安徽沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩形成机制

2020-10-28 00:55张千明涂文传崔向杰陆现彩
高校地质学报 2020年5期
关键词:沙溪斑岩锆石

岳 娜,刘 鑫,张千明,涂文传,崔向杰,陆现彩*

1. 内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室,南京大学 地球科学与工程学院,南京 210023;2. 安徽省地质矿产勘查局 327地质队,合肥 230000

沙溪斑岩型铜(金)矿床是长江中下游成矿带中人们最为关注的铜矿床之一,自20世纪70年代发现并开始勘探研究以来,已探明铜矿资源量达150万吨,属于大型斑岩型铜矿床,具有良好的找矿前景。前人对沙溪矿区含矿岩体的地球化学特征(邱检生等,1991;徐文艺等,1997;Xu et al., 1999;徐兆文等,2000;杨晓勇等,2002;张俊等,2017)、矿床成因(余良范等,2008;姚孝德等,2012;王世伟,2015;Deng et al., 2016)、成矿规律(任启江等,1994;汤诚,2012)、流体演化(傅斌等,1996;Gu et al., 2011;Yang et al., 2011)、蚀变分带(邱检生等,1991;袁峰等,2012)及成岩成矿年代(傅斌等,1997;徐文艺等,1999;Yang et al., 2007;王世伟等,2014)等方面开展了大量研究。傅斌等(1997)、徐文艺等(1999)曾分别对沙溪矿区的石英闪长斑岩进行了黑云母40Ar-39Ar和斜长石Rb-Sr年代学研究,但因热液蚀变等因素的影响导致测得的年龄跨度较大(126.80~143.37 Ma),无法确定岩体的准确年龄。直到近几年王世伟等(2014)利用离子探针和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法才较为准确地厘定了沙溪矿区岩浆岩的成岩年龄。傅斌等(1997)、Wang等(2006)、Zhou等(2015)曾对矿区石英闪长斑岩开展了Sr-Nd同位素研究,但由于岩石热液蚀变的影响,获得的全岩Sr-Nd同位素数据少而散,很难用来探讨沙溪矿区岩浆岩的物质来源和形成机制。由于沙溪矿区成矿作用主要与石英闪长斑岩有关,而与闪长斑岩关系并不大,所以前人对闪长斑岩研究比较薄弱,但是它对研究沙溪矿区乃至郯庐断裂带安徽段岩浆作用有着非常重要的意义。基于此,本文在前人研究基础上,通过野外地质调查、钻孔观察、取样及室内显微镜观察,进行了LA-ICP-MS锆石 U-Pb定年、全岩化学成分分析和Sr-Nd-Pb同位素分析等综合研究,以期探讨沙溪矿区内闪长斑岩的形成机制。

1 矿区地质概况和闪长斑岩特征

1.1 矿区地质概况

沙溪斑岩型铜(金)矿床位于安徽省庐江县境内,处于长江中下游成矿带中段长江北岸、庐枞火山岩盆地西北外缘、郯庐断裂带内部(图1b;任启江等,1991;邱检生等,1991)。矿区内出露地层除第四纪堆积物外,主要包括下白垩统龙门院组(K1l)火山碎屑岩和杨湾组(K1y)红色砂砾岩,下侏罗统磨山组(J1m)、中侏罗统罗岭组(J2l)内陆湖相碎屑砂岩,志留系高家边组(S1g)、坟头组(S2f)碎屑岩。矿区内构造发育,以褶皱和断裂为主。褶皱构造包括铜泉山背斜和棋盘山向斜,多受岩浆侵位和断裂破坏而保存不完整;断裂构造主要为NNE向、NE向、NW向和近EW向,其中以NNE向断裂最为发育①安徽省地矿局327地质队. 1978. 沙溪矿田铜泉山矿床详细普查地质报告,内部资料.②安徽省地矿局327地质队. 2018. 安徽省庐江县沙溪铜矿深部及外围铜金矿普查报告,内部资料.。区内岩浆活动强烈,主要出露燕山期中酸性岩石(Yang et al., 2007;王世伟等,2014),岩性主要为闪长斑岩、角闪闪长斑岩、黑云母闪长斑岩、石英闪长斑岩、黑云母石英闪长斑岩等,部分闪长斑岩爆裂形成角砾状岩石,还有少量呈侵入角砾岩;此外,矿区西北部还分布有以安山斑岩等为主的次火山岩(图1a)。沙溪斑岩型铜(金)矿床主要与石英闪长斑岩有关,次为黑云母石英闪长斑岩(邱检生等,1991;徐兆文等,2000)。

图1 沙溪斑岩铜(金)矿区地质图(a)① 安徽省地矿局327地质队. 2018. 安徽省庐江县沙溪铜矿深部及外围铜金矿普查报告,内部资料.,长江中下游成矿带地质简图(b)(据Zhou et al., 2015; Li et al., 2017修改)Fig. 1 Geological map of the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield (a) , geological sketch of the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt (b) ( modified after Zhou et al., 2015; Li et al., 2017)

1.2 矿床地质特征

沙溪斑岩铜(金)矿床由南至北划分为龙头山、断龙颈、铜泉山和凤台山四个矿段,其中铜泉山和凤台山矿段为主要矿化富集区。铜泉山矿段现已圈定矿体212个,总体走向为15°~35°,倾向为SSE,倾角为25°~55°,其中III号矿体平面上南北长度为884.31 m,宽72.91~482.97 m,纵向延伸99.87~620.39 m,矿石金属量占该矿段的84.20%;凤台山矿段现已圈定矿体123个,总体走向为32°~38°,倾向为NWW,倾角为40°~66°,平面上南北长约650 m,东西向宽约350 m,纵向延伸达710 m①安徽省地矿局327地质队. 1978. 沙溪矿田铜泉山矿床详细普查地质报告,内部资料.。矿体在剖面上主要呈不规则透镜状、似层状(图2),头部和尾部常有分叉现象,水平中段及纵剖面上多呈哑铃状。矿体最深达1349.74 m(33线),矿石中还伴有金、银等元素(池月余和曹杰玲,2015)。矿体主要赋存在石英闪长斑岩中,少量赋存于接触围岩中(图2),矿体与主岩无明显界限。矿石矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿,部分含辉钼矿、磁铁矿、赤铁矿、蓝辉铜矿、辉铜矿等;脉石矿物为石英、斜长石、钾长石、硬石膏、方解石、绿泥石等。矿石结构主要为自形—半自形粒状结构、交代结构、交代残余结构等;矿石构造主要为浸染状构造、脉状构造和角砾状构造。矿化蚀变由下至上依次是钠化、钾化、绢云母化、青磐岩化和泥化蚀变等(邱检生等,1991;傅斌,1994)。

1.3 闪长斑岩的地质和岩石学特征

闪长斑岩主要出露于沙溪铜(金)矿区西南部菖蒲山地区,少量出露于龙头山和断龙颈之间(图1a),出露面积约1.97 km2,围岩为侏罗系罗岭组(J2l)和志留系高家边组(S1g)、坟头组(S2f)地层,与石英闪长斑岩和黑云母闪长斑岩呈侵入接触关系①安徽省地矿局327地质队. 1978. 沙溪矿田铜泉山矿床详细普查地质报告,内部资料.②安徽省地矿局327地质队. 2018. 安徽省庐江县沙溪铜矿深部及外围铜金矿普查报告,内部资料.。地表露头已风化,颜色呈土黄色、灰白色,钻孔深部较新鲜岩石呈深灰色、灰色,岩石主要呈斑状结构、块状构造(图3a,b)。显微观察显示:斑晶含量约10%~35%,主要为斜长石,次为钾长石、角闪石、黑云母等矿物,其中斜长石斑晶多呈自形—半自形柱状,环带结构发育(图3c,d);钾长石呈自形—半自形柱状,部分发育卡式双晶;角闪石斑晶呈长柱状和六边形,大部分发生绿泥石化;黑云母呈暗褐色—黄褐色、片状,一组极完全解理可见,多色性明显。基质主要由显晶质细粒斜长石、钾长石及少量角闪石组成(图3e,f),副矿物主要为磷灰石、磁铁矿、锆石和榍石等。

图3 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩手标本和显微照片Fig. 3 Photos of hand specimen and microphotographs of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield

2 样品及分析方法

2.1 样品

闪长斑岩样品采自矿区钻孔岩心,其中S2-292样品采自ZK1002孔532.00 m;S6-69和S6-86样品分别采自ZK1405孔339.70 m和608.00 m;S18-301和S18-302样品分别采自ZK4109孔599.74 m和657.27 m。通过手标本及显微镜下观察,选取较新鲜样品开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩化学成分及Sr-Nd-Pb同位素分析的样品制备。

2.2 分析方法

用于LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的样品(S6-69)粉碎后,经磁分选和重液分离出单颗锆石,分选工作由廊坊诚信地质服务有限公司完成。在双目镜下挑选晶形较好、颗粒较大的锆石进行制靶、打磨抛光,拍摄反射、透射、阴极发光(CL)照片,制靶和拍摄工作由南京宏创地质勘查技术服务有限公司完成。经显微观察,挑选出新鲜岩石样品粉碎至200目,用于主量、微量及Sr-Nd-Pd同位素分析,样品粉碎工作由南京大学地球科学与工程学院磨片室完成。

LA-ICP-MS锆石U-Pb定年在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成,使用仪器为配备GeoLas Pro 193 nm激光探针系统的Thermal Icap RQ型等离子质谱仪(LA-ICP-MS),实验利用标样STDGJ(600±10 Ma)和Mud Tank(700~750 Ma)进行质量分馏校正,激光束斑直径为24 μm,具体测试原理见Jackson等(2004),数据处理采用GLITTER软件,年龄计算及谐和曲线制图运用Isoplot 4.15,具体处理方法见Xu等(2009)。全岩主量元素分析由南京大学现代分析中心实验室完成,采用熔融法制片,然后进行X射线荧光光谱仪法(XRF)分析,各主量元素测试精度优于0.5%。微量元素分析在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室Aurora M90型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)上完成,分析精度优于10%,详细处理方法及测试原理参照高剑锋等(2003)。岩石Sr-Nd-Pb同位素分析在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成,Sr、Nd详细样品处理步骤及测试原理见濮巍等(2004, 2005),Pb同位素样品处理具体流程见Kuritani和Nakamura (2002)。Sr同位素由Triton TI型表面热电离质谱仪(TIMS)测试,测试精度优于5×10-6,标样NIST SRM-987的87Sr/86Sr推荐结果为0.710200~0.710300,测得结果为0.710239±6(n=2)。Nd、Pb同位素测试在Neptune Plus型多接收等离子质谱仪(MC-ICPMS)上完成,143Nd/144Nd分析精度为0.06‰,采用146Nd/144Nd=0.7219进行质量分馏校正,标样JNdi-1的143Nd/144Nd推荐结果为0.512090~0.512120,测试结果为0.512098±5(n=5);206Pb/204Pb分析精度为0.3‰,标样NIST SRM-987的206Pb/204Pb推荐值为16.9380~16.9415,测试值为16.9405±4(n=7)。

3 分析结果

3.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

闪长斑岩(S6-69)的锆石颗粒多呈自形、半自形柱状或长锥柱状,部分浑圆状,无色或淡黄色,长轴40~220 μm,大多介于80~120 μm之间,长宽比可达5:1,由其CL图像可以看出,大多数锆石的震荡环带发育,具岩浆锆石特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试结果列于表1,由测试结果可见,Th/U值在0.13~1.98之间(除23号点外),符合岩浆锆石高Th/U值的特征(>0.10,吴元保和郑永飞,2004)。55个数据很好地分布于锆石U-Pb年龄谐和线上(图4),其中年轻锆石的206Pb/238U年龄主要集中在124~138 Ma之间,加权平均年龄为128.3±1.5 Ma(N=22,MSWD=1.08),属于早白垩世产物。此外,部分锆石206Pb/238U年龄为140 ~167 Ma、187 Ma、228 Ma、274 Ma、504 Ma、634 Ma和707~893 Ma,其中780~860 Ma年龄相对集中;并且还有少量锆石具有核—边结构,核心年龄多在750 Ma左右,边缘年龄在130~165 Ma之间(图4)。

3.1.1 主量元素

由闪长斑岩主量元素和微量元素测试结果(表2)可见,闪长斑岩的SiO2含量为56.40%~60.97%,Al2O3含 量 为15.99%~18.34%,MgO含 量 为2.67%~2.85%。K2O+Na2O为6.12%~7.53%,均 值为6.83%;Na2O/K2O值在1.80~4.23之间,均值为2.80;A/CNK值在0.90~0.99之间,均值为0.95;Mg#值在38.99~51.35之间,均值为46.67。在TAS图解上,闪长斑岩投影点主要落在二长岩—闪长岩区域内(图5a),属于亚碱性系列,结合岩相学特征定名为闪长斑岩;在SiO2-K2O图解中,投影点落于钙碱性和高钾钙碱性系列区域(图5b);在A/CNK-A/NK图解中,闪长斑岩具有准铝质岩石的特征(图5c);在Mg#- SiO2图上,投影点全部偏离纯地壳熔融范围(图5d)。

图5 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩主量元素判别图解Fig. 5 Major element discrimination diagrams of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield

表1 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(Ma)分析结果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb age(Ma) dating results of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield

3.1.2 微量元素

表2 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩主量元素(wt%)与微量元素(×10-6)分析结果Table 2 Major elements (wt%) and trace elements (×10-6) analysis results of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield

(续表2)

在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,闪长斑岩具有亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、富集大离子亲石元素Ba、Sr等和Pb元素的特征(图6a)。岩石的稀土元素总含量(ΣREE)介于81.36×10-6~107.50×10-6之间,均值为95.73×10-6;轻稀土元 素 总 量(LREE)介 于74.15×10-6~97.73×10-6之间,重稀土元素总量(HREE)介于7.13×10-6~9.77×10-6之间,表现为轻稀土富集重稀土亏损(LaN/YbN=12.63~17.63);稀土元素配分图呈现右倾模式(图6b),表明闪长斑岩轻、重稀土的分馏较明显;δEu值为0.84~1.14(除S18-302),均值为0.97,没有明显的Eu异常,说明岩浆分异作用较弱。

3.2 Sr-Nd-Pb同位素

图6 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩(a) 微量元素原始地幔标准化蛛网图;(b)稀土元素配分图(原始地幔和球粒陨石标准化数据引自Sun and McDonough, 1989)Fig. 6 (a) Primitive-mantle-normalised spidergrams; (b) REE patterns (primitive mantle and chondrite data from Sun and McDonough, 1989) of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield

由全岩Sr-Nd-Pb同位素测试结果(表3)可见,闪长斑岩的87Sr/86Sr值介于0.7054~0.7058之 间, 均 值 为0.7056;143Nd/144Nd值 介 于0.512252~0.512406之 间,均 值 为0.512321;206Pb/204Pb值 介 于17.6349~18.1998之 间,均 值为17.8948;207Pb/204Pb值 介 于15.4912~15.6380之 间, 均 值 为15.5474;208Pb/204Pb值 介 于37.6622~38.4886之间,均值为38.0015。根据锆石U-Pb年龄(128.3 Ma)计算获得岩石Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)t介于0.7052~0.7056之间,均值为0.7053;Nd同位素初始比值(143Nd/144Nd)t介于0.512161~0.512297之间,均值为0.512222;εNd(t)值介于-6.09~-3.42之间,均值为-4.89;二阶段模式年龄(TDM2)介于1.20~1.42 Ga之间,均值为1.32 Ga;Pb同位素初始比值(206Pb/204Pb)t介于17.51~18.16之间,均值为17.80;(207Pb/204Pb)t值介于15.49~15.64之间,均值为15.54;(208Pb/204Pb)t值介于37.57~38.45之间,均值为37.89。

表3 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩全岩Sr-Nd-Pb同位素分析结果Table 3 Whole-rock Sr-Nd-Pb isotopic composition analysis results of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield

4 讨论

4.1 成岩年龄

前人对沙溪矿区含矿岩体进行了大量的定年研究,如傅斌等(1997)利用黑云母40Ar-39Ar定年测定石英闪长斑岩成岩年龄为126.80±1.90 Ma, 徐文艺等(1999)通过Rb-Sr法测定石英闪长斑岩年龄为143.37±5.17 Ma,徐兆文等(2000)利用全岩Rb-Sr法测得石英闪长斑岩年龄为127.9±1.6 Ma,Yang等(2007)利用单矿物40Ar-39Ar法获得132.62±0.28 Ma的成岩年龄。由于测试方法的限制以及岩体热液蚀变的影响,获取的成岩年龄变化范围较大,致使沙溪矿区岩浆岩成岩时代的厘定一直存在争议。近年来,随着SHRIMP和LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年技术的广泛应用,现已获得了一批较为精确的同位素年龄数据。如汤诚等(2011)通过锆石U-Pb法对含矿石英闪长斑岩测年获得成岩年龄为129.4±1.4 Ma,王世伟等(2014)研究结果显示石英闪长斑岩的形成时间在129.3~127.1 Ma之间,表明与成矿密切相关的石英闪长斑岩形成于130 Ma左右,同时辉钼矿Re-Os同位素定年结果指示沙溪矿床成矿年龄为130.0±1.0 Ma(王世伟等,2014),与石英闪长斑岩的形成时代在误差范围内一致。以上研究表明沙溪矿区在早白垩世期间发生了强烈的岩浆活动和相应的成矿作用。本次研究结果显示,与成矿关系较弱的闪长斑岩成岩年龄为128.3±1.5 Ma,属于早白垩世岩浆活动的产物,表明沙溪矿区主成矿期之后仍有较强的岩浆活动。

近年来高精度锆石U-Pb定年结果表明,长江中下游地区的岩浆活动主要发生在151~120 Ma期间(谢桂青等,2006;谢建成等,2008;徐耀明等,2012;余良范等,2014;周涛发等,2016),相对集中在145~120 Ma期间(周涛发等,2008),并且周涛发等(2017)将长江中下游成岩作用划分为146~135 Ma、135~126 Ma、 126~123 Ma三个阶段,沙溪闪长斑岩恰好对应于第二阶段的岩浆作用;沙溪矿区位于郯庐断裂带安徽中南段东侧,据谢成龙等(2007)、牛漫兰等(2008)的郯庐断裂带内岩浆岩的锆石U-Pb年代学研究表明,断裂带内岩浆活动集中在135 Ma之后,这也与沙溪矿区闪长斑岩的岩浆活动相对应,应属于郯庐断裂带平移之后伸展背景下大规模岩浆活动产物。

4.2 成岩物质来源

沙溪矿区闪长斑岩的(87Sr/86Sr)t值(0.7052~ 0.7056)和εNd(t)值(-6.09~-3.42)变 化 范 围 较小,在(87Sr/86Sr)t- εNd(t)图中(图7),投影点落在地壳成分区域且较靠近原始地幔,同时分布于下扬子区域内(谢成龙等,2008)和长江中下游区域内(张旗等,2001),这与矿区石英闪长斑岩的Sr-Nd同位素组成较为相似(傅斌等,1997; Wang et al.,2006; Zhou et al.,2015),也 与 郯 庐断裂带东侧外围庐枞盆地火山岩的(87Sr/86Sr)t值(0.7051~0.7073)和εNd(t)值(-10.00~-3.20)较为相似(袁峰等,2008),表明沙溪矿区闪长斑岩主要源于下扬子地壳,混有地幔物质。闪长斑岩Pb同位素初始比值变化不大,在 (207Pb/204Pb)t-(206Pb/204Pb)t和(208Pb/204Pb)t-(206Pb/204Pb)t图上(图8),投影点位于上地幔和上地壳之间,相对更接近地幔,亦说明沙溪矿区闪长斑岩主要源于地壳,并混有较多的地幔物质。闪长斑岩具有老的Nd同位素模式年龄(TDM2=1.20~1.42 Ga),并且岩体中存在多期继承锆石(主要为707~893 Ma),与郯庐断裂带庐江段继承锆石年龄(624~748 Ma,谢成龙等,2016)吻合,也与扬子陆壳含有的大量700~800 Ma继承锆石一致(赵田,2016),表明沙溪矿区闪长斑岩中混有扬子板块古老物质。闪长斑岩相对较低的(87Sr/86Sr)t值、较高的 εNd(t)值和Mg#值(图5d,均值为46.67),及略偏高的Co、V、Cr、Ni等基性元素,均说明成岩物质不是单纯来源于地壳部分熔融,源区可能有幔源物质加入。

图7 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩(87Sr/86Sr)t- εNd(t)图(下扬子区域据谢成龙等,2008;长江中下游区域据张旗等,2001;地幔端元据Zindler and Hart, 1986)Fig.7 Diagram of (87Sr/86Sr)t- εNd(t) of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield (the lower Yangtze area from Xie et al., 2008; the MLYB area from Zhang et al., 2001; Mental end member after Zindler and Hart, 1986)

图8 沙溪斑岩铜(金)矿区闪长斑岩(a)(207Pb/204Pb)t -(206Pb/204Pb)t图;(b)(208Pb/204Pb)t-(206Pb/204Pb)t图(底图据Zartman et al., 1981)Fig. 8 (a) Diagram of (207Pb/204Pb)t-(206Pb/204Pb)t; (b) diagram of (208Pb/204Pb)t -(206Pb/204Pb)t of the diorite porphyry in the Shaxi porphyry Cu (Au) orefield (based on Zartman et al., 1981)

4.3 成岩动力学背景及意义

郯庐断裂带是中国东部巨型构造带,也是分隔大的地质构造单元的重要界线。在安徽—江苏段由南至北断裂带东侧是扬子克拉通和苏鲁造山带,西侧是大别造山带和华北克拉通,东西两侧外围分布有庐枞和合肥中生代陆相火山岩拉伸盆地(谢成龙等,2008)。沿断裂带安徽中南段出露有大量的早白垩世中酸性侵入岩和火山岩,如庐江南段沙溪中酸性侵入岩(130~128 Ma)和与其有关的斑岩型铜矿床(130 Ma)(王世伟,2014),巢湖—庐江段基性、偏酸性火山岩(125~93 Ma)(谢成龙等,2008),巢湖北—肥东段花岗岩(127~103 Ma) (牛漫兰等,2008),张八岭隆起北段花岗岩(128~120 Ma;牛漫兰等,2008)等,这些都印证了早白垩世是郯庐断裂带重要的岩浆作用期(朱光等,2003)。

三叠纪时华南板块向华北板块俯冲发生碰撞造山(李曙光等,1995;陈宣华等,2000;Wang , 2006),形成了秦岭—大别—苏鲁造山带;两者汇聚后挤压形成的郯庐深大断裂带(Xu and Zhu, 1987,1994;徐嘉炜和马国锋,1992;Li, 1994;万天丰等,1996;肖文交等,2000)在左行平移滑动过程中将秦岭—大别—苏鲁造山带错开。中侏罗世时,西太平洋板块开始由东向西俯冲(朱光等,2016),至早白垩世,西太平洋板块突然高速斜向俯冲于东亚大陆之下,使得中国东部呈现活动大陆边缘上的左旋压扭和岩浆弧环境(朱光等,2003)。在华南板块与华北板块南北向俯冲碰撞、以及太平洋板块由东向西的俯冲双重应力作用下,郯庐断裂活化并持续发生平移走滑活动,尤其在中—晚侏罗世之交(162~150 Ma)(朱光等,2009)和132~119 Ma(早白垩世)期间发生大规模左行平移运动(朱光等,2003),并伴有大规模以中酸性、钙碱性岩为主的岩浆侵入和火山喷发活动。在130 Ma左右,由俯冲的陆壳在深部发生部分熔融并混入沿郯庐断裂带上侵的地幔基性物质形成的岩浆,在郯庐断裂带安徽中南段沙溪地区发生大规模的岩浆侵入,形成以黑云母石英闪长斑岩—石英闪长斑岩—闪长斑岩为主的中酸性岩,并伴有大规模铜(金)成矿作用(王世伟等,2014),闪长斑岩是本次岩浆作用稍晚的物质(128 Ma)。因此,沙溪铜(金)矿区内岩浆岩为华北—华南板块碰撞、太平洋板块俯冲和郯庐断裂带左行平移联合作用下的产物。

5 结论

(1)沙溪矿区闪长斑岩的锆石U-Pb定年结果为128.3±1.5 Ma,属于早白垩世产物。

(2)沙溪矿区闪长斑岩为富碱、富钾、富镁的钙碱性—高钾钙碱性岩石,轻稀土较重稀土富集,无明显Eu异常,大离子亲石元素(Rb、Sr)和Pb富集而高场强元素(Nb、Ta、Ti)亏损。

(3)全岩Sr-Nd-Pb同位素研究表明,沙溪矿区内闪长斑岩成岩物质主要源于壳幔混合的岩浆。

致谢:感谢安徽省地质矿产勘查局327地质队的高昌生正高级工程师、池月余正高级工程师等在野外工作、样品采集及提供地质资料方面的大力支持;感谢南京大学现代分析中心的张孟群老师、内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室的武兵老师、刘倩老师、雷焕玲老师在测试工作中的帮助。

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