安徽庐枞盆地泥河铁矿床年代学研究及其意义*

范裕 刘一男 周涛发 张乐骏,2 袁峰 王文财

1.合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥 230009

长江中下游地区是中国东部一个重要的多金属成矿带,从西向东依次分布有鄂东南、九瑞、安庆-贵池、庐枞、铜陵、宁芜和宁镇七个大型矿集区，产出各类铁、铜、金矿床约200余处(Pan and Dong，1999；Maoetal., 2006；周涛发等，2008a，2012)。长期以来，众多研究者对该区的成岩成矿作用进行了广泛而深入的研究工作，积累了丰富的基础地质资料，取得了许多重要认识(常印佛等，1991；翟裕生等，1992；唐永成等，1998；周涛发等，2008a, b，2010a, b，2012；蒋少涌等，2010；宋传中等，2010；Xieetal.，2011; Maoetal., 2011)。近年来，许多学者陆续报道了该成矿带内不同矿集区最新的成岩成矿时代研究成果(谢桂青等，2009；袁顺达等，2010；侯可军和袁顺达，2010；周涛发等，2010a；范裕等，2010)，为深入认识长江中下游成矿带成岩成矿作用提供了丰富的资料。

庐枞盆地位于长江中下游成矿带下扬子断陷带内，地处扬子板块北缘，西临郯庐断裂带，是长江中下游成矿带中最重要的中生代火山岩盆地和矿集区之一(常印佛等，1991；翟裕生等，1992；唐永成等，1998；范裕等，2008；周涛发等，2007，2008b，2010a，2011；董树文等，2010)。盆地内广泛发育橄榄安粗质火山-侵入岩，并产出一系列铁、铜、铅、锌、铀等多金属矿床，同时还大量发育以明矾石、硬石膏为代表的非金属矿床。近几年，很多学者在庐枞地区开展了系统的研究工作，已在庐枞盆地岩浆岩的时空格架，地球化学特征及其源区、演化、深部过程以及盆地内典型矿床的研究等方面取得了重要的进展(周涛发等， 2007, 2008b, 2010a，2011；刘珺等，2007；袁峰等，2008；范裕等，2008，2012；Yuanetal., 2008；段超等，2009；覃永军等，2010)。与上述研究成果相比，庐枞盆地内玢岩型铁矿床的成矿时代研究则明显滞后，一些新发现矿床精确的成矿年代数据仍十分匮乏，制约了人们对庐枞盆地及区域成矿时空格架、动力学背景和成矿规律的深入认识，因此盆地内玢岩铁矿的成矿年代学研究亟待开展。本文以庐枞盆地内新发现的泥河铁矿床为研究对象，在深入细致的野外地质工作的基础上，应用金云母40Ar-39Ar和侵入岩锆石LA ICP-MS定年方法，对泥河铁矿床成岩成矿时代进行了精确测定，建立了矿床成岩成矿时空格架，并与庐枞盆地已有成岩时代进行对比，完善盆地内成岩成矿时空格架，并初步探讨庐枞盆地内玢岩型铁矿床形成的地球动力学背景。

1 庐枞盆地地质概况

庐枞盆地位于长江中下游成矿带中部，属于继承式的中生代陆相盆地(任启江等，1991)。区内出露沉积地层主要为中侏罗统罗岭组(J2l)陆相碎屑沉积岩，与上覆的火山岩地层不整合接触。盆地中火山岩出露面积约800km2，火山岩岩性为橄榄安粗岩系组合，由老至新划分为龙门院旋回、砖桥旋回、双庙旋回和浮山旋回，各组之间均为喷发不整合接触，并且在空间上大致呈同心环状分布(图1)。各旋回的火山活动均由爆发相开始，此后溢流相逐渐增多，最后以火山沉积相结束， 喷发方式由裂隙-中心式向典型的中心式喷发演化。 其中前 2 个旋回以安粗岩和玄武安粗岩为主，双庙旋回以粗玄岩和玄武安粗岩为主，浮山旋回以粗面岩为主。侵入岩属于火山喷发后期(间隙期)的岩浆喷发-侵入的产物。庐枞盆地内部有34个侵入岩岩体分布(周涛发等，2007, 2010；范裕等，2008)，这些岩体按岩性主要分为三种：一种为闪长(玢)岩和二长岩体，主要分布在盆地的北部，出露面积较大岩体有巴家滩岩体，龙桥岩体和罗岭岩体等；第二种为正长岩和花岗岩体，出露面积较大岩体有土地山岩体和凤凰山岩体等；第三种为A型花岗岩，出露面积较大的岩体有城山岩体，花山岩体和黄梅尖岩体等。庐枞盆地内主要矿床包括罗河、龙桥和泥河等大型铁矿床、岳山中型铅锌银矿床、井边石门庵、天头山和拔茅山等小型铜金矿床以及矾山等大型明矾石矿床，此外还有马口、杨桥、吴桥和3440、34等铁-铜-金-铀多金属矿床(点)(图1)，庐枞盆地目前探明的铁矿石总资源量约8亿吨。

图1 庐枞盆地地质略图(据周涛发等，2010)Fig.1 Geological sketch map of Lu-Zong volcanic basin(after Zhou et al., 2010)

2 矿床地质特征

安徽省地质调查院于2007年勘探发现了泥河矿床，目前探明储量为大型铁硫矿床，伴生中型硬石膏矿床(吴明安等，2011；赵文广等，2011)。泥河矿床位于庐枞火山岩盆地的西部边缘，北东向基底隆起带上，北东向的罗河-缺口断裂通过矿区的西北部，南西距罗河铁矿床3km，北东距龙桥铁矿床13km(图1)。

矿区主要为第四系所覆盖，零星出露有下白垩统双庙组，钻孔深部见有下白垩统砖桥组，主要为一套橄榄安粗岩系，岩性主要有火山熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩(图2)。矿区内褶皱不发育，主要为单斜产出，断裂构造发育，绝大部分断裂都发育在铁矿体之上的火山岩中，为成矿前断裂；目前尚未发现有规模较大、破坏铁矿体形态的成矿后断裂(赵文广等，2011)。

图2 泥河铁矿床Ⅰ纵地质剖面图(据赵文广等，2011，修改)Fig.2 Geological and section map of Nihe deposit(modified after Zhao et al.，2011)

矿区侵入岩主要为辉石闪长玢岩和脉岩，辉石闪长玢岩呈穹窿状产出。辉石闪长玢岩为矿床主要成矿母岩及赋矿围岩，脉岩主要有正长斑岩、安山玢岩、细晶正长岩和辉绿玢岩等，脉岩为成矿期后形成，穿切火山岩地层和矿体(图 2)，其应为矿床形成后的产物。砖桥组下段产出粗安斑岩，为砖桥旋回火山活动晚期的产物，穿切砖桥组火山岩。粗安斑岩位于矿体上部，受到矿床成矿热液的改造，发生较为强烈的蚀变作用，推测其为矿床形成前的产物。

矿床是由磁铁矿体、硫铁矿体、硬石膏矿体组成的多矿种共生隐伏矿床(赵文广等，2011)。在走向上，矿床西南部以磁铁矿为主，中部以硬石膏为主，北东部以硫铁矿为主；在垂向上，上部为硬石膏、硫铁矿，下部为磁铁矿。磁铁矿体总体呈厚大的透镜状或似层状，产于辉石闪长玢岩穹窿上部，总体形态受辉石闪长玢岩穹隆控制。硫铁矿体呈两种形态产出，一是产于辉石闪长玢岩体内，与磁铁矿铁矿体共生；二是产于砖桥组下段火山岩中，这类硫铁矿体主要呈似层状分布于浅色蚀变带内。硬石膏矿体独立产出，分布在矿床中部(图2)。

矿区内近矿围岩蚀变矿化强烈，自上而下可分为上部的浅色蚀变带和下部的深色蚀变带。在蚀变带之上，发育最晚期发育白色硬石膏-重晶石-方铅矿脉，与铁硫矿化无直接关系。上部浅色蚀变带主要发育在砖桥组火山岩地层内，自上而下可分为三个蚀变亚带，即高岭土蚀变亚带、硬石膏-黄铁矿-石英蚀变亚带和硬石膏蚀变亚带，各蚀变亚带间呈过渡渐变关系。下部深色蚀变带发育在-700～-1000m，其原岩为辉石闪长玢岩，蚀变矿化作用形成辉石、硬石膏、石榴子石、磷灰石、金云母、磁铁矿和黄铁矿等矿物，这些矿物以特殊的硬石膏-石榴子石、硬石膏-(磷灰石)-辉石-磁铁矿和硬石膏-磁铁矿-黄铁矿等矿物组合产出，磁铁矿富集地段即形成铁矿体。矿石主要结构构造有浸染状构造、块状构造、网脉状构造和斑杂状构造等。在深色蚀变带上部常发育强烈的叠加蚀变和退蚀变。早期形成的硅酸盐矿物(如辉石、石榴子石)辉石通常被绿泥石、碳酸盐等交代，而保留辉石晶形假象，磁铁矿局部被赤铁矿和菱铁矿交代。叠加蚀变和退蚀变作用形成赤铁矿、菱铁矿、绿泥石、绿帘石、方解石、白云石、高岭石和石英等矿物，岩石往往保留早先形成硬石膏-辉石-磁铁矿岩的残余结构。

3 侵入岩锆石LA-ICP-MS 定年

3.1 样品地质特征

本次工作选取泥河铁矿床中矿床主要成矿母岩辉石闪长玢岩、成矿期前的粗安斑岩以及成矿期后穿切火山岩地层代表性脉岩-正长斑岩进行锆石LA-ICP-MS 定年，样品地质特征简述如下：

辉石闪长玢岩(ZK 0504-1132)：呈灰绿色，斑状结构为主，深部为斑状-不等粒状结构，基质为细粒结构，块状构造。斑晶为斜长石、辉石(次透辉石-普通辉石)，偶见角闪石。斜长石斑晶呈自形和半自形板条状，粒径约1.0～2.0mm，少量斜长石斑晶局部带钠长石环边，粒径可达3.0～5.0mm。辉石斑晶为短柱状，粒径为1.0～3.0mm为主。斑晶含量约占20%～40%。基质由细小的斜长石和辉石组成。副矿物有榍石、磷灰石、磁铁矿。岩石内暗色矿物主要为辉石，含量为5%～30%不等(图3a, b)。

图3 泥河铁矿床中岩浆岩锆石定年样品的手标本及显微照片(正交偏光)(a、b)-辉石闪长玢岩；(c、d)-正长斑岩；(e、f)-粗安斑岩.Pl-斜长石;Kf-钾长石Fig.3 Photomicrographs of diorite magmatic rock samples for isotopic dating(cross-polarized light)(a, b)-pyroxene diorite porphyrite；(c, d)-syenite porphyry；(e, f)-trachyandensite.Pl-plagioclase; Kf-potash feldspar

正长斑岩(NH-7)：浅肉红色，紫红色，深灰色，高岭石化后呈淡绿色，碳酸盐化后呈红褐色。岩石具斑状结构、不等粒斑状结构和疏斑结构。斑晶约占总量的7%～30%，其中正长石占3%～25%，斜长石占1%～7%，黑云母占1%～3%，普通辉石占1%～2%。正长石呈窄板状，局部可见卡氏双晶。斜长石呈板柱状，部分具环带。黑云母呈半自形片状，辉石多已蚀变呈假象。长石粒径为0.2～3mm，常为0.8～2mm，黑云母最大粒径达1.2mm，磷灰石一般为0.2～0.5mm，产于基质中。岩石基质部分由正长石(60%～84%)、斜长石(3%～10%)、黑云母(1%～10%)、辉石(0%～6%)，磁铁矿(2%～10%)等组成，呈细粒结构，其中长石粒径为0.14～0.6 mm(图3c, d)。

粗安斑岩(NH-4)：紫灰至深灰色，蚀变后呈灰白色，斑状结构，基质具交织结构。斑晶占5%～25%，其中斜长石占4%～15%，辉石占1%～8%，钾长石占1%～5%，黑云母占1%～2%。斜长石斑晶呈半自形板状，具聚片双晶及环带构造，有时发育钾长石镶边。正长石呈板状，具卡式双晶，已泥化。辉石多已碳酸盐化，黑云母则较新鲜。基质具粗交织结构，成分以斜长石为主，并含少量钾长石、黑云母、辉石和磁铁矿及磷灰石等(图3e, f)。

3.2 测试方法

用于锆石LA ICP-MS年代学测试的样品首先经过破碎，经浮选和电磁选等方法挑选出单颗粒锆石，然后在双目镜下挑纯，选样工作在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。手工挑出晶形完好、透明度和色泽度好的锆石，粘于环氧树脂表面，经抛光后进行透射光和反射光照相(图4)，据此选择晶体特征良好的锆石阴极发光(CL)分析，最后根据阴极发光照射结果选择典型的岩浆锆石进行LA-ICP-MS测年分析。

图4 泥河铁矿床中岩浆岩锆石CL图像Fig.4 Zircon CL diagrams of zircons from magmatic rocks in the Nihe iron deposits

锆石LA-ICPMS测年分析在西北大学大陆动力学国家重点实验室进行，采用Agilient公司的Agilient 7500a ICPMS和MicroLas公司的GeoLas200M(193 nm)激光器进行测定。激光剥蚀以氦气作为剥蚀物质的载气，频率为10Hz，激光能量为90mJ，每个分析点的气体背景采集时间为30s，信号采集时间为40s。LA-ICP-MS激光剥蚀采样方式为单点剥蚀，数据分析前用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST610进行仪器的最佳化，使仪器达到最大的灵敏度、最小的氧化物产率(ThO+/Th+<2%)和最低的背景值。ICP-MS数据采集选用一个质量峰采集一点的跳峰方式，每测定5个样品点，测定一个锆石91500和一个NIST610。数据处理采用GLITTER(ver 4.0)程序进行，普通铅校正采用Andersen的方法(Andersen，2002)，年龄计算以标准锆石91500为外标进行同位素比值分馏校正；元素浓度计算采用NIST610作外标，Si作内标。普通铅校正采用Blacketal.(2004)和Harrisetal.(2004)的方法，锆石谐和图用Isoplot程序(ver 3.0)获得(Ludwig，2001)。具体测试流程及数据采集分析参见参考文献Yuanetal.(2008)。

3.3 定年结果

泥河铁矿床中辉石闪长玢岩，粗安斑岩和正长斑岩的LA ICP-MS法测年数据见表1，谐和图见图5。三个岩浆岩样品的锆石均为无色透明或浅黄色，结晶较好，呈典型的长柱状晶形。锆石中的Th/U比值可以指示锆石的成因(表1)。岩浆锆石的Th/U比值一般大于0.1，而变质锆石的Th/U比值一般小于0.1(Belousovaetal.，2002)。辉石闪长玢岩锆石中Th/U比值变化范围在0.70～2.54之间，均大于0.1，属于典型的岩浆成因锆石。由锆石的阴极发光图像可以看出(图4)，所有的锆石均具有清晰的内部结构和典型的岩浆震荡环带，不具有核-幔结构，无后期变质壳，表明这些锆石是岩浆形成后一次结晶形成的，应代表的是岩浆冷却结晶的时代。测试结果表明辉石闪长玢岩样品(ZK 0504-1132)、正长斑岩样品(NH-7)和粗安斑岩样品(NH-4)的206Pb/238U加权平均年龄分别为132.4±1.5Ma、129.4±2.0Ma和134.3±1.2Ma。

4 金云母40Ar-39Ar定年

4.1 样品地质特征和分析方法

在泥河铁矿床中采取与磁铁矿共生的金云母(样品号NH-01)进行40Ar-39Ar定年。金云母单偏光呈褐黄色，一组完全解理，平行消光，粒径约0.2～0.6 mm(图6)。

将样品经粉碎过筛，对碎样样品进行水漂、磁选和重液分离等步骤，分选出60～80目大小的金云母样品，最后在双目镜下手工挑选其中与磁铁矿共生的金云母200mg，样品纯度达到99.9%以上后送实验室进行测试。选纯的金云母用超声波清洗。超声清洗过程中要注意清洗液的选择和严格控制时间。一般先用经过两次亚沸蒸馏净化的纯净水清洗3次，每次3min，在此过程中矿物表面和解理缝中在天然状态下和碎样过程中吸附的粉末和杂质被清除。然后在丙酮中清洗两次，每次3min，在此过程中，矿物表面吸附的油污等有机物质被清除。

图5 泥河铁矿床中岩浆岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和图Fig.5 Zircon U-Pb diagrams of zircons from magmatic rocks in the Nihe iron deposits

表1泥河铁矿床中岩浆岩LA ICP-MS锆石U-Pb分析结果

Table 1 LA ICP-MS U-Pb analytic results of zircon from magmatic rock in the Nihe deposit

测点号UTh(×10-6)Th/U207Pb/206Pb206Pb/238U208Pb/232Th206Pb/238U207Pb/235U208Pb/232Th测值1σ测值1σ测值1σ年龄1σ年龄1σ年龄1σ泥河辉石闪长玢岩(ZK0504⁃1132)⁃01211711691 810 05040 03280 02030 01140 00630 01951291213761272⁃02272016571 640 05120 02630 02030 01010 00650 01861291251611322⁃032483520 700 04790 05790 02130 01500 00690 03901362961371395⁃04163411391 430 05070 03120 02060 01150 00640 01891312229721302⁃051441650 870 05010 09120 02060 02290 00680 048313132022121367⁃067848000 980 05030 03800 02070 01270 00640 02531322211881293⁃078106651 220 04930 04400 02070 01340 00630 026213221601031283⁃085245051 040 04340 05280 02050 01400 00630 03011322-1451311274⁃094615250 880 04780 04810 02080 01360 00640 02901332901141294⁃10194618081 080 04980 02510 02110 00940 00640 01871351187581292⁃117267370 990 05090 07320 02040 01970 00690 038013032371691395⁃1215918771 810 04670 03910 02110 01190 00660 0215135232941333⁃138565971 430 04840 04910 02140 01320 00760 024713621181161534⁃145645930 950 05490 05710 02160 01950 00750 040213734071281506 泥河粗安斑岩(NH⁃4)⁃018926041 480 04940 02610 02050 01080 00660 03361311166611334⁃02239410022 390 05460 02260 02090 00880 00690 02801321395511394⁃03182511831 540 04910 02110 02090 01270 00670 02981332154491344⁃04318112522 540 04940 01840 02100 01180 00660 02871342165431334⁃05188513471 400 04840 01620 02100 01200 00680 02951342118381374⁃06255016691 530 04990 01540 02110 01220 00670 02721342192361364⁃07188111921 580 04890 01750 02110 01170 00670 02941342142411364⁃08379219731 920 04680 01380 02120 01210 00650 0263135237331323⁃09285018761 520 04910 01400 02130 01170 00680 02711362155331384⁃10199611981 670 04830 01820 02130 00920 00680 02851361113431364⁃11305618531 650 04810 01530 02140 01160 00670 02721362103361364⁃12952749061 940 04880 00970 02150 01320 00640 02541372136231293 泥河正长斑岩(NH⁃7)⁃018026781 180 05630 05020 02010 02190 00620 049712734641111246⁃022272840 800 04980 03570 02000 01350 00620 04701272186831256⁃032813110 900 06690 04180 02050 01500 00750 04931282835871507⁃04226311122 030 05180 01870 02030 01240 00670 02911292275431364⁃052862511 140 07920 03450 02130 01570 00820 044513121176681667⁃06136510921 250 04940 02020 02060 01340 00660 03081312167471334⁃072532161 170 06260 04430 02100 01500 00720 04491312696941457⁃083604400 820 06800 06570 02120 02680 00850 049713248701361729⁃092412720 890 05050 03820 02090 01350 00660 04481332218881336⁃103824750 800 05070 05050 02120 02290 00700 056913532291171408

图6 泥河铁矿床中金云母(NH-01)与磁铁矿共生显微镜照片(a)-正交偏光;(b)-反射光.Phl-金云母;Mt-磁铁矿;Py-黄铁矿;Anh-硬石膏Fig.6 The mineral paragenesis between phlolgopite and magnetite in the Nihe deposit(a)-cross-polarized light; (b)-reflected light.Phl-phlogopite; Mt-magnetite; Py-pyrite; Anh-anhydrite

图7 庐枞盆地泥河铁矿床中金云母40Ar-39Ar坪年龄和等时线年龄图Fig.7 The 40Ar-39Ar spectrum and isochronal age diagram of phlolgopite in the Nihe deposit from Lu-Zong basin

清洗后的样品被封进石英瓶中送核反应接受中子照射，照射工作是在中国原子能科学研究院的“游泳池堆”中进行的。使用H8孔道，中子流密度约为6.0×1012n·cm-2S-1。照射总时间为3000min，积分中子通量为1.13×1018n·cm-2。样品的阶段升温加热使用电子轰击炉，每一个阶段加热30min，净化30min。质谱分析是在中国地质科学院地质研究所Ar-Ar年代学同位素实验室MM-1200B质谱计上进行的，每个峰值均采集8组数据。所有的数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。系统空白水平：m/e=40、39、37、36分别小于6×10-15mol、4×10-16mol、8×10-17mol和2×10-17mol。中子照射过程中所产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K2SO4和CaF2来获得，其值为：(36Ar/37Aro)Ca=0.0002389，(40Ar/39Ar)K=0.004782，(39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar经过放射性衰变校正；40K衰变常数λ=5.543×10-10y-1(Steiger and Jager，1977)。用ISOPLOT程序计算坪年龄和等时线年龄(Ludwig，2003)，坪年龄误差以2σ给出。中子照射、样品处理和仪器测试均用国内标样黑云母(ZBH-25标准年龄为132.7Ma，K含量为7.6%)(王松山等, 1983)做监控。详细实验流程见有关文章(陈文等, 2006)。

实验所用的仪器为英国GV InstrumentsC5400ArC质谱计, 激光器为国内组装的二氧化碳激光器COHERENT-50W。详细的实验流程见文献(Qiu and Jiang, 2007; Qiu and Wijbrans, 2008)。实验获得的Ar-Ar定年数据采用ArArCALC ver2.40软件处理。

4.2 定年结果

泥河铁矿床金云母(NH-01)的阶段加热40Ar-39Ar年龄的数据见表2，阶段升温年龄图谱及坪年龄见图7，所有构成坪年龄的数据点均进行了相应的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等时线图拟合。坪年龄计算据Dalrympleetal.(1971)提出的标准(存在不少于三个加热阶段且释放39Ar达50%以上)加以计算。

泥河铁矿床磁铁矿矿石中的金云母低温释放阶段(700～850℃)以及最后一个高温阶段(1400℃)视年龄变化较大，变化范围为42.0±25～136.7±2.5Ma，39Ar仅占总析出量3.1%，可能由于矿物晶格缺陷或矿物边部少量的氩丢失所造成(邱华宁等，1997)。11个高温释放阶段(850～1300℃)形成了131.2±0.9Ma (2σ)年龄坪(39Ar占总析出量96.9%)(图7)，等时线年龄为130.9±2.6Ma(图7)，初始值40Ar/36Ar为290±65，MSWD=3.9，等时线年龄与坪年龄在误差范围内完全一致，样品初始值误差相对较大，绝对值略低于尼尔值(295.5± 5)，但两者在误差范围内基本一致，表明本文所测的数据是可靠的。因此，NH-01金云母所给出的131.2±0.9Ma的坪年龄具有地质意义，可以代表了金云母形成的冷却年龄。

5 讨论

5.1 泥河铁矿床的成矿时代

表2庐枞盆地泥河铁矿床中金云母40Ar-39Ar年龄测定结果

Table 240Ar-39Ar data for phlogopite in the Nihe deposits from Lu-Zong basin

加热阶段加热温度(℃)40Ar39Ar()m36Ar39Ar()m37Ar39Ar()m38Ar39Ar()m40Ar(%)40Ar∗39Ar39Ar(×10-14mol)39Ar(Cum )(%)视年龄(Ma)(±1s)泥河铁矿床中与磁铁矿共生的金云母样号：NH⁃01测试参数：W=30 71mgJ=0 009057170047 54020 15220 41870 065 472 60240 040 0742 0±25280033 27530 08581 2240 038624 078 01760 130 3126 5±6 8385014 07120 01820 0730 018961 758 68940 41136 7±2 5490010 2630 00550 02880 015584 28 64121 223 13135 9±1 559509 53360 00360 02420 015388 818 46692 77 86133 3±1 469908 82730 00150 01420 014694 818 36964 1215 08131 8±1 3710408 70060 00120 01140 014695 858 33926 8227 02131 4±1 3810808 81820 00190 01130 014793 738 26526 5838 54130 2±1 3911208 99460 00240 0110 014892 178 29076 9350 67130 6±1 31011609 08390 00270 01870 014991 288 29198 2465 1130 6±1 31112008 96890 00240 040 014992 28 269810 3583 22130 3±1 31212508 75560 00160 030 014794 728 29378 7198 46130 7±1 31313008 83610 00120 0570 015195 838 46810 7599 77133 3±1 714140012．17140．01630．11830．018960．497．36320．13100116．5±8．8

前人对泥河铁矿床矿石中硬石膏的流体包裹体系统研究表明，磁铁矿主成矿期的成矿温度范围约为460～400℃(范裕等，2012)，金云母的40Ar-39Ar封闭温度约400～480℃(Dodson, 1973; Giletti and Tullis, 1977)，矿物的40Ar-39Ar年龄记录着成矿末期的同位素封闭时间(Selbyetal.，2002)。这些均表明本文所获得的金云母的冷却年龄近似等于(金云母)的结晶年龄。如前所述，磁铁矿与金云母密切共生，为同一矿化蚀变阶段的产物。因此，金云母40Ar-39Ar表面年龄可以近似地代表金云母和磁铁矿的形成年龄。本文所测泥河铁矿床磁铁矿矿石中的金云母的坪年龄分别为130.9±2.6Ma，代表了泥河铁矿床成矿作用发生的时间；与上述矿床形成密切相关的辉石闪长玢岩的成岩时代为132.4±1.5Ma，与成矿时代十分接近，说明成岩成矿作用几乎同时发生，与地质事实相吻合。因此，泥河铁矿床的成矿时代应为131Ma左右。

根据火山岩地质特征，粗安斑岩是砖桥旋回火山岩浆活动的晚期的产物，形成于成矿作用之前，本次工作得到粗安斑岩的成岩年龄为134.3±1.2Ma，与庐枞盆地砖桥组火山岩的时代134.1±1.6Ma(周涛发等, 2008b)接近。泥河铁矿床正长斑岩为成矿期后形成的脉岩，穿切火山岩地层和矿体(图 2)，其年龄为129.4±2.0Ma，小于矿床成矿年龄和成矿辉石闪长玢岩的年龄，与地质关系吻合。综合以上证据，本次年代学测年工作得到的岩体年龄数据精度和可信度高。结合庐枞盆地火山岩成岩时代(周涛发等, 2008b)，通过上述泥河铁矿床年代学研究和矿床地质特征研究，建立了泥河铁矿床成岩成矿时空格架，如图8所示。

图9 庐枞盆地主要矿床空间分布关系图Fig.9 Distribution map of main deposits in Lu-Zong basin

5.2 庐枞盆地成岩成矿时空关系

前人已经对庐枞盆地内不同类型矿床开展了相关成岩成矿年代学研究，龙桥铁矿床和马鞭山铁矿床中金云母40Ar-39Ar法测年研究表明其成矿时代为130.5±1.1Ma 和130.5±0.9Ma(Zhouetal.，2011)。覃永军等(2010)通过锆石LA-ICP MS U-Pb 定年方法测年，确定矿田内辉石粗安玢岩的形成年龄约为133Ma成岩时代为133.3±0.6Ma，推测推测矿田的成矿时间为133～131Ma。大岭矿床中含矿闪长玢岩成岩时代为132.0±1.9Ma，推测大龄矿床的的成矿时代约为132Ma(张乐骏等，2011)；马口矿床铁矿床的成矿时代为127.3±0.8Ma，赋矿岩体的形成时代为129.4±1.4Ma(周涛发等，2012)。张乐骏等(2010)通过井边铜矿床中的安山斑岩次火山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和主成矿阶段石英中流体包裹体40Ar-39Ar同位素定年，获得了安山斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为133.2±1.7Ma，石英流体包裹体40Ar-39Ar等时线年龄为133.3±8.3Ma，确定井边铜矿床的成矿时代约为133Ma。与铀、金矿化关系密切的黄梅尖石英A型花岗岩的LA-ICP MS U-Pb 定年结果为125.4±1.7Ma(范裕等，2008)，推测庐枞盆地内铀矿床的成矿时代与之相似。上述定年结果表明，庐枞盆地铁矿床的形成时代均为130Ma左右，铁成矿作用集中发生在第二次火山喷发旋回(砖桥旋回)活动的末期。此外，砖桥旋回早期发生少量的铜矿化，双庙旋回发育少量与正长岩有关铁矿化，浮山旋回发育与A型花岗岩有关的金铀矿化。结合前人对庐枞盆地内不同矿床的成矿时代，以及庐枞盆地中主要矿床时空分布规律的总结，本文将盆地中的成岩成矿作用的时空关系总结在了图9中。

龙门院旋回和砖桥旋回的火山岩浆活动时间为135～134Ma之间(周涛发等，2008b)，伴随着这一期火山岩浆活动形成了多个侵入岩体，侵入岩体主要包括粗安斑岩次火山岩体和多个二长、闪长岩类侵入体，他们的形成时代为134～130Ma(周涛发等，2011)。伴随着这一期火山侵入活动中形成了大量的金属和非金属矿床，这也是庐枞盆地的主要成矿期。矿床包括了盘石岭铁矿床、岳山铅锌矿床、矾山明矾石矿床、盆地中以井边铜矿床为代表的脉状铜矿床以及多个玢岩型铁矿床。其中盘石岭铁矿床的形成时代较早，与砖桥旋回火山喷发活动基本同时，岳山铅锌矿床和脉状铜矿床的形成时代基本一致，他们主要与龙门院旋回和砖桥旋回的次火山岩体以及二长岩体有关，产于盆地的中部和北部。玢岩型铁矿床是盆地中最重要的一类矿床，成矿时代测定结果显示龙桥铁矿床、泥河铁矿床、马鞭山铁矿床和杨山铁矿床的成矿时代非常一致，集中在～130Ma，成矿作用均发生于砖桥旋回晚期。这些玢岩型铁矿床的同时形成，是一次矿化作用在不同位置的体现(长江中下游火山岩区铁矿研究组， 1977；张招崇等，2014)，与宁芜盆地中的大王山旋回晚期形成的玢岩型铁矿床成矿时间也完全一致(范裕等，2011)。在玢岩型铁矿的形成过程中，成矿流体沿着之前的火山机构向上运移，与周围的火山岩地层交代，形成了以矾山为代表的明矾石矿床。在龙门院旋回和砖桥旋回的火山岩浆活动之后，整个盆地处于一个短暂宁静阶段，这一阶段为盆地中的矿床沉淀定位提供了一个宁静的环境。在130.5Ma左右，盆地中开始了第二个大旋回的火山岩浆活动，一直持续到123Ma，形成了双庙旋回和浮山旋回的火山岩和相伴随的一套侵入岩，包括正长岩和A型花岗岩类岩石。在这个阶段的成矿作用较弱，主要在盆地的南部和东南部形成了一些产于正长岩或A型花岗岩中的Fe-Cu-Au-U矿床，其中以马口铁矿床为代表，形成时代为127.3Ma。

5.3 区域成岩时代对比

长江中下游地区岩浆活动在时空上表现出明显的分区性和演化趋势。145～136Ma的岩浆活动主要发生在次级隆起区(或称断隆区，如铜陵、安庆地区等)，是矽卡岩-斑岩型铜金矿化的主要时期(毛景文等，2004；周涛发等，2000；Zhouetal., 2007；王彦斌等，2004；张达等，2006；徐夕生等，2004；张乐骏等，2008；Lietal., 2009a, b ; 蒋少涌等，2010)；而135～127Ma的岩浆活动主要发生在次级凹陷区(或称断凹区，如庐枞盆地，宁芜盆地等)，是铁矿化的主要时期(周涛发等，2010a; Zhangetal., 2014)，之后的A型花岗岩集中形成于126～123Ma，既可以产出于断隆区，又可以产出于断凹区(范裕等，2008；周涛发等，2008b)，与铀、金矿化有关。因此，长江中下游地区岩浆岩的形成时代分期集中在145～136Ma、135～127Ma、126～123Ma等三个时期(周涛发等，2008b)。本次工作确定的庐枞盆地中泥河铁矿床的成矿时代为130.9±2.6Ma，成矿岩浆岩辉石闪长玢岩的成岩时代为132.4±1.5Ma，与铁矿化关系最为密切，属于长江中下游成矿带第二期岩浆作用产物。庐枞盆地内130Ma左右的辉石闪长玢岩侵入体及周围是寻找泥河式铁矿床的重要靶区。

6 结论

(1)庐枞盆地泥河铁矿床中辉石闪长玢岩、粗安斑岩及正长斑岩成岩时代分别为132.4±1.5Ma、134.3±1.2Ma和129.4±2.0Ma，粗安斑岩为砖桥旋回的火山岩浆活动产物，早于矿床的成矿作用，辉石闪长玢岩为砖桥旋回晚期的产物，而正长斑岩属于成矿期后脉岩，穿切铁矿体。泥河铁矿床的成矿时代为130.9±2.6Ma，与成矿关系密切相关的辉石闪长玢岩的成岩时代十分接近，说明成岩成矿作用几乎同时发生。

(2)庐枞盆地内玢岩型铁矿床，包括龙桥、泥河、罗河、马鞭山和杨山等矿床的成矿时代非常一致，集中在130Ma左右，它们几乎同时形成，是一次矿化作用在不同位置的体现，其形成时代与宁芜盆地中的玢岩型铁矿床也完全一致。

(3)庐枞盆地具有寻找与长江中下游地区第二期大规模成岩成矿作用相关铁矿的潜力，130Ma左右的辉石闪长玢岩侵入体及周围是寻找泥河式铁矿床的重要靶区。

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