張建芳,蔡曉亮,龔瑞君,劉遠(yuǎn)棟,王 振,劉風(fēng)龍,汪隆武
(浙江省地質(zhì)調(diào)查院,浙江 杭州 311203)
中國(guó)東部地區(qū)由于從特提斯構(gòu)造體制向古太平洋構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變,中侏羅世—白堊紀(jì)巖漿活動(dòng)非常強(qiáng)烈,在江南造山帶東北緣及鄰區(qū)發(fā)育了大量的中酸性侵入巖體[圖1(a)],常以復(fù)式巖體形式產(chǎn)出。根據(jù)巖石類(lèi)型、分布、時(shí)代及成礦特征,皖南地區(qū)燕山期巖漿活動(dòng)劃分為早(152~137 Ma)、晚(137~122 Ma)兩個(gè)階段[1]:早階段包含小巖株-巖枝狀花崗閃長(zhǎng)斑巖、花崗(斑)巖淺成侵位巖體[2-9]和大巖基狀以花崗閃長(zhǎng)巖為主的深成侵位巖體[3,5,10-12],其中淺成侵位巖體與成礦關(guān)系密切,而深成侵位巖體成礦作用弱或不成礦且多為復(fù)式巖體中的早期侵入體[1,9];晚階段主要為復(fù)式巖體中的晚期侵入體,巖性以正長(zhǎng)花崗巖為主[4,10,12]。浙西北地區(qū)燕山期巖漿巖也可分為早(172~135 Ma)、晚(135~123 Ma)兩個(gè)階段[13]:早階段巖漿巖以鈣堿性I型花崗巖為主;晚階段巖漿巖以鋁質(zhì)A型花崗巖為主[1,13-15]。浙西北地區(qū)早階段的I型花崗巖又可分為低分異型和高分異型,其中高分異型成巖時(shí)代為147~135 Ma,低分異型為172~147 Ma。低分異I型花崗巖為古太平洋板塊俯沖擠壓的構(gòu)造環(huán)境下,少量幔源物質(zhì)沿變向俯沖引起的板片裂隙(窗)與下地殼重熔巖漿混合作用的產(chǎn)物;高分異I型花崗巖為古太平洋板塊撤離機(jī)制下擠壓向伸展轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物,系軟流圈上涌誘發(fā)的幔源基性巖漿與中元古代地殼物質(zhì)的部分熔融形成長(zhǎng)英質(zhì)巖漿混合并經(jīng)高程度分異演化形成的。晚階段的鋁質(zhì)A型花崗巖則為巖石圈持續(xù)減薄機(jī)制下,越來(lái)越多的幔源物質(zhì)(或新生地殼)涌入深部長(zhǎng)英質(zhì)巖漿房混合形成的[13]。位于江南造山帶東北緣的唐舍巖體研究程度較低,安徽省地質(zhì)調(diào)查院在開(kāi)展1∶250 000宣城市幅地質(zhì)圖修測(cè)時(shí)將其巖性劃分為中細(xì)—粗中粒二長(zhǎng)花崗巖和中—中粗粒正長(zhǎng)花崗巖[16]。本文基于江南造山帶東北緣安吉地區(qū)和寧國(guó)地區(qū)交界處開(kāi)展的1∶50 000區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查[17]和1∶50 000礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查[18]基礎(chǔ)上,查明唐舍復(fù)式巖體的巖性組成、接觸關(guān)系和成巖序列,并對(duì)不同巖性開(kāi)展LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和全巖地球化學(xué)特征研究,分析其成因及找礦前景,為研究該區(qū)域中生代構(gòu)造環(huán)境背景、巖漿作用過(guò)程及找礦工作部署提供新證據(jù)。
F1為三陽(yáng)斷裂;F2為江南深斷裂;F3為祁門(mén)—潛口斷裂;F4為贛東北斷裂;F5為績(jī)溪斷裂;圖件引自文獻(xiàn)[1],有所修改圖1 江南造山帶東北緣及鄰區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological Sketch Map of the Northeastern Margin of Jiangnan Orogenic Belt and Its Adjacent Areas
研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊江南造山帶東北緣(圖1),北部以近EW向周王斷裂為界與長(zhǎng)江中下游下?lián)P子坳陷毗鄰,南部以NE向江南斷裂為界與江南隆起帶相接。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了晉寧期、加里東期、海西期、印支期及燕山期等多期構(gòu)造演化,其中印支期和燕山期運(yùn)動(dòng)奠定了現(xiàn)今的NE向構(gòu)造格局[1];發(fā)育大型復(fù)式背斜、向斜,斷裂以NE向?yàn)橹?,少量EW向、近SN向和NW向。區(qū)域出露地層主要為上元古界基底和下古生界蓋層,少量上古生界蓋層。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育晉寧期和燕山期巖漿作用,尤以燕山期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈,在區(qū)內(nèi)形成了規(guī)模不一的數(shù)十個(gè)巖體,主要有青陽(yáng)—九華山、馬鞍山(劉村)、唐舍、仙霞、旌德、伏嶺、竹溪嶺、五山關(guān)、統(tǒng)里莊等巖體,巖性主要有花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖和石英正長(zhǎng)(斑)巖等。
①為As-Sb-Mo-Au-Ag-Ni-Cu-Hg-Zn-Pb組合異常;②為Sb-As-W-Mo-Ag-Au-Ni-Bi-Zn-Cu-Co-Pb組合異常;③為Au-Ag-Ni-As-Cu-Pb-Zn-Co組合異常;④為As-Sb-Au-Hg-Ag-Pb-Zn-Cu-Co組合異常圖2 唐舍地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Geological Sketch Map of Tangshe Area
唐舍復(fù)式巖體橫跨浙北地區(qū)與皖南地區(qū)交界處,出露面積約為20 km2,沿NEE—EW向唐舍背斜核部侵入(圖2)。背斜兩翼地層由老至新主要為下南華統(tǒng)休寧組(Nh1x)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖(頂部發(fā)育含鈣錳質(zhì)或錳質(zhì)灰?guī)r細(xì)條帶),上南華統(tǒng)南沱組(Nh2n)含冰磧礫粉砂巖,震旦系藍(lán)田組一段(Z1-2l1)含錳白云巖,震旦系藍(lán)田組二段(Z1-2l2)泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖,震旦系藍(lán)田組三段(Z1-2l3)白云巖與泥質(zhì)灰?guī)r(呈互層狀),震旦系藍(lán)田組四段(Z1-2l4)(碳質(zhì))硅質(zhì)泥巖,上震旦統(tǒng)皮園村組(Z2p)(泥質(zhì))硅質(zhì)巖,下寒武統(tǒng)荷塘組一段(∈1h1)含碳硅質(zhì)巖、泥質(zhì)硅質(zhì)巖,下寒武統(tǒng)荷塘組二段(∈1h2)含黃鐵礦碳質(zhì)硅質(zhì)泥巖等。區(qū)內(nèi)NE向、NW向斷裂發(fā)育,晚期NW向斷裂對(duì)巖體有一定改造作用。
通過(guò)1∶50 000區(qū)域地質(zhì)填圖,根據(jù)各巖性的野外接觸關(guān)系將唐舍復(fù)式巖體由早到晚劃分為中粒二長(zhǎng)花崗巖、中粗粒正長(zhǎng)花崗巖、粗中粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖和細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖4種巖性。
中粒二長(zhǎng)花崗巖侵位于唐舍背斜核部南側(cè),呈NEE向,出露長(zhǎng)10~12 km,寬1~2 km。露頭及手標(biāo)本巖石呈灰白—淺肉紅色,礦物粒徑一般為2~4 mm,少部分為0.5~2.0 mm或4~6 mm,礦物成分主要為斜長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為35%~40%)、鉀長(zhǎng)石(25%~30%)、石英(20%~25%)、黑云母(5%~10%)和少量角閃石(3%~5%)[圖3(a)],副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石等。鏡下可見(jiàn)斜長(zhǎng)石呈半自形板狀[圖3(i)],主要為中—更長(zhǎng)石,雜亂分布,局部可見(jiàn)環(huán)帶和被絹云母及綠簾石交代的現(xiàn)象;鉀長(zhǎng)石呈半自形—他形粒狀、填隙狀分布;石英呈他形粒狀、填隙狀,或不規(guī)則狀、堆狀集合體分布,可見(jiàn)波狀消光;黑云母呈片狀、星散狀分布;角閃石呈半自形柱狀(大小一般為0.2~0.5 mm)、星散狀分布,可見(jiàn)被綠泥石及綠簾石交代現(xiàn)象。
中粗粒正長(zhǎng)花崗巖沿早期中粒二長(zhǎng)花崗巖北側(cè)侵入,呈EW向短條狀,長(zhǎng)約3.5 km,寬約1.5 km。由于風(fēng)化嚴(yán)重,中粒二長(zhǎng)花崗巖與中粗粒正長(zhǎng)花崗巖暫未找到明顯的接觸界線(xiàn),但東側(cè)五山關(guān)地區(qū)可見(jiàn)兩種巖性接觸界線(xiàn)截然清晰[圖3(b)]。露頭及手標(biāo)本巖石呈肉紅色,礦物成分主要為鉀長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為40%~45%)、斜長(zhǎng)石(10%~15%)、石英(35%~40%)、黑云母(3%~5%)和角閃石(1%~2%),粒徑一般為4~10 mm[圖3(c)、(j)],少量為巨晶結(jié)構(gòu),鉀長(zhǎng)石粒徑為1~2 cm。鏡下可見(jiàn)斜長(zhǎng)石呈半自形板狀,大小一般為2~5 mm,部分為5~7 mm,雜亂分布,可見(jiàn)被絹云母、綠簾石及白云母交代;鉀長(zhǎng)石自形程度較高,多呈正方形,大小一般為4~8 mm,雜亂分布;石英呈他形粒狀,大小一般為2~5 mm,填隙狀分布,或呈碎裂狀鑲嵌于鉀長(zhǎng)石之中;黑云母呈片狀,片直徑一般為1~2 mm,可見(jiàn)被綠泥石及鐵質(zhì)交代假象。
粗中粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖呈小巖枝狀侵位于中粗粒正長(zhǎng)花崗巖之中,兩者呈漸變接觸關(guān)系,局部可見(jiàn)呈脈狀侵入于早期中粒二長(zhǎng)花崗巖[圖3(d)]。露頭及手標(biāo)本巖石呈淺肉紅色,礦物成分與中粗粒正長(zhǎng)花崗巖相近,有部分鉀長(zhǎng)石斑晶(體積分?jǐn)?shù)為3%~5%),斑晶粒徑為0.5~1.5 cm[圖3(e)、(k)],基質(zhì)粒徑為2~5 mm,鏡下特征與中粗粒正長(zhǎng)花崗巖類(lèi)似。
細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖呈巖枝狀侵位于唐舍背斜南翼,呈NE向,長(zhǎng)1.5~2.0 km,寬0.5~1.0 km,常見(jiàn)呈脈狀侵入于早期各巖性之中[圖3(f)、(g)]。露頭及手標(biāo)本巖石呈淺肉紅色,礦物成分主要為鉀長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為40%~45%)、斜長(zhǎng)石(10%~15%)、石英(30%~35%)和黑云母(5%~10%)[圖3(h)],粒徑多為0.5~2.0 mm,少數(shù)為2~4 mm。鏡下可見(jiàn)斜長(zhǎng)石呈半自形板狀,大小一般為0.2~0.5 mm,雜亂分布,局部絹云母化;鉀長(zhǎng)石呈半自形—他形粒狀,大小一般為0.2~0.5 mm,少部分為0.5~3.5 mm,局部交代斜長(zhǎng)石,使其顯蠕狀交代結(jié)構(gòu);石英呈他形粒狀(大小一般為0.2~0.5 mm,部分為0.5~1.0 mm)、星散狀、填隙狀分布[圖3(l)],局部可見(jiàn)港灣狀、穿孔狀熔蝕;黑云母呈片狀(片直徑為0.2~0.5 mm)、星散狀分布,見(jiàn)被綠泥石及鐵質(zhì)交代現(xiàn)象。
巖石樣品采集于江南造山帶東北緣安吉地區(qū)和寧國(guó)地區(qū)交界處民房邊新開(kāi)挖處和公路邊的新鮮露頭,每件樣品大約5 kg。4件鋯石U-Pb定年樣品編號(hào)分別為D0003、D0004、D0033和D0035,其采樣位置經(jīng)緯度分別為(30°30′33″N,119°19′49″E)、(30°31′34″N,119°20′3″E)、(30°31′30″N,119°19′58″E)和(30°29′28″N,119°20′53″E),具體采樣位置見(jiàn)圖2。
鋯石在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所挑選,挑選出的鋯石送往北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司。將鋯石顆粒粘貼在含有固化劑的環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)制成樣品靶,并打磨、拋光至鋯石顆粒中心露出,然后對(duì)樣品靶進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)圖像及背散射電子(BSE)圖像分析,觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。
LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測(cè)試在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。ICP-MS型號(hào)為Agilent7500a型,激光剝蝕系統(tǒng)為NewWave公司生產(chǎn)的UP213固體激光剝蝕系統(tǒng)。采用氦氣作為剝蝕物質(zhì)的載氣。儀器工作參數(shù)為:激光脈沖重復(fù)頻為5 Hz,脈沖能量為10~20 J·cm-2,熔蝕孔徑為40 μm,背景測(cè)量時(shí)間為40 s,剝蝕時(shí)間為60 s,積分時(shí)間206Pb、207Pb、208Pb、232Th和238U依次為15、30、0、10和15 ms。質(zhì)量分餾校正采用標(biāo)樣GEMOC/GJ-1[19]。分析數(shù)據(jù)通過(guò)GLITTER程序[20]獲得同位素比值、年齡、誤差,并按Andersen方法[21]進(jìn)行普通鉛校正。分析結(jié)果利用Isoplot3.00程序完成加權(quán)平均年齡計(jì)算和鋯石U-Pb年齡諧和曲線(xiàn)的繪制[22]。主量、微量元素地球化學(xué)特征在國(guó)土資源部杭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成。主量元素分析采用SX100e X熒光光譜儀(BR00105)完成,分析精度優(yōu)于1%;微量元素分析采用ICP-MS方法,測(cè)試儀器為T(mén)hermo X SeriesⅡ電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀(SN01426C),分析精度優(yōu)于5%。
中粒二長(zhǎng)花崗巖(樣品D0003)的鋯石粒徑為100~250 μm,絕大部分鋯石自形程度較好,呈長(zhǎng)柱狀或短柱狀,發(fā)育明顯的巖漿震蕩環(huán)帶(圖4)。中粗粒正長(zhǎng)花崗巖(樣品D0004)和粗中粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖(樣品D0033)鋯石形態(tài)基本一致,呈自形—半自形柱狀,粒徑為80~150 μm,長(zhǎng)寬比為1∶1~2∶1,幾乎所有鋯石都發(fā)育巖漿震蕩環(huán)帶。細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖(樣品D0035)的鋯石偏小,粒徑為60~120 μm,長(zhǎng)寬比為1∶1~2∶1,呈自形—半自形短柱狀,同樣發(fā)育較好的巖漿震蕩環(huán)帶,少數(shù)鋯石可見(jiàn)褪晶化現(xiàn)象。
樣品D0003共有16個(gè)分析點(diǎn),其中8個(gè)分析點(diǎn)(D0003-1~5、7、9、16)的Th/U值為0.56~1.07,具有巖漿成因鋯石的特征[23],206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(140.4±3.3)Ma(平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為3.3)[圖5(a)、(b)],代表中粒二長(zhǎng)花崗巖的成巖年齡(表1)。D0003有6個(gè)分析點(diǎn)(D0003-6、8、11~14)的206Pb/238U年齡為657~588 Ma,可能為新元古界南華系和震旦系圍巖的捕獲鋯石。分析點(diǎn)D0003-15鋯石呈次圓狀,不發(fā)育環(huán)帶,中心明顯亮度較高,似云霧狀,為典型的變質(zhì)鋯石;對(duì)于年齡大于1 400 Ma的古老鋯石,由于Pb丟失,往往采用207Pb/206Pb年齡,所以該鋯石年齡為(2 422±14)Ma。另外,在唐舍復(fù)式巖體南側(cè)的仙霞巖體早期中粒二長(zhǎng)花崗巖中也發(fā)現(xiàn)年齡為1 368 Ma的鋯石[24],唐舍復(fù)式巖體和仙霞巖體中古老鋯石的殘留表明在浙北—皖南交界區(qū)可能也存在古—中元古代基底,這將為區(qū)域構(gòu)造對(duì)比研究提供新的信息。
圖4 代表性鋯石陰極發(fā)光圖像及對(duì)應(yīng)年齡Fig.4 CL Images of Representative Zircons and the Corresponding Ages
圖5 LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和曲線(xiàn)及年齡分布Fig.5 Concordia Diagrams and Distributions of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Ages
表1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Tab.1 Analysis Results of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Isotope
續(xù)表1
樣品D0004共有14個(gè)分析點(diǎn),剔除年齡偏大的分析點(diǎn)D0004-6和年齡偏小的分析點(diǎn)D0004-13,其余12個(gè)分析點(diǎn)的Th/U值為0.57~1.17(表1),206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(131.7±3.2)Ma(MSWD值為2.2),代表中粗粒正長(zhǎng)花崗巖的成巖年齡[圖5(c)、(d)]。
樣品D0033共有20個(gè)分析點(diǎn),Th/U值為0.51~1.39(表1),206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(132.2±1.6)Ma(MSWD值為1.19),代表粗中粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖的成巖年齡[圖5(e)、(f)]。
樣品D0035共有18個(gè)分析點(diǎn)。分析點(diǎn)D0035-15鋯石的206Pb/238U年齡為(113±3)Ma,明顯小于其他分析點(diǎn),可能代表成巖期后的一次熱事件;分析點(diǎn)D0035-17數(shù)據(jù)存在問(wèn)題,可能是實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中失誤所致;其余16個(gè)分析點(diǎn)的Th/U值為0.68~1.74(表1),206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(125.0±2.0)Ma(MSWD值為2.0),代表細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖的成巖年齡[圖5(g)、(h)]。
江南造山帶東北緣唐舍復(fù)式巖體主量、微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。5件樣品的SiO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)為68.44%~75.88%,K2O+Na2O含量為7.49%~8.84%,P2O5為0.01%~0.21%,TiO2為0.09%~0.49%,Al2O3為12.36%~15.47%,K2O/Na2O值為0.95~1.63(平均值為1.41)。鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為0.93~1.10,分異指數(shù)為77.94~92.95。稀土元素總含量為(179.4~229.6)×10-6,LREE/HREE值為6.20~13.25,樣品D0035的巖性為細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖。
表2 主量、稀土和微量元素分析結(jié)果Tab.2 Analysis Results of Major, Rare Earth and Trace Elements
江南造山帶東北緣唐舍復(fù)式巖體鋯石U-Pb年代學(xué)顯示具有(140.4±3.3)、(132.2±1.6)、(131.7±3.2)和(125.0±2.0)Ma等4次侵入的特征。成巖時(shí)代先后順序與野外地質(zhì)接觸關(guān)系一致,從早到晚巖性演化為中粒二長(zhǎng)花崗巖→中粗粒正長(zhǎng)花崗巖→粗中粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖→細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖。前人大量研究資料表明,江南造山帶東北緣及鄰區(qū)中生代巖漿巖為多階段活動(dòng)的產(chǎn)物,大致可分為中—晚侏羅世(180~146 Ma)、早白堊世早期(146~137 Ma)和早白堊世中期(137~124 Ma)等3個(gè)階段[1-4,6-15,17,24-32]。在巖性上,中—晚侏羅世和早白堊世早期以花崗閃長(zhǎng)(斑)巖為主,少量二長(zhǎng)花崗巖[24-25],其中花崗閃長(zhǎng)(斑)巖分布位置從最早的贛東北地區(qū)開(kāi)始(180 Ma)[26],延伸到浙西北地區(qū)和皖南地區(qū),成巖時(shí)代可分為167~146 Ma[3,5-6,27-28]和146~137 Ma[4,7,9-11,25]兩個(gè)階段。早白堊世中期以正長(zhǎng)花崗巖為主[2,4,10,24,29-31],也發(fā)育少量二長(zhǎng)花崗巖[30-31]。從贛東北地區(qū)至浙西地區(qū),再到浙北—皖南交界區(qū),燕山期成巖年齡總體上具有從西南往東北變新的趨勢(shì),且以早白堊世巖漿巖最為發(fā)育,唐舍復(fù)式巖體即為早白堊世早—中期侵入的產(chǎn)物。Wang等研究認(rèn)為造成中國(guó)東南部地區(qū)燕山期侵入巖年齡逐漸變年輕的原因是古太平洋板塊在早—中侏羅世開(kāi)始向西南方向俯沖,隨著俯沖進(jìn)行到一定階段不再繼續(xù)俯沖,發(fā)生回撤[32]。
圖6 主量元素地球化學(xué)特征Fig.6 Geochemical Characteristics of Major Elements
ws為樣品含量;wc為球粒隕石含量;wp為原始地幔含量;球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值引自文獻(xiàn)[34]圖7 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.7 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram
板片熔融區(qū)引自文獻(xiàn)[35];下地殼熔融區(qū)引自文獻(xiàn)[36]~[38] 圖8 地球化學(xué)特征判別圖解Fig.8 Discriminant Diagrams of Geochemical Characteristics
唐舍復(fù)式巖體各類(lèi)巖石均具有高SiO2(含量為68.44%~75.88%)(表2)、富堿(K2O+Na2O含量為7.49%~8.84%)、低P2O5(含量為0.01%~0.21%)、低TiO2(0.09%~0.49%)的特征。在TAS圖解[圖6(a)]中,所有樣品均落在花崗巖范圍內(nèi),屬準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)、高鉀鈣堿系列巖石[圖6(b)、(c)]??傮w上,從中粒二長(zhǎng)花崗巖到中粗粒正長(zhǎng)花崗巖、粗中粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖,再到細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖,SiO2含量、K2O含量、K2O/Na2O值、A/CNK值有逐漸增高的趨勢(shì),TiO2、Al2O3、TFeO、MgO、CaO、P2O5含量有逐漸降低的趨勢(shì)。巖石的輕、重稀土元素分異程度均較強(qiáng),球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式具強(qiáng)右傾的特征,富集Rb、Th、U、K等元素,虧損Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素,呈中等—強(qiáng)負(fù)Eu異常;從早到晚,上述元素的虧損程度和負(fù)Eu異常逐漸增強(qiáng),LREE/HREE值和(La/Yb)N值逐漸減小(圖7)。此外,唐舍復(fù)式巖體還具有高Th(含量為(13.86~28.27)×10-6)、Y((20.29~48.44)×10-6)的特征,從早到晚Th、Y與Rb含量((133.6~278.0)×10-6)成正相關(guān)關(guān)系[圖8(a)],與高分異I型花崗巖的特征[33]類(lèi)似。在Zr+Nb+Ce+Y-(K2O+Na2O)/CaO圖解[圖8(b)]中,所有樣品均落在I、S型花崗巖區(qū)域內(nèi),分異指數(shù)為77.94~92.95,且從早到晚分異程度增強(qiáng)。在Y+Nb-Rb圖解[圖8(c)]中,所有巖體均落在后碰撞花崗巖區(qū)域。研究表明,江南造山帶東北緣及鄰區(qū)晚侏羅世—早白堊世早期巖體多為I型花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖,早白堊世中期巖體多為A型或I型花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖和堿長(zhǎng)花崗巖,空間上兩期巖體往往共生組成復(fù)式巖體[8,12],原始巖漿以殼源為主[8,24]。地球化學(xué)特征表明,唐舍復(fù)式巖體是一個(gè)由早白堊世早期低分異I型二長(zhǎng)花崗巖和早白堊世中期高分異I型正長(zhǎng)花崗巖組成的復(fù)式巖體,與該區(qū)域同時(shí)期的侵入巖體類(lèi)似,是古太平洋板塊俯沖-碰撞造山后陸內(nèi)拉張作用下,下地殼熔融巖漿[圖8(d)]沿著深大斷裂和背斜核部等構(gòu)造薄弱帶侵位形成的產(chǎn)物。
江南造山帶東北緣目前已發(fā)現(xiàn)的礦床顯示,中生代成礦以鎢鉬為主,少量鉛鋅、金、螢石,伴有鐵和銀等,成礦類(lèi)型有矽卡巖型、斑巖型、石英(細(xì)、網(wǎng))脈型和巖漿熱液(大)脈型[2-6,8,39-40]。區(qū)域成礦侵入巖主要為花崗閃長(zhǎng)(斑)巖[5,8-9],少量二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖[2]和花崗斑巖[40]。成礦地層主要為震旦系藍(lán)田組[2,7-8]和寒武系黃柏嶺組[9]、大陳嶺組、楊柳崗組、西陽(yáng)山組[4]的碳酸鹽巖,少量下南華統(tǒng)休寧組頂部鈣錳質(zhì)巖層[41]。賦礦構(gòu)造主要有侵入體內(nèi)外接觸帶、背斜褶皺核部、層間破碎帶和NNE向斷裂等[4,8-9,39]。
唐舍復(fù)式巖體侵位于唐舍背斜核部,由背斜核部向兩翼地層分別為下南華統(tǒng)休寧組、上南華統(tǒng)南沱組、震旦系藍(lán)田組、上震旦統(tǒng)皮園村組和下寒武統(tǒng)荷塘組等,巖體周?chē)l(fā)育NE向和NW向斷裂。1∶50 000礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)唐舍復(fù)式巖體的侵入接觸帶由內(nèi)至外礦化類(lèi)型具有鎢→銀鉛鋅→銻/螢石的分帶性(圖2),發(fā)育一個(gè)矽卡巖型-熱液脈型礦化系統(tǒng)。在中粒二長(zhǎng)花崗巖的西側(cè)外接觸帶休寧組,硅質(zhì)粉砂巖發(fā)育角巖化蝕變[圖9(a)],內(nèi)接觸帶局部發(fā)育石英細(xì)脈型白鎢礦化。在中粗粒正長(zhǎng)花崗巖和細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖的外接觸帶藍(lán)田組一、三段,碳酸鹽巖地層發(fā)育較強(qiáng)矽卡巖化和大理巖化蝕變,矽卡巖中局部發(fā)育有浸染狀白鎢礦、團(tuán)塊狀黃鐵礦[圖9(b)、(c)]和閃鋅礦化[圖9(d)、(e)];而在外接觸帶南沱組和藍(lán)田組二、四段,碳硅質(zhì)巖、粉砂巖、泥巖等層間破碎帶、斷裂帶內(nèi)發(fā)育熱液脈狀充填型鉛鋅礦[圖9(f)、(g)]、輝銻礦和螢石礦化。
浙北—皖南交界區(qū)中生代侵入巖各巖性與浙江省中酸性侵入巖成礦元素平均含量對(duì)比(圖10)表明其成礦元素含量存在較大差異:中粒二長(zhǎng)花崗巖較為富集Zn,個(gè)別巖體富集Pb、Cu,區(qū)域上與鉛鋅礦、多金屬礦的成礦關(guān)系密切;中粗粒正長(zhǎng)花崗巖和細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖除富集Pb、Zn、Ag外,相比于中粒二長(zhǎng)花崗巖明顯富集W、Mo、Be,區(qū)域上與鉛鋅礦、多金屬礦、鎢鉬礦、鎢鈹?shù)V的成礦關(guān)系密切;此外,上述巖性均具有高F的特征,在其外圍斷裂帶常發(fā)育大、中型螢石礦。
圖9 唐舍復(fù)式巖體內(nèi)、外接觸帶蝕變礦化特征Fig.9 Alteration and Mineralization Characteristics of Inside and Outside Contact Zones of Tangshe Complex Pluton
圖10 浙北—皖南交界區(qū)侵入巖與浙江省侵入巖金屬元素平均含量對(duì)比Fig.10 Comparison of the Average Metal Element Contents of Intrusive Rocks in the Northern Zhejiang-southern Anhui Junction Area and Zhejiang Province
勘查地球化學(xué)顯示:唐舍復(fù)式巖體侵入接觸帶周?chē)l(fā)育白鎢、黃金、辰砂、雄黃、鉛族、鈦鐵、磷灰石、石榴石等重砂異常和1∶50 000 As-Sb-Mo-Au-Ag-Ni-Cu-Hg-Zn-Pb、Sb-As-W-Mo-Ag-Au-Ni-Bi-Zn-Cu-Co-Pb、Au-Ag-Ni-As-Cu-Pb-Zn-Co、As-Sb-Au-Hg-Ag-Pb-Zn-Cu-Co等4個(gè)水系沉積物組合異常(圖2);位于巖體中心的水系沉積物組合異常含有W-Mo-Bi等高溫元素,往接觸帶逐漸過(guò)渡為以Pb-Zn-Cu-As-Sb等中低溫元素為主,其中北部的As-Sb-Mo-Au-Ag-Ni-Cu-Hg-Zn-Pb組合異常分布于中粗粒正長(zhǎng)花崗巖與震旦紀(jì)—寒武紀(jì)圍巖接觸帶位置,異常的元素套合較好,且大多發(fā)育二級(jí)含量分帶;Zn異常峰值為720×10-6,均值為426×10-6,Ag異常峰值為2.03×10-6,均值為1.68×10-6,Pb異常峰值為117×10-6,均值為93×10-6,As異常峰值為394×10-6,均值為120×10-6,Au異常峰值為43.4×10-9,均值為9.23×10-9,Sb異常峰值為29.40×10-6,均值為9.21×10-6,Mo異常峰值為60.8×10-6,均值為42.4×10-6,Cu異常峰值為204×10-6,均值為99.5×10-6;該水系沉積物組合異常的土壤地球化學(xué)剖面同樣顯示在中粗粒正長(zhǎng)花崗巖與震旦系藍(lán)田組碳酸鹽巖建造的接觸帶上發(fā)育強(qiáng)烈的Ag-Pb-Zn-Cu異常(圖11),Ag最高含量為9.71×10-6,Zn最高含量為1 236×10-6,異常成礦條件有利,地表矽卡巖礦化蝕變強(qiáng),可見(jiàn)團(tuán)塊狀閃鋅礦化和順層狀方鉛礦化,具有較好的找礦前景。因此,根據(jù)唐舍復(fù)式巖體周?chē)乇淼V化蝕變和地球化學(xué)特征,建議后期注意在復(fù)式巖體外接觸帶藍(lán)田組一段和三段的碳酸鹽巖層位尋找矽卡巖型礦床,在NE向及NW向斷裂發(fā)育地段尋找熱液充填型礦床。
(1)江南造山帶東北緣唐舍復(fù)式巖體由4種巖性組成,由老到新巖性依次為中粒二長(zhǎng)花崗巖、中粗粒正長(zhǎng)花崗巖、粗中粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖和細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖,成巖年齡分別為(140.4±3.3)、(131.7±3.2)、(132.2±1.6)和(125.0±2.0)Ma。
(2)唐舍復(fù)式巖體的巖石均具有高Si、富堿、低P、低Ti的特征,屬準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)、高鉀鈣堿系列巖石。從早到晚,巖漿演化具有SiO2含量、K2O含量、K2O/Na2O值、A/CNK值逐漸增高,TiO2、Al2O3、TFeO、MgO、CaO、P2O5含量逐漸降低,負(fù)Eu異常逐漸增強(qiáng),分異程度逐漸增高等特征。巖石屬I(mǎi)型花崗巖類(lèi),為古太平洋板塊俯沖-碰撞造山后陸內(nèi)拉張環(huán)境下的古老江南造山帶東部下地殼物質(zhì)的重融,經(jīng)結(jié)晶分異作用侵位的產(chǎn)物。
圖(a)中波浪線(xiàn)表示曲線(xiàn)超過(guò)了縱坐標(biāo)最大值圖11 中粗粒正長(zhǎng)花崗巖內(nèi)、外接觸帶地質(zhì)剖面與土壤地球化學(xué)剖面Fig.11 Geological and Soil Geochemical Profiles of Inside and Outside Contact Zones of Medium-coarse Grained Syenogranite
(3)唐舍復(fù)式巖體侵入接觸帶顯示由內(nèi)至外礦化類(lèi)型具有鎢→銀鉛鋅→銻/螢石的分帶性,發(fā)育一個(gè)矽卡巖型-熱液脈型礦化系統(tǒng),具有較好的找礦前景。
鋯石年齡測(cè)試和數(shù)據(jù)處理得到南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室武兵老師的指導(dǎo)和幫助,全巖主量、微量元素分析由國(guó)土資源部杭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心董利明老師完成,在此一并表示感謝!
地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)2021年4期