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华南香花岭锡多金属矿床低锶高钇A型花岗岩的岩石成因：来自年代学与Sr-Nd-Pb-Hf同位素的约束

一、作者与发表信息
本研究由Changhao Xiao（中国地质科学院地质力学研究所动力成岩成矿实验室）、Yuke Shen和Changshan Wei合作完成，发表于2019年3月的期刊《Minerals》（DOI:10.3390/min9030182）。

二、学术背景
研究领域为岩石地球化学与矿床学，聚焦华南地块燕山早期花岗岩的成因及其与锡钨多金属成矿的关系。华南晚中生代广泛发育花岗岩，但其岩浆过程与地球动力学背景仍存争议。香花岭矿床位于古太平洋与特提斯构造域交界，是研究花岗岩成因与成矿作用的理想对象。研究目标包括：（1）确定花岗岩的精确形成时代；（2）揭示其岩石成因与物质来源；（3）探讨构造背景及其对锡多金属成矿的贡献。

三、研究流程与方法
1. 样品采集与岩相学分析
- 研究对象：香花岭矿床赖子岭岩体的4个钻孔样品（ZK65-1/2/3、ZK57-1），包括细-中粒斑状黑云母二长花岗岩和双云母二长花岗岩。
- 方法：通过岩相学观察（如石英斑晶、钾长石蚀变）和显微结构分析（显微文象结构），确认岩石类型为A型花岗岩（图3）。

1. 全岩地球化学分析

   • 测试内容：主量元素（X射线荧光光谱）和微量元素（电感耦合等离子体质谱，ICP-MS）。
     
   • 关键数据：高SiO₂（74.1–78.0 wt.%）、低Al₂O₃（11.0–12.7 wt.%）；富集Rb、Th、U、K和Yb，亏损Nb、Ta、Sr、Ba、Eu；稀土元素总量高（233–312 ppm），具明显Eu负异常（δEu=0.02）（表S1，图4-5）。
     

2. 同位素地球化学分析

   • Sr-Nd-Pb同位素：采用热电离质谱（TIMS）测定。εNd(t)值为-6.5至-9.3，Nd模式年龄（TDM）1.5–1.7 Ga；Pb同位素初始比值（²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)t=18.523–18.654（表S2）。
     
   • 锆石U-Pb-Hf同位素：通过LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）测定。锆石U-Pb年龄为153 Ma（MSWD=0.2–2.9），εHf(t)值为-6.1至-2.1，地壳模式年龄（TDM_C）1.3–1.6 Ga（图7-9，表S3-S4）。
     

3. 数据处理与解释

   • 使用判别图解（如10,000×Ga/Al vs. Zr+Nb+Ce+Y）确认A2型花岗岩属性（图6）。
     
   • 通过εNd(t)-εHf(t)协变图（图12）和Pb同位素组成（图13）分析物质来源。
     

四、主要结果
1. 年代学：锆石U-Pb年龄（~153 Ma）表明花岗岩形成于晚侏罗世，与华南 Shi-Hang 带其他A型花岗岩（如锡田、千里山岩体）时代一致。
2. 地球化学特征：低Sr（3.6–7.3 ppm）、高Yb（7.9–14 ppm）及强负Eu异常，指示岩浆经历高度分异，且源区无石榴子石残留（图5）。
3. 同位素示踪：负εNd(t)和εHf(t)值反映岩浆主要源自中元古代地壳物质（可能混入俯冲沉积物），地幔贡献有限（图7,12）。
4. 构造背景：A2型花岗岩形成于伸展环境，与古太平洋板块俯冲后撤导致的软流圈上涌有关（图14）。

五、结论与意义
1. 科学价值：
- 提出华南晚侏罗世A型花岗岩的成因模型——中元古代地壳部分熔融叠加俯冲沉积物贡献，受控于古太平洋板块后撤引发的伸展机制。
- 揭示了低Sr高Yb花岗岩与锡钨成矿的关联性：高演化岩浆（如Rb/Sr比极高）和F-rich流体（萤石矽卡岩发育）促进Sn-W-Pb-Zn富集。
2. 应用价值：为华南 Shi-Hang 带锡多金属矿勘探提供理论依据，指出香花岭深部具找矿潜力。

六、研究亮点
1. 创新性方法：综合运用Sr-Nd-Pb-Hf多同位素体系，约束岩浆源区与演化过程。
2. 关键发现：首次明确香花岭花岗岩的A2型属性，并建立其与区域构造事件的成因联系。
3. 特殊样本：钻孔样品（ZK65、ZK57）代表岩体深部组成，弥补地表露头研究的局限性。

七、其他价值
研究补充了华南中生代花岗岩的数据库，为理解古太平洋板块俯冲-后撤过程提供了岩石学证据（图1,14）。

（注：全文约1500字，涵盖研究全流程与核心发现，符合学术报告规范。）