安徽廬樅礦集區(qū)金雞山巖體成巖年代學及其地質意義

魏國輝，張舒，張贊贊

[安徽省地質調查院（安徽省地質科學研究所），安徽合肥 230001]

0 引言

廬樅礦集區(qū)位于長江中下游成礦帶內，西鄰郯廬斷裂帶，是區(qū)內重要的鐵銅多金屬礦集區(qū)[1～3]。廬樅礦集區(qū)在早白堊世爆發(fā)了強烈的巖漿活動，形成了一系列與火山-潛火山-侵入巖有關的多金屬礦床，包括：①與橄欖安粗質火山-潛火山巖有關的玢巖型鐵礦床[4]；②與埃達克質侵入巖有關的斑巖型銅礦床[5]；③與A 型花崗巖有關的鈾礦床[6]；④與高鉀鈣堿性侵入巖有關的鎢鉬礦床[7]。精確測定不同類型巖漿巖的成巖年齡，對于理解本區(qū)巖漿成因及演化過程，構建區(qū)域成巖成礦時空格架，建立巖漿活動與成礦作用的內在聯(lián)系有著重要的幫助。

金雞山巖體位于廬樅盆地東南緣的A 型花崗巖帶內，緊鄰城山巖體，地球化學特征顯示其屬于A 型花崗巖類[2,6,11]。前人已對廬樅礦集區(qū)的A型花崗巖開展了大量高精度測年工作[8～11]，但是對金雞山巖體還沒有精確的年齡報道。本次選擇金雞山巖體為研究對象，在巖相學研究的基礎上，開展了LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析，精確測定了金雞山巖體的形成年齡；結合區(qū)域地質資料，對成巖背景進行了討論。

1 區(qū)域地質背景

廬樅礦集區(qū)橫跨安徽省廬江縣與樅陽縣，大地構造位置位于揚子板塊北緣，郯廬斷裂帶東側[1]。按照構造背景的差異，廬樅礦集區(qū)可以劃分為西北部的沙溪-東顧山構造帶、中部的廬樅中生代火山巖盆地及東南部的A型花崗巖帶（圖1）。

圖1 廬樅地區(qū)地質礦產略圖（據(jù)文獻[6]修改）Figure 1. Geological sketch of the Lu-Zong Basin (modified after Zhang Shu, et. al., 2014[6])

沙溪-東顧山構造帶呈北北東向展布，產出于郯廬斷裂帶內。沙溪-東顧山構造帶內主要出露志留系至侏羅系的碳酸鹽巖及碎屑巖。北北東走向的銅泉山背斜及北北東向的斷裂構造控制了本區(qū)地層及巖漿巖的分布。區(qū)內巖漿活動主要集中在早白堊世，包括深部隱伏的閃長質侵入巖、噴出地表的安山質火山巖[5]。

廬樅礦集區(qū)主體為廬樅火山巖盆地，是一個北東向不對稱的中生代陸相盆地。盆地被四組深大斷裂所圍限。盆地基底為中三疊統(tǒng)-中侏羅統(tǒng)碎屑巖，主要出露于盆地邊部。盆地內部充填有早白堊世粗面安山質火山巖，由老到新劃分為龍門院組、磚橋組、雙廟組和浮山組。盆地內部分布有早白堊世的侵入巖，巖性主要包括閃長巖、二長巖及正長巖類。

A 型花崗巖帶呈北東向分布于廬樅火山巖盆地的東南緣，從安慶的大龍山巖體經樅陽城山巖體至黃梅尖巖體，延伸約75 km。A 型花崗巖帶內的侵入巖巖性以正長巖、石英正長巖為主，少量黑云母石英正長巖及堿性長石花崗巖。帶內侵入巖均為A 型花崗巖，形成時代晚于廬樅盆地內部的火山-潛火山巖，屬于長江中下游地區(qū)地殼伸展階段的產物[2，8～11]。

2 金雞山巖體地質特征

金雞山巖體位于樅陽縣官埠橋東側，侵位于中侏羅世羅嶺組碎屑巖與早白堊世龍門院組火山巖內，東側與城山石英正長巖體呈侵入接觸關系。金雞山巖體巖性為石英正長斑巖，新鮮巖石呈肉紅色，似斑狀結構，塊狀構造（圖2）。斑晶主要為正長石，呈乳白-灰白色，自形柱狀，粒徑約1 mm×5 mm～3 mm×15 mm，含量約15%?；|為微粒-細粒顯晶質結構，主要由鉀長石與石英構成，偶見普通角閃石?；|中的鉀長石呈半自形短柱狀、粒狀，粒徑0.1～0.2 mm；基質中的石英呈他形粒狀填隙產出，粒徑0.1～0.2 mm。金雞山石英正長斑巖中副礦物主要為磷灰石、鋯石。巖石整體發(fā)育弱的高嶺石化及綠泥石化蝕變，正長石斑晶表面出現(xiàn)塵土狀，角閃石有一部分蝕變?yōu)榫G泥石。

圖2 金雞山巖體手標本及顯微鏡下照片F(xiàn)igure 2. Photo of a hand specimen from the Jinjishan pluton and its micrographs

3 樣品采集及分析流程

金雞山巖體年代學測試樣品JJS-1采自地表采石場，樣品較新鮮，僅發(fā)育不均勻的高嶺石化蝕變。巖石樣品經過破碎、淘洗、重選、磁選等標準重礦物分離后，于雙目鏡下挑選出透明、自形程度較高的鋯石。將挑選出的鋯石用環(huán)氧樹脂固定、壓平、烘干制成樣品靶。將樣品靶磨至鋯石顆粒中心部分后拋光，再進行陰極發(fā)光及透反射拍照，選擇合適的點位進行激光U-Pb年齡測試。測年樣品鋯石的挑選工作在河北省廊坊誠信地質服務有限公司完成；鋯石的分選、制靶、陰極發(fā)光及透反射拍照在中科院地質與地球物理研究所電子探針和掃描電鏡實驗室完成。

鋯石微區(qū)U-Pb分析在中國地質調查局天津地質調查中心完成。分析儀器為Neptune多接收杯電感耦合等離子質譜儀及配套193 nm 激光剝蝕系統(tǒng)。激光剝蝕斑束直徑為35 μm，能量密度為13～14 J/cm2，頻率為8～10 Hz，樣品剝蝕物質以氦氣為載氣送入質譜儀進行分析，儀器配置和試驗流程詳見文獻[12]。數(shù)據(jù)處理及作圖分別采用ICPMSDataCal 程序[13]和Isoplot 程序[14]，采用208Pb 進行普通鉛校正，利用NIST612作為外標計算鋯石樣品的Pb、U、Th含量。

4 分析結果

本次測年工作所選擇的鋯石為透明或淺黃色，自形-半自形四方雙錐狀或四方柱狀，粒度0.15～0.2 mm，發(fā)育有典型的巖漿振蕩環(huán)帶，部分鋯石發(fā)育有扇形放射狀分帶結構（圖3）。剔除數(shù)據(jù)質量較差的分析點，本次U-Pb 測試有效點為16 個，鋯石U 含量為76×10-6～339×10-6，Th 含量為56×10-6～432×10-6，Th/U 比值為0.7～1.6（表1）。上述特征均表明，本次測試的鋯石為巖漿成因，其結晶年齡可以代表金雞山巖體的形成時代。16個鋯石測試點均落在年齡諧和曲線附近，表明年齡數(shù)據(jù)可信度較高（圖4）。鋯石的206Pb/238U年齡介于（128.0±0.8）Ma ～（131.5±0.8）Ma，加權平均年齡為（129.8±0.6）Ma（MSWD=1.3）。

表1 金雞山巖體鋯石U-Pb分析結果Table 1. Zircon U-Pb dating results of the Jinjishan pluton

圖3 金雞山巖體鋯石陰極發(fā)光照片F(xiàn)igure 3. Cathode luminescence photos of zircons from the Jinjishan pluton

圖4 金雞山巖體鋯石U-Pb諧和曲線圖Figure 4. Zircon U-Pb concordia plots for the Jinjishan pluton

5 討論

5.1 金雞山巖體的形成時代

本次研究通過LA-ICP-MS 定年技術精確測定了金雞山石英正長斑巖的年齡，鋯石U-Pb 測年結果顯示，金雞山巖體形成于（129.8±0.6）Ma，屬于早白堊世巖漿活動的產物。金雞山巖體侵位于龍門院組火山巖內，東側與城山石英正長巖體呈侵入接觸關系，因此，金雞山巖體應形成于龍門院組火山巖之后、城山巖體之前。前人已通過鋯石U-Pb 定年技術，獲得城山巖體形成于126.5～125 Ma[2,8]，龍門院組火山巖形成于134.8 Ma[4]，說明本次獲得的金雞山巖體成巖年齡較為可靠。

5.2 廬樅盆地南緣A型花崗巖的形成時代

對于廬樅盆地南緣A型花崗巖的年齡，前人已開展了大量的高精度同位素年代學測試。范裕等（2008）[8]獲得黃梅尖巖體、城山巖體、花山巖體及樅陽巖體的鋯石U-Pb年齡分別為（125.4 ± 1.7）Ma、（126.5 ± 2.1）Ma、（126.2 ± 0.8）Ma、（124.8 ± 2.2）Ma。周濤發(fā)等（2010）[10]測得黃梅尖巖體、巴壇巖體、龍王尖巖體和羅嶺巖體的鋯石U-Pb年齡分別為（128.4±0.9）Ma、（123.9±1.9）Ma、（126.5±1.5）Ma、（126.3±2.0）Ma。Wu Fuyuan et al. (2012)[2]測得黃梅尖巖體、龍王尖巖體、巴壇巖體、城山巖體、樅陽巖體、花山巖體和大龍山巖體的鋯石U-Pb年齡分別為（125.7 ±2.3）Ma、（125.8 ± 2.1）Ma、（124.8 ± 1.5）Ma、（125.0± 1.7）Ma、（125.4 ± 1.5）Ma、（124.4 ± 2.2）Ma 和（123.8±2.1）Ma。范裕等（2014）［9］測得大龍山巖體、梅林巖體、何家凹巖體、古塘沖巖體、青山巖體和周家山巖體的鋯石U-Pb年齡分別為（126.5±1.1）Ma、（125.9±1.3）Ma、（126.9±1.4）Ma、（126.7±1.4）Ma、（126.7±1.3）Ma和（124.9±1.3）Ma。薛懷民等（2016）［11］測得黃梅尖巖體、巴壇巖體、大龍山巖體、梅林巖體的鋯石UPb年齡分別為（130 ± 1）Ma、（129 ± 2）Ma、（128.2 ±1.3）Ma 和（124.6 ± 0.8）Ma。本次研究首次獲得金雞山石英正長斑巖的鋯石U-Pb年齡為（129.8±0.6）Ma。

大量的年代學數(shù)據(jù)顯示[2,8～11]，廬樅盆地南緣A 型花崗巖的成巖年齡介于131～124 Ma 之間，其中正長巖-石英正長巖的鋯石U-Pb年齡介于131～126 Ma，而正長花崗巖的侵位年齡略年輕（128～124 Ma）。相較廬樅盆地內部火山-潛火山巖134～128 Ma 的形成年齡[4,10]，盆地南緣A型花崗巖的形成則明顯稍晚。

5.3 構造背景

長江中下游成礦帶于早白堊世爆發(fā)了強烈的巖漿活動，形成了高鉀鈣堿性侵入巖、橄欖安粗質火山-潛火山巖及A 型花崗巖[3]。高鉀鈣堿性侵入巖主要形成于146～135 Ma，受控于擠壓的大地構造背景[15]。距今134～128 Ma 時，長江中下游地區(qū)由擠壓向伸展體制轉化，形成了一套橄欖安粗質火山-潛火山巖[10]。131～124 Ma 廣泛發(fā)育的A 型花崗巖代表了長江中下游地區(qū)已進入伸展構造的高峰期[2,8～11]。不僅在長江中下游地區(qū)，大別造山帶、皖南地區(qū)及華南地區(qū)均廣泛發(fā)育130～120 Ma 伸展構造背景下形成的A 型花崗巖、堿性巖及幔源鐵鎂質-超鐵鎂質巖[2，16]，說明整個中國東部在130 Ma 之后可能均受控于伸展的構造體制。

6 結論

（1）LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 定年顯示，金雞山石英正長斑巖形成于(129.8±0.6)Ma，屬于長江中下游成礦帶早白堊世伸展構造體制下的巖漿活動產物。

（2）結合前人的年代學數(shù)據(jù)，廬樅盆地南緣A 型花崗巖形成于131～124 Ma，其中正長巖-石英正長巖體的侵位（131～126 Ma）稍早于正長花崗巖體（128～124 Ma）。