段留安,杨晓勇,孙卫东,孙健,洪长春,胡俊杰
(1.中国科学技术大学 地球和空间科学学院,安徽 合肥230026;2.武警黄金第七支队,山东 烟台264004;3.中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室;同位素地球化学国家重点实验室,广东广州510640;4.安徽省地质勘查局332地质队,安徽黄山245000)
安徽滁县琅琊山一带燕山期岩浆岩成因及区域找矿方向
段留安1,2,杨晓勇1,孙卫东3,孙健4,洪长春4,胡俊杰4
(1.中国科学技术大学 地球和空间科学学院,安徽 合肥230026;2.武警黄金第七支队,山东 烟台264004;3.中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室;同位素地球化学国家重点实验室,广东广州510640;4.安徽省地质勘查局332地质队,安徽黄山245000)
滁县琅琊山铜矿床是长江中下游成矿带北东段滁县-庐江铜金成矿带的一部分,为安徽东部目前发现规模最大的铜及伴生金矿床。与成矿关系密切的滁县岩体,长期以来前人鲜有系统的地球化学研究,本文在野外地质调查的基础上,系统采集了一套滁县岩体样品,发现其地球化学特征与典型的埃达克岩基本一致:具有SiO2>56%,Al2O3≥15%,富Sr、Ba和Cr、Ni,具有高的 Sr/Y和(La/Yb)N值,但 Y和 Yb含量低,无明显 Eu异常,另外岩石具有较高的MgO、Mg#及Sr/La值,显示海水蚀变MORB相似的地球化学特征。分析认为,该区燕山期岩浆岩为洋壳俯冲产物,属比较典型的和成矿有关的埃达克岩,伴随着该期侵入岩的上侵,富含Cu、Au的成矿物质随着温度、压力或者氧逸度的降低,在合适的部位富集成矿。对比分析了上腰铺岩体的地球化学特征,认为它和滁县岩体特征基本一致,应该有着相似的成岩成矿背景。同时在滁县岩体西南段发现一条含微细粒黄铁矿碎裂状白云岩质硅化带,在上腰铺岩体周边发现一条多金属矿化硅质脉,并对琅琊山含铜矿化矽卡岩及上述白云岩质硅化带和多金属矿化硅质脉进行了地质分析和痕量元素测试,认为它们与燕山期侵入岩有着密切的关系,上腰铺岩体周边可以作为下步铜及伴生金矿床勘查的新的远景地区,同时指出该区找矿不能只盯着矽卡岩型铜金矿而忽视多金属矿化硅质脉新类型矿的寻找。
滁县琅琊山;燕山期岩浆岩;岩石化学特征;岩石成因;找矿方向
琅琊山铜矿床是典型的矽卡岩型富铜伴生金矿床,有着悠久的采矿和冶炼历史。国内外地质人员先后在该区开展过大量的地质工作,尤其是近年来的深部勘探,取得了丰硕的地质成果,研究表明琅琊山铜金矿的成矿与燕山期滁县岩体有着密不可分的时空关系,岩体与寒武系的接触带位置是形成矽卡岩型矿床的有利部位,铜金矿床的形成与该期侵入岩密不可分。显然查清燕山期侵入岩的岩石地球化学特征、岩石成因、成矿意义,对于进一步找矿起着至关重要的作用。
图1 研究区大地构造位置及区域地质图Fig.1 Sketch maps of tectonics and regional geology
琅琊山铜矿床位于扬子地台东部,西邻著名的郯庐大断裂(图1a、b),位于长江中下游成矿带北缘滁县-全椒铜金成矿区内(常印佛等,1991)。滁县-全椒铜金成矿区出露地层主要为震旦系灯影组,寒武系黄栗树组、余家凹组和琅琊山组,奥陶系上欧冲组,侏罗系红花桥组和白垩系浦口组。上述地层均呈北东-南西向延展,以寒武系琅琊山组条带状含碳质大理岩分布最为广泛。寒武系含碳质地层在同生成岩作用过程中,对主成矿物质进行了初始富集,使该类岩石中铜、金、银、镍等元素含量显著高于本区其它层位的灰岩,如Cu为20~>1000 μg/g,Au 为0.013~0.26 μg/g,Ag 为 0.5~8.6 μg/g;另一方面该类岩石为条带状和薄层状,其上覆岩石为厚层状灰岩,下伏地层为孔隙较为发育的泥砂质岩石,其特殊的含水-透水层地层系统促使成矿热液主要顺该层运移并沉淀,对形成矽卡岩型铜矿床起到重要作用。这些均与长江中下游地区层控矽卡岩型铜矿床具有相似的成矿特点(王波华等,2007)。
矿区内褶皱、断裂构造极为发育,主要构造格架总体为复式向斜,伴生或叠加有逆冲推覆或伸展拉张的断裂活动。挤压缩短机制下的盖层褶皱和层间推覆-滑覆构造,构成一系列北东向S形同斜倒转褶曲,褶皱轴线在平面上均呈S形展布,褶皱轴面的三维空间形态为“麻花状”,即褶皱中段轴面近直立,两翼大致对称,南北两段轴面分别倾向北西和南东,这种S形褶皱可能是东西向基底断裂限制了北东向S形变形所致。北东向褶皱之上又叠加有东西向褶皱,为轴向280°的宽缓褶皱,叠加褶皱的横跨复合造成北东向向斜枢纽昂起,形成的隆起、虚脱空间则是岩体和矿体赋存的有利地段(王波华等,2007)。S形构造是长江中下游地区一种典型的控岩控矿构造,尤其是在背斜构造的核部或翼部,琅琊山矿床即分布于大丰山背斜中。区内断裂主要为NE、NNE走向,大致有两种产出状态:一是沿第一期褶皱的倒转翼发育的剪切逆冲断裂,为一系列性质、产状基本相同的断裂组合,相当于逆冲推覆带内的一组叠瓦状逆冲断层系,断裂基本上向NW倾,倾角上陡下缓;二是晚期活动时,断裂产状为陡倾。早期为挤压逆冲剪切作用,中期为伸展张裂活动,晚期又为张扭性剪切破碎活动(侯明金等,2001)。其中,中期活动为铜金矿提供了有利赋存空间,晚期使铜金矿化进一步富集。
滁县-全椒铜金成矿区区内侵入岩主要为马厂岩体、滁县岩体及上腰铺岩体(图1c),三个岩体按NE方向自南向北依次展布,加上已有的物探资料,推测它们的侵位与NE向断裂相关,为同一期次岩浆活动的产物(尽管不同地段表现出的形式可能不同),同时三者之间可能存在同时期的隐伏岩体。从整个扬子地块东部区域上看,早白垩世的岩浆活动非常发育(翟裕生等,1992;邓晋福等,1992;Chen and Jahn,1998;Xu et al.,2004;Guo et al.,2006;Wang et a1.,2006b,2007a,b)。滁县、上腰铺岩体黑云母的40Ar-39Ar定年结果分别为(127.17±0.40)Ma,(129.90 ±0.23)Ma(资锋等,2007),显示它们有几乎相同的成岩年龄,同时它们的岩石学特征(表1)、岩石地球化学特征也类似,佐证了上述推断。同时,秦燕等(2009)对琅琊山铜矿辉钼矿Re-Os同位素定年获得了187Re-187Os等时线年龄为(128.6±2.2)Ma的成矿年龄。由此可见,该区成岩成矿为同一时代的构造-岩浆活动的产物。
表1 滁县和上腰铺岩体特征表Table 1 Petrographic characteristics of the Chuxian and Shangyaopu intrusions
本次研究采集了22件新鲜岩矿石样品,其中滁县岩体10件,弱矿化矽卡岩2件,上腰铺岩体4件,全椒矿化硅质白云岩4件,上腰铺附近官山硅质脉2件。样品采集后,统一编号送至澳实矿物实验室(广州),由该实验室对样品进行主、微量元素的分析测定。样品首先经过严格控制的制样过程,以获取均匀的、有代表性的缩分样。制样打包系列执行国际标准,包含的步骤有排样、干燥、破碎、缩分、研磨。所有破碎、研磨设备及操作台均安装在“负压收尘制样系统”上,每做完一个样品,均使用“高压、干燥、净化的空气”吹洗设备、设施、乃至操作人员的手套等,使整个流程避免粉尘飘逸造成的样品交叉污染。
主量元素分析用X荧光光谱仪(Analytical AXIOS)检测分析。微量元素的分析则采用等离子体质谱(PerkinElmer)、等离子体光谱(Varian)检测仪器检测分析,主、微量元素分析方法代码分别是MEXRF06和 ME-MS81。
岩石样品的主、微量元素及稀土元素的分析结果见表2。
滁县岩体的SiO2含量为62.5%~63.03%,平均62.81%,这与资锋等(2007)报道的上腰铺岩体的 SiO2含量(58.2%~66.11%,平均 63.51%)大体相当,同属中酸性侵入岩(表2)。在TAS图解中,两者样品主要落于二长岩-石英二长岩区(图3a),在K2O-SiO2图解中,滁县、上腰铺岩体全部落在高钾钙碱性系列岩石区(图3b)。滁县岩体Al2O3含量为 15.69%~16.14%(平均值 >15%),Na2O%含量为4.61%~4.91%,所有样品 Na2O/K2O值均大于1(1.43~1.65),岩石总体上显示富Al、Na的特点,与上腰铺岩体(Al2O3含量平均值>15%、Na2O%含量4.15%~4.27%、Na2O/K2O 值均大于1)的特点一致。滁县岩体样品具有高MgO,含量为 3.18%~3.36%(平均3.23%),Mg#(55.7~66.2)的特征,比上腰铺岩体 MgO含量平均值2.36%、Mg#平均值50.8 略高。
同滁县地区的火山岩相比(谢成龙等,2007),滁县和上腰铺岩体的TFeO、P2O5、TiO2、MnO含量略低,而CaO、MgO的含量略高。
滁县岩体富Sr(1300~1405 μg/g)和 Ba(1355~1560 μg/g),具有高的 Sr/Y(145~181)值,但 Y(7.5~9.1 μg/g,平均 8.08 μg/g)和 Yb(0.68~0.71 μg/g)含量低(表2)。另外,样品具有相对高的 Cr(110~140 μg/g)和 Ni(53~66 μg/g)含量,上腰铺岩体也具有上述特点,只是 Cr、Ni、Sr、Pb略低于滁县岩体,而Ba、Rb、Cs略高于滁县岩体;在微量元素的Harker图解(图4)中,滁县岩体和上腰铺岩体的Cr、Ni、Yb及Y分别与SiO2呈负相关性,而Sr、Ba、Zr和Ce并不与SiO2有相关性。样品的∑REE为96.62~112.7 μg/g,平均为 102.74 μg/g 和上腰铺岩体(∑REE 平均为103.67 μg/g)相当。
图2 琅琊山铜矿周边侵入岩镜下及官山硅质脉照片Fig.2 Photos and micrographs of the intrusive rocks and silicified veins in the Langyashan skarn Cu deposit and adjacent region
图3 琅琊山铜矿及周边岩浆岩TAS分类图解Fig.3 TAS classification diagrams for the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
在微量元素球粒陨石标准化蛛网图解(图5a)上,两个岩体都呈现明显的Ba、Sr正异常和Nb、Ta、Ti、Th负异常。滁县岩体样品的球粒陨石标准化稀土配分曲线为右倾型(图5b),(La/Yb)N=21~25,平均为22;轻稀土元素富集,重稀土元素强烈亏损,无明显负 Eu异常-正 Eu异常(δEu=0.96~1.04),上腰铺岩体特点和其类似。
在Sr/Y-Y(图6)和(La/Yb)N-YbN图解中,滁县、上腰铺侵入岩样品全部落入埃达克岩区。
近十年来,国内外学者将中国东部多个含铜(金)矿化的燕山期岩体厘定为埃达克岩(adakite),但是对其成因有多种解释,主要模式有:(1)俯冲洋壳的熔融(如Defant and Drummond,1990;石玉若等,2005;Wang et al.,2007c;Zhang et al.,2006);(2)玄武质岩浆的地壳混染与分离结晶(AFC)过程(Castillo et al.,1999;Castillo,2006);(3)增厚玄武质下地壳的部分熔融(Atherton and Petford,1993;张旗等,2001a,b;王金荣等,2005;侯增谦等,2007);(4)拆沉下地壳熔融(Xu et al.,2002;Gao et al.,2004;Wang et al.,2006a,b,2007a;侯增谦等,2007;资锋等,2008)。Guo et al.(2006)认为滁县地区早白垩世高铝火山岩可能由增厚的下地壳熔融形成,但资锋等(2007)认为它们不可能由增厚玄武质下地壳熔融形成,同时认为也不可能由AFC过程和俯冲洋壳的熔融形成,而是由拆沉下地壳熔融形成。
滁县地区的埃达克岩普遍具有高Sr/Y和高Na(K2O/Na2O<0.5)的岩石地球化学特征,运用俯冲洋壳重熔的观点可以很好地解释其地球化学特征和成因机制。在微量元素特征上,主要表现富集LILE,亏损 Nb、Ta、Ti等元素,稀土元素配分图解为轻稀土富集型,不具有Eu负异常的特征(图5)。因为地球化学基本规律表明,岩浆岩若是洋壳俯冲重融成因,在主量元素的行为上,应该富集Na而相对贫K,因为俯冲过程中必然有海水的加入,会使得源区的Na质大大提高;相反,若是陆壳拆沉(加厚)重融,应该是富集K,因为以北美页岩为代表的平均地壳元素丰度其K含量高于Na含量数倍(Rollinson,2000)。据此我们做 Al2O3-K2O/Na2O图解(图7),从图上可以看出,本研究区岩石的K2O/Na2O值均小于1.0,而且多数样品在0.5附近,与之形成鲜明差别的是,大别山同期被认为是加厚下地壳成因的埃达克岩,其K2O/Na2O值多高于1(Huang et al.,2008),这从一个侧面证实了我们关于本区岩浆岩起源于洋壳俯冲重融的结论。
余良范等(2008)对长江中下游沙溪斑岩型铜金矿床的成矿母岩研究发现,该类型的岩浆岩富集Na而相对贫K,推测为洋壳俯冲重融成因,而不应是前人推测的陆壳拆沉成因。
同时,运用传统的埃达克岩判别图 Sr/Y-(La/Yb)N图解(图8),也可以清楚地判明琅琊山铜矿及周边岩浆岩适用于和洋壳部分熔融有关,明显区分于加厚的下地壳成因的埃达克岩。
图4 琅琊山铜矿及周边岩浆岩微量元素Haker图解Fig.4 Harker diagrams of trace elements for the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
Liu等(2010)对长江中下游(LYRB)和郯庐断裂带南部(STLF)早白垩世含矿和无矿高镁埃达克岩进行了系统研究,认为:(1)STLF不含矿埃达克岩具有典型古老下地壳Sr-Nd同位素特征;LYRB含矿埃达克岩落入陆缘岛弧的Sr-Nd同位素分布区。(2)STLF不含矿埃达克岩具有典型古老下地壳低放射成因Pb同位素特征;LYRB含矿埃达克岩落入MORB区,该区早白垩世镁铁质岩浆岩也具有类似同位素特征。(3)LYRB高Mg埃达克岩具高Ce/Pb和Sr/La值,显示海水蚀变MORB特征。STLF高Mg埃达克岩具低Ce/Pb和Sr/La值,显示大陆地壳特征。滁县及上腰铺岩体位于长江中下游构造-岩浆活动带的北缘,其Ce/Pb和Sr/La值投图完全落入蚀变洋壳的区域(图9),和Liu等(2010)研究铜陵地区的铜金矿床的成矿母岩十分类似,说明它们可能有相似的地球动力学背景。
图5 琅琊山铜矿及周边岩浆岩微量元素蛛网图(a)及稀土元素配分图解(b)Fig.5 Distribution patterns of trace elements and REE of the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
图6 琅琊山铜矿及周边岩浆岩微量元素Sr/Y对Y图解Fig.6 Sr/Y vs Y diagram for the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
图7 琅琊山铜矿及周边岩浆岩K2O/Na2O-Al2O3图解Fig.7 K2O/Na2O vs Al2O3diagram for the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
这样的微量元素特征可能来自于与俯冲作用相关的富集岩石圈地幔部分熔融。Maruyama et al.(1997)、孙卫东等(2008)认为太平洋板块俯冲对中国东部构造运动和岩浆活动起着决定因素,随后Ling等(2009)、孙卫东等(2010)进一步指出约在125~140 Ma之间,太平洋板块向南西方向俯冲,而Izanagi板块则向北北西方向俯冲,两者之间的洋脊正对长江中下游地区。由于两个板块都有向西运动的分量,可以导致洋脊俯冲,从而可以很好地解释该区埃达克岩、钙碱性岩、富铌岛弧岩石、A型花岗岩以及相关矿产资源的时空分布。即洋脊俯冲造成了长江中下游地区中生代的构造-岩浆活动,可能是该区铜多金属成矿带的主要控制因素。
图8 琅琊山铜矿及周边岩浆岩微量元素Sr/Y(La/Yb)N图解Fig.8 Sr/Y vs(La/Yb)Ndiagram for the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
图9 琅琊山铜矿及周边岩浆岩微量元素Ce/Pb-Sr/La图解Fig.9 Ce/Pb vs Sr/La diagram for the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
图10 琅琊山铜矿及周边岩浆岩大地构造环境判别图解Fig.10 Diagrams of tectonic environmental discrimination for the magmatic rocks from the Langyashan Cu-Au deposit
上述地球化学证据支持长江中下游早白垩世岩浆岩及Cu-Au成矿带可能与Izanagi板块和太平洋板块之间的洋中脊向西俯冲于中国东部大陆下有关,从矿床实例上支持Sun等(2007)关于中国东部在晚白垩世以来太平洋板块俯冲控制中国东部多金属成矿的理论假说。
在Rb-(Y+Nb)及Rb-(Yb+Ta)Pearce等图解(图10)中,两岩体均落入火山弧花岗岩(VAG)区域,与板内花岗岩(WPG)及同碰撞花岗岩(Syn-COLG)有明显区别,说明其大地构造环境不是板内或同碰撞环境。
综上所述,我们认为作为长江中下游成矿带的一部分,该区与铜金成矿密切相关的Adakite岩可能是早白垩世洋脊俯冲的结果。
Thieblemont et al.(1997)统计了全球43个 Au、Ag、Cu、Mo低温热液和斑岩矿床,发现其中38个与埃达克岩有关。Oyarzun et al.(2001)研究发现,世界上最大的智利斑岩铜矿床(如Chuquicamata,铜金属储量超过6000万吨)也与埃达克岩有关。Defant(2002)指出,埃达克岩和富Nb岛弧玄武岩可以作为金和铜矿的找矿标志。张旗等(2004b)认为中国三条重要成矿带(古亚洲洋造山带、东北吉黑东部和西藏冈底斯成矿带)都与埃达克岩有关。中国东部成矿区(包括长江中下游矿集区)是目前我国最大的 Cu、Au和 Mo矿产地之一(Wang et al.,2006a,b;王元龙等,2003;汪洋等,2004;张旗等,2004a,b),其矿化大多与埃达克(质)岩关系密切,尤其是长江中下游与铜矿有关的斑岩几乎都具有埃达克岩的地球化学特征(余良范等,2008;李印等,2009)。研究发现,不论中国范围内还是世界范围内,埃达克岩都和铜金矿床有着密切的关系,这些充分表明埃达克岩在成矿作用中的重要性。
目前主要认为埃达克质岩浆富流体、高氧逸度和基性源岩,有利于Cu、Au等深源金属元素的萃取与富集成矿。Hedenduist and Lowenstern(1994)指出在Cu、Au等金属矿床的形成过程中流体发挥了重要的作用。Sillitoe(1997)认为,大型-超大型斑岩型Cu-Au矿床和热液Au矿床大多产出于岩浆弧环境中,与俯冲进入地幔中的洋壳具有高的氧逸度(fO2),而由此产生的高fO2流体或熔体会导致地幔释放出Cu、Au等成矿元素相关。Mungall(2002)和王强等(2003,2006)也认为斑岩铜矿成矿与板片熔体的高fO2有关,并指出板片熔体可能携带了大量的Fe2O3,而富Fe2O3的熔体进入地幔楔后致使地幔中fO2增高,使地幔中的金属硫化物被氧化,从而更加有利于地幔中的亲铜元素(如Cu、Au等)进入熔体。
俯冲进入地幔的洋壳,由于本身携带大量的水、Cu-Au物质和高的fO2,形成高fO2和富流体的熔体,同时在熔体与地幔的相互作用过程中,包含高F2O3(即高fO2)熔体不断加入到地幔中,导致地幔的fO2增高,地幔中金属硫化物被氧化,地幔中亲铜元素(如Cu、Au)则以硫酸盐的形式进入熔体中。富含Cu、Au等成矿物质的熔体在快速上升到地壳浅处时,由于温度的降低和压力的释放而有利于成矿(Wang et al.,2006 a,b,2007b)。此外,侵位于地表浅处的岩浆由于fO2的降低,也可能导致Cu、Au等成矿物质从熔体中释放而成矿(Sun et al.,2004;孙卫东等,2007),同时这种中酸性岩浆在上侵过程中遭遇碳酸盐岩发生接触交代反应,可使地层中的金属离子进一步萃取富集。因而矿体分布一般受构造(褶皱、断裂)、地层和侵入体产状及接触带的控制。
在滁县岩体南西端约13 km黄栗树镇附近发现一条含微细粒黄铁矿碎裂状白云岩质硅化带(三合微细浸染型金矿外围),地表追索长约200 m,厚约1.20~2.40 m,走向22°~44°,倾向NW,倾角51°~75°。蚀变带呈似层状、透镜体或脉状,产于灯影组中。岩石结构为半自形、它形粒状结构、碎裂-压碎结构、交代假象、交代残余结构。岩石构造为角砾状-碎裂状构造、片理化构造或块状构造。在该蚀变带附近一采石场中发现两条石英玢岩露头。另据物探资料及地质分析认为,黄栗树地区应该有和滁县岩体岩性大致相同的隐伏岩体。在滁县NE方向约10 km官山村附近发现一条硅质脉:地表追索长约350 m,脉厚1.15~5.50 m,走向30°~55°,倾向SE,倾角近直立,围岩为花岗闪长斑岩(局部为寒武系残留体与斑岩接触带)。地表铜草生长茂密,矿脉可见较强的褐(磁)铁矿化、铜兰、孔雀石化、硅化等矿化蚀变(图2g、h)。该脉产于NE向断裂构造中,具有热液成矿的一般特点,采样分析结果显示:∑REE 平均为23.98 μg/g,∑LREE 平均为 18.62 μg/g,∑HREE 平均为 5.36 μg/g,平均LREE/HREE为 3.47。微量元素 Mo(47~52 μg/g)、W(52 μg/g)、V(179~229 μg/g)、Co(335~346 μg/g)、Cu(624~758 μg/g)、Ag(89.9~91.6 μg/g)、Pb(52~69 μg/g)等显著高于灰岩及花岗岩等围岩,具有 Au、Ag、Cu、Pb、Mo、W、V、Co等多金属组合异常特征。根据李惠等(1999)对中国典型金矿床原生晕预测深部盲矿的准则,显示了头、尾晕和近矿晕叠加的特点,指示了该脉深部还有较大延深,有一定找矿前景。同时该硅质脉的Ni含量为1870~2470 μg/g,具有进一步的勘探潜力和科研价值。
马厂、滁县、上腰铺岩体按NE方向呈线性展布,它们的成岩时间相近,岩石地球化学特征相似,所处的地质背景相似,说明三者可能是同一时代构造岩浆的产物,只不过SW段覆盖厚NE段覆盖薄或者是NE段先抬升遭受剥蚀程度大,以至于已发现的矿体表现出各自不同的类型。黄栗树-马厂一带厚层状寒武系、奥陶系盖层之下与隐伏岩体接触带附近可能存在“琅琊山矽卡岩型”矿床或者因含矿流体压力无法及时释放造成的二次爆裂形成的“爆破角砾岩型”矿床,而滁县岩体上覆的寒武系盖层中有可能存在“三合”微细浸染型金矿体,同时马厂、滁县两岩体内部可能存在受断裂构造控制的腰铺硅质脉型多金属矿化体。黄栗树和上腰铺岩体周边为潜在的铜及伴生多金属矿床找矿靶区。
今后的勘探工作建议:全椒马厂-黄栗树-滁县-腰铺、莱安一带,要以已知岩体为出发点,沿NE向进行野外追索,查清中酸性岩体的地表出露情况,使用高精度磁测大体判断出可能存在的隐伏岩体位置,同时使用CSAMT、激电中梯、激电测深等物探手段,寻找低阻高激化异常带(矽卡岩型矿体)和高阻高激化带(石英脉型矿体),配以适当山地工程验证,寻找矿化富集体。
(1)滁县琅琊山一带岩浆岩在地球化学特征上与典型埃达克岩基本一致:具有SiO2≥56%,高铝(A12O3≥15%),富 Sr、Ba 和 Cr、Ni,高的 Sr/Y 和La/Yb 值,低 Y(≤9.1 μg/g)与 Yb(≤0.71 μg/g),无明显Eu异常-正Eu异常等特点。与长江中下游含矿埃达克岩特征类似,且已发现有铜金矿床,因此该区埃达克岩可以作为铜金多金属矿的找矿标志。该类埃达克岩是富钠质的火成岩,我们认为是源自俯冲洋壳的部分熔融。
(2)该区埃达克岩成因与燕山晚期西太平洋板块俯冲至扬子地块深部所导致的洋壳板片熔融作用有关。洋壳俯冲过程的大量流体参与,所携带的铜金物质在岩浆形成过程中带入浅部地壳是该区铜金矿床的主要成因机制。
(3)滁县岩体是琅琊山铜矿床重要的控矿因素,而上腰铺岩体在成岩年龄、地球化学特征、岩体围岩等与滁县岩体的一致性,说明它们是同一时代构造岩浆的产物,上腰铺岩体可能是滁县岩体NE向的延续,滁县岩体两侧可能还存在一系列隐伏岩体。根据相似类比理论,推测上腰铺乃至隐伏岩体与寒武系接触带附近是寻找新一轮铜金多金属矿产的热点。
(4)此次在滁县琅琊山周边发现的两条矿脉:黄栗树硅化白云质碎裂岩形成于挤压的破碎带中,发育在寒武系背斜的轴部;上腰铺硅质脉形成于上腰铺岩体中的张性断裂带中。硅化白云质碎裂岩具有弱的金、铅矿化显示,而硅质脉具有明显铜、镍、钼、钴、钒及钨等多金属组合异常,展示了良好的潜在找矿价值。说明本区可能存在由于岩浆上侵形成热液型脉状矿体,今后的工作不仅要继续围绕中酸性岩体与围岩的接触带寻找矽卡岩型铜金矿,还要关注这种脉状热液矿床甚至“爆破角砾岩型”矿床的寻找。
致谢:衷心感谢两位匿名审稿人对该文的修改所提出的宝贵意见和建议!
常印佛,刘湘培,吴言昌.1991.长江中下游铜铁成矿带.北京:地质出版社:1-379.
邓晋福,叶德隆,赵海玲,汤德平.1992.下扬子地区火山作用、深部过程与盆地形成.武汉:中国地质大学出版社:1-183.
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Study on the Yanshanian Intrusions in Langyashan Area of Chuxian County:Petrogenesis and Regional Ore Prospection
DUAN Liuan1,2,YANG Xiaoyong1,SUN Weidong3,SUN Jiang4,HONG Changchun4and HU Junjie4
(1.School of Earth and Space Sciences,University of Science and Technology of China,Hefei230026,Anhui,China;2.The7thDetachment of Armed Police for Gold Exploration,Yantai264004,Shandong,China;3.CAS Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny;State Key Laboratory of Geochemistry;Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou510640,Guangdong,China;4.No.332Geological Team,Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province,Huangshan245000,Anhui,China)
The Langyashan copper deposit in Chuxian,Anhui province,is part of the Lower Reaches of the Yangtze River metallogenic belt,where the largest copper deposit associated with gold was found so far in east Anhui.There are few case studies on geochemical features of the Chuxian magmatic intrusion that closely related to the mineralization.Base on field geological survey,a suit of samples from the Chuxian magmatic intrusion and Shangyapu magmatic intrusion was analyzed.The results show that these Yanshanian intrusive rocks have geochemical characteristics similar to those of adakite,with features of SiO2>56%,high Al content(Al2O3≥15%),rich in Sr,Ba and Cr,Ni,high in Sr/Y(145~181)and(La/Yb)N≥21 ratios;with low Y(7.5~9.1 μg/g)and Yb(0.68~0.71 μg/g)contents,and no significant Eu anomalies(δEu=0.96~1.04).The high MgO contents(3.15%~3.36%),Mg#(56~66)and Sr/La(56~67),display characteristics of seawater alteration of MORB.The Yanshanian magmatic rocks in this region are the typical adakites which were derived from subducted oceanic crust,During the emplacement of the rocks,the ore-forming materials were enriched and mineralized in the suitable position.The Shangyaopu magmatic intrusion nearby has similar geochemical features,and thus,should have similar genetic and mineralization background like that of the Chuxian intrusion.Moreover,we found a pulse of silicified shattered dolomite belt with micron pyrite on the north-west side of the Chouxian magmatic body occurring as siliceous vein and polymetallic mineralization around the Shangyaopu magmatic body.Comparing the silicified belt and siliceous vein to the Langyashan copper mineralization skarn,we deduced that they are closely related to the Yanshanian intrusive rocks,the Shangyaopu magmatic body and surrounding areas can be prospective area for copper associated with gold deposit.In conclusion,the authors propose that regional ore exploration should not be limited to the present skarn-type copper-gold deposit while the new type of siliceous veins with polymetallic mineralization be ignored.
Langyashan in Chuxian;Yanshannian intrusions;petrochemical features;petrogenesis;ore prospection
P595;P611
A
1001-1552(2012)02-0259-015
2011-09-05;改回日期:2011-12-19
项目资助:中国科学院知识创新工程(KZCX1-YW-15,KZCX2-YW-QN509),国家自然科学基金重点项目(No.90814008,41173057)和安徽省公益性地质科研项目(2011-K-08)共同资助。
段留安(1976-),男,在职博士生,工程师,矿产勘查及地球化学专业。通信作者:杨晓勇,Email:xyyang555@163.com