和成礦作用差異3個方面進(jìn)行了總結(jié)，從而力求全面梳理華南地區(qū)加里東期花崗巖的物質(zhì)來源、分異演化以及成礦作用特征。
1華南地區(qū)加里東期花崗巖的發(fā)現(xiàn)史
對華南地區(qū)花崗巖的研究始于20世紀(jì)初[38]，至今已有120多年的歷史。20世紀(jì)90年代之前，前人對華南地區(qū)加里東期花崗巖的研究主要集中在巖體的時空分布、地球化學(xué)特征、成因類型等方面[12-13，39-40];90年代之后，研究以巖漿的產(chǎn)出構(gòu)造背景、巖漿作用過程和成礦作用等為主[5，19，21，41-43]。
1.1地質(zhì)觀測
早期地質(zhì)工作者一般認(rèn)為華南地區(qū)未變質(zhì)的花崗巖都是燕山期花崗巖，而對于一些已變質(zhì)的片麻狀花崗巖的形成時代則有各種假定，認(rèn)為其屬于太古代、元古代、早古生代到中生代，但大多數(shù)缺少確鑿的年齡證據(jù)[7，44]。黃汲清在其著作《中國主要地質(zhì)構(gòu)造單元》一書中提出華南多時代花崗巖的可能性：“我在1937年曾經(jīng)指出，福建、廣東和江西所發(fā)現(xiàn)的若干片麻狀花崗巖，前曾被認(rèn)為屬五臺系和太古宙的，可能早晚被證明屬于加里東期”[45]。
1957年，徐克勤等根據(jù)巖體與地層的接觸關(guān)系，率先確定了兩個加里東期花崗巖體：江西龍回和陡水巖體[6]。他發(fā)現(xiàn)泥盆系底部有一層成分主要為長石和石英的碎屑巖覆蓋于花崗巖之上，這層碎屑巖貌似花崗斑巖;他敏銳地察覺出這層花崗質(zhì)碎屑巖應(yīng)該是由風(fēng)化崩解的花崗巖經(jīng)流水作用分選和堆積而成的，從而判斷底部花崗巖的時代應(yīng)該早于泥盆紀(jì)，又因?yàn)榛◢弾r侵位于下震旦統(tǒng)中，故確認(rèn)龍回和陡水巖體屬于加里東期花崗巖體[6];由此推論華南地區(qū)加里東期花崗巖的分布范圍可能極廣，并且進(jìn)一步論證華南地區(qū)巖漿活動具有多旋回的特點(diǎn)[7]。毛建仁等依據(jù)巖體與地層的接觸關(guān)系將陡水巖體的形成時代定為加里東晚期[46];于津海等通過對侵入陡水巖體中煌斑巖鋯石定年和Lu-Hf同位素詳細(xì)研究，認(rèn)為該巖體深部存在加里東期巖漿巖[47]。
20世紀(jì)50年代后期，徐克勤帶領(lǐng)南京大學(xué)地質(zhì)系的師生開始了對華南地區(qū)多時代花崗巖類及其成礦作用的大規(guī)模綜合研究。1958～1959年，贛南崇義的諸廣山巖體和湘南彭公廟的八面山花崗巖被證實(shí)為加里東期，由此徐克勤等推測在江西、湖南、廣東、廣西、福建等省區(qū)都可能有若干加里東期花崗巖侵入體的存在[6]。趙金科等在廣西壯族自治區(qū)資源縣發(fā)現(xiàn)已變質(zhì)的片麻狀加里東期苗兒山巖體侵入下古生界，同時又被泥盆系蓮花山組砂巖不整合覆蓋[48]。徐克勤等也在贛南地區(qū)發(fā)現(xiàn)一些面積不大的片麻狀花崗巖體，如大余南郊、贛縣北鄉(xiāng)湖溪等片麻狀花崗巖頁理方向?yàn)镹NE，可能屬于加里東早期侵入體[6]。諸多加里東期花崗巖的確定開創(chuàng)了華南地區(qū)加里東期花崗巖研究的新局面，也揭開了華南地區(qū)不同時代花崗巖研究的序幕[36]。
1.2實(shí)驗(yàn)測定
1962年，在廣州召開的南方區(qū)測會議上，李璞的“南嶺及其鄰區(qū)巖漿巖及成礦期的絕對年齡研究簡報”報道了27個K-Ar法年齡數(shù)據(jù)[49]，證明南嶺及其鄰區(qū)加里東期、印支期和燕山期各構(gòu)造旋回花崗巖的存在，率先通過年代學(xué)測試方法測得弋陽片麻狀花崗巖、貴溪慈竹片麻狀花崗巖、彭公廟花崗巖、大寧石英閃長巖等加里東期花崗巖的絕對年齡。此后，根據(jù)野外觀察和絕對年齡測試，越來越多的加里東期花崗巖體被發(fā)現(xiàn)，如彭公廟巖體、諸廣山巖體[7]、海洋山巖體[50]、雪峰山黑云母花崗巖體[51]、武功山巖體和古嶂巖體[10]、扶溪花崗閃長巖體和永和花崗閃長巖體[52]。
相關(guān)期刊推薦：《地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報》(季刊)曾用刊名：西安工程學(xué)院學(xué)報;西安地質(zhì)學(xué)院學(xué)報;長安大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版)，1979年創(chuàng)刊，主要報道內(nèi)容及特色本刊為地球科學(xué)類重要學(xué)術(shù)期刊，刊登內(nèi)容主要包括：基礎(chǔ)地質(zhì)(地層、古生物、礦物、巖石、構(gòu)造)、礦產(chǎn)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)(含生態(tài)地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì))、地球化學(xué)、地球物理、國土與測繪工程、地理信息系統(tǒng)等分支學(xué)科以及新興的深部地質(zhì)、大陸動力學(xué)、環(huán)境生物地球化學(xué)、農(nóng)業(yè)地質(zhì)、旅游地質(zhì)、城市地質(zhì)等邊緣和交叉學(xué)科。本刊重點(diǎn)反映國內(nèi)外地學(xué)前緣及交叉學(xué)科的高水平科技成果，突出西部重大地質(zhì)科技問題的研究特色，將我國尤其是西部地區(qū)最新與高水平地學(xué)成果推向國內(nèi)外地學(xué)界。
20世紀(jì)90年代之前受定年技術(shù)的限制，定年方法以Sm-Nd、Rb-Sr和K-Ar法為主，存在少量Ar-Ar和U-Pb法，年齡精度相對較低[40，53-56]。隨著高精度定年技術(shù)廣泛運(yùn)用于花崗巖形成時代的研究，逐漸積累了一大批可靠的數(shù)據(jù)[57-60]。以最初發(fā)現(xiàn)的龍回和陡水巖體為例，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所利用黑云母K-Ar法測得陡水賴壙口花崗巖中的云英巖年齡為385Ma，鐵扇關(guān)花崗質(zhì)碎屑巖中云英巖年齡為381Ma[39];徐克勤等利用白云母K-Ar法測得陡水白云母花崗巖年齡為368Ma[12，54];地礦部南嶺項目花崗巖專題組利用白云母K-Ar法測得陡水二云母花崗巖年齡為377Ma[40];毛建仁等利用SHRIMP鋯石U-Pb法測得陡水巖體年齡為(464±11)Ma(平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為0.81)[46];張芳榮利用LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb法測得陡水巖體二長花崗巖年齡為(440.0±4.7)Ma(MSWD值為0.30)、(443.9±3.2)Ma(MSWD值為0.73)和(419.2±3.3)Ma(MSWD值為1.16)，陡水巖體細(xì)粒二云母二長花崗巖年齡為(408.2±4.7)Ma(MSWD值為0.78)，龍回細(xì)粒似斑狀黑云母花崗閃長巖和中細(xì)粒似斑狀黑云母二長花崗巖年齡分別為(440.1±3.7)Ma(MSWD值為0.55)和(441.3±3.3)Ma(MSWD值為0.23)[61];蘇曉云等利用LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb法確定了陡水巖體中細(xì)粒黑云母二長花崗巖年齡為(460.8±1.5)Ma(MSWD值為0.78)[62]。
1.3框架構(gòu)建
在眾多地質(zhì)工作者的共同努力下，20世紀(jì)90年代之前華南地區(qū)加里東期花崗巖的時空格架劃分已經(jīng)基本完成[8，63-69]。例如，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所編著的《華南花崗巖類的地球化學(xué)》一書發(fā)表了有關(guān)礦物成分、造巖礦物結(jié)構(gòu)狀態(tài)、微量元素地球化學(xué)等方面的大量數(shù)據(jù)，解釋了花崗巖類的地球化學(xué)特征及物質(zhì)來源[39]。南京大學(xué)地質(zhì)系在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了巖漿活動與區(qū)域構(gòu)造的關(guān)系、板塊構(gòu)造特征及巖漿演化的特點(diǎn)，將中國東南部花崗巖劃分為改造型和同熔型兩種成因系列，前者是由地槽或塌陷沉積物經(jīng)多種方式的花崗巖化作用形成，后者是在板塊交接帶和大陸板塊內(nèi)部深斷裂帶，由上地幔派生的巖漿與上部地殼重熔巖漿混染而形成[11]。莫柱孫等在《南嶺花崗巖地質(zhì)學(xué)》一書中對南嶺花崗巖的時代進(jìn)行了詳細(xì)的劃分和論證，探討了南嶺花崗巖的成因和演化，以及花崗巖與成礦的關(guān)系，提出花崗巖的成礦模式[13]。地礦部南嶺項目花崗巖專題組編著的《南嶺花崗巖地質(zhì)及其成因和成礦作用》一書中，通過對南嶺包括加里東期在內(nèi)的不同時代、不同類型、不同含礦性花崗巖的巖石學(xué)、主要造巖礦物、副礦物、巖石化學(xué)、微量和稀土元素地球化學(xué)、穩(wěn)定同位素地球化學(xué)、花崗巖成因和成礦作用的研究，探討了南嶺地區(qū)與花崗巖有關(guān)的控礦條件、成礦機(jī)理和分布規(guī)律[40]。
2花崗巖總體特征
本文以孫濤編制的華南地區(qū)不同時代花崗巖體時空分布圖為基礎(chǔ)[18]，搜集了1980～2021年公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和學(xué)位論文中加里東期花崗巖的年齡、元素和同位素地球化學(xué)數(shù)據(jù)，重新梳理了該期花崗巖的總體特征。
加里東期花崗巖在華南內(nèi)陸的分布范圍相當(dāng)廣泛，主要分布于安化—羅城斷裂帶和政和—大埔斷裂帶之間的閩、贛、粵、湘、桂5省區(qū)的交界地區(qū)，以武夷、南嶺、云開地區(qū)最為集中，整體上呈面狀分布的特點(diǎn)[61，70-77]。依據(jù)地域分布，本文將加里東期花崗巖從東到西、由北往南劃分為武夷、武功山、南嶺、桂北—桂東北、大瑤山和云開6個地區(qū)(圖1)。
加里東期花崗巖出露面積的規(guī)模相差懸殊，大的超過3000km2，小的不足10km2[18，22，36，70]。一些巖體是由多期次多階段的巖漿活動構(gòu)成的復(fù)式巖體，如苗兒山、越城嶺、萬洋山、諸廣山、陡水等[36，56，78-79]。大瑤山地區(qū)的巖體出露面積較小，以巖株和巖枝為主且成群成帶分布[22-23]。
加里東期花崗巖年齡為540～360Ma，集中在470～400Ma，峰值為440～420Ma;從沿海往陸內(nèi)，巖體年齡顯示出逐漸變年輕的趨勢[27，73，80-86]。主要巖石類型包括塊狀花崗巖和片麻狀花崗巖[20，36]。其中，塊狀花崗巖主要有花崗閃長巖、二長花崗巖、黑云母花崗巖等[85，87-88];片麻狀花崗巖主要含白云母、石榴子石和電氣石[73]。前人認(rèn)為片麻狀花崗巖主要分布在武功山地區(qū)和武夷山北部[89]，但是近年來越來越多的片麻狀花崗巖、正片麻巖、混合巖，并富含副片麻巖和斜長角閃巖包體，在武夷地區(qū)南部、云開和武功山地區(qū)被發(fā)現(xiàn)[32-33，90-93]。
加里東期花崗巖多為過鋁質(zhì)花崗巖(90%以上A/CNK值大于1，僅有少部分小于1)[18，26]，屬于殼源S型花崗巖[19-20，26，94-95];其巖漿鋯石85%以上具有負(fù)的εHf(t)值(-13～0)和2.43～1.23Ga的兩階段Hf模式年齡(TDM2)，表明巖漿來源于古老的地殼物質(zhì)，主要是泥質(zhì)巖的部分熔融[84，96-97]。此外，也有少量的I型花崗巖，例如臺山、苗兒山、越城嶺、宏夏橋、板杉鋪、桂洋、壺垌和社山巖體[23，98-102]，其巖漿鋯石的εHf(t)值為-1.4～7.2，TDM2值顯示巖漿可能源自中新元古代古老基底中鎂鐵質(zhì)巖石的部分熔融[84，96-97]，其中部分I型花崗巖中還有鎂鐵質(zhì)微粒包體[100，103]。近年來，有少量加里東期的A型花崗巖被發(fā)現(xiàn)，例如武夷地區(qū)的會同、鵝婆、西芹、付坊、營上、大進(jìn)巖體和云開地區(qū)的一些巖體[104-109]。許德如等發(fā)現(xiàn)板杉鋪巖體具有埃達(dá)克質(zhì)特征[110]。
除花崗巖外，加里東期還發(fā)育同時期的混合巖(如贛南菖蒲混合巖、天井坪混合巖[58，111-113])、變質(zhì)巖(如弋陽麻粒巖[9，32-33，91-92，114-117])、中基性巖(如粵西龍川、閩中大康、贛中松溪、武功山地區(qū)的輝長巖以及浙江陳蔡地區(qū)基性巖[60，73，102，118-121])、蛇綠巖(如桂東南岑溪糯垌蛇綠巖[122])，以及少量呈零星分布的火山巖(如鷹揚(yáng)關(guān)火山巖、云開地區(qū)出露的基性火山巖[60，123-133])。
3花崗巖形成年齡的規(guī)律性
前人對加里東期花崗巖的研究程度是不均一的。研究程度較高的巖體表現(xiàn)在有大量的年齡、元素和同位素地球化學(xué)數(shù)據(jù)，尤其對某一巖體的年齡測試數(shù)據(jù)高度集中。為了客觀地反映巖體形成的時間段和年齡峰期的規(guī)律性，本文對搜集的所有年齡數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選。篩選原則是：①同一巖體不同巖性的花崗巖如果都有年齡數(shù)據(jù)，均予以保留;②同一巖體同一巖性的花崗巖如果年齡相差較大(>5Ma)，所有年齡數(shù)據(jù)予以保留;③同一巖體同一巖性的花崗巖如果定年結(jié)果相似(<5Ma)，在定年方法相同的情況下，選擇誤差較小的數(shù)據(jù);④在定年方法不同的情況下，按照鋯石U-Pb法精度從TIMS、SHRIMP到LA-ICP-MS依次遞減的原則選擇使用;⑤同一巖體同一巖性的花崗巖如果早年的定年結(jié)果與近年的有所差別，則保留近年的數(shù)據(jù)。
在6個花崗巖分布區(qū)域中，武夷地區(qū)花崗巖形成年齡的范圍最為寬泛，為540～340Ma，本文據(jù)此為橫坐標(biāo)(圖2)對加里東期花崗巖的年齡規(guī)律進(jìn)行探討。顯然，南嶺地區(qū)加里東期巖體的數(shù)量最多，其次是武夷和云開地區(qū);這3個地區(qū)巖體的年齡峰值是一致的，均為440～430Ma，所不同的是這3個地區(qū)巖漿活動的起始時間從武夷(540Ma)→云開(510Ma)→南嶺(500Ma)逐漸變年輕[圖2(a)]。其余3個地區(qū)巖體數(shù)量略顯遜色，其中桂北—桂東北和武功山地區(qū)巖漿活動的峰值也比上述3個地區(qū)晚大概10Ma，為430～420Ma[圖2(a)];大瑤山地區(qū)的巖漿活動出現(xiàn)兩個峰值，其中一個與武夷、云開和南嶺地區(qū)一致，為440～430Ma，另一個為470～460Ma[圖2(a)]，早于上述440～430Ma和430～420Ma兩個高峰期[圖2(a)]，顯示出該地區(qū)巖漿活動與區(qū)域上的差異性。
與武夷和南嶺地區(qū)加里東期花崗巖有關(guān)的礦床，只有少量風(fēng)化殼淋積型的稀土礦。因?yàn)槿鄙傧⊥恋V床的形成年齡數(shù)據(jù)，圖2(b)展示的是其成礦母巖的形成年齡，成巖年齡的峰值分別為450～420Ma和430～420Ma。由于花崗巖沒有經(jīng)歷過充分的分異演化過程，所以在后期風(fēng)化淋濾作用下形成的是輕稀土礦床[134-135]。加里東期金屬礦床包括鎢、錫、銅、鉬、金等，集中于大瑤山和桂北—桂東北地區(qū)，成礦年齡峰值分別為440～430Ma和430～420Ma[圖2(c)]。大瑤山和桂北—桂東北地區(qū)的成礦與成巖時間保持一致[圖2(a)、(c)]，鎢鉬和金礦形成時間為440～433Ma，與花崗巖形成的第二峰值(440～430Ma)同時，而鎢銅礦形成時間(467Ma)與較早的成巖峰值(470～460Ma)同時。
從整體上來看，華南地區(qū)加里東期不成礦花崗巖的成巖作用時間為540～345Ma，峰值為440～435Ma;成礦花崗巖的成巖作用時間為495～360Ma，峰值為435～425Ma[圖3(a)];成礦花崗巖相比不成礦花崗巖的形成峰值稍晚。前人普遍認(rèn)為華南地區(qū)加里東期片麻狀變質(zhì)花崗巖的形成時間要早于未變質(zhì)的塊狀花崗巖[18，26，95]。例如，舒良樹統(tǒng)計片麻狀花崗巖形成于460～430Ma[95]，而塊狀花崗巖的形成時間為430～400Ma。本文的統(tǒng)計結(jié)果顯示：變質(zhì)花崗巖的成巖作用時間為510～370Ma，峰值為440～435Ma;未變質(zhì)花崗巖的年齡為540～345Ma，峰值也集中在440～435Ma[27，73，88，101，136]。因此，未變質(zhì)花崗巖的成巖作用時間更寬泛，但無論是變質(zhì)還是未變質(zhì)花崗巖，它們的形成峰值保持一致[圖3(b)]。
4成礦和不成礦花崗巖特征對比
21世紀(jì)初以前的研究成果顯示，大多數(shù)加里東期花崗巖不成礦[7，12-13，40]，但隨著研究的深入和細(xì)化，越來越多加里東期形成的礦床被發(fā)現(xiàn)，目前有14個花崗巖體與金屬(鎢、錫、鉬、銅、金)礦床有密切的成因聯(lián)系，有11個花崗巖體在后期地表風(fēng)化作用下形成了淋積型稀土礦床(表1、圖4)。
加里東期也可以形成大型礦床，如大瑤山地區(qū)的社洞斑巖-矽卡巖-石英脈型鎢鉬礦床[74，137-140]和玉坡矽卡巖型鎢多金屬礦床[141]，桂北—桂東北地區(qū)的牛塘界矽卡巖型鎢礦床[142-144]、平灘蝕變巖-石英脈型鎢礦床[145]和獨(dú)石嶺蝕變巖-矽卡巖型鎢礦床[79，146-147]。湖南汝城的益將稀土礦床是一個大型的風(fēng)化殼淋積型稀土礦床且具有極高的Sc含量[148-149]。
大瑤山地區(qū)共有9處加里東期鎢礦床(點(diǎn))，包括2個大型礦床和7個中小型礦床(點(diǎn))，礦床類型包括斑巖型、矽卡巖型和石英脈型，成礦元素以W為主，部分礦床含Mo、Cu、Pb、Zn、Au等，成礦時間集中在467～433Ma(表1)。該區(qū)與成礦有關(guān)花崗巖體的規(guī)模較小，以巖株和巖枝為主;巖石類型多樣，包括花崗閃長巖、花崗斑巖、閃長巖、二長閃長巖等。與成礦有關(guān)的花崗巖多為花崗閃長巖，來源于中元古代古老地殼物質(zhì)的部分熔融，可能有一定量地幔物質(zhì)的加入[23，137，150-151]，其中與社洞鎢礦床、玉坡鎢礦床和上木水鎢礦床有關(guān)的加里東期花崗巖為低分異還原型的Ⅰ型花崗巖[152]。桂北—桂東北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)8處加里東期以鎢為主的礦床(點(diǎn))，成礦時間大致可分為435～417Ma、約390Ma和約370Ma等3個時間段(表1)。與成礦有關(guān)的花崗巖體以大型巖基、小型巖體和巖株出露，巖性多為黑云母花崗巖、白云母花崗巖、二云母花崗巖，以殼源物質(zhì)重熔為主，多為分異程度較高的S型花崗巖[153]。例如，位于桂西的德保矽卡巖型錫銅礦床與欽甲巖體有關(guān)，輝鉬礦樣品的Re-Os模式年齡為(435.0±2.5)Ma，等時線年齡為(445.0±11.0)Ma[154-155]，該礦床和相關(guān)巖體沒有包含在圖幅以西且并未包含在圖4的范圍內(nèi)。南嶺和武夷地區(qū)發(fā)育風(fēng)化殼淋積型的輕稀土礦床，含稀土花崗巖體的出露面積、形態(tài)和產(chǎn)狀相差懸殊[135]。與稀土礦有關(guān)花崗巖體的巖性主要是黑云母二長花崗巖、黑云母花崗巖和石英閃長巖[156]，含稀土的副礦物主要有磷灰石、褐簾石、氟碳鈰礦、獨(dú)居石、硅鈹釔礦和氟碳鈣釔礦等[135]。合適的風(fēng)化殼介質(zhì)、炎熱多雨的氣候條件以及中低海拔丘陵的地貌特征可能是該類礦床得以形成的重要地質(zhì)條件[157-158]。
同樣是以鎢礦為主的巖體，大瑤山和桂北—桂東北地區(qū)花崗巖的地球化學(xué)特征具有明顯的差異性，主要體現(xiàn)在SiO2、Al2O3、MgO、K2O含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)差別較大(圖5)。其中，大瑤山地區(qū)加里東期花崗巖具有相對較低的SiO2含量(52.7%～75.0%，平均值為66.6%)和K2O含量(0.7%～4.9%，平均值為2.6%)、較高的Al2O3含量(13.2%～19.0%，平均值為15.2%)和MgO含量(0.3%～4.3%，平均值為1.6%);相比之下，桂北—桂東北地區(qū)花崗巖的SiO2含量(59.4～83.2%，平均值為72.4%)和K2O含量(2.1%～9.1%，平均值為5.0%)較高，Al2O3含量(7.7%～18.7%，平均值為13.6%)和MgO含量(0.01%～3.20%，平均值為0.90%)較低。兩個地區(qū)含鎢花崗巖的Fe2O3含量范圍非常相似，但與不含礦花崗巖相比較低[圖5(d)]，顯示出成礦與不成礦花崗巖的差異性。與白石頂鉬礦和德保錫銅礦有關(guān)的花崗巖體的全巖主量元素特征與桂北—桂東北地區(qū)含鎢多金屬花崗巖相似，這一點(diǎn)尤其體現(xiàn)在K2O-SiO2圖解[圖5(c)]中;與稀土礦有關(guān)的加里東期花崗巖SiO2含量范圍很寬泛，從56.1%到78.0%均有出現(xiàn)，其主量元素特征與大瑤山和桂北—桂東北地區(qū)含鎢錫銅鉬礦花崗巖沒有差別。——論文作者：郭春麗1，劉澤坤1，2