安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩地球化学特征及其与金属成矿关系（可编辑）

安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩地球化学特征及其与金属成矿关系（可编辑） 安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩地球化学特征及 其与金属成矿关系 中 国 地 质 第 37卷第 2期 Vol. 37, No. 2 年 月 20 10 4 GEOLOGY IN CHINA Apr. , 20 10 安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩 地球化学特征及其与金属成矿关系 1, 2, 4 1 1 1 3 瞿泓滢 裴荣富 李进文 王永磊 邓月金 中国地质科学院矿产资源研究所 北京 中国地质科学院研究生院 北京 国家地质实验测试 ( 1. , 100037; 2. , 100037; 3. 中心, 北京 100037; 4.南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室, 江苏南京 210093) 提要: 安徽铜陵凤凰山铜矿是铜陵矿集区内最典型的矽卡岩型铜矿床之一, 也是凤凰山矿田内规模最大的铜矿床。 矿区内新屋里岩体属于高钾钙碱性系列, 主要岩性为石英二长闪长岩和花岗闪长岩。 岩石地球化学特征表明凤凰山 中酸性侵入岩岩浆属于壳幔混合型, 原始岩浆来源于上地幔碱性玄武岩区 并有地壳物质混染, 在岩浆不断演化过程 中有外来物质的加入 成岩过程以混合作用为主 凤凰山铜矿体分布于岩体与大理岩的内矽卡岩带上 岩体中铜含 , 。 , 量较高 铜矿体是岩浆期后热液交代碳酸盐地层形成的 矿体的空间分布受构造变形 岩浆侵入高温高压作用的双 。 。 - 重控制 矿化经历了从高温矽卡岩阶段到中低温热液阶段的多期次复合成矿作用 。 。 关 键 词: 高钾钙碱性岩; 新屋里岩体; 岩石地球化学; 凤凰山铜矿; 铜陵 + 中图分类号: P611.1 1 文献标志码: A 文章编号: 1000-3657201002-0311-13 铜陵位于长江中下游中部,是中国最重要的有色 矿区地质背景 1 金属基地之一 该地区矿床多与燕山期中酸性侵入岩 , 有关。 凤凰山铜矿是铜陵矿集区内最典型的矽卡岩型 安徽铜陵地区是长江中下游成矿带重要的铜、 铜矿床之一。 前人在矿床地质特征、成矿作用、成矿预 金、 铁、 硫矿床富集区。 矿集区位于贵池? 马鞍山( 印 1[ -9] 测 和岩石地球化学特征 岩体演化 成岩时代 成岩 支期 窿起带中部 是一个相对独立的菱形地块 空 、 、 、 ) , 。 6[ , 7, 10-18] 1[ 9-23] 机制 以及矿田构造 变形特征 等方面做了大 间上受近东西向铜陵 沙滩角和南北向新桥 木镇 、 ? ? 量而深入的研究工作。 凤凰山铜矿的成矿作用与新屋 隐伏基底断裂控制。 其南北两侧分别被两条东西向 里岩体( 石英二长闪长岩、 花岗闪长岩) 有着成因关 的隐伏基底断裂围限, 与贵池、 繁昌两个北东向的 S 系 新屋里岩体是铜陵矿集区内出露面积最大的岩 状窿褶带相隔 东西两侧则以北东向大断裂带为界 。 , , 体,石英二长闪长岩和花岗闪长岩岩体是控制区内铜 与宣城? 南陵坳陷及长江坳陷两个中新生代的断陷 矿的最主要因素, 岩体中铜含量较高, 成矿物质主要 带为邻。 ? 来自中深部岩体 因此 对凤凰山矿区内侵入岩的研 该区出露最老地层为志 留系 下 中泥盆统和下 。 , , 、 究显得尤其重要 本文研究新屋里岩体的岩石学和地 石炭统 上三叠统缺失 其他各时代地层发育基本齐 。 , , 球化学特征以及岩体与金属成矿的关系, 以丰富长江 全。 志留系? 中三叠统下部东马鞍山组以海相沉积 中下游成矿带区域成矿规律的研究,并为凤凰山深部 为主, 中三叠统上部月山组? 新近系以陆相碎屑岩 找矿提供新的线索和依据 夹火山岩为主 区内燕山期岩浆活动强烈 侵入岩多 。 。 , 收稿日期 改回日期 : 2009-08-24; : 2009-11-20 基金项目 中国地质调查局危机矿山项目 铜陵市凤凰山铜矿深部岩石地球化学找矿预测 和南京大学内生金属矿床成矿 : “ ”( 200799093) 机制研究国家重点实验室基金项目“长江中下游酸性侵入岩体的冷速率、热效应与其成矿强度的示范研究”( 15-09-01 )资助。 作者简介: 瞿泓滢, 女, 1978年生, 博士生, 研究方向为大比例尺成矿预测; E-mail : hongyingqu@126 。 安徽省地质矿产局 地质队 凤凰山设计正文, ? 3212006.312 中 国 地 质 年 20 10 [24] 为岩株 岩墙状浅成侵入体 呈串状沿铜陵 沙滩角 万 、 , ? 44 t 。 东西向断裂岩浆岩带分布 并形成凤凰山 铜官山 地层 , 、 、 2.1 狮子山、 新桥和沙滩角五大矿田。 侵入岩包括以石英 凤凰山铜矿赋存于 新屋里岩体与三叠系南陵湖 二长闪长岩、 花岗闪长岩为主的高钾钙碱性系列岩 组和龙山组灰岩之间的 接触带上。 矿区内出露地层 石和以辉石二长闪长岩为主的橄榄玄粗质系列岩石 为志留系 泥盆系 石炭 系 二叠系 三叠系以及第四 、 、 、 、 ( 图 )。 系( 图 )。 1 2 志留系分布在矿区的西北部和东北部, 自下而 矿床地质特征 2 上为高边组 坟头组和茅山组 高边组以页岩夹粉砂 、 。 凤凰山矿田位于下扬子台凹贵池 繁昌褶皱断 质页岩 细砂岩和粉砂岩为主 坟头组和茅山组由细 ? 、 , 束的中段, 铜陵市东南约 的新屋里岩体西侧, 砂岩、 粉砂岩及石英砂岩组成。 上泥盆统五通组出露 35 km 东西向沙溪? 铜陵基底隐伏断裂与凤凰山复式向斜 于矿区的西北部和东南部, 上部以石英砂岩、 粉砂岩 的交汇部位 凤凰山 铁山头 宝山陶 仙人冲 清水 和粘土质页岩为主 下部以石英砂岩 粉砂质页岩和 。 、 、 、 、 , 、 塘、江家冲铜矿床沿岩体接触带产出(图 )。 其中,凤 含砾石英砂岩为主。 石炭系为滨海台地相碳酸盐岩 2 凰山铜矿是矿田内规模最大的铜矿床, 已探明铜储量 沉积, 与下伏地层呈假整合接触, 出露于凤凰山复式 [22] 图 1 铜陵矿集区地质构造及矿产分布图( 据吴淦国等 ) ? 古近 新近系泥岩、 砾岩夹玄武岩; ? 侏罗? 白垩系凝灰质砂砾岩、 英安质火山岩; ? 泥盆? 三叠系 1 - 2 3 碳酸盐岩岩 硅质岩 陆源碎屑岩 志留系砂岩 粉砂岩 页岩 石英二长闪长岩 花岗闪长岩 、 、 ; 4 ? 、 、 ; 5? ; 6? ; 辉石二长闪长岩 盖层断裂 印支期复式背斜 印支期复式向斜 燕山晚期复 式褶皱 7? ; 8 ? ; 9? ; 10? ; 11? ; 基底断裂 铜 金 硫 铁 铅锌及多金属矿床 12? ; 13? 、 、 、 、 Fig.1 Geological-suralructt apm of het Tongling ore erclust area, showing het ionributdist of [22] ineralm resources modified eraft Wu Ganguo et al. 1-Trassic , onuedstm erateomcolng deatrcialent ihtw ; tbasal 2-Jurassic-Crouacsete uftfouacse , onsanedst daciet canvoilc rock; 3-Devonian-Triassic , cariebonatt , isiiecltal rnroiuesegt iastccl rock; 4- Siurilan , onsanedst , onesttsil ; eshal 5-Quzart onzomdi; oriet 6-Granodi; oriet 7-Pyrneoxe onzomdi; oriet 8-Overnburde ; ftaul 9-Indo-Sinian pocuonmd ii; antcnle 10-Indo-Sinian pocuonmd i; syncnle 11-Late Yanshanian pocuonmd fd; ol 12-Basentem ; ftaul 13-Cu, Au, S, F, e Pb-Zn and iclalteympol posisdet第 37卷第 2期 瞿泓滢等: 安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩地球化学特征 及其与金属成矿关系 313 图 凤凰山铜矿床地质略图 2 Fig.2 Geological map of the Fenghuangshan Cu deposit 向斜两翼, 由黄龙组生物碎屑灰岩、 白云岩、 石英砾 位控制着新屋里岩体的侵位和矿田的形成。 矿区构 岩和船山组球状灰岩、 生物碎屑灰岩组成。 二叠系自 造复杂, 印支? 燕山期经历多期次构造变形, 由北东 下而上由栖霞组生物碎屑灰岩 粉砂质泥质页岩 孤 向 北西向 北北东向 组主要断裂组成 其中北西 、 , 、 、 3 , 峰组生物碎屑灰岩 白云质灰岩 龙潭组炭质页岩 向断裂构造对矿床的局部富集起重要的控制作用 、 , , 。 2 [ 5] 大隆组泥质页岩、 泥质灰岩组成。 三叠系出露于矿区 邵拥军 将矿田构造划分为成矿前、 成矿期和成矿 中心部位 由下三叠统殷坑组 和龙山组 南陵湖组 后 个阶段 并认为北北东向成矿期构造受到燕山 , 、 、 3 , 以及中三叠统东马鞍山组 月山组组成 其中和龙山 期岩浆活动的影响 呈现褶皱 断裂构造纵横交错的 、 。 , 、 2 [ ] 组和南陵湖组是主要的含矿层位, 和龙山组以灰岩、 复杂特征。 翟裕生等 认为凤凰山铜矿主要褶皱变 泥质岩和钙质页岩为主, 南陵湖组由灰岩、 角砾状灰 动发生于印支旋回, 燕山旋回则以岩浆活动和断裂 岩 生物碎屑灰岩夹白云质灰岩和钙质页岩组成 殷 变动为主 形成矿区构造的基本形态 、 。 , 。 坑组以钙质页岩夹灰岩透镜体和泥质灰岩为主 东 岩浆岩 , 2.3 马鞍山组以白云岩和白云质灰岩为主, 月山组以角 新屋里岩体是花岗质岩浆多次涌动侵入形成的 砾状灰岩、 角砾状白云岩为主。 复式岩体, 受北东向褶皱构造及其相伴的北东向、 北 构造 北东向 北西向 北北西向断裂构造控制 出露面积 2.2 、 、 , 2 新屋里复式向斜与近东西向基底断裂的交汇部 近 , 是铜陵矿集区出露面积最大的岩体。 其 10 km314 中 国 地 质 年 20 10 主要岩性为石英二长闪长岩 岩体边部 和花岗闪长 矿体及矿石特征 ( ) 2.5 岩 岩体中部 岩体的岩性变化不大 细粒结构 近 凤凰山铜矿的 个主要矿体 均赋存于侵入岩 ( )。 , , 4 , 岩体边部与二叠至三叠系碳酸盐地层接触带部位具 与围岩接触带及其附近, 其中?、?、?号矿体赋存 斑状结构, 并伴随较强的钾化和黄铁矿化。 石英二长 于新屋里岩体与南陵湖组灰岩接触带上, ?号矿体 闪长岩呈浅灰色 不等粒结构 粒径 主 赋存于岩体与和龙山组灰岩接触带上并受接触带控 , , 0.5~1.5 mm , 要矿物有斜长石、 石英、 钾长石、 角闪石、 黑云母, 副 制。 号矿体规模最大, 呈不规则透镜状或薄板状。 ? 矿物有磷灰石、 榍石、 锆石、 磁铁矿等。 花岗闪长岩呈 矿体与矽卡岩关系密切, 并受断裂和接触带的复合 灰色 略带肉红色 块状构造 半自形粒状结构 主要 控制 近南北向的扩容性构造具有多期次活动特征 , , , , 。 , 由斜长石 钾长石 石英 角闪石 黑云母组成 含榍 形成角砾状矿石 矿体断续相连 其延伸方 、 、 、 、 , 。?、?、? , 石、 磷灰石、 锆石、 磁铁矿等副矿物。 岩体角砾岩化, 向自南而北由北 西转向北东, 略呈向西突出的弧形。 还可见围岩捕虏体。 岩浆侵入活动发生在燕山晚期, 矿区内主矿体长 321~986 m , 控制平均延深 233~350 石英闪长岩和花岗闪长岩侵入的绝对年龄为 号矿体最大延深 矿体厚度 133 m ,? 700 m , 8.9~35.2 m , 2[ ] 1[ ]7 , 相当于早白垩世 。 张达等 用锆石 法测 矿体倾角陡至直立, 总体向南东侧伏。 次要矿体和小 Ma U-Pb 得凤凰山花岗闪长岩年龄为( 144.2 ? 2.3) Ma , 认为新 矿体多分布于主矿体近旁的大理岩、 矽卡岩及侵入 屋里岩体是晚侏罗世形成的一个典型岩体 和铜陵 岩中 矿体长 平均延深 厚 , , 50~220 m , 50~156 m , ? 矿集区主要成矿岩体的形成时代一致 矿体倾角 。 6.0~12.0 m , 65~85 ? 。 2[ ]6 矽卡岩 毛政利 按工业类型将凤凰山铜矿床矿石划分 2.4 凤凰山铜矿是以接触交代为主的矽卡岩型矿 为 7 种类型: 块状含铜磁铁矿、 赤铁矿型, 块状含铜 床 矿石类型复杂 矽卡岩化发育 以含铜矽卡岩矿 菱铁矿型 角砾状矿石型 浸染状含铜石榴石矽卡岩 , , , , , 石广泛发育为特征 在岩体与大理岩和白云质大理 型 块状含铜黄铁矿型 浸染状含铜花岗闪长岩型 , , , , 岩( 白云岩) 的接触带上, 形成不同类型的矽卡岩。 就 浸染状含铜大理岩型。 前 3种是该铜矿主要的矿石 其空间分布和原岩岩性可分为内矽卡岩带与外矽卡 类型 不同矿化类型在空间上分界明显 并且与矿体 。 , 岩带两类 内矽卡岩带是由石英二长闪长岩经矽卡 展布方向一致 呈扁平透镜状和狭长带状 含铜磁铁 。 , 。 岩化作用形成, 岩性为矽卡岩化石英二长闪长岩。 外 矿、赤铁矿型矿石主要分布在矿体核部, 在 号矿体 ? 矽卡岩带主要发育于岩体与围岩接触带的碳酸盐地 中出现分枝复合现象。 含铜菱铁矿型矿石围绕含铜磁 层内 视围岩岩性及交代程度 可划分为块状细 中 铁矿 赤铁矿型矿石分布 黄铁矿型矿石在 号矿体 , , ? 、 。 ? 粒石榴子石矽卡岩 块状致密 细粒石榴子石矽卡 中分布于矿体边缘 在 号矿体中出现在核部 其他 、 ? , ? 。 岩、 条带状细? 中粒石榴子石矽卡岩、 条带状致密? 类型矿石多产于矿体两侧。 主要矿石矿物有黄铜矿、 细粒石榴子石矽卡岩。 根据岩相学特征, 凤凰山铜矿 黄铁矿、 磁铁矿、 赤铁矿、 斑铜矿、 辉钼矿、 菱铁矿、 方 床演化过程可划分为 个阶段 矽卡岩阶段 退化矽 铅矿 闪锌矿 辉铜矿 赤铜矿 白铁矿 脉石矿物有方 4 : 、 、 、 、 、 , 卡岩阶段、 石英硫化物阶段、 碳酸盐阶段。 矽卡岩阶 解石、石榴石、 斜长石、 钾长石、 石英、 角闪石、 黑云母、 段主要形成由石榴石和辉石组成的矽卡岩。 退化矽 白云石、 铁白云石、 透辉石、 绿泥石、 绿帘石、 透闪石、 卡岩阶段主要矿物为绿帘石 绿泥石和角闪石 矿石 阳起石 副矿物为榍石 磷灰石 锆石 主要蚀变有绿 、 。 , 、 、 。 矿物 黄铜矿 黄铁矿 磁铁矿 斑铜矿 辉钼矿 多集 泥石化 碳酸盐化 钾长石化 围岩具矽卡岩化 大理 ( 、 、 、 、 ) 、 、 。 、 中在退化矽卡岩阶段和石英硫化物阶段形成。 赤铁 岩化、碳酸盐化、钾长石化、黄铁矿化等蚀变。 矿、 方铅矿和闪锌矿主要集中在石英硫化物阶段和 样品采集和分析结果 3 碳酸盐阶段 方解石和石英主要集中在石英硫化物 。 阶段和碳酸盐阶段。 矿石矿物成分复杂, 主要类型有 本次研究测试样品均采自岩心, 包括 件石英 4 含铜黄铁矿( 磁黄铁矿) 型、 含铜磁铁矿型、 含铜大理 二长闪长岩样品、 3件矽卡岩样品和 2件大理岩样 岩型 含铜角岩型 品 岩石化学分析在国家地质实验测试中心完成 主 、 。 。 。 安徽省地质矿产局 地质队 凤凰山设计正文 ? 321, 2006.第 37 卷第 2期 瞿泓滢等: 安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩地球化学特征及其与金属成矿关系 315 量元素用 荧光光谱仪 测定 微量元素用 倾 石英二长闪长岩和花岗闪长岩的配分曲线几乎 X- ( XRF ) , , -6 测定 稀土元素样品预处理采用 重合在一起 二者具有同源性 ? 为 ICP-MS , HF+ , 。 REE 97.6× 10~ -6 -6 HNO 酸溶法, 分析仪器为 ICP-MNS , 以 In 作内 236.0 × 10 , 平均 173.6× 10 , 低于世界花岗闪长岩 3 -9 -6[25] 标, 分析精度可达 10 , 样品分析时外加国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 样 稀土元素平均含量 292.0 × 10 。 ? LREE 为 76.6 × -6 -6 -6 和 作质量监控 并以标准样品和重 平均 ? 为 AMH-1 OU-3 , 10 ~188.2× 10 , 139.6×810 ; HREE -6 -6 -6 复测试的样品数据控制分析质量。 , 平均 ; 21.0 × 10~47.7 × 10 33.92× 10 LREE/HREE 新屋里岩体石英二长闪长岩岩石化学分析结果 值为 3.08~5.45 , 平均 4.10 。 Ce/Yb 为 5.32~10.5 , 2 N [6 , 7, 25] 见表 为对比方便 表中还列举了邵拥军 测定 平均 属于轻稀土富集型 为 1, , 8.04 , 。 La/Sm 3.25~ N 的花岗闪长岩岩石化学数据 石英二长闪长岩 平均 为 平均 。 SiO 4.95 , 3.92; Gd/Yb 1.69~2.3,1 1.83, 2 N 含量为 , 平均 , 为 轻、 重稀土分馏程度均不高, 但轻稀土分馏程度略高 55.90%~64.5% 61.1%CaO 3.30%~ 8.10% , 平均 5.52。%花岗闪长岩 SiO 含量 56.0%~ 于重稀土。 δ Eu 为 0.79~0.9,6呈现弱的负 Eu 异常, 2 平均 平均 δ 为 异常不明显 66.0% , 64.5,%CaO 3.80%~4.10% , 3.95%。 Ce 0.82~1.2,0 。 除 受钾长石化影响碱含量偏高外 ( 为 Y27 K O 2 讨 论 4 8.60% ), 两类岩石 K O和 Na O平均含量接近, 分别 2 2 为 和 碱总量 为 成岩机制探讨 2.92% 3.75%, ( Na O+ KO) 5.84%~ 4.1 2 2 平均 平均 石 新屋里岩体是一个由花岗质岩浆多次涌动侵入 7.40%, 6.56, % K O/Na O+ KO 0.45 。 2 2 2 英二长闪长岩里特曼指数(δ ) 平均 略高于花 形成的复式岩体, 形成于 燕山晚期。 处于边缘相的石 3.01 岗闪长岩岗闪长岩(δ 2.06 )。 英二长闪长岩和中间相的花岗闪长岩呈渐变接触关 和 大离子亲石元素 的质量分数偏 系 岩体自边缘向中心分异演化 形成典型的复式岩 Ba Sr ( LILE ) , , 高 而 高场强元素 的质 体 图解 图 显示样品投 , Eu 、 Sc 、 Lu 、 U 、 Hf 、 Ta ( HFSE ) 。 TAS ( SiO -Na O+KO)( 5) 2 2 2 量分数偏低( 表 2)。 V ( Sc/V: 0.39~0.42 ) 和 Yb ( Er/ 影点均落在闪长岩类岩石范围内, 主要岩性为石英 显示出很强的正异常 二长闪长岩和花岗闪长岩 石英二长闪长岩和花岗 Yb : 0.09~0.1 ) , Ta( Nb/Ta: 。 闪长岩稀土元素配分曲线 图 均为轻稀土富集 0.58~0.6 )、 2Sr ( Sr/Nd : 1.37~10.7)、 Zr ( Nd/Zr : 0.17~ ( 4) ) 和 ( : ) 呈现正异常, ( 型, 具有很高的一致性, 说明两类岩石来源于统一的 0.93 Hf Hf/Sm 1.78~9.82 Nb Nb/ Ta: 0.58 ~0.6 )、 2Nd ( Sr/Nd : 1.37 ~10.7)、 Sc ( Sc/V: 岩基, 是深部岩浆房经多期次侵入作用形成的同源 和 呈现负异常 岩浆岩 侵入岩均以富碱 高 0.39~0.42 ) Ni ( Co/Ni : 8.88~21.6)6 , 。 (( Na O + KO) > 7% )、 2 2 和 亏损 图 钾 贫镁为特征 比值普遍 Sc 、 Co Ni ( 3)。 ( K O> 2.5%)、 , Na O/KO 2 2 2 [27] 新屋里岩体石英二长闪长岩和花岗闪长岩稀土 大于 1( 表 1), 按 Le Maitre 等 的分类方法, 为高钾 元素总量偏低( 表 1), 稀土元素配分曲线( 图 4) 右 钙碱性系列( 图 6-a)。 新屋里岩体主量元素里特曼 指数值为 基本上处于 范围 进 1.62~3.4 , 1.99~3.19 , 一步证明本区侵入岩属于典型的高钾钙碱性岩石。 新屋里岩体石英二长闪长岩 SiO 平均含量( 61.1% ) 2 略高于中国石英闪长岩 平均含量 花 SiO ( 60.5 ), % 2 岗闪长岩 平均含量 接近中国花岗闪长 SiO ( 64.5)% 2 岩 平均含量( ), 石英二长闪长岩 含 SiO 65.0% K O 2 2 量和 K O/Na O+ KO值相对花岗闪长岩略高, 但 2 2 2 均接近中国石英二长闪长岩和花岗闪长岩平均值 , 属于硅酸弱过饱和岩石( 图 )。 6 在δ Eu-La/Yb 图解( 图 7) 中, 样品投影点 N [28] 全部落在壳幔型范围内 等 在研究岛弧花 。 Brown 图 新屋里岩体原始地幔标准化微量元素蛛网图 3 岗岩类岩石地球化学特征与岩浆来源时指出 来自 , Fg. i 3 Prveitimi am le- tn amronzedli art ec tenelem 幔源的火成岩选择性的富集 , 而且一般贫 和 Th Rb adegrspi m fo Xiwlinu notplu316 中 国 地 质 年 20 10 表1 新屋里岩体主量元素和稀土元素分析结果 Table 1 Major and rare earth element compositions of Xinwuli pluton FH-2 FH-5 FH-30 FH-31 Y3 Y27 Y32 BAN1 76/116 142/106 1 2 SiO /% 64.5 64.0 63.9 63.1 55.9 58.2 60.5 59.4 66.0 63.0 60.5 65.0 Al O 15.1 15.8 15.3 15.4 18.7 19.1 17.5 18.6 16.3 18.6 16.7 16.3 Fe O 2.31 2.62 2.47 1.54 2.41 1.40 2.25 3.89 3.18 3.30 2.84 1.89 FeO 2.34 1.85 2.05 2.37 2.99 0.70 0.85 1.61 1.22 1.80 3.49 2.49 CaO 3.38 3.30 3.75 5.51 8.10 7.00 7.51 5.60 3.80 4.10 4.68 3.70 MgO 1.29 1.22 1.44 1.12 1.20 1.50 0.50 2.20 1.20 1.30 2.54 1.94 K O 2.80 3.22 4.18 2.96 2.84 8.60 2.67 2.86 2.67 2.45 2.65 2.95 Na O 3.18 2.62 3.22 3.71 3.79 1.66 4.16 4.11 4.11 4.05 3.68 3.67 TiO 0.51 0.54 0.55 0.52 0.77 1.05 0.82 0.77 0.57 0.72 0.73 0.52 MnO 0.09 0.07 0.11 0.12 0.10 0.07 0.09 0.07 0.09 0.11 0.14 0.09 P O 0.22 0.22 0.22 0.22 0.31 0.23 0.33 0.22 0.17 0.23 0.46 0.32 K O+Na O 5.98 5.84 7.40 6.67 6.63 10.26 6.83 6.97 6.78 6.50K O/K O+Na O 0.47 0.55 0.56 0.44 0.43 0.84 0.39 0.41 0.39 0.38 1.67 1.62 2.62 2.21 3.40 6.93 2.66 2.96 2.00 2.11La/10 20.1 15.9 25.8 25.3 40.1 44.4 48.2 39.6 37.4 43.8 Ce 34.1 38.8 42.7 42.1 79.6 86.5 87.5 81.3 74.5 75.1 Pr 4.18 3.58 5.43 5.67 8.69 9.57 9.18 9.12 7.85 8.00 Nd 16.1 14.3 20.9 21.8 33.9 37.4 34.7 35.3 30.3 30.0 Sm 3.11 3.08 3.89 4.21 6.93 7.57 6.95 7.29 5.81 5.53 Eu 0.85 0.90 0.97 1.14 1.82 1.69 1.81 1.90 1.51 1.44 Gd 3.03 3.17 3.63 4.44 5.36 6.07 5.83 5.69 4.26 4.53 Tb 0.41 0.40 0.47 0.59 0.81 0.89 0.91 0.81 0.55 0.65 Dy 2.43 2.35 2.75 3.60 4.44 4.68 4.97 4.48 3.32 3.70 Y 12.2 11.6 14.2 18.5 25.3 25.1 28.5 24.5 15.9 18.9 Ho 0.47 0.47 0.56 0.70 0.88 0.87 0.99 0.90 0.62 0.71 Er 1.44 1.29 1.61 2.09 2.79 2.65 3.00 2.92 1.77 2.14 Tm 0.20 0.18 0.24 0.30 0.38 0.36 0.42 0.40 0.28 0.35 Yb 1.40 1.34 1.60 2.05 2.57 2.13 2.74 2.64 1.89 2.08 Lu 0.22 0.20 0.24 0.30 0.34 0.33 0.38 0.36 0.23 0.29 REE 100.2 97.6 125.0 132.8 213.9 230.1 236.0 217.1 186.1 197.3 Eu 0.85 0.88 0.79 0.81 0.96 0.81 0.92 0.95 0.96 0.93 Ce 0.87 1.20 0.85 0.82 1.00 0.98 0.97 1.00 1.02 0.94 LREE 78.4 76.6 99.7 100.2 171.0 187.1 188.2 174.5 157.3 163.9 HREE 21.8 21.0 25.3 32.6 42.9 43.1 47.7 42.7 28.9 33.4 LREE/HREE 3.60 3.65 3.94 3.08 3.99 4.34 3.94 4.09 5.45 4.91 La/Yb 9.70 8.02 10.9 8.34 9.26 12.4 10.4 8.9 11.8 12.5 La/Sm 4.07 3.25 4.17 3.78 3.62 3.66 4.33 3.39 4.02 4.95 Ce/Yb 6.31 7.50 6.92 5.32 8.03 10.52 8.27 7.98 10.21 9.35 Gd/Yb 1.75 1.92 1.84 1.76 1.69 2.31 1.72 1.75 1.83 1.77 La/Yb 14.4 11.9 16.1 12.3 15.6 20.8 17.6 15.0 19.8 21.1 La/Sm 6.46 5.16 6.63 6.01 5.79 5.86 6.93 5.43 6.43 7.75 Ce/Yb 24.4 29.0 26.7 20.5 31.0 40.6 31.9 30.8 39.4 36.1 Eu/Yb 0.61 0.67 0.61 0.56 0.71 0.79 0.66 0.72 0.80 0.69 6[ , 7 , 2]5注:由国家地质实验测试中心测定。 数据 Y3 、 Y27 、 Y32 、 BAN1 、 76/116 、 142/106 、 1、 2引自邵拥军等 。 FH-2 、 FH-5 、 、 、 、 、 、 为石英二长闪长岩, 、 为花岗闪长岩, 中国石英闪长岩平 均值, FH-30 FH-31 Y3 Y27 Y32 BAN1 76/116 142/106 1- 2- 中国花岗闪长岩平均值 。第 37 卷第 2期 瞿泓滢等: 安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩地球化 学特征及其与金属成矿关系 317 图 4 新屋里岩体石英二长闪长岩和花岗闪长岩稀土 元素配分图解 图 5新屋里岩体 Na O+K O - SiO TAS图解 2 2 2 Fig.4 Chondrite ?normalized REE patterns of Xinwuli Fig.5 SiO -Na O+K O TAS correlation diagram 2 2 2 pluton quartz monzodiorite and granodiorite of Xinwuli pluton 图 新屋里岩体常量元素图解 6 ? ? 花岗闪长岩;? ? 石英二长闪长岩;? ? 中国花岗闪长岩平均值; × ? 中国石英闪长岩平均值 Fig.6 Hark diagrams of Xinwuli pluton ; ; ; ? -Granodioriet ? -Quarzt omnzodioriet ? -Avereag ueval of rganodioriet in China × -Avereag ueval of quarzt dioriet in China Ba , 新屋里岩体石英二长闪长岩和花岗闪长岩富集 COa ,主要来源于地幔。 石英二长闪长岩 COa 含量 2[ 9] 岩浆可能来源于深部上地幔 认为混 平均值为 含量平均值为 本区岩 Th , 。 Barrbain 5.52%、 KO 3.08% , 2 合钙碱性岩可分为 和 两类, 贫 浆岩主要来源于地幔。 、 和 亏损, 其分布曲 KCG ACG KCG Sc Co Ni COa 、 富 KO , 主要来源于地壳; ACG 贫 KO 、 富 线在局部具有较大差异并且出现个别曲线穿插其他 2 2318 中 国 地 质 年 20 10 3[1] 曲线的现象 岩浆形成过程复杂 石英二长闪长岩 化过程中发生同化混染作用 研究认为 若 , 。 。 Perace , 含量平均值 高于中国石英二长闪长岩平 呈明显的线性关系 则岩体的形成过 CO a 5.52% Eu/b-Y Ce/bY , 均值 , 花岗闪长岩 含量平均值 低于 程以混合作用为主; 否则以分离结晶和部分熔融作 3.70% CO a 3.95% 中国花岗闪长岩平均值4.68%( 表1,) 说明岩体在成岩 用为主。 新屋里岩体石英二长闪长岩和花岗闪长岩 过程中经受了钙质围岩的同化混染 而侵入岩的全碱 投影点基本上呈现线性分布 图 。 、 Eu/bY-Ce/bY ( 9 ), 和 与 无相关性 图 进一步 其拟合方程为 相关 Na O 、 K O Al O SiO ( 6,) Ce/bY75.594 × Eu/bY - 20.482, 2 2 2 3 2 证明岩浆侵入过程中岩体与围岩曾发生同化混染作 系数 0.936 , 显示明显的线性相关性, 充分说明岩浆 用。 演化过程中有外来物质加入, 成岩过程以混合作用 3[0] 和 研究认为 在 关系 为主 外来物质可能是在地幔部分熔融或岩浆上侵 Treuil Joron , La-La/Sm , 3[2] 图上, 部分熔融过程表现为一条斜线, 分离结晶过程 过程中混入的围岩。 研究认为高 花 Tarney Ba-Sr 表现为一条水平线, 新屋里岩体岩石样品 La-La/Sm 岗岩可能与岩石圈俯 冲、 岩石圈地幔受到碳酸盐流 投点分散 图 表明岩浆演化过程不是单一的部 体的交代富集或者富集 的 基性岩浆的底侵作 ( 8), Ba 、 Sr 分熔融过程或分离结晶过程 而有可能是在岩浆演 用有关 新屋里岩体石英 二长闪长岩具有高 , 。 Ba -6 -6 -6 -6 ( )、 ( ) 特征, 353 × 10 ~864 × 10 Sr 381× 10 ~495 × 10 岩浆来源于上地幔富集Ba 、 Sr的碱性玄武岩。 印支期 板块碰撞造山使扬子地区的上地壳发生褶皱 逆冲断 , 裂发育,地壳缩短、 加厚,由于等温降压使上涌热幔发 3[3] 生部分熔融分出大量(富碱质的)玄武质岩浆 。 经球 3[4] 粒陨石 标准化的稀土配分曲线 图 ( 4), La/Sm N -6 -6 -6 值变化于 平均 说明 3.25 × 10 ~4.33 × 10 , 3.93 × 10 , 重稀土分馏程度较低, 衰减速度比轻稀土慢。 δ Eu 值为 0.79~0.96 , 呈现弱的负 Eu 异常, 说明花岗闪长 岩分异演化不强 可能具有深源同熔型花岗岩的成 , 3[5,2] 因特征 花岗岩类 呈现负异常是形成时陆壳 。 Eu 3[6] 物质混染的反映 , 新屋里岩体显示出弱的负 Eu 异 常 图 也说明侵入岩岩浆属壳幔混合型 原始岩 ( 4), , 图 新屋里岩体δ 关系图 7 Eu - La/Yb N 浆来源于上地幔碱性玄武岩浆并有陆壳物质混染 。 δ Fig.7 Eu-La/Yb correlation diagram of Xinwuli pluton N 图 新屋里岩体 关系图 9 Eu/Yb-Ce/Yb 图 新屋里岩体 关系图 Fig.9 Eu/Yb-Ce/Yb correlation diagram of 8 La-La/Sm Xinwuli pluton Fig.8 La-La/Sm correlation diagram of Xinwuli pluto第 37卷第 2期 瞿泓滢等: 安徽铜陵凤凰山燕山期中酸性侵入岩地球化学特征及其与金属成矿关系 319 花岗岩类岩石的不同来源在稀土配分曲线模式上的 体分布于岩体与大理岩的接触带上 岩体中铜含量 , 1[8] 反映是 幔源岩浆具有轻稀土富集 重稀土亏损的右 较高 图 李进文等 认为与成矿有关的侵入岩 : 、 ( 11 ,) Cu 2 [ ] -6 倾曲线特征 。 新屋里岩体侵入岩配分曲线均为右 含量一般高于或远高于中酸性岩维氏值( 20× 10 ~35 × -6 倾型( 图 4), 轻稀土的分馏程度比重稀土高, La/Yb 10 ), 新屋里岩体石 英二长闪长岩 Cu 含量平均值 -6 为 说明原始岩浆来源于上地幔 但在岩 为 远远大于中酸性岩维氏值 显示出明 8.02~12.5, , 273.× 410 , , N 浆不断侵位形成过程中有地壳物质加入, 属壳幔混 显的富集性, 与成矿关系密切。 微量元素蛛网图中石 合型。 英二长闪长岩、 矽卡岩和大理岩的分布曲线一致( 图 矿区构造主要为前印支期东西向基底断裂和燕 表明侵入岩与成矿有着密切的成因联系 矿石和 3), 。 山晚期北北东向断裂构造 燕山晚期大规模北北东 闪长岩中大部分微量元素含量接近 说明成矿物质 。 , 向断裂活动诱发了前印支期东西向基底断裂进一步 主要来自闪长岩岩体( 表 ), 其中, 部分微量元素含 2 活动, 向下深切上地幔( 36~38 km 以下), 向上切割 量在矿石和闪长岩中存在着差异, 其差异是岩浆流 3[ 7] 盖层并与北北东向断裂沟通 印支期板块碰撞造 体与碳酸盐地层交代作用 的结果 矽卡岩化和大理 。 。 山使扬子地区上地壳发生褶皱, 等温降压使地幔发 岩化广泛发育, 显示了岩体与围岩强烈的交代作用, 3[ 3] 生部分熔融, 分异出大量碱性玄武质岩浆 。 来自上 是矽卡岩型矿床的典型标志。 区内地层-岩性直接 地幔的碱性玄武岩浆沿东西向基底断裂上侵 当其上 控制着矽卡岩化的发育程度 矽卡岩的含矿性与围 , , 升到地壳时 同化硅质围岩 使原始岩浆组分重新调 岩岩性有很大的关系 与南陵湖组石灰岩接触带形 , , , 整,上侵至硅铝质的上地壳深处地壳细圈层之间的滑 成的铁铝石榴子石为主的块状矽卡岩对成矿有利, 脱构造带时就位形成深部岩浆房,在燕山晚期北北东 而与和龙山组条带状灰岩接触带形成的条带状矽卡 向左旋剪切应力场和自身热气球膨胀机制的联合控 岩与角岩互层者成矿较差 。 制下上升到近地表 形成本区高钾钙碱性小岩株 矿体的空间分布受构造变形 岩浆侵入高温高 , 。 ? 4.2 岩体与成矿的关系 压作用的双重控制, 矿化作用是多期次的, 经历了从 2 [ ] 翟裕生等 认为长江中下游地区岩浆控制成矿 高温矽卡岩阶段到中低温热液阶段并以岩浆热液为 有两种方式 提供矿质和成矿流体 在岩浆及其流 主的复合型成矿作用 矿体形态及成矿富集明显受 :? , , 体的分异演化过程中成矿; 原有矿层( 或矿源层) 接触带和构造带制约。 矿区铜矿主要产出于岩体周 ? 受岩浆的热能和热液叠加改造而形成层控矿床或层 边的接触带, 接触带的产状与复杂程度直接决定着 控矽卡岩矿床等 铜陵矿集区分布高钾钙碱性系列 矿体的规模 而成岩成矿前的断裂构造带受岩浆侵 。 。 3[ 8] 和橄榄安粗岩系列两种中酸性侵入岩 新屋里岩 , 体为高钾钙碱性侵入岩, 其岩浆活动与铜矿的形成 具有密切的时间、 空间和成因联系。 新屋里岩体形成于晚侏罗世 岩浆侵入活动发 , 生在燕山晚期。 锆石 年龄为 SHRIMP U-Pb 1[7] ( 144.2? 2.)3Ma , 矿体中方铅矿同位素年龄为 113 ? 方铅矿形成于退化矽卡岩期后的石英硫化物 Ma , 阶段 主矿体是在岩浆岩侵入稍晚形成并早于方铅 , 矿形成时间。 石英二长闪长岩和花岗闪长岩岩体是控制区内 2 [ 5] 铜矿的最主要因素 邵拥军 认为对矿化最为有利 。 图 10 凤凰山铜矿床 Cu 含量分布直方图 Fig.10 Histogram showing the tiondistribu of Cu in 的是小岩株, 凤凰山铜矿区内岩体主要呈岩株状产 artzqu onzodiorite, m skarn and arblem of the 出, 岩浆岩的形态对矿化富集有一定的控制作用。 矿 Fenghuangshan Cu deposit 安徽省地质矿产局 地质队 凤凰山设计正文 ? 321, 2006.320 中 国 地 质 年 20 10 -6 表 2 凤凰山石英二长闪长岩、矽卡岩和大理岩微量元素分析结果(10) Table 2 Trace element compositions of quartz monzodiorite, skarn and -6 marble in Fenghuangshan 10 FH-2 FH-5 FH-30 FH-31 FH-11 FH-14 FH-16 FH-25 FH-41 Cu 682 11.6 360 40.0 81.3 79.4 118500 116 16.2 Cr 16.2 14.9 19.2 9.89 15.1 47.4 14.0 4.87 10.3Co 7.52 6.23 10.0 8.68 8.20 7.62 21.7 3.07 4.25Ni 15.8 7.17 9.88 7.48 7.96 17.3 32.4 18.4 23.7Sc 5.26 5.62 6.08 5.27 8.88 7.68 3.86 2.65 3.16Rb 46.3 51.7 79.0 36.4 67.7 75.0 2.40 2.40 2.89Sr 411 381 418 495 359 258 104 5819 3483Nb 12.8 14.6 12.2 12.5 12.3 7.85 1.60 0.62 0.98Ba 353 416 794 864 733 77.9 422 68.5 37.2Ta 1.18 1.41 1.12 1.13 1.04 0.56 0.24 0.07 0.11Th 11.9 10.6 8.52 8.58 7.94 3.00 1.44 0.71 0.99U 1.47 1.16 2.54 2.42 2.36 2.55 3.79 2.06 2.66Zr 171 190 173 140 150 200 16.9 6.49 10.4Hf 4.57 5.01 4.42 3.88 3.89 1.83 0.53 0.19 0.27V 63.5 70.5 78.0 66.2 101 42.9 16.3 4.41 6.10Ti 3514 3902 3607 3457 4858 2664 577 206 318Y 12.2 11.6 14.2 18.5 16.7 6.61 2.26 2.10 2.65 注 由国家地质实验测试中心测定 为石英二长闪长岩 : 。 FH-2、 FH-5 、 FH-30、 FH-31 , FH-11 、 FH-14、为矽卡岩 为大理岩 FH-16 , FH-25 、 FH-41 。 入时发生流变褶皱、 韧性剪切与脆性破裂作用, 为含 浆上侵过程中加入的。 矿热液流体沉淀富集形成了良好的空间条件 沿接 凤凰山铜矿与新屋里岩体有着密切的时空 , ? 触带内凹以及流变褶皱部位是形成富矿体的有利地 和成因联系 石英二长闪长岩和花岗闪长岩是控制 。 段。 虽然主要的矿体都位于接触带上, 但是, 矿体的 区内铜矿形成的最主要因素, 成矿物质主要来自岩 形成及定位并非简单地受接触带构造控制 而是受 体 铜矿形成稍晚于岩浆岩侵入事件 矿体分布于岩 , 。 。 与接触带套合的断裂构造控制 形成角砾状矿石 控 体与大理岩接触带内矽卡岩带上 , 。 。 矿断裂系追踪两组共轭断裂而形成的, 其形成受区 成矿以岩浆期后热液为 主,并经历了从高温矽 ? 域构造应力场和岩体冷却形成的局域应力场的共同 卡岩阶段到中低温热液阶段的复合型成矿作用。 控制 向岩体内凹的接触带是两组共轭断裂的交叉 致谢 感谢安徽省地勘局 地质队和凤凰山铜 。 : 321 部位 也是最大的扩容构造空间 形成厚大矿体 矿工作人员对野外工作的大力支持和帮助 , , 。 。 参考文献( References ): 结 论 5 常印佛 刘湘培 吴言昌 长江中下游铁铜矿成矿带 北京 地 [1] , ,[M]. : 新屋里岩体岩石类型为石英二长闪长岩和 ? 质出版社 , 1991 : 1-379. 花岗闪长岩, 属于高钾钙碱性系列。 其岩浆属于幔壳 Chang Yinfu, Liu Xiangpei, Wu Yanchang. Fe-Cu Metallogenic 混合型, 原始岩浆来源于上地幔碱性玄武岩区, 并且 Belt in the Middle-Lower Reaches of the Yangtze River Area [M]. 与地壳物质混染 。 : Beijing: Geological Publishing House, 1991 1-379