安徽东至查册桥金矿岩浆岩岩石地球化学特征

沈欢喜，石磊，聂张星，钱祥，杨敬明

（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽安庆，246003）



安徽东至查册桥金矿岩浆岩岩石地球化学特征

沈欢喜，石磊，聂张星，钱祥，杨敬明

（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽安庆，246003）

摘要：查册桥金矿是近年来在安徽省东至县发现的具一定规模的金矿床，其形成与燕山期岩浆活动有密切的时空和成因联系。本文通过对该区岩浆岩岩石学特征研究，确定区内中酸性岩浆岩成因类型为I型花岗岩，属高钾钙碱性和钙碱性岩浆岩系列；稀土元素总体表现为LREE富集，HREE亏损特征。通过区内岩浆岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，确定区内岩体成岩时间在晚侏罗世到早白垩世之间（142～148 Ma）；通过岩石学及岩石地球化学特征，并结合岩浆岩年代学分析，认为区内燕山早期闪长玢岩、花岗闪长岩及花岗斑岩发育于陆内碰撞造山带构造应力由挤压转变为伸展的转折期，受中国东部燕山期岩浆-成矿作用统一的构造环境制约。

关键词：查册桥金矿；东至；岩石学；埃达克质岩石；燕山期

资助项目：安徽省国土资源厅重点项目“安徽省东至县查册桥—西峰尖金铜多金属矿成矿条件及控矿因素研究”；安徽省地矿局科技项目“安徽省东至县赵家岭金矿成矿地质条件及控矿因素研究（KJ2014-04）”

安徽东至地区处于扬子陆块北缘（图1），长江中下游成矿带的南外带，即江南过渡带[1]。近年来，安徽省地矿局311地质队在东至查册桥地区发现了赋存于奥陶系与志留系断层界面的牛头高家红土型金矿，其后在中深部发现原生金矿体，并在该矿区南侧发现多个金矿点[2-3]。在东至查册桥矿区金矿普查同时，笔者等开展了成矿地质条件与主要控矿因素等方面的专题研究，初步认为该区金矿主要为浅成低温热液型金矿，矿床地质特征和同位素地球化学特征均显示成矿与岩浆作用有着密切的时空和成因联系[3-4]。东至地区以往发现矿床较少，地质研究程度偏低，尤其对岩浆岩方面很少涉及，本文通过对该区主要岩体岩石地球化学研究，并结合年代学研究，认为区内主要为中生代钙碱性I型花岗岩。区内岩石学的初步研究，提高了对江南过渡带岩浆岩的认识，以期对区内寻找与同类型岩浆岩有关的中低温热液型矿床提供帮助。

图1　东至地区地质构造略图Fig.1 Tectonic sketch map in the Dongzhi region 1.基底断裂；2.区域性断裂；3.多金属矿床及其所在地名（点）

1　区域及矿区地质特征

1.1区域地质背景

东至查册桥矿区在区域上处于下扬子台拗和江南台隆中部的过渡部位，为长江中下游成矿带的南外带[5-6]，称为“江南过渡带”，是相对独立的成矿带（图1）。该带内西段的东至成矿区成矿具有一定成矿特色，主要形成以中低温热液为主的铅锌金等矿床，属中低温“矿化域”[7]。北东向郯庐断裂、头坡断裂及长江深大断裂位于该区西北，其中长江深大断裂的一枝即东流-马鞍山断裂经过西南部；北东向高坦断裂经过北部，江南断裂位于南部；北东东向东至断裂、殷汇-葛公断裂经过西部和东部。上述区域性断裂形成菱形网状断裂构造格架，并控制区域上岩浆活动与成矿作用。

1.2矿区和矿床地质特征

该区现阶段发现有牛头高家金矿段、路源金矿段、程檀金矿段和姚村金矿点、东边金矿（化）点、杨梅尖金矿点（图2）。矿区地层从南华系休宁组至志留系坟头组均有出露。

区内金多金属矿化主要受构造控制，并与有利的地层层位和岩浆活动有关。矿化类型以高硫浅成低温热液型金（锑）矿化为主，工业类型主要属微细粒浸染型[8-10]，该区外围见有与岩浆有关的矽卡岩型钨、钼矿化。

2　岩相学特征

该区燕山期岩浆岩以侵入岩为主，岩脉发育，与金矿成矿关系密切的岩体主要有里廖花岗闪长岩、程檀闪长玢岩、牛头高家花岗闪长斑岩等。

里廖花岗闪长岩岩石为灰色，细-中粒不等粒半自形粒状结构，粒径0.2～2 mm，块状构造。主要矿物成分：斜长石60%±，板状、粒状（图3），局部叶腊石化、碳酸盐化；石英20%±，半自形、他形粒状；钾长石～10%，他形粒状分布于其它矿物粒间；黑云母～10%，片状。

牛头高家花岗闪长斑岩岩石为灰色，变余斑状结构，块状构造，岩石蚀变较强烈（图4）。斑晶含量～45%，其中石英含量～20%，呈他形粒状；斜长石含量～16%，部分完全被绢云母和隐晶质石英交代；黑云母含量～9%，呈片状。基质含量～55%，基质不透明矿物呈他形粒状，浸染状分布。

程檀闪长玢岩，岩石为灰色；斑状结构，基质半自形粒状结构，块状构造；斑晶斜长石呈自形-半自形板状结构；黑云母呈片状；角闪石呈柱状；石英呈他形粒状分布；暗色矿物呈柱状、片状。斑晶含量～35%，其中斜长石含量～18%，粒径0.2～2 mm，黑云母含量～8%，粒径0.2～1.2 mm；角闪石含量4±%，粒径0.3～0.5 mm；石英含量～5%，粒径0.2～1.5 mm；基质含量～65%，其中石英含量～10%；斜长石含量～30%；暗色矿物含量～25%；

3　岩石地球化学特征

3.1岩石化学特征

根据岩石化学成分图解确定了区内岩浆岩的岩石类型（表1、图5a），依据岩石系列图解SiO2-K2O图解对主要的岩浆岩进行了岩石系列的划分（图5b）。在TAS图解中，该区侵入岩岩石类型主要为闪长岩和花岗闪长岩区域内，且主要属于高钾钙碱性系列。其中里廖地区为花岗闪长岩，牛头高家地区主要为花岗闪长斑岩，程檀地区主要为闪长玢岩。

3.2稀土元素和微量元素地球化学特征

程檀闪长玢岩ΣREE范围在（80.68～163.62）×10-6，平均值112.37；LREE/HREE=7.65～17.43，平均值11.44；δEu范围在0. 72～0.84，平均值0.79；(La/Yb)N范围在8.11～29.05，平均值为16.47；稀土元素配分模型为轻稀土富集的右倾配分模型（图6，表2）。牛头高家花岗闪长岩Σ REE范围在（84.49～168.51）×10-6，平均值116.05；LREE/HREE=8.07～17.54，平均值13.71；δEu范围在0. 60～0. 89，平均值0.74；（La/Yb）N范围在9.58～30.65，平均值为21.03；（La/Sm）N范围在5.07～9.08，平均值为7.35；稀土元素配分模型为轻稀土富集的右倾配分模型。里廖花岗闪长岩ΣREE范围（149.52～168.51）×10-6，平均值159.02；LREE/HREE=11.23～11.39，平均值11.31；δ Eu范围在0.76～0.82，平均值0.79；（La/Yb）N范围在15.85～15.94，平均值为15.89；稀土元素配分模型为轻稀土富集的右倾配分模型。

该区稀土元素分析结果显示本区岩浆岩稀土含量不高，为LREE相对富集，HREE相对亏损型。LREE元素间的分馏程度明显高于HREE元素；δEu无异常至轻缓负异常。三类侵入岩表现为轻稀土富集的扬子系列花岗岩，有利于形成Fe、Cu（Au）、Mo （W）等玢岩型、斑岩型矿床。

图2　查册桥矿区地质略图Fig.2 Geological sketch map of the Zhaceqiao deposit 1.志留系坟头组；2.志留系高家边组；3.奥陶系中-上统；4.奥陶系东至组-牯牛潭组；5.奥陶系红花园组；6.奥陶系仑山组；7.寒武系青坑组；8.寒武系团山组；9.寒武系杨柳岗组；10.寒武系黄柏岭组；11.震旦系皮园村组；12.震旦系蓝田组；13.南华系南沱组；14.南华系休宁组；15.花岗斑岩；16.花岗闪长岩；17.花岗闪长斑岩；18.闪长玢岩；19.英安玢岩；20.含硅化岩岩块红土；21.实、推测断层；22.实、推测地质界线；23.取样孔及编号

表1　岩浆岩岩石化学成分简表Tab.1 Chemical compositions of the Zhaceqiao intrusions

图3　花岗闪长岩（里廖，ZK01）Fig.3 Microscope photo for the granodiorite（Liao，ZK01）1.角闪石；2.黑云母（绿泥石化）；3.斜长石（葡萄石化）；4.石英；5.钾长石（泥化）

图4　花岗闪长斑岩（牛头高家）显微镜下照片及手标本照片Fig.4 Hand specimen photos and microphotographs of the Niutougaojia granodiorite porphyry1.石英斑晶；2.斜长石斑晶；3.黑云母斑晶；4.基质

图5　查册桥矿区侵入岩TAS图解（a，据文献［11］）和SiO2-K2O图解（b，实线据文献［12］；虚线据文献［13］）Fig.5 TAS and K2O-SiO2diagrams for the Zhaceqiao intrusions （a.after［11］；b.solid lines after［12］；dashed lines after［13］）

图6　区内主要岩石稀土元素配分图Fig.6 REE distribution paterens of the major rocks1.闪长玢岩；2.花岗闪长斑岩；3.花岗闪长岩

表2　查册桥区岩浆岩稀土元素含量（×10-6）Tab.2 Rare earth element content（×10-6）of the intrusive rocks in the study area

岩石微量元素特征（表3），显示富集LILE（Rb、 La、Ba、Sr）和相对亏损HFSE（Nb、Y）。在微量元素球粒陨石标准化蛛网图上呈现显著的Nb、Y负异常谷（图7），微量元素Y和Yb明显呈低值，富集Sr元素。稀土元素总体表现为LREE相对富集，HREE相对亏损型的右倾配分模型，且δEu弱负异常，Yb值较低。而微量元素Sr平均值425.2，Y平均值为10.9，Sr/ Y比值的平均值为43.3。

4　成岩时代和地质意义

4.1成岩时代

区内岩浆岩测年工作分别在牛头高家金矿段2个钻孔、程檀矿点1个钻孔及里廖岩体1个钻孔内取得较新鲜的侵入岩样品。锆石单矿物分选在河北省地勘局廊坊实验室进行，将8～10 kg中的原岩样品粉碎，经常规重选和电磁选后在双目镜下挑选锆石。双目镜下将分选好的锆石根据颜色、自形程度、形态等特征初步分类，挑选出具有代表性的锆石，在北京锆年领航科技有限公司用环氧树脂制靶、打磨和抛光。样品测定之前用体积百分比为3%的HNO3清洗样品表面，以除去样品表面的污染。然后进行锆石显微镜照样（反射光和透射光）和阴极发光（CL）照相,锆石的透反射和阴极发光照相在中国科学技术大学院壳-幔物质与环境重点实验室和北京锆年领航科技有限公司完成，所用仪器为FEI公司生产的Sirion200型电子显微镜。锆石的激光剥蚀电感偶合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位U-Pb定年和微量元素分析在中国科学技术大学壳-幔物质与环境重点实验室完成。通过对区内岩浆岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，确定了区内岩体成岩时间晚侏罗世到早白垩世之间，牛头高家花岗闪长斑岩在143～148 Ma侵位，里廖花岗闪长岩侵位年龄为145 Ma，程檀闪长玢岩为142 Ma（另文发表）。而在同一构造带上，具有相近的构造-岩浆活动过程的兆吉口矿区，通过岩浆岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄研究，获得戴村花岗闪长岩体（I型）年龄145.5±1.3 Ma，其它花岗斑岩脉年龄为143.5±4.3 Ma。徐晓春等认为两者为同一岩浆作用产物[15]。铜山岩体石英二长斑岩SHRIMP锆石的U-Pb年龄145.1±1.2 Ma[16]。以上均反映出本区高坦断裂两侧燕山早期的强烈岩浆活动，并伴有一定规模的成矿作用（图1）。区内蚀变较弱的牛头高家花岗闪长斑岩和里廖花岗闪长岩的硅酸盐特征分析显示这两个岩体均为I型花岗岩。

表3　研究区岩浆岩微量元素含量（×10-6）Tab.3 Spider diagrams of trace elements（×10-6）of Intrusive rocks in the study area

图7　研究区内微量元素蛛网图Fig.7 Spider diagrams of the trace elements

4.2岩石演化与地质意义

该区花岗闪长斑岩、花岗闪长岩、闪长玢岩岩体主量元素Harker图解（图8）显示：A12O3、MgO、TiO2、CaO总体上均与SiO2呈负相关关系；K2O随SiO2含量增高而增高，呈正相关关系。K2O与Na2O线性关系不明显，可能与岩石具有弱蚀变有关，导致钾、钠元素流失。元素间良好的线性关系，反映出这些样品可能来自同一或相似的源区，暗示研究区内侵入岩体的岩浆结晶分异演化趋势及成分的变化，表明岩浆演化过程中可能存在单斜辉石、钛铁矿、斜长石等矿物的部分分离结晶作用[17-19]；CaO含量的降低是由斜长石的分离结晶所造成。元素间良好的线性关系，反映出这些样品可能来自同一或相似的源区，暗示区内岩浆岩可能具有同源演化关系。

区内中酸性岩浆岩为高钾钙碱性和钙碱性岩石，岩浆形成于晚侏罗世-早白垩世。结合区域构造环境分析，区内岩浆作用主要发生在板块由挤压到伸展的转折时期，岩浆由印支期加厚的下地壳受地幔物质上涌影响而拆层熔融形成。

5　结论

（1）该区岩浆活动强烈，以燕山早期岩浆岩为主，岩性主要为闪长玢岩、花岗闪长岩、花岗闪长斑岩等，为高钾钙碱性和钙碱性系列的I型花岗岩。

（2）岩浆岩年代学研究表明该区主要岩浆岩侵位时间在晚侏罗世到早白垩世之间（142～148 Ma）。区内燕山早期闪长玢岩、花岗闪长岩及花岗闪长斑岩岩浆产生于构造应力由挤压转变为伸展的转折期，受中国东部燕山期岩浆-成矿作用统一的构造环境制约。

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图8　研究区侵入岩SiO2与其它主元素氧化物关系（Harker）图解Fig.8 SiO2relationships and other major element oxides（Harker）Graphic for Intrusive rocks

（3）该区内岩浆岩岩石学和岩石地球化学的研究，丰富了该区乃至江南过渡带上的岩浆岩岩石学资料，同时也为区内深部寻找相关的金多金属矿床提供了一定的帮助，在一定程度上也可指导东至地区的找矿工作。

致谢：本文受到安徽省国土资源厅重点项目(编号: 2012-1-18)和安徽省地质矿产勘查局科技项目(KJ2014-04)的资助，笔者表示衷心的感谢，项目工作中得到了安徽地矿局盛中烈教授、合肥工业大学徐晓春教授、中国科技大学杨晓勇教授等众多专家的指导，在此一并表示衷心的感谢。

参考文献：

［1］储国正.安徽金矿主要特征及找矿方向［J］.安徽地质. 2010，20（4）: 254-259.

［2］聂张星，李敏，沈欢喜，等.安徽省东至地区金矿类型及找矿方向［J］.安徽地质.2013，2013 （3）: 137-143.

［3］聂张星，钱祥，石磊，等.安徽省东至县牛头高家金矿地质特征及找矿意义［J］.安徽地质.2012，2012（增刊）: 107-110.

［4］石磊，聂张星，钱祥，等.安徽省东至县牛头高金矿硫铅同位素特征及地质意义［M］.安徽省2014年青年地质学术讨论会论文集.合肥:安徽科学技术出版社. 2014:195-198.

［5］常印佛，刘湘培，吴言昌.长江中下游铜铁成矿带［M］.北京:地质出版社，1991.

［6］唐永成，吴言昌，储国正，等.安徽沿江地区铜金多金属矿床地质［M］.北京:地质出版社，1998.

［7］邢凤鸣，徐祥.安徽扬子岩浆岩带与成矿［M］.合肥:安徽人民出版社，1999.

［8］嵇福元，李音平，周粟，等.皖南地区微细浸染型金矿地球化学特征［J］.江苏地质.1991，1991 （3）: 137-143.

［9］孙中义，高大旗.安徽省东至县一径县一带寒武纪地层中金矿化的围岩蚀变特征［J］.黄金地质科技. 1993，1993（2）: 41-47.

［10］杨书桐.皖南花山金矿化域蚀变岩体的地质地球化学特征及成因探讨［J］.安徽地质. 1993，3 （1）: 42-48.

［11］Wilson M. Igneous petrogenesis［M］. 1989，London: Allen and Unwin.1-50.

［12］Peccerillo A，Taylor S R. Geochemistry of Eocenecalc-alkalinevolcanic-rocksfrom kastamonu area，northern Turkey［J］. Contributions to Mineralogy and Petrology. 1976，58（1）: 63-81.

［13］Middlemost E A K. Magmas and Magmatic Rocks［J］. London: Longman，1985，1-266.

［14］黎彤，袁怀南，吴胜昔.中国花岗岩类和世界花岗岩类平均化学成分对比研究［J］.大地树造与成矿学. 1998，（1）: 29-34.

［15］徐晓春，刘雪，张赞赞，等.安徽东至兆吉口铅锌矿区岩浆岩锆石U-PB年龄及其地质意义.地质科学［J］. 2014，49（2）: 431-455.

［16］张智宇，杜杨松，张静，等.安徽贵池铜山岩体SHRIMP锆石U-Pb年代学与岩石地球化学特征研究［J］.地质评论. 2011，57（3）366-378.

［17］孟祥金，吕庆田，杨竹森，等.长江中下游铜陵及邻区中生代中酸性侵入岩地球化学特征及其深部岩浆作用探讨［J］.地质学报. 2011，85（5）: 757-777.

［18］王强，许继峰，赵振华，等.安徽铜陵地区燕山期侵入岩的成因及其对深部动力学过程的制约［J］.中国科学（D辑）.

2003，33（4）: 323-334.

［19］徐晓春，陆三明，谢巧勤，等.铜陵狮子山矿田岩浆岩锆石SHRIMP定年及其成因意义［J］.地质学报. 2008，82（4）: 500-510.

中图分类号：P618.51

文献标识码：A

文章编号：1672-4135（2016）01-0024-07

收稿日期：2015-04-20

作者简介：沈欢喜（1969-），男，工程师，中国地质大学（武汉），现长期从事地质矿产勘查及项目管理工作，E-mail: shileianhui311@163.com。

Petrological and geochemical characteristics of the intrusions in Zhaceqiao Au deposit Dongzhi area，Anhui province

SHEN Huan-xi, SHI Lei, NIEZhang-xing, QIAN Xiang,YANGJing-ming

（No.311 Geological Team,Anhui Bureauof Geology and Mineral ResourcesExploration,Anhui Anqing246003,China）

Abstract：The Zhaceqiao Au deposit was explored in recent years, which is located in Dongzhi County, Anhui Province. It is a small scale deposit, which is temporally and spatially related to the Yanshanian Zheceqiao granitoid intrusion. Based on the geological and geochemical characteristics of granitoid intrusion, this paper confirms that the granitoid samples are I-type granite and belong to calc-alkaline series to high-K calc-alkaline series. The granite samples are enriched in LREEs whereas depleted in HREEs, which exhibits affinities with those felsic magmatic rocks in the middle and Lower Yangtze River. The granite samples have adakitic geochemical characteristics. Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results of Zheceqiao graniteintrusion are from 142 to 148 Macorresponding to Late Jurassic to Early Cretaceous. After compared thepetrological, geochronological and geochemical features with the Late Yanshanian dioritic porphyrite, granodiorite and granite porphyry in the study area, all theserocksareAdakites, and derived from an intracontinental collisional to an extensional setting, whichwascontrolledby theregional tectonicsinducingmagmatismandmetallogenicsystemin East China.

Key words：ZheceqiaoAudeposit; Dongzhi County; petrogenesis; Yanshanian.