張舒，張贊贊，呂博

［安徽省地質(zhì)調(diào)查院(安徽省地質(zhì)科學(xué)研究所)，安徽合肥 230001］

0 引言

廬樅礦集區(qū)是長江中下游成礦帶內(nèi)重要的鐵銅多金屬礦集區(qū)，也是中國東部重要的花崗巖型鈾礦化的集中區(qū)［1-3］。區(qū)內(nèi)金屬成礦作用與早白堊世巖漿活動(dòng)有著密切的時(shí)空和成因聯(lián)系，其中玢巖型鐵硫礦床與橄欖安粗質(zhì)火山-次火山巖有關(guān)，斑巖型銅金礦床與埃達(dá)克質(zhì)閃長巖有關(guān)，矽卡巖型鎢鉬礦床與高鉀鈣堿性花崗巖有關(guān)，而鈾礦床主要與礦集區(qū)東南部的A型花崗巖關(guān)系密切［4-10］。精確厘定各類巖漿巖的形成時(shí)代，對(duì)于構(gòu)建區(qū)域巖漿-成礦時(shí)空格架，區(qū)分成礦與不成礦巖體，揭示巖漿演化過程中成礦元素的遷移富集機(jī)制有著重要的意義。

花山巖體是廬樅礦集區(qū)東南部A 型花崗巖的代表，巖體內(nèi)部及周緣分布有數(shù)個(gè)鈾γ能譜異常，是一個(gè)潛在的花崗巖型鈾礦床成礦巖體。本次工作選擇花山巖體為研究對(duì)象，在詳細(xì)的巖相學(xué)研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行了激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜儀（LA-ICPMS）鋯石U-Pb 定年測(cè)試，精確厘定了花山巖體的成巖時(shí)代；在系統(tǒng)收集整理礦集區(qū)科研資料的基礎(chǔ)上，對(duì)成巖背景進(jìn)行了探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

廬樅礦集區(qū)位于安徽省廬江縣（以下簡稱“廬”）和樅陽縣（以下簡稱“樅”）之間，大地構(gòu)造位置上處于揚(yáng)子板塊北緣，西臨郯廬斷裂帶，其西北部的沙溪地區(qū)毗鄰大別造山帶東緣。廬樅礦集區(qū)的構(gòu)造演化受秦嶺-大別造山帶、中生代太平洋板塊與歐亞板塊的相互作用、郯廬斷裂帶及長江中下游斷陷帶的影響［2］，燕山期，區(qū)域進(jìn)入了板內(nèi)變形階段，發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造、巖漿活動(dòng)，形成了豐富的黑色、有色、貴金屬礦產(chǎn)。

廬樅礦集區(qū)主體為廬樅中生代火山巖盆地，其為一北東向延伸的不對(duì)稱耳狀斷陷盆地（圖1）。盆地直接基底為中三疊統(tǒng)至中侏羅統(tǒng)碎屑巖，盆地內(nèi)部充填有早白堊世橄欖安粗質(zhì)火山巖及與之同期形成的中酸性侵入巖。盆地北西側(cè)為北東向展布的沙溪-東顧山構(gòu)造巖漿帶，帶內(nèi)出露有志留系至侏羅系的碳酸鹽巖和碎屑巖，以及早白堊世侵位的閃長巖類。廬樅盆地東南緣為北東向展布的江北A 型花崗巖帶。該巖漿巖帶從安慶的大龍山巖體經(jīng)樅陽城山巖體至黃梅尖巖體，延伸約75 km。在巖性上，江北A型花崗巖主要包括正長巖類與花崗巖類。正長巖類代表性巖體有大龍山、沙墩、船稍石、龍王尖、金雞山、青山、羅嶺、毛王廟、巴壇、鳳凰山及黃梅尖巖體等；花崗巖類代表性巖體有樅陽、花山、梅林、城山、古塘沖及周家山巖體等。兩類巖石在空間分布上有一定的規(guī)律性，表現(xiàn)為花崗巖類巖體較正長巖類巖體更遠(yuǎn)離盆地邊緣（圖1）。江北A 型花崗巖帶內(nèi)發(fā)育有數(shù)個(gè)花崗巖型鈾礦床及大量鈾礦化點(diǎn)。該類鈾礦化主要分布于巖體與碎屑巖地層的接觸帶內(nèi)外側(cè)，巖體中碎屑巖地層的捕虜體也是重要的礦化部位。鈾礦化受到侵入接觸構(gòu)造、斷裂構(gòu)造及層間構(gòu)造的控制，具有典型熱液充填成礦的特征［8］。

圖1 廬樅地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)略圖（據(jù)文獻(xiàn)［3］修改）Figure1.Geological sketch map of the Lu-Zong Basin（modified after references［3］）

2 花山巖體地質(zhì)特征

花山巖體位于樅陽縣梅林鎮(zhèn)西北約3 km 處，呈巖株?duì)?，出露面積約21 km2。巖體南緣零星出露中三疊統(tǒng)黃馬青組紫紅色粉砂巖，北緣鉆孔揭露巖體與中侏羅統(tǒng)羅嶺組長石石英砂巖相接觸。

花山巖體巖性為正長花崗巖，邊部巖石粒度較細(xì)，主體為中粗粒結(jié)構(gòu)（圖2）。新鮮巖石呈淺肉紅色，中粗粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要造巖礦物為條紋長石與石英，偶見黑云母、鈉鐵閃石與霓石。條紋長石為淺肉紅色，自形短柱狀，簡單雙晶發(fā)育，粒徑為4~8 mm，含量約為70%。石英呈他形粒狀填隙產(chǎn)出，粒徑為3~6 mm，含量約30%?；ㄉ秸L花崗巖中副礦物主要為鋯石、磷灰石、獨(dú)居石與鈉鐵非石。鈉鐵非石呈自形-半自形柱狀，兩端為尖棱狀或錐狀，偶見簡單雙晶，單偏光下呈現(xiàn)暗紅褐色（圖2）。鈉鐵非石主要產(chǎn)于堿性巖與堿性花崗巖中，其在花山正長花崗巖中較為常見，說明花山巖體具有富堿的特點(diǎn)，這與其A 型花崗巖的地球化學(xué)屬性一致［6］。

圖2 花山巖體標(biāo)本及顯微鏡下照片F(xiàn)igure 2.Photo of a specimen from the Huashan pluton and its micrographs

3 樣品采集及分析流程

花山正長花崗巖鋯石U-Pb同位素定年樣品HS-1采自地表采石場(chǎng)。樣品較新鮮，鏡下觀察發(fā)現(xiàn)僅條紋長石發(fā)育有微弱的高嶺土化蝕變（圖2）。樣品經(jīng)去皮、破碎、淘洗、重選、磁選等標(biāo)準(zhǔn)重礦物分離后，在顯微鏡下挑選出透明、自形程度較高的鋯石顆粒制成環(huán)氧樹脂樣品靶。將樣品靶打磨至鋯石顆粒中心之后拋光，再進(jìn)行透反射光及陰極發(fā)光拍照。根據(jù)鋯石顆粒特點(diǎn)，避開包裹體、裂隙等部位，選擇具有典型巖漿振蕩環(huán)帶的部位，進(jìn)行激光U-Pb 同位素分析。鋯石的分選、制靶工作在河北省廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成；透反射光及陰極發(fā)光拍照在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。

鋯石U-Pb 激光同位素定年在中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)測(cè)試室完成。分析所用的LA-MC-ICPMS是由Thermo Fisher公司的Neptune多接收杯電感耦合等離子質(zhì)譜儀及New Wave 公司的193 nm 激光剝蝕系統(tǒng)組成。測(cè)試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，激光剝蝕物質(zhì)以氦氣為載氣送入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析，儀器配置和試驗(yàn)流程詳見文獻(xiàn)［12］。分析時(shí)采用GJ-1 鋯石作為U-Pb 同位素外標(biāo)，采用NIST610 作為微量元素外標(biāo)。數(shù)據(jù)處理及作圖分別采用ICPMSDataCal程序［13］和Isoplot程序［14］。

4 分析結(jié)果

花山巖體的鋯石多為透明或淺黃色，自形-半自形四方雙錐狀或四方柱狀，粒度為0.15~0.2 mm，發(fā)育有清晰的巖漿振蕩環(huán)帶（圖3）。依據(jù)透反射光及陰極發(fā)光圖像，選擇自形程度高、環(huán)帶清晰的鋯石邊部進(jìn)行LA-ICPMS 測(cè)試。剔除諧和度較差的分析點(diǎn)，本次U-Pb 測(cè)試有效點(diǎn)為15 個(gè)，鋯石U 含量為186×10-6~814×10-6，平均為376×10-6；Th含量為208×10-6~1154×10-6，平均為376×10-6；Th/U比值為0.7~1.6，平均為1.2（表1）。本次測(cè)試鋯石的形貌特征及元素含量均表明其為巖漿成因鋯石，其結(jié)晶年齡可以代表花山巖體的形成時(shí)代。15 個(gè)鋯石分析點(diǎn)均落在諧和曲線附近（圖4），表明年齡數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。鋯石的206Pb/238U 年齡介于（122.5±1.2）Ma~（126.9±1.3）Ma，加 權(quán) 平 均 年 齡 為（125.2±0.8）Ma（MSWD=1.4）。

表1 花山巖體鋯石U-Pb分析結(jié)果Table 1.Zircon U-Pb dating results of the Huashan pluton

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

圖4 花山巖體鋯石U-Pb諧和曲線Figure 4.Zircon U-Pb concordia plots for the Huashan pluton

5 討論

5.1 花山巖體的形成時(shí)代

本次工作通過LA-ICPMS鋯石U-Pb同位素分析，精確限定了花山正長花崗巖形成于（125.2±0.8）Ma，屬于早白堊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。Wu Fuyuan等（2012）［5］、范裕等（2008）［6］也分別進(jìn)行了花山巖體鋯石U-Pb同位素分析，獲得了（126.2±0.8）Ma、（124.4±2.2）Ma的成巖年齡。本次獲得的花山巖體成巖年齡與前人的定年結(jié)果在誤差范圍內(nèi)基本一致，說明了本次鋯石定年結(jié)果真實(shí)可靠。

5.2 礦集區(qū)巖漿活動(dòng)時(shí)限

安徽沿江地區(qū)A 型花崗巖的成巖時(shí)代一直以來是研究的熱點(diǎn)。20 世紀(jì)八九十年代針對(duì)區(qū)內(nèi)A 型花崗巖開展的測(cè)年手段以K-Ar、Rb-Sr方法為主，所獲得的年齡誤差較大，變化范圍較廣［2］。進(jìn)入21 世紀(jì)以來，隨著鋯石微區(qū)U-Pb 測(cè)年方法的逐步成熟，不同學(xué)者報(bào)道了大量的高精度同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)［4-8，11］。通過分析已有的年齡數(shù)據(jù)，廬樅礦集區(qū)南部的A 型花崗巖主要形成于131~124 Ma。不同巖石類型的形成時(shí)間稍有差異，其中正長巖類多為復(fù)式巖基，其邊緣相的黑云母石英正長巖主要形成于131~129 Ma，主體正長巖石英正長巖形成于128~124 Ma；以花山、城山、梅林巖體為代表的正長花崗巖體形成時(shí)間最晚，鋯石U-Pb年齡介于126~124 Ma。

廬樅礦集區(qū)早白堊世巖漿活動(dòng)可以劃分為3個(gè)階段：①134~128 Ma的巖漿活動(dòng)主要形成盆地內(nèi)部的橄欖安粗質(zhì)火山-次火山-侵入巖及沙溪地區(qū)的埃達(dá)克質(zhì)侵入巖［4，9］；②131~124 Ma 的巖漿活動(dòng)形成礦集區(qū)東南部北東向分布的A 型花崗巖帶［4-8，11］；③99~96 Ma的巖漿活動(dòng)主要集中在盆地西北緣的東顧山地區(qū)［10］，形成高鉀鈣堿性花崗巖體。

5.3 構(gòu)造背景

長江中下游地區(qū)的早白堊世巖漿活動(dòng)在時(shí)空上表現(xiàn)出明顯的分區(qū)性與成礦專屬性。高鉀鈣堿性巖漿活動(dòng)主要分布于斷隆區(qū)，如銅陵、安慶礦集區(qū)，活動(dòng)時(shí)間集中于146~135 Ma，與斑巖型-矽卡巖型銅金礦化密切相關(guān)，受控于擠壓的構(gòu)造背景［15］。橄欖安粗質(zhì)火山-次火山巖主要分布于斷凹區(qū)，如寧蕪、廬樅地區(qū)，形成時(shí)間集中于134~128 Ma，與玢巖型鐵硫礦化密切相關(guān)，代表區(qū)域構(gòu)造體制由擠壓向拉張轉(zhuǎn)變［4］。A 型花崗巖分布于長江兩岸，斷隆與斷凹區(qū)均有產(chǎn)出，形成于131~124 Ma，與熱液鈾礦化密切相關(guān)，代表長江中下游地區(qū)已進(jìn)入伸展構(gòu)造的高峰期［5-8，11］。除長江中下游地區(qū)外，皖南、大別造山帶與華南地區(qū)于130~120 Ma 期間也廣泛發(fā)育有A 型花崗巖及幔源鐵鎂質(zhì)巖漿巖［16］，說明中國東部于130 Ma 之后已全面進(jìn)入伸展構(gòu)造階段。

6 結(jié)束語

（1）鋯石U-Pb 激光定年結(jié)果顯示，花山正長花崗巖成巖時(shí)代為（125.2±0.8）Ma，形成于長江中下游地區(qū)早白堊世伸展的構(gòu)造背景之下。

（2）結(jié)合前人的年代學(xué)數(shù)據(jù)，廬樅礦集區(qū)早白堊世巖漿活動(dòng)可以劃分為134~128 Ma、131~124 Ma、99~96 Ma 3 個(gè)階段，A 型花崗巖是第二階段巖漿作用的產(chǎn)物，其形成受控于早白堊世中國東部統(tǒng)一的伸展構(gòu)造事件。