安徽庐枞盆地黄屯地区岩浆侵入活动时限及元素地球化学特征

张靖怡，张 舒,3* ，张赞赞，蔡晓兵，岳运华，魏国辉

(1. 安徽省地质调查院，安徽 合肥 230001； 2. 安徽省地质科学研究所，安徽 合肥 230001；3. 合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

庐枞(庐江—枞阳)矿集区是长江中下游铜铁多金属成矿带内重要的矿集区之一，也是中国地质调查局首批设立的整装勘查区[1-2]。玢岩型铁硫矿床及斑岩型铜矿床是区内优势矿种[3-7]，累计探明铁矿石资源量超过6.69×108t(平均品位为30%～40%)、铜金属量超过1.27×106t。近年来，随着区内综合研究的深入及找矿投入的不断加大，矿集区北部的黄屯地区于已知岳山铅锌银矿床(中型)外围相继发现中型铅锌矿床3处(西湾、朱岗、铜盘山)和中型铜金矿床1处(黄屯)，指示本区铅锌铜金矿优良的找矿前景，拓宽了矿集区的找矿方向。

黄屯地区位于庐枞火山岩盆地北缘，构造特征复杂，岩浆侵入活动强烈，矿化与浅成侵入体有着密切的空间与成因联系。其中，岳山二长斑岩控制了岳山铅锌银矿床的产出[8];黄屯闪长玢岩控制了朱岗、铜盘山铅锌矿床的产出[9-10];而黄屯铜金矿床、西湾铅锌矿床虽未与侵入岩直接接触，但矿区周边的岩浆活动可能为成矿提供了流体及驱动力[11-12]。因此，深入了解黄屯地区岩浆侵入活动特征，对于认识研究区多金属矿床成因及指导未来找矿工作有着重要意义。不仅如此，庐枞盆地作为长江中下游地区火山岩盆地的代表，早白垩世发育一套富碱火山岩及闪长质-二长质-正长质侵入体[13-18]。前人研究工作已明确火山岩与侵入岩同属于橄榄玄粗质岩系，并对岩浆源区、火山岩的演化过程开展了大量研究工作[19-26]，但对于闪长质、二长质、正长质侵入体之间的演化机制还缺乏系统的研究。黄屯地区集中发育有黄屯闪长玢岩、岳山二长斑岩及焦冲正长岩，3个岩体相互接触，显示出三者之间紧密的成因联系，是研究侵入岩岩浆演化过程的天然实例。

本文应用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法，分别对安徽庐枞盆地黄屯地区岳山二长斑岩及钻孔揭露的深部正长岩进行了精确定年，并结合前人的年龄数据对本区的岩浆活动时限进行了限定;同时开展了区内侵入岩全岩主量、微量元素及Sr-Nd同位素研究，探讨了岩浆起源及演化过程，为揭示庐枞盆地岩浆演化机制及黄屯地区多金属矿床成因提供资料。

1 区域地质背景及岩石学特征

图件引自文献[27]、[28]，有所修改图1 安徽庐枞矿集区地质简图Fig.1 Geological Sketch Map of Luzong Ore District in Anhui

庐枞矿集区地处安徽省庐江县和枞阳县之间，大地构造位置位于扬子板块北缘，西临郯庐断裂带(图1)。矿集区主体为庐枞火山岩盆地，是一NE向不对称的耳状断陷盆地，四周由倾向内侧的边界深大断裂所围限[24,27]。盆地基底为中三叠统—中侏罗统陆相碎屑岩，其与上覆的下白垩统火山岩呈角度不整合接触。盆地内火山岩呈同心环状分布，由老到新依次为下白垩统龙门院组(K1l)、砖桥组(K1z)、双庙组(K1s)及浮山组(K1f)。伴随火山活动，盆地内还发育有大量的侵入岩，主要包括闪长岩、二长岩及正长岩[14,28]。盆地内部的矿床类型以玢岩型铁硫矿床为主，与砖桥旋回末期的闪长玢岩有成因联系，矿床主要分布于盆地西北缘与北缘，受基底断裂控制[6,14,24,29-30];盆地中部及西南部发育有脉状铜金矿床，主要产出于砖桥组火山岩中，受浅表断裂控制[31-32];盆地北部的黄屯地区则产出有热液型铅锌银矿床及斑岩型铜金矿床[8-12]。

图2 黄屯地区地质简图Fig.2 Geological Sketch Map of Huangtun Area

黄屯地区位于庐枞火山岩盆地北缘(图1)黄屯—夏窑裂隙式火山喷发带内[8];NE向枞阳—黄屯基底断裂通过本区，控制了区内构造格架及岩浆活动[27]。区内北侧出露有盆地的基底地层，包括中三叠统周冲村组、上三叠统范家塘组(T3f)、中侏罗统罗岭组(J2l)，岩性以陆相碎屑岩及碳酸盐岩为主。基底地层总体呈一单斜构造，走向NE，倾向SE。基底地层之上，角度不整合覆盖有下白垩统龙门院组及砖桥组，岩性分别以角闪粗安岩及辉石粗安岩为主。区内侵入岩主要有黄屯闪长玢岩、岳山二长斑岩及焦冲正长岩(图2)。黄屯闪长玢岩出露于黄屯地区西南部，与龙门院组、砖桥组火山岩呈侵入接触关系，钻孔中亦可见龙门院组火山岩呈捕掳体产出于闪长玢岩内部(图3)，说明黄屯闪长玢岩的形成晚于龙门院组火山岩。岳山二长斑岩分布于黄屯地区东北部，与基底地层呈侵入接触关系;地表及钻孔中岳山二长斑岩与黄屯闪长玢岩的界限不明确，无法判断两者形成的先后次序。焦冲正长岩出露面积较大，主要分布于黄屯地区西部，钻孔及地球物理资料显示其向东侧深部隐伏(图3);地表及钻孔中可观察到焦冲正长岩与黄屯闪长玢岩、岳山二长斑岩的侵入接触关系，指示焦冲正长岩形成最晚。

图3 黄屯地区地质剖面Fig.3 Geological Sections of Huangtun Area

黄屯闪长玢岩新鲜岩石呈深灰色，具斑状结构、块状构造[图4(a)],主要由斜长石(体积分数约为80%)、角闪石(约10%)、辉石(约5%)及少量黑云母组成，副矿物为磷灰石及榍石等。斑晶主要为斜长石、角闪石[图4(b)]，偶见辉石，斑晶体积分数为35%～40%。斜长石斑晶呈半自形板柱状，粒度约1 mm×2 mm;角闪石斑晶呈柱状，粒度约1.0 mm×2.5 mm;辉石斑晶多为短柱状，粒度约0.5 mm×1.0 mm。基质为微晶至隐晶质斜长石及角闪石，局部可见微晶交织结构。岩石整体发育有不均匀的碳酸盐化、绢云母化蚀变，可见微细碳酸岩脉沿裂隙充填[图4(a)、(b)]。

岳山二长斑岩新鲜岩石呈灰白色，具似斑状结构、块状构造[图4(c)],主要由斜长石(体积分数约为55%)、钾长石(约40%)、角闪石(约5%)组成，另含少量辉石及黑云母[图4(d)]。斑晶主要为斜长石，另有少量钾长石及角闪石，斑晶体积分数为30%～40%[图4(e)]。斜长石斑晶呈半自形板柱状，粒度为0.5 mm×1.0 mm～1.0 mm×2.0 mm;角闪石斑晶呈柱状，粒度约0.4 mm×1.5 mm。基质主要为微晶钾长石、斜长石及少量角闪石。岩石整体发育弱的绢云母化蚀变。

地表出露的焦冲正长岩与钻孔深部揭露的隐伏部分(图3)具有较为一致的岩相学特征[图4(f)]。岩石呈肉红色，具半自形粒状结构[图4(h)]，局部具似斑状结构[图4(g)]、块状构造。岩石主要由钾长石(体积分数约为75%)组成，斜长石(约15%)、石英(约5%)次之，另含少量辉石及黑云母[图4(i)]。副矿物包括榍石、磷灰石、独居石和锆石等。钾长石多呈他形粒状，粒径为2～3 mm;斜长石呈半自形板状，粒度约为2 mm×3 mm;石英呈他形填隙产出。岩石发育不均匀的高岭石化及绢云母化，可见长石表面因蚀变而混浊[图4(g)～(i)]。

Kf为钾长石;Pl为斜长石;Qtz为石英;Am为角闪石;Bt为黑云母图4 侵入岩手标本照片及显微照片Fig.4 Hand Specimen Photos and Micrographs of Intrusive Rocks

2 样品采集及分析方法

2.1 样品采集

岳山二长斑岩年代学样品YS-5采自安徽庐枞盆地黄屯地区地表(图2)，隐伏的焦冲正长岩样品ZK0504-3取自朱岗铅锌矿区钻孔ZK0504深部(图3)。

黄屯闪长玢岩的岩石地球化学分析样品分别采自黄屯地区地表(样品C1)及朱岗铅锌矿区钻孔深部(样品ZK0501-1、ZK0504-1、ZK0502-04)；岳山二长斑岩的岩石地球化学分析样品采自黄屯地区地表(样品YS-1、YS-2、YS-3)；焦冲正长岩岩石地球化学分析样品分别采自黄屯地区地表(样品JC-01、JC-02、JC-03)及朱岗铅锌矿区钻孔深部(样品ZK0504-3、ZK0704-10)(图2、3)。

2.2 锆石U-Pb定年

用于定年的锆石样品分选在河北省廊坊市诚信地质服务有限公司完成。经过破碎、淘洗、重选、磁选等流程，在双目镜下挑选出晶形、透明度、色泽较好的锆石颗粒，粘贴于环氧树脂之上，打磨抛光。锆石靶的阴极发光图像及透反射照片采集在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。

样品的年龄测试在中国地质调查局天津地质调查中心实验测试室完成。测试仪器为Neptune多接收杯电感耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)仪及配套193 nm激光剥蚀系统。激光剥蚀斑束直径为35 μm，能量密度为13～14 J·cm-2，频率为8～10 Hz，样品剥蚀物质以氦气为载气送入MC-ICP-MS仪进行分析，仪器配置和实验流程详见文献[33]。数据处理及作图分别采用ICPMSDataCal程序[34]和Isoplot程序[35]，采用208Pb进行普通铅校正，利用NIST612作为外标计算锆石样品的Pb、U、Th含量。

2.3 主量、微量及稀土元素分析

全岩主量、微量及稀土元素分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。新鲜的岩石样品粉碎至200目以下。主量元素分析在Philips PW2404 XRF仪上完成，相对误差小于5%。稀土及微量元素分析采用德国Finnigan MAT公司制造的HR-ICP-MS仪;元素含量(质量分数，下同)大于10×10-6时，分析误差低于5%;含量小于10×10-6时，分析误差低于10%。

2.4 Sr-Nd同位素分析

Sr-Nd同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心采用Isoprobe-T热电离固体同位素质谱仪完成。Sr同位素质量分馏采用86Sr/88Sr值(0.119 4)进行校正;国际标样NBS987测量结果为0.710 250±0.000 007;实验室流程本底Rb为2×10-10g，Sr为2×10-10g。Nd同位素质量分馏采用146Nd/144Nd值(0.721 9)进行校正;标样JMC的143Nd/144Nd值为0.512 109±0.000 003;实验室流程本底Sm和Nd均小于50×10-12g。

3 结果分析

3.1 锆石特征及U-Pb年龄

定年工作所分选的锆石大多为透明或淡黄色，呈自形—半自形，粒度在100 μm左右，发育典型的岩浆振荡环带(图5)，部分锆石发育扇形分带结构，可能是锆石结晶时外部环境的变化导致各晶面生长速率差异造成的[36-37]。焦冲正长岩锆石中U含量为(486～2 373)×10-6，Th含量为(334～3 672)×10-6。岳山二长斑岩锆石中U、Th含量明显降低，U含量为(86～416)×10-6，Th含量为(68～515)×10-6。焦冲正长岩与岳山二长斑岩锆石的Th/U值均高于0.1。上述特征表明，焦冲正长岩和岳山二长斑岩中的锆石为岩浆成因。锆石U-Pb同位素分析结果见表1。各分析点均落在年龄谐和曲线(图6)上，其中焦冲正长岩(样品ZK0504-3)的206U/238Pb加权平均年龄为(129.7±0.6)Ma(平均标准权重偏差(MSWD)为0.88)，岳山二长斑岩(样品YS-5)的206U/238Pb加权平均年龄为(132.1±0.8)Ma(MSWD值为2.0)。

图5 典型锆石阴极发光图像及对应年龄Fig.5 CL Images of Typical Zircons and Corresponding Ages

图6 锆石U-Pb年龄谐和曲线及年龄分布Fig.6 Concordia Diagrams and Distributions of Zircon U-Pb Ages

3.2 主量元素特征

主量元素分析结果见表2。黄屯地区侵入岩的SiO2含量为53.48%～67.77%，平均为61.67%，基本属于中性岩浆岩。从闪长玢岩(SiO2平均含量为57.06%)、二长斑岩(62.13%)至正长岩(65.08%)，SiO2含量逐渐升高，暗示岩浆演化程度逐渐加强。此外，本区侵入岩还具有高Al(Al2O3平均含量为16.95%)、富碱(全碱平均含量为10.25%)、低Ti(TiO2平均含量为0.66%)的特征。

在TAS图解[图7(a)]中，黄屯地区侵入岩均落于二长闪长岩-二长岩-正长岩区域内，且位于碱性和亚碱性分界线(Ir分界线)之上的碱性岩石区域，总体具有向富Si富碱演化的趋势。在SiO2-K2O图解[图7(b)]中，黄屯地区侵入岩全部落于钾玄岩系列中。

表1 锆石U-Pb同位素分析结果

表2 主量、微量及稀土元素分析结果Tab.2 Analysis Results of Major, Trace and Rare Earth Elements

图(a)底图引自文献[38];图(b)底图引自文献[39]图7 TAS图解和SiO2-K2O图解Fig.7 Diagrams of TAS and SiO2-K2O

在主量元素哈克图解中，TiO2、P2O5、MgO含量随SiO2含量的升高明显降低[图8(a)、(b)、(f)];CaO含量随SiO2含量的升高具有降低的趋势，但离散度较大[图8(c)];Na2O、K2O含量随SiO2含量的升高并无明显变化[图8(d)、(e)]。TFeO、CaO、MnO含量随MgO含量的降低总体呈现下降趋势，并显示出一定的相关性[图8(g)～(i)];K2O含量与MgO含量成负相关关系[图8(k)];Na2O含量随MgO含量的降低无明显变化趋势[图8(j)]。黄屯地区侵入岩主量元素之间的协变关系说明其可能为同源岩浆演化不同阶段的产物，且较为连续的变化趋势暗示分离结晶作用控制了岩浆演化过程。

3.3 稀土元素特征

稀土元素分析结果见表2。黄屯地区侵入岩的稀土元素总含量由闪长玢岩(平均含量为200.64×10-6)、二长斑岩(269.78×10-6)至正长岩(406.23×10-6)逐渐升高;轻、重稀土元素比值(LREE/HREE值)由闪长玢岩(平均值为7.94)、二长斑岩(14.07)至正长岩(14.89)也逐渐升高，说明岩浆演化程度逐渐加强。

闪长玢岩(La/Sm)N值为2.53～5.52(平均值为3.94),二长斑岩为4.76～5.56(平均值为5.06),正长岩为3.74～10.01(平均值为5.98)。3种岩性的(La/Sm)N值由闪长玢岩、二长斑岩至正长岩略微升高，球粒陨石标准化稀土元素配分模式表现为较相似的轻稀土元素富集右倾模式[图9(a)]。闪长玢岩(Gd/Yb)N值为1.27～1.52(平均值为1.39)，二长斑岩为2.77～2.83(平均值为2.80)，正长岩为1.61～2.56(平均值为1.95)，说明3种岩性的重稀土元素分馏较弱，均表现为较为平直的球粒陨石标准化重稀土元素配分模式[图9(a)]。正长岩的Eu异常(平均值为0.37)相对闪长玢岩(0.84)、二长斑岩(0.68)表现出更加亏损的特点，说明母岩浆向正长质岩浆演化的过程中可能发生了明显的斜长石分离结晶作用。

总体而言，黄屯地区侵入岩球粒陨石标准化稀土元素配分模式的形态具有一定相似性，但随着SiO2含量增加，稀土元素总含量逐渐升高，轻稀土元素分馏略微加强，Eu异常程度显著增强，暗示区内侵入岩的同源性及岩浆演化过程的连续性。

3.4 微量元素特征

微量元素分析结果见表2。在原始地幔标准化微量元素蛛网图[图9(b)]中，黄屯地区的侵入岩富集Rb、K等大离子亲石元素，但Ba、Sr则显示出不同程度的负异常特征。闪长玢岩、二长斑岩和正长岩高场强元素出现了一定的分化，Nb、Ta显示负异常的特征，但闪长玢岩与二长斑岩相对亏损程度更强;Zr、Hf在闪长玢岩、二长斑岩中显示轻微正异常，而正长岩中Zr、Hf富集程度增强;Th、U含量随着SiO2含量的升高明显增高。

总体上，黄屯地区侵入岩微量元素表现出较为相似的富集和亏损特点，但随着SiO2含量的升高，Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素逐渐富集。这可能是同源岩浆向富酸富碱方向演化的结果，也可能是在岩浆演化过程中存在壳源物质的加入，但高度不相容元素K、Ba并没有随着岩浆的演化出现明显富集，一定程度上排除了壳源物质混染的可能。

3.5 Sr-Nd同位素特征

Sr-Nd同位素分析结果见表3。黄屯闪长玢岩初始87Sr/86Sr值为0.707 45～0.707 73，平均为0.707 59;初始143Nd/144Nd值为0.511 86～0.511 96，平均值为0.511 92;εNd(t)为-11.87～-9.85，平均值为-10.69。岳山二长斑岩初始87Sr/86Sr值为0.707 31～0.708 00，平均值为0.707 64;初始143Nd/144Nd值为0.512 01～0.512 04，平均值为0.512 02;εNd(t)为-9.01～-8.40，平均值为-8.70。焦冲正长岩初始87Sr/86Sr值为0.705 06～0.707 33，平均值为0.706 07;初始143Nd/144Nd值为0.512 04～0.512 09，平均值为0.512 07;εNd(t)为-8.37～-7.44，平均值为-7.84。黄屯地区侵入岩的Sr-Nd同位素组成总体位于扬子板块岩石圈地幔范围及附近[图10(a)]，暗示其形成与富集型扬子板块岩石圈地幔有着密切联系。

黄屯地区侵入岩Sr同位素组成相对变化较大，考虑可能是由于样品位于矿区，受到一定程度的蚀变，岩石显微照片也显示出不均匀的碳酸盐化、绢云母化。εNd(t)随着SiO2含量的升高而略微增高[图10(b)]，显示出随着岩浆活动的进行，源区亏损地幔的影响显著增强。

4 讨 论

4.1 岩浆侵入活动时限

前人已对安徽庐江黄屯地区的侵入岩开展了大量的定年工作[14,40-41]。李玉松等利用LA-ICP-MS测得两件黄屯闪长玢岩样品锆石U-Pb年龄分别为(135.0±1.0)、(134.9±0.5)Ma[40];周涛发等利用LA-ICP-MS测得黄屯闪长玢岩、岳山二长斑岩、焦冲正长岩的锆石U-Pb年龄分别为(134.4±2.2)、(132.7±1.5)、(129.6±1.3)Ma[14];薛怀民等利用SHRIMP测得焦冲正长岩锆石U-Pb年龄为(131.5±1.6)Ma[41]。本次工作获得岳山二长斑岩锆石U-Pb年龄为(132.1±0.8)Ma、焦冲正长岩锆石U-Pb年龄为(129.7±0.6)Ma。结合年代学数据及侵入体之间的接触关系，黄屯地区岩浆侵入活动时限为：黄屯闪长玢岩最早侵位(135.0～134.4 Ma)，岳山二长斑岩次之(132.7～132.1 Ma)，焦冲正长岩最晚形成(131.5～129.6 Ma)。

表3 Sr-Nd同位素分析结果Tab.3 Analysis Results of Sr-Nd Isotope

前人对庐枞盆地早白垩世火山-侵入岩开展了大量的定年工作，明确岩浆活动集中于136～127 Ma，具有活动强度大、持续时间短的特点。盆地内火山活动可以划分为早、晚两期，早期为龙门院旋回(134.8 Ma)与砖桥旋回(134.1 Ma)，晚期为双庙旋回(130.5 Ma)与浮山旋回(127.1 Ma)[13]。盆地内的岩浆侵入活动始于砖桥旋回末期，闪长质岩浆侵入活动稍早(134～132 Ma)，随后为二长质岩浆侵入(133～131 Ma)，最晚的正长质岩浆侵入活动(132～127 Ma)则持续到浮山旋回末期[14,20-21,28,40-43]。年代学数据及野外的侵入接触关系均说明，黄屯地区的侵入岩为砖桥火山旋回末期岩浆活动的产物。

4.2 岩石系列及岩浆源区

于学元等最早在1981年已对庐枞盆地高K富碱的火山岩系开展了研究工作，将其划归于安粗岩(Latite)系列，并明确其化学成分与橄榄玄粗岩(Shoshonite)系列极其相似[44]。随后，吴利仁等对盆地火山岩开展研究,认为其属于橄榄玄粗岩系列[45-46]。伴随着火山活动，盆地内还发育有大量同期形成的侵入岩，主要包括闪长岩、二长岩及正长岩。薛怀民等开展了盆地内火山岩与侵入岩的对比研究工作[47]，认为其均属于橄榄玄粗岩系列，且具有相似的源区与演化过程[28,42]。橄榄玄粗质岩主要由伸展背景下形成的一套玄武质至粗面质火山岩组合及与其成分相当的侵入岩组成，具有高Al、高氧化、Si近饱和、贫Fe，富集大离子亲石元素，贫Nb、Ti等特点[48-49]。

黄屯地区的侵入岩在地球化学特征上表现出Si近饱和(SiO2平均含量为61.67%)、富Al(Al2O3平均含量为16.95%)、高碱(全碱平均含量为10.25%)、富K(K2O/Na2O平均值为1.79)、低Ti(TiO2平均含量为0.66%)，富集Rb、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素，上述特征与盆地火山-侵入岩地球化学特征[19-22,28,41-42,47]相似，且符合橄榄玄粗质岩的判别标准[48-49]。在SiO2-K2O图解[图7(b)]中，黄屯地区侵入岩均落于橄榄玄粗岩系列，进一步说明其属于橄榄玄粗质岩石，与盆地同时期的岩浆岩可能属于同源岩浆不同演化阶段的产物。

图8 哈克图解Fig.8 Harker Diagrams

橄榄玄粗质岩的岩浆源区最可能为含金云母或钾钠透闪石的富集型岩石圈地幔，或成分相当的年轻下地壳[48-50]。黄屯地区侵入岩Sr-Nd同位素总体表现为负的εNd(t)值和略高的初始87Sr/86Sr值，说明其源区应为富集型岩石圈地幔。在εNd(t)-初始87Sr/86Sr图解[图10(a)]中，黄屯地区侵入岩分布范围与庐枞盆地火山-侵入岩基本一致，均位于扬子板块岩石圈地幔范围及附近，且与EMⅠ型富集地幔有一定交集，暗示了黄屯地区侵入岩可能均起源于扬子板块富集型岩石圈地幔，且属于同源岩浆活动不同形式的产物。

ws为样品含量；wc为球粒陨石含量；wp为原始地幔含量；球粒陨石标准化值与原始地幔标准化值均引自文献[51]；同一图中相同线条代表不同样品图9 球粒陨石标准化稀土元素配分模式和原始地幔标准化微量元素蛛网图Fig.9 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram

Nd同位素模式年龄代表了岩浆源区与亏损地幔分离的大致年龄，对于了解大陆地壳演化、判断岩浆源区具有重要意义。黄屯地区侵入岩单阶段模式年龄为2.7～1.2 Ga，离散度较大，且fSm/Nd部分大于-0.5，说明样品的Sm-Nd同位素组成未能完全封闭。岩石两阶段模式年龄集中分布于1.9～1.5 Ga，代表其源区富集型岩石圈地幔的Nd同位素模式年龄，这与中国东南大陆地壳(包括扬子板块)最主要的生长时代(2.2～1.8 Ga[52])较为接近，暗示扬子板块壳幔分异后岩石圈地幔可能已发生富集作用。

庐枞盆地所处的中国东部在印支期—早燕山期发生了显著的岩石圈加厚事件，随后在晚燕山期中国东部进入太平洋构造体制，岩石圈发生拆沉作用，区域由挤压转入伸展的构造体制[4,13-14,19-22,41,47,53-55]，上涌的软流圈加热扬子板块富集型岩石圈地幔使其发生部分熔融，形成橄榄玄粗质岩浆。随着区域伸展程度逐步增强，岩石圈进一步发生减薄，软流圈上升至更浅的位置，可能引发部分软流圈的减压熔融[20-21,47]。随着时间的推进，原始岩浆中可能逐步混有少量软流圈组分，导致岩浆岩εNd(t)值随着SiO2含量的升高而略微增加[图10(b)]。

图(a)引自文献[28]图10 εNd(t)-初始87Sr/86Sr图解和SiO2-εNd(t)图解Fig.10 Diagrams of εNd(t)-initial 87Sr/86Sr and SiO2-εNd(t)

4.3 岩浆演化机制

黄屯地区侵入岩侵位空间接近、侵位时间连续且Sr-Nd同位素组成较为一致，暗示其可能来自同源岩浆演化的不同阶段。从黄屯闪长玢岩、岳山二长斑岩至焦冲正长岩，岩浆向着富Si富碱的方向演化，分离结晶作用、同化混染地壳物质或是分离结晶-同化混染作用(AFC)均可以实现上述过程。

黄屯地区焦冲正长岩相对黄屯闪长玢岩、岳山二长斑岩显著富集Th、U、Nb、Ta等高场强元素[图9(b)]，这可能是岩浆演化过程中不相容元素在残余熔浆中不断富集的结果，也可能来源于同化混染地壳物质。但高度不相容元素K、Ba并没有随着岩浆的演化出现明显的富集[图9(b)]，排除了壳源物质混染的可能。同时本区侵入岩的εNd(t)值并没有随着SiO2含量的升高而出现明显的降低[图10(b)]，初始87Sr/86Sr值随着岩浆的演化也没有增加[图10(a)]，也说明壳源物质混染对本区岩浆演化的影响较小，分离结晶作用可能主导了黄屯地区侵入岩浆的演化。

主量元素随SiO2含量演化特征显示：TiO2、CaO、P2O5含量由闪长玢岩、二长斑岩至正长岩逐步降低[图8(a)、(c)、(f)]，说明岩浆演化过程中可能存在磷灰石、斜长石、辉石、角闪石、钛铁矿的分离结晶作用;Na2O、K2O含量随岩浆演化并无明显变化，说明碱性长石的分离结晶作用不明显[图8(d)、(e)];由闪长质岩浆向二长质岩浆演化时,MgO含量发生了明显降低[图8(b)]，说明存在辉石、角闪石的分离结晶作用，但二长质岩浆向正长质岩浆演化时MgO含量基本不变，则暗示该阶段并不存在铁镁质矿物的分离结晶。在哈克图解中，闪长质岩浆向二长质岩浆演化时，TFeO、CaO、MnO与MgO含量成明显的正相关关系[图8(g)～(i)]，但二长质岩浆向正长质岩浆演化时，TFeO、CaO、MnO含量则基本保持不变，也暗示了辉石、角闪石的分离结晶作用仅发生在闪长质岩浆向二长质岩浆演化阶段。闪长玢岩与二长斑岩的全碱与CaO+MgO含量成负相关关系，而二长斑岩与正长岩在CaO+MgO-Na2O+K2O图解[图8(l)]中的投点区域重合，也支持上述观点。

微量元素在不同矿物中分配系数存在明显差异，因此，微量元素的协变关系也可以反演岩浆演化过程中的分离结晶作用。微量元素协变关系(图11)清楚表明：本区闪长质岩浆向二长质岩浆演化过程中发生了以辉石、角闪石为主的分离结晶作用;而在二长质岩浆向正长质岩浆的演化过程中，可能主要发生了斜长石的分离结晶作用，且不排除少量钾长石也可能发生了分离结晶作用。正长岩的Eu异常相对闪长玢岩、二长斑岩发生了显著降低[图9(a)]，也说明在二长质岩浆向正长质岩浆的演化过程中发生了斜长石的分离结晶作用。

根据黄屯地区侵入岩主量、微量元素演化特点，认为本区岩浆演化的机制是矿物的分离结晶作用。早白垩世伸展构造体制下，富集型岩石圈地幔部分熔融所产生的橄榄玄粗质岩浆沿深大断裂上升，并于地壳的多级岩浆房中发生分离结晶演化。部分岩浆沿着断裂喷出地表，形成了橄榄玄粗质火山岩;部分岩浆则在火山喷发的间歇期沿断裂侵入浅部地壳，形成黄屯地区的侵入岩。结合黄屯地区侵入岩的矿物组成判断，在地壳多级岩浆房中，从闪长质岩浆至二长质岩浆演化，角闪石是主要的分离矿物相;从二长质岩浆至正长质岩浆演化，斜长石是主要的分离矿物相。深部探测项目于庐枞盆地施工的反射地震剖面已清楚识别出切穿黄屯地区的枞阳—黄屯基底断裂是深部岩浆活动的重要通道[27]，而中浅部地壳的多个“亮斑”，则可能是多级岩浆房的存在证据[56]。

5 结 语

(1)LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示安徽庐枞盆地黄屯地区岳山二长斑岩、焦冲正长岩分别形成于(132.1±0.8)、(129.7±0.6)Ma。结合前人年代学数据及侵入体之间的接触关系，黄屯地区岩浆侵入活动时限为：黄屯闪长玢岩最早侵位(135.0～134.4 Ma)，岳山二长斑岩次之(132.7～132.1 Ma)，焦冲正长岩最晚形成(131.5～129.6 Ma)。

(2)黄屯地区侵入岩具有Si近饱和、富Al、高碱、富K、低Ti的特征，富集Rb、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素，为典型的橄榄玄粗岩系列。Sr-Nd同位素及微量元素特征显示，岩浆源区可能为富集型扬子板块岩石圈地幔。

图11 Sr-Ba图解、Rb-Ba图解和Rb-Sr图解Fig.11 Diagrams of Sr-Ba, Rb-Ba and Rb-Sr

(3)主量、微量元素及Sr-Nd同位素特征指示，矿物分离结晶作用控制了黄屯地区岩浆演化过程，从闪长质岩浆至二长质岩浆主要发生了角闪石的分离结晶作用，而从二长质岩浆至正长质岩浆则主要发生了斜长石的分离结晶作用。