赣南崇余犹矿集区成岩成矿时代
位于桂西北的丹池矿集区以南丹县的大厂锡多金属矿床最重要，它是世界上最大的锡多金属矿床之一，由于矿床规模巨大，元素组合复杂和产出特征多样化等特点，长期以来备受国内外地质学界的高度重视，并一直是矿床地质研究的热点。到目前为止，对大厂锡矿成因的认识仍存在不同的观点，可归纳为3类:①认为矿床形成于燕山期，属于后生交代-充填矿床，在成因上与花岗岩有关(陈毓川，1964，1965年;陈毓川等，1985，1993;李锡林等，1981;张平，1983;叶绪孙，1985，1986;梁珍庭等，1985)。特别是在20世纪90年代，陈毓川等(1993，1996)、王登红等(1996)对大厂锡矿的成因进行过较系统的研究，明确提出成矿作用主要是岩浆热液沿层交代成矿的看法，并对91#矿体和92#矿体及拉么矿区的层状花岗岩的沿层交代作用进行了系统研究，建立了成矿模式，厘定了矿床成矿系列(陈毓川等，1985，1993，1996);②认为矿床形成于泥盆纪，属于同生沉积-喷气矿床或海相火山成因，在成因上与花岗岩无关(蔡宏渊等，1983;韩发等，1997;秦德先，2002);③沉积-热液叠加成矿，即认为铅、锌、黄铁矿可能来源于地层，而锡来源于花岗岩(曾允孚等，1982;涂光炽，1984，1987;陈骏，1988;丁悌平，1988)。
上述各种争论的焦点之一就是成矿的时代问题。早期前人曾用Rb-Sr和K-Ar定年法对矿区出露的细粒花岗岩、铜坑矿区早期矿化阶段钾长石蚀变岩和矿石晶洞中后期形成的伊利石进行过年龄测定(徐文忻等，1986;陈毓川等，1993)，获得年龄变化于91～138.6Ma之间，表明成矿作用发生在燕山期，且与笼箱盖花岗岩基本同时期，从而说明成矿作用与燕山期花岗岩之间存在内在的成因联系。近年来，在年代学研究方面，我们做了大量工作，取得了一批新资料:
1)王登红等(2004)通过对大厂矿田西矿带铜坑-长坡矿床91#层状矿体和龙头山矿床100#矿体中透长石、石英的常规快中子活化和激光原位40Ar/39Ar法同位素年代学研究，获得91#矿体块状锡石硫化物矿石中石英的40Ar/39Ar坪年龄为94.52±0.33Ma，等时线年龄95.37±0.45Ma，反等时线年龄94.89±0.16Ma，透长石的激光40Ar/39Ar等时线年龄为91.4±2.9Ma;100#矿体中石英的坪年龄为94.56±0.45Ma，等时线年龄93.5±1.2Ma，反等时线年龄为93.29±0.16Ma;
2)近期，陈毓川、李华芹、王登红等通过对广西大厂锡多金属矿田的3个成矿带中不同类型矿床中锡石-硫化物矿石中石英和与成矿作用有关的花岗岩体开展了系统的同位素年代学研究(采用的方法包括40Ar/39Ar快中子活化法、Rb-Sr等时线法和锆石SHRIMPU-Pb法等)，获得东矿带大福楼和亢马锡石-硫化物矿床中锡石的40Ar/39Ar坪年龄分别为119±21Ma和114.7±2Ma;中矿带拉么铜锌矿床中含矿石英脉石英矿物流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为100.5±3Ma(95%可信度)，茶山坳钨锑矿床矿脉中石英的流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为44.4±1.7Ma(95%可信度)，石英单矿物的40Ar/39Ar坪年龄为54.7±1.5Ma;西矿带铜坑405中段91#交代矿脉中锡石的40Ar/39Ar坪年龄为127.8±3Ma;拉么矿区530中段内出露的笼箱盖斑状黑云母花岗岩全岩Rb-Sr和锆石微区原位SHRIMP法测定的U-Pb年龄分别为98.6±3Ma(95%可信度)和94±4Ma(95%可信度);
3)最近，梁婷、王登红、屈文俊等在危机矿山项目等的资助下，进一步开展了黄铁矿、辉钼矿、毒砂等金属矿物等Re-Os等时线等新方法等研究工作，取得了新等成果。
一、样品采集及测试方法
1.样品简介
用于同位素年代学研究的样品分别采自大厂矿田东矿带大福楼、亢马矿床锡石-磁黄铁矿矿脉中的锡石;中矿带拉么矿区530中段坑道中揭露的笼箱盖黑云母花岗岩株中的斑状黑云母花岗岩，拉么铜锌矿床含矿石英脉中的石英和拉么矿区茶山坳钨锑矿床中的含矿石英脉;西矿带铜坑405中段沿层交代产出91#矿体中的锡石。按常规的矿物分离方法，从花岗岩中分离出纯净的锆石，并从矿石中分离出锡石单矿物和石英矿物，也作为同位素年龄的测定对象。另外，梁婷等人完成了对铜坑92#矿体中主要矿石矿物毒砂和黄铁矿的年龄测定，结果显示毒砂Re-Os等时线年龄为89±19Ma，黄铁矿部分数据Re-Os等时线年龄为122±44Ma。
2.分析方法
1)锆石U-Pb定年。野外从笼箱盖黑云母花岗岩中采集大样，室内从中分离出锆石，然后在双目镜下挑选出晶型完好、具有代表性的锆石和标准锆石(TEM)一起粘贴在环氧树脂表面，抛光并镀金，在做SHRIMP同位素分析之前，对待测锆石进行透射光和反射光显微照相。锆石微区原位U-Pb同位素分析在北京离子探针中心的SHRIMP-II离子探针上完成，对测定结果用标准物质对铀含量和年龄作了校正。
2)石英流体包裹体Rb-Sr同位素定年。石英矿物的Rb-Sr等时线年龄测定采用李华芹等(1993)所报道的分析流程;Rb、Sr同位素分析在国土资源部宜昌地质矿产研究所同位素实验室的MAT-261可调多接收型质谱仪上完成;分析过程中采用国际标准物质NBS-987监控仪器分析状态，用NBS607和Rb-Sr年龄国家一级标准物GBW04411监控流程。上述标准测定值分别为:NBS987，87Sr/86Sr=0.71026±0.00006;NBS607，Rb/10-6=523.22，Sr/10-6=65.56，87Sr/86Sr=1.20035±0.00009;GBW04411:Rb/10-6=249.08，Sr/10-6=158.39，87Sr/86Sr=0.76006±0.00009;87Rb/86Sr和87Rb/86Sr的测定精度好于1.5%～3%(石英矿物)和0.008%～0.02%，全部操作均在净化实验室内进行，使用的器皿由氟塑料、石英或铂金制成。所用试剂为高纯试剂经亚沸蒸馏，其Rb-Sr空白为10-11～10-12g/g。高纯水由Milli-Q水纯系统纯化，其Rb、Sr空白为10-12g/g;与样品同时测定的全流程空白都在0.3ng左右，当样品Rb、Sr含量低于10-6量级时，均作了空白校正。Rb-Sr等时线数据用Ludwing(2001)编的Isoplot程序处理;
3)锡石的氩氩法快中子活化法定年。关于锡石可用于直接测定矿床年龄，早已有文献报道。B.L.Gulson和M.T.Jones(1992)通过对印度尼西亚勿里沿锡矿和南非Zaaiplaats矿床中锡石的U-Pb和Pb同位素定年，结果表明，作为一种矿石矿物，锡石在直接测定矿床年龄方面比金红石和锆石更具优点，但锡石的40Ar/39Ar快中子活化定年至今还未见文献报道，本次对锡石40Ar/39Ar定年进行了尝试，并获得了初步成功。所研究的锡石样品采用40Ar/39Ar快中子活化法进行阶段加热，所采用的分析方法见刘义茂等(2002)的报道。Ar-Ar同位素分析在桂林矿产地质研究院同位素实验室MM1200型稀有气体质谱计上完成，仪器真空度约为2×10-7Pa，全系统40Ar本底为10-14mol，36Ar、37Ar、38Ar和39Ar的本底为10-16mol。样品经快中子照射冷却约120天后装入全不锈钢超高真空提取—纯化系统，样品连同系统一起加热250℃烘烤去气。冷却后真空度达10-8～10-9Pa。样品用电子轰击炉进行阶段升温加热，析出气体经海绵钛、蒸发钛和Zr-Al去气泵纯化。最后转入X质谱、依次反复地进行各Ar同位素峰值的静态测定。核反应诱发干扰Ar同位素通过照射纯钾、钙盐产生的有关Ar同位素进行校正。采用我国统一建立的K-Ar年龄黑云母标准物质(132.5Ma)作为比照来计算样品的阶段年龄及坪年龄。
二、测试结果及解释
1.东矿带成矿年龄测定结果
对大厂矿田东矿带大福楼、亢马锡-硫化物多金属矿床中锡石-磁黄铁矿矿脉的锡石进行了40Ar/39Ar快中子活化阶段升温测年，结果如表2-1、图2-1和表2-2、图2-2所示。大福楼和亢马锡矿床中锡石所获得的坪年龄谱图都显示出正常的平坦型谱图，而且大部分阶段升温析出的39Ar都符合成坪条件。两个样品的2～4阶段(750～1050℃)所构成的坪年龄为119.7±2Ma和114.7±2Ma，二者的坪年龄与相应的全熔年龄(120±5Ma和115.4±5Ma)在测定误差范围内近乎一致。由此说明40Ar/39Ar快中子活化阶段升温所获得的年龄数据基本上是可信的，据此推断大厂矿田东矿带大福楼、亢马锡石-硫化物多金属矿床的形成时代为早白垩世。
表2-1 大厂矿田大福楼锡石-硫化物矿床中锡石40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试:桂林矿产地质研究院戴橦模、陈民扬，样重0.3992g，J=0.0040885，坪年龄119.7±2Ma，全熔年龄120±5Ma。
表2-2 大厂矿田亢马锡石-硫化物矿床中锡石40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试者:桂林矿产地质研究院戴橦模、陈民扬，样重=0.6511g，照射参数J=0.0040841，坪年龄=114.7±2Ma，全熔年龄=115.4±5Ma。
图2-1 大厂矿田大福楼锡石-磁黄铁矿矿脉的锡石Ar-Ar年龄谱图
图2-2 大厂矿田亢马锡石-硫化物矿床中锡石Ar-Ar年龄谱图
2.中矿带成矿年龄测定结果中矿带以笼箱盖岩体出露及岩体周围分布有铜、锌、锡、钨、钼多金属矿化为特征。对拉么矿区530中段坑道中出露的笼箱盖斑状黑云母花岗岩、铜锌矿体含矿石英和茶山坳钨、锑矿含矿石英脉进行了系统的年代学研究，测得笼箱盖斑状黑云母花岗岩全岩的Rb-Sr等时线年龄和岩体锆石SHRIMPU-Pb年龄，结果列于表2-3、图2-3和表2-4、图2-4。分别获得Rb-Sr等时线年龄和同一岩体锆石SHRIMP206Pb/238U年龄加权平均值为98.6±2.5Ma(95%可信度)和94±3.4Ma(95%可信度)。上述测定结果表明，大厂矿区笼箱盖黑云母花岗岩岩株第二次侵入的斑状黑云母花岗岩的时间应归属为晚白垩世。
表2-3 大厂矿田拉么矿区530中段坑道中斑状黑云母花岗Rb-Sr同位素测定数据
注:λ87Rb=1.42×10-11a-1;t=98.6±2.5Ma(1σ);87Sr/86Sr=0.7009±0.0038(1σ)。宜昌地质矿产研究所李华芹等测试。
表2-4 大厂矿田拉么矿区笼箱盖斑状黑云母花岗岩岩体锆石SHRIMPU-Pb数据
图2-3 拉么矿区530中段笼箱盖斑状黑云母花岗岩Rb-Sr等时线图
图2-4 大厂拉么矿区笼箱盖斑状黑云母花岗岩岩体锆石SHRIMPU-Pb谐和图
从拉么矿区云英岩-矽卡岩型铜锌矿体中选取石英单矿物，测定其流体包裹体Rb-Sr等时线年龄结果如表2-5和图2-5所示。同一矿体中不同空间部位所采集的10个纯净石英矿物样品所拟合的直线，具有良好的线性关系(MSWD=5.4)，求得相应的等时线年龄为98.6±5.8Ma(95%可信度)。由测定结果可知，拉么铜锌矿床形成时间为燕山晚期，即晚白垩世早期—早白垩世晚期。
表2-5 广西大厂拉么锌矿含矿石英脉中石英矿物中流体包裹体铷—锶同位素年龄测定结果
注:λ87Rb=1.42×10-11a-1;t=101±2Ma(1σ);87Sr/86Sr=0.71144±0.00017(1σ);参加线性处理样品数为:10。宜昌地质矿产研究所李华芹等测。
图2-5 大厂拉么矿区含矿石英脉中石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄
拉么矿区的茶山坳钨、锑矿床，目前控制的主要是脉状矿体，与拉么沿层交代的铜锌矿体明显不同。选取含矿石英脉中的石英单矿物，测定其流体包裹体的Rb-Sr等时线和40Ar/39Ar快中子活化阶段升温年龄结果如表2-6、图2-6和表2-7、图2-7所示。结果表明，采自茶山坳钨、锑矿床不同空间部位的5个石英样品，其在87Rb/86Sr-87Sr/86Sr体系中所构成的直线具有很好的相关性(MSWD=1.2)，求得Rb-Sr等时线年龄为44.4±2Ma(95%可信度)。同一矿体中石英单矿物的40Ar/39Ar快中子活化阶段升温(800～1100℃4个温度阶段)的坪年龄为54.68±1.5Ma。上述测定结果表明，尽管同一矿床含矿石英脉中石英的两种定年方法所获得的年龄值之间相差约10Ma左右，但这一年龄信息预示着在大厂锡多金属矿带，可能有新生代成矿作用存在，或者是燕山期的成矿作用延续到喜马拉雅期。
表2-6 拉么矿区茶山坳钨锑矿含矿石英脉中石英流体包裹体Rb、Sr同位素测定数据
表2-7 大厂拉么矿区茶山坳钨锑矿床中石英40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试者:桂林矿产地质研究院戴橦模，陈民扬，样重=0.3025g，照射参数J=0.0040907，坪年龄=54.68±2Ma，全熔年龄=57±3Ma。
图2-6 拉么矿区茶山坳钨-锑矿床中石英Rb-Sr等时线图
图2-7 大厂矿田茶山坳钨-锑矿床含矿石英脉中石英矿物40Ar/39Ar年龄谱图
3.西矿带成矿年龄测定结果
对大厂矿田西矿带铜坑405中段91#交代矿脉中的锡石进行了40Ar/39Ar阶段升温年龄测定，结果由表2-8～表2-10和图2-9～图2-11所示。其中，样号为DCH60-3的锡石在750～1050℃温区范围内(2～4阶段)，连续相间的3个升温阶段所求得的年龄误差均小于5%，由它们所构成的坪年龄为127.8±3Ma，其坪年龄也与40Ar/39Ar快中子活化全熔年龄(128.6±3Ma)在测定误差范围内高度一致，由此表明铜坑91#交代矿体形成的时间亦为早白垩世。此外，还有两个锡石的氩氩法测试结果为坪年龄135.18Ma(表2-9，图2-9)和138.89Ma(表2-10，图2-10)，均接近于笼箱盖岩体中早期黑云母花岗岩的Rb-Sr等时线年龄(140Ma)和细粒花岗岩的K-Ar年龄(138.60Ma)(陈毓川等，1993)。这表明从花岗岩岩浆活动开始起，成矿作用就几乎同时发生。这3个锡石样品(DCH60-3、dch29b和dch49-4)的氩氩法坪年龄相差在10Ma左右。这表明，以锡石为代表的氧化物阶段的成矿作用延续了大约10Ma。
对同一矿体(91#)中的蚀变矿物透长石和石英也进行了氩氩法快中子活化分析(王登红等，2004)，其结果分别列入表2-11和表2-12，年龄谱线示于图2-11和图2-12、图2-13。结果表明，透长石形成于91.4Ma，石英形成于94.5Ma，二者明显晚于锡石，而且有30Ma左右的时间差。这一方面说明锡石不是泥盆纪喷气沉积的，另一方面也说明从锡石开始到整个层状矿体的形成可能经历了漫长的过程。
表2-8 大厂铜坑锡矿405中段91#交代矿体中锡石(dch60-3)40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试者:桂林矿产地质研究院戴橦模，陈民扬，样重=0.3784g，照射参数J=0.0040885，坪年龄=128±3Ma，全熔年龄=128.6±3Ma。
表2-9 广西大厂锡石(dch29b)40Ar/36Ar阶段升温测年数据
锡石dch29b:Tp=135.18±1.50Ma;Tf=135.27±2.50Ma;Tiso=150.67±3.01Ma。
表2-10 广西大厂锡石(dch49-4)40Ar/36Ar阶段升温测年数据
锡石dch49-4:Tp=138.39±1.50Ma;Tf=138.49±2.50Ma;Tiso=150.67±3.01Ma。
图2-8 大厂铜坑405中段91#交代矿脉中锡石(DCH60-3)的Ar-Ar年龄谱图
图2-9 大厂锡石(dch29b)的Ar-Ar年龄谱图
图2-10 大厂锡石(dch49-4)的Ar-Ar年龄谱图
图2-11 大厂锡矿床中透长石的40Ar/39Ar等时线年龄图
图2-12 大厂锡矿91#矿体中石英(DC455-91Q)的40Ar/39Ar坪年龄谱图
表2-11 大厂锡矿91#矿体中透长石(405-26-2)40Ar/39Ar激光微区分析结果
测试者:国土资源部同位素测试中心陈文.J=0.008023.等时线年龄T=91.4±2.9Ma;(40Ar/36Ar)0=294±38;MSWD=0.83。
图2-13 大厂锡矿91#矿体中石英(DC455-91Q)的40Ar/39Ar等时线(左)和反等时线年龄图(右)
表2-12 大厂锡矿91#矿体455中段石英(DC455-91Q)40Ar/39Ar快中子活化法分析结果
测试者:中国科学院地质地球物理研究所桑海清、王英兰。称样0.2386g，照射参数J=0.008278。
对龙头山100#矿体致密块状矿石中的石英也进行了氩氩法快中子活化分析(王登红等，2004)，其结果分别列入表2-13、图2-14、图2-15。结果表明，100#矿体中石英的氩氩法坪年龄为94.56Ma。可见，100#矿体与91#矿体的形成时代基本一致。
表2-13 大厂锡矿100#矿体中石英的(DC100Q)40Ar/39Ar快中子活化法分析资料
测试者:中国科学院地质地球物理研究所桑海清、王英兰。称样0.2634g，照射参数J=0.008278。
有趣的是，大厂的基性超基性岩脉晚于花岗岩形成(即花岗岩不是从基性岩中结晶分异出来的)。这种现象在柿竹园、赣南钨矿区也都可以见到。一方面表明各矿区成矿作用与幔源流体有关，另一方面也表明成岩作用与成矿作用之间可能是相互关联又相对独立的两个体系，二者之间是“兄弟关系”而不是“母子关系”，即:成矿流体不见得是花岗岩岩浆定位之后随着结晶分异作用的进行而分异出来的，而可能在花岗岩岩浆定位之前的“源区”就已经从岩浆中独立出来了，并且由于其流动性远远大于岩浆而先期上升到地壳某些有利部位，通过交代、充填等方式完成成矿作用。
根据上述思路，我们重新整理了大厂矿田范围内所获得的同位素年龄资料(表2-14)，结果显示:成岩作用自黑云母花岗岩(140Ma)开始到煌绿玢岩(81.53Ma)结束，大约经历了60Ma;成矿作用在138～128Ma(西矿带)和120～115Ma(东矿带)期间为氧化物阶段，形成以锡石为代表的矿化组合;101～91Ma期间为中温硫化物阶段，形成以铁闪锌矿为代表的矿化组合;55～45Ma期间为低温硫化物阶段，形成以辉锑矿为代表的矿化组合。这一结果与详细的矿物学、矿石学和矿床地球化学的研究结果是可以吻合的(比如，岩矿鉴定结果表明在长坡-铜坑91#、92#矿体中均见到闪锌矿交代锡石的现象)，从而表明:整个大厂矿田范围内，岩浆活动何时开始，成矿作用就几乎同时开始(稍晚);但岩浆活动结束时，成矿作用可能还在延续。
图2-14 大厂100#矿体中石英的40Ar/39Ar坪年龄谱图
图2-15 大厂100#矿体中石英(DC100Q)的40Ar/39Ar等时线(左)和反等时线图(右)
表2-14 瑶岗仙花岗岩体锆石SHRIMPU-Pb年龄测定结果
注:误差为1σ;Pbc和Pb*分别代表普通铅和放射成因铅，应用实测的204Pb对普通铅进行了校正。
以往对于同位素年代学的研究，主要将注意力集中在测定某个岩体或某个矿体形成的绝对年龄数据上，很少讨论该岩体或该矿体的形成时间究竟有多长。近年来，我们通过对南岭一些钨锡矿同位素年代学的研究，发现一个矿床的成矿时间可能是比较长的(如江西淘锡坑钨矿中黑钨矿的Re-Os年龄比辉钼矿的Re-Os年龄大10Ma。陈郑辉等，2005)，即:成矿作用不见得是一下子完成的，而是经历了一个漫长的过程。那么，这个过程究竟有多长?成矿作用延续时间的长短与矿床规模之间有没有关系?等等。这些问题就需要重新认识。
一、重点矿区成岩成矿作用的“爆发性”与“延续性”问题
成岩成矿的“爆发性”是指一定区域内的成岩和成矿作用发生在短暂的时间间隔范围内，而且成岩作用和成矿作用都是比较复杂而多样性的。尽管对这一现象已有不少的文章在讨论，但到底以多长的时间间隔作为衡量的尺度，却是众说纷纭。
成岩成矿的“延续性”是指一定区域内的成岩和成矿作用发生在较长的时间间隔范围内，而且成岩作用和成矿作用也是比较复杂而多样性的。
1.广西大厂矿区成岩成矿的“爆发性”与“延续性”
在大厂矿田范围内，出露最大的是笼箱盖黑云母花岗岩株，它是一个由多次侵入而形成的杂岩体。陈毓川等人(1993)通过对杂岩体的岩石学、矿物学和同位素年代学的研究，将笼箱盖云母花岗岩株的侵入划分为3期:第一次侵入为含斑黑云母花岗岩，分布在岩体边部，测得全岩K-Ar年龄为80.3Ma;第二次是主侵入期，形成中、细粒黑云母花岗岩株的主体，其形成时代为140Ma(Rb-Sr等时线)～138.6Ma(K-Ar法);第三次侵入为斑状黑云母花岗岩，其同位素年龄主要集中在85Ma左右(K-Ar法)。该期岩浆活动可能代表了杂岩体最晚结晶的时间。从上述年代学资料可知，笼箱盖花岗岩岩株从早期含斑黑云母花岗岩侵入开始(140Ma)到斑状黑云母花岗岩侵入结束(80Ma)，岩浆活动持续了约50～60Ma(?)。本次对拉么矿区530中段坑道中揭露的斑状黑云母花岗岩锆石SHRIMPU-Pb和全岩Rb-Sr的精确年代学研究结果表明，第三次斑状黑云母花岗岩侵入的时间发生在早白垩世晚期(95～98Ma±5Ma)，如果从花岗岩年代学方法学角度出发，常规K-Ar法测年的准确度和适用性都较之Rb-Sr全岩等时线法和锆石SHRIMPU-Pb定年的可信度要低。据此推断，笼箱盖花岗岩主体的中、细粒黑云母花岗岩的形成时间可能发生在135±5Ma，而第三次侵入形成的斑状黑云母花岗岩的时间约95±5Ma左右，即从早期含斑黑云母花岗岩或主体期中、细粒黑云母花岗岩侵入开始到斑状黑云母花岗岩侵入结束，岩浆活动持续的时间约在30～40Ma左右。
上述同位素年龄测试资料表明，大厂矿田东矿带大福楼、亢马矿床锡石-磁黄铁矿矿脉中锡石在750～1050℃区间加温析出的39Ar占析出总数的90%以上，且连续相间的3个温阶所求得的年龄之间的测定误差均小于5%，所获得的40Ar/39Ar坪年龄分别为119.7±2.0Ma和114.7±2Ma，其锡石的Ar-Ar坪年龄亦与全熔年龄(120±5Ma，115.4±5Ma)在测定误差范围内完全一致，由此表明东矿带大福楼和亢马锡石-硫化物矿床的形成时间为燕山晚期，即为早白垩世晚期。
大厂中矿带拉么矿区铜锌矿石的10个石英矿物构成的Rb-Sr等时线无论从样品点在等时线的均匀分布或由它们所拟合的直线和相关性看，都是十分理想的(MSWD=5.4)，求得的相应等时线年龄为98.6±5.8Ma(95%可信度)。该年龄为厘定大厂矿田拉么矿床矽卡岩成矿期铜锌矿床的时代，提供了直接的年代学证据，即形成于早白垩世晚期—晚白垩世早期。王登红(1992)曾经对拉么530中段层状交代成因花岗质岩石的年龄进行了测定，获得K-Ar年龄为93.98Ma##。
通过对拉么矿区茶山坳钨-锑矿床含矿石英脉中石英的Rb-Sr等时线和40Ar/39Ar快中子活化阶段升温定年的研究，结果表明，同一样品的两种不同定年方法，获得了喜马拉雅期成矿的年龄信息(44Ma±2Ma和54.7±2Ma)。这一结果的重大地质意义在于:在大厂锡多金属成矿带可能有喜马拉雅期成矿作用的存在。这一年龄信息也从前人的研究成果得到了印证。如陈毓川等(1993)根据区内岩浆岩与成矿关系的研究，推断钨锑矿形成时间应在白岗岩侵入之后，研究者已获得白岗岩的K-Ar年龄为80Ma，即按此年龄推断，茶山坳钨、锑矿脉应形成于80Ma之后。鉴于钨、锑矿脉与白岗岩都有穿切矽卡岩铜锌矿体和锡石硫化物矿体的地质事实，进一步表明钨-锑成矿作用发生在前两期成矿作用之后。可见，所获得的喜马拉雅期成矿年龄信息与上述地质事实和前人的年代学研究成果是吻合的。
关于大厂矿田长坑-铜坑矿床的形成时代，在20世纪80年代末和近期已有学者作过研究。如陈毓川等人(1993)分别获得矿床内矿化早期与锡石-石英-毒砂-黄铁矿组合共生的钾长石蚀变岩、蚀变温度略低的绢云母-石英蚀变岩和矿化晚期在矿脉晶洞中最晚产出的伊利石的K-Ar年龄为117.8Ma、104.8Ma和91Ma。据此推断长坡-铜坑锡石-硫化物成矿期成矿时间约在118～90Ma之间。近期，王登红等(2004)，通过对大厂锡多金属矿床91#和100#矿体中透长石和石英的常规Ar-Ar和激光Ar-Ar微区原位定年，获得40Ar/39Ar坪年龄为91.4～94.5Ma之间，上述资料有助于表明大厂锡矿形成于燕山期，也即证实了后生成因的看法，并且表明产出特征不同的91#矿体与100#矿体基本上是同时形成的。利用40Ar/39Ar快中子活化阶段升温定年法对大厂铜坑矿床405中段91#交代矿脉中锡石进行年代学研究，获得锡石的Ar-Ar坪年龄和全熔年龄分别为127.8±2.5Ma和128.6±31Ma。从表2-8和图2-8可以看出，在750～1050℃区间的3个温阶所析出的39Ar占析出总数的90%以上，且所求得对应的3个阶段的年龄之间的误差均小于5%，由此表明，连续3个阶段所构成的坪符合成坪条件，其坪年龄具有确定的地质意义。即铜坑91#交代矿脉形成的时间为白垩世。
另外两个锡石样品(dch29b和dch49-4)的氩氩法坪年龄要老10Ma左右。这表明，以锡石为代表的氧化物阶段的成矿作用延续了大约10Ma。
综上所述，大厂矿田矽卡岩型铜锌矿床和锡石-硫化物矿床的形成，可能与笼箱盖黑云母花岗岩岩株主体侵入的中、细粒黑云母花岗岩岩浆活动有关，而不是在泥盆纪通过喷气-沉积作用形成的同生矿床;钨、锑矿床的形成时间发生在喜马拉雅期，其成矿作用可能与区内第四次侵入期的白岗岩岩浆活动有成生关系，但成矿强度较弱，波及范围也有限。
2.黄沙坪矿区成岩成矿的“爆发性”与“延续性”
有关黄沙坪铅锌多金属矿床的成矿时代，谷俐(1997)获得矽卡岩中金云母的年龄为153～157Ma、磁铁矿为150～160Ma和方铅矿的年龄90～170Ma(未报导测试原始数据及测试方法);马丽艳等(2007)测得的20中段矽卡岩型矿石中辉钼矿成矿的等时线年龄153.8±4.8Ma，加权平均模式年龄159.4±3.3Ma;毛景文等(2007)测得的辉钼矿Re-Os模式年龄为157.5±2.1～159.4±3.3Ma;姚军明(2007)测得的辉钼矿Re-Os模式年龄为150.9～156.9Ma，等时线年龄为154.8±1.9Ma。本次对矿区内56中段矽卡岩型钨锡多金属矿中的辉钼矿Re-Os同位素定年，获得黄沙坪矿区的等时线成矿年龄为159.4±3.3Ma。由此可以看出，黄沙坪矿床的成矿时限跨度较大，这与区内的构造活动(断裂构造活动具3期七阶段)及岩浆多期活动有关。区内矽卡岩型矿石中辉钼矿Re-Os年龄值非常接近，矽卡岩型钨锡矿的成矿年龄为154～160Ma之间。黄沙坪铅锌多金属矿床成矿作用是多期多阶段的，经历了矽卡岩期和热液期(高温石英硫化物阶段、中温硫化物阶段及低温碳酸盐阶段)，各类矿体之间的关系较复杂。从目前了解的情况来看，矽卡岩分布于花岗斑岩和石英斑岩的外接触带，但花岗斑岩周围的矽卡岩规模大，钨锡多金属矿化较强，如GZ11105孔见到穿矿厚度325m的钨锡多金属矿体;而石英斑岩周围的矽卡岩规模较小，并且大多是简单矽卡岩，矿化很弱。脉状铅锌矿体穿插于石英斑岩、矽卡岩中。区内矽卡岩型钨锡多金属矿床与花岗斑岩形成几乎是同时的，两者具成因上的联系，这与前人研究的成果是相一致的##。石英斑岩与区内成矿的关系还有待进一步研究。
3.淘锡坑矿区成岩成矿的“爆发性”与“延续性”
鉴于淘锡坑矿区是近年来取得地质找矿重大进展的典型石英脉型黑钨矿矿床，其规模据不完全统计在10万t以上，因而对其矿床成因和成矿机制开展了比较系统的研究，其中仅高精度的同位素年龄数据就有29个(表2-24)。对崇余犹矿集区淘锡坑以外的其他矿床也补充了不少同位素测试工作，总计已获得51个同位素年龄数据，从而为深入探讨淘锡坑及其所在的崇余犹矿集区的成因及资源潜力提供了比较充分的同位素年代学方面的依据。
表2-24 江西崇余犹矿集区同位素年龄测试结果简表
从已获得的资料看，淘锡坑黑钨矿的Re-Os模式年龄最大(164Ma)，甚至还高于枫林坑矿段花岗岩中锆石的年龄(158.7～157.4Ma)。最年轻的数据出现在淘锡坑306m中段的30号钨锡矿脉，为87.7Ma(采用石英流体包裹体Rb-Sr等时线法测定)。不同中段、不同矿脉中白云母的Ar-Ar年龄变化于157～152.2Ma，比较集中，与辉钼矿和毒砂的Re-Os年龄(155～154.4Ma)一致。总体上看，淘锡坑主要形成于中侏罗世，但可能在白垩纪后期出现第二期成矿作用。另外，采用同一种方法对同一种矿物测定的年龄具有一定的变化规律，如56m中段含矿石英脉中白云母的Ar-Ar坪年龄为155.0Ma，106中段为155.1Ma、152.5Ma、154.0Ma和155.3Ma(4个样品平均154.2Ma)，206m中段为152.7Ma，显示上部中段年龄偏小的趋势，即从深部56m中段的155Ma到浅部206m中段的152.7Ma相差2.3Ma。这2.3Ma可能意味着在150m的垂向范围内经历了2.3Ma的演化历史，相当于56m中段结束成矿的时间比206m中段要早2.3Ma。
这种现象可能不是偶然的，漂塘矿区388m中段白云母的Ar-Ar坪年龄为158.9Ma，比268m中段(153.6Ma)早5.3Ma，也是深部早，浅部晚。另外，漂塘同一中段(268m中段)不同矿脉之间白云母的Ar-Ar坪年龄相差可达6.4Ma(V3号脉为153.6Ma;J5a号脉为160Ma)。
淘锡坑矿区的成矿演化特点在崇余犹区域上也有类似的表现。比如，晚白垩世87.7Ma的成矿事件在大余县的牛岭矿区也有记录(85.6Ma)，而白垩纪初期的成矿作用在八仙脑(135.2Ma)和漂塘(133.7Ma)也有显示。值得注意的是，邻近淘锡坑的仙鹅塘矿区，地表含矿线脉中白云母的Ar-Ar坪年龄为231.4Ma，表明印支期也有成矿事件发生。
二、成矿作用延续长短的科学问题与理论意义
成矿时代是成矿规律研究的基本问题。限于技术方法方面的条件，20世纪50年代以前，对于成矿时代的确定主要是根据地质观察、根据矿脉与岩体、地层、构造之间的宏观空间关系来推断的;20世纪70年代以前引入了K-Ar法，可以通过测定相关岩石中含钾矿物的K-Ar同位素年龄来确定;70年代之后则可以通过Rb-Sr、Sm-Nd及锆石U-Pb等方法来解决成矿年代问题，但多局限于与金属矿物伴生或共生的脉石矿物或岩体。20世纪90年代以来，辉钼矿Re-Os同位素年代学方法的广泛应用，使得直接测定金属矿物本身的形成年龄成为可能。近年来，在Re-Os法推广到辉钼矿之外的其他金属矿物(如黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、黑钨矿等)和铜镍硫化物矿石、Rb-Sr法推广到黄铁矿等金属矿物、Ar-Ar法应用于伟晶岩中有用矿物(如云母)和含矿石英脉中石英等单矿物方面，均取得了显著进展。技术上的突破和进展，使得精确地测定矿床中各种矿物形成的绝对年龄成为可能，也为查明成矿规律提供了条件。
图2-37 某矿脉成矿演化的理想模式及定年方法
在理想化的情况下，以某一含黑钨矿-辉钼矿-石英脉为例(图2-37)，以往可能只需要通过地质推断的办法确定其形成于燕山期就可以了。假如这一矿脉延深长度达1000m(这在南岭地区并不罕见)，矿脉本身含有黑钨矿、锆石(有时发育)、锡石等高温矿物，也含有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等硫化物，还含有方解石、萤石等碳酸盐、卤化物矿物。这些矿物组合在空间上具有自下而上明显的分带性，并分别相当于高温氧化物阶段、中温硫化物阶段和低温碳酸盐阶段。显然，这样的矿脉经历了完整的成矿演化历史，从高温演化到低温应该有一个时间差，而且从高温到低温的变化过程是必然(后期热液叠加的情况除外)的，不可逆的。此时，锆石的年龄不能完全代表萤石的形成年龄，方解石的Sm-Nd等时线年龄也不能代表高温阶段黑钨矿的形成年龄。这样，系统地查明该矿脉形成的绝对年龄及其演化历史，就显得至关重要了。对于目前的技术条件来说，在该矿脉的不同中段分别采取锆石、辉钼矿和方解石的样品，分别采用U-Pb法、Re-Os法和Sm-Nd法，可以获得理想的年龄数据。考虑到硅酸盐阶段的存在，还可以采集云母样品，利用Ar-Ar法测定其年龄。
从淘锡坑矿区的已有资料看，黑钨矿形成于164Ma，辉钼矿形成于157.2Ma和154.4Ma，毒砂形成于155Ma，从黑钨矿到辉钼矿延续时间可达10Ma;新安子矿区白云母Ar-Ar坪年龄为152.9Ma，与石英(162Ma)之间也相差近10Ma;漂塘矿区白云母Ar-Ar年龄为160.1Ma、158.8Ma和153.6Ma，最大值与最小值之间相差也达6.5Ma。可见，崇余犹矿集区不同矿区石英脉型钨矿同一成矿期的延续时间可达6.5～10Ma。
三、区域成矿谱系对成矿潜力分析的意义
1.赣南钨矿成矿演化
(1)钨矿形成时间
进入21世纪以来，随着国家对钨矿找矿工作的逐步重视，在赣南甚至南岭地区又有大量的工作投入，在本区进行的钨矿科研工作也逐步展开，如华仁民(2003，2005)，张文兰(2004)，陈培荣(1998，2004，2002)、周新民(2003)等对南岭东段的花岗岩做了大量的研究工作，路远发(2006)、王平安(1998)、蔡明海等(2000)对南岭地区的钨锡矿进行了同位素年代学的研究。2004年，随着中国地质科学院在崇义章源公司博士(后)工作站的成立，对赣南尤其是崇余犹地区的钨锡矿利用了比较成熟的同位素年龄测试方法:Rb-Sr、Re-Os、Ar-Ar等方法对钨矿中的石英、辉钼矿、白云母等做了测试工作，并获得了一系列新的年龄数据(表2-25)，表明钨成矿集中在133～164Ma之间，但也有85～89Ma数据出现。可见，在燕山晚期本区依然有钨矿形成，但不是主成矿阶段。
表2-25 崇余犹地区部分钨多金属矿成矿同位素年龄一览表
注:茅坪据曾载淋等(2009);樟斗、牛岭和摇篮寨的辉钼矿年龄据丰成友等(2007)，其余为本次研究。
结合较早前(20世纪90年代以前)本区所作的钨矿测年结果(表2-26)，我们可以发现赣南现有年龄数据表明，钨矿脉基本形成的时间范围在133～178Ma年之间，主要集中在145～156Ma，说明这些钨矿主要成矿期都是燕山早期。
表2-26 赣南地区前人对钨矿年龄测试的测试结果
(2)钨矿成矿母岩形成时间
赣南地区钨矿与燕山期花岗岩的密切成因联系已为前人大量的研究所证实，赣南地区与钨矿形成有关的一些花岗岩的形成时间问题，随着高精度低检出限测试仪器以及高级超净实验室技术的出现，所获的岩石形成时间的测年数据精度愈来愈高，特别是高分辨率离子探针质谱(SHRIMP)，用于单颗粒锆石U-Pb年龄测定是同位素地质年代学分析进入微区化的里程碑，为解决许多重大基础地质问题提供了可靠的科学依据，已成为同位素地球化学研究领域极具威力的“重型武器”。
综合近年来的研究成果(表2-27)，赣南燕山期花岗岩形成的时间在92～164Ma之间，结合较早前所做的一些测试数据，基本可以确定本区燕山期花岗岩的形成时间在80～188Ma之间，从空间分布来说，赣南由西向东花岗岩的形成时间由早变晚，时代由老变新，基本以定南NNE断裂为界，变化更为明显，界线以东的武夷山成矿带南段岩浆活动时代明显较以西的于山成矿带和诸广山成矿带要晚;这和华夏板块在燕山期向东南沿海增生，岩浆和火山活动东移的演化规律是一致的。
表2-27 崇义犹矿集区及相邻地区钨多金属矿近年获得的部分岩体同位素年龄一览表
(3)钨矿与成矿母岩形成的时间差问题讨论
赣南地区因受中生代以来滨西太平洋构造域活动的影响，岩浆活动频繁，尤其是燕山期花岗岩类岩体出露众多(约占全区各类岩体的70%)，这些岩体富含W、Sn、Bi、Mo等成矿元素，是本区钨锡多金属矿的重要成矿母岩，与钨锡矿床的形成关系十分密切，对本区钨矿床的形成年龄以及与成矿有关的侵入岩成岩年龄的研究一直是人们关注的对象，然而，以往由于研究程度和分析测试技术水平的限制，获得的分析测年数据不仅数量少而且精度不高，对本区大规模钨成矿作用的年龄探讨受到极大制约。近年来，随着高精度测年技术的广泛应用和数据不断积累，有关赣南钨矿的成岩成矿时差问题逐渐引起广大地质工作者的注意，华仁民、张文兰等以大吉山的研究成果为例，认为大吉山钨矿主体花岗岩为成矿母岩，其形成时代早于补体花岗岩(151.7Ma，锆石U-Pb法)，而同时测得的主矿脉成矿年龄为147～144Ma，由此得出钨矿成矿与有关花岗岩之间存在较长时差的结论;但对同一矿床(大吉山)，蒋国豪(2004)却得出相反的结论，即钨成矿与花岗岩成岩时间上不存在明显的时间差(黑云母花岗岩中黑云母K-Ar法年龄为160.3±3.03Ma和164.2±3.5Ma，二云母花岗岩中白云母为160.8±2.8Ma，含钨石英脉中白云母为158.1±2.8Ma)。
本次工作所收集的本区部分钨矿成矿年龄数据和部分相关的岩体形成年龄数据表明，钨成矿与花岗岩形成时代时差较小，如淘锡坑V2号脉206中段为154.4±3.8Ma(Re-Os)，枫林坑区段306中段为157.1±2.9Ma(Rb-Sr);而淘锡坑深部钻孔揭露的隐伏花岗的年龄数据为157.6±3.5Ma(U-Pb，ZK4012)和158.7±3.9(U-Pb，ZK4011);摇篮寨岩体型钨矿为155.8±2.8Ma(Re-Os)，而其成矿母岩张天堂岩体白云母花岗岩为156.9±1.7(U-Pb);樟斗钨矿石英脉149.1±7.1Ma(Re-Os)，其成矿母岩红桃岭岩体的成岩年龄为151.4±3.1Ma(锆石SHRIMPU-Pb法)等，均说明本区钨矿成矿与花岗岩成岩之间基本不存在时间差，但有部分数据大于5Ma，且多小于10Ma;分析可能为以下几种情况:一是测年方法或测试对象的不同造成的，二是采集的测试样品反映了不同的成矿期次或成矿阶段引起时间相差较大。
2.南岭区域成矿谱系
成矿时代对于成矿规律研究的重要性是不言而喻的。比如，关于福建马坑铁多金属矿床的成因，长期以来有同生和后生之争，我们测得马坑铁矿石中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为130.5±0.92Ma，说明至少钼的成矿作用发生于燕山期而不是古生代，今后的预测工作显然不能忽视燕山期的岩浆活动。也就是说，对于马坑式铁钼矿而言，燕山期岩浆作用应该作为一级预测要素。再比如，通过对广西大明山钨矿区含矿石英脉中辉钼矿和马岭矿区钻孔岩心中辉钼矿的Re-Os同位素定年，获得了大明山钨矿95.40Ma的等时线年龄和马岭95.00～95.79Ma的模式年龄，表明二者的成矿时代一致。这一结果表明，丹池成矿带从南段的大明山矿田到北西段的大厂矿田(91#矿体和100#矿体的成矿时代均集中于94.5Ma前后)的成矿作用都是在燕山晚期发生的，而且几乎同时。考虑到丹池矿带内同一时期幔源岩浆岩的普遍存在及区域大地构造背景，认为成矿作用可能与幔源物质的上涌、深大断裂通达到地幔有关。在这样的动力学背景下，丹池成矿带具有良好的找矿前景，应该注意通过借鉴大明山钨矿“四位一体”的模式，在大明山矿田寻找钨矿的同时也注意锡多金属，在大厂矿田寻找锡、铅锌多金属的同时也注意寻找独立钨矿。大明山直立大脉型、缓倾斜石英脉型、网脉型和岩体型钨矿同时存在这样的“四位一体”模式，也值得湘南、赣南等地参考。又比如，通过对西藏冈底斯成矿带新发现的沙让钼矿(其潜在规模在大型以上)中辉钼矿Re-Os年龄的测定，获得49.4±1.3Ma的结果，表明西藏地区除了始新世后期(38Ma前后的玉龙式超大型斑岩铜钼矿)和中新世(15Ma前后的驱龙式大型超大型斑岩型铜钼矿)可以形成超大型铜钼矿(甚至成矿带)之外，在50Ma前后的始新世早期也同样可以形成大型超大型的铜钼矿，并且有可能构成新的成矿带。这不但打破了以往认为冈底斯斑岩型铜多金属矿床形成于14Ma前后的片面认识，而且相当于发现了一个新的成矿时代。这对于一个成矿区带资源潜力的评价，无疑具有极其重要的意义。
南岭与中生代花岗岩类有关的矿化在时空上具有一定的演化规律(陈毓川等，1989)。总的规律是以武夷后加里东隆起为中心带，向西、向东矿化性质逐渐变化，成矿时代逐渐变新，从而构成南岭中生代内生矿产成矿谱系(图2-38)。从图上清楚见到武夷-云开加里东隆起区成矿最早(海西—印支期)，以铌钽、稀有金属为主，含锡。向西至赣南-粤北后加里东隆起区，成矿时代主要是燕山早期(190～135Ma)，以稀土、铌、钍、钨矿化为主，含锡和稀有金属。再向西到湘、粤、桂海西—印支坳陷区，成矿时代为燕山早期到晚期(200～86Ma，主要在180～100Ma)，矿化以稀土、铌钽、钨、锡、铅、锌为主。到南岭的西端河池-南丹海西—印支坳陷区，成矿时代为燕山晚期(120～80Ma)，矿化以锡、铅、锌、锑、铜、砷、汞为主，含钨。从武夷隆起向东到闽东火山断陷区，成矿时代为燕山早期第三阶段到燕山晚期(140～110Ma)，矿化以铜、钼、铅、锌(金、银)为主。武夷隆起向西南为闽西南海西—印支坳陷区，成矿时代为燕山早期第三阶段到燕山晚期(140～103Ma)，矿化以铁、钼、铅、锌(锡)为主。再向南至粤东沿海火山断陷区，成矿时代同闽西南区，但矿化以锡、钨、铌、铍为主，有铅锌。这种以武夷-云开隆起为中心，向东西南侧成矿演化具有规律性变化的特点，得到了近年来新的同位素年代学研究成果的进一步证实(图2-38)。此外，类似的区域成矿谱系是南岭地区独有的、还是在其他成矿区带也有类似现象，还有待于深入研究。
总之，同位素定年技术的发展与应用，无论是对于单个矿床的典型研究还是对于一个成矿区带资源潜力的综合评价，都具有重要的理论和现实意义。但是，成矿作用是复杂的，多期次、多阶段成矿叠加是中国成矿规律之一特色。我们还不能满足于个别同位素年龄的获得，盲人摸象和以偏概全都是要避免的。我国80%以上的金属矿床还缺乏精确的同位素定年资料，路漫漫其修远兮，愿本书能抛砖引玉，有助于推进我国成矿年代学的发展。
图2-38 南岭成矿年龄谱系概图(据陈毓川等1989，补充了新的测年资料)
崇余犹矿集区位于江西省西南部，涵盖崇义、大余、上犹全境及南康西部地区(图2-27)。与湖南、广东邻接。该矿集区是南岭中、东段石英脉型黑钨矿的重要产地，包括4个Ⅴ级成矿区带:①营前矿田。主要矿化类型是矽卡岩型钨银多金属，如焦里钨银矿;②淘锡坑-高坌矿田。主要矿化类型是石英脉-蚀变岩型钨锡矿，以淘锡坑为代表;③天门山-红桃岭矿田。主要矿化类型是岩体-石英脉蚀变岩型钨锡铅锌多金属矿，茅坪钨锡矿、牛岭钨锡矿、老庵里锡多金属矿;④九龙脑矿田。主要矿化类型是石英脉-矽卡岩型钨锡多金属矿。
图2-27 崇余犹矿集区区域地质简图
一、淘锡坑钨多金属矿区
江西省崇义县淘锡坑矿区位于NNE向九龙脑-营前岩浆岩带与EW向古亭-赤土区域构造-岩浆-成矿带的交汇部位，是九龙脑-淘锡坑矿田的一部分。该地区在60年代、80年代以及2003年至今开展了地质找矿工作，科研工作较少。本文在淘锡坑矿区成矿主脉体坑道中选取了5个辉钼矿样品和一个黑钨矿样品，由中国地质科学院国家地质实验测试中心屈文俊研究员用同位素稀释-等离子体质谱法，进行了Re-Os等时线年龄测定，获得了154.4±3.8Ma的辉钼矿等时线年龄数据。
1.地质背景
区内广泛出露震旦—奥陶系，分布面积占80%以上;另有少量泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系、第三系分布。震旦系为火山物质、泥砂质所构成的复理石建造，断块状分布于樟东坑-天井窝、仙鹅塘-淘锡坑一带，包括坝里组与老虎塘组;寒武系则以泥砂质为主体，下部含炭、上部夹透镜状碳酸盐岩层，集中出露于矿田东南与北部;奥陶系更为复杂，主要为笔石页岩建造，间夹多层砂质、砾质碳酸盐岩层。这些地层经加里东运动，褶皱隆起而成为本区基底。泥盆系、石炭系、二叠系呈角度不整合于基底地层之上，从磨拉石建造开始，以浅海碳酸盐岩建造为主，至陆相沼泽泥砂质含煤建造结束。侏罗系、白垩系、第三系为断陷盆地沉积的红色碎屑岩系。
本区构造变形强烈，褶皱断裂发育，长期多阶段构造演化形成了各具特色的加里东、海西—印支、燕山构造层。每个构造层均有独特的沉积建造、岩浆活动、构造变形及复杂多样的组合形式，并彼此交汇、叠加改造，形成以NNE向、EW向构造为主，叠加NE、NW、近SN向构造的总体格局。EW向构造以及NNE向构造，在钨锡成矿时期，均有过多次反复的活动，形成了广泛的、形式多样的复合构造，以及其他方向的次级配套构造。这些构造为本区燕山期成矿岩体，以及钨锡多金属矿床的形成，提供了有利的条件。
区内岩浆活动以加里东期和燕山期为主，加里东早期阶段以中基性至酸性海底火山喷发为主，晚期阶段表现为强烈的混合岩化和酸性岩浆侵入;燕山早期主要为酸性岩浆侵入活动，间有少量基性岩浆侵入;海西—印支期岩浆活动比较微弱，仅有少许中酸性岩株出露。
九龙脑岩体:出露在矿区以南8km处，南起洪水寨，北至园洞，东西宽15km，南北长12km，面积约105km2。形成于燕山期，呈岩基状出露于矿田中部，作NNE向展布，往北、往南隐伏。该岩体可划分出马子塘、园洞、石溪、竹高岭4个不同期次形成的岩体。其受区域性NNE与EW向构造的复合控制，起始于晚三叠世，以中侏罗世为主体，晚侏罗世与钨锡成矿关系最为密切。岩体南端为粗粒黑云花岗岩，往北逐渐过渡为二云母花岗岩，并有小岩枝伸延到柯树岭矿区。岩体为重熔“S”型花岗岩，石英含量较高，钾长石高于斜长石，暗色矿物以黑云母为主，副矿物中常有磁铁矿、锆石、磷灰石、独居石、萤石、黑钨矿等，多阶段活动明显，演化程度较高，并富含W、Sn、Pb、Ag等成矿元素，是矿田内钨、锡、铅、锌的成矿母岩。
本区已知矿床较多，矿化复杂，类型多样，环绕燕山期九龙脑岩体，分布着以樟东坑、九龙脑为代表的钨矿床，以洪水寨、淘锡坑、柯树岭为代表的钨锡矿床和以赤坑、宝山为代表的银铅锌矿床。成矿多与隐伏、半隐伏小花岗岩体密切相关，矿床类型以石英脉型为主，次为矽卡岩型、破碎蚀变岩和云英岩型。矿带主要赋存于EW向次级裂隙中与SN向的矽卡岩带内，矿化体规模较大，沿走向延长常达数百米以上，宽达几米至几十米。主要矿物有黑钨矿、锡石、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等。陶锡坑一带是赣南钨锡多金属矿的主要产地，也是最具找矿远景的成矿区之一。
2.矿区地质特征
矿区地层较简单，主要是震旦系、寒武系、奥陶系变质岩系，也是主要赋矿围岩，在矿区东部有泥盆系、二叠系、石炭系沉积岩出露，构成宝山近SN向向斜坳陷的一部分(图2-28)。区内断裂发育，形式复杂，规模不大，活动时间较长，既有控矿、储矿断裂又有成矿期后破坏性断裂构造。根据空间展布可分以下4组:①SN向断裂;②NW向断裂;③NE向断裂;④EW向断裂。据地表和深部工程揭露，陶锡坑矿区岩浆岩可分3期:最早为闪长岩脉，其次是隐伏花岗岩体(包括伴随的各种酸性岩脉)，最后为基性的辉长岩脉。根据深部钻孔资料，推测区内隐伏岩体总体呈NNW向延伸，以北西段(宝山、棋洞、烂埂子)、牛角湾、西坑口为顶凸起，标高在+50至-200m左右。
在深部隐伏花岗岩体的热力作用下，于外接触带的变质岩中形成了较为明显的热力蚀变晕圈。越近花岗岩体，变质越强，反之则逐渐减弱。根据野外观察及钻孔编录，可以观察到自花岗岩体向外，大致可分为3个蚀变带:①角岩带;②强角岩化蚀变带;③角岩化-弱角岩化蚀变带。
图2-28 淘锡坑矿区地质图(转引自陈郑辉博士论文)
矿区北西段(宝山、棋洞、烂埂子)已完成评价，其历年采出钨精矿累计约1.4万t，现保有三氧化钨储量3.5万t，达中型矿床规模。矿区钨矿床类型为外接触带石英细脉-大脉型。
3.测试方法及结果
淘锡坑矿区目前开采的主要是356m中段以下的矿体，矿脉由306m中段标高到56m中段标高，矿体厚度由0.3～0.5m变大到1.7～1.9m，矿脉中成分主要是石英和云母，以及黑钨矿、辉钼矿、黄铜矿、萤石等。本次采集的样品是宝山区段生产坑道中主矿体的矿石样品(图2-29)，用以进行Re-Os同位素研究。样品的测试结果见表2-20，图2-30。Re-Os同位素分析测试的结果表明辉钼矿的模式年龄变化于153.5±2.7～156.4±3.5Ma。表2-20中样品TXK1-6为与辉钼矿同一矿脉中的黑钨矿，其成矿年龄(164.0±2.7Ma)要比辉钼矿早。其中样号为TXK1-3的辉钼矿作为平行样测试了两次，目的是进行检测测试的结果。平行样的测试结果非常接近，说明测试结果是可靠的。
图2-29 淘锡坑矿区104线剖面图(转引自陈郑辉博士论文)
表2-20 江西淘锡坑钨矿中辉钼矿的Re-Os同位素数据
4.讨论与结论
上述结果表明，陶锡坑矿区同一矿脉中5个辉钼矿的模式年龄变化于153.5±2.7～156.4±3.5Ma，其等时线年龄为154.4±3.8Ma，在等时线图上分布近于一条直线。等时线年龄与模式年龄很接近，说明测试结果是可信的，可以作为淘锡坑矿区的成矿年龄。黑钨矿的模式年龄数据为164.0±2.7Ma，要比辉钼矿的等时线年龄大约10Ma。这与黑钨矿先于辉钼矿形成的地质特征是吻合的，也表明该矿区的成矿作用从黑钨矿到辉钼矿经历了至少10Ma的历史。正是较长时间内成矿物质在相对稳定构造条件下的不断补给，导致了富矿脉的形成和黑钨矿、辉钼矿等矿石矿物粗大晶体的形成。本矿区样品辉钼矿中铼含量比其他矿区的辉钼矿要低将近3个数量级，代表了什么地质意义或什么原因造成，还有待于进一步研究。
图2-30 淘锡坑矿区辉钼矿的Re-Os等时线年龄
赣南黑钨矿的形成是该地区多期岩浆构造演化活动的产物，而燕山早期的岩浆热液则是该地区钨矿成矿主要的物质来源。淘锡坑钨矿属于高温热液成因黑钨矿-石英大脉型矿床，其中辉钼矿年龄的测定结果，表明成矿作用与燕山期花岗岩有关。
二、茅坪钨矿区
江西省崇义县茅坪钨锡矿床是20世纪80年代末探明的一处大型钨锡矿床，矿区包括上茅坪、下茅坪、高桥下3个区段，矿床由上部石英脉型钨锡矿床和深部隐伏花岗岩体顶部的云英岩化花岗岩浸染型钨锡矿床所组成。该矿床发现于1918年，1949年前有少量民采，1955～1989年有重工业部江西220队、赣南钨矿大队、908地质队、冶金616队及江西有色地质二队先后在此开展过地质找矿工作，但科研工作程度相对较低，相关文献(李毅等，1991;郑跃鹏等，1991;黄定堂，1999)较少。本次工作在茅坪矿区采取了-5m标高云英岩型矿体中辉钼矿5件，云英岩型矿体上部40m标高石英脉型矿体中辉钼矿2件，由国家地质实验测试中心采用同位素稀释-等离子体质谱法进行Re-Os等时线年龄测定，获得了云英岩型矿体辉钼矿等时线年龄数据为158±4Ma。
1.区域地质背景
茅坪钨锡矿床位于南岭成矿带东段江西省赣南地区，据陈毓川院士的成矿区(带)划分方案，赣南处滨西太平洋成矿域(Ⅰ)之华南成矿省(Ⅱ)的南岭东段中生代锡银铅锌稀有稀土金属成矿区(Ⅲ)，赣南钨锡成矿亚区(Ⅳ)。崇(义)-(大)余-(上)犹钨多金属矿矿集区是赣南成矿亚区中最重要的矿集区之一，天门山-红桃岭矿田又为矿集区内主要矿田之一，处NNE向西华山-张天堂岩浆带与EW向古亭-赤土区域构造-岩浆-成矿带的交合部位(图2-31)。
矿田出露地层以广布的震旦—寒武系基底岩系为特征，另有少量的泥盆系、白垩系、第四系地层。震旦系老虎塘组为一套由火山质、泥砂质岩构成的复理石建造;寒武系牛角河组和高滩组为一套由泥砂质夹少量凝灰质、碳质岩层构成的类复理石建造，泥盆系陡水组呈角度不整合覆盖于基底岩系之上，以磨拉石建造为主，中上部夹碳酸盐岩层;白垩系和第四系以山间磨拉石、内陆河湖相膏盐建造为特征的断陷沉积。据前人研究，震旦纪—寒武纪碎屑岩建造构造层中富含W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag等成矿元素，其W、Sn、Pb高出地壳克拉克值1.5～3倍，是矿田内钨、锡多金属矿床的主要赋矿地层。
图2-31 西华山—张天堂岩浆岩带控矿示意图
区内构造变形强烈，褶皱、断裂发育，褶皱以发育于基底地层中的倒转背斜为主。断裂以NNE和EW向为主，次为NW向和近NS向断裂。其中，NNE向和EW向断裂构造复合部位为区内燕山期岩浆岩侵入、定位提供良好空间，EW向断裂则是本区钨锡多金属矿体的主要控矿和容矿构造。
矿田出露和隐伏的岩浆岩体众多，多为多期次多阶段岩浆活动形成的复式岩体，尤以燕山期花岗岩类为最盛，典型代表有天门山岩体、红桃岭岩体和张天堂岩体。天门山复式岩体与下寒武统牛角河组浅变质岩呈侵入接触，接触面较平直，产状外倾，倾角40°～65°，主要岩性为先期侵入的中细粒斑状黑云母花岗岩和后期侵入的细粒斑状黑云母花岗岩，前者呈灰白色，似斑状结构，块状构造，斑晶为石英、钾长石、斜长石，基质为长石、石英、黑云母。后者呈小岩株、岩瘤、岩滴状，灰白、肉红色，细粒花岗结构，块状构造，斑晶以钾长石、石英为主，基质主要为石英、长石、黑云母。天门山岩体东侧红桃岭岩体亦具二次活动特征，先后形成细粒斑状黑云母花岗岩和细粒白云母花岗岩，后者呈SN向蠕虫状的岩瘤侵入于前者，总体呈NE向长条形岩株产出;北部张天堂岩体岩性为中细粒斑状二云母花岗岩。
矿田内钨锡矿床(点)众多，主要类型为石英脉型、破碎蚀变岩型和云英岩型。空间分布上，环绕成矿岩体(或隐伏岩体)内外接触带产出，主要为石英脉型、云英岩型钨、钨锡矿床，如茅坪、红桃岭、下垅、牛岭钨锡矿、八仙脑钨多金属矿等。茅坪钨锡矿床产出于天门山岩体北端约3km处，矿区深部的隐伏花岗岩为岩体向北倾伏延伸的次级岩突(图2-32)。
2.矿区地质特征
矿区地层主要出露寒武系中下部浅变质砂岩、板岩。隐伏岩体上部围岩发生不同程度的角岩化，由岩体向外，依次可划分为二云母角岩带→黑云母阳起石角岩带→黑云母角岩带→绢云母角岩带。
矿区褶皱断裂构造较发育，褶皱构造有上茅坪-下茅坪同斜和沈埠西-高桥下背斜，轴向近于SN，并大致与区域主褶皱轴平行。另外，还有NE向分布的褶皱。主要控矿断裂走向EW，倾向南、北者皆有，倾角50°～75°，一般长300～500m，宽数十厘米，正、逆断层均有，成矿后断裂主要为NE向及NW向两条较大的破碎带F1、F2，皆为逆断层。
矿区内地表仅见几条闪长岩脉，皆被矿脉切穿，为成矿前侵入。钻探及后期坑道均揭露矿区深部存隐伏花岗岩体，控制面积为0.5km2，顶面标高为0m左右，呈岩钟状近EW向展布，岩性为斑状黑云母花岗岩和细粒花岗岩，具高硅，铝过饱和，富钾、贫铁、镁、钙等特征;富含W、Sn等成矿元素，钨锡含量分别为4.8×10-6和78×10-6，高出一般酸性花岗岩的数倍至数十倍，高挥发分元素F及稀碱元素Li、Rb、Cs，贫Sr、Ba;具δEu极低负异常。
图2-32 崇义茅坪钨锡矿区地质简图(据江西有色二队资料修改)
矿区主要有两种钨锡矿化类型:上部石英脉型和深部云英岩型。
石英脉型钨锡矿体呈脉状产出，地表多以密集线脉形式存在，部分以细脉形式出现，深部以密集薄脉形式出现。单体矿脉沿走向延伸或沿倾向延深100～1000m不等，一般长、深300～400m，部分达800m以上。脉宽一般5～20cm，部分达30cm以上，最大脉幅达93cm。矿脉沿走向或倾向呈波状弯曲、膨大缩小分支复合、尖灭侧现等现象常见。矿脉之间平行成组或交叉重叠排列，矿脉产状北面下茅坪区段以EW走向、南倾为主，倾角40°～60°;南面高桥下区段以EW走向、北倾为主，倾角40°～80°;中部上茅坪区段NW向、近EW向、近SN向三组不同走向矿脉互相穿插，倾向变化显著，倾角较大。矿区矿脉的倾角由矿区中心部位向南北方向由陡变缓。矿脉穿切隐伏岩体的顶部、云英岩型矿体及外接触带的变质岩(图版13);矿体连续性较好，钨锡品位局部较高。云英岩型钨锡矿体成似层状富集在隐伏岩体顶部云英岩中，矿体赋存于岩体顶盖面似伟晶岩壳以下150m范围内，且主要分布中部石英脉密集部位，面积约0.72km2。矿体长数百米到千余米，厚几米到几十米。矿床形态简单，多为似层状、板状，少数呈扁豆状、透镜状近EW向展布，钨锡主要富集在矿床的中上部云英岩化和黄玉化强烈的部位或边部黄玉、云母大量出现的地段，矿体除钨锡矿化外，还有铌钽矿化。
矿床垂向矿化分带明显，自下而上可分为4个矿化带:①钨锡(铌钽)云英岩似层状矿化带:矿化带位于岩体顶部(图2-33)，也即为云英岩型钨锡(铌钽)工业矿体的赋存部位。钨锡矿物呈浸染状矿化，矿石中钨锡铌钽平均品位为WO3为0.176%、Sn0.231%、Nb2O5+Ta2O50.0284%;②钨钼(锡)石英脉矿化带:位于岩体外接触带浅变质砂板岩中，矿化以钨、钼为主，伴生锡矿化，以密集薄脉形式出现。该带W、Mo富集，Sn、Nb、Ta贫乏。钨、钼、锡平均品位:WO32.35%，Mo0.313%，Sn0.068%;③钨锡硫化物脉矿化带:矿化带位于脉状钨钼(锡)矿体之上浅变质砂板岩中，矿化以钨、锌为主，伴生锡、铜矿化，矿脉平行成组或交叉重叠排列，该带以硫化物相对发育为特征。矿石平均品位为WO30.973%，Sn0.295%，Zn0.517%、Cu0.101%;④萤石白云母线脉带:矿化带位于矿体最上部，矿化微弱，无工业意义。
图2-33 茅坪钨锡矿300勘探线剖面及采样位置图(据江西有色二队地质资料及矿山资料等简化)
3.样品描述及测试方法
本文采集的辉相矿样品是在上茅坪区段-5m标高300勘探线附近的云英岩型含辉钼矿钨锡矿石样品5个，编号分别为MP-M1—MP-M5，另在海拔40m标高300勘探线相应位置采取石英脉型钨钼矿石2个，编号分别为MP-M6—MP-M7，用以进行Re-Os同位素研究，采样地点标在图2-33中。云英岩型矿石中矿物有黑钨矿、锡石、石英、白云母、钠长石、黄玉、萤石、少量辉钼矿、铌钽铁矿等，黑钨矿呈细小柱状浸染状分布于矿石中，辉钼矿仅局部可见，多呈细粒鳞片浸染状分布于钨锡矿化云英岩中，个别呈细小集合体团块产出;石英脉型矿石中主要成分是黑钨矿、辉钼矿、石英和云母等，黑钨矿呈细板状自形半自形晶体，自围岩向脉中心生长，部分在脉中心部位呈集合状团块状分布。辉钼矿主要呈条带状沿石英两侧脉壁生长，少部分呈半自形晶赋存于黑钨矿边。云母主要生长在围岩与辉钼矿及脉体的交界处，为自形、半自形晶体(图版14)。分析样品主要选取与黑钨矿伴生的辉钼矿单矿物，两种类型共选取7个样品，测试工作由国家地质实验测试中心Re-Os同位素实验室完成。
4.测试结果
茅坪钨锡矿辉钼矿的Re、Os含量见表2-21，其中187Os为总187Os，计算时的误差指其总误差，包括样品的称量误差、稀释剂标定误差、质谱测量误差和质量分馏校正误差等，置信度为95%。本次实验全流程空白水平Re约2pg，普通Os为0.2pg，远远小于所测样品中Re、Os含量，不会影响实验中Re、Os含量的准确测定。经过样品的测试，得出每个样品中187Re，187Os的含量和根据公式计算所得的辉钼矿单矿物模式年龄值(表2-20)。根据187Re和187Os的含量绘制等时线图，获得辉钼矿的模式年龄变化于(141.4±2.2)～(158.2±2.2)Ma之间，等值线年龄为158±4Ma(图2-34)。
表2-21 江西省茅坪钨锡矿中辉钼矿Re-Os同位素数据
注:测度数据由国家地质实验测试中心屈文俊等人完成，采样者:张永忠等。
图2-34 茅坪钨锡矿中辉钼矿的Re-Os等时线
5.讨论
(1)茅坪矿区成矿作用时代
Re-Os同位素测年方法是直接精确测定辉钼矿及相关矿化模式年龄的有效手段，茅坪矿区云英岩中5个辉钼矿的6个模式年龄变化于150.7±2.4Ma～158.2±2.2Ma之间，在等时线图上分布近于一条直线，其等时线年龄为158±4Ma，等时线年龄与模式年龄很接近，说明测试结果是可信的，可以作为茅坪矿区的云英岩型钨锡矿的成矿年龄，年代为侏罗纪中世。石英脉型矿体中辉钼矿模式年龄变化于141.4±2.2Ma～151.0±2.4Ma，但由于样品数只有2个，代表性不足，但从其模式年龄变化区间及平均模式年龄(146Ma)大致可推断石英脉型矿体略晚于云英岩型钨锡矿体成矿，本次测试结果得出的两者成矿关系与野外观测到石英脉型矿体切穿早期形成的云英岩型矿体的现象是相符的，说明矿区存在着两期成矿作用。
(2)天门山-红桃岭钨锡矿田成岩成矿作用时代
天门山-红桃岭矿田内，围绕天门山、红桃岭、张天堂3个主要出露岩体周边产出一系列钨锡矿床，近年对这些岩体、矿床的成岩成矿时代同位素研究一直方兴未艾，表2-22和表2-23分别列出在矿田内取得的一批矿床及岩石同位素年龄数据，本次研究工作取得的茅坪成矿同位素年龄数据明显比丰成友(2007)和刘善宝(2007)取得的天门山岩体成岩数据要早，而比曾庆涛(2007)所取得的数据要晚，说明天门山岩体在成岩过程跨度较大，据本区区域调查资料，岩体原为相变的主体和补体两套岩性，刘善宝(2007)测得的主体(152±2Ma)和补体(152±2.6Ma)及更晚些的花岗斑岩(150.8±1.8Ma)年龄极为接近，丰成友(2007)对岩体的测试结果(151.8±2.9Ma)也与其基本一致，都在150～152Ma之间，而曾庆涛(2007)的数据则为167Ma，明显早十余百万年，由于以上3组测试数据其测试对象、测试方法及测试单位均一致，因此分析其产生的原因可能由于样品采集位置的不同而造成，进一步推断岩体本身可能为多期侵入的杂岩体，并伴随有多期成矿作用的发生，类似西华山复式花岗岩体之“四次成岩、四次成矿”作用(吴永乐，1987);天门山较早一期的成岩作用(167Ma)对应为茅坪云英岩型矿体(158Ma);主体和补体花岗岩成岩作用(150～152Ma)对应的成矿作用为八仙脑钨多金属矿床(133～147Ma)，茅坪石英脉型钨矿体是否归为这一期成矿作用亦有待更充分的证据证实。而据现有数据，杂岩体成岩时代跨度基本可以厘定为(150.8～167Ma)，为燕山期中侏罗世侵入成岩，至少存在两期侵入成岩作用，杂岩体的划分有待进一步地质工作开展，岩体成岩过程中相关的成矿作用时代跨度为133～158Ma，对应为燕山中期第一和第二阶段。
华南地区中生代成矿作用的最大特点是绝大多数矿床钨、锡多金属矿化的形成与花岗质岩浆活动关系密切。综合以上天门山-红桃岭矿田的成岩成矿同位素年龄表明，矿田成岩成矿作用主要集中在160～150Ma之间，即华仁民等(2005)划定的华南燕山期中期的第一阶段(170～150Ma)，而燕山期中期的第二阶段(150～139Ma)亦有成矿作用发生(八仙脑和牛岭等)。
(3)天门山-红桃岭钨锡矿田成岩成矿作用时差问题讨论
表2-22 天门山-红桃岭钨锡矿田钨多金属矿床同位素年龄数据
表2-23 天门山-红桃岭钨锡矿田岩石同位素年龄数据
从上表所列矿田内取得的岩石和矿床同位素年龄数据来看，摇篮寨(塘漂孜)岩体型钨矿(155.8±2.8Ma)与其成矿作用相关的张天堂岩体(156.9±1.7Ma)在年龄上基本一致，红桃岭岩体(151.4±3.1Ma)及周边的牛岭(154.9±4.1Ma)、樟斗钨矿(149.1±7.1Ma)在年龄上差别不大，而天门山岩体及周边的茅坪、八仙脑钨矿床在时代上部分数据存在一定差异，但可能正如前述的岩体的复杂性，存在着目前尚未完全认识清楚的多期侵入成岩成矿作用所致。矿田已有同位素年代学证据表明成岩成矿作用近乎同时进行，成矿作用比成岩作用略晚，但时差一般不超过5Ma。
近年针对南岭地区燕山期成岩作用与成矿作用时间上的差异有着较多的讨论，许多学者根据较新的年代学资料趋向于认为成岩和成矿作用同时进行，其间几乎没有时间差，也许成矿作用稍晚于成岩作用，这是由于花岗岩成矿需经历岩浆冷凝挥发分聚集、热液运移、金属矿物沉淀的过程，但是由上述原因导致的花岗岩类的侵位与相关的成矿作用在时间上的差异并不会很大，成岩、成矿年龄在误差范围内是一致的，天门山-红桃岭矿田内新近取得的一批同位素年龄数据对这一观点进行了直接佐证。
