任志 周濤發(fā) 袁峰 張達(dá)玉 范裕 范羽

合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，合肥 230009

近年來，隨著大別造山帶沙坪溝、湯家坪、千鵝沖等多個(gè)大型-超大型鉬礦床的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，大別造山帶鉬金屬成礦潛力引起了地學(xué)界的廣泛關(guān)注(楊澤強(qiáng)，2007a；李靖輝，2008；王運(yùn)等，2009；羅正傳等，2010；魏慶國等，2010；楊永飛等，2011；楊梅珍等，2011；李俊平等，2011；李毅等，2013)。其中，安徽省地礦局313地質(zhì)隊(duì)于2010年發(fā)現(xiàn)的沙坪溝鉬礦床，鉬金屬儲(chǔ)量超過2.30Mt，僅次于美國Climax鉬礦床，為世界第二大鉬礦床。前人對沙坪溝鉬礦床的地質(zhì)特征(張懷東等，2010a，b，2012；徐剛等，2012)、巖漿巖成巖年代(徐曉春等，2009；Xuetal., 2011；黃凡等，2011；張紅等，2011；陳紅瑾等，2013；孟祥金等，2012)、巖石地球化學(xué)(王波華等，2007；陳紅瑾等，2013；徐剛等，2012)、成礦時(shí)代(黃凡等，2011；張紅等，2011；孟祥金等，2012)和成礦流體特征(于文等，2012)等開展了研究。已有對沙坪溝鉬礦區(qū)巖漿巖的研究常集中于單一類型的巖漿巖，制約了對沙坪溝超大型鉬礦床成因的深入認(rèn)識。鑒于此，本文對沙坪溝鉬礦區(qū)四類中酸性侵入巖開展了精確的鋯石LA-ICP MS U-Pb定年，結(jié)合前人研究成果、野外巖體接觸關(guān)系和巖石地球化學(xué)測試的結(jié)果，提出了沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖期次的劃分意見，并探討區(qū)內(nèi)主要侵入巖的巖漿演化過程、巖漿源區(qū)特征及成巖背景，為深入認(rèn)識沙坪溝鉬礦床成巖成礦作用過程提供新的資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大別造山帶是秦嶺造山帶的東延部分，其西經(jīng)南陽盆地與秦嶺造山帶相連，東為郯廬斷裂帶所截，南北分別以襄樊廣濟(jì)斷裂、欒川-明港-固始斷裂為界，呈一東寬西窄的楔形地質(zhì)塊體(圖1)。大別造山帶形成于三疊紀(jì)揚(yáng)子古板塊向華北古板塊的俯沖碰撞作用，經(jīng)歷了與造山作用有關(guān)的多次聚合-拼貼過程，是一個(gè)發(fā)生了復(fù)雜變形變質(zhì)作用的構(gòu)造帶(董樹文等，1993；徐樹桐等，1992，2001；王清晨和從柏林，1998；王清晨和林偉，2002；杜建國，2000)。

大別造山帶出露的地層主要包括：晚太古代-早元古代的大別-桐柏變質(zhì)核雜巖，中元古代的秦嶺群變質(zhì)雜巖，中元古代的龜山巖群，新元古代-早古生代二郎坪群淺變質(zhì)火山-沉積巖系，震旦系-奧陶系的濱海-淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖建造以及泥盆紀(jì)的南灣組。其中，秦嶺群和二郎坪群分布于龜梅斷裂以北(圖1)，局部被下石炭統(tǒng)花園墻組鐵質(zhì)絹云石英片巖、絹云石英片巖及炭質(zhì)石英片巖覆蓋。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，總體構(gòu)造線呈NWW向和NNE向，形成網(wǎng)格狀構(gòu)造。NWW向斷裂由北向南分別為欒川-明港-固始斷裂、朱夏斷裂、龜梅斷裂、桐商斷裂等、曉天-磨子潭斷裂和襄樊-廣濟(jì)斷裂。NNE向斷裂由西到東分別為大悟-澀港斷裂、陡山河斷裂和商麻斷裂(圖1)。大別造山帶巖漿作用強(qiáng)烈，主要發(fā)育燕山期中酸性侵入巖、陸相火山巖；少量基性-超基性巖以及晉寧期中酸性侵入巖。陸相火山巖沿大別造山帶北緣信陽-商城-霍山一帶分布，時(shí)代為晚侏羅世-早白堊世，巖性組合為英安巖-流紋巖。燕山期侵入巖為主要分布于區(qū)域南部的靈山、新縣和商城三大花崗巖基，以及分布于區(qū)域中部桐-商斷裂附近的眾多中酸性小巖體；巖體多為酸性富堿的花崗斑巖、似斑狀花崗巖、石英正長斑巖等(圖1)。

2 沙坪溝鉬礦區(qū)地質(zhì)特征

沙坪溝鉬礦區(qū)位于大別造山帶東部，曉天-磨子潭斷裂與商麻斷裂交匯部位的北東側(cè)(圖1)。礦區(qū)位于商城巖體的南東緣，構(gòu)造活動(dòng)頻繁、巖漿巖廣布，為鉬礦的形成提供了有利條件。區(qū)內(nèi)出露地層主要為元古界盧鎮(zhèn)關(guān)巖群的變火山-沉積巖(圖2)，該巖群被解體為變形變質(zhì)侵入體和變質(zhì)表殼巖兩部分，巖性主要為黑云斜長片麻巖、二長片麻巖、斜長角閃片麻巖和云母片巖等，由于受到燕山期強(qiáng)烈的巖漿作用的影響，呈殘留體和捕虜體產(chǎn)出于沙坪溝鉬礦區(qū)的西部和北部(圖2)。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，區(qū)域性曉天-磨子潭區(qū)域性深大斷裂從該區(qū)南部穿過，并發(fā)育一系列的次級斷裂，次級斷裂多為壓性及壓扭性，按走向分為三組，以NE向張扭性為主，次為NW向壓扭性斷裂和SW向斷裂，NW向斷裂為銀山復(fù)式巖體的主要控巖構(gòu)造(圖2)。燕山晚期，NWW、NE向構(gòu)造活化，在NWW、NE向兩組斷裂交匯部位發(fā)育斑巖體和爆發(fā)角礫巖，在爆發(fā)角礫巖筒頂部和四周發(fā)育一系列NE向張性裂隙系統(tǒng)。

圖1 大別造山帶地質(zhì)與鉬礦床分布簡圖(據(jù)楊澤強(qiáng)，2007a)1-中新生代沉積物(K-E)；2-早白堊世火山巖(K)；3-下石炭統(tǒng)+花園墻組；4-二郎坪群(Pt3-Pz)；5-紅安群含磷變質(zhì)巖系(Pt3)；6-秦嶺群變質(zhì)雜巖(Pt2qn)；7-龜山巖組(Pt2g)、南灣組(Dn)；8-盧鎮(zhèn)關(guān)巖群(Pt1l)、佛子嶺巖群(Pt3f)、肖家廟組(Z-Ox)；9-大別/桐柏變質(zhì)雜巖(Ar3-Pt1)；10-超高壓變質(zhì)榴輝巖；11-燕山期侵入巖；12-晉寧期侵入巖；13-實(shí)測/推測斷裂構(gòu)造；14-鉬礦床位置與名稱Fig.1 Sketch map of geological characteristics and distribution of molybdenum deposits in Dabie orogenic belt (after Yang, 2007a)1-Mesozoic-Cenozoic sediments (K-E); 2-Early Cretaceous volcanic rocks (K); 3-Early Carboniferous Huayuanqiang Formation; 4-Erlangping Group (Pt3-Pz); 5-Hong’an Group phosphatic metamorphic rock series (Pt3); 6-Qinling Group metamorphic complex (Pt2qn); 7-Guishan Formation (Pt2g), Nanwan Formation (Dn); 8-Luzhenguan Group (Pt1l), Foziling Group (Pt3f), Xiaojiamiao Formation (Z-Ox); 9-Dabie/Tongbai Group metamorphic complex (Ar3-Pt1); 10-Ultrahigh pressure metamorphic eclogite; 11-Yanshanian intrusions; 12-Jinningian intrusions; 13-Measured/speculated fracture structure; 14-molybdenum deposit location and name

沙坪溝鉬礦區(qū)廣泛分布巖漿巖，侵入巖的巖性從基性巖-酸性巖-偏堿性巖均有分布，主要包括花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖、輝石角閃巖、正長巖等，其中，二長花崗巖出露最廣，為商城花崗巖的南延部分，按其結(jié)構(gòu)和礦物組成又可分為細(xì)粒二長花崗巖、中粒二長花崗巖、似斑狀花崗巖和石英二長巖等，石英二長巖在鉆孔中可見少量，野外接觸關(guān)系以及巖相學(xué)的特征顯示，石英二長巖與二長花崗巖是同一次侵入活動(dòng)產(chǎn)物?；◢忛W長巖主要出露于研究區(qū)北部銅鑼、洪家大山、銀山畈的廣大地區(qū)，并在沙坪溝礦區(qū)內(nèi)局部出露。閃長巖、輝石閃長巖出露于區(qū)內(nèi)西部，正長巖出露于區(qū)域中部沙坪溝、銀山、蓋井等地；花崗巖出露在研究區(qū)南部(圖2)。經(jīng)鉆孔揭露，在銀山復(fù)式巖體下部存在隱伏的花崗斑巖體，主要巖性為鉀長花崗斑巖、花崗正長斑巖等。二長花崗巖在區(qū)內(nèi)分布最廣，花崗閃長巖呈巖株?duì)钋秩胗诙L花崗巖中，在研究區(qū)北部出露，正長巖呈巖株?duì)钋秩攵L花崗巖中，在研究區(qū)中部銀山-蓋井地區(qū)出露，鉀長花崗斑巖呈小巖株?duì)钋秩攵L花崗巖和正長巖中。

3 樣品與分析方法

3.1 樣品采集與樣品特征

在對沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖進(jìn)行詳細(xì)的野外觀察基礎(chǔ)上，按巖性和地質(zhì)接觸關(guān)系將礦區(qū)內(nèi)的中酸性侵入巖分為：1)鉀長花崗斑巖(ZK52-986、ZK52-988、ZK94-671、ZK94-807，分別采自ZK52孔的986m和988m處，ZK94-807孔的671m和807m處)；2)正長巖(SPG-15、SPG-16，采自沙坪溝鉬礦區(qū)銀山復(fù)式巖體露頭)；3)石英二長巖(ZK94-19、ZK94-297，分別采自ZK94孔的19m和297m處)；4)二長花崗巖(SPG-44、SPG-50，分別采自銀沖二長花崗巖露頭與倉房二長花崗巖露頭)；5)花崗閃長巖(SPG-13、HS-1、HS-17，分別采自沙坪溝鉬礦區(qū)花崗閃長巖露頭、洪家大山花崗閃長巖露頭以及銀山畈往金寨的公路邊露頭)，采樣位置如圖2所示。它們的主要特征如下：

鉀長花崗斑巖呈淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶主要是鉀長石，粒徑為1～2mm，基質(zhì)為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，粒徑<0.1mm。礦物成分主要有鉀長石(50%)、斜長石(20%)石英(15%～25%)、及少量的黑云母，副礦物有鋯石及少量金屬硫化物(黃鐵礦、輝鉬礦等)(圖3a, b)。

正長巖呈暗肉紅色，自形-半自形中-細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒徑一般為0.5～2mm。按礦物成分，可分為黑云母正長巖、石英正長巖，礦物成分主要為鉀長石(80%～90%)、石英(5%左右)、黑云母(5%左右)，及少量斜長石等，副礦物有磷灰石、鋯石及少量黃鐵礦，次生礦物主要為綠泥石(圖3c, d)。

圖2 沙坪溝鉬礦區(qū)地質(zhì)及采樣位置圖(據(jù)安徽省313地質(zhì)隊(duì)，2011*安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì). 2011. 安徽省金寨縣沙坪溝外圍地形地質(zhì)圖修改)

1-第四系；2-盧鎮(zhèn)關(guān)巖群；3-隱爆角礫巖；4-角礫正長斑巖；5-二長花崗巖；6-正長巖；7-花崗閃長巖；8-細(xì)?；◢弾r；9-閃長巖；10-輝石角閃巖；11-鉛鋅礦脈；12-地質(zhì)界線；13-斷層；14-采樣位置及樣號；15-鉆孔位置及編號；16-沙坪溝鉬礦床范圍

Fig.2 Map of Shapinggou molybdenum deposit district geological characteristics and sample locations

1-Quaternary; 2-Luzhenguan Group; 3-cryptoexplosive breccia; 4-breccia orthophyre; 5-monzonitic granite; 6-syenite; 7-granodiorite; 8-granite; 9-diorite; 10-pyroxene amphibolite; 11-galena- and sphalerite-bearing vein; 12-geological boundary; 13-fault; 14-sample position and number; 15-drill hole location and number; 16-Shapinggou molybdenum deposit

圖3 沙坪溝鉬礦區(qū)部分中酸性侵入巖樣品手標(biāo)本及顯微特征照片(a、b)-鉀長花崗斑巖，鉀長石斑晶，發(fā)育輝鉬礦脈；(c、d)-正長巖，含黑云母；(e、f)-石英二長巖，斜長石具鉀長石化邊；(g、h)-二長花崗巖，發(fā)生綠泥石、綠簾石化；(i、j)-花崗閃長巖Fig.3 Photographs of selected felsic intrusion samples in Shapinggou molybdenum deposit district (a, b)-K-feldspar granite porphyry, K-feldspar phenocrysts, with molybdenite vein; (c, d)-syenite, with biotite; (e, f)-quartz monzonite; plagioclase has K-feldspars edge; (g, h)-monzonitic granite, with chlorite, epidote; (i, j)-granodiorite

石英二長巖呈淺紅色，灰白色，自形半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒徑一般在0.1～1mm之間，礦物成分主要為斜長石(35%左右)、鉀長石(30%～40%)、石英(10%～15%)，及少量的黑云母等，副礦物有少量的黃鐵礦等(圖3e, f)。

二長花崗巖呈灰白-肉紅色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒徑一般為0.1～2mm。礦物成分主要有鉀長石(35%～45%)、斜長石(25%～35%)、石英(20%～30%左右)，含少量黑云母和金屬礦物(黃鐵礦、磁鐵礦等)，次生礦物有絹云母、黑云母、綠泥石、綠簾石等(圖3g, h)。

花崗閃長巖呈灰-灰綠色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，一般粒徑為0.3～3mm，礦物成分主要有斜長石(35%左右)、石英(20%左右)、鉀長石(20%)、角閃石(10%～15%)及少量黑云母(5%左右)等，副礦物有榍石、磷灰石及少量金屬礦物。次生礦物有綠泥石、絹云母等(圖3i, j)。

在巖相學(xué)特征基礎(chǔ)上，本文選取礦區(qū)內(nèi)鉀長花崗斑巖( ZK94-807)、正長巖(SPG-16)、二長花崗巖(SPG-50)和花崗閃長巖(HS-17)等4個(gè)代表性巖石學(xué)樣品進(jìn)行了鋯石LA-ICPMS U-Pb 定年，同時(shí)，對上述不同巖石類型的13個(gè)樣品進(jìn)行了全巖主微量稀土元素的球化學(xué)分析。

3.2 分析方法

3.2.1 鋯石LA-ICP MS U-Pb定年

鋯石單礦物是在河北廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司采用浮選和電磁選方法完成的，最后在雙目鏡下挑選出晶形完好，透明度和色澤較好的鋯石單礦物粘在載玻片上的雙面膠上，然后用無色透明的環(huán)氧樹脂固定，待環(huán)氧樹脂充分固化后拋光至鋯石單顆粒露出1/3以上。鋯石陰極發(fā)光顯微照相是在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所電子探針室完成的，工作電壓為15kV，電流為4nA。這些陰極發(fā)光照片被用來檢查鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和選擇分析區(qū)域。鋯石LA-ICP MS U-Pb分析在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院LA-ICP MS實(shí)驗(yàn)室完成，測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。采用儀器為Agilent7500a ICP-MS，采用He作為剝蝕物質(zhì)載氣，用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST SRM 610進(jìn)行儀器最佳化。鋯石年齡分析采用的光斑直徑為30μm，并采用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并每隔4～5個(gè)樣品分析點(diǎn)測一次標(biāo)準(zhǔn)，每隔10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行儀器最佳化，確保標(biāo)準(zhǔn)和樣品的儀器條件完全一致。樣品的同位素?cái)?shù)據(jù)處理采用ICPMS Data Cal(V8.6版)軟件進(jìn)行，普通鉛校正采用的Andersen的方法(Andersen, 2002)，年齡計(jì)算及諧和圖的繪制采用Isoplot(2.49版)進(jìn)行(Ludwig, 2003)，實(shí)驗(yàn)過程中誤差為1σ。

3.2.2 全巖主量元素、微量稀土元素分析

樣品的主量元素和微量、稀土元素分析在實(shí)驗(yàn)在澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室(廣州)完成。主量元素分析方法：將樣品(約200目左右)約1g在100℃的烘箱內(nèi)干燥后，再將其放入大于1000℃的高溫爐中灼燒2h測得其燒失量(LOI)。稱0.5g經(jīng)上述灼燒過的樣品和4g Li2B4O7溶劑于塑料瓶中，混勻后加0.4g 1% LiBr及0.5% NH4I助溶劑于XRF專用鉑金坩堝中，倒入該混合樣品1250℃熔融，制成玻璃餅，備XRF測定。微量、稀土元素分析方法：將待分析樣品放入溶樣罐中，加入2mL 8mol HNO3+0.5mL 8mol HF，置于電熱板上(約100℃)加熱足夠時(shí)間溶解樣品；打開溶樣罐在通風(fēng)櫥中蒸干樣品。再次加入2mL 8mol HNO3繼續(xù)加熱，方法同前；最后將用8mol HNO3溶解的樣品溶液加去離子水稀釋至250mL放入潔凈的溶樣瓶中，搖勻后取10mL放入細(xì)小塑料管備LA-ICP MS測試。

表1沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖LA-ICP MS鋯石U-Pb年代學(xué)分析結(jié)果

Table 1 LA-ICP MS zircon U-Pb dating results of the felsic intrusive rocks in Shapinggou molybdenum deposit district

測點(diǎn)號U(×10-6)Th(×10-6)Th/U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U208Pb/232Th206Pb/238U207Pb/235U208Pb/232Th測值1σ測值1σ測值1σ測值1σ年齡(Ma)1σ年齡(Ma)1σ年齡(Ma)1σ鉀長花崗斑巖(ZK94?807)ZK94?807?015625951 060 04860 00260 11600 00610 01750 00050 00570 00021123 11115 51143 3ZK94?807?029649881 030 04820 00170 11420 00460 01720 00050 00550 00021102 91104 21113 1ZK94?807?03124810620 850 04860 00150 11450 00490 01710 00050 00540 00021093 01104 41083 0ZK94?807?0466811411 710 04800 00170 11510 00490 01730 00040 00480 00011102 81114 496 22 6ZK94?807?05104313801 320 04810 00170 11360 00460 01720 00050 00520 00011102 91094 21053 0ZK94?807?067027541 070 04780 00170 11840 00460 01800 00050 00570 00021153 01144 11153 1ZK94?807?078138301 020 04810 00180 11780 00460 01780 00050 00570 00021133 01134 21143 2ZK94?807?0899512561 260 04930 00170 11940 00490 01760 00050 00570 00021133 21154 51163 4ZK94?807?094257921 860 04920 00210 12240 00570 01800 00050 00540 00021153 11175 21083 1ZK94?807?107656660 870 04900 00190 12590 00540 01860 00050 00580 00021193 11204 91173 3ZK94?807?119108500 930 04770 00170 11230 00460 01710 00050 00530 00011092 91084 21073 0ZK94?807?125197121 370 04890 00190 11950 00540 01760 00050 00570 00021133 01154 91153 2ZK94?807?13100011151 110 04730 00170 11420 00490 01750 00050 00540 00021123 01104 51093 1ZK94?807?147977750 970 04930 00180 11680 00510 01710 00040 00530 00011102 81124 61073 0ZK94?807?157597941 050 04950 00170 12030 00450 01770 00050 00540 00021133 01154 11083 0ZK94?807?16117813021 100 04730 00160 10920 00410 01680 00050 00520 00011082 91053 71043 0ZK94?807?1786211651 350 04950 00190 12130 00480 01780 00050 00560 00021143 21164 41133 5ZK94?807?185466221 140 05030 00210 12400 00560 01790 00050 00560 00021143 01195 11133 2ZK94?807?1990313281 470 05020 00170 12920 00480 01860 00050 00540 00021193 31234 31103 1ZK94?807?2057613412 330 04580 00190 11360 00500 01810 00050 00470 00011153 01094 5794 82 5ZK94?807?217979711 220 05220 00210 12780 00570 01770 00050 00600 00021133 21225 21213 7ZK94?807?226413280 510 05180 00260 12350 00700 01710 00050 00600 00021103 01186 41213 8ZK94?807?231211991 640 05310 00400 12280 00890 01710 00050 00560 00021093 11188 11133 6正長巖(SPG?16)SPG?16?012014762 370 05100 00280 12260 00690 01770 00050 00570 00021133 11176 31153 2SPG?16?02232425071 080 04780 00140 12120 00420 01830 00050 00570 00011173 01163 81153 0SPG?16?031542571 670 04950 00290 13110 00820 01950 00060 00590 00021243 51257 41183 4SPG?16?0472218472 560 04790 00170 11890 00470 01800 00050 00490 00011152 91144 399 52 6SPG?16?551116073 150 04860 00190 11930 00520 01790 00050 00490 00011142 91144 798 92 6SPG?16?62919873 400 04840 00240 12400 00640 01870 00050 00540 00011193 21195 81093 0SPG?16?7109127792 550 04800 00150 11880 00440 01790 00050 00550 00011143 01144 01112 9SPG?16?846514893 200 04850 00250 12250 00680 01830 00050 00550 00011173 01176 11113 0SPG?16?92859323 270 04860 00250 12290 00660 01840 00050 00610 00021173 31185 91233 6SPG?16?104116351 540 04830 00220 12250 00580 01860 00050 00580 00021193 11175 21173 2SPG?16?113027722 560 04940 00250 12740 00660 01870 00050 00560 00021203 21226 01133 1SPG?16?1290421972 430 05040 00170 12550 00480 01800 00050 00530 00011153 01204 31072 8SPG?16?131844862 640 05170 00320 12850 00770 01830 00050 00590 00021173 21236 91183 3SPG?16?141542751 790 05080 00300 12710 00800 01820 00050 00570 00021173 31227 21153 4SPG?16?151433862 690 05100 00320 13100 00860 01870 00050 00600 00021193 31257 81223 6SPG?16?162705381 990 04640 00240 12040 00700 01890 00050 00590 00021213 31156 41193 3SPG?16?1771820342 830 05100 00190 13060 00550 01850 00050 00530 00011183 11254 91062 8SPG?16?1886325903 000 05090 00190 12380 00520 01760 00050 00490 00011122 91194 798 62 6SPG?16?191603592 240 05200 00270 13870 00770 01940 00060 00640 00021243 51326 91284 0SPG?16?203055251 720 05240 00250 13530 00700 01860 00050 00570 00021193 11296 21163 2SPG?16?214265191 220 05220 00230 12990 00630 01800 00050 00560 00021153 01245 71133 2SPG?16?2227410783 930 05300 00270 13040 00710 01790 00050 00510 00011143 31246 41032 8SPG?16?232608623 320 05330 00310 13400 00810 01830 00050 00570 00021173 11287 31143 1SPG?16?2487 11391 590 05420 00460 14000 01100 01900 00060 00590 00021213 91339 81184 7SPG?16?252507412 960 05330 00290 13590 00790 01840 00050 00580 00021173 21297 11173 1SPG?16?2691 72122 320 05550 00400 13330 00960 01800 00060 00540 00021153 51278 61093 5

續(xù)表1

Continued Table 1

測點(diǎn)號U(×10-6)Th(×10-6)Th/U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U208Pb/232Th206Pb/238U207Pb/235U208Pb/232Th測值1σ測值1σ測值1σ測值1σ年齡(Ma)1σ年齡(Ma)1σ年齡(Ma)1σ二長花崗巖(SPG?50)SPG?50?012544021 580 05030 00230 14400 00720 02090 00060 00650 00021343 61376 31313 7SPG?50?024555801 280 04850 00180 14560 00610 02180 00060 00700 00021393 61385 41413 9SPG?50?033495161 480 04900 00200 14320 00640 02130 00060 00680 00021363 61365 61363 7SPG?50?045296521 230 04960 00180 14700 00620 02140 00060 00650 00021373 81395 51323 8SPG?50?052623751 430 04980 00230 14360 00750 02110 00060 00660 00021343 61366 61323 9SPG?50?063417492 190 04800 00210 14030 00670 02120 00060 00630 00021353 51335 91263 4SPG?50?073685131 390 05000 00190 15060 00650 02180 00060 00700 00021393 71425 81423 9SPG?50?081361601 180 05090 00290 15230 00890 02190 00060 00730 00021404 01447 81464 6SPG?50?095798071 400 05020 00200 14350 00660 02070 00060 00630 00021323 61365 81283 6SPG?50?1039011282 890 05000 00220 13910 00680 02020 00060 00570 00021293 61326 11153 1SPG?50?111683241 930 05100 00270 15430 00880 02210 00060 00660 00021413 91467 71333 9SPG?50?123123371 080 05080 00210 14890 00690 02130 00060 00760 00021363 61416 11534 4SPG?50?133074461 450 05210 00220 15760 00760 02180 00060 00670 00021393 71496 71363 9SPG?50?141711871 090 05340 00290 16220 00930 02230 00060 00750 00021424 01538 11514 6SPG?50?152023401 680 05270 00260 15630 00880 02140 00060 00700 00021373 61477 81424 0SPG?50?161532301 510 05430 00330 16100 00980 02180 00060 00690 00021393 91528 61394 4SPG?50?174366931 590 05330 00210 15540 00670 02120 00060 00660 00021353 51475 91343 7SPG?50?183244741 460 05340 00220 15550 00750 02120 00060 00670 00021353 61476 61343 8SPG?50?191583141 980 05350 00260 15260 00800 02080 00060 00660 00021323 61447 01323 8SPG?50?202104352 080 05390 00270 15950 00850 02160 00060 00670 00021373 61507 41363 8花崗閃長巖(HS?17)HS?17?0194 51231 310 05500 00430 14300 01130 01950 00070 00590 00021254 213610 11194 9HS?17?021673822 290 04930 00360 13110 00990 01980 00060 00590 00021263 91258 91193 9HS?17?032724091 500 04850 00360 13050 01090 01940 00060 00650 00021243 51259 81304 1HS?17?042432210 910 05260 00360 14710 01000 02070 00060 00680 00021323 81398 91384 9HS?17?051533252 120 05270 00400 14440 01170 01990 00060 00640 00021273 813710 41294 4HS?17?061111361 230 05470 00440 15130 01170 02050 00070 00650 00021314 114310 31325 0HS?17?072795702 040 05410 00380 14820 01070 02010 00060 00640 00021283 81409 51293 8

圖4 沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖部分鋯石陰極發(fā)光(CL)顯微照片ZK94-807：鉀長花崗斑巖；SPG-16：正長巖；SPG-50：二長花崗巖；HS-17：花崗閃長巖Fig.4 Cathode luminescence(CL) images of selected zircons from the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit districtZK94-807: k-feldspar granite porphyry; SPG-16: syenite; SPG-50: monzonitic granite; HS-17: granodiorite

圖5 沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖LA-ICP MS鋯石U-Pb諧和圖Fig.5 LA-ICP MS zircon U-Pb concordia diagram of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district

4 分析結(jié)果

4.1 侵入巖鋯石LA-ICP MS U-Pb定年

本次鋯石LA-ICP MS U-Pb定年所得數(shù)據(jù)如表1所示。沙坪溝鉬礦區(qū)侵入巖的鋯石為無色透明或淺黃色，結(jié)晶度較好，呈典型的柱狀晶形，未見針狀鋯石。鋯石中Th/U比值在0.51～3.93之間，均遠(yuǎn)高于0.1，屬于典型的巖漿成因鋯石(Belousovaetal., 2002)。由鋯石的陰極發(fā)光顯微照片(圖4)可看出，所有鋯石均具有清晰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和典型的巖漿震蕩環(huán)帶，不具核-幔結(jié)構(gòu)，無后期變質(zhì)殼，表明這些鋯石是巖漿形成后一次結(jié)晶形成的，應(yīng)代表的是巖漿冷卻結(jié)晶及巖體侵位的時(shí)代。實(shí)驗(yàn)測試點(diǎn)位均選擇環(huán)帶清晰并靠邊的位置，盡量避免打到繼承鋯石，確保得到的是巖漿結(jié)晶年齡。

4個(gè)鋯石樣品的LA-ICP MS的U-Pb定年結(jié)果如下(圖5)：SPG-50樣品206Pb/238U加權(quán)平均年齡為136.3±1.6Ma(n=20，MSWD=0.74)，代表區(qū)內(nèi)廣泛分布二長花崗巖成巖年齡；HS-17樣品206Pb/238U加權(quán)平均年齡為127.5±2.9Ma(n=7，MSWD=0.59)，代表區(qū)內(nèi)花崗閃長巖成巖年齡；SPG-16樣品206Pb/238U加權(quán)平均年齡為117.2±1.2Ma(n=26，MSWD=0.86)，代表區(qū)內(nèi)正長巖的成巖年齡； ZK94-807樣品206Pb/238U加權(quán)平均年齡為112.2±1.2Ma(n=23，MSWD=0.99)，代表沙坪溝鉬礦區(qū)鉀長花崗斑巖的成巖年齡。以上結(jié)果顯示，沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖年齡變化在136～112Ma之間，屬于早白堊世。

4.2 巖石化學(xué)特征

4.2.1 主量元素

圖6 沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖巖石分類與巖石系列圖解(a)-侵入巖TAS圖解(底圖據(jù)Middlmost, 1994)；1-橄欖輝長巖；2a-堿性輝長巖；2b-亞堿性輝長巖；3-輝長閃長巖；4-閃長巖；5-花崗閃長巖；6-花崗巖；7-硅英巖；8-二長輝長巖；9-二長閃長巖；10-二長巖；11-石英二長巖；12-正長巖；13-副長石輝長巖；14-副長石二長閃長巖；15-副長石二長正長巖；16-副長正長巖；17-副長深成巖；18-霓方鈉巖/磷霞巖/白榴巖；Ir-Irvine 分界線，上方為堿性，下方為亞堿性. (b)- A/NK-A/CNK圖解(底圖據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)；A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)，A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O)，均為摩爾比. (c)-K2O-SiO2圖解(底圖據(jù)Ewart, 1982). (d)-A.R.-SiO2圖解(底圖據(jù)Wright, 1969)Fig.6 Diagram of rock classification and rock series of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district(a)-TAS plot for plutonic rocks (after Middlmost, 1994); 1-olivine gabbro; 2a-alkali-gabbro; 2b-sub-alkali-gabbro; 3-gabbro-diorite; 4-diorite; 5-granodiorite; 6-granite; 7-quartzolite; 8-monzogabbro; 9-monzodiorite; 10-monzonite; 11-quartz monzonite; 12- syenite; 13-vice-feldspar gabbro; 14-vice-feldspar monzonite diorite; 15-vice-feldspar syenite monzonite; 16-mate syenite; 17-mate plutonic; 18-tawite/urtite/leucitite; Ir-Irvine Dividing line, above is alkaline, below the sub-alkaline. (b)-A/NK vs. A/CNK plot (after Maniar and Piccoli, 1989)；A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)，A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O)，both are molar ratio. (c)-K2O vs. SiO2 plot (after Ewart, 1982). (d)-A.R. vs. SiO2 plot (after Wright, 1969)

沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖全巖主量和微量稀土元素測試結(jié)果如表2所示。鉀長花崗斑巖SiO2含量較高，在69.43%～77.56%之間；其次為二長花崗巖，在71.42%～72.85%之間，正長巖、石英二長巖、花崗閃長巖SiO2含量均低于67%，在57.95%～66.62%之間。全堿含量(ALK=Na2O+K2O)正長巖最高，在11.92%～11.98%之間，鉀長花崗斑巖較高，在8.16%～10.48%之間，石英二長巖、二長花崗巖和花崗閃長巖相對較低，在7.02%～9.66%之間；其中鉀長花崗斑巖K2O/Na2O值最高，在1.14～1.63之間，其它侵入巖K2O/Na2O值在0.38～1.33之間。將全部侵入巖樣品的主要氧化物含量(無CO2、H2O及燒失量)重新?lián)Q算成100%，投在侵入巖TAS分類圖解(Middlemost, 1994)上(圖6a)，分別落在花崗巖、正長巖、二長巖、石英二長巖和區(qū)域，這與巖石學(xué)的判定結(jié)果基本一致。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算(表2)表明，沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖均具有SiO2、Al2O3過飽和的性質(zhì)，侵入巖中普遍出現(xiàn)了少量的剛玉標(biāo)準(zhǔn)分子，石英二長巖中剛玉標(biāo)準(zhǔn)分子含量最高，范圍在2.85%～3.01%之間，其余樣品均小于1%。堿度率(A.R.)鉀長花崗斑巖和正長巖較高，普遍大于5，石英二長巖、二長花崗巖和花崗閃長巖均小于4。

在A/CNK-A/NK圖解(圖6b)上，沙坪溝鉬礦區(qū)鉀長花崗斑巖樣品落在準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)區(qū)域，正長巖樣品落在過鋁質(zhì)區(qū)域，兩類巖石A/NK<1.15且>1.0，具有堿性花崗巖性質(zhì)；石英二長巖和二長花崗巖樣品落在過鋁質(zhì)區(qū)域，花崗閃長巖樣品落在準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域。在K2O-SiO2圖解(圖6c)上，沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖樣品落在高鉀鈣堿性系列、鉀玄巖系列區(qū)域，屬于廣義的高鉀鈣堿性火成巖系列(鄧晉福等，1999)，且總體具有二長花崗巖、花崗閃長巖、石英二長巖到正長巖、鉀長花崗斑巖具有高鉀鈣堿性系列向鉀玄巖系列轉(zhuǎn)變的趨勢。在AR-SiO2圖解上(圖6d)，除花崗閃長巖樣品落于鈣堿性區(qū)域外，其它樣品落入堿性區(qū)域。

圖7 沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化曲線(a,原始地幔標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)Sun and McDonough, 1989；上地殼資料據(jù)Taylor and Mclennan, 1981；下地殼資料據(jù)Weaver and Tarney, 1984)和稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線(b,球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)McDonough and Sun, 1995; 地殼資料據(jù)Taylor, 1981)Fig.7 Primitive mantle-normalized trace element spidergrams (a, normalization values after Sun and McDonough, 1989; upper crust data after Taylor and Mclennan, 1981; lower crust data after Weaver and Tarney, 1984) and chondrite-normalized REE patterns(b, normalization values after McDonough and Sun,1995; crust data after Taylor, 1981) diagrams of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district

4.2.2 稀土和微量元素

微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖7a)顯示，沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖微量元素特征均與地殼相似，指示巖漿演化過程與地殼關(guān)系密切。其中，鉀長花崗斑巖和正長巖特征相似，明顯富集Rb，虧損Ba、Sr等大離子親石元素(LILE)，相對富集Th、U等高場強(qiáng)元素(HFSE)。石英二長巖、二長花崗巖和花崗閃長巖則沒有顯著的Ba、Sr等元素的虧損，Th、U等元素的富集，而明顯虧損Nb、Ta等高場強(qiáng)元素。所有樣品均虧損P、Ti，且鉀長花崗斑巖和正長巖的虧損程度明顯高于其它侵入巖。

稀土元素分配圖解(圖7b)顯示，沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖樣品均具有相似的輕稀土富集、重稀土虧損，不同程度的Eu負(fù)異常的特征。其中，正長巖具有最高的REE總含量，在623.7×10-6～688.4×10-6，其次為花崗閃長巖，在216.2×10-6～752.0×10-6之間，其余三類巖石REE總含量中等，均在120.4×10-6～384.3×10-6之間；輕重稀土分餾程度均為中等，LREE/HREE值由大到小依次是正長巖、鉀長花崗斑巖、石英二長巖、二長花崗巖、花崗閃長巖；五類巖石中，具有中等Eu負(fù)異常到近無Eu異常的變化趨勢，依次為鉀長花崗斑巖、正長巖、二長花崗巖、石英二長巖、花崗閃長巖。

5 討論

5.1 巖漿活動(dòng)期次

近年來，對沙坪溝鉬礦區(qū)的中生代中酸性侵入巖有了一些新的同位素測年的報(bào)道。徐曉春等(2009)測得區(qū)內(nèi)洪家大山中粒、細(xì)粒二長花崗巖及細(xì)晶閃長巖脈年齡分別為于136.8±1.6Ma、130.4±1.2Ma和125.4±1.0Ma，孟祥金等(2012)測得區(qū)內(nèi)含礦石英正長巖年齡為120～122Ma，張紅等(2011)測得區(qū)內(nèi)鉀長花崗斑巖年齡為111.5±1.5Ma，陳紅瑾等(2013)測得區(qū)內(nèi)石英正長斑巖和爆破角礫巖年齡分別為116.1±2.2Ma和112.9±1.2Ma。本次工作得到二長花崗巖、花崗閃長巖、正長巖和鉀長花崗斑巖的鋯石LA-ICP MS U-Pb加權(quán)平均年齡分別為136.3±1.6Ma，127.5±2.9Ma，117.2±1.2Ma，112.2±1.2Ma，進(jìn)一步確認(rèn)了沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖的成巖時(shí)代為燕山晚期早白堊世，顯示出沙坪溝鉬礦區(qū)早白堊世強(qiáng)烈的多期次巖漿活動(dòng)。通過野外的觀察， 正長巖呈巖株?duì)钋秩攵L花崗巖， 鉀長花崗斑巖呈隱伏的小巖株侵入二長花崗巖和正長巖中。巖石地球化學(xué)特征顯示，二長花崗巖、花崗閃長巖和石英二長巖具有類似的巖石地球化學(xué)特征，正長巖和鉀長花崗斑巖巖石化學(xué)特征也較為相似，兩組之間存在著一定的差異(圖6、圖7)，如在微量元素蛛網(wǎng)圖(圖7a)上顯示，正長巖和鉀長花崗斑巖具有明顯的Ba、Sr虧損，而二長花崗巖、花崗閃長巖、石英二長巖則不具有虧損。

表2沙坪溝鉬礦區(qū)樣品全巖主量(wt%)、微量和稀土元素(×10-6)分析數(shù)據(jù)

Table 2 Major (wt%) and trace (×10-6) element compositions of samples in Shapinggou molybdenum deposit district

樣品號ZK52?986ZK52?988ZK94?671ZK94?807SPG?15SPG?16ZK94?19ZK94?297SPG?44SPG?50SPG?13HS?1HS?17巖性鉀長花崗斑巖鉀長花崗斑巖鉀長花崗斑巖鉀長花崗斑巖正長巖正長巖石英二長巖石英二長巖二長花崗巖二長花崗巖花崗閃長巖花崗閃長巖花崗閃長巖SiO277 5675 5170 0069 4364 9964 2366 6260 7172 8571 4259 5457 9563 91Al2O311 4912 3514 3314 8317 3317 2016 4217 5114 0814 4519 2118 2115 98FeO0 640 890 640 761 151 530 771 790 951 152 423 142 56Fe2O30 340 290 330 271 341 611 342 600 641 101 902 501 93FeOT0 951 140 941 002 362 981 984 131 532 144 135 394 29CaO0 330 571 010 580 340 250 541 931 131 684 264 663 78MgO0 090 100 460 530 330 360 201 900 320 531 361 971 86Na2O3 213 963 964 276 256 384 155 343 904 185 095 073 89K2O4 954 526 446 215 735 545 513 224 924 122 821 953 85Cr2O3<0 010 010 010 01<0 01<0 010 010 010 010 01<0 010 010 01TiO20 080 090 360 350 310 320 560 930 200 270 730 700 58MnO0 050 060 040 060 070 060 020 040 050 050 100 220 11P2O50 0210 0260 1610 1650 0740 0750 1020 4230 0650 0920 2620 3230 227SrO0 020 020 040 040 030 030 070 080 050 050 140 100 08BaO0 01<0 010 150 160 060 060 290 110 150 120 590 090 19LOI0 510 411 530 620 830 591 622 280 490 590 401 660 54Total99 3798 8999 5198 3698 9698 3998 3299 0699 9299 9499 0998 9099 79ALK8 168 4810 4010 4811 9811 929 668 568 828 307 917 027 74A/CNK1 020 990 941 001 011 021 191 111 021 001 000 960 92A/NK1 081 081 061 081 051 041 281 431 201 271 681 741 51K2O/Na2O1 541 141 631 450 920 871 330 601 260 990 550 380 99TZr(℃)755 95758 09833 98852 93929 67927 18883 63803 06753 86766 03824 98768 40759 79Fe2O3/FeO0 530 330 520 361 171 051 741 450 670 960 790 800 75石英(Q)39 2633 8320 5719 435 534 6920 9211 3728 43278 017 6216鈣長石(An)1 522 622 361 851 230 772 097 075 237 8119 8821 7314 97鈉長石(Ab)27 5034 0634 2937 0754 0155 3436 5046 9133 3035 7144 0944 3833 36正長石(Or)29 6227 1638 9437 6634 5833 5633 8519 7529 3424 5817 0611 9223 06剛玉(C)0 31000 440 410 443 012 850 440 280 680 060透輝石(Di)00 081 360000000002 05紫蘇輝石(Hy)1 091 590 912 081 482 010 766 281 792 375 498 756 09鈦鐵礦(Il)0 150 170 700 680 600 621 111 830 380 521 421 381 12磁鐵礦(Mt)0 500 430 490 401 982 391 532 920 941 512 753 392 84磷灰石(Ap)0 050 060 380 390 180 180 251 020 150 220 620 770 53分異指數(shù)(DI)96 3895 0593 8094 1694 1293 5991 2778 0391 0787 2969 1663 9272 42固結(jié)指數(shù)(SI)0 981 023 894 402 232 331 6812 852 984 7910 0113 4913 20堿度率(AR)5 464 825 215 255 215 313 652 573 763 122 021 892 29R128762574175616627126431670130422902265139814851866R2268313422389401392405669417494921986821Cr30201010101020202020203030V68<59<5<51288<5<5518580Ga20 1022 6020 4022 502928 4023 8025 102020 9026 2028 9023 40Rb465419523437262291207248113109 5061 959 40119 50Sr16 8020220222135 50105 505936423573501230930647Sn3243454511222Cs3 103 182 792 692 832 881 493 900 761 101 371 671 56Ba68 5051 401350143057563026309331235102552708321600Th55 7055 3055 405599 2010248 8014 8014 5014 1013 108 7713 40U42 1036 609 1010 4013 4518 505 443 201 491 881 0832 23Tl2 101 602 501 901 5022 4020 500 60<0 500 700 50W97151212261921<1<1<1<1<1

續(xù)表2

Continued Table 2

樣品號ZK52?986ZK52?988ZK94?671ZK94?807SPG?15SPG?16ZK94?19ZK94?297SPG?44SPG?50SPG?13HS?1HS?17巖性鉀長花崗斑巖鉀長花崗斑巖鉀長花崗斑巖鉀長花崗斑巖正長巖正長巖石英二長巖石英二長巖二長花崗巖二長花崗巖花崗閃長巖花崗閃長巖花崗閃長巖Ta8 407 705 20508 108 4041 400 801 100 701 400 90Nb10695 9078 3073 90135 5136 559 4015 609 8013 7011 8018 9012 20Hf6 506 7010 7011 4023 6024 1011 906 904 404 8010 307 606 80Zr130139442465977954505271143174492292263Y9 5010 3024 3024 5043 1048 802321 4010 6021 4040 603222La37 1037 60112110177 519893 5068 2042 7044 7020045 2048 70Ce5958181 5177 529632816412573 5082 80342101 597 60Pr4 914 7917 0516 3027 9030 4016 4513 457 178 5134 8012 1010 60Nd11 9011 9050 404881 8088 5051 9044 7022 6027 60118 0043 4037 40Sm1 471 456 976 7911 6012 308 227 783 234 7719 108 206 11Eu0 170 161 211 191 401 502 181 890 800 974 301 951 53Gd1 061 124 674 577 958 025 995 672 313 8314 106 544 83Tb0 160 170 680 671 181 240 830 760 320 581 930 910 67Dy1 021 113 573 616 497 234 223 831 723 248 975 083 53Ho0 240 240 720 741 341 500 830 730 320 671 551 020 76Er0 961 022 172 254 104 602 291 900 911 863 622 921 95Tm0 370 230 350 370 700 760 350 270 140 270 490 440 29Yb2 2 162 582 664 915 472 471 770 991 802 742 831 89Lu0 430 460 410 420 800 870 370 250 160 260 390 440 29ΣREE120 8120 4384 3375 1623 7688 4353 6276 2156 9181 9752 0232 5216 2LREE114 6113 9369 1359 8596 2658 7336 3261 0150 0169 4718 22124201 9HREE6 246 5115 1515 2927 4729 6917 3515 186 8712 5133 7920 1814 21LREE/HREE18 3617 5024 3723 5321 7022 1919 3817 1921 8313 5421 2510 5214 21(La/Yb)N13 3112 4931 1429 6625 9325 9627 1527 6430 9417 8152 3611 4618 48(Gd/Yb)N0 440 431 501 421 341 212 012 651 931 764 261 912 11δEu0 400 370 610 620 420 430 910 830 850 670 770 790 83

注:FeOT=0.9×Fe2O3+FeO；鋯石飽和溫度TZr=19200/[2.95+0.85M+Ln(149600/Zrmelt)]，其中M=(Na+K+2Ca)/(Al×Si)(摩爾數(shù))，計(jì)算中，令Si+Al+Fe+Mg+Ca+Na+K+P=1，Zrmelt=Zr(×10-6)；ALK=Al2O3+Na2O(%)；A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)，A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O)，均為摩爾比；計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)礦物為CIPW 法，Le Maitre RW(1976)方法 按侵入巖調(diào)整氧化鐵；R1= 4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)；R2= 6Ca+2Mg+Al；δEu=EuN/[(1/2)(SmN+GdN)]

中酸性侵入巖年齡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示(表3)，大別造山帶中生代中酸性侵入巖年齡比較接近，除張榜花崗巖外，均集中于145～110Ma，即燕山晚期的早白堊世，在135～125Ma年齡最為集中，說明大別造山帶中生代巖漿活動(dòng)大概在135～125Ma達(dá)到頂峰，在這個(gè)時(shí)期形成大量的侵入巖體，巖性主要為二長花崗巖、花崗閃長巖、花崗斑巖、正長斑巖、閃長正長巖、閃長巖等。在124～112Ma，僅有少量侵入巖形成，巖性主要為正長巖、鉀長花崗(斑)巖、花崗斑巖等，表明巖漿活動(dòng)已經(jīng)進(jìn)入尾聲?？臻g上，大別造山帶中生代中酸性侵入巖主要靠近區(qū)域性大斷裂或伴生次級斷裂分布，斷裂的控巖作用明顯，且由西向東侵入巖有逐漸變新的趨勢。

根據(jù)野外地質(zhì)觀察、巖相學(xué)、年代學(xué)、巖石化學(xué)特征以及前人對大別造山帶中酸性侵入巖的研究成果，作者認(rèn)為沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖可劃分為兩個(gè)階段，即136～125Ma、124～112Ma。第一階段主要形成二長花崗巖(中粒二長花崗巖和細(xì)粒二長花崗巖)、花崗閃長巖，少量的石英二長巖、細(xì)晶閃長巖脈等侵入巖；第二階段主要形成正長巖、石英正長巖、鉀長花崗斑巖、石英正長斑巖等侵入巖。

5.2 巖漿成因

5.2.1 巖漿演化

沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖輕、重稀土分餾作用明顯，由于只有石榴子石會(huì)造成輕重稀土強(qiáng)烈分餾(Martinetal., 2005)， 指示巖漿源區(qū)可能存在大量的石榴子石殘留。通常δEu值可以用來指示巖漿結(jié)晶分異程度(Cheng and Mao, 2010; Wangetal., 2009)，鉀長花崗斑巖、正長巖具有中等的Eu負(fù)異常，反映了這兩類巖石經(jīng)歷了一定的斜長石結(jié)晶分異作用，石英二長巖、花崗閃長巖和二長花崗巖則基本不具有Eu異常。隨著δEu值降低，分異指數(shù)(DI)具有逐漸升高的趨勢，Y含量范圍變化較無規(guī)律(圖8a, b)，一定程度上說明第二階段侵入巖比第一階段侵入巖分異程度更高(Said and Kerrich, 2009)。

表3大別造山帶中生代中酸性巖體年齡表

Table 3 Ages of Mesozoic felsic intrrusive rocks in the Dabie orogenic belt

巖體名稱及巖性測定對象及方法巖體年齡資料來源天目溝細(xì)粒鉀長花崗巖輝鉬礦Re?Os121 6±2 1Ma楊澤強(qiáng)，2007肖畈花崗斑巖SHRIMP鋯石U?Pb140 6Ma李厚民等，2007母山花崗斑巖LA?ICPMS鋯石U?Pb142 0±1 8Ma楊梅珍等，2011陡坡花崗斑巖輝鉬礦Re?Os140 5±8 2Ma李明立，2009大銀尖似斑狀二長花崗巖LA?ICPMS鋯石U?Pb124 9±1 3Lietal ，2012千鵝沖花崗斑巖LA?ICPMS鋯石U?Pb128 8±2 6Ma楊梅珍等，2010保安寨花崗斑巖LA?ICPMS鋯石U?Pb135 3±1 9Ma楊梅珍等，2010湯家坪花崗斑巖LA?ICPMS鋯石U?Pb121 6±4 6Ma魏慶國，2010沙坪溝鉀長花崗斑巖LA?ICPMS鋯石U?Pb112 2±1 2Ma本文沙坪溝正長巖LA?ICPMS鋯石U?Pb117 2±1 2Ma本文洪家大山花崗閃長巖LA?ICPMS鋯石U?Pb127 5±2 9Ma本文倉房二長花崗巖LA?ICPMS鋯石U?Pb136 3±1 6Ma本文洪家大山中粒二長花崗巖黑云母40Ar?39Ar136 8±1 6Ma徐曉春等，2009；Xuetal ，2011洪家大山細(xì)粒二長花崗巖黑云母40Ar?39Ar130 4±1 2Ma徐曉春等，2009；Xuetal ，2011洪家大山細(xì)晶閃長巖脈黑云母40Ar?39Ar125 4±1 0Ma徐曉春等，2009；Xuetal ，2011研子崗角閃正長巖LA?ICPMS鋯石U?Pb133±1Ma周紅升等，2009古碑花崗閃長巖SHRIMP鋯石U?Pb125±3Ma趙新福等，2007張榜花崗巖LA?ICPMS鋯石U?Pb150 3±2 0Ma張超和馬昌前，2008白石坡花崗斑巖SHRIMP鋯石U?Pb142 0±4 3Ma李厚民等，2007石鼓尖角閃石英二長閃長巖SHRIMP鋯石U?Pb132 8±4 3MaXuetal ，2007舒潭斑狀二長花崗巖SHRIMP鋯石U?Pb132 3±1 0Ma續(xù)海金等，2008天堂寨二長花崗巖LA?ICPMS鋯石U?Pb131 7±3 6Ma續(xù)海金等，2008舒潭鉀長花崗斑巖SHRIMP鋯石U?Pb127 9±0 8MaXuetal ，2007金剛臺(tái)正長斑巖LA?ICPMS鋯石U?Pb129 8±0 7Ma黃皓和薛懷民，2012

圖8 沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖巖漿結(jié)晶分異程度圖解(實(shí)線：第一階段；虛線：第二階段)Fig.8 Magmatic crystallization differentiation diagrams of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (solid line: first stage; dotted line: second stage)

圖9 沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖Log(Fe2O3/FeO)-FeO圖解(實(shí)線：第一階段；虛線：第二階段)Fig.9 Log(Fe2O3/FeO) vs. FeO diagram of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (solid line: first stage; dotted line: second stage)

在稀土元素配分圖(圖7b)上，鉀長花崗斑巖和正長巖重稀土由Dy到Y(jié)b配分值具有一定的升高趨勢，并且相對虧損Nb、Ta、Ti，這反映了該區(qū)這兩類巖石可能經(jīng)歷了一定的角閃石結(jié)晶分異作用(Rollinson, 1993)，其源區(qū)存在角閃巖殘留，因?yàn)樵谒嵝匀垠w中，REE和Nb、Ta、Ti等HFSE在角閃石中均有很高的分配系數(shù)，且是所有常見礦物中Dy到Y(jié)b分配系數(shù)逐漸降低的唯一礦物。在Log(Fe2O3/FeO)-FeO圖解上(圖9)顯示，沙坪溝鉬礦區(qū)第二階段中酸性侵入巖相比于第一階段中酸性侵入巖具有更還原的成巖環(huán)境，其中還原性最強(qiáng)的是與成礦關(guān)系密切鉀長花崗斑巖。

圖10 沙坪溝鉬礦地區(qū)中酸性侵入巖巖漿源區(qū)巖石化學(xué)圖解(實(shí)線：第一階段；虛線：第二階段)Fig.10 Magma source diagram of petrochemistry of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (solid line: first stage; dotted line: second stage)

圖11 (La/Yb)N-δEu關(guān)系圖解(實(shí)線：第一階段；虛線：第二階段)Fig.11 (La/Yb)N vs.δEu diagrams of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (solid line: first stage; dotted line: second stage)

5.2.2 巖漿源區(qū)

球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分蛛網(wǎng)圖(圖7b)可見，研究區(qū)兩個(gè)階段的中酸性侵入巖巖漿源區(qū)性質(zhì)較為相似，均與地殼模式接近，指示殼源的特點(diǎn)。第二階段的正長巖和鉀長花崗斑巖相比第一階段的二長花崗巖和花崗閃長巖具有相似到略高的LREE/HREE值和REE總含量，也指示了兩期巖漿作用具有一定程度相似的源區(qū)性質(zhì)(圖10a)。鋯石的飽和溫度計(jì)算(Milleretal., 2003)結(jié)果顯示，第一階段的二長花崗巖和花崗閃長巖的鋯石飽和溫度分別為803～883℃和759～768℃；而第二階段的鉀長花崗斑巖和正長巖的鋯石飽和溫度分別在755～852℃和927～929℃之間，均指示了較大深度的溫度特征。

圖12 沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解(據(jù)Pearce et al., 1984)WPG-板內(nèi)花崗巖；VAG-火山弧花崗巖；Syn-COLG-同碰撞花崗巖；ORG-洋脊花崗巖；虛線是異常洋脊ORG的邊界線Fig.12 Tectonic environment diagrams of the felsic intrusive rocks in Shapinggou molybdenum deposit district (after Pearce et al., 1984)WPG-Within plate granite; VAG-Volcanic arc granite; Syn-COLG-Syn-collision granite; ORG-Oceanic ridge granite; dotted line: abnormal ORG border

圖13 R1-R2關(guān)系圖解(底圖據(jù)Batchelor and Bowden, 1985)①地幔斜長花崗巖；②破壞性活動(dòng)板塊邊緣(板塊碰撞前)花崗巖；③板塊碰撞后隆起期花崗巖；④晚造山期花崗巖；⑤非造山區(qū)A型花崗巖；⑥同碰撞(S型)花崗巖；⑦造山期后A型花崗巖Fig.13 R1 vs. R2 diagrams of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (after Batchelor and Bowden, 1985)①mantle plagioclase granite; ②destructive plate margin (before plate collision) granite; ③post plate collision uplift granite; ④late-orogenic phase of granite; ⑤Non-orogenic A-type granite；⑥collision (S-type) granite; ⑦post-orogenic A-type granite

大量研究已經(jīng)表明，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化Gd/Yb比值大小對巖漿源區(qū)深度具有一定程度的指示意義，(Gd/Yb)N值較大(>1.20)，指示巖漿源區(qū)深度較大，(Gd/Yb)N值較小(<1.20)，指示巖漿源區(qū)深度較小(Henderson and Wood, 1984; McKenzie and O’Nions, 1991; Hirschmann and Stolper, 1996; Said and Kerrich, 2009)。研究區(qū)第一階段中酸性侵入巖樣品的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化(Gd/Yb)N比值范圍從1.76至4.26，平均值為2.38，第二階段中酸性侵入巖樣品的(Gd/Yb)N值較第一階段低(范圍從0.43至1.50，平均為1.06)(圖10b)。一定程度上表明從第一階段到第二階段巖漿源區(qū)變淺的特征。(La/Yb)N-δEu圖解(圖11)顯示，第一階段侵入巖落在殼幔型區(qū)域，第二階段落在殼型區(qū)域，指示研究區(qū)第一階段巖漿作用具有殼?；煸刺卣鳎诙A段侵入巖具有殼源特征。

通常Sr與Yb 的含量可以用來指示巖漿源區(qū)壓力特征(張旗等，2006)。根據(jù)沙坪溝鉬礦區(qū)侵入巖的Sr、Yb含量，可將區(qū)內(nèi)中酸性侵入巖分為低 Sr 高 Yb型、高Sr 高 Yb 型和低Sr低Yb型三類，其中鉀長花崗斑巖和正長巖為低 Sr 高 Yb型，且正長巖的Yb含量特別高，指示沙坪溝鉬礦區(qū)鉀長花崗斑巖和正長巖的巖漿源區(qū)壓力較低，在小于30km的深度形成。石英二長巖和花崗閃長巖為高Sr 高 Yb 型，指示區(qū)內(nèi)石英二長巖和花崗閃長巖的巖漿源區(qū)壓力中等，形成深度在30km左右。二長花崗巖為低Sr低Yb型，指示區(qū)內(nèi)二長花崗巖的巖漿源區(qū)壓力中等或較大，深度在30～50km范圍內(nèi)。與前面的結(jié)論一致。

前人對大別造山帶中生代中酸性侵入巖同位素研究顯示，大別造山帶中生代鉬礦床有關(guān)的巖漿作用主要起源于古老地殼，在伸展背景下軟流圈上涌，加熱下地殼熔融而成(楊澤強(qiáng)，2007b；李明立，2009；魏慶國等，2010；陳偉等，2011，楊梅珍等，2011；Lietal., 2012)。沙坪溝鉬礦區(qū)侵入巖具有相似的地球動(dòng)力學(xué)背景，區(qū)內(nèi)第一階段侵入巖具殼幔型源區(qū)特征，軟流圈物質(zhì)上涌加熱使古老下地殼重熔，并有少量的軟流圈物質(zhì)加入；第二階段侵入巖巖漿源區(qū)具有殼源特征，可能有軟流圈和第一階段的巖漿活動(dòng)提供熱量。

5.2.3 構(gòu)造環(huán)境

本文研究表明，沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖形成于146～112Ma之間，處于大別造山帶乃至整個(gè)中國東部地區(qū)構(gòu)造格局由擠壓向伸展轉(zhuǎn)變時(shí)期前后(孫衛(wèi)東等，2008；鄭永飛，2008；周濤發(fā)等，2008)。需要指出的是，大別造山帶這種構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換可能與本身的碰撞造山旋回已經(jīng)沒有關(guān)系，因?yàn)榇髣e造山帶前陸的廬樅地區(qū)、華北板塊東/北緣都記錄了135～125Ma左右的巖石圈伸展事件(Guoetal., 2004; Li, 2000; Wuetal., 2005; Xuetal., 2004)，因而大別造山帶早白堊世的巖漿活動(dòng)可能是整個(gè)東部巖漿活動(dòng)的一部分，而與三疊紀(jì)開始的碰撞造山旋回?zé)o關(guān)。構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖12)上顯示，沙坪溝鉬礦區(qū)第一階段的二長花崗巖、花崗閃長巖、石英二長巖主要落在火山弧花崗巖和同碰撞花崗巖區(qū)域；第二階段的正長巖和鉀長花崗斑巖主要落在板內(nèi)花崗巖區(qū)域。在R1-R2關(guān)系圖解(圖13)上也顯示了這一特征，第一階段的二長花崗巖、花崗閃長巖、石英二長巖分別落在同碰撞花崗巖、板塊碰撞后隆起期花崗巖、晚造山期花崗巖區(qū)域；第二階段的正長巖、鉀長花崗斑巖分別落在非造山A型花崗巖、造山后A型花崗巖區(qū)域。指示沙坪溝鉬礦區(qū)第一階段侵入巖產(chǎn)生在構(gòu)造格局轉(zhuǎn)變的伸展背景下，第二階段侵入巖產(chǎn)生在穩(wěn)定的板內(nèi)環(huán)境。

5.3 成礦作用

現(xiàn)已有的沙坪溝鉬礦成礦年代報(bào)道的年齡較為一致，為110～113Ma(徐曉春等，2009；張紅等，2011；黃凡等，2011)，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)中酸性侵入巖的成巖時(shí)代，表明沙坪溝鉬礦床與鉀長花崗斑巖密切相關(guān)。沙坪溝鉬礦區(qū)第一階段(136～125Ma)巖漿作用主要形成二長花崗巖和花崗閃長巖等侵入巖，尚無該階段礦化作用報(bào)道；第二階段(124～112Ma)主要形成銀山復(fù)式巖體(石英正長巖、正長巖、正長斑巖等)和鉀長花崗斑巖體，這一階段末期伴隨著強(qiáng)烈的熱液成礦作用，發(fā)育大量網(wǎng)脈狀鉬礦化，形成沙坪溝超大型鉬礦床，并在礦區(qū)周邊的倉房、銀沖和洪家大山等地區(qū)發(fā)育廣泛的鉛鋅礦化，形成了一整套以斑巖型鉬礦化為中心，四周廣泛發(fā)育中低溫?zé)嵋恒U鋅礦化的斑巖型成礦系統(tǒng)。Maoetal.(2008)通過對鉬成礦年代的詳細(xì)總結(jié)和討論，對東秦嶺地區(qū)鉬成礦作用進(jìn)行了劃分，劃分為233～221Ma，148～138Ma和131～112Ma三個(gè)階段，沙坪溝鉬礦床的形成對應(yīng)于東秦嶺地區(qū)第三個(gè)階段的鉬成礦作用。

通過主量元素?cái)?shù)據(jù)(表2)的分析顯示，沙坪溝鉬礦區(qū)鉀長花崗斑巖具有最高的SiO2含量，且相比于區(qū)內(nèi)其它侵入巖，具有高鉀、高堿、低鈉、分異程度較高的特點(diǎn)，具有形成鉬礦床的有利條件(付治國等，2007)。統(tǒng)計(jì)研究顯示，斑巖型鉬礦床的成礦巖體的Log(Fe2O3/FeO)值通常小于0，具有偏還原的巖漿性質(zhì)，Log(Fe2O3/FeO)-FeO圖解(圖9)顯示，沙坪溝鉬礦區(qū)鉀長花崗斑巖具有偏還原的巖漿特點(diǎn)；大別造山帶主要的鉬成礦巖體通常具有殼源的特征，沙坪溝鉬礦區(qū)鉀長花崗斑巖具有典型的殼源特征，指示了偏還原的巖漿性質(zhì)和殼型的巖漿源區(qū)可能更利于形成大型斑巖型鉬礦床。

6 結(jié)論

(1)沙坪溝鉬礦區(qū)內(nèi)二長花崗巖、花崗閃長巖、正長巖和鉀長花崗斑巖成巖時(shí)代分別為136.3±1.6Ma，127.5±2.9Ma，117.2±1.2Ma，112.2±1.2Ma，上述年齡均代表了這些侵入巖的侵位時(shí)代，沙坪溝鉬礦區(qū)中酸性侵入巖形成于136～112之間，屬于燕山晚期早白堊世。

(2)沙坪溝鉬礦區(qū)中生代中酸性侵入巖巖漿活動(dòng)可劃分136～125Ma和124～112Ma兩個(gè)階段。第一階段形成二長花崗巖、花崗閃長巖等侵入巖，第二階段形成正長巖和鉀長花崗斑巖類侵入巖。由第一階段到第二階段，巖漿系列由高鉀鈣堿性系列向鉀玄巖系列、鈣堿性向堿性轉(zhuǎn)變，巖漿性質(zhì)由氧化性向還原性變化，巖漿源區(qū)由殼幔型源區(qū)向殼型源區(qū)演化，成巖背景由構(gòu)造格局轉(zhuǎn)變的伸展背景向穩(wěn)定的板內(nèi)背景過渡。

(3)沙坪溝鉬礦床與區(qū)內(nèi)鉀長花崗斑巖密切相關(guān)，形成于110Ma左右，對應(yīng)于東秦嶺地區(qū)第三個(gè)階段的鉬成礦作用。

(4)高鉀、高堿、低鈉、高分異、偏還原、殼型源區(qū)的侵入巖可能更利于形成大型斑巖型鉬礦床。

致謝本文的野外工作得到安徽地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)張懷東高級工程師和李先初工程師的大力支持；室內(nèi)研究工作得到合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院LA-ICP MS實(shí)驗(yàn)室李全忠副研究員的指導(dǎo)和幫助；成文過程中得到合肥工業(yè)大學(xué)礦床成因與勘查技術(shù)研究中心Noel C. White教授的悉心指導(dǎo)；文章的評審過程中收到審稿人建設(shè)性的意見；在此一并表示衷心的感謝。

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