安徽省懷寧縣月山礦田主要巖體演化特征分析

方東會 方慶

摘要：通過對月山礦田內(nèi)月山巖體、總鋪巖體、五橫巖體綜合對比研究，從巖石學、巖石化學、地球化學等特征分析，認為月山礦田內(nèi)各巖體巖石來源于同一巖漿源，演化途徑相同，并在上升的過程中經(jīng)受了地殼的混染。巖漿后期分異差異導致各巖體含礦性不同。這一研究成果對在月山礦田深部及外圍找礦突破具有重要的意義。

關鍵詞：月山礦田；巖體；巖漿源；含礦性；找礦突破

1.概述

安徽省懷寧縣月山礦田位于揚子地塊北緣下?lián)P子臺坳沿江斷褶帶中段，洪鎮(zhèn)褶斷束北段。是長江中下游銅（鐵）金屬成礦帶中的典型礦田之一。圍繞月山巖體，前人做過大量的物化探、礦產(chǎn)和綜合研究等工作，中淺部找礦成果較明顯。但礦田內(nèi)的五橫巖體、總鋪巖體分布區(qū)找礦成果不佳，研究成果較低。本文對礦田內(nèi)的月山巖體、總鋪巖體和五橫巖體進行綜合對比研究，研究巖體的巖石學、巖石化學、地球化學等特征，分析巖漿的來源、性質(zhì)和演化機制的差異，對月山巖體的深部及周邊的找礦工作有一定的指導意義。

2.月山礦田地質(zhì)特征

礦田內(nèi)地層出露較齊全，構造變形強烈，巖漿巖發(fā)育，礦產(chǎn)豐富，為內(nèi)生金屬礦床成礦遠景區(qū)。

2.1地層

礦田內(nèi)地層志留系—白堊系上統(tǒng)均有出露。與成礦關系密切的地層主要集中在晚古生代的石炭—二疊紀和早中三疊世地層，共有4個層位。巖性主要為灰?guī)r、白云質(zhì)大理巖、白云巖、不純灰?guī)r、鈣質(zhì)頁（砂）巖等和碳酸鹽巖層與砂巖、頁巖、硅質(zhì)巖等組合。

2.2構造

礦田內(nèi)構造較發(fā)育，與成礦關系較為緊密（圖1）。斷裂構造為巖漿或礦液提供了運移通道，褶皺構造為巖體或礦體提供了產(chǎn)出空間。月山巖體定位于北東向深大斷裂構造中。

2.3巖漿巖

礦田內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要出露月山巖體、總鋪巖體及五橫巖體南部。

（1）月山巖體

月山巖體是礦田內(nèi)的主要巖體。位于NE向懷寧—樅陽隱伏斷裂與EW向獨秀山—月山—總鋪斷裂交匯部位。受上述兩個方向的基底斷裂（或深斷裂）以及表層層間重力滑脫構造，近南北向剪切帶、東西向張性正斷層等構造控制。成巖機制以被動侵位為主，主動侵位為輔。巖石的年齡為140.8±1.5Ma（鋯石U-Pb法加權平均年齡，2012年），屬燕山早期。

巖石類型主要為中細粒閃長巖與石英閃長巖，局部出現(xiàn)二長閃長巖，中心相為花崗閃長巖。

（2）總鋪巖體

總鋪巖體淺部有東西兩部分組成，東部呈NWW向延長的橢圓形，為巖體的主體部分；西部為NEE向延長的巖枝，面積較小。總鋪巖體與上三疊統(tǒng)銅頭組呈侵入接觸，造巖礦物角閃石的K—Ar年齡為132Ma，全巖等時線年齡為137.5±2.2Ma（張樂駿等，鋯石LA-ICP-MS定年，2008），巖體的成巖時代屬燕山早期侵入體。

總鋪巖體按相帶可劃分為二個巖石類型——石英閃長巖與閃長巖。

（3）五橫巖體

五橫巖體位于月山巖體和總鋪巖體北側(cè)。橫跨兩個構造單元，北端進入廬樅盆地（坳陷），南端延伸至月山巖體之北數(shù)公里而進入懷寧隆起。與月山巖體一樣同受北東向基底構造——懷寧—樅陽深斷裂帶控制。

五橫巖體主體部分（嚴家老屋—五橫橋一帶閃長巖）成巖時代140.0Ma，而巖體北部的二長閃長巖體成巖時代133Ma（鋯石U-Pb法，2014年），屬燕山早期侵入體。

五橫巖體主要由兩種巖性組成，其中閃長巖類主要產(chǎn)于嚴家老屋-五橫橋一帶，屬早期；二長閃長巖位于吳家祠堂北，屬晚期，與廬樅地區(qū)南部的羅嶺巖體巖性相似，成巖時代接近，是羅嶺巖體的南延部分。兩種巖性間為侵入接觸。

（4）巖體間相互關系

將以往的地磁測量資料進行綜合處理，可以看出，月山巖體與總鋪巖體不相連接。五橫巖體淺部似乎不與月山巖體相連，但在深部可能相連。同時，根據(jù)礦田內(nèi)的不同深度電阻率平面等值線圖分析，月山巖體與總鋪巖體在深部也是不相連的，總鋪巖體在深部向北延伸與五橫巖體相連的可能性很大，五橫巖體與月山巖體深部可能相連，但被后期北西向斷裂斷開或錯動。

3.月山礦田主要巖體演化特征

3.1巖石化學特征

月山巖體主要是石英二長閃長巖為主，總鋪巖體以閃長巖、石英閃長巖為主，五橫巖體以輝石閃長巖、閃長巖、二長閃長巖為主。

巖體的SiO2含量變化較大，月山巖體58.74%～63.27%，平均61.19%，石英含量平均8.87%，巖體硅呈弱飽和。總鋪巖體50.7%～63.6%，五橫巖體54.05%～62.41%，五橫巖體只有二個樣品出現(xiàn)石英，含量小于5%左右，巖體為中性。總鋪巖體巖石由輝石閃長巖演化至閃長玢巖，SiO2從不飽和—飽和，巖石從基性—酸性演化。

三個巖體巖石的總堿量（Na2O+K2O）均偏高，富堿。但鈉鉀比值N/K變化較大，總鋪巖體最大，月山巖體次之，五橫巖體最小。表明總鋪巖體極富鈉，月山巖體和五橫巖體在較富鈉的背景上富鉀（見表1）。在TAS全堿圖上（圖2），月山巖體樣品投影點大部分落入粗面安山巖范圍，位于堿性和亞堿性過渡地帶，以堿性為主；總鋪巖體樣品基本落入玄武巖—英安巖范圍，只有個別樣品落入粗面安山巖范圍，所有樣品投影點均在亞堿性巖系列；而五橫巖體絕大多數(shù)樣品投影點落入粗面安山巖范圍，樣品投影點落入堿性巖系列。

月山巖體的里特曼指數(shù)σ在2.34～4.15之間，平均值3.49，總鋪巖體的里特曼指數(shù)σ在1.79～2.59之間，平均值2.25，五橫巖體的里特曼指數(shù)σ在4.45～6.26之間，平均值5.5，顯示出月山巖體和總鋪巖體均為鈣堿性系列；而五橫巖體為堿性系列。結(jié)合各巖體AR-SiO2圖解（圖3），隨著SiO2含量增加，CaO含量減少，巖體的堿度率（AR）增大，反映出巖體由鈣堿性巖系列向堿性巖系列演化，與巖體的巖石學特征基本一致。同時，從總鋪巖體到月山巖體到五橫巖體，巖體也是由鈣堿性巖系列向堿性巖系列演化。

礦田內(nèi)各巖體巖石的氧化率>0.2，鉀鈉比值<1，鋁指數(shù)<1，從花崗巖成因系列Na2O-K2O圖解（圖4）可以看出，屬于I型花崗巖類。反映物質(zhì)來源以幔源成分為主的深源性質(zhì)。而W1樣品屬羅嶺巖體，靠近A型花崗巖區(qū)域邊緣。

月山巖石富鈣率平均為0.37，總鋪巖體巖石富鈣率平均為0.399，五橫巖體巖石富鈣率平均為0.34，略高于戴里平均閃長巖和中國平均閃長巖，反映出巖石中鈣質(zhì)造巖礦物發(fā)育，可能是巖漿上升時，遭受了強烈的鈣質(zhì)混染（同化混染作用）。

3.2巖體微量元素特征

月山巖體的成礦元素Fe、Cu、Zn含量較低，強烈虧損。只有Zn富集系數(shù)（含量/閃長巖維氏值）大于1。Cu、Fe等成礦元素含量的降低與其由巖漿熔體向流體相中的轉(zhuǎn)化有關。導致月山巖體成礦元素強烈虧損的可能原因是閃長質(zhì)巖漿的熔—流分離作用，該過程使成礦元素和堿性組分向流體相分配。總鋪巖體Cu、Pb、Zn等成礦元素低于維氏豐度值，在成巖過程中成礦元素有分離作用，有利于形成富含礦質(zhì)的熱液流體。五橫巖體的成礦元素中Fe元素含量較低，呈虧損；Cu、Zn元素平均含量分別為85.2和82.4，均大于閃長巖維氏值，富集系數(shù)（含量/閃長巖維氏值）大于1，也比長江中下游地區(qū)成礦巖體相應元素含量高。與月山巖體和總鋪巖體成礦元素的平均含量相反，反映了五橫巖體巖漿的溶—流分離作用弱。

3.3巖體稀土元素特征

月山礦田內(nèi)各巖體稀土元素總含量范圍為157.7× 10^-6～331.1×10^-6，平均為230.7×10^-6，高于上地殼，低于世界花崗質(zhì)巖石的平均含量290×10^-6（王中剛等，1989），表明各巖體不可能源自地殼部分熔融。∑LREE平均為213.8×10^-6；∑HREE平均為11.77×10^-6；Y含量很低，平均為14.5μg/g；LREE/HREE值平均為17.3；（La/Yb）N值平均為33.8。以上稀土元素特征顯示，月山巖體、總鋪巖、五橫巖體均具有明顯輕重稀土分離特征，輕稀土元素強烈富集。

4.結(jié)論

從各巖體的巖石化學特征可以看出，它們既有共性，又具差異。共性是富堿，氧化率高，基性組分偏低。而總鋪巖體極富Na，月山巖體和五橫巖體在較富鈉的背景上富鉀。總鋪巖體位于懷寧隆起帶上，巖體極富鈉，貧Fe、Mg、Ca，巖漿作用早期可能發(fā)生過輝石、角閃石等暗色礦物的分離結(jié)晶作用，巖漿演化晚期發(fā)生了鈉質(zhì)的進一步富集；五橫巖體位于廬樅盆地（坳陷）與懷寧隆起帶的過渡部位，巖石富鈉、富鉀，巖漿結(jié)晶早期出現(xiàn)過斜長石和暗色礦物的結(jié)晶分離，晚期鉀質(zhì)進一步富集，某些巖石化學特征類似于廬樅地區(qū)巖漿巖；月山巖體位于懷寧隆起帶，其巖石化學特征介于總鋪巖體和五橫巖體之間，更接近于五橫巖體。

礦田內(nèi)各巖體巖石過渡族元素排列從“W”型，Ti、V明顯正異常，Cr、Ni明顯負異常，呈強烈的分離的分配形式。月山礦田內(nèi)各巖體的巖漿巖的母巖漿來源于上地幔且經(jīng)受了地殼的混染。各巖體成巖物質(zhì)主要來源自地幔。

綜上所述，礦田內(nèi)各巖體巖石來源于同一巖漿源，演化途徑相同，并在上升的過程中經(jīng)受了地殼的混染。巖漿后期分異差異導致各巖體含礦性不同。

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