福建紫金山矿集区岩浆锆石Hf-O同位素及微量元素研究-寻找岩浆含矿事件指纹

近年来，花岗岩中锆石的微区U-Pb、Hf-O同位素及微量元素分析，已成功应用于探索地球早期历史、岩浆来源、壳幔相互作用和区域大陆地壳增长等的研究，显示了其强有力的示踪潜能。福建省紫金山地区已发现多个大型至特大型的金、银、铜等金属矿床，其金属成矿作用与该区燕山期花岗岩密切相关，但对于该区花岗岩成因的研究仅限于全岩Sr-Nd-Pb同位素、石英-硫化物的H-O-S同位素和锆石同位素年代学分析，而对于花岗岩的源区成因特征及其与华南构造演化历史和成矿作用之间的关系则很少涉及。本项目旨在通过研究紫金山燕山期岩浆锆石的微区U-Pb年龄、Hf-O同位素和微量元素特征，获取岩浆形成时的构造背景、源区组成及岩浆演化事件的综合信息，并将综合信息进行区域对比之后，最终建立岩浆的 "含矿事件指纹"。此项研究将为在中国东南部快速、高效地寻找大型铜金矿床的目标远景区提供新的尝试，对于探索新的找矿勘探方式也具有重要意义。

本次研究对紫金山矿集区燕山期花岗岩及相关的基性岩脉进行了详细的主微量元素及Hf-O同位素研究。花岗岩SiO2含量普遍大于65%，显示S型花岗岩的地球化学特征。基性岩脉的全岩SiO2含量在45~53%之间。花岗岩与基性岩脉均表现出轻稀土富集的右倾模式。在微量元素蛛网图中，表现为不同程度的Ba，Nb，Sr，P，Ti亏损。紫金山花岗岩中锆石的SIMS U−Pb年龄显示出4组年龄分布：156~160Ma，139~141Ma，107~109Ma和98~100Ma。其锆石Hf−O同位素分析结果表明，岩浆主要来自于重熔的早、中元古代下地壳（变质）沉积岩，岩浆上升过程中有围岩的混染，幔源岩浆均不同程度地参与了紫金山中生代花岗岩的形成。基性岩脉侵入时间为早白垩世，形成的早白垩世锆石平均的δ18O=7.1，εHf(t)=−6.7。基性岩脉中俘获锆石显示出早中元古代年龄，俘获锆石Hf−O同位素说明早元古代岩浆形成于亏损地幔的直接熔融，而晚元古代之后的岩浆形成为亏损地幔来源岩浆与先存地壳重熔岩浆混合作用的结果。