安徽北淮陽地區(qū)孫沖巖體年代學(xué)及地質(zhì)意義

董婷婷， 邱軍強(qiáng)， 蔡 楊， 施 珂， 馬 濤

(1.安徽省地質(zhì)調(diào)查院(安徽省地質(zhì)科學(xué)研究所)，安徽 合肥 230001； 2.自然資源部覆蓋區(qū)深部資源勘查工程技術(shù)創(chuàng)新中心，安徽 合肥 230001)

北淮陽地區(qū)位于大別造山帶的北部，跨皖豫兩省，是秦嶺—大別成礦帶的重要組成部分，以中生代大規(guī)模的巖漿活動(dòng)與多金屬成礦作用為特征，成礦作用與中生代巖漿活動(dòng)關(guān)系密切。金寨縣鮮花嶺地區(qū)是區(qū)內(nèi)重要的多金屬成礦區(qū)之一，發(fā)育了一系列的金、鉛鋅多金屬礦床(點(diǎn))，如汞洞沖鉛鋅銀礦、東沖金礦、獅子山金礦點(diǎn)、孫沖鉛鋅礦點(diǎn)等。孫沖巖體是鮮花嶺地區(qū)的一個(gè)小巖體，與區(qū)內(nèi)鉛鋅成礦作用有密切的成因聯(lián)系。本次對(duì)張沖巖體開展了鋯石LA-ICPMSU-Pb年代學(xué)研究，并結(jié)合其巖石地球化學(xué)特征，探討孫沖巖體的形成時(shí)代及地質(zhì)意義，為進(jìn)一步研究區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)及成礦作用提供必要的基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北淮陽地區(qū)出露地層自下而上依次為新元古界廬鎮(zhèn)關(guān)巖群、震旦系-泥盆系佛子嶺巖群、石炭系梅山群、中生界陸相山間盆地和火山巖盆地堆積。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，包括斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造。邊界斷裂主要有北西西向的桐柏—桐城斷裂、信陽—防虎山斷裂和北東向的商城—麻城斷裂、郯城—廬江斷裂。褶皺構(gòu)造形成時(shí)代為加里東期、海西-印支期、燕山期三期，以走向北西-近東西向諸佛庵—佛子嶺復(fù)向斜為主體構(gòu)造面貌。由于受早期特提斯構(gòu)造域的控制和晚期環(huán)太平洋構(gòu)造域的疊加構(gòu)造，北淮陽構(gòu)造帶不同時(shí)期的巖漿活動(dòng)廣泛，成因類型復(fù)雜。從形成時(shí)代上看，主要有新元古代(晉寧期)和侏羅-白堊紀(jì)(燕山期)；產(chǎn)出狀態(tài)包括了中深-淺成侵入巖、次火山巖和噴出巖；巖石類型主要為中酸性巖，其次是堿性巖。

2 巖體地質(zhì)特征

孫沖巖體位于響洪甸水庫北側(cè)(圖1)，巖體侵入于震旦系至泥盆系諸佛庵巖組(ZDzf)，巖性為似斑狀石英閃長(zhǎng)巖。巖石風(fēng)化面呈灰褐色，新鮮面呈深灰色(圖2(a))，巖石具似斑狀結(jié)構(gòu)。巖石由斑晶(23%)和基質(zhì)(76%)組成，含少量副礦物(1%)和蝕變礦物(圖2(b))。基質(zhì)為微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斜長(zhǎng)石斑晶呈半自形板狀，粒度1.0～4.0 mm，含量20%，具聚片雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為中長(zhǎng)石，表面蝕變有少量絹云母和泥質(zhì)。黑云母斑晶為片狀，粒度1.0～3.0 mm，含量3%，部分蝕變?yōu)榫G泥石。未見鉀長(zhǎng)石和石英等斑晶。基質(zhì)中主要礦物是斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英等。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，粒度0.1～1.0 mm，含量60%；鉀長(zhǎng)石(6%)呈半自形板狀-他形粒狀，為條紋長(zhǎng)石，表面有些次生的泥質(zhì)；石英(6%)呈他形粒狀。副礦物有微粒狀鋯石、磷灰石、榍石、電氣石、磁鐵礦。

3 分析方法及測(cè)試結(jié)果

本次研究采集了一個(gè)石英閃長(zhǎng)巖樣品(SC1)用于鋯石LA-ICPMSU-Pb年代學(xué)研究，采樣點(diǎn)坐標(biāo)為：E116°00′42″，N31°36′55″(圖1)。鋯石U-Pb定年在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室(LA-ICP-MS)完成。實(shí)驗(yàn)儀器為193 nm波長(zhǎng)GeoLaspro激光系統(tǒng)和Agilent7700型ICP-MS質(zhì)譜分析儀。

鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡結(jié)果如表1所示，由CL圖像上看出，定年鋯石樣品除少數(shù)具有渾圓外形外，絕大多數(shù)為自形-半自形短柱狀，有明顯環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3)。共分析了24個(gè)樣品點(diǎn)，鋯石U/Th比值基本在0.64～1.73之間，指示具有巖漿鋯石的特點(diǎn)。除兩個(gè)樣品點(diǎn)的206Pb/238U年齡較老(514 Ma、1 433 Ma)，可能代表了古老的繼承鋯石外，其他樣品的206Pb/238U年齡集中在114～142 Ma之間(圖4)，加權(quán)平均年齡為129.0±1.6 Ma(MSWD=1.6)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)略圖

Q—第四系；K1m—下白堊統(tǒng)毛坦廠組；ZDzf—震旦系至泥盆系諸佛庵巖組；δ—閃長(zhǎng)巖；δμ—閃長(zhǎng)玢巖；Sb—隱爆角礫巖；①—孫沖鉛鋅礦點(diǎn)；②—陳家大莊金礦化點(diǎn)；③—東沖金礦點(diǎn)；④—戈家沖鉛鋅礦點(diǎn)；⑤—獅子山金礦點(diǎn)；⑥—汞洞沖鉛鋅銀礦床

圖2 孫沖細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖手標(biāo)本照片(a)與顯微照片(b)

樣號(hào)U/Th同位素比值U-Pb同位素年齡/Ma207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U測(cè)值1σ測(cè)值1σ測(cè)值1σ測(cè)值1σSC1-011.250.232430.016430.02220.00053212141423SC1-020.640.151480.011660.01830.00045143101173SC1-030.940.136280.009350.019010.0004313081213SC1-041.730.807210.039490.083330.001896012251611SC1-051.160.14150.013630.02080.00052134121333SC1-061.050.121970.009290.020530.0004711781313SC1-070.850.148480.017660.021360.00063141161364SC1-080.780.120870.011790.019540.00048116111253

續(xù)表1

樣號(hào)U/Th同位素比值U-Pb同位素年齡/Ma207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U測(cè)值1σ測(cè)值1σ測(cè)值1σ測(cè)值1σSC1-091.090.141730.011980.021510.00054135111373SC1-101.160.132080.011320.02030.00051126101303SC1-111.080.146740.016230.019530.00059139141254SC1-121.50.142610.019730.017910.00065135181144SC1-131.020.137920.010.020430.0004713191303SC1-141.643.494330.151870.248910.00572152634143330SC1-150.830.139390.011110.020310.0005132101303SC1-160.930.131070.011470.020240.00049125101293SC1-171.430.120840.009780.020390.0004811691303SC1-181.020.129280.010890.019590.00048123101253SC1-191.440.147210.017660.019470.0006139161244SC1-200.970.158120.010830.020330.0004914991303SC1-211.020.128250.008540.020490.0004612381313SC1-221.140.145070.011780.02070.00048138101323SC1-231.150.165260.013160.020470.00049155111313SC1-240.830.130050.014690.020510.00053124131313

圖3 部分鋯石CL照片及206Pb/238U年齡

圖4 孫沖巖體LA-ICP-MSU-Pb年齡諧和圖

4 討論

4.1 成巖時(shí)代

前人在北淮陽地區(qū)已經(jīng)開展了大量的侵入巖年代學(xué)研究工作，獲得了一系列的侵入巖同位素年齡。區(qū)內(nèi)中生代巖漿活動(dòng)可以分為侏羅紀(jì)(150～165 Ma)、早白堊世早期階段(125～145 Ma)和早白堊世晚期階段(100～120 Ma)三個(gè)時(shí)期。其中125～145 Ma是區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)最為集中的時(shí)期(圖5)，發(fā)育有一系列的侵入巖，如鑼鼓山巖體(126.1±1.1 Ma)、張沖巖體(128.6±2.5 Ma)、九王寨巖體(135.3±2.6 Ma)、板橋巖體(129.0±1.9 Ma)、山七巖體(128.2±3.3 Ma)、西湯池巖體(125.5±1.6 Ma)、徐家灣巖體(125.1～129.6 Ma)等。孫沖巖體的鋯石U-Pb年齡為129.0±1.6 Ma，與第二階段的巖漿巖形成年齡基本一致，屬于同一期巖漿作用的產(chǎn)物，形成于早白堊世早期階段。

圖5 北淮陽地區(qū)中生代巖漿巖年齡直方圖

4.2 構(gòu)造背景

北淮陽地區(qū)是加里東期華北陸塊與大別微陸塊對(duì)接碰撞、中生代板內(nèi)強(qiáng)烈活動(dòng)的構(gòu)造-巖漿帶。GilderandCourtillot通過古地磁研究認(rèn)為華北板塊與揚(yáng)子板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)停止的時(shí)間大約為159 Ma。晚侏羅世以來，區(qū)內(nèi)構(gòu)造體制由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換。Liuetal.通過對(duì)大別山地區(qū)中生代盆地的分析認(rèn)為伸展作用可能始于晚侏羅世-早白堊世。馬昌前等通過巖漿作用研究進(jìn)一步指出中生代構(gòu)造格局轉(zhuǎn)變的時(shí)間大約在135 Ma，伸展作用可能始于早白堊世。區(qū)內(nèi)早白堊世早期高Sr/Y比值的侵入巖和晚期大量的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖和堿性巖也表明區(qū)內(nèi)擠壓向伸展轉(zhuǎn)換可能始于135 Ma，軟流圈地幔物質(zhì)上涌引起了巖石圈的伸展減薄，并在125～115 Ma進(jìn)入了全面伸展的時(shí)期。

孫沖巖體的成巖時(shí)代為129.0±1.6 Ma，形成于早白堊世。巖石高鉀高鋁，輕重稀土分餾明顯，具輕微負(fù)銪異常，與區(qū)內(nèi)同一時(shí)期的花崗巖地球化學(xué)特征相似，屬于造山晚期的后碰撞花崗巖，形成于伸展的構(gòu)造環(huán)境中。

5 結(jié)論

孫沖石英閃長(zhǎng)巖體中鋯石的206Pb/238U年齡為129.0±1.6 Ma，屬于早白堊世。巖體具有高鉀特征，為造山晚期的后碰撞花崗巖，形成于伸展的構(gòu)造環(huán)境中。