成礦年代學與其意義

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本文作者：張達1，2吳淦國1，2狄永軍1王長明1姚繼明1張垚垚1呂良冀1袁遠1石建基3作者單位：1中國地質大學地質過程與礦產資源國家重點實驗室2中國地質大學巖石圈構造、深部過程及探測技術教育部重點實驗室3福建省地質礦產勘查開發局

區域地質背景

閩西南拗陷的主體處于區域政和－大埔斷裂帶西側，但由于閩東中生代火山巖的覆蓋，位于政和－大埔斷裂帶東側的閩西南拗陷東南緣，晚古生代－早三疊世地層表現為零星出露．洛陽鐵礦就處于拗陷東南緣潘田－洛陽晚古生代地層出露區內．閩西南拗陷以晚古生代－早中生代地層發育為特色（張達等，2006）．尤其以上古生界－中下三疊統分布最廣，侏羅系陸相火山巖呈孤島狀沿斷陷盆地分布．上古生界－中下三疊統以一套淺海相、海陸交互相沉積為主，從老至新有上泥盆統－石炭系（D3－C1）粗碎屑巖，上石炭統船山組－下二疊統棲霞組（C3c－P1q）灰巖、硅質巖，下二疊統文筆山組－中三疊統（P1w－T2）海陸交互相含煤細碎屑巖、淺海相含鈣細碎屑巖．帶內自南西往北東，石炭、二疊紀碳酸鹽巖成巖作用在時間上具有明顯的穿時性，在空間上具有超覆（穿層），構成本區鐵、硫、多金屬礦的主要含礦層位．研究區內北東向褶皺較發育，有長坑－感德背斜、洛陽背斜以及夾持其間的后坪山向斜，背斜核部地層主要為林地組，并大部分被中生代花崗巖體侵位破壞，兩翼為中上石炭統－下三疊統．斷裂構造以NE、NNE及NW為主，分別為政和－大埔、永安－晉江斷裂帶的組成部分．此外，沿上古生界不同地層巖性界面（如D3－C1與C3c－P1q、Pt1my與C3c－P1q、P1q與P1w、P1t等）普遍發育的緩傾斜推覆構造和層間滑脫斷裂破碎帶，往往造成地層重復或缺失，并成為十分有利的控礦容礦構造．研究區所在的閩西南地區與成礦有關的巖漿巖主要可分為3期：燕山早期以石英閃長巖、輝石閃長巖、花崗巖、花崗斑巖、石英斑巖為主，主要為同熔型與重熔型，有關礦種為Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Sn等；燕山中期以花崗巖類為主，巖石以高硅、鉀、鈉和貧鈣、鎂為特征，巖性有黑云母花崗巖、似斑狀花崗巖、鉀長花崗巖、花崗閃長巖和花崗斑巖，與W、Mo、Sn礦化關系密切；燕山晚期以花崗閃長巖和花崗斑巖類為主，次為花崗巖類，主要巖性包括花崗閃長巖、石英閃長巖、石英閃長斑巖、花崗斑巖、閃長巖、二長花崗巖等，與Cu、Mo、Au、Sn、Pb、Zn、Ag等礦化有關．研究區以燕山早期花崗巖、花崗斑巖廣泛發育，并與鐵、鉛、鋅、鉬礦關系密切．不同類型的礦床在區內廣泛發育．其中紫金山銅金礦床、馬坑鐵礦等為區內主要大型礦床．主要礦種有Cu、Pb、Zn、Fe、W、Sn、Mo、Au、U、Sb、Ag、硫鐵礦等，主要礦床類型有陸相火山－次火山熱液型、斑巖型、巖漿熱液型、層控矽卡巖型、熱液型等，并因此而形成馬坑式、紫金山式等多種礦床模式．

礦床及巖體地質特征

1礦床地質特征

洛陽鐵礦區出露的地層主要為下石炭統林地組（C1l）、上石炭統船山組（C3c）、下二疊統棲霞組（P1q）、文筆山組（P1w）、童子巖組（P1t）、上二疊統翠屏山組（P2cp）、下三疊統溪口組（T1x）、上三疊統文賓山組（T3w）、上侏羅統長林組（J3c）、上侏羅統南園組（J3n）（圖1）．其中與鐵礦有關的地層有林地組（C1l）粉砂巖、船山組（C3c）及棲霞組（P1q）灰巖．特別是船山組（C3c）及棲霞組（P1q）灰巖地層與鐵礦關系尤其密切．礦區中具有工業價值的鐵礦床絕大部分產于船山組（C3c）下部較純的厚層灰巖中．礦區內構造主要有軸向NNE－SSW向、微向NNE向傾伏的寬緩短軸背斜以及不同方向的斷裂組成．背斜構造受到后期花崗巖侵入及斷裂構造的破壞．主要斷裂構造有NWW向、NE向以及層間斷裂．這些斷裂大多被巖體、礦體或礦化蝕變角礫巖所充填，可能是區內巖漿或熱液的主要通道．除上述構造外，礦區內不同地質單元發育大量不同程度的裂隙，其中多數裂隙都充填有巖漿或礦化物質．礦區侵入巖約占總面積的1／4，以燕山早期酸性巖為主，常呈巖株、巖枝、巖墻及巖脈產出，主要受NWW向、NE向及層間滑脫斷裂控制．與成礦關系密切的侵入巖主要有中細粒斑狀花崗巖、花崗斑巖．中細粒斑狀花崗巖多處于礦區南部及礦床深部，呈巖株產出．花崗斑巖在整個礦區都有分布，受斷裂控制而呈NWW及NE向展布．其中沿NWW向斷裂侵入的花崗斑巖規模最大，沿NE向斷裂展布的花崗斑巖在地表斷續出露，而沿棲霞組（P1q）和文筆山組（P1w）層間斷層侵入的花崗斑巖規模較小．前兩者產狀一般較陡，呈巖墻及巖脈產出，后者產狀平緩．細粒花崗巖與林地組（C1l）粉砂巖、船山組（C3c）及棲霞組（P1q）灰巖內外接觸帶蝕變較發育，其中巖體內接觸帶常見絹云母化、鉀長石化和綠泥石化，同時裂隙面上常見薄膜狀的輝鉬礦；外接觸帶蝕變帶非常發育，其中鉀化帶、矽卡巖化帶和角巖化帶明顯．花崗斑巖常見硅化和絹云母化，局部見矽卡巖化、鉀長石化、螢石化．硅化和絹云母化強烈地段的輝鉬礦化相應增強．細粒花崗巖及花崗斑巖與灰巖接觸帶常見不同程度的磁鐵礦化體或鐵礦體，且礦（化）體厚度及品位隨著接觸面起伏或離巖體遠近而變化，并在遠離巖體的外圍見有中低溫熱液類的鉛鋅多金屬礦化現象．有關2類成礦巖體巖性特征將在下文中介紹．礦區內圍巖蝕變發育，總體上受中細粒斑狀花崗巖及花崗斑巖與圍巖巖性控制．主要蝕變類型有鉀長石化、矽卡巖化、螢石化、硅化、綠泥石化、葉臘石化、絹云母化等．這些蝕變類型圍繞深部細粒花崗巖及淺部花崗斑巖表現出不同的分帶性．圍繞細粒斑狀花崗巖的蝕變自巖體向外分為鉀化、矽卡巖化和角巖化等4帶；圍繞花崗斑巖自內而外則為硅化－絹云母化帶及綠泥石－黃鐵礦化帶．鉀化帶選擇性地分布在中細粒斑狀花崗巖及林地組粉砂巖地層中，其中在鉀質溶液充填交代下易造成粉砂質碎屑巖的鐵鎂質的活化與遷出．矽卡巖化帶在礦區南部的強度及厚度均較大，船山組（C3c）－棲霞組（P1q）灰巖幾乎全被交代成矽卡巖．相應的磁鐵礦體的規模及品位大而高．矽卡巖化帶又可細分為石榴子石矽卡巖化、陽起石或透閃石矽卡巖化、透輝石矽卡巖化及方解石矽卡巖化帶．硅化－絹云母化帶發育于花崗斑巖的前緣部位，蝕變巖石為灰白色，具有變余斑狀結構、變余微花崗結構、交代蠶蝕與交代包含結構．該蝕變帶輝鉬礦呈細脈、浸染狀產出，局部見矽卡巖化、磁鐵礦化、鉀長石化、螢石化和泥化等蝕變現象．洛陽鐵礦是一個以中型鐵礦為主伴（共）生鋅、硫及小型鉬礦床等礦產的綜合性礦床．全區共有鐵多金屬礦體超過190余處，其中礦區南部分布的礦體占全區總儲量的70％以上．鐵礦體呈近東西向展布，單個礦體走向多為北西－南東向，傾向北東，傾角10°～30°．根據礦體在不同部位賦存特征，礦體形態表現不同．如賦存于林地組（C1l）粉砂巖與船山組（C3c）或棲霞組（P1q）灰巖層間斷裂帶上的礦體主要呈厚薄不均的似層狀、豆莢狀，并且礦體規模大、品位高；賦存于船山組（C3c）－棲霞組（P1q）灰巖中的礦體主要呈透鏡狀、囊狀（圖2），局部似層狀或似透鏡狀，礦體成群出現，規模不大但品位較高；花崗斑巖或中細粒斑狀花崗巖體中常見大量的灰巖捕虜體，其中鐵礦體成群分布，礦體常呈透鏡狀、扁豆狀、囊狀等；林地組（C1l）頂部碎屑巖中也常見規模小、品位低的礦體．洛陽鐵礦床主要金屬礦物為磁鐵礦，次為黃鐵礦、閃鋅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、輝鉬礦等，脈石礦物主要有鈣鐵榴石、透輝石，次有方解石、石英、陽起石、透閃石、綠泥石、金云母、螢石等．磁鐵礦常呈他形－半自形等軸粒狀，部分呈不規則狀或八面體自形晶，至少有2個世代：早期顆粒較細，晚期較粗，多呈脈狀產出．輝鉬礦常呈細脈狀、短脈狀、浸染狀充填于鐵礦石裂隙、磁鐵礦和脈石礦物的晶隙之中（圖3）．礦床礦石結構主要有粒狀結構和交代結構，其中交代結構最為發育，主要有交代蠶蝕結構、交代殘余結構、交代假象結構和交代熔蝕邊結構等；礦石構造主要有浸染狀構造、塊狀構造、條帶（紋）狀構造和細脈－網脈狀構造等．洛陽鐵礦床主要分為3個主要成礦期：矽卡巖期、石英－硫化物期及表生氧化期．其中矽卡巖期分為無礦矽卡巖階段及磁鐵礦階段；石英－硫化物期分為輝鉬礦階段及閃鋅礦階段．

2成礦花崗巖地質特征

洛陽鐵礦區與鐵鋅鉬硫成礦關系密切的侵入巖主要有中細粒斑狀花崗巖、花崗斑巖．中細粒斑狀花崗巖呈灰白、肉紅色，具中細粒斑狀結構、似斑狀結構，邊緣部分由于交代或同化混染作用而呈花崗變晶結構，塊狀構造．礦物成分主要為鉀長石、斜長石和石英，并含少量黑云母、磁鐵礦、鋯石、金紅石、榍石、鈦鐵礦和磷灰石等．鉀長石多數呈半自形柱狀、他形－不規則粒狀，顯示卡律雙晶，粒度0．045～1．450mm．斜長石一般呈半自形板狀及他形不規則粒狀，粒度0．05～1．40mm，少數呈斑晶產出，具鈉律雙晶．石英呈他形－不規則粒狀，分布不均勻，或呈分散狀．巖石中SiO2、Na2O、K2O、MgO含量偏高，FeO、MnO含量近似，其余偏低．花崗斑巖呈肉紅色、淺肉紅色，局部因蝕變或同化混染而呈淺灰－灰綠色，風化后呈灰白色或淺肉紅色，斑狀結構，塊狀構造．斑晶由石英、鉀長石和斜長石組成，含量一般在2％～15％之間．局部可達35％．石英呈自形六方雙錐，部分顆粒熔蝕成渾圓狀或港灣狀，粒度為0．27～50mm．鉀長石半自形－自形柱狀，具卡律雙晶，少部分顆粒熔蝕成晶屑狀．斜長石為半自形－自形板狀，具鈉律雙晶，An＝21～24，屬更長石，部分呈聚斑狀產出，粒度為0．34～25mm．

樣品及測試方法描述

1Re－Os同位素測試

自洛陽鐵礦床2個鉆孔中分別取3件鉬礦石樣品，各件樣品編號及采樣位置如下：B128采自ZK1108鉆孔，36．00m礦心，B129采自1108鉆孔，410m礦心，B134采自ZK1804鉆孔．輝鉬礦樣品都取自巖體接觸帶含輝鉬礦的矽卡巖浸染狀、脈狀或網脈狀礦石中．輝鉬礦脈粗細不一．通過對所獲得的3件樣品進行重力、磁法分離，獲得純度均大于99％輝鉬礦樣品．3件輝鉬礦樣品送至國家地質測試中心Re－Os同位素實驗室完成測試工作．（1）分解樣品．準確稱取待分析樣品，通過長細頸漏斗加入到Carius管（一種高硼厚壁大玻璃安瓿瓶）底部．緩慢加液氮到有半杯乙醇的保溫杯中，調節溫度到－50～－80℃．將裝好樣的Carius管放到該保溫杯中，通過長細頸漏斗把準確稱取的185Re和190Os混合稀釋劑加入Carius管底部，再加入2mL10mol／L的HCl和4mL16mol／L的HNO3，當管底溶液冰凍后，用丙烷氧氣火焰加熱封好Carius管的細頸部分．放入不銹鋼套管內．輕輕放套管入鼓風烘箱內，待回到室溫后，逐漸升溫到200℃，保溫24h．在底部冷凍的情況下，打開Carius管，并用40mL水將管中溶液轉入蒸餾瓶中．（2）蒸餾分離鋨．于105～110℃蒸餾50min，用10mL水吸收蒸出的OsO用于ICP－MS（等離子體質譜儀測定）測定Os同位素比值．將蒸餾殘液倒入150mLTeflon燒杯中待分離錸．（3）萃取分離Re．將第1次蒸餾殘液置于電熱板上，加熱近干．加少量水，加熱近干．重復2次以降低酸度．加入10mL5mol／L的NaOH，稍微加熱，轉為堿性介質．轉入50mL聚丙烯離心管中，離心，取上清液轉入120mLTeflon分液漏斗中．加入10mL丙酮，振蕩1min萃取Re．靜止分相，棄去水相．加2mL5mol／L的NaOH溶液到分液漏斗中，振蕩2min，洗去丙酮相中的雜質．離心分相，棄去水相．排丙酮到150mL已加有2mL水的Teflon燒杯中．在電熱板上50℃加熱以蒸發丙酮．加熱溶液至干．加數滴濃硝酸和30％過氧化氫，加熱蒸干以除去殘存的鋨．用數毫升稀HNO3溶解殘渣，稀釋到硝酸濃度為2％．備ICP－MS測定Re同位素比值．（4）質譜測定．采用美國TJA公司生產的TJAX－seriesICP－MS測定同位素比值．對于Re：選擇質量數185、187．用190監測Os．對于Os：選擇質量數為186、187、188、189、190、19用185監測Re．普Os是根據原子量表和同位素豐度表通過192Os／190Os測量比計算得出．

2LA－ICP－MS鋯石U－Pb同位素測齡

選取礦區中細粒斑狀花崗巖（BL46取自ZK1407鉆孔8340m處）及花崗斑巖樣品（LY1407－3取自ZK1407鉆孔230．00m處）各1件開展巖石中鋯石測年工作．鋯石選取工作由河北省區域地質調查研究所完成，具體步驟是用常規方法將巖石樣品粉碎至約300μm，經磁法和密度分選后，淘洗，挑純．將鋯石樣品和標樣（TEMORA）一起用環氧樹脂固定于樣品靶上，樣品靶表面經研磨拋光，直至鋯石新鮮截面露出．對靶上鋯石進行鏡下反射光、透射光照相后，進行CL分析．樣品靶制作與陰極發光成像（CL）在中國地質科學院離子探針實驗室完成．鋯石U－Pb同位素年齡采用天津地質礦產研究所同位素實驗室安裝的一套激光燒蝕多接收器電感耦合等離子體質譜儀（LA－MC－ICP－MS）系統進行測定．該套系統的多接收器電感耦合等離子體質譜儀為ThermoFisher公司制造的Neptune，其離子光學通路采用能量聚焦和質量聚焦的雙聚焦設計，并采用動態變焦（ZOOM）使質量色散達到17％；儀器配有9個法拉第杯接收器和4個離子計數器接收器，除了中心杯和離子計數器外，其余8個法拉第杯配置在中心杯的兩側，并以馬達驅動進行精確的位置調節，4個離子計數器捆綁在L4法拉第杯上．激光器為美國ESI公司生產的UP193－FXArF準分子激光器，激光波長193nm，脈沖寬度5ns，束斑直徑為1、2、10、20、25、35、50、75、76、100和150μm可調，脈沖頻率1～200Hz連續可調（李惠民等，2009）．根據鋯石陰極發光照片、反射光和透射光照片選擇鋯石的合適（感興趣）的測年晶域，利用193nm激光器對鋯石進行剝蝕，通常采用的激光剝蝕的斑束直徑為35μm或50μm，激光能量密度為13～14J／cm2，頻率為8～10Hz，激光剝蝕物質以He為載氣送入Neptune，利用動態變焦擴大色散可以同時接收質量數相差很大的U－Pb同位素從而進行鋯石U－Pb同位素原位測定，選用TEMORA作為外部鋯石年齡標準．測得數據用ICP－MSDataCal和Isoplot程序進行處理，并用208Pb校正法對普通鉛進行校正．利用NIST612玻璃標樣作為外標計算鋯石樣品的Pb、U、Th含量．實驗條件和關鍵參數：接收器設置：L4，206Pb；L3，207Pb；L4，208Pb；C，219．26；H2，232Th；H4，238U．冷卻氣體16L／min，輔助氣體0．75L／min，Ar載氣0．968L／min，He載氣0．86L／min．RF功率1251W，積分時間0．131s，樣品信號采集時間60s（其中20秒為空白的測定）．利用LA－MC－ICP－MS開展了洛陽鐵礦細粒斑狀花崗巖與花崗斑巖體的鋯石U－Pb同位素測年．

測試結果

1Re－Os同位素測試結果

Re、Os含量的不確定度包括樣品和稀釋劑的稱量誤差、稀釋劑的標定誤差、質譜測量的分餾校正誤差、待分析樣品同位素比值測量誤差．置信水平95％．模式年齡的不確定度還包括衰變常數的不確定度（1．02％），置信水平95％．模式年齡t按下式計算。通過對3件樣品開展上述方法的測試，獲得3個測試數據，分析結果列于表1中．表1中所列單個數據點的誤差均為1σ，加權平均年齡具95％的置信度．3個樣品的模式年齡集中在（130±1．9）～（130±2）Ma，代表洛陽鐵礦輝鉬礦的形成時代．

2LA－ICP－MS鋯石U－Pb同位素測齡結果

中細粒斑花崗巖鋯石的形態較為單一，主要為長條形鋯石（圖4a），晶體長約70～150μm，寬約35～65μm，長寬比大約為2∶1～3∶1．總體上該組鋯石形態及大小差別不大，具明顯的振蕩環帶和扇形環帶，鋯石中少見核．Th／U比值為0．06～16，大部分集中在0．88～1．41之間，表明鋯石具明顯巖漿成因．本次工作分析了24個鋯石顆粒，分析結果列于表2中．所有分析結果在諧和圖上組成密集的一簇（圖5a），206Pb／238U加權平均年齡為132±1Ma，方差1，應該代表洛陽鐵礦區中細粒斑花崗巖的結晶年齡．花崗斑巖鋯石的形態主要有2組（圖4b）：第1組為長條形鋯石（點1，2，4，12，13，16，22，23，26，31）晶體長約200～600μm，寬約70～100μm，長寬比大約為3∶1～6∶1．總體上該組鋯石形態及大小差別不大，具明顯的振蕩環帶和扇形環帶，鋯石中少見核．Th／U比值為0．91～10．為明顯巖漿成因鋯石．第2組鋯石呈寬板狀（點3，5～11，14，15，17，19～21，24，25，27～29，32），晶體長約100～300μm，寬約50～150μm，長寬比一般小于2∶1．鋯石邊緣環帶發育，比較密集，邊部棱角清晰．Th／U比非常高，為0．80～1．63，也為明顯的巖漿鋯石．本次工作分析了32個不同類型鋯石顆粒，分析結果列于表2中．其中18，30號點由于測試異常被刪除，其余30個顆粒的分析結果在諧和圖上組成密集的一簇（圖5b），206Pb／238U加權平均年齡為131±1Ma，方差7．應該代表洛陽鐵礦花崗斑巖的結晶年齡．

成巖成礦時代討論

1成巖成礦時代及礦床成因

通過對洛陽鐵礦床中輝鉬礦Re－Os同位素模式年齡結果分析，礦床中輝鉬礦床的主要形成時代為（130±1．9）～（130±2）Ma，為早白堊世成礦．礦區花崗斑巖結晶年齡為131±1Ma，中細粒斑狀花崗巖結晶年齡為（131．64±0．62）Ma，說明2類巖體成巖時代基本同時，都形成于早白堊世．根據以上成巖成礦時代測試結果，可以得出洛陽鐵礦床輝鉬礦的成礦時代與花崗巖成巖時代非常吻合．根據洛陽鐵礦地表地質調查以及鐵礦床深部勘查成果可知，中細粒斑狀花崗巖主要呈巖株狀產于南礦區深部，花崗斑巖則位于中細粒斑狀花崗巖上部，并沿著不同方向的斷裂切層或順層侵位而呈現巖脈或巖床出露于地殼淺表，零星分布于整個礦區．2類花崗巖之間呈漸變關系，無明顯分界線，說明中細粒斑狀花崗巖侵入地殼后，由于巖漿分異作用在較高部位形成花崗斑巖巖漿，并沿淺表斷層侵位．2類巖體相似的同位素年齡也說明成巖時代的一致性．早白堊世洛陽鐵礦區中細粒斑狀花崗巖形成，且自下而上侵位于林地組（C1l）粉砂巖、船山組（C3c）及棲霞組（P1q）灰巖中（圖6）．在林地組（C1l）粉砂巖與巖體接觸帶附近，發生強烈的鉀質及鈉質交代作用．林地組（C1l）上部由于鉀質溶液沿碎屑巖孔隙或裂隙進一步擴散交代，形成鉀化帶．這種發生在林地組（C1l）粉砂巖中的強烈交代作用會促使分散在碎屑巖中的鐵質活化和遷移，部分礦液在粉砂巖頂部沉淀形成一些規模小、品位低的礦體．與此同時侵入巖漿與船山組（C3c）－棲霞組（P1q）灰巖發生交代作用，形成含透輝石、柘榴子石的無水矽卡巖．由于交代作用早期含揮發份流體中鐵質含量低，矽卡巖中未見具規模的磁鐵礦體．隨后來自林地組（C1l）粉砂巖中富含鐵質的流體與殘余巖漿進一步分異的大量富含揮發份的流體結合，沿著先存切層斷裂上升，順層間破碎帶或由于巖體侵位在圍巖中形成的裂隙擴散對早期無礦矽卡巖重新疊加交代，形成含磁鐵礦的矽卡巖．大量細粒磁鐵礦晶體在林地組（C1l）粉砂巖與船山組（C3c）灰巖界面及層間破碎帶沉淀，形成厚薄不均的規模大、品位高的層狀、豆莢狀礦體；在船山組（C3c）－棲霞組（P1q）灰巖中形成品位較高的透鏡狀、囊狀礦體；巖體中賦存于灰巖捕虜體的鐵礦體常呈透鏡狀、扁豆狀、囊狀等．此階段熱液含少量H2S與鐵鉬等反應形成黃鐵礦、輝鉬礦等細脈狀礦（化）體．地殼淺層形成的花崗斑巖呈巖墻、巖脈或巖床等侵位于圍巖斷裂系統中．巖漿熱液由于富含一定量H2S揮發份沿花崗斑巖前緣部位或矽卡巖及磁鐵礦體中的裂隙擴散交代而發育硅化－絹云母化，并形成呈細脈、浸染狀產出的輝鉬礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦以及少量磁鐵礦化、鉀長石化、螢石化和泥化等蝕變現象．綜上所述，雖然洛陽鐵礦床中磁鐵礦與輝鉬礦主礦體分別形成于矽卡巖期和石英－硫化物期，但實際上矽卡巖期也有少量的輝鉬礦（化）體，石英－硫化物期也見小規模的脈狀磁鐵礦體．而且來自于深部的富鐵流體對灰巖地層反復交代形成富磁鐵礦體的矽卡巖化過程中，疊加了形成輝鉬礦細脈的、來自淺層花崗斑巖巖漿熱液的硅化－絹云母化蝕變作用．2期成礦作用總體上雖有先后關系，但也有部分階段出現重疊，磁鐵礦與輝鉬礦形成時代非常相近．因此，洛陽鐵礦輝鉬礦Re－Os同位素模式年齡（130±1．9）～（130±2）Ma可以作為該礦床的主要成礦時代．洛陽鐵礦被認為是“馬坑式”鐵礦的重要代表礦床之一．“馬坑式”鐵礦存在有多種成因觀點，其中之一認為磁鐵礦形成于晚古生代的海底火山沉積，并受到燕山期熱液改造（鄒天人等，1981；葛朝華等，1981；韓發和葛朝華，1983b；葛朝華和韓發，1984）．在此認識基礎上獲得馬坑鐵礦主礦體石英磁鐵礦Rb－Sr等時線年齡為346±68Ma、角閃石磁鐵礦年齡為334Ma，與礦體呈互層的安山玄武巖Rb－Sr等時線年齡為364±46Ma，從而得出馬坑鐵礦主礦體成礦時代為中石炭－早二疊世（韓發和葛朝華，1983a）．根據洛陽鐵礦勘查結果，磁鐵礦體除層狀、似層狀外，還存在透鏡狀、囊狀礦體、扁豆狀，甚至部分脈狀礦體．礦體賦層部位主要有巖性界面、層間破碎帶、褶皺核部、巖體接觸帶．磁鐵礦體規模、品位等在巖體附近相對大而高，而遠離巖體則小而貧，并逐漸消失．礦區圍巖蝕變也以巖體為中心分帶性較明顯．圍巖巖性較為簡單，主要為粉砂巖及灰巖地層，未見灰巖地層中存在火山巖夾層．因此洛陽鐵礦床的形成與燕山期巖漿熱液作用關系密切，主要礦體為典型的層控矽卡巖型（趙一鳴等，1982）．閩西南地區有晚古生代存在海相火山沉積巖的報道（福建省地質八隊，1982；王紹雄，2003），但其分布及規模相對有限，一些早期認為的海西期火山巖也存在爭議（潘廓祥等，1982）．即使存在海西期火山作用，根據火山巖夾層的厚度判斷火山作用的規模難以與閩西南地區鐵礦床規模相匹配（潘廓祥等，1982）．早期針對馬坑鐵礦角閃石K－Ar法測年獲得101Ma年齡值（中國地質科學院地質礦產研究所第三鐵礦研究隊礦床組，1978，福建龍巖馬坑鐵礦地質特征及其形成條件的研究）．近年來，王登紅等（2010）獲得馬坑鐵礦伴生輝鉬礦Re－Os等時線年齡為130．50±0．92Ma，與礦區莒舟巖體獲得的單顆粒鋯石U－Pb年齡136Ma和139Ma較吻合（毛建仁等，2006），表明馬坑鐵礦床成礦作用與中生代花崗巖漿侵入作用有關，其成巖與成礦時代也與本文所獲得的洛陽鐵礦年代學數據非常接近．進一步說明了區域上有重要找礦意義的“馬坑式”鐵礦床為早白堊世成礦．

2成礦時代的區域地質意義

東南大陸位于中國東部中新生代巨型構造－巖漿巖帶之上，尤以中生代巖漿及成礦最為宏偉壯觀．閩西南拗陷作為東南大陸上的一個主要構造單元，應該經歷了特提斯向環太平構造域的轉換，并都留下相應的成礦作用記錄．隨著中侏羅世－晚侏羅世早期（170～160Ma）古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖，表現為大規模陸內擠壓，標志著構造域轉換開始（Wuetal．，2000）．晚侏羅世中晚期（160～145Ma）古太平洋板塊俯沖作用所影響的范圍逐步擴大（張岳橋等，2009），標志著特提斯向環太平構造域的轉換達到高峰．在此之后加厚的巖石圈開始表現為伸展變形，出現大規模的巖漿作用與伸展空間而成礦，以早白堊世135～100Ma期間的成礦作用廣泛發育．閩西南一帶以紫金山礦床銅金成礦作用為代表．其成礦時代有122±4Ma和100±3Ma（石英Rb－Sr等時線，周肅和陳好壽，1996）、（97±3）～（91．5±0．4）Ma（冰長石40Ar－39Ar，張德全等，2003；劉曉東和華仁民，2005），與東南沿海其他礦床，如江西尋塢銅坑障鉬礦床Re－Os年齡（133±1．6）～（134±1．8）Ma（許建祥等，2007）、蓮花山鎢礦床112～119．5Ma（云英巖中白云母K－Ar，徐曉春等，1999）、西嶺錫礦床98．8±9Ma（含錫絹英巖K－Ar，徐曉春等，1999）、毫石銀礦床100Ma左右（蝕變絹云母K－Ar法及石英流體包裹體的Rb－Sr法，徐步臺等，1994）、大嶺口銀鉛鋅礦床100Ma（蝕變巖K－Ar法，徐曉春等，1999）等總體上處于同一階段，馬坑及洛陽鐵礦床分別獲得的130．50±0．92Ma及（130±1．9）～（130±2）MaRe－Os同位素年齡，說明除銅（鉬）鎢錫外，早白堊世伸展背景下閩西南地區存在重要的鐵（鉬）成礦作用，也與華南早中白堊世（134～80Ma）大規模成礦作用時代相對應（毛景文等，2007，2008）．

結論

根據洛陽鐵礦床開展的花崗巖LA－ICP－MS鋯石U－Pb同位素測齡及輝鉬礦Re－Os同位素年代學研究結果，可以得出洛陽鐵礦床中輝鉬礦Re－Os同位素模式年齡為（130±1．9）～（130±2）Ma，為早白堊世成礦，礦區花崗斑巖結晶年齡為131±1Ma，中細粒斑狀花崗巖結晶年齡為131．64±0．62Ma，說明巖體都形成于早白堊世．通過對洛陽鐵礦床花崗巖、磁鐵礦體及輝鉬礦體空間分布規律及礦化蝕變特征綜合分析，結合巖體與礦床年代學結果，可以得出洛陽鐵礦床主要形成于早白堊世，與早白堊世花崗巖巖漿熱液接觸交代石炭紀碎屑巖－碳酸鹽巖地層密切相關．