安徽廬樅礦集區花山巖體成巖時代及其地質意義

張舒，張贊贊，呂博

［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

廬樅礦集區是長江中下游成礦帶內重要的鐵銅多金屬礦集區，也是中國東部重要的花崗巖型鈾礦化的集中區［1-3］。區內金屬成礦作用與早白堊世巖漿活動有著密切的時空和成因聯系，其中玢巖型鐵硫礦床與橄欖安粗質火山-次火山巖有關，斑巖型銅金礦床與埃達克質閃長巖有關，矽卡巖型鎢鉬礦床與高鉀鈣堿性花崗巖有關，而鈾礦床主要與礦集區東南部的A型花崗巖關系密切［4-10］。精確厘定各類巖漿巖的形成時代，對于構建區域巖漿-成礦時空格架，區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制有著重要的意義。

花山巖體是廬樅礦集區東南部A 型花崗巖的代表，巖體內部及周緣分布有數個鈾γ能譜異常，是一個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象，在詳細的巖相學研究基礎上，進行了激光剝蝕電感耦合等離子質譜儀（LA-ICPMS）鋯石U-Pb 定年測試，精確厘定了花山巖體的成巖時代；在系統收集整理礦集區科研資料的基礎上，對成巖背景進行了探討。

1 區域地質背景

廬樅礦集區位于安徽省廬江縣（以下簡稱“廬”）和樅陽縣（以下簡稱“樅”）之間，大地構造位置上處于揚子板塊北緣，西臨郯廬斷裂帶，其西北部的沙溪地區毗鄰大別造山帶東緣。廬樅礦集區的構造演化受秦嶺-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，區域進入了板內變形階段，發生了強烈的構造、巖漿活動，形成了豐富的黑色、有色、貴金屬礦產。

廬樅礦集區主體為廬樅中生代火山巖盆地，其為一北東向延伸的不對稱耳狀斷陷盆地（圖1）。盆地直接基底為中三疊統至中侏羅統碎屑巖，盆地內部充填有早白堊世橄欖安粗質火山巖及與之同期形成的中酸性侵入巖。盆地北西側為北東向展布的沙溪-東顧山構造巖漿帶，帶內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律性，表現為花崗巖類巖體較正長巖類巖體更遠離盆地邊緣（圖1）。江北A 型花崗巖帶內發育有數個花崗巖型鈾礦床及大量鈾礦化點。該類鈾礦化主要分布于巖體與碎屑巖地層的接觸帶內外側，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造、斷裂構造及層間構造的控制，具有典型熱液充填成礦的特征［8］。

圖1 廬樅地區地質礦產略圖（據文獻［3］修改）Figure1.Geological sketch map of the Lu-Zong Basin（modified after references［3］）

2 花山巖體地質特征

花山巖體位于樅陽縣梅林鎮西北約3 km 處，呈巖株狀，出露面積約21 km2。巖體南緣零星出露中三疊統黃馬青組紫紅色粉砂巖，北緣鉆孔揭露巖體與中侏羅統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，主體為中粗粒結構（圖2）。新鮮巖石呈淺肉紅色，中粗粒狀結構，塊狀構造，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，簡單雙晶發育，粒徑為4~8 mm，含量約為70%。石英呈他形粒狀填隙產出，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，單偏光下呈現暗紅褐色（圖2）。鈉鐵非石主要產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，這與其A 型花崗巖的地球化學屬性一致［6］。

圖2 花山巖體標本及顯微鏡下照片Figure 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。樣品較新鮮，鏡下觀察發現僅條紋長石發育有微弱的高嶺土化蝕變（圖2）。樣品經去皮、破碎、淘洗、重選、磁選等標準重礦物分離后，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，再進行透反射光及陰極發光拍照。根據鋯石顆粒特點，避開包裹體、裂隙等部位，選擇具有典型巖漿振蕩環帶的部位，進行激光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服務有限公司完成；透反射光及陰極發光拍照在北京鋯年領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調查局天津地質調查中心實驗測試室完成。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譜儀及New Wave 公司的193 nm 激光剝蝕系統組成。測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］。分析時采用GJ-1 鋯石作為U-Pb 同位素外標，采用NIST610 作為微量元素外標。數據處理及作圖分別采用ICPMSDataCal程序［13］和Isoplot程序［14］。

4 分析結果

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，發育有清晰的巖漿振蕩環帶（圖3）。依據透反射光及陰極發光圖像，選擇自形程度高、環帶清晰的鋯石邊部進行LA-ICPMS 測試。剔除諧和度較差的分析點，本次U-Pb 測試有效點為15 個，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，其結晶年齡可以代表花山巖體的形成時代。15 個鋯石分析點均落在諧和曲線附近（圖4），表明年齡數據質量較高。鋯石的206Pb/238U 年齡介于（122.5±1.2）Ma~（126.9±1.3）Ma，加 權 平 均 年 齡 為（125.2±0.8）Ma（MSWD=1.4）。

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

圖3 花山巖體鋯石陰極發光照片Figure 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的產物。Wu Fuyuan等（2012）［5］、范裕等（2008）［6］也分別進行了花山巖體鋯石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果在誤差范圍內基本一致，說明了本次鋯石定年結果真實可靠。

5.2 礦集區巖漿活動時限

安徽沿江地區A 型花崗巖的成巖時代一直以來是研究的熱點。20 世紀八九十年代針對區內A 型花崗巖開展的測年手段以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］。進入21 世紀以來，隨著鋯石微區U-Pb 測年方法的逐步成熟，不同學者報道了大量的高精度同位素年代學數據［4-8，11］。通過分析已有的年齡數據，廬樅礦集區南部的A 型花崗巖主要形成于131~124 Ma。不同巖石類型的形成時間稍有差異，其中正長巖類多為復式巖基，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間最晚，鋯石U-Pb年齡介于126~124 Ma。

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

5.3 構造背景

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

6 結束語

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

（2）結合前人的年代學數據，廬樅礦集區早白堊世巖漿活動可以劃分為134~128 Ma、131~124 Ma、99~96 Ma 3 個階段，A 型花崗巖是第二階段巖漿作用的產物，其形成受控于早白堊世中國東部統一的伸展構造事件。