徐宿弧安徽北段地區(qū)矽卡巖型Au-Fe-Cu礦床以及有關(guān)的中酸性侵入巖年代學(xué)研究

韋 帥，楊 治，鄧宇峰，程培生，產(chǎn)思維，毛思斌，盧新哲,袁 峰

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.合肥工業(yè)大學(xué) 礦床成因與勘查技術(shù)研究中心，安徽 合肥 230009；3.安徽省礦產(chǎn)資源與礦山環(huán)境工程技術(shù)研究中心，安徽 合肥 230009；4.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局 九一六大隊(duì)，江西 九江 332100；5.安徽省勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230009;6.自然資源部平原區(qū)農(nóng)用地生態(tài)評(píng)價(jià)與修復(fù)工程技術(shù)創(chuàng)新中心,浙江 杭州 311200)

徐宿弧安徽北段地區(qū)位于華北克拉通內(nèi)徐宿弧形構(gòu)造東南緣，區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列的NNE-EW向弧形構(gòu)造(陳富倫，1987；馬公偉，1992；舒良樹(shù)等，1994；王陸超等，2011)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，期次多，地層比較齊全，碳酸鹽巖豐富，具有良好的成礦條件。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，如鐵、銅、金等，多與中生代燕山期巖漿活動(dòng)有關(guān)，以矽卡巖型礦床為主(汪青松，2010；Xuetal.，2010；張喜，2017)，是安徽省北部重要的礦產(chǎn)資源產(chǎn)區(qū)。研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)中小型矽卡巖型多金屬礦床10多處，主要分布在淮北濉溪縣秦樓、前常、前常東、王場(chǎng)、旗桿樓、石樓等地區(qū)(產(chǎn)思維等，2016；費(fèi)存才，2016；杜宏偉，2016；徐干干，2017；涂愛(ài)華，2017)，以矽卡巖型鐵礦床(王場(chǎng)、徐樓、鄒樓等礦床)和矽卡巖型金銅礦床(楊橋孜、前常、秦樓等礦床)為主(趙一鳴等，1997；產(chǎn)思維等，2020)，同時(shí)也存在有與基性侵入巖有關(guān)的銅鎳礦床和金剛石礦床(王振強(qiáng)，2018；趙麗麗等，2018；Wangetal.，2020)。前人研究表明研究區(qū)內(nèi)侵入巖體與礦床形成密切相關(guān)，徐宿弧地區(qū)大量的定年工作表明區(qū)內(nèi)巖漿巖大都形成于燕山期，少量巖體形成于晉寧期(林景仟等，2000；Xuetal.，2004a，2004b，2006a，2006b；Gaoetal.，2004；紀(jì)偉強(qiáng)等，2005；楊德彬等，2008；王清海等，2011；吳維平等，2013；張喜，2017；馬玉廣等，2018)。但是，并沒(méi)有對(duì)區(qū)內(nèi)侵入巖體的成巖期次做出較為詳細(xì)的劃分，對(duì)區(qū)域成礦規(guī)律和成礦巖體所處構(gòu)造背景的工作程度還較低。此外，楊橋孜礦床是徐宿弧安徽北段地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的最大的矽卡巖型金礦床(汪青松等，2015)，但目前還未對(duì)該礦床開(kāi)展精確的成巖成礦時(shí)代研究。

基于此，本文擬通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)典型矽卡巖型鐵礦床(王場(chǎng)礦床)成礦巖體閃長(zhǎng)玢巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年工作，對(duì)楊橋孜金銅礦床進(jìn)行輝鉬礦Re-Os同位素定年研究，結(jié)合前人研究成果梳理出研究區(qū)內(nèi)巖漿巖的形成時(shí)代，劃分出區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)期次及其構(gòu)造背景，總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律。本次研究根據(jù)礦床的構(gòu)造環(huán)境-巖漿巖性質(zhì)-成巖成礦年代等特點(diǎn)，將研究區(qū)巖漿巖劃分為4個(gè)期次，梳理各成巖期次的構(gòu)造背景，將區(qū)內(nèi)礦床分為4種成因類(lèi)型，通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)巖漿巖與礦床的時(shí)空關(guān)系、成因關(guān)系的分析整理，以期深化該地區(qū)礦床的成巖成礦規(guī)律研究，對(duì)區(qū)內(nèi)進(jìn)一步勘查找礦工作具有指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

徐宿弧安徽省北段大地構(gòu)造位置屬于華北克拉通東南緣(圖1a)。區(qū)內(nèi)地層分布較為復(fù)雜，除缺失上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)外，自上元古界以后的其余地層均有分布，地層巖性主要為灰?guī)r、白云巖、砂巖及泥巖等。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造主要為東西向斷裂構(gòu)造、北北東向斷裂構(gòu)造、徐(州)-宿(州)弧形斷裂構(gòu)造，其次為北東向斷裂構(gòu)造(圖1b)。

圖1 皖北地區(qū)構(gòu)造綱要圖(a)和徐宿弧安徽北段地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)(據(jù)汪青松，2010修改)Fig.1 Structural outline map of northern Anhui area (a) and geological sketch map of the northern Anhui section,Xu-Su arcuate structural area (b) (modified after Wang Qingsong et al.，2010)1—第三系；2—二疊系；3—石炭系；4—奧陶系；5—寒武系；6—震旦系；7—煌斑巖；8—石英閃長(zhǎng)玢巖；9—閃長(zhǎng)玢巖；10—花崗斑巖；11—石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；12—地層界線；13—斷層線；14—研究區(qū)；15—礦床；16—地名1—Tertiary；2—Permian；3—Carboniferous；4—Ordovician；5—Cambrian；6—Sinian；7—lamprophyre；8—quartz diorite porphyrite；9—diorite por-phyrite；10—granite porphyry；11—quartz monzodiorite；12—stratigraphic boundary；13—fault line；14—study area；15—deposit；16—place name

區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)強(qiáng)烈，分布范圍較廣泛，巖體規(guī)模較大。區(qū)內(nèi)巖漿巖均為中-淺成侵入體，以中性閃長(zhǎng)巖類(lèi)為主，其次是酸性花崗巖類(lèi)及基性輝綠巖(安徽省勘查技術(shù)院，2019(1)安徽省勘查技術(shù)院.2019.徐宿弧(安徽段)金多金屬礦成礦背景調(diào)查工作總結(jié)報(bào)告.)。研究區(qū)內(nèi)北北東向褶皺、斷裂和東西向斷裂控制了巖漿巖的分布，形成了一條東西向的巖漿巖帶和4條北北東向的巖漿巖帶。東西向巖漿巖帶分布在符離集斷裂帶附近，自西往東有謝廟、呂莊、柴洼、岳集、鄒樓、陳老家、百善、大何家、三鋪巖體。北北東向巖漿巖帶自西往東分為4個(gè)巖漿巖帶(圖2)。中性侵入巖主要類(lèi)型為石英閃長(zhǎng)(玢)巖、石英二長(zhǎng)(玢)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖以及閃長(zhǎng)斑巖等；酸性侵入巖主要類(lèi)型為細(xì)粒花崗巖、花崗斑巖以及二長(zhǎng)花崗巖；基性侵入巖主要為輝綠巖。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)眾多，多與中酸性侵入巖有關(guān)，如鄒樓(費(fèi)存才，2016)、徐樓(杜宏偉，2016)、王場(chǎng)以及旗桿樓鐵礦床(徐干干，2017)等，前常(涂愛(ài)華，2017)、劉樓、楊橋孜以及秦樓金銅多金屬礦床(黃海燕等，2017)等。研究區(qū)還發(fā)育少量與基性侵入巖有關(guān)的礦床，如后馬場(chǎng)銅鎳礦(王振強(qiáng)，2018)以及欄桿地區(qū)金剛石礦床(蔡逸濤等，2014；趙麗麗等，2018；Wangetal.，2020)。

2 樣品特征及分析方法

2.1 樣品特征

楊橋孜金銅礦床已探明的金金屬儲(chǔ)量8.71 t，金平均品位3.69 g/t，銅金屬儲(chǔ)量3.51萬(wàn)噸，銅平均品位0.85%，金儲(chǔ)量達(dá)到中型礦床規(guī)模(汪青松等，2015)。礦區(qū)處于宿徐弧形褶皺構(gòu)造與符離集東西向區(qū)域性斷裂構(gòu)造(宿北斷裂)交匯部位，被較厚的第四系覆蓋，圍巖以寒武紀(jì)富鎂碳酸鹽巖類(lèi)地層為主(圖3)。含礦巖石為三鋪巖體石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)(玢)巖，礦體產(chǎn)于石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)(玢)巖與寒武系毛莊組和徐莊組灰?guī)r接觸帶(圖4)。巖體接觸帶向外礦化呈規(guī)律性變化，可依次劃分為 4 個(gè)礦化帶，其中勘探 3 線可見(jiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 共3個(gè)礦化帶(圖4)。礦體主要呈似層狀或透鏡狀，礦體走向?yàn)?NW向，傾向NE，礦體埋深100～700 m。圍巖蝕變主要為矽卡巖化，其次為蛇紋石化、金云母化、透輝石化等。礦石主要以浸染狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造為主。主要金屬礦物為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、自然金等。脈石礦物以石榴子石、透輝石為主，為典型的矽卡巖型礦床(汪青松，2010，汪青松等，2015；產(chǎn)思維等，2016)。

圖2 徐宿弧安徽北段地區(qū)巖漿巖帶及礦床分布圖(據(jù)王偉等，2020修改)Fig.2 Distribution of magmatic rocks and deposits in Wanbei area,Xu-Su arc (modified after Wang Wei et al.，2020)? 鄭世柱.1992.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查區(qū)調(diào)報(bào)告.合肥：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局325地質(zhì)隊(duì).? 鄭世柱.1995.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查區(qū)調(diào)報(bào)告.合肥：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局325地質(zhì)隊(duì).

圖3 楊橋孜礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)汪青松等，2015修改)Fig.3 Geological map of the Yangqiaozi area (modified after Wang Qingsong et al.，2015)1—古近系；2—二疊系；3—石炭系；4—奧陶系；5—寒武系；6—石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖；7—輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖；8—矽卡巖；9—實(shí)測(cè)斷層；10—推測(cè)斷層；11—研究區(qū)；12—礦床；13—地名1—Paleogene；2—Permian；3—Carboniferous；4—Ordovician；5—Cambrian；6—quartz monzodiorite porphyrite；7—gabbro diorite porphyrite；8—skarn；9—measured fault；10—inferred fault；11—study area；12—deposit；13—place name

圖4 楊橋孜礦床3線地質(zhì)剖面圖(據(jù)汪青松等，2015修改)Fig.4 Geological section along No.3 exploration line in the Yangqiaozi deposit (modified after Wang Qingsong et al.，2015)1—第四系；2—寒武系張夏組；3—寒武系徐莊組；4—寒武系毛莊組；5—矽卡巖；6—石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖；7—銅礦體；8—金礦體；9—礦帶編號(hào)；10—輝鉬礦部分采樣位置1—Quaternary；2—Cambrian Zhangxia Formation；3—Cambrian Xuzhuang Formation；4—Cambrian Maozhuang Formation；5—skarn；6—quartz monzodiorite porphyrite；7—copper orebody；8—gold orebody；9—serial number of ore belt；10—sampling site of molybdenite

王場(chǎng)鐵礦床鐵金屬儲(chǔ)量2 015萬(wàn)噸，為中型鐵礦，賦礦圍巖為下奧陶統(tǒng)蕭縣組灰?guī)r，礦體產(chǎn)于閃長(zhǎng)玢巖巖體外接觸帶，由11個(gè)礦體組成。巖體鈉長(zhǎng)石化明顯，圍巖蝕變主要為矽卡巖化，其次為蛇紋石化和綠泥石化等。礦石以塊狀為主，主要金屬礦物為磁鐵礦，其次為黃鐵礦等。脈石礦物以透輝石、蛇紋石為主，其次為金云母、陽(yáng)起石、透閃石等，為典型的矽卡巖型鐵礦床(汪青松，2010；產(chǎn)思維等，2020)。

前人研究認(rèn)為區(qū)內(nèi)主要礦床類(lèi)型為矽卡巖型楊橋孜式金(銅鐵)礦(楊橋孜、秦樓、前常等)和徐樓式鐵礦(徐樓、王場(chǎng)、鄒樓等)(趙一鳴等，1997；汪青松，2010，汪青松等，2015；產(chǎn)思維等，2020；王偉等，2020)。本文采集了與王場(chǎng)鐵礦床礦化相關(guān)的中性閃長(zhǎng)巖體進(jìn)行鋯石U-Pb定年工作，采集了楊橋孜金銅礦區(qū)不同深度的6件輝鉬礦進(jìn)行Re-Os同位素定年工作(圖2)，以查明研究區(qū)內(nèi)具代表性的兩種不同類(lèi)型矽卡巖礦床的形成時(shí)代。

王場(chǎng)閃長(zhǎng)玢巖，手標(biāo)本呈灰黑色，具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶中主要礦物有長(zhǎng)石、角閃石、石英和黑云母等，基質(zhì)由長(zhǎng)英質(zhì)礦物組成；鏡下特征為：石英呈它形粒狀，單偏光鏡下為無(wú)色，低正突起，正交偏光下具一級(jí)白干涉色，平行消光，粒徑0.05～0.10 mm左右，體積含量約15%；斜長(zhǎng)石為半自形-自形板條狀礦物，單偏光下無(wú)色，低正突起，正交偏光下具一級(jí)白干涉色，斜消光，具條紋雙晶，粒徑1～2 mm，含量約25%，發(fā)生高嶺土化；角閃石為柱狀礦物，單偏光下為黃綠色-綠色多色性，具角閃石式解理，中正突起，正交偏光下具二級(jí)干涉色，斜消光，粒徑約0.05～0.20 mm，含量約15%，發(fā)生綠泥石化；黑云母為板片狀礦物，單偏光下為棕色，中正突起，正交偏光下具二級(jí)干涉色，平行消光，粒徑約0.5～1.0 mm，含量約10%，發(fā)生綠泥石化；隱晶質(zhì)礦物集合體含量約35%(圖5a～5c)。

楊橋孜礦床6件樣品分別采自ZK301、ZK305、ZK407鉆孔中不同深度的輝鉬礦(圖4)。輝鉬礦呈星點(diǎn)狀和細(xì)脈以裂隙面的形式賦存于矽卡巖中，或以團(tuán)塊狀、薄層狀發(fā)育在巖體與圍巖的接觸面上，在反射光鏡下表現(xiàn)為灰白色的反射色，晶型呈雞肋狀，集合體為片狀礦物(圖5d～5f)。

圖5 測(cè)試樣品手標(biāo)本及顯微鏡下照片F(xiàn)ig.5 Hand specimens and microscopic images of samplesa—王場(chǎng)閃長(zhǎng)玢巖手標(biāo)本照片；b—王場(chǎng)閃長(zhǎng)玢巖顯微照片(+)；c—王場(chǎng)閃長(zhǎng)玢巖顯微照片(-)；d—星點(diǎn)狀輝鉬礦及細(xì)脈；e—沿裂隙面分布的輝鉬礦；f—輝鉬礦鏡下照片(反射光)；Qtz—石英；Hbl—角閃石；Pl—斜長(zhǎng)石；Chl—綠泥石；Bt—黑云母；Mo—輝鉬礦(礦物縮寫(xiě)據(jù)沈其韓，2009)a—hand specimen photos of Wangchang diorite porphyrite；b—microphotograph of Wangchang diorite porphyrite (+)；c—microphotograph of Wangchang diorite porphyrite (-)；d—star-like molybdenite and veinlets；e—molybdenite distributed along fracture surface；f—microscopic photos of molybdenite (reflected light)；Qtz—quartz；Hbl—hornblende；Pl—plagioclase；Chl—chlorite；Bt—biotite；Mo—molybdenite (mineral abbrevia-tions after Shen Qihan,2009)

2.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年

鋯石U-Pb定年在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院礦床成因與勘查技術(shù)研究中心(OEDC)礦物微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室利用LA-ICP-MS分析完成。分析測(cè)試前分別用酒精和稀硝酸(5%)輕擦樣品表面，以除去可能的污染。激光剝蝕系統(tǒng)為CetacAnalyte HE，ICP-MS為Agilent 7900。激光剝蝕過(guò)程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過(guò)一個(gè)T型接頭混合。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20 s的空白信號(hào)和40～50 s的樣品信號(hào)。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器ICPMSDataCal使用說(shuō)明靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal (Liuetal.,2008)完成。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同寧思遠(yuǎn)等(2017)、汪方躍等(2017)。鋯石微量元素含量利用玻璃(NIST610)作為外標(biāo)、Si 作內(nèi)標(biāo)的方法進(jìn)行定量計(jì)算(Liuetal.,2008)。U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500 作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5 個(gè)樣品點(diǎn)，分析2 次91500。分析期間，用Plesovice鋯石(Slámaetal.,2008)作為質(zhì)量監(jiān)控樣。對(duì)于與分析時(shí)間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500 的變化采用線性內(nèi)插的方式進(jìn)行校正(Liuetal.,2008)。鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500 的U-Th-Pb同位素比值推薦值據(jù)Wiedenbeck等(1995)。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算均采用Isoplot/Ex_ver3(Ludwig,2003)完成,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中誤差為σ。

2.3 輝鉬礦Re-Os同位素定年

用刀片等工具直接從手標(biāo)本上剝離輝鉬礦后在顯微鏡下做進(jìn)一步的檢查與選純至純度達(dá)99%以上。輝鉬礦Re-Os 同位素測(cè)定是在中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，主要過(guò)程包括碎樣、溶樣、分離萃取、純化、上機(jī)測(cè)試及校正等。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.3～0.5 g 輝鉬礦樣品；加入適量的185Re和190Os稀釋劑；在冷凍的條件下分別加入一定量H2O2-HNO3溶液；利用煤氣和氧氣火焰將管口封閉。將封閉的Carius 管放入不銹鋼套管中，然后放入電熱烘箱中，升溫到 220 ℃加熱 24 h 溶樣。樣品分解以及 Re和Os的分離等化學(xué)處理過(guò)程參見(jiàn)Sun等(2010)。Os 同位素的測(cè)定利用中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的 Triton型熱電離質(zhì)譜儀(美國(guó) Thermo-Fisher儀器公司)完成。該儀器裝配有微量氣體控制閥，配備 9 個(gè)法拉第杯(Faraday Cup)、4個(gè)離子計(jì)數(shù)器(Ion Counting)和1個(gè)二次電子倍增器(SEM)，并帶有強(qiáng)峰拖尾干擾過(guò)濾器(RPQ)。Re同位素的測(cè)定利用中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室X-series 2型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國(guó)Thermo-Fisher)完成，具體步驟見(jiàn)尹露等(2015)。采用Ir和Os天然豐度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和校正儀器測(cè)試過(guò)程中的Re和Os同位素分餾。

3 分析結(jié)果

王場(chǎng)閃長(zhǎng)玢巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果見(jiàn)表1。如鋯石CL圖(6a)所示，鋯石具有明顯的韻律環(huán)帶。鋯石中Th/U值可以指示鋯石的成因，巖漿鋯石的Th/U值一般大于0.1，而變質(zhì)老鋯石的Th/U值一般小于0.1(Rubattoetal.，1999；Hoskin and Black，2000；Sunetal.，2002)。王場(chǎng)巖體的鋯石中Th/U值在0.47～1.33之間，屬典型的巖漿成因鋯石，且鋯石基本為柱狀，為巖漿結(jié)晶形成，能代表侵入巖的形成年齡。本次研究測(cè)試了25顆鋯石U-Pb同位素，除去諧和度低于90%的鋯石年齡(10個(gè))，有效的測(cè)試數(shù)據(jù)為15個(gè)(圖6b)，206Pb/238U表面年齡比較集中(139.0±4.4 Ma ～129.0±3.7 Ma)，且諧和度也較高，加權(quán)平均年齡為132.1±1.9 Ma(n=15)，MSWD=0.59，表明王場(chǎng)巖體形成于早白堊世早期。

表1 王場(chǎng)巖體鋯石LA-ICP-MS分析結(jié)果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating data of the Wanchang intrusive rock

圖6 王場(chǎng)巖體鋯石CL圖(a)和鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡諧和圖(b)Fig.6 Zircon CL diagrams (a) and zircon LA-ICP-MS U-Pb age concordia (b) of the Wangchang intrusion rocks

楊橋孜金銅礦床輝鉬礦Re-Os同位素組成見(jiàn)表2，輝鉬礦Re含量在164.157×10-6～826.955×10-6之間，采用 ISOPLOT 軟件對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行等時(shí)線年齡計(jì)算，取187Re 衰變常數(shù) 1.666×10-11/a(Smoliaretal.，1996)，獲得 Re-Os 等時(shí)線年齡為130.0±3.2 Ma，MSWD=2.9。輝鉬礦樣品同位素組成具很好的線性關(guān)系(圖7)，Re-Os模式年齡在131～126 Ma之間，加權(quán)平均值為128.0±1.6 Ma(MSWD=3.6)(圖7)，與其等時(shí)線年齡基本一致。

圖7 楊橋孜金銅礦床Re-Os同位素等時(shí)線年齡Fig.7 Re-Os isotopic age of the Yangqiaozi gold-copper deposit

表2 楊橋孜金銅礦床輝鉬礦Re-Os同位素組成Table 2 Re-Os isotopic composition of molybdenite in the Yangqiaozi gold-copper deposit

4 討論

4.1 成巖成礦時(shí)代

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育較多的矽卡巖型鐵礦床，本次研究采集了王場(chǎng)鐵礦床的賦礦巖體進(jìn)行定年工作，因此巖體年齡可大致代表礦床的形成年齡。楊橋孜金銅礦床輝鉬礦等時(shí)線年齡(130.0±3.2 Ma)和樣品的模式年齡(131～126 Ma)基本一致，表明楊橋孜礦床形成于早白堊世早期，楊橋孜礦床含礦巖體石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的LA-ICP-MS U-Pb年齡為128.0±1.1 Ma(數(shù)據(jù)另外發(fā)表)，與輝鉬礦Re-Os同位素年齡吻合。

本文統(tǒng)計(jì)了研究區(qū)主要的中酸性侵入巖成巖年齡(表3)，認(rèn)為區(qū)內(nèi)巖漿巖可以分為4個(gè)期次。第1期為新元古代早期的基性侵入巖輝綠巖(王清海等，2011；馬玉廣等，2018)，形成與原生金剛石有關(guān)的礦床；第2期為侏羅紀(jì)早期的中酸性侵入巖石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖(191.3±0.5 Ma，林景仟等，2000)、細(xì)粒花崗巖(180.0±2.4 Ma，數(shù)據(jù)另外發(fā)表)；第3期為早白堊世早期的以中性侵入巖閃長(zhǎng)巖類(lèi)(145±2.2～121±1 Ma，Xuetal.，2004b；紀(jì)偉強(qiáng)等，2005；楊德彬等，2008；吳維平等，2013；張喜，2017)，主要發(fā)育與中性侵入巖類(lèi)有關(guān)的矽卡 巖型Fe、Cu-Au-(Fe)礦床；第4期為早白堊世晚期的酸性侵入巖花崗巖類(lèi)(鄭世柱，1992(2)鄭世柱.1992.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查區(qū)調(diào)報(bào)告.合肥：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局325地質(zhì)隊(duì).，1995(3)鄭世柱.1995.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查區(qū)調(diào)報(bào)告.合肥：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局325地質(zhì)隊(duì).)。

表3 徐宿弧安徽北段侵入巖的同位素年齡統(tǒng)計(jì)表Table 3 Statistics of isotope ages of intrusive rocks in the study area

4.2 區(qū)域成礦規(guī)律

徐宿弧(安徽北段)地區(qū)主要礦床特征如表4所示，礦床的成因類(lèi)型可分為4類(lèi)：與中性侵入巖和奧陶系有關(guān)的矽卡巖型Fe礦床、與中酸性侵入巖和寒武系有關(guān)的矽卡巖型(Fe)-Au-Cu-(Mo)礦床、與基性深成侵入巖有關(guān)的巖漿熔離型Cu-Ni礦床、與基性淺成侵入巖有關(guān)的原生金剛石礦床。

表4 研究區(qū)礦床類(lèi)型劃分表Table 4 Classification of deposit types in the study area

第1類(lèi)為矽卡巖型鐵礦床，主要有石樓、雙莊、史小樓、殷莊、鄒樓、旗桿樓、王場(chǎng)、徐樓鐵礦床等，賦礦巖體集中形成于早白堊世(132～101 Ma)，有學(xué)者將研究區(qū)該類(lèi)礦床稱(chēng)為“徐樓式”鐵礦床，與華北邯邢式鐵礦床極為類(lèi)似(汪青松，2010；黃海燕等，2017)，是研究區(qū)主要的鐵礦床類(lèi)型。第2類(lèi)為矽卡巖型金銅礦床，主要有楊橋孜、劉樓、陳莊、前常、前常東，秦樓等金銅礦床，成礦與三鋪巖體密切相關(guān)，成礦成巖時(shí)代集中于早白堊世(130 Ma左右)，前人將該類(lèi)礦床稱(chēng)為“楊橋孜式”金銅礦床，與大冶式鐵銅礦床較為類(lèi)似(汪青松，2010；產(chǎn)思維等，2020)，為本區(qū)域主要的銅金礦化類(lèi)型。第3類(lèi)為與堿性基性巖相關(guān)的金剛石礦床(蔡逸濤等，2014；趙麗麗等，2018)，賦礦巖體形成于新元古代(913～890 Ma)，顯示該地區(qū)有金剛石礦床的找礦潛力。第4類(lèi)為巖漿熔離型Cu-Ni礦床，該礦床的形成與基性巖輝長(zhǎng)巖、橄長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖密切相關(guān)(王振強(qiáng)，2018)，后馬場(chǎng)是目前研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一基性巖漿熔離型Cu-Ni礦床，該礦床的發(fā)現(xiàn)不僅豐富了區(qū)內(nèi)礦床類(lèi)型，也暗示區(qū)內(nèi)具有巖漿熔離型Cu-Ni礦床的成礦潛力。

由前文可知，研究區(qū)礦化普遍，成礦巖體種類(lèi)復(fù)雜，礦床形成時(shí)代廣泛，區(qū)內(nèi)成礦時(shí)代集中分布在中生代早白堊世早期，其次是新元古代。

4.3 徐宿弧安徽北段構(gòu)造背景討論與找礦方向

徐宿弧安徽北段位于華北克拉通東南緣，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)期次與華北克拉通構(gòu)造演化活動(dòng)密切相關(guān)，本次研究將區(qū)內(nèi)巖漿巖共分為4個(gè)期次，主要構(gòu)造階段主要處于新元古代晉寧期和中生代燕山期這兩個(gè)階段。

第1期次巖漿巖為晉寧期新元古代早期的基性侵入巖輝綠巖(913±4 Ma)(蔡逸濤等，2014)。Cawood 等(2014)認(rèn)為，1.8～0.8 Ga期間，全球始終處于伸展構(gòu)造環(huán)境，進(jìn)入了“地球中年調(diào)整期”，處于“一拉到底”的構(gòu)造背景和地質(zhì)狀態(tài)，華北克拉通從1.78 Ga 開(kāi)始到新元古代經(jīng)歷了多期裂谷事件，一直處于拉張的構(gòu)造環(huán)境(翟明國(guó)等，2014；翟明國(guó)，2019)。耿元生等(2020)認(rèn)為新元古代早期(0.94～ 0.89 Ga)華北克拉通徐宿弧地區(qū)的巖漿活動(dòng)，以出露的基性巖床和巖墻(Liuetal.，2006；Zhuetal.，2019；Suetal.，2020)為代表，該階段的基性巖墻主要形成于大陸的拉張環(huán)境(Wangetal.，2012)。蔡逸濤等(2014)對(duì)徐宿弧欄桿地區(qū)與新元古代輝綠巖有關(guān)的金剛石礦床研究認(rèn)為，其形成于華北克拉通東南緣的板內(nèi)陸緣環(huán)境，結(jié)合輝綠巖的鋯石U-Pb定年結(jié)果，證明了徐宿弧地區(qū)新元古代早期處于大陸伸展環(huán)境，并存在新元古代早期的構(gòu)造熱巖漿事件，為該區(qū)輝綠巖將上地幔的金剛石帶到地表創(chuàng)造了條件(王清海等，2011；蔡逸濤等，2014)。

本次劃分的第2～4期巖漿巖均為中生代燕山期中酸性侵入巖，按構(gòu)造背景分為中生代華北克拉通與揚(yáng)子克拉通俯沖碰撞后折返環(huán)境下的早侏羅世巖漿巖和中生代華北克拉通破壞與巖石圈減薄作用強(qiáng)烈環(huán)境下的早白堊世巖漿巖。楊德彬等(2008)在華北克拉通東南緣深部地殼中發(fā)現(xiàn)有揚(yáng)子克拉通基底物質(zhì)的存在，認(rèn)為揚(yáng)子克拉通與華北克拉通的俯沖碰撞首先發(fā)生在兩個(gè)陸塊的東部，導(dǎo)致華北克拉通東南緣轉(zhuǎn)化為活動(dòng)陸緣。同時(shí)，有學(xué)者通過(guò)對(duì)華北克拉通徐宿弧地區(qū)班井巖體以及位于秦嶺-大別造山帶的新縣巖體的地化分析，認(rèn)為它們的物質(zhì)來(lái)源不僅與華北克拉通相關(guān)，也有與揚(yáng)子克拉通類(lèi)似的成分，所以認(rèn)為華北克拉通東南緣的巖漿巖形成于揚(yáng)子-華北克拉通碰撞造山后的陸內(nèi)伸展環(huán)境(林景仟等，2000；Fyhnetal.，2009；Zhuetal.，2010；劉清泉等，2016)，因此研究區(qū)域內(nèi)第2期次的巖漿巖也可能形成于造山后的陸內(nèi)伸展環(huán)境。

中生代白堊紀(jì)華北克拉通發(fā)生了大規(guī)模的構(gòu)造轉(zhuǎn)折和巖石圈的減薄，造成克拉通的破壞與重建(高山等，2009；張旗等，2009；翟明國(guó)，2010；吳福元等，2014)，前人認(rèn)為這次構(gòu)造轉(zhuǎn)折的時(shí)間大致為150～100 Ma，是西太平洋板塊俯沖主要構(gòu)造演化的主要因素(Zhuetal.，2012，2015)，在此期間的構(gòu)造演化與巖漿活動(dòng)和成礦作用密切相關(guān)(毛景文等，2003，2005)，在早白堊世早期(135～120 Ma)達(dá)到構(gòu)造活動(dòng)峰期同時(shí)也是巖漿活動(dòng)與成礦峰期(翟明國(guó)，2010)，與研究區(qū)域內(nèi)第3、4期次的巖漿巖形成時(shí)間大致一致。在此時(shí)期華北克拉通構(gòu)造轉(zhuǎn)折過(guò)程中，大體上是由擠壓構(gòu)造體制轉(zhuǎn)化為伸展構(gòu)造體制(高山等，2009；翟明國(guó)，2010；Zhuetal.，2015)。白堊紀(jì)華北克拉通巖漿活動(dòng)劇烈，形成了與中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的熱液多金屬礦床，包括銅、鐵、金、鉛、鋅、鉬礦床等，以及與基底重熔和深成侵位花崗質(zhì)巖體有關(guān)的爆發(fā)式大規(guī)模金成礦作用(翟明國(guó)，2010)。研究區(qū)域內(nèi)早白堊世發(fā)育的大量矽卡巖礦床符合華北克拉通整體上在早白堊世的成礦規(guī)律。

根據(jù)本次測(cè)得與收集的研究區(qū)資料，得出徐宿弧地區(qū)與成礦有關(guān)中生代的巖漿巖集中于145～101 Ma，膠東地區(qū)和成礦有關(guān)的巖漿巖活動(dòng)集中于160～110 Ma(宋英昕等，2019)，兩者大致處于同一時(shí)代范圍。近期有學(xué)者報(bào)道了在徐宿弧地區(qū)發(fā)現(xiàn)古元古代變質(zhì)基底(彭凌日等，2017；李振生等，2018)，前人對(duì)華北克拉通東南緣徐宿弧地區(qū)夾溝巖體中鎂鐵質(zhì)變質(zhì)包體，進(jìn)行了年代學(xué)和變質(zhì)演化過(guò)程研究，指示它們形成于晚古元古代板片俯沖或弧-陸碰撞的構(gòu)造環(huán)境，屬于膠-遼-吉帶的西南延并共同構(gòu)成了華北東部一條古元古代碰撞造山帶(Luoetal.，2004；Xuetal.，2006b；聶佳珍等，2018)。

同時(shí)，Liu等(2015)對(duì)蚌埠石門(mén)山變形花崗巖開(kāi)展了年代學(xué)工作，認(rèn)為蚌埠地區(qū)古元古代巖漿作用及部分熔融作用與膠-遼-吉帶一致，王程程等(2018)通過(guò)對(duì)蚌埠五河雜巖的變質(zhì)演化研究，認(rèn)為五河地區(qū)雜巖的變質(zhì)演化過(guò)程也類(lèi)似于膠北地體，表明徐宿-蚌埠古元古代活動(dòng)帶可能是膠-遼-吉古元古代活動(dòng)帶的西南延伸(郭素淑等，2009)。研究區(qū)早白堊世早期發(fā)育較多的矽卡巖型Fe-Au-Cu礦床，而膠東地區(qū)早白堊世早期也發(fā)育有大量斑巖-矽卡巖型礦床(宋英昕等，2019)，因此徐宿弧地區(qū)與膠東地區(qū)可能有相似的古元古代變質(zhì)基底和中生代巖漿活動(dòng)。前人認(rèn)為華北克拉通基底普遍由變質(zhì)程度較深的巖石組成，這些巖石金含量較高，是金礦床形成的主要物質(zhì)基礎(chǔ)(蔡瑞清，2012)。目前，膠東地區(qū)在古元古代變質(zhì)基底中發(fā)育大量熱液金多金屬礦床，暗示徐宿弧地區(qū)除了在巖體與奧陶紀(jì)和寒武紀(jì)地層接觸帶中發(fā)現(xiàn)較多的矽卡巖型多金屬礦床以外，在徐宿弧地區(qū)深部的古元古代變質(zhì)基底可能也存在與膠東地區(qū)相類(lèi)似的熱液金多金屬礦床(楊立強(qiáng)等，2014；范宏瑞等，2016)。

5 結(jié)論

(1) 測(cè)得王場(chǎng)閃長(zhǎng)玢巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為132.1±1.9 Ma，形成于早白堊世早期;楊橋孜Au-Cu礦床輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡128.0±1.6 Ma，楊橋孜Cu-Au礦床是燕山期早白堊世形成的。

(2) 區(qū)內(nèi)的巖漿巖分為4個(gè)期次，礦床分為4種類(lèi)型：第1期巖漿巖為新元古代早期的淺成基性侵入巖(輝綠巖)，與原生金剛石礦床有關(guān)；第2期巖漿巖為侏羅紀(jì)早期的中酸性侵入巖；第3期巖漿巖為早白堊世早期的中酸性侵入巖類(lèi)，與矽卡巖型Fe礦床和矽卡巖型(Fe)-Cu-Au-(Mo)礦床有關(guān)；第4期為早白堊世晚期的酸性侵入巖。研究區(qū)還發(fā)育與深成基性侵入巖有關(guān)的巖漿熔離型Cu-Ni礦床，但尚無(wú)年代學(xué)研究報(bào)道。4個(gè)期次的巖漿巖均形成于華北克拉通伸展的構(gòu)造環(huán)境，但受不同的地質(zhì)事件影響。