湘东北传梓源206号伟晶岩脉地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成及其地质意义

摘要

位于湘东北幕阜山南缘的传梓源稀有金属矿床是我国近年新发现的大型伟晶岩型锂铌钽矿床。针对矿区内伟晶岩的形成年龄、物质来源和大地构造背景等问题,选择206号脉的锂辉石钠长石伟晶岩及白云母钠长石伟晶岩,开展全岩地球化学、锆石微量元素和Hf同位素分析以及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。研究结果表明:花岗伟晶岩表现出高硅、富铝、富碱、贫钙、贫磷、贫镁、钙碱性及过铝质特征;微量元素含量很低,属轻稀土元素相对富集的右倾型;微量元素富集Rb、Th、Nb、Zr、Hf,相对亏损Ba、Ti、Yb、Lu;锆石颗粒较小(粒径为50~150μm),阴极发光强度较弱,大部分锆石为弱振荡环带或无环带,少部分锆石发育韵律环带,前者锆石U质量分数相对较高(>4000×10^(-6)),后者锆石U质量分数相对较低(<4000×10^(-6));但这些锆石大部分w(Th)/w(U)较小(<0.1),具有热液锆石特征。两件锆石U-Pb协和年龄分别为(144.2±1.43)Ma和(145.1±1.79)Ma,可以代表花岗伟晶岩脉的形成时代,表明传梓源伟晶岩型稀有金属矿床形成于早白垩世,与燕山期岩浆热液活动密切相关。花岗伟晶岩脉中锆石Hf同位素标准化值(εHf(t))为-6.3~-5.4,二阶段模式年龄为1592~1537 Ma,与幕阜山花岗岩Hf同位素组成相似。从大地构造环境来看,区内花岗伟晶岩的形成与燕山期太平洋板块向欧亚大陆俯冲紧密相关,主要受制于后造山的伸展构造背景,属冷家溪群减压熔融的产物。