宁芜和庐枞火山岩盆地玢岩铁矿矿床地球化学特征及其成矿动力学背景探讨

玢岩铁矿是我国铁矿的一个重要成矿类型,宁芜和庐枞火山岩盆地是长江中下游地区玢岩铁矿的主要矿集区.对宁芜和庐枞盆地的构造分析结果表明,NNE向断裂和NW向断裂控制了区内的岩浆活动,断裂的交汇部位往往是玢岩铁矿产出的有利空间.综合对比了宁芜和庐枞地区玢岩铁矿成矿岩体的主量元素、稀土元素以及铅同位素特征,表明其具有相似的地球化学特征和共同的物质来源.稀土元素特征表明两盆地玢岩铁矿的成矿物质主要来源于地幔或下地壳;Pb同位素特征则进一步说明其与EM-Ⅱ型富集地幔具有密切关系.宁芜和庐枞盆地在燕山期受太平洋板块俯冲作用的影响,成矿作用受岩浆活动所控制.两盆地玢岩铁矿成矿作用的差异,可能是由于其受地壳物质混染程度不同所致.     

长江中下游金牛盆地花岗斑岩和流纹斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

金牛盆地位于鄂东南矿集区,是长江中下游成矿带重要的火山岩盆地之一.相对宁芜和庐枞盆地,金牛盆地找矿一直没有取得重大突破,对其中次火山岩的年代学、成因和成矿属性的研究也很少.本次选择盆地中心吴佰浩地区深部钻孔中的花岗斑岩和流纹斑岩,开展锆石U-Pb年龄和Hf同位素的研究工作,获得了流纹斑岩锆石206Pb/238U的加权平均年龄为128±1Ma (n=14,MSWD=2.5),锆石Hf同位素(176Hf/177Hf),和εHf(t)分别为0.28247～0.28262和-2.5～ -7.7;花岗斑岩锆石206 Pb/238U的加权平均年龄为129±1Ma (n=12,MSWD=1.3),锆石Hf同位素(176Hf/177Hf),和εHf(t)分别为0.28239～0.28259和-3.6～-10.7.本文确定金牛盆地中流纹斑岩和花岗斑岩的形成时代为129～128Ma,与金牛盆地火山岩的形成时代(130～125Ma)相当,暗示金牛盆地火山岩和次火山岩均形成于早白垩世,流纹斑岩和花岗斑岩是壳幔混合的产物.金牛盆地火山岩的形成时代与宁芜、、庐枞盆地相当,次火山岩的形成时代也与宁芜、庐枞盆地玢岩铁矿的成矿岩体相当.提出金牛盆地除应关注玢岩铁矿外,更应该关注与次火山岩有关的热液金矿.     

宁芜盆地钟姑矿田典型铁矿成矿岩体Hf-O同位素特征及地质意义

钟姑矿田位于宁芜盆地南部,受矿田内格状构造控制产出一系列早白垩世(129~132Ma)闪长岩及二长岩类侵入体,与铁矿床的形成密切相关,而区域内成矿岩体的研究尤其是岩浆岩的起源和演化有待进一步探讨。本次工作以矿田内的姑山辉石闪长玢岩、龙山辉石闪长岩、白象山闪长岩、钟九闪长岩和太平山二长岩等与铁成矿有关的岩体为研究对象,开展LA-ICP-MS原位锆石Hf同位素和SHRIMP原位O同位素研究。结果显示,钟姑矿田各成矿岩体具有较一致的锆石Hf-O同位素组成,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282425~0.282695,εHf(t)值为-12.3~-3.9,tDM2范围在1.26~1.86Ga;锆石δ18O集中于3.34‰~8.05‰,捕获锆石的176Hf/177Hf比值为0.282324~0.282487,εHf(t)=-15.8~-10.1,锆石tDM2年龄在1.72~20.8Ga之间,锆石δ~(18)O相对集中于5.90‰~6.51‰。钟姑矿田岩浆岩起源于富集的岩石圈地幔,同位素特征指示其携带板块俯冲和蚀变洋壳信息,钟姑矿田的成岩成矿作用应与伸展背景下古太平洋板块俯冲有关。与长江中下游其他矿集区岩浆岩对比研究表明,包括宁芜在内的长江中下游地区岩浆岩具有相同的地幔源区,以铁矿床为主的宁芜和庐枞盆地岩浆岩源区成分以交代岩石圈地幔为主,而以铜陵、繁昌为代表的铜多金属成矿区的岩浆岩受长江中下游新元古代基底的更多影响。     

安徽宣城茶亭铜金矿床赋矿石英闪长玢岩锆石U-Pb年龄及岩石成因

安徽宣城茶亭Cu-Au矿床是长江中下游成矿带内新发现的一个斑岩型矿床。文章对该矿床赋矿石英闪长玢岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄及岩石主量与微量元素、Sr-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素分析,旨在探讨其岩浆起源和岩石成因。锆石U-Pb同位素年龄测定结果显示,赋矿石英闪长玢岩形成年龄为137.8±1.3 Ma(MSWD=0.72),为早白垩世岩浆活动的产物。岩石主量元素显示其具富碱富钠特征,为亚碱性准铝质高钾钙碱性系列岩石。岩石微量元素显示其富集大离子亲石元素K、Rb、Sr、Ba和轻稀土元素,弱富集Zr和Hf,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等,稀土元素配分型式表现为无明显Eu异常。岩石(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值介于0.706403~0.707903之间,ε_(Nd)(t)值介于-7.4~-13.3之间(t=137.8 Ma)。锆石ε_(Hf)(t)值为-4.25~-11.75(t=137.8 Ma)。主量元素、微量元素、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素地球化学特征均指示,赋矿石英闪长玢岩可能是富集岩石圈地幔与扬子下地壳物质部分熔融形成的岩浆混合后侵位的产物。对比长江中下游成矿带断隆区和断凹区侵入岩发现,宣城茶亭矿床赋矿石英闪长玢岩与长江中下游成矿带断凹区(宁芜、庐枞矿集区等)侵入岩,无论是岩石主量与微量元素地球化学特征还是同位素地球化学特征都存在一定差异,而与断隆区(铜陵矿集区)赋矿岩浆岩表现出一致性,暗示宣城茶亭矿床赋矿石英闪长玢岩与长江中下游成矿带断隆区岩浆岩有着基本一致的成岩物质来源和岩石成因机制,是富集岩石圈地幔熔融岩浆及其引起的下地壳物质部分熔融岩浆发生岩浆混合作用并伴随着一定程度的分离结晶作用进而浅成侵位形成。     

宁芜盆地火山-次火山岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

宁芜火山盆地是长江中下游重要的火山盆地之一,在盆地内自下而上依次发育龙王山组、大王山组、姑山组和娘娘山组火山岩和若干个同源次火山岩或小侵入岩体。本文对宁芜盆地火山-次火山岩进行了详细的锆石U-Pb年龄和Hf同位素地球化学研究。研究结果表明,大王山组粗安岩锆石U-Pb年龄为130.3±0.9Ma,姑山组两个粗安岩锆石U-Pb年龄分别为128.2±1.3Ma和128.5±1.8Ma,另外三个侵入岩年龄分别为127.1±1.2Ma、128.3±0.6Ma和128.2±1.0Ma,均为早白垩纪。综合前人成果,认为长江中下游地区火山盆地内火山活动的时限在135～124Ma之间,不存在侏罗纪岩浆活动。宁芜盆地火山岩和侵入岩的锆石176Hf/177Hf值在0.282502～0.282673范围内,εHf(t)变化为-6.9～-0.7,显示岩浆源自于岩石圈富集地幔部分熔融并在上升过程中受地壳物质的混染,为岩石圈伸展环境的产物。     

钟姑矿田太平山铁矿床二长岩年代学及地球化学特征

太平山铁矿床位于长江中下游成矿带宁芜火山岩盆地南段的钟姑矿田北东部。与区域玢岩型铁矿赋矿岩石不同的是,太平山铁矿床赋存在二长岩中。对赋矿二长岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学特征分析,探讨其成岩成矿地质意义。研究显示,太平山铁矿床中二长岩的锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄在129.0±2.0 Ma~132.8±1.8 Ma之间,属于早白垩世,与钟姑矿田内其他铁矿床的赋矿岩石年龄一致,与整个宁芜火山岩盆地内赋矿的闪长质岩浆活动时限也相吻合;二长岩总体具有大离子亲石元素Rb、Ba、Th、K相对富集,高场强元素Nb、Hf轻微亏损,P、Ti明显亏损的特征;微量元素对Nb/La比值1,Nb/U值介于3.05~5.46之间,低于全球MORB和OIB的平均值,也低于地壳的平均值,表明其起源于富集的交代岩石圈地幔并受到地壳物质混染,岩浆起源及演化与钟姑矿田、宁芜火山岩盆地内的赋矿闪长玢岩具有相似的特征。太平山铁矿床的成岩成矿作用应形成于中国东部整体岩石圈减薄的地球动力学背景,具有新的铁成矿指示意义。     

宁芜盆地火山作用峰期锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素研究

宁芜盆地是长江中下游重要的火山岩盆地之一,发育龙王山、大王山、姑山和娘娘山4期火山喷发旋回。盆地内火山作用峰期的大王山期和姑山期火山喷发旋回的安山岩样品的锆石定年和Hf同位素分析研究表明,大王山组2个安山岩年龄分别为(130.6±1.6) Ma和(132.6±1.8) Ma,姑山组安山岩年龄为(131.7±1.1) Ma,均为早白垩世。锆石176Hf/177Hf比值为0.282 468～0.282 607,εHf(t)集中在-3～-6之间,结合前人的岩石地球化学数据,认为宁芜盆地火山岩源区可能主要为富集地幔,有少量地壳物质的混染。宁芜盆地火山作用峰期岩浆活动是太平洋板块俯冲作用减弱、发生后撤拉张背景下的产物。     

宁芜盆地浅成侵入岩的锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究及其地质意义

宁芜火山岩盆地是长江中下游成矿带中最重要的矿集区之一,以产出玢岩型铁矿而著称。盆地内的岩浆活动产物可分为龙王山组,大王山组,姑山组和娘娘山组4个旋回火山岩及相关浅成侵入岩。本文对该盆地中凹山铁矿的成矿母岩——辉长闪长玢岩进行了精确的锆石U-Pb定年和Hf同位素组成测定。3个样品的锆石U-Pb年龄分别为(123±1)Ma,(127±3)Ma和(125±2)Ma。前人已对该盆地中火山岩开展过较多的定年工作,获得大王山组的锆石U-Pb年龄为127~131Ma。因此,与成矿密切相关的辉长闪长玢岩与第二旋回大王山组火山岩同期,形成年龄相近或略晚于火山岩。辉长闪长玢岩中锆石εHf(t)值为-6.3~-8.6,结合前人的地球化学数据,该岩石的形成可能与软流圈地幔上涌、富集岩石圈地幔熔融并与地壳物质混合有关,这一过程发生于华南约125Ma时岩石圈强烈伸展时期。同位素组成特征表明,与盆地内火山岩相比,宁芜浅成侵入岩形成过程中有更多的地壳物质加入。     

鄂东南地区何锡铺岩体锆石U-Pb定年、岩浆源区及其地质意义

鄂东南地区存在大量中酸性小岩体,部分小岩体与斑岩型铜钼金矿床关系密切。对位于鄂东南东区南部的何锡铺花岗闪长斑岩体进行了锆石U-Pb定年和Hf同位素组成测定。定年结果显示:花岗闪长斑岩样品的岩浆结晶年龄为(142±1)Ma,属早白垩世。这与鄂东南地区和九江-瑞昌地区含矿小岩体形成年代基本一致。何锡铺岩体锆石176 Hf/177 Hf比值为0.282 372~0.282 656,在t=142 Ma时,对应的εHf(t)值为-11.1~-1.1,平均值为-6.3。锆石εHf(t)值具不均一性,类似于阮宜湾岩体,而不同于铜山口岩体和龙角山岩体。岩体具高Sr/Y比值,无明显Eu负异常。全岩初始锶同位素比值(87Sr/86Sr)i为0.705 88,εNd(t)值为-4.9。全岩地球化学、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素特征一致表明富集地幔是何锡铺岩体的重要源区,原始幔源岩浆可能存在古老地壳物质的混染。何锡铺岩体不仅具有与铜山口岩体类似的岩石学特征,还具有与其类似的地球化学特征。幔源物质的参与指示该岩体具有形成斑岩型铜钼金矿床的潜力。     

大兴安岭中北段莫尔道嘎地区含矿斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及成矿意义

处于大兴安岭中北段额尔古纳地块的莫尔道嘎地区发育大量花岗质岩石,本文报道了该地区与斑岩钼矿有关的花岗斑岩、花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征。锆石的LA-ICPMSU-Pb年龄测试结果显示,太平川含矿斑岩体的形成年龄分别为183.6、193.7和199.1Ma,表明花岗岩主要形成于早侏罗世,可能代表蒙古-鄂霍茨克洋闭合阶段的岩浆侵入事件。锆石的Hf同位素研究显示,3件含矿斑岩样品锆石εHf(t)分别为-3.2～0.4、-3.1～1.8和-3.7～-1.1,两阶段模式年龄分别为1322、1276和1394Ma,岩浆起源于中新元古代增生的地壳物质。结合额尔古纳地块已有的花岗岩锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中新元古代曾发生过地壳增生,增生的地壳物质于早侏罗世发生熔融,形成花岗质岩浆并成矿。太平川含矿斑岩具有与乌奴格吐山含矿斑岩相似的大地构造背景、岩石地球化学特征和岩石年龄,推测太平川斑岩钼矿的成矿年代大致在195～180Ma。