安徽廬江-滁州巖漿成礦帶成巖成礦作用特征

韋導(dǎo)忠，汪高明，徐潔

（安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心，安徽合肥 230091）

0 引言

長江中下游中生代巖漿巖成礦帶，是我國地質(zhì)學(xué)界研究的熱點(diǎn)地區(qū)[1～2]。安徽省沿江地區(qū)是長江中下游成礦帶的一個重要組成部分，本區(qū)巖漿巖的分布具有夾心餅干式的分帶特征，它雖然是一種宏觀的現(xiàn)象，卻有重要的地質(zhì)意義。按照地理位置可將該地區(qū)分為三個帶，內(nèi)帶，外帶（南外帶和北外帶）和A 型花崗巖帶[2]，其中北外帶指廬江-滁州巖漿成礦帶。前人對于北外帶的研究多集中在巖漿活動[3～4]和巖體的年代學(xué)工作[5～9]。隨著廬江-滁州巖漿成礦帶（北外帶）內(nèi)一系列新礦床的發(fā)現(xiàn)和高精度巖漿巖年代學(xué)和地球化學(xué)數(shù)據(jù)的發(fā)表，對北外帶的構(gòu)造環(huán)境、巖漿巖系列和成礦特點(diǎn)有待進(jìn)一步總結(jié)，北外帶與內(nèi)帶的成巖成礦作用的異同和聯(lián)系仍有待進(jìn)一步深入研究。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了廬江-滁州巖漿成礦帶的地質(zhì)、成礦作用和巖漿巖地球化學(xué)特征，分析了巖漿與成礦的作用關(guān)系，并與內(nèi)帶進(jìn)行了對比，初步探討了北外帶成礦作用的動力學(xué)背景。

1 北外帶巖漿巖學(xué)和地球化學(xué)特征

北外帶指廬江-滁州巖漿成礦帶，其北西邊界為郯廬深斷裂，南東以羅河-義津橋斷裂為界（圖1）。北外帶內(nèi)出露地層主要由元古代到新生帶地層組成。北外帶內(nèi)巖漿巖主要產(chǎn)于沙溪、冶父山和滁州三個地區(qū)，代表性巖體為出露地表的沙溪巖體、冶父山巖體、滁州巖體及隱伏的東顧山巖體，上述巖體均沿著滁河斷裂產(chǎn)出，反映它們可能受基底斷層控制（見圖1）。其中沙溪巖體的主要巖性為石英閃長斑巖，冶父山巖體的主要巖性為石英正長巖，滁州巖體的主要巖性為石英二長斑巖，東顧山巖體的主要巖性為黑云母花崗巖，上述四個巖體的巖石學(xué)特征見表1。

北外帶內(nèi)四個代表性巖體主量元素圖解均落入準(zhǔn)鋁質(zhì)系列，由于北外帶巖體發(fā)生了后期不同程度的鉀化和鈉化蝕變，故此處略去關(guān)于單一成分Na2O或K2O的相關(guān)投圖，在K2O/Na2O-SiO2圖解中可知東顧山巖體的K2O/Na2O最高，沙溪巖體、冶父山巖體次之，滁州巖體最低；在MgO-TFe2O3圖解中可知，東顧山和冶父山地區(qū)均貧鐵鎂，沙溪、滁州地區(qū)鎂鐵含量較高（圖2）。

圖1 北外帶地質(zhì)簡圖Figure 1.Geological sketch of the north outer belt

北外帶內(nèi)沙溪巖體、冶父山巖體、滁州巖體和東顧山巖體的樣品的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分曲線均為右傾型，LaN/YbN=6.62～34.59，平均為23.73；輕稀土元素（LREE）富集，重稀土元素（HREE）強(qiáng)烈虧損，無明顯負(fù)Eu 異常，但冶父山巖體在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化模型圖中稀土元素含量明顯降低，差別為幾個數(shù)量級，且LaN/YbN值低，平均為10.18。沙溪巖體、東顧山巖體和滁州巖體明顯富集大離子親石元素（LILE），而虧損高場強(qiáng)元素（HSFE）（圖3），Σ（Rb+Sr+Ba）平均值分別為1646×10-6，644×10-6和2544×10-6；Σ（Nb+Ta+Hf）平均值分別為5.3×10-6，22×10-6和8.7×10-6。這些樣品的微量和稀土元素含量有相似的變化趨勢，但冶父山巖體的稀土和微量元素含量則明顯偏低幾個數(shù)量級。在微量元素的Harker圖解（圖4）中，沙溪巖體、東顧山巖體、冶父山巖體和滁州巖體的Yb和Y分別與SiO2呈負(fù)相關(guān)性，而Zr、Sr、Ba與SiO2呈正相關(guān)性，Ce并不與SiO2有相關(guān)性。

圖2 北外帶侵入巖巖石類型主量元素特征圖解Figure 2.Characteristics of major elements of intrusive rocks in the north outer belt

圖3 北外帶巖體稀土元素配分圖和微量元素蛛網(wǎng)圖中標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[12]Figure 3.REE partitioning pattern and trace element spider diagram for the rock masses in the north outer belt（with normalized data cited from reference [12]）

圖4 北外帶巖體微量元素哈克圖解Figure 4.Harker diagram of trace elements from rock masses in the north outer zone

表1 北外帶地區(qū)巖漿巖巖石學(xué)特征簡表Table 1.Brief lithologic characteristics of magmatic rocks in the north outer belt

2 北外帶典型礦床地質(zhì)特征

2.1 沙溪斑巖型銅金礦床地質(zhì)特征

沙溪礦床位于北外帶的南部（圖1），礦床類型為大型斑巖型礦床，探明金屬資源量約100×104tCu，品位為0.55%和40tAu，品位為0.47g/t。礦體主要產(chǎn)于沙溪石英閃長玢巖體內(nèi)[13]。沙溪銅金礦床發(fā)育典型斑巖型礦床的圍巖蝕變，即鉀硅酸鹽化、青磐巖化、石英絹云母化和高嶺土化[13]。

2.2 東顧山鎢多金屬矽卡巖型礦床地質(zhì)特征

東顧山礦床位于北外帶的中部（圖1），礦床類型為矽卡巖型鎢多金屬礦床，初步圈定了鎢礦體視厚度32.61m，含WO3平均品位0.19%，預(yù)計資源量可達(dá)大型規(guī)模（327 隊，內(nèi)部資料）。礦體產(chǎn)在巖體與白云質(zhì)地層的接觸帶和巖體的頂部[14]，巖體巖性為黑云母花崗巖。東顧山鎢多金屬礦床發(fā)育典型的矽卡巖型蝕變，矽卡巖礦物主要有鈣鋁石榴石、鈣鐵石榴石、透輝石、硅鎂石等。礦化階段分為早矽卡巖階段、晚矽卡巖階段、石英硫化物階段和氧化階段四個階段。

2.3 滁州瑯琊山銅金矽卡巖型礦床地質(zhì)特征

瑯琊山礦床位于北外帶的北部（圖1），礦床類型為中型矽卡巖型銅金礦床，儲量為17×104tCu和7tAu，銅礦石品位為1%～3%，平均1.41%；伴生組分金0.34～0.98g/t，并伴生有用組分鐵、鉬等金屬。礦體產(chǎn)于石英閃長斑巖與上寒武統(tǒng)灰?guī)r之接觸帶及其前緣中[15]?，樼鹕姐~金礦發(fā)育典型的矽卡巖型蝕變，矽卡巖礦物主要為透輝石、石榴石、透閃石、陽起石、綠簾石、綠泥石和石英等。

3 討論

3.1 北外帶成巖成礦作用特征

北外帶的成巖成礦作用具有明顯分期性，不同巖體和礦床的成巖成礦時代有明顯差別。沙溪斑巖型礦床成礦年齡為130.0±1.0Ma，與成礦有關(guān)的石英閃長斑巖的成巖年齡為131.0±1.0[13]；冶父山石英正長巖的成巖時代為140.2±1.8Ma；東顧山鎢多金屬礦床成礦年齡為97.2±0.7Ma，與成礦有關(guān)的黑云母花崗巖的成巖年齡為99.9±1.7Ma[14]；滁州成巖年齡為129.0±0.2Ma，與成礦有關(guān)的巖體為石英二長斑巖，推測礦床成礦時代與成巖時代相近[15]。因此它們并非前人認(rèn)為的同一構(gòu)造背景下形成的產(chǎn)物[2]。

北外帶內(nèi)巖體的微量和稀土元素特征也表明，不同時代的巖體具有不同的成礦專屬性和地球化學(xué)特征。與沙溪石英閃長斑巖和滁州石英二長斑巖有關(guān)的礦種為銅金，與東顧山黑云母花崗巖有關(guān)的礦種為鎢多金屬，冶父山石英正長巖則無礦化。沙溪巖體和滁州巖體（礦種為銅金）微量元素蛛網(wǎng)圖具有一定相似性，均富集Ba、K、La、LREE等，表現(xiàn)為明顯的波峰，虧損Nb、Ta、Ti、HREE 等，表現(xiàn)為明顯的波谷（圖3）。東顧山巖體（礦種為鎢多金屬）的微量元素蛛網(wǎng)圖中元素的虧損和富集特征與銅金成礦巖體相似，但趨勢更為明顯；而北外帶內(nèi)與成礦作用無關(guān)的巖體微量元素含量明顯低于成礦巖體幾個數(shù)量級，可以作為判別成礦與否的有效標(biāo)志。在稀土元素圖中，北外帶的成礦巖體均表現(xiàn)為右傾型，與銅金有關(guān)的成礦巖體稀土右傾斜率變化較小，較平緩；而與鎢多金屬有關(guān)的巖體稀土元素的右傾形式表現(xiàn)為斜率先變大后變小。成礦巖體富集大離子親石元素，虧損高場強(qiáng)元素，呈現(xiàn)右傾式稀土配分模式，無礦巖體則表現(xiàn)為明顯低于成礦巖體稀土元素含量。

3.2 北外帶與內(nèi)帶、南外帶成巖成礦作用對比

安徽沿江地區(qū)巖漿成礦帶可以分為內(nèi)帶，外帶和A 型花崗巖帶，研究成果豐富[1,16～17]。內(nèi)帶燕山期成巖成礦作用顯著，形成了一系列大中型礦床，集中產(chǎn)出于銅陵礦集區(qū)、安慶-貴池礦集區(qū)，廬樅礦集區(qū)和寧蕪礦集區(qū)。銅陵礦集區(qū)和安慶-貴池礦集區(qū)是斑巖-矽卡巖型Cu-Au礦床產(chǎn)出的典型代表，與成礦作用密切相關(guān)的巖漿巖以花崗閃長巖-石英閃長巖為主[18～22]。廬樅礦集區(qū)和寧蕪礦集區(qū)產(chǎn)出玢巖型鐵礦床，成礦巖漿巖為閃長巖類[23～26]。南外帶指宣城的麻姑山往南至青陽五昌廟、銅山墩等地，南外帶內(nèi)侵入巖主要為出露面積較小的花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖，礦化規(guī)模較小，多為矽卡巖型銅金礦床和鎢多金屬礦床[27～28]。A型花崗巖帶則以石英正長巖和鉀長花崗巖為主，通常不形成礦床。因此，安徽沿江地區(qū)巖漿成礦帶呈現(xiàn)出內(nèi)帶以鐵銅金為主，北外帶和南外帶以銅鎢金多金屬為主，具有對稱性的夾心餅干式分布特征。

安徽沿江地區(qū)巖漿成礦帶這種成巖成礦作用的分帶性，雖然是一種宏觀的現(xiàn)象，卻有重要的地質(zhì)意義。在前人研究的基礎(chǔ)上，本文認(rèn)為基底可能是其主要控制因素，常印佛等（1996）認(rèn)為深部基底是控制淺部巖漿巖和礦床類型的重要因素，安徽沿江地區(qū)巖漿成礦帶的基底可以分為北部崆嶺一董嶺式基底和南部的江南式基底，兩個基底的結(jié)合帶推測在長江深大斷裂一帶，該結(jié)合帶在燕山期巖漿活動中活化，成為縱貫全區(qū)的控巖控礦通道。安徽沿江地區(qū)巖漿巖成礦帶內(nèi)帶的成巖成礦作用主要受長江深大斷裂控制，成巖成礦物質(zhì)主要來自于地幔，因此主要以與閃長巖有關(guān)的銅鐵金成礦作用為主[30～33]，而北外帶和南外帶受基底地層物質(zhì)成分的加入，既可以形成與閃長巖有關(guān)的銅金礦床，也可以形成與花崗巖有關(guān)的鎢多金屬礦床。

3.3 北外帶成巖成礦地質(zhì)背景

前人已經(jīng)表明[13,30～31,33～42]，長江中下游成礦帶內(nèi)斑巖-矽卡巖銅金成礦作用可分為兩階段：早階段（145～136Ma）由于古太平洋板塊北西向俯沖導(dǎo)致富集巖石圈加厚、拆沉和部分熔融，部分熔融形成的基性巖漿上升底侵到下地殼底部，誘發(fā)下地殼部分熔融，部分熔融下地殼形成的殼源巖漿和上升的基性巖漿在深部巖漿房發(fā)生混合作用，混合的巖漿上升侵入到地殼淺部形成145～136Ma的巖漿作用和有關(guān)的銅金斑巖-矽卡巖型礦化；隨后由于古太平洋板塊俯沖方向的改變（NW→NNW）導(dǎo)致長江中下游成礦帶應(yīng)力減弱，區(qū)域伸展作用增強(qiáng)，進(jìn)一步發(fā)生拆沉作用，同時不斷斜向俯沖導(dǎo)致郯廬斷裂帶的左行平移，造成局部的擠壓形成褶皺帶，深部拆沉作用形成基性巖漿上升侵入新生下地殼，并誘發(fā)新生下地殼發(fā)生部分熔融，同樣在深部巖漿房發(fā)生混合作用，之后上升侵入到褶皺帶形成晚階段（133～125Ma）斑巖-矽卡巖型銅金礦床。本次研究北外帶地區(qū)的銅金成礦作用屬于成礦帶晚階段的斑巖-矽卡巖型成礦作用。而北外帶早期無礦巖體處于太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換開始背景，北外帶形成時代最晚的巖體（99Ma）則對應(yīng)新的伸展高峰并有較多的殼源物質(zhì)參與巖漿活動[13]。

4 結(jié)論

（1）北外帶成礦巖體輕稀土富集，不具有Eu負(fù)異常，無礦巖體則表現(xiàn)為明顯低于成礦巖體幾個數(shù)量級的稀土元素含量。按成礦時代可分為早中晚三期，早期巖性為石英正長巖且無礦化，成巖年齡為140Ma；中期巖性為石英閃長斑巖和石英二長斑巖，礦床類型為矽卡巖-斑巖型銅金礦床，成巖成礦年齡為131～129Ma；晚期巖性為黑云母花崗巖，礦床類型為矽卡巖型鎢多金屬礦床，成巖成礦年齡為99～97Ma。

（2）安徽沿江地區(qū)巖漿成礦帶呈現(xiàn)出內(nèi)帶以鐵銅金為主，北外帶和南外帶以銅鎢金多金屬為主，具有對稱的分布特征，控礦構(gòu)造可為基底構(gòu)造和沿江深大斷裂帶。

（3）北外帶早期巖體（140Ma）處于太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換開始背景，中期巖體（131～129Ma）對應(yīng)于長江中下游成礦帶晚階段的矽卡巖-斑巖成礦作用，是由于古太平洋板塊俯沖方向的改變（NW→NNW）作用下的產(chǎn)物，處于伸展的構(gòu)造背景下，北外帶晚期巖體（99～97Ma）形成于新的伸展高峰期，且與殼源物質(zhì)密切相關(guān)。