唐燕文,謝玉玲,李應(yīng)栩,邱立明,張欣欣,韓宇達(dá),姜妍岑
1) 北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院, 北京, 100083; 2) 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴陽, 550002; 3) 中國地質(zhì)調(diào)查局成都調(diào)查中心, 成都, 610082
內(nèi)容提要:安吉港口多金屬礦床在成因上與塢山關(guān)雜巖體密切相關(guān),該雜巖體包括黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖、花崗閃長巖和細(xì)?;◢弾r。本文采用巖相學(xué)、CL和LA-ICP-MS等方法對前三套巖石單元中的鋯石進(jìn)行了成因礦物學(xué)、微區(qū)微量元素和U-Pb年代學(xué)特征等相關(guān)研究。年代學(xué)結(jié)果顯示,雜巖體大致形成于晚侏羅世—早白堊世,按前述排列順序,三巖石單元成巖年齡分別為141.0±1.4Ma (n=13,MSWD=1.3),138.1±1.0Ma (n=14,MSWD=0.92) 和137.0±1.8Ma (n=13,MSWD=1.9)。研究過程中發(fā)現(xiàn)的年齡為518±9Ma 和624±9Ma的繼承鋯石,暗示雜巖體成巖過程中有晉寧晚期和加里東早期古老地殼物質(zhì)的熔融或同化混染。鋯石Ti溫度記顯示,雜巖體中黑云母二長花崗巖、花崗閃長巖鋯石結(jié)晶溫度基本一致,均值分別為657℃和653℃,鉀長花崗巖鋯石結(jié)晶溫度略高,均值為698℃。區(qū)域構(gòu)造環(huán)境、巖體被動侵位、構(gòu)造張性和張剪性特征表明,礦區(qū)在約141~137Ma前后已處于拉張—伸展構(gòu)造背景之下,雜巖體及其相關(guān)成礦作用受該環(huán)境控制。本次研究及野外調(diào)研結(jié)果表明,雜巖體與礦區(qū)多金屬礦床具有密切的時空關(guān)系。浙江淳安銅山錫礦、安吉多金屬礦床成巖成礦數(shù)據(jù)表明,欽—杭成礦帶東段在晚侏羅世—白堊世約148~134Ma還存在一期成巖成礦作用。
安吉港口鉛鋅多金屬礦床位于欽(州)―杭(州)成礦帶東段。欽―杭結(jié)合帶為揚(yáng)子與華夏古板塊的結(jié)合帶,南西起欽州灣、北東至杭州灣,長約2000km,寬100~150km,總體呈反S狀弧形展布(楊明桂等,1997)。欽―杭成礦帶(QHMB)即沿該結(jié)合帶發(fā)育,為中國東部典型成礦帶之一。楊明桂等(1997,2009)以萍鄉(xiāng)為界劃分欽―杭成礦帶東、西兩段,東段以瀏陽―景德鎮(zhèn)―湖州斷裂為北界,以紹興―萍鄉(xiāng)斷裂為南界,貫穿江西北部、安徽南部、浙江西北部(圖1a)。在欽―杭成礦帶的西段發(fā)現(xiàn)有張公嶺,龍頭山等鉛鋅、銅金礦床以及水口山、康家灣、香花嶺、黃沙坪、寶山、新田嶺等大型或超大型鎢銅鉛鋅錫礦床;成礦帶東段有德興銅廠、銀山等著名礦集區(qū)(圖1a),德興礦集區(qū)一直是研究的重點(diǎn)。近年來東段找礦工作取得極大突破,相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)十個大型礦點(diǎn),如江西有修水香爐山鎢礦、武寧大沽塘鎢礦、永平銅鉛鋅礦、東鄉(xiāng)楓林鎢銅礦和德安張十八鉛鋅礦等,皖南有寧國竹溪嶺大型鎢鉬礦、東源大型鎢鉬礦、績溪逍遙、際下、巧川中型鎢礦等,然而浙西找礦工作卻遲遲未取得突破。2010年度安吉礦區(qū)找礦工作的新進(jìn)展,填補(bǔ)了欽―杭成礦帶浙西段找礦工作的空白。
圖 1 欽―杭成礦帶東段簡圖(a)(據(jù)楊明桂等,1997)及安吉礦區(qū)地質(zhì)圖(b)(據(jù)王愛國等?修繪)Fig.1 The map of eastern section of the Qinzhou-Hangzhou metallogenic belt (a) (after Yang Minggui et al., 1997) and geological map of Anji mining area (b) (modified from Wang Aiguo et al.? )Q—第四系;O1y—下奧陶統(tǒng)印渚埠組;∈3x -上寒武統(tǒng)西陽山組;∈3h—上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組;∈2y—中寒武統(tǒng)楊柳崗組;∈1d—下寒武統(tǒng)大陳嶺組;∈1h—下寒武統(tǒng)荷塘組;燕山晚期黑云母二長花崗巖;燕山晚期鉀長花崗巖;燕山晚期花崗閃長巖;燕山晚期(早白堊世)細(xì)粒花崗巖;燕山晚期花崗斑巖;γπ—環(huán)斑花崗巖脈;βμ—輝綠巖脈;ληπ—石英二長斑巖;λξπ—石英正長斑巖Q—Quaternary; O1y - Lower Ordovician Yinzhubu Fm.; ∈3x-Upper Cambrian Xiyangshan Fm.; ∈3h-Upper Cambrian Huayansi Fm.; ∈2y-Middle Cambrian Yanliugang Fm.; ∈1d-Lower Cambrian Dachenling Fm.; ∈1h -Lower Cambrian Hetang Fm.; Yanshanian biotite monzonitic granite; Yanshanian moyite; Yanshanian granodiorite; Yanshanian fine-grained granite; Yanshanian porphyry granite; γπ—rapakivi granite; βμ-diabase; ληπ-quartz monzonitic granite; λξπ-quartz syenite
安吉礦區(qū)位于浙江省安吉縣港口鄉(xiāng),礦區(qū)發(fā)育矽卡巖型鐵銅鋅、碳酸鹽巖交代型鉛鋅銅、熱液充填型鉛鋅和斑巖型銅鉬等多種礦化,2010年間南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進(jìn)行的普查工作提交資源量(333+3341)為鉛+鋅19.23萬噸、銀265噸、銅1.4萬噸,其中,礦區(qū)鉛+鋅平均品位為3.35%,共―伴生銀平均品位52.7g/t?。礦區(qū)植被、第四系覆蓋嚴(yán)重,風(fēng)化、蝕變較強(qiáng),野外露頭可見性較差。前人針對雜巖體僅有少量研究,如潘志龍(1992)對該雜巖體的相帶以及花崗閃長巖和黑云母花崗巖的主量元素作過簡要分析,并認(rèn)為該雜巖體與其周邊的鉛、硼、錫礦化關(guān)系密切。筆者等在研究區(qū)歷經(jīng)一年的階段性普查之后,后來又經(jīng)多次地質(zhì)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)礦區(qū)鉛鋅銀、銅、鉬礦化與塢山關(guān)雜巖體關(guān)系密切,鉛鋅多金屬礦體主要發(fā)育在雜巖體與寒武系碳酸鹽巖地層接觸帶上。本文通過對雜巖體LA-ICP-MS鋯石微區(qū)U-Pb年齡及微量元素進(jìn)行研究,以期對研究區(qū)主要的巖漿、成礦事件進(jìn)行約束,結(jié)合東部成巖成礦作用時代信息,嘗試對欽―杭成礦帶東段典型礦床成巖成礦時代特征進(jìn)行歸納。
圖 2 塢山關(guān)雜巖體手標(biāo)本及巖石薄片顯微照片(正交偏光)Fig.2 The specimen photographs and microphotos (orthogonal polarization) of the first three units of Wushanguan complex body(a)黑云母二長花崗巖;(b)花崗閃長巖;(c)鉀長花崗巖(a) biotite-monzonitic granite; (b) moyite; (c) granodiorite
安吉港口鉛鋅多金屬礦床位于天目山、莫干山火山盆地之間,按楊明桂等(1997,2009)、賀菊瑞(2008)劃分方案,其大地構(gòu)造位置處于連接揚(yáng)子板塊和華夏板塊的欽(州)杭(州)結(jié)合帶的東北邊緣(圖1a)。除第四系外,礦區(qū)內(nèi)出露的地層包括寒武系和奧陶系(圖1b),在區(qū)域上為整合接觸,礦區(qū)內(nèi)總體呈北西走向。奧陶系在礦區(qū)僅出露印渚埠組(O1y),為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖;寒武系出露的地層由老到新分別為荷塘組、大陳嶺組、楊柳崗組、華嚴(yán)寺組和西陽山組。荷塘組(∈1h)為炭質(zhì)、泥質(zhì)、硅質(zhì)頁巖;大陳嶺組(∈1d)為灰?guī)r;楊柳崗組(∈2y),以泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主,其次為硅質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁巖;華嚴(yán)寺組(∈3h)為灰?guī)r、泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r;西陽山組(∈3x)為白云質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r。
礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,包括礦區(qū)中部敘石塢―俞家塢近EW向斷裂帶,礦區(qū)東部前山―俞家塢NW向斷裂帶和礦區(qū)東南部塢山關(guān)NE向斷裂帶,敘石塢―俞家塢EW斷裂在前山地區(qū)匯入北西向斷裂。礦區(qū)NW、NE斷裂帶分別為孝豐―三門灣大斷裂和湖州―學(xué)川大斷裂組成部分(浙江省區(qū)域地質(zhì)志,1985)。其中北東向斷裂充填年齡為137.3±1.6Ma的石英二長斑巖脈(唐燕文等,2012a),北西向斷裂主斷裂充填梳狀石英脈以及螢石脈,并顯示右行張剪特性,東西向斷裂在觀音堂、五廟橋西部一帶基本與鐵銅鋅礦化帶重合。
礦區(qū)巖漿活動強(qiáng)烈,呈多期次脈動式發(fā)育,其中以塢山關(guān)雜巖體規(guī)模最大,根據(jù)巖礦相鑒定(圖2)以及巖石化學(xué)分析結(jié)果(唐燕文等,2012b),將雜巖體初步分為花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖和細(xì)?;◢弾r四種巖石單元。黑云母二長花崗巖,淺色礦物主要為鉀長石、斜長石、石英,暗色礦物以黑云母為主,含少量自形―半自形鉀長石斑晶?;◢忛W長巖,淺色礦物主要為斜長石、鉀長石、石英,暗色礦物包括黑云母和角閃石,角閃石略多,且以菱形晶及雙晶為特征。鉀長花崗巖,等粒結(jié)構(gòu),淺色礦物以鉀長石、斜長石和石英為主,暗色礦物以黑云母為主。黑云母二長花崗巖分布于礦區(qū)中部,包括五廟橋巖體、相公塢巖體以及銀山頂巖體局部,出露面積約2km2?;鉀長花崗巖分布于礦區(qū)東部和南部,包括湯夫嶺巖體和樹景塢巖體,總面積約2.3 km2?;花崗閃長巖包括銀山頂巖體局部、敘石塢巖體、五云里巖體局部、五廟橋巖體西部和北部,出露面積約2km2?。雜巖體中僅發(fā)現(xiàn)鉀長花崗巖與黑云母二長花崗巖之間為斷層或巖脈接觸,其它巖石單元之間未發(fā)現(xiàn)明顯接觸或侵位關(guān)系。此外,俞家塢東北部,有花崗斑巖小巖株出露,在雜巖體和地層中還發(fā)育有輝綠巖、霏細(xì)巖、石英二長斑巖、輝綠巖和環(huán)斑花崗巖等巖脈。而雜巖體中另一巖石單元——細(xì)?;◢弾r,為近來踏勘所發(fā)現(xiàn),其明顯侵入黑云母二長花崗巖之中,其成巖年齡約為134Ma(謝玉玲等,2012),其巖相學(xué)、巖石化學(xué)、年代學(xué)因有專門報(bào)道,該處不再贅述。
圖 3 安吉礦區(qū)塢山關(guān)雜巖體鋯石微區(qū)陰極發(fā)光照片、測點(diǎn)位置及對應(yīng)206Pb/238U年齡Fig.3 Cathodoluminescence photomicrographs, measured points and 206Pb/238U age data of zircons of Wushanguan complex body in Anji mining area(a)黑云母二長花崗巖;(b)鉀長花崗巖;(c)花崗閃長巖(a) biotite-monzonitic granite; (b) moyite; (c) granodiorite
巖石樣品采自雜巖體三種不同巖石單元,采樣地點(diǎn)如圖1b所示,包括觀音堂巖體、俞家塢村口相公塢巖體和礦區(qū)南部樹景塢巖體,樣品新鮮無蝕變。
鋯石單礦物挑選在河北廊坊區(qū)調(diào)研究所實(shí)驗(yàn)室利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)分選完成,之后,用雙目鏡挑選大顆粒、晶形完好的鋯石,參照Yuan Honglin等(2003,2004,2008)的方法進(jìn)行制靶。制靶完成后,采用陰極發(fā)光對鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,作為對所測微區(qū)原位年齡作出合理解釋的依據(jù)(Vavra et al.,1996,1999;Wu Yuanbao et al.,2002,2003;Wu Yuanbao and Zheng Yongfeng,2004;裴先治等,2007)。陰極發(fā)光觀察和照相工作在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所掃描電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室完成。陰極發(fā)光照片及測點(diǎn)位置見圖3,年齡諧和圖見圖4。鋯石的微區(qū)原位U-Th-Pb同位素測定在西北大學(xué)大陸動力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)上完成。測試時室溫為20℃,相對濕度30%,儀器型號及參數(shù)見Yuan Honglin等(2008)。測試采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣,激光束斑直徑為30mm,剝蝕深度為20~40 mm。采用GJ-1為標(biāo)準(zhǔn)鋯石校正同位素分餾,每5~10個樣品測點(diǎn)分析前后各測一次。測點(diǎn)元素含量分析以Si作為內(nèi)標(biāo)元素,以美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610為標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì),每10個測點(diǎn)分析前后各測一次。ICP-MS數(shù)據(jù)處理計(jì)算采用GLITTER (Version4.0,Maequarie University)軟件進(jìn)行,普通Pb校正采用Anderson(2002)提出的方法進(jìn)行,年齡計(jì)算及作圖采用Isoplot(Ver 3.70)(Ludwing,2008)完成。
圖 4 浙江安吉礦區(qū)塢山關(guān)雜巖體鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 4 Concordia diagrams of zircons LA-ICP-MS U-Pb dating from Wushanguan complex body in Anji mining area, Zhejiang province(a)黑云母二長花崗巖(GK06);(b)鉀長花崗巖(GK26); (c)花崗閃長巖(GK18)(a) biotite-monzonitic granite (GK06); (b) moyite (GK26); (c) granodiorite (GK18)
表 2 浙江安吉多金屬礦區(qū)塢山關(guān)雜巖體鋯石微區(qū)微量元素分析結(jié)果Table 2 Trace elements of zircons from Wushanguan complex body in Anji mining area of Zhejiang province
注:U—Th—Pb同位素測定與微量元素測定的斑點(diǎn)位置相同。
測點(diǎn)盡量選擇在沒有包裹體的部位,獲得的鋯石微區(qū)原位Th/U值以及對應(yīng)的普通鉛校正之后的206Pb/238U、207Pb/235U、207Pb/206Pb比值和年齡如表1所示,測點(diǎn)位置和對應(yīng)的微區(qū)206Pb/238U年齡如圖3所示,對應(yīng)的稀土微量元素如表2所示。
鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像顯示,所測鋯石多數(shù)為柱狀、短柱狀,自形晶,多見較完整的晶棱或晶錐,晶面整潔光滑,鋯石短軸半徑多在80~100μm左右,長短軸比為2∶1~3∶1,個別可達(dá)4∶1。三大巖石單元中,多數(shù)鋯石顯示較清晰的巖漿韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu),LA-ICP-MS測試主要針對鋯石邊部環(huán)帶進(jìn)行,由于鋯石對U-Th-Pb同位素系統(tǒng)的封閉溫度很高(Cherniak and Watson,2000,2003),因此,繼承鋯石核還能反映巖漿巖的源區(qū)信息(Vavra et al.,1996;Cherniak et al.,1997;Hu Jian et al.,2010),本次研究還對部分鋯石核部進(jìn)行了分析。
黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖和花崗閃長巖鋯石Th/U比值主要分布范圍為0.55~1.02、0.11~2.10和0.38~0.81;但黑云母二長花崗巖中GK06-1和GK06-2為0.02,GK06-3為0.07;鉀長花崗巖中也有5個樣品的Th/U值為0.01~0.02;花崗閃長巖有4個樣品Th/U為0.01。測點(diǎn)的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式如圖5所示,除GK26-15外,均顯示重稀土富集的左傾模式,并且Ce顯示正異常、Eu負(fù)異常,與未受蝕變影響的巖漿鋯石類似(Hoskin and Ireland,2000;Hoskin and Schaltegger,2003)。GK26-15與其余測點(diǎn)顯著不同,其ΣREE明顯偏高(表3),不具有Ce異常,但Eu異常強(qiáng)烈(圖5),La含量更是其他測點(diǎn)的50~1000倍。
3.1.1 鋯石微區(qū)陰極發(fā)光特征
巖漿鋯石最典型的特征為其發(fā)育較好的震蕩環(huán)帶(又稱生長環(huán)帶)和扇形環(huán)帶(Corfu et al.,2003,Hoskin and Schaltegger,2003),而變質(zhì)鋯石陰極發(fā)光較弱,核部無環(huán)帶或弱分帶,(Wu and Zheng,2004)。這是巖漿鋯石和變質(zhì)鋯石最關(guān)鍵的區(qū)別之一。
按照鋯石韻律環(huán)帶及核部特征,本次研究的鋯石大致分為三類:具明顯韻律環(huán)帶且無核或細(xì)核鋯石、具明顯韻律環(huán)帶粗核鋯石以及具弱環(huán)帶、無環(huán)帶鋯石。陰極發(fā)光條件下,第一類鋯石具明顯韻律環(huán)帶、且環(huán)帶較寬,核部“中空”或見細(xì)小核,小核明亮度與環(huán)帶一致,顯示典型巖漿鋯石特征,本次研究以該類鋯石為主;第二類鋯石邊部也具有明顯韻律環(huán)帶,但核部較寬,且明亮程度與環(huán)帶明顯有差異,包括GK06-15、GK06-01、GK06-14、GK06-1、GK06-04、GK18-20鋯石。第三類鋯石陰極發(fā)光較暗,環(huán)帶存在但不特別明顯,可能為熱液鋯石或受后期熱液事件影響,包括GK26-16、GK26-15鋯石。 本次測試對象為第一、二類鋯石延長端韻律環(huán)帶、扇形環(huán)帶區(qū)域、核部及第三類鋯石邊部。
圖5 浙江安吉礦區(qū)雜巖體鋯石微區(qū)稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton,1984)Fig. 5 Chondrite-normalized REE patterns for zircon samples from Wushanguan complex body in Anji mining area, Zhejiang (Chondrite values are from Boynton, 1984)(a)黑云母二長花崗巖(GK06);(b)鉀長花崗巖(GK26); (c)花崗閃長巖(GK18)(a) biotite-monzonitic granite (GK06); (b) moyite (GK26); (c) granodiorite (GK18)
3.1.2鋯石微區(qū)稀土微量特征
巖漿鋯石Th/U比值一般大于0.1,而變質(zhì)鋯石小于0.1(Belousova et al.,2002),且多在0.01左右(Rubatto et al.,2002,Hoskin and Schaltegger,2003)。未蝕變的巖漿鋯石REE+Y含量一般小于1%,稀土分布曲線呈左傾式重稀土富集型,Ce常呈正異常、Eu負(fù)異常(Hoskin and Schaltegger,2003)。
表3 浙江安吉礦區(qū)塢山關(guān)雜巖體鋯石微區(qū)稀土元素相關(guān)參數(shù)及鋯石結(jié)晶溫度計(jì)算結(jié)果Table 3 Crystallization temperature of zircons and some parameters of trace elements of zircons from Wushanguan complex body in Anji mining area of Zhejiang province
注:表中所列溫度為鋯石中Ti含量與其結(jié)晶溫度的擬合方程 lg[w(Ti)/10-6]=6.01±0.03-(5080±30)/T計(jì)算。式中,w(Ti)為鋯石中Ti的含量,T為絕對溫度,單位為K。
本次研究的鋯石測點(diǎn)在Grimes等(2007)總結(jié)出的U/Yb-Y圖解上投影在陸殼區(qū)(圖6),顯示其均結(jié)晶于陸殼環(huán)境,且沒有因測點(diǎn)位置和微區(qū)U-Pb年齡不同而存在顯著差異。這與CL等研究結(jié)果一致,表明本次研究的鋯石,尤其繼承鋯石無洋殼等其他來源。
綜上所述,本次研究中,第一、二類巖漿鋯石邊部環(huán)帶區(qū)域的測點(diǎn)均反映巖漿鋯石成巖年齡,GK26-16、GK26-15測點(diǎn)可能反映的是受同期巖漿—熱液事件不同程度影響后的巖漿鋯石年齡。
Watson等(2005,2006)和通過實(shí)驗(yàn)給出了鋯石中Ti含量與其結(jié)晶溫度的擬合方程:lg[w(Ti)/10-6]=6.01±0.03-(5080±30)/T;
式中,w(Ti)為鋯石中Ti的含量,T為絕對溫度,單位為K。
圖 6 (a)TTiz—鋯石U-Pb年齡變異圖;(b)陸殼—洋殼鋯石U/Yb-Y微量元素圖解 (底圖據(jù)Grimes et al.,2007)Fig.6 (a) TTiZ vs U-Pb age diagrams of zircons; (b) Discriminant diagrams with continental and ocean crust zircon by U/Yb -Y (after Grimes et al.,2007)
本文研究的雜巖體巖漿鋯石屬于適用范圍。據(jù)該方程計(jì)算的鋯石結(jié)晶溫度如表3所示,黑云母二長花崗巖鋯石結(jié)晶溫度范圍628~747℃,平均657℃,另外具繼承鋯石特征的GK06-04鋯石結(jié)晶溫度為967℃;鉀長花崗巖鋯石結(jié)晶溫度范圍618~765℃,平均698℃;花崗閃長巖鋯石結(jié)晶溫度范圍625~715℃,平均653℃。鋯石結(jié)晶TTiz溫度與U-Pb年齡聯(lián)合圖解顯示,花崗閃長巖的鋯石開始結(jié)晶的溫度較高,之后隨年齡變新而降低,顯示巖漿作用正常冷卻降溫趨勢,結(jié)晶過程中沒有深部高溫物質(zhì)的再度加入。而黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖總體均呈現(xiàn)上升趨勢,且后者溫度總體要比前者高,可能說明兩巖漿體系結(jié)晶過程中有深部高溫物質(zhì)再度上涌,根據(jù)TTiz—鋯石U-Pb年齡變異圖中三巖體重疊情況來看,這次深部物質(zhì)上涌事件可能與花崗閃長巖的形成有關(guān)。
3.1.3 鋯石U-Pb定年地質(zhì)意義
黑云母二長花崗巖中,除GK06-3、GK06-04兩測點(diǎn)年齡明顯偏老之外,其余13個分析點(diǎn)206Pb/238U年齡為144~138Ma(表1),加權(quán)平均值為141.0±1.4Ma (n=13,MSWD=1.3)(圖4a);鉀長花崗巖中,14個分析點(diǎn)206Pb/238U年齡為141~136Ma(表1),加權(quán)平均值為138.1±1.0Ma (n=14,MSWD=0.92)(圖4b);花崗閃長巖中,13個分析點(diǎn)206Pb/238U年齡為141~133Ma(表1),加權(quán)平均值為137.0±1.8Ma (n=13,MSWD=1.9)(圖4c),三巖石單元中鋯石年齡值變化范圍小,在一致曲線圖中,數(shù)據(jù)點(diǎn)成群分布(圖4),鋯石年齡加權(quán)平均值能代表巖石形成年齡,故雜巖體大致形成于晚侏羅―早白堊世約141~137Ma,且黑云母二長花崗巖最老,鉀長花崗巖其次,花崗閃長巖最新,這與野外地質(zhì)現(xiàn)象基本吻合。
一般認(rèn)為,古老地殼熔融或地殼混染形成的花崗質(zhì)巖石會有老的繼承鋯石(Tchameni et al,2001;Wang Yuejun et al.,2002),花崗巖體中的繼承鋯石成為研究巖漿源區(qū)的指示劑(Sue et al.,1999)。繼承鋯石中,黑云母二長花崗巖GK06-3鋯石核測點(diǎn)的206Pb/238U年齡為518±9Ma,GK06-04鋯石邊部測點(diǎn)206Pb/238U年齡為624±9Ma,這兩個年齡可能反映的是晉寧晚期和加里東期早期巖漿―熱液活動的相關(guān)記錄,暗示形成雜巖體的過程中有古老地殼物質(zhì)部分熔融或同化混染。
根據(jù)測試結(jié)果以及細(xì)粒花崗巖成巖年齡約為134.5±1.6Ma和133.9±1.3Ma(謝玉玲等,2012),雜巖體成巖年齡為133.9±1.3~141.0±1.4Ma,大致處于晚侏羅世―早白堊世階段,而礦區(qū)輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡介于137.8±1.9~139.1±2.0Ma之間,加權(quán)平均年齡為138.58±0.72Ma(1σ誤差,MSWD=0.25)(待刊資料),說明礦區(qū)成巖成礦年齡在誤差范圍內(nèi)一致??紤]到研究區(qū)內(nèi)礦化體發(fā)育于雜巖體周邊接觸帶及巖體內(nèi),表明區(qū)內(nèi)巖漿作用與成礦作用密切相關(guān)。
中國東部于燕山期100~170Ma左右,出現(xiàn)了一次大規(guī)?;虼蟊l(fā)成礦事件(毛景文等,1999,2000,2004a;華仁民等,1999,2005a,2005b;楊明桂等,2009;毛建仁等,2009),而在欽―杭成礦帶東段中,德興斑巖銅礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡為170Ma(Lu Jianjun et al.,2005),成礦花崗閃長斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為171±3Ma(王強(qiáng)等,2004);江西永平銅礦成礦年齡約160Ma,成礦黑云母花崗巖年齡為160Ma(丁昕等,2005);安徽逍遙鎢、銅多金屬成礦巖體40Ar/39Ar年齡為141Ma(侯明金,2005;唐永成等,2010),浙江淳安銅山錫礦成礦年齡約為143Ma,與成礦巖體年齡為147Ma(朱安慶,2009),結(jié)合安吉礦區(qū)成巖成礦時代數(shù)據(jù),表明除德興為代表的一次成礦作用外,欽―杭成礦帶東段在晚侏羅世―白堊世約148~135Ma之間還存在一期成巖成礦作用,鑒于長江中下游成礦帶大規(guī)模成巖成礦作用時代為146~133Ma(Sun Weidong et al,2003;梅燕雄等,2005;蒙義峰等,2004;曾普勝等,2004;毛景文等,2004b;李進(jìn)文等,2007),說明這兩個成礦帶在時間上是疊合的。近來,毛景文等(2011)通過統(tǒng)計(jì)大量成巖成礦時代數(shù)據(jù),認(rèn)為除中侏羅世成巖成礦作用之外,欽―杭成礦帶還存在晚侏羅世與花崗巖有關(guān)的成礦作用,并且從該礦帶中部往西部逐漸變新,即從175Ma到155Ma。事實(shí)上,從成礦帶中部德興地區(qū)往東部浙西―皖南一帶成巖成礦時代也逐漸變新,大致從170Ma到134Ma,并且晚侏羅世―早白堊世階段的成巖成礦作用不局限于欽―杭成礦帶及長江中下游成礦帶,明顯擴(kuò)展至交匯部位及其附近,代表性礦點(diǎn)有江西城門山斑巖型銅礦和安徽東源斑巖型鎢鉬礦,前者輝鉬礦Re-Os同位素年齡約140Ma,也代表成礦巖體年齡(吳良士等,1997),后者成礦花崗閃長斑巖SHRIMP U-Pb和輝鉬礦Re-Os同位素年齡一致,約146Ma(周翔等,2011)。這些認(rèn)識及浙西找礦工作的突破為中國東部找礦工作提供了新的找礦思路。
安吉礦區(qū)雜巖體主要呈不規(guī)則狀分布(圖1b),巖體未發(fā)現(xiàn)擠壓變形特征,巖漿面理和變形面理不發(fā)育,巖體與圍巖呈不規(guī)則的多邊形或枝杈狀接觸,五廟橋、俞家塢一帶巖體以彎曲巖枝貫入圍巖現(xiàn)象特別明顯,礦區(qū)多處鉆孔發(fā)現(xiàn)黑云母二長花崗巖、花崗閃長巖大致順層或沿?cái)嗔亚秩雵鷰r,而接觸帶處圍巖未發(fā)生變形,并保留原有構(gòu)造。這些特征顯示礦區(qū)巖漿被動侵入特征。結(jié)合研究區(qū)在白堊紀(jì)早期活躍的北西向斷裂顯示的張性和張剪特性,說明研究區(qū)大致在141~137Ma期間已處于拉張―伸展構(gòu)造背景之下。
(1)塢山關(guān)雜巖體形成于晚侏羅世―早白堊世,其組成單元黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖和花崗閃長巖成巖年齡分別為141.0±1.4Ma (n=13,MSWD=1.3)、138.1±1.0Ma (n=14,MSWD=0.92)和137.0±1.8Ma (n=13,MSWD=1.9)。
(2)雜巖體中發(fā)現(xiàn)的繼承鋯石U-Pb年齡為518±9Ma 和624±9Ma,暗示雜巖體成巖過程中有晉寧晚期和加里東早期古老地殼物質(zhì)部分熔融或同化混染。
(3)鋯石結(jié)晶TTiz溫度記顯示,黑云母二長花崗巖鋯石結(jié)晶溫度范圍628~747℃,平均657℃,鉀長花崗巖鋯石結(jié)晶溫度范圍618~764℃,平均698℃,花崗閃長巖鋯石結(jié)晶溫度范圍625~715℃,平均653℃。鋯石結(jié)晶TTiz溫度與U-Pb年齡聯(lián)合圖解顯示,黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖結(jié)晶過程中TTiz溫度升高可能與花崗閃長巖成巖事件所代表深部高溫物質(zhì)再度上涌有關(guān),而花崗閃長巖鋯石結(jié)晶在第一次降溫之后一直變化不大,表明巖漿結(jié)晶環(huán)境及過程相對穩(wěn)定。
(4)結(jié)合區(qū)域大地構(gòu)造背景研究成果以及雜巖體被動侵位、斷裂構(gòu)造張性和張剪性特征,說明礦區(qū)在141~137Ma前后已處于拉張―伸展構(gòu)造背景之下,雜巖體及其相關(guān)的成礦作用受該背景控制。
(5)江西德興斑巖銅礦床、江西永平銅礦、浙江淳安銅山錫礦以及浙江安吉多金屬礦床成巖成礦數(shù)據(jù)表明,除燕山早期約170~160Ma成巖成礦作用之外,欽―杭成礦帶東段在晚侏羅世―早白堊世約148~134Ma期間還存在一期成巖成礦作用,并且這期成巖成礦作用與長江中下游成礦帶大規(guī)模成巖成礦作用時代(146~133Ma)大致吻合。欽―杭成礦帶從中部德興地區(qū)往東部浙西―皖南一帶成巖成礦時代也逐漸變新,大致從170Ma到134Ma,晚侏羅世―早白堊世階段的成巖成礦作用不局限于兩礦帶內(nèi)部,明顯擴(kuò)展至兩礦帶交匯部位及附近。
致謝:巖石地球化學(xué)樣采集過程中得到2010年港口普查項(xiàng)目組王愛國高工、賀菊瑞研究員、李斌工程師等人的熱心幫助,2011~2012年間調(diào)研過程中得到銅陵金九集團(tuán)公司徐延軍先生以及浙江第一地質(zhì)大隊(duì)朱紹富和張志其工程師的幫助,在此表示感謝!樣品處理測試過程中,得到郭翔碩士、周俊杰碩士、韓宇達(dá)碩士、西北大學(xué)柳小明高工和弓化棟老師、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所閆欣女士和張泉敏博士等人的幫助,審稿專家和章雨旭編輯對本文的完善提出了很好的建議,在此一并致謝!
注釋/Note
? 王愛國, 賀菊瑞, 唐燕文, 等. 2010. 浙江省安吉縣港口地區(qū)金多金屬礦地質(zhì)報(bào)告. 南京:南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所, 1~100(內(nèi)部資料).