安徽庐枞矿集区金鸡山岩体成岩年代学及其地质意义

魏国辉，张舒，张赞赞

[安徽省地质调查院（安徽省地质科学研究所），安徽合肥 230001]

0 引言

庐枞矿集区位于长江中下游成矿带内，西邻郯庐断裂带，是区内重要的铁铜多金属矿集区[1～3]。庐枞矿集区在早白垩世爆发了强烈的岩浆活动，形成了一系列与火山-潜火山-侵入岩有关的多金属矿床，包括：①与橄榄安粗质火山-潜火山岩有关的玢岩型铁矿床[4]；②与埃达克质侵入岩有关的斑岩型铜矿床[5]；③与A 型花岗岩有关的铀矿床[6]；④与高钾钙碱性侵入岩有关的钨钼矿床[7]。精确测定不同类型岩浆岩的成岩年龄，对于理解本区岩浆成因及演化过程，构建区域成岩成矿时空格架，建立岩浆活动与成矿作用的内在联系有着重要的帮助。

金鸡山岩体位于庐枞盆地东南缘的A 型花岗岩带内，紧邻城山岩体，地球化学特征显示其属于A 型花岗岩类[2,6,11]。前人已对庐枞矿集区的A型花岗岩开展了大量高精度测年工作[8～11]，但是对金鸡山岩体还没有精确的年龄报道。本次选择金鸡山岩体为研究对象，在岩相学研究的基础上，开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb分析，精确测定了金鸡山岩体的形成年龄；结合区域地质资料，对成岩背景进行了讨论。

1 区域地质背景

庐枞矿集区横跨安徽省庐江县与枞阳县，大地构造位置位于扬子板块北缘，郯庐断裂带东侧[1]。按照构造背景的差异，庐枞矿集区可以划分为西北部的沙溪-东顾山构造带、中部的庐枞中生代火山岩盆地及东南部的A型花岗岩带（图1）。

图1 庐枞地区地质矿产略图（据文献[6]修改）Figure 1. Geological sketch of the Lu-Zong Basin (modified after Zhang Shu, et. al., 2014[6])

沙溪-东顾山构造带呈北北东向展布，产出于郯庐断裂带内。沙溪-东顾山构造带内主要出露志留系至侏罗系的碳酸盐岩及碎屑岩。北北东走向的铜泉山背斜及北北东向的断裂构造控制了本区地层及岩浆岩的分布。区内岩浆活动主要集中在早白垩世，包括深部隐伏的闪长质侵入岩、喷出地表的安山质火山岩[5]。

庐枞矿集区主体为庐枞火山岩盆地，是一个北东向不对称的中生代陆相盆地。盆地被四组深大断裂所围限。盆地基底为中三叠统-中侏罗统碎屑岩，主要出露于盆地边部。盆地内部充填有早白垩世粗面安山质火山岩，由老到新划分为龙门院组、砖桥组、双庙组和浮山组。盆地内部分布有早白垩世的侵入岩，岩性主要包括闪长岩、二长岩及正长岩类。

A 型花岗岩带呈北东向分布于庐枞火山岩盆地的东南缘，从安庆的大龙山岩体经枞阳城山岩体至黄梅尖岩体，延伸约75 km。A 型花岗岩带内的侵入岩岩性以正长岩、石英正长岩为主，少量黑云母石英正长岩及碱性长石花岗岩。带内侵入岩均为A 型花岗岩，形成时代晚于庐枞盆地内部的火山-潜火山岩，属于长江中下游地区地壳伸展阶段的产物[2，8～11]。

2 金鸡山岩体地质特征

金鸡山岩体位于枞阳县官埠桥东侧，侵位于中侏罗世罗岭组碎屑岩与早白垩世龙门院组火山岩内，东侧与城山石英正长岩体呈侵入接触关系。金鸡山岩体岩性为石英正长斑岩，新鲜岩石呈肉红色，似斑状结构，块状构造（图2）。斑晶主要为正长石，呈乳白-灰白色，自形柱状，粒径约1 mm×5 mm～3 mm×15 mm，含量约15%。基质为微粒-细粒显晶质结构，主要由钾长石与石英构成，偶见普通角闪石。基质中的钾长石呈半自形短柱状、粒状，粒径0.1～0.2 mm；基质中的石英呈他形粒状填隙产出，粒径0.1～0.2 mm。金鸡山石英正长斑岩中副矿物主要为磷灰石、锆石。岩石整体发育弱的高岭石化及绿泥石化蚀变，正长石斑晶表面出现尘土状，角闪石有一部分蚀变为绿泥石。

图2 金鸡山岩体手标本及显微镜下照片Figure 2. Photo of a hand specimen from the Jinjishan pluton and its micrographs

3 样品采集及分析流程

金鸡山岩体年代学测试样品JJS-1采自地表采石场，样品较新鲜，仅发育不均匀的高岭石化蚀变。岩石样品经过破碎、淘洗、重选、磁选等标准重矿物分离后，于双目镜下挑选出透明、自形程度较高的锆石。将挑选出的锆石用环氧树脂固定、压平、烘干制成样品靶。将样品靶磨至锆石颗粒中心部分后抛光，再进行阴极发光及透反射拍照，选择合适的点位进行激光U-Pb年龄测试。测年样品锆石的挑选工作在河北省廊坊诚信地质服务有限公司完成；锆石的分选、制靶、阴极发光及透反射拍照在中科院地质与地球物理研究所电子探针和扫描电镜实验室完成。

锆石微区U-Pb分析在中国地质调查局天津地质调查中心完成。分析仪器为Neptune多接收杯电感耦合等离子质谱仪及配套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/cm2，频率为8～10 Hz，样品剥蚀物质以氦气为载气送入质谱仪进行分析，仪器配置和试验流程详见文献[12]。数据处理及作图分别采用ICPMSDataCal 程序[13]和Isoplot 程序[14]，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。

4 分析结果

本次测年工作所选择的锆石为透明或浅黄色，自形-半自形四方双锥状或四方柱状，粒度0.15～0.2 mm，发育有典型的岩浆振荡环带，部分锆石发育有扇形放射状分带结构（图3）。剔除数据质量较差的分析点，本次U-Pb 测试有效点为16 个，锆石U 含量为76×10-6～339×10-6，Th 含量为56×10-6～432×10-6，Th/U 比值为0.7～1.6（表1）。上述特征均表明，本次测试的锆石为岩浆成因，其结晶年龄可以代表金鸡山岩体的形成时代。16个锆石测试点均落在年龄谐和曲线附近，表明年龄数据可信度较高（图4）。锆石的206Pb/238U年龄介于（128.0±0.8）Ma ～（131.5±0.8）Ma，加权平均年龄为（129.8±0.6）Ma（MSWD=1.3）。

表1 金鸡山岩体锆石U-Pb分析结果Table 1. Zircon U-Pb dating results of the Jinjishan pluton

图3 金鸡山岩体锆石阴极发光照片Figure 3. Cathode luminescence photos of zircons from the Jinjishan pluton

图4 金鸡山岩体锆石U-Pb谐和曲线图Figure 4. Zircon U-Pb concordia plots for the Jinjishan pluton

5 讨论

5.1 金鸡山岩体的形成时代

本次研究通过LA-ICP-MS 定年技术精确测定了金鸡山石英正长斑岩的年龄，锆石U-Pb 测年结果显示，金鸡山岩体形成于（129.8±0.6）Ma，属于早白垩世岩浆活动的产物。金鸡山岩体侵位于龙门院组火山岩内，东侧与城山石英正长岩体呈侵入接触关系，因此，金鸡山岩体应形成于龙门院组火山岩之后、城山岩体之前。前人已通过锆石U-Pb 定年技术，获得城山岩体形成于126.5～125 Ma[2,8]，龙门院组火山岩形成于134.8 Ma[4]，说明本次获得的金鸡山岩体成岩年龄较为可靠。

5.2 庐枞盆地南缘A型花岗岩的形成时代

对于庐枞盆地南缘A型花岗岩的年龄，前人已开展了大量的高精度同位素年代学测试。范裕等（2008）[8]获得黄梅尖岩体、城山岩体、花山岩体及枞阳岩体的锆石U-Pb年龄分别为（125.4 ± 1.7）Ma、（126.5 ± 2.1）Ma、（126.2 ± 0.8）Ma、（124.8 ± 2.2）Ma。周涛发等（2010）[10]测得黄梅尖岩体、巴坛岩体、龙王尖岩体和罗岭岩体的锆石U-Pb年龄分别为（128.4±0.9）Ma、（123.9±1.9）Ma、（126.5±1.5）Ma、（126.3±2.0）Ma。Wu Fuyuan et al. (2012)[2]测得黄梅尖岩体、龙王尖岩体、巴坛岩体、城山岩体、枞阳岩体、花山岩体和大龙山岩体的锆石U-Pb年龄分别为（125.7 ±2.3）Ma、（125.8 ± 2.1）Ma、（124.8 ± 1.5）Ma、（125.0± 1.7）Ma、（125.4 ± 1.5）Ma、（124.4 ± 2.2）Ma 和（123.8±2.1）Ma。范裕等（2014）［9］测得大龙山岩体、梅林岩体、何家凹岩体、古塘冲岩体、青山岩体和周家山岩体的锆石U-Pb年龄分别为（126.5±1.1）Ma、（125.9±1.3）Ma、（126.9±1.4）Ma、（126.7±1.4）Ma、（126.7±1.3）Ma和（124.9±1.3）Ma。薛怀民等（2016）［11］测得黄梅尖岩体、巴坛岩体、大龙山岩体、梅林岩体的锆石UPb年龄分别为（130 ± 1）Ma、（129 ± 2）Ma、（128.2 ±1.3）Ma 和（124.6 ± 0.8）Ma。本次研究首次获得金鸡山石英正长斑岩的锆石U-Pb年龄为（129.8±0.6）Ma。

大量的年代学数据显示[2,8～11]，庐枞盆地南缘A 型花岗岩的成岩年龄介于131～124 Ma 之间，其中正长岩-石英正长岩的锆石U-Pb年龄介于131～126 Ma，而正长花岗岩的侵位年龄略年轻（128～124 Ma）。相较庐枞盆地内部火山-潜火山岩134～128 Ma 的形成年龄[4,10]，盆地南缘A型花岗岩的形成则明显稍晚。

5.3 构造背景

长江中下游成矿带于早白垩世爆发了强烈的岩浆活动，形成了高钾钙碱性侵入岩、橄榄安粗质火山-潜火山岩及A 型花岗岩[3]。高钾钙碱性侵入岩主要形成于146～135 Ma，受控于挤压的大地构造背景[15]。距今134～128 Ma 时，长江中下游地区由挤压向伸展体制转化，形成了一套橄榄安粗质火山-潜火山岩[10]。131～124 Ma 广泛发育的A 型花岗岩代表了长江中下游地区已进入伸展构造的高峰期[2,8～11]。不仅在长江中下游地区，大别造山带、皖南地区及华南地区均广泛发育130～120 Ma 伸展构造背景下形成的A 型花岗岩、碱性岩及幔源铁镁质-超铁镁质岩[2，16]，说明整个中国东部在130 Ma 之后可能均受控于伸展的构造体制。

6 结论

（1）LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年显示，金鸡山石英正长斑岩形成于(129.8±0.6)Ma，属于长江中下游成矿带早白垩世伸展构造体制下的岩浆活动产物。

（2）结合前人的年代学数据，庐枞盆地南缘A 型花岗岩形成于131～124 Ma，其中正长岩-石英正长岩体的侵位（131～126 Ma）稍早于正长花岗岩体（128～124 Ma）。