徐耀明等 九瑞矿集区山上湾矿区石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的年代学 地球化学及成矿意义 黑云母化学成分所反映的岩浆岩氧逸度位于赤铁矿 磁铁矿缓冲线之下 低于武山花岗闪长斑岩体 斜长石斑晶均为中长石 并具有韵律环带 北面两条岩脉 Ⅱ Ⅲ 锆石 ＬＡ Ｉ ＣＰ ＭＵ Ｐｂ定年结果分别为 ± Ｍ和 ± Ｍ

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1 /2012/028(10) ActaPetrologicaSinica 岩 石 学 报 九 瑞 矿 集 区 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 年 代 学 地 球 化 学 及 成 矿 意 义 1 徐 耀 明 1 蒋 少 涌 1 朱 志 勇 1 周 巍 1,2 孔 凡 斌 1 孙 明 志 XUYaoMing 1,JIANGShaoYong 1,ZHUZhiYong 1,ZHOUWei 1,KONGFanBin 1,2 andsunmingzhi 1 1. 内 生 金 属 矿 床 成 矿 机 制 研 究 国 家 重 点 实 验 室, 南 京 大 学 地 球 科 学 与 工 程 学 院, 南 京 江 西 地 质 矿 床 勘 查 开 发 局 赣 西 北 大 队, 九 江 StateKeyLaboratoryforMineralDepositsResearch,SchoolofEarthSciencesandEnginering,NanjingUniversity,Nanjing210093,China 2.NorthwesternJiangxiGeologicalTeam,BureauofExplorationandDevelopmentofGeologyandMineralResearchesofJiangxiProvince, Jiujiang332000,China 收 稿, 改 回 XuYM,JiangSY,ZhuZY,ZhouW,KongFBandSunMZ.2012.Geochronology,geochemistryandmineralizationof thequartzdiorite porphyriteand granodioriteporphyryin theshanshangwan areaofthejiuruioredistrict,jiangxi Privince.ActaPetrologicaSinica,28(10): Abstract Inordertoconstrainpetrogenesisandcorespondingmineralizationsignificance,adetailedstudyongeochronology, mineralchemistry,majorandtraceelementalandsr Nd Hfisotopegeochemistrywasperformedforthequartzdiorite porphyriteand granodioriteporphyryintheshanshangwanareaofthejiuruioredistrict,jiangxiprovince.thebiotitephenocrystsofthesamplesare aleastonite,andtheircompositionsindicateaf O2 lowerthanhm buferline.altheplagioclasephenocrystsareandesineand characterizedbyoscilatoryzoningtexture.zirconla ICP MSU Pbdatingsuggestsemplacementagesof149 2±2 7Maand148 5± 1 4Maforthetwonortherndykes(Ⅱ andⅢ),and139 0±1 3Maforthesouthernmostdyke(Ⅰ).Shanshangwanintrusiverocks arecharacterizedbysio 2 andk 2 Ocompositionsof58 8% to63 0%,and1 9% to2 4%,respectively,enrichmentinlightrare earthelements(lree)andlargeionlithophileelements(lile),andrelativedepletioninnb,ta,y andyb.theyshowno negativeeuanomalies(eu/eu =0 98~1 13,withanaverageof1 05)andnonegativeSranomalies.TheinitialSr(( 87 Sr/ 86 Sr) i =0 7060~0 7092,withanaverageof0 7074),Nd(ε Nd (t)=-2 9~-2 0,withanaverageof-2 3)andzirconHf(ε Hf (t)= -11 8~2 3,withanaverageof-1 1)isotopiccompositionsoftheShanshangwanintrusiverocksandtheirslightlyhigherMgO contents(rangingfrom2 0% to2 8% withanaverageof2 5%),highMg # value(rangingfrom42to51withanaverageof48)and highcompatibletraceelement(cr,niandⅤ)contentsexhibitthatthemagmamayhaveexperiencedintenseinteractionwithmantle. ComprehensivegeochemicalandSr Nd HfisotopicdatademonstratethattheShanshangwanintrusiverocksmayhaveoriginatedfrom partialmeltingofthickenedlowercrustdelaminatedintomantle.inaddition,severalkindsofalterationmineralsandcumineralization havealreadybeenfoundwithintheshanshangwanintrusions,andthepetrogenesisofthisdistrictisidenticalwiththeother mineralization relatedgranodioriteporphyriesinthejiuruioredistrict.thereforewesuggestthatthecontactzonebetweencarbonate rocksofordovicianandintrusiverocks,andtheinterfacebetweencarbonatestrataofordovicianandsiltstoneofsilurianwouldhost highpotentialtoformoredepositsofeconomicsignificance. Keywords ZirconU Pbdating;Hfisotope;Geochemistry;Intrusiverocks;Shanshangwanarea;Jiuruimetalogenicbelt 摘 要 山 上 湾 矿 区 位 于 九 瑞 矿 集 区 西 南 部 的 大 浪 水 库 附 近, 区 内 地 表 出 露 有 数 条 近 东 西 向 的 岩 脉, 发 现 有 较 强 的 蚀 变 作 用 及 铜 矿 化, 有 可 能 成 为 九 瑞 矿 集 区 的 一 个 新 的 成 矿 远 景 区 因 此, 我 们 对 这 些 岩 脉 开 展 了 详 细 的 岩 相 学 和 矿 物 化 学 研 究 及 锆 石 U Pb 定 年 主 微 量 元 素 及 Sr Nd Hf 同 位 素 研 究 工 作, 对 岩 石 成 因 及 成 矿 意 义 进 行 了 初 步 探 讨 山 上 湾 矿 区 出 露 的 岩 脉 分 别 为 石 英 闪 长 玢 岩 及 花 岗 闪 长 斑 岩, 对 岩 石 中 黑 云 母 和 斜 长 石 斑 晶 进 行 电 子 探 针 分 析 后 发 现, 黑 云 母 均 属 富 镁 黑 云 母, 由 本 文 受 科 技 部 973 项 目 (2012CB416706) 十 二 五 国 家 科 技 支 撑 计 划 (2011BAB04B03) 和 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( ) 联 合 资 助. 第 一 作 者 简 介 : 徐 耀 明, 男,1985 年 生, 博 士 生, 矿 床 学 专 业,E mail:yaoming.xu@gmail.com 通 讯 作 者 : 蒋 少 涌, 男,1964 生, 教 授, 矿 床 学 和 地 球 化 学 专 业,E mail:shyjiang@nju.edu.cn

2 徐耀明等 九瑞矿集区山上湾矿区石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的年代学 地球化学及成矿意义 黑云母化学成分所反映的岩浆岩氧逸度位于赤铁矿 磁铁矿缓冲线之下 低于武山花岗闪长斑岩体 斜长石斑晶均为中长石 并具有韵律环带 北面两条岩脉 Ⅱ Ⅲ 锆石 ＬＡ Ｉ ＣＰ ＭＵ Ｐｂ定年结果分别为 ± Ｍ和 ± Ｍ 最南面一 ± Ｍ 该区岩浆岩地球化学特征如下 Ｏ 为 Ａ 条岩脉 Ⅰ 年龄稍小 为 Ｏ 为 岩石样品在 ＫＯ Ｏ 图中落于高钾及中钾钙 碱 性 岩 范 围 内 样 品 Ａ ＣＮＫ值 为 Ａ ＮＫ值 为 在 Ａ ＣＮＫ Ａ ＮＫ图解中落于准铝质和过铝质范围 岩石富集大离子亲石元素 平均 富 集相容元素 Ｃ Ｃ Ｎ Ⅴ 亏损高场强元素 Ｙ Ｎｂ Ｔ 无 负异常 轻稀土富集 重稀土亏损 Ｌ Ｙｂ Ｎ 稀土总量为 Ｅ Ｅ 平均 无 Ｅ负异常 岩石的初始 值变化在 之间 平均 εｎｄ 值 Ｃ 之间 平均 利用两阶段模式计算出的 Ｎｄ同位素模式年龄 Ｇ 锆石初始 Ｈｆ Ｈｆ 值 在 ＤＭ为 Ｃ 之间 εｈｆ 值在 之间 平均 计算的 Ｇ 根据上述岩石地球化 在 ＤＭ值为 学和同位素数据 初步认为山上湾地区的岩浆岩很可能是由加厚的下地壳拆沉入软流圈地幔后 发生部分熔融 熔体在上升 过程中又与地幔发生了强烈相互作用 最终形成了具有明显壳幔混源特征的石英闪长玢岩及花岗闪长斑岩 目前我们已经 在山上湾矿区北面两条岩脉 Ｉ Ｉ Ⅲ 的地表露头上发现了多种蚀变现象以及铜的矿化 加之它们的成岩年龄及岩石成因与九 瑞其他成矿花岗闪长斑岩相同 我们推测 在该区深部岩体中 岩体与奥陶系灰岩的内外接触带上 以及岩体附近的奥陶系与 志留系地层接触界线部位 均存在成矿的可能性 值得投入更大力量 争取该区找矿新突破 关键词 锆石 Ｕ Ｐｂ定年 Ｈｆ同位素 地球化学 浅成侵入岩 山上湾矿区 九瑞矿集区 中图法分类号 Ｐ Ｐ 江西九瑞矿集区属长江中下游成矿带 包括江西省西北 山上湾矿区位于九瑞矿集区西南部的大浪 韍 水库附 部的九江市及瑞昌市周边地区 目前该矿集区的铜产量主 近 位置如图 所示 矿区内有数条近东西向的石英闪长玢岩 要来自以矽卡岩型 块状硫化物型矿床为主的武山铜矿 及 及花岗闪长斑岩岩脉 前人和我们最近的工作均在该区的岩 以斑岩型 块状硫化物型矿床为主的城门山铜矿 近年来 脉中 以及与之接触的志留系粉砂岩中发现了铜矿化 山上 随着国家深部找矿战略以及整装勘查等工作的部署和展开 湾有可能成为九瑞的一个新的成矿远景区 因此 我们对这 在九瑞的许多成矿远景区 如金鸡窝 武山外围 宝山等地 Ｐｂ定年 矿物化学 主微量 些浅成侵入岩脉开展了详细的 Ｕ 已经取得了找矿的显著进展 该区显示出了非常大的深部成 元素及 Ｎｄ Ｈｆ同位素的研究工作 对岩石成因及成矿意义 矿远景 进行了初步探讨 图 九瑞矿集区地质简图及山上湾矿区位置 Ｆ Ｇ ｋ ｍ ｆ Ｊ ｄ ｄ ｆ ｗ

3 Ａ Ｐ 岩石学报 岩浆 成矿亚带 刘迅 翟裕生等 造 洋鸡山 丁家山 构造 岩浆 成矿亚 山上湾矿区位于大浪 地质背景 九瑞矿集区地处扬子板块北缘 大别造山带以南 是长 带的西端 该矿区地表出露有三条浅成侵入岩岩脉 图 近东西向顺层侵入志留纪粉砂岩地层中 为便于区分和表 江中下游成矿带的七个矿集区之一 该地区北西西向的基 述 将三条岩脉按由南到北的顺序 编号为岩体Ⅰ Ⅱ和Ⅲ 底断裂为一级控岩控矿构造 沿该断裂由南东至北西依次分 二十世纪七八十年代赣西北地质队在山上湾最北部的岩体 布有城门山 丁家山 武山 东雷湾和邓家山等岩株 图 个左右的浅钻 在岩体Ⅲ浅部发 Ⅲ做了一些工作 施工了 这些岩浆岩均与区内大中型矿床或不同程度的矿化有关 构 现有分散的 Ｃ矿化 不具备工业意义 已有的化探工作同 成了该区最主要的构造 岩浆 成矿带 黄恩邦等 翟 时发现 南部的岩体Ⅰ地表的金矿化异常很好 浅部具有寻 裕生等 区内主要的侵入岩除花岗闪长斑岩 找与石英闪长玢岩有关的热液金矿的潜力 外 还分布有石英闪长玢岩 石英斑岩 花岗细晶岩和煌斑岩 脉 目前对这些岩浆岩侵入时代的研究表明 九瑞地区的岩 浆活动集中在 ± Ｍ至 ± Ｍ之间 Ｄ Ｌ Ｙ 蒋 少 涌 等 李亮和蒋少涌 陈志洪等 该区地层由 样品与分析方法 本文分析测试的 件岩石样品均来自于山上湾矿区地 Ｗ 表露头 样品对应的采集位置已在图 中标出 样品 包含多个轴向近平行 并交替出现的背斜 向斜的复式褶皱 采自岩体Ⅰ 灰黑色 斑状结构 块状构造 手标本可见六方 所构成 褶皱轴线从西到东由北东东向逐渐转至北东向 总 短柱状自形黑云母斑晶 斜长石斑晶 镜下可见少量的石英 体为一向南东弯曲的弧形复式褶皱带 图 除上述提到 斑晶和角闪石斑晶 图 样品较新鲜 仅角闪石发生微弱 的岩株状岩浆岩外 该区的岩脉则大多沿地层不整合面及层 Ｗ 及 Ｗ 采自岩体Ⅱ 灰色 斑状结构 块 蚀变 样品 间薄弱面贯入式分布 与组成复式褶皱的地层走向方向相一 状构造 手标本可见黄铁矿化 镜下可见斜长石斑晶及石英 致 构成了区内的次级构造 岩浆 成矿带 已有的研究将次 斑晶 图 Ｗ 至 Ｗ 四块样品 采 自 岩 体 Ⅲ 灰 黑 级构造 岩浆 成矿带划分为五组 自北西向南东有 东雷 色 斑状结构 块状构造 手标本可见长石斑晶 黑云母斑晶 通江岭 构造 岩浆 成矿亚带 丫头山 宝山 夫山 构造 湾 Ｗ 和 Ｗ 较为新鲜 仅角闪 以及石英斑晶 其中样品 岩浆 成矿亚带 宋家湾 武山 构造 岩浆 成矿亚带 大 石斑晶发生微弱蚀变 Ｗ 及 Ｗ 则可见钾化 黄铁矿 浪 洋鸡山 丁家山 构造 岩浆 成矿亚带 长山 城门山 构 化及黄铜矿化等矿化蚀变现象 图 图 总的来看 在山 图 山上湾矿区地质简图及采样位置 Ｆ Ｇ ｋ ｍ ｄ ｍ ｆ ｗ

4 徐耀明等 九瑞矿集区山上湾矿区石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的年代学 地球化学及成矿意义 图 山上湾侵入岩岩石薄片照片 示岩石结构及蚀变情况 ＷＷ 岩体Ⅰ石英闪长玢岩样品 可见晶型完好的黑云母斑晶 发育环带和聚片双晶的斜长石斑晶 发生蚀变的暗色矿物斑晶以及少 量石英斑晶 正交偏光 ｂ ＷＷ 岩体Ⅱ石英闪长玢岩样品 可见黄铁矿化蚀变以及绿泥石化蚀变 单偏光 ＷＷ 岩体Ⅱ石英闪长 玢岩样品 可见发育环带和聚片双晶的斜长石斑晶 熔蚀为浑圆状的石英斑晶以及发生蚀变的黑云母斑晶 正交偏光 ｄ ＷＷ 岩体Ⅱ石 ＷＷ 岩体Ⅲ花岗闪长斑岩样品 可 英闪长玢岩样品 可见斜长石斑晶发生绢云母化蚀变 以及熔蚀为浑圆状的石英斑晶 正交偏光 见具聚片双晶的斜长石斑晶 自形石英斑晶 黑云母斑晶以及略具角闪石晶型的暗色蚀变矿物 正交偏光 ｆ ＷＷ 岩体Ⅲ花岗闪长斑岩 样品 可见钾化蚀变 原暗色矿物被新的细小的黑云母集合体取代 仍保留原暗色矿物晶型 左侧为正交偏光 右侧为单偏光 矿物缩写 Ｐ 斜长石 Ｂ 黑云母 Ｐｙ 黄铁矿 Ｃ 绿泥石 Ｑ ｚ 石英 绢云母 Ｆ Ｍ ｆ ｄ ｆ ｍ ｗ ｖ ｋ ｗ ｋ ｘ ｄ 上湾矿区的侵入岩岩脉中 除可见到绿泥石化 绢云母化 钾 石 最后在双目镜下挑纯 将选出的锆石颗粒制靶 用于后 化等蚀变现象外 图 金属矿化普遍 由镜下观察可知 主 续分析测试 在透射光和反射光显微观察的基础上 选择合 要为黄铁矿化 次为黄铜矿化及辉钼矿化 以细脉状 浸染状 适的锆石颗粒进行阴极发光 ＣＬ图像拍摄 以便在做定年测 为主 团块状 星点状次之 图 由广州澳实矿物实验室 试及 Ｈｆ同位素分析时能知晓锆石内部结构并避开包裹体以 完成的 Ｉ ＣＰ ＡＥ测 试 显 示 该 区 铜 矿 化 的 铜 平 均 含 量 为 及内部裂隙的干扰 锆石阴极发光 ＣＬ图像拍摄使用加装 矿化主要分布在北面两条岩脉与围岩的内 Ｇ Ｍ ＣＬ 型阴极发光探头的 Ｊ ＥＯＬＪ ＸＡ 型电子 外接触带上 受岩体控制明显 探针仪完成 锆石 Ｕ Ｐｂ定年则使用 Ｎ ｗｗ ｖ ＵＰ 激光 挑选出山上湾矿区的代表性侵入岩样品磨制成电子探 剥蚀系统及 Ａ 型 Ｉ ＣＰ Ｍ完成 Ｉ ＣＰ Ｍ的分析 针薄片 对其中的斜长石和黑云母斑晶 用 Ｊ ＥＯＬＪ ＸＡ 数据通过普通铅校正和计算后得到相应的同位素比值 年龄 型电子探针仪进行矿物化学成份测定 加速电压 ｋ Ｖ 电流 程序完成谐和曲线绘制和年龄 以及误差 应用 Ｉ 强度 Ａ 加权平均计算 锆石原位 Ｈｆ同位素分析用 Ｎ ｗｗ ｖ ＵＰ 样品经人工破碎后 按常规的重力和磁选方法分选出锆 激光剥蚀系统和 Ｔ ｍｆ Ｎ Ｐ ＭＣ Ｉ ＣＰ Ｍ完

5 Ａ Ｐ 岩石学报 图 山上湾侵入岩岩石光片照片 示硫化物矿化情况 ＷＷ 岩体Ⅱ石英闪长玢岩样品 可见团块状黄铁矿化以及较晚的辉钼矿化围绕黄铁矿分布 ｂ ＷＷ 岩体Ⅲ花岗闪长斑岩样品 可见星点状黄铁矿化及黄铜矿化 ＷＷ 岩体Ⅱ石英闪长玢岩样品 可见浸染状 细脉状黄铜矿化围绕团块状黄铁矿分布 ｄ ＷＷ ＷＷ 岩体Ⅲ花岗闪长斑岩样品 粒 岩体Ⅲ花岗闪长斑岩样品 可见黄铁矿与黄铜矿共生 黄铜矿中包裹有较早形成的黄铁矿颗粒 状黄铁矿与黄铜矿共生 晚期的辉钼矿化沿黄铁矿 黄铜矿边缘及共生界面分布 ｆ ＷＷ 岩体Ⅲ花岗闪长斑岩样品 可见粒状黄铜矿化 黄铁矿 Ｍ 辉钼矿 Ｃ 黄铜矿 脉状黄铁矿化包裹较早形成的黄铜矿颗粒 以及更晚形成的沿裂隙面分布的辉钼矿化 矿物缩写 Ｐｙ Ｆ Ｍ ｆ ｄ ｋ ｂ ｆ ｍ ｗ ｖ ｋ ｗ ｆ ｄ ｍ ｚ 成 详细分析流程见 侯可军等 对粉碎至 目的全岩粉末样品进行烧失量测定 并采 ｍ ｆ ＡＲＬ ＸＲＦ测试完成主量 用熔片法经 Ｔ 分析结果 元素分析 微量 元 素 和 稀 土 元 素 的 分 析 采 用 酸 溶 ＨＦ 矿物化学 Ｅ ｍ Ｉ ＣＰ Ｍ测定 相对 ＨＮＯ 方法 用 Ｆ Ⅱ型 ＨＲ 对山上湾矿区三条岩脉中的黑云母斑晶进行的电子探 标准偏 差 优 于 详 细 的 分 析 方 法 参 见 高 剑 峰 等 Ｆ 针分析结果见表 在黑云母分类图 图 将测试微量元素所用的酸溶后样液留出一半用于 中 所有黑云母均位于区域 属富镁黑云母 在黑云母氧逸 Ｎｄ同位素分析 经过 Ｂ Ｒ ｄ ＷＸ阳离子交换树脂分 ｄｅ 中 山上湾矿区的 度图解 图 ｂ Ｗ 离提纯出 和 Ｎｄ 然后使用 Ｔ ｍｆ Ｎ Ｐ ＭＣ Ｉ ＣＰ Ｍ测定其 和 Ｎｄ同位素比值 详细的同位素分离方法 参见 濮巍等 样品有关的所有实验分析测试工作均在南京大学内生 金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成 黑云母均位于 ＨＭ缓冲线以下 低于武山花岗闪长斑岩体的 氧逸度 斜长石的电子探针分析结果见表 斜长石牌号 Ａ值位于 之间 平均值 在斜长石分类图中所有 点均落于中长石范围 图 斜长石斑晶均具有浅成侵入 岩中常发育的韵律环带

6 徐 耀 明 等 : 九 瑞 矿 集 区 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 年 代 学 地 球 化 学 及 成 矿 意 义 3311 表 1 山 上 湾 侵 入 岩 黑 云 母 斑 晶 化 学 组 成 电 子 探 针 分 析 结 果 与 结 构 计 算 (wt%) Table1 ElectronmicroprobeanalysesandstructuralformulaofbiotitesfromtheShanshangwanintrusiverocks(wt%) 样 品 号 SSW 1 SSW 5 SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O F Cl Sum 基 于 22 个 氧 的 结 构 计 算 Si Al (Ⅳ) T 总 和 Al (Ⅵ) Ti Mg Fe Fe Mn Ca O 总 和 K Na Ⅰ 总 和 形 成 时 代 分 属 三 条 岩 脉 的 样 品 SSW 1 SSW 2 及 SSW 4 的 锆 石 U Pb 定 年 的 结 果 列 于 表 3 样 品 SSW 1 SSW 2 及 SSW 4 的 锆 石 晶 形 均 较 为 完 好, 透 明 度 较 高, 通 常 呈 双 锥 长 柱 状, 在 双 目 镜 下 可 见 锆 石 (100) 晶 面 发 育 一 般 长 100~300μm, 宽 50~100μm, 长 宽 比 约 2 1~4 1 在 CL 图 像 ( 图 6) 中 可 见 显 著 的 岩 浆 震 荡 环 带, 为 典 型 的 岩 浆 结 晶 锆 石 锆 石 Th/U 比 值 是 判 断 变 质 锆 石 与 岩 浆 锆 石 的 一 个 重 要 标 准 在 流 体 中 U 的 活 动 性 强 于 Th, 变 质 流 体 往 往 富 U 贫 Th, 因 此 变 质 锆 石 的 Th/U<0 1, 而 岩 浆 锆 石 的 Th/U 比 值 一 般 大 于 0 1 山 上 湾 的 三 个 样 品 Th/U 比 值 均 大 于 0 1( 表 3), 属 于 岩 浆 锆 石 范 围 (Belousova etal.,2002) 样 品 SSW 1 的 锆 石 共 分 析 了 10 个 点, 除 1 个 点 打 在 残 留 锆 石 上 给 出 较 老 的 年 龄 外, 其 余 9 个 点 ( 表 3) 的 年 龄 比 较 一 致, 206 Pb/ 238 U 年 龄 变 化 在 136~142Ma 之 间, 也 全 落 在 U Pb 年 龄 谐 和 线 上 ( 图 7), 给 出 的 加 权 平 均 年 龄 为 139 0± 1 3Ma(n=9,MSWD=1 3) 样 品 SSW 2 锆 石 共 分 析 了 10 个 点, 除 1 个 点 打 在 残 留

7 Ａ Ｐ 岩石学报 图 山上湾侵入岩矿物成分图解 黑云母分类图 底图据 Ｆ 金云母 铁金云母 富镁黑云母 镁铁黑云母 富铁黑云母 铁叶云母 ｂ 黑云母氧 逸度图解 底图据 Ｗ ｄｅ 长石分类图 底图据 Ｄ Ｆ Ｃ ｆ ｄ ｍ ｆｂ ｄｆ ｄ ｆ ｍ ｗ ｖ ｋ ｙ ｆ ｄ ｍ ｆｂ ｆ Ｆ ｍ ｂ ｆ ｂ ｂ ｆｆ Ｆ Ｍ ｆｂ ｆ Ｗ ｄｅ ｙ ｆ ｄ ｍ ｆｆ ｄ ｆ Ｄ 锆石上给 出 较 老 的 年 龄 及 个 点 不 谐 和 外 其 余 个 点 物种类和相对含量的观察 该区南面两条岩脉 Ⅰ Ⅱ 为石 Ｍ 表 的年龄比较一致 Ｐｂ Ｕ年龄变化在 英闪长玢岩 最北面的岩脉 Ⅲ 为花岗闪长斑岩 虽然这三 之间 全落在 Ｕ Ｐｂ年龄谐和线上 图 给出的加权平均年 条岩脉 Ｏ 含量差别并不大 但由南向北表现出了轻微的 龄为 ± Ｍ Ｍ ＷＤ 酸性增强的趋势 ＫＯ含量为 属高钾及中钾 样品 Ｗ 锆石共分析了 个点 除 个点不谐和外 钙碱性岩石 图 Ｐ ｄｔ ｙ Ａ Ｏ 为 其余 个点 表 的年龄非常一致 Ｐｂ Ｕ年龄变化在 Ｃ Ｏ为 Ｎ Ｏ为 Ｍ之间 也全落在 Ｕ Ｐｂ年龄谐和线上 图 给 铝 饱 和 指 数 Ａ ＣＮＫ值 为 Ａ ＮＫ值 为 ± Ｍ Ｍ ＷＤ 出的加权平均年龄为 属 准 铝 质 及 过 铝 质 范 围 图 ｂ Ｍ ｄ Ｐ 样品的 Ｍ Ｏ含量为 Ｍ 为 主量元素 表 列出了三条岩脉代表性样品的主量元素以及微量 Ｏ和 Ｃ Ｏ外 未 在主量元素哈克图解中 图 除 Ｍ 见其它主量元素含量与 Ｏ 变化表现出相关关系 元素含量分析结果 该区 岩 浆 岩 具 有 以 下 特 征 Ｏ 含 量 为 结合浅成侵入岩的定名规则 通过镜下对斑晶的矿 稀土及微量元素 山上湾矿区侵入岩稀土元素及其它微量元素分析结果

8 徐耀明等 九瑞矿集区山上湾矿区石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的年代学 地球化学及成矿意义 表 山上湾侵入岩长石斑晶化学组成电子探针分析结果与结构计算 ｗ Ｔ ｂ Ｅ ｍ ｂ ｙ ｄ ｆ ｍ ｆｆ ｄ ｆ ｍ ｗ ｖ ｋ ｗ 样品号 Ｗ Ｗ Ｗ Ｗ 位置 核部 边部 核部 边部 核部 边部 核部 Ｏ 边部 Ａ Ｏ Ｃ Ｏ Ｎ Ｏ ＫＯ Ｆ Ｏ ｍ Ａ Ｃ Ｎ Ｋ Ｆ Ａ Ａｂ Ｏ 图 山上湾侵入岩代表性锆石 ＣＬ图像及 Ｕ Ｐｂ年龄和 Ｈｆ同位素分析靶位 Ｆ ＣＬ ｍ ｆｚ ｆ ｍ ｗ ｖ ｋ ｗ ｍ ｋ ｄ ｆ Ｕ Ｐｂｄ ｄｈｆ ｙ 见 表 在 表 中 以 及 经 球 粒 陨 石 标 准 化 ｄ 平均 及相容元素 Ｍ Ｄ 后的稀土元素配分曲线 图 和经原 始地幔标准化 ｄｍ Ｄ 后的微量元素蛛 Ｃ Ｎ Ⅴ 亏损高场强元素 Ｙ Ｃ Ｎｂ Ｔ 网图 图 ｂ 中可以看出 该区岩石富集大离子亲石元素 无 负异常 轻稀土富集 重稀土亏损 Ｌ Ｙｂ Ｎ

9 3314 ActaPetrologicaSinica 岩 石 学 报 2012,28(10) 表 3 山 上 湾 侵 入 岩 锆 石 U Pb 定 年 结 果 Table3 ZirconU PbdatingoftheShanshangwanintrusiverocks U Th 232 Th/ U Pb/ 206 Pb 207 Pb/ 235 U 206 Pb/ 238 U 208 Pb/ 232 Th 207 Pb/ 235 U 206 Pb/ 238 U 测 点 号 ( 10-6 ) Ratio Ratio 1σ Ratio 1σ Ratio 1σ Ratio 1σ Age(Ma) 1σ Age(Ma) 1σ SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW

10 徐 耀 明 等 : 九 瑞 矿 集 区 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 年 代 学 地 球 化 学 及 成 矿 意 义 3315 表 4 山 上 湾 侵 入 岩 主 量 元 素 (wt%) 和 微 量 元 素 ( 10-6 ) 分 析 结 果 Table4 Major(wt%)andtraceelement( 10-6 )composi tionsoftheshanshangwanintrusiverocks 样 品 号 SSW 1 SSW 2 SSW 3 SSW 4 SSW 5 SSW 6 SSW 7 SiO TiO Al 2 O Fe 2 O3 T MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O P 2 O LOI Total Li Be Sc Ti V Cr Mn Co Ni Cu Zn Ga Rb Sr Y Zr Nb Mo Cd Sn Cs Ba La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Pb Bi Th U Eu/Eu REE 图 7 山 上 湾 侵 入 岩 锆 石 U Pb 谐 和 图 Fig 7 ZirconU PbconcordiadiagramsoftheShanshangwan intrusiverocks =14 31~18 96 稀 土 总 量 为 ~ , Eu/Eu =0 98~1 13, 平 均 1 05, 无 Eu 负 异 常 3 5 锆 石 Hf 同 位 素 本 文 对 进 行 U Pb 定 年 的 样 品 SSW 1 SSW 2 和 SSW 4

11 3316 ActaPetrologicaSinica 岩 石 学 报 2012,28(10) 均 -2 3 利 用 两 阶 段 模 式 计 算 出 的 Nd 同 位 素 模 式 年 龄 t C DM 为 1 1~1 2Ga 初 始 87 Sr/ 86 Sr 值 变 化 范 围 较 大 可 能 是 岩 石 受 到 了 一 定 蚀 变 作 用 的 影 响 ( 图 12) ε Nd (t) 值 的 计 算 采 用 现 代 球 粒 陨 石 值 ( 143 Nd/ 144 Nd) CHUR = (Goldsteinetal.,1984),( 147 Sm/ 144 Nd) CHUR = (JacobsenandWaserburg,1980), 两 阶 段 模 式 年 龄 t C DM 的 计 算 所 用 参 数 为 ( 143 Nd/ 144 Nd) DM = ,( 147 Sm/ 144 Nd) DM =0 2136(LiewandHofmann,1988) 4 讨 论 4 1 成 岩 年 龄 及 意 义 图 8 山 上 湾 侵 入 岩 SiO 2 vs.k 2 O 图 解 (a, 底 图 据 Peccerilo andtaylor,1976) 和 A/NK vs.a/cnk 图 解 (b, 底 图 据 ManiarandPiccoli,1989) Fig 8 PlotofSiO 2 vs.k 2 O(a,afterPecceriloandTaylor, 1976)andA/NKvs.A/CNK(b,afterManiarandPiccoli, 1989)oftheShanshangwanintrusiverocks 中 的 锆 石 相 应 地 进 行 了 Hf 同 位 素 的 测 定, 结 果 如 表 5 和 图 11(a,b) 所 示 山 上 湾 三 条 岩 脉 的 锆 石 初 始 176 Hf/ 177 Hf 值 在 ~ 之 间,ε Hf (t) 值 在 -11 8~2 3 之 间 ( 图 11a,b), 平 均 值 为 -1 1 计 算 的 t C DM 值 为 1 0Ga 到 1 9Ga, 平 均 值 为 1 2Ga 进 行 数 据 处 理 时, 176 Lu 的 衰 变 常 数 采 用 a -1 (Soderlundetal.,2004),ε Hf (t) 值 的 计 算 利 用 (Bouvieret al.,2008) 推 荐 的 球 粒 陨 石 176 Hf/ 177 Hf 比 值 ( ) 及 176 Lu/ 177 Hf 比 值 (0 0336),Hf 模 式 年 龄 计 算 时 采 用 当 前 亏 损 地 幔 的 176 Hf/ 177 Hf 比 值 ( ) 和 176 Lu/ 177 Hf 比 值 (0 0384) (Grifinetal.,2000), 采 用 的 地 壳 参 数 176 Hf/ 177 Hf 比 值 (0 015) 及 176 Lu/ 177 Hf 比 值 (0 015)(Grifinetal.,2002) 3 6 Sr Nd 同 位 素 Sr Nd 同 位 素 分 析 结 果 见 表 6 和 图 12 从 表 6 中 可 以 看 出, 山 上 湾 矿 区 侵 入 岩 初 始 87 Sr/ 86 Sr 值 变 化 在 ~ 之 间, 平 均 ,ε Nd (t) 值 在 -2 9~-2 0 之 间, 平 山 上 湾 地 区 北 面 两 条 岩 脉 Ⅱ (149 2±2 7Ma) 和 Ⅲ (148 5±1 4Ma) 的 锆 石 年 龄 在 误 差 范 围 内 一 致, 与 武 山 城 门 山 等 岩 体 的 侵 位 年 龄 也 较 为 接 近 (Dingetal.,2006;Yang etal.,2011) 而 南 面 的 岩 体 Ⅰ 锆 石 年 龄 为 139 0±1 3Ma, 比 岩 体 Ⅱ 和 Ⅲ 的 侵 位 时 间 晚 在 山 上 湾 地 区, 岩 体 Ⅱ 和 Ⅲ 的 黄 铁 矿 化, 黄 铜 矿 化, 以 及 其 它 蚀 变 都 很 发 育, 而 岩 体 Ⅰ 则 没 有 观 察 到 矿 化 及 相 关 的 蚀 变 ( 由 于 样 品 有 限, 不 排 除 岩 体 Ⅰ 西 段 有 矿 化 ), 因 此, 根 据 现 有 样 品, 初 步 推 测 在 山 上 湾 矿 区 与 矿 化 关 系 密 切 的 浅 成 岩 脉 应 为 149Ma 左 右 侵 位 的 一 期, 而 139Ma 左 右 的 侵 入 岩 可 能 与 矿 化 关 系 不 密 切 4 2 岩 石 成 因 类 型 与 物 质 来 源 初 步 探 讨 目 前 已 有 的 研 究 认 为, 长 江 中 下 游 地 区 的 燕 山 期 侵 入 岩, 以 及 临 近 九 瑞 的 大 别 地 区 的 中 酸 性 岩 浆 岩, 主 要 有 以 下 几 种 成 因 :1) 由 富 集 岩 石 圈 地 幔 经 AFC 过 程 形 成 (Lietal., 2008,2009;Xieetal.,2008,2011;Yuanetal.,2011; 闫 峻 等,2003),2) 由 洋 脊 俯 冲 过 程 中 的 洋 壳 部 分 熔 融 形 成 (Ling etal.,2009,2011;liuetal.,2010;sunetal.,2010,2011), 3) 由 未 经 拆 沉 的 加 厚 的 下 地 壳 部 分 熔 融 形 成 (Heetal., 2011;Lingetal.,2011),4) 由 拆 沉 的 加 厚 下 地 壳 部 分 熔 融 形 成 (Wangetal.,2003,2004a,b,2006a,2007a; 蒋 少 涌 等, 2008; 李 亮 和 蒋 少 涌,2009) 下 面 针 对 山 上 湾 矿 区 的 岩 浆 岩, 进 行 初 步 讨 论 岩 浆 演 化 过 程 如 果 岩 浆 在 上 侵 过 程 中 受 到 了 地 壳 物 质 的 同 化 混 染 作 用, 那 么 ε Nd (t) 值 应 随 着 SiO 2 的 升 高 而 降 低,( 87 Sr/ 86 Sr) i 值 则 应 该 随 着 SiO 2 的 升 高 而 升 高 由 山 上 湾 矿 区 的 石 英 闪 长 玢 岩, 花 岗 闪 长 斑 岩 的 ε Nd (t) 值 87 Sr/ 86 Sr 初 始 值 与 SiO 2 的 协 变 图 ( 图 13) 可 以 看 出,ε Nd (t) 值 和 87 Sr/ 86 Sr 初 始 值 均 没 有 与 SiO 2 值 表 现 出 明 显 的 相 关 关 系 因 此 认 为, 山 上 湾 矿 区 的 岩 浆 在 演 化 过 程 中, 地 壳 物 质 同 化 混 染 作 用 的 影 响 并 不 明 显 在 岩 石 主 量 元 素 的 哈 克 图 解 中, 除 MnO,CaO 随 SiO 2 升 高 而 降 低 外,MgO,K 2 O,P 2 O 5,Al 2 O 3,Na 2 O,TiO 2 以 及 Fe 2 O T 3 均 没 有 表 现 出 随 SiO 2 的 变 化 而 变 化 的 趋 势, 这 与 分 离 结 晶

12 徐 耀 明 等 : 九 瑞 矿 集 区 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 年 代 学 地 球 化 学 及 成 矿 意 义 3317 表 5 山 上 湾 侵 入 岩 锆 石 原 位 Lu Hf 同 位 素 LA MC ICP MS 分 析 结 果 Table5 LA MC ICP MSinsituanalysisofzirconLu HfisotopiccompositionoftheShanshangwanintrusiverocks 测 点 号 年 龄 (Ma) 176 Yb/ 177 Hf 176 Lu/ 177 Hf 176 Hf/ 177 Hf 2σ ε Hf (0) ε Hf (t) 2σ t DM (Ma) t DM C (Ma) SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW

13 3318 ActaPetrologicaSinica 岩 石 学 报 2012,28(10) 表 6 山 上 湾 侵 入 岩 Sr Nd 同 位 素 组 成 Table6 NdandSrisotopiccompositionsoftheShanshangwanintrusiverocks 样 品 号 年 龄 (Ma) Sm Nd ( 10-6 )( 10-6 ) 147 Sm/ 144 Nd 143 Nd/ 144 Nd 2σ ε Nd(t) t DM (Ma) t DM C (Ma) Rb Sr ( 10-6 )( 10-6 ) 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr 2σ I Sr SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW 图 9 山 上 湾 侵 入 岩 主 量 元 素 哈 克 图 解 Fig 9 Plotsofmajorelementsvs.SiO 2 fortheshanshangwanintrusiverocks

14 徐 耀 明 等 : 九 瑞 矿 集 区 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 年 代 学 地 球 化 学 及 成 矿 意 义 3319 图 10 山 上 湾 侵 入 岩 球 粒 陨 石 标 准 化 稀 土 元 素 配 分 曲 线 (a) 和 原 始 地 幔 标 准 化 微 量 元 素 蛛 网 图 (b) Fig 10 Chondrite normalizedreepatern(a)andprimitive mantle normalized trace elements spidergram (b) ofthe Shanshangwanintrusiverocks 及 岩 浆 混 合 所 形 成 的 岩 石 特 征 都 不 相 符 若 CaO 的 降 低 趋 势 是 由 斜 长 石 的 分 离 结 晶 所 造 成, 则 微 量 元 素 Sr 和 Eu 应 表 现 出 负 异 常, 这 一 点 与 山 上 湾 地 区 侵 入 岩 的 微 量 元 素 特 征 相 矛 盾 另 一 方 面, 在 区 别 分 离 结 晶 与 部 分 熔 融 作 用 的 La/Yb La 图 解 ( 图 14) 中, 可 以 看 到, 山 上 湾 矿 区 的 样 品 与 部 分 熔 融 形 成 的 岩 石 变 化 趋 势 非 常 一 致, 而 与 分 离 结 晶 作 用 形 成 的 岩 石 趋 势 明 显 不 同 基 于 以 上 的 讨 论, 认 为 山 上 湾 矿 区 的 侵 入 岩 是 经 部 分 熔 融 作 用 形 成 的, 与 分 离 结 晶 后 受 同 化 混 染 作 用 (AFC) 不 相 关 残 留 矿 物 相 及 源 区 从 山 上 湾 地 区 岩 石 样 品 稀 土 元 素 配 分 曲 线 以 及 微 量 元 素 蛛 网 图 ( 图 10) 中 可 以 看 出, 该 区 的 石 英 闪 长 玢 岩 与 花 岗 闪 长 斑 岩 均 不 具 有 Eu 的 负 异 常 和 Sr 的 负 异 常 结 合 主 量 元 素 中 Al 2 O 3 和 Na 2 O 与 SiO 2 不 具 相 关 关 系 的 现 象, 认 为 山 上 湾 岩 浆 岩 的 源 区 不 存 在 斜 长 石 的 残 留 亏 损 重 稀 土 Yb, 亏 损 高 场 强 元 素 Y, 表 明 很 可 能 有 石 榴 石 作 为 残 留 相 在 源 区 存 在 (DefantandDrummond,1990) 由 于 石 榴 石 是 唯 一 能 够 明 显 分 异 中 稀 土 和 重 稀 土 的 造 岩 矿 物 (Heetal.,2011; HuangandHe,2010), 因 此, 在 源 区 存 在 的 石 榴 石 能 够 同 时 升 高 部 分 熔 融 作 用 所 形 成 的 岩 浆 中 的 (La/Yb) N 值 和 (Gd/ Yb) N 值 (BlundyandWood,1994;Heetal.,2011;Kleinet al.,2000;pertermannetal.,2004) 在 图 15 中 可 以 看 出, 山 图 11 山 上 湾 侵 入 岩 锆 石 Hf 同 位 素 (ε Hf (t) 值 ) 随 时 间 ( 锆 石 U Pb 年 龄 ) 演 化 图 解 (a, 底 图 据 Grifinetal.,2002) 和 锆 石 ε Hf (t) 频 次 图 (b) Fig 11 aplotofzirconε Hf (t)valuesvs.u Pbages(a,after Grifinetal.,2002)andhistogram ofzirconε Hf (t)values (b)oftheshanshangwanintrusiverocks 上 湾 矿 区 侵 入 岩 的 (La/Yb) N 值 和 (Gd/Yb) N 值 显 示 出 了 正 相 关 的 关 系, 符 合 源 区 存 在 石 榴 石 的 岩 浆 岩 特 征 基 于 以 上 的 讨 论, 认 为 山 上 湾 地 区 的 侵 入 岩 源 区 没 有 斜 长 石 残 留, 而 有 石 榴 石 存 在 残 留 矿 物 相 存 在 石 榴 石 而 不 存 在 斜 长 石 的 岩 浆 源 区 通 常 被 认 为 出 现 在 大 于 40km 的 深 部 ( 压 力 > 1 2GPa)(Petford and Atherton,1996; Rapp and Watson, 1995) 因 此, 山 上 湾 侵 入 岩 的 形 成, 应 与 加 厚 下 地 壳 或 俯 冲 洋 壳 的 部 分 熔 融 有 关, 而 不 是 由 富 集 岩 石 圈 地 幔 经 分 离 结 晶 同 化 混 染 作 用 所 形 成 岩 石 成 因 已 有 的 研 究 认 为, 由 富 水 洋 壳 经 部 分 熔 融 作 用 所 形 成 的 岩 浆 含 水 量 高, 粘 度 低, 向 上 穿 过 地 幔 的 时 间 较 短, 与 地 幔 相 互 作 用 程 度 较 弱 而 由 于 加 厚 的 下 地 壳 以 含 水 量 低 的 榴 辉 岩 相 为 主, 拆 沉 入 软 流 圈 地 幔 后, 熔 融 所 形 成 的 熔 体 将 更 为 粘 稠, 岩 浆 通 过 地 幔 岩 的 速 度 慢, 时 间 长, 与 地 幔 相 互 作 用 强 度 大 于 俯 冲 洋 壳 的 熔 融 产 物 (Lange,1994;Liuetal.,

15 3320 ActaPetrologicaSinica 岩 石 学 报 2012,28(10) 图 14 山 上 湾 侵 入 岩 La/Ybvs.La 图 解 Fig 14 La/Y b vs. La diagram for the Shanshangwan intrusiverocks 图 12 山 上 湾 地 区 侵 入 岩 Sr Nd 同 位 素 组 成 图 解 新 生 代 板 片 熔 融 形 成 的 埃 达 克 岩 据 DefantandKepezhinskas (2001); 加 厚 扬 子 下 地 壳 来 源 的 埃 达 克 岩 据 Wangetal.(2007b), Heetal.(2010),Guoetal.(2006);MORB 据 Hofmann(2003); 扬 子 下 地 壳 据 Jahnetal.(1999) Fig.12 Initial 87 Sr/ 86 Sr vs. ε Nd (t) diagram for the Shanshangwanintrusiverocks Cenozoicslab derivedadakites(defantand Kepezhinskas,2001); thickenedyangtzelowercrust derivedadakiticrocks(wangetal., 2007b;Heetal.,2010andGuoetal.,2006);MORB(Hofmann, 2003) andyangtzelowercrust(jahnetal.,1999) areshownfor comparison 图 13 山 上 湾 侵 入 岩 SiO 2 vs.ε Nd (t) 及 SiO 2 vs.( 87 Sr/ 86 Sr) i 图 解 Fig 13 PlotofSiO 2 vs.ε Nd (t)valuesand( 87 Sr/ 86 Sr) i ratios fortheshanshangwanintrusiverocks 图 15 山 上 湾 侵 入 岩 (Gd/Yb) N vs.(la/yb) N 图 解 Fig.15 (Gd/Yb) N vs.(la/yb) N diagramforshanshangwan intrusiverocks 2010) 未 经 拆 沉 作 用 的 加 厚 下 地 壳 部 分 熔 融 作 用 形 成 的 熔 体, 则 基 本 未 经 历 与 地 幔 的 相 互 作 用 因 此, 对 于 山 上 湾 地 区 的 侵 入 岩, 是 由 加 厚 下 地 壳 部 分 熔 融, 俯 冲 洋 壳 部 分 熔 融, 或 拆 沉 加 厚 下 地 壳 部 分 熔 融 这 三 种 岩 石 成 因 中 的 哪 一 种 所 形 成, 可 以 通 过 以 下 地 球 化 学 特 征 来 判 断 由 于 与 地 幔 相 互 作 用 时 间 最 长, 程 度 最 强, 拆 沉 加 厚 下 地 壳 部 分 熔 融 形 成 的 岩 浆 岩 应 该 具 有 相 对 高 的 MgO 含 量, Mg # (Rappetal.,1999;Prouteauetal.,2001), 以 及 Cr,Co, Ni,V 等 相 容 元 素 含 量 同 位 素 方 面 则 应 具 有 较 未 经 拆 沉 的 加 厚 下 地 壳 部 分 熔 融 岩 石 低 的 Sr 初 始 值, 以 及 高 的 ε Nd (t) 值 和 ε Hf (t) 值 通 过 MgO SiO 2 图 ( 图 16) 可 以 看 出, 山 上 湾 矿 区 的 侵 入 岩 具 有 相 对 较 高 的 镁 含 量, 除 一 个 样 品 外, 均 落 于 拆 沉 下 地 壳 部 分 熔 融 形 成 的 岩 石 范 围 内 (Xuetal.,2002;Gaoetal., 2004;Wangetal.,2004a,b,2006b) 但 由 于 拆 沉 成 因 与 俯 冲 板 片 熔 融 形 成 的 岩 石 MgO 含 量 范 围 有 较 大 重 叠, 故 也 有 四 个 样 品 落 在 俯 冲 洋 壳 熔 融 形 成 的 岩 石 范 围 内 (Defantand Kepezhinskas,2001) 山 上 湾 矿 区 除 两 个 样 品 外, 其 余 Mg # 均 大 于 45, 也 与 拆 沉 下 地 壳 部 分 熔 融 形 成 的 岩 石 相 一 致

16 徐 耀 明 等 : 九 瑞 矿 集 区 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 年 代 学 地 球 化 学 及 成 矿 意 义 3321 石 不 同, 由 于 拆 沉 作 用 形 成 的 岩 浆 岩 经 历 了 强 烈 的 壳 幔 相 互 作 用, 因 此 原 本 赋 存 在 地 幔 橄 榄 岩 中 的 Cu Au 等 成 矿 元 素 可 被 氧 化 进 入 到 熔 体 中, 在 随 后 的 岩 浆 上 侵 及 期 后 热 液 演 化 过 程 中, 才 能 够 在 合 适 的 条 件 下 卸 载 Cu Au 元 素 并 富 集 沉 淀 成 矿, 为 矿 床 的 形 成 提 供 成 矿 金 属 来 源 山 上 湾 地 区 的 石 英 闪 长 玢 岩 及 花 岗 闪 长 斑 岩 具 有 九 瑞 地 区 成 矿 岩 石 所 需 满 足 的 成 岩 过 程, 在 地 表 露 头 也 已 经 发 现 了 明 显 的 矿 化 及 蚀 变, 而 该 区 志 留 系 粉 砂 岩 覆 盖 在 奥 陶 系 灰 岩 之 上, 因 此, 在 深 部 石 英 闪 长 玢 岩 及 花 岗 闪 长 斑 岩 与 奥 陶 系 灰 岩 的 内 外 接 触 带 上, 以 及 靠 近 岩 体 的 奥 陶 系 与 志 留 系 地 层 接 触 界 面 处, 都 是 利 于 岩 浆 热 液 运 移 及 矿 质 沉 淀 富 集 的 理 想 场 所, 应 在 今 后 找 矿 工 作 中 给 予 重 点 关 注 5 结 论 图 16 山 上 湾 侵 入 岩 MgOvs.SiO 2 和 Mg # vssio 2 图 解 Fig 16 PlotsofMgO vs. SiO 2 and Mg # vssio 2 forthe Shanshangwanintrusiverocks ( 图 16)(Gaoetal.,2009) 同 时 该 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 相 容 元 素 含 量 也 较 高 同 位 素 方 面 ( 图 12), 山 上 湾 矿 区 岩 石 的 ε Nd (t) 值 明 显 高 于 大 别 地 区 未 经 拆 沉 的 加 厚 下 地 壳 熔 融 形 成 的 岩 石 (Jahnetal.,1999;Guoetal., 2006;Wangetal.,2007b;Heetal.,2010) 山 上 湾 侵 入 岩 的 87 Sr/ 86 Sr 初 始 值 高 于 俯 冲 洋 壳 部 分 熔 融 形 成 的 岩 石, 虽 然 海 水 蚀 变 能 够 增 高 俯 冲 洋 壳 的 87 Sr/ 86 Sr 初 始 值, 但 不 能 改 变 ε Nd (t) 值 (Menziesetal.,1993), 而 山 上 湾 岩 石 的 ε Nd (t) 值 也 明 显 低 于 俯 冲 洋 壳 部 分 熔 融 形 成 的 岩 石 (Defantetal.,1992; Kayetal.,1993;Aguilón Roblesetal.,2001) 山 上 湾 岩 石 中 锆 石 ε Hf (t) 值 达 到 了 -1 1 左 右, 由 此 也 可 以 看 出 拆 沉 的 加 厚 下 地 壳 与 软 流 圈 地 幔 相 互 作 用 程 度 较 强 因 此, 根 据 山 上 湾 地 区 的 岩 石 地 球 化 学 特 征 及 同 位 素 地 球 化 学 特 征 可 以 判 断, 该 区 的 石 英 闪 长 玢 岩 及 花 岗 闪 长 斑 岩 很 可 能 是 由 加 厚 下 地 壳 拆 沉 入 软 流 圈 地 幔 后, 发 生 部 分 熔 融, 熔 体 与 地 幔 发 生 强 烈 的 相 互 作 用 后, 最 终 上 侵 定 位 的 过 程 所 形 成 的 4 3 成 矿 意 义 山 上 湾 地 区 矿 化 蚀 变 明 显 的 两 条 岩 脉 的 成 岩 年 龄 与 九 瑞 地 区 其 它 与 成 矿 相 关 的 花 岗 闪 长 斑 岩 一 致, 而 它 们 的 岩 石 地 球 化 学 特 征, 同 位 素 地 球 化 学 特 征 也 相 近, 表 明 其 经 历 了 非 常 近 似 的 成 岩 过 程 与 单 纯 的 加 厚 下 地 壳 熔 融 形 成 的 岩 (1) 山 上 湾 矿 区 北 面 的 两 条 矿 化 蚀 变 明 显 的 岩 脉 的 侵 位 年 龄 为 149 2±2 7Ma 和 148 5±1 4Ma, 与 九 瑞 地 区 其 它 与 成 矿 相 关 的 岩 体 ( 如 城 门 山 武 山 ) 年 龄 一 致 而 南 面 未 见 矿 化 的 岩 脉 侵 位 年 龄 为 139 0±1 3Ma (2) 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 及 花 岗 闪 长 斑 岩 的 岩 石 地 球 化 学 特 征, 以 及 同 位 素 地 球 化 学 特 征 与 九 瑞 地 区 其 它 与 成 矿 相 关 的 岩 体 相 一 致, 认 为 经 历 了 相 似 的 成 岩 过 程, 很 可 能 为 加 厚 的 下 地 壳 拆 沉 入 软 流 圈 地 幔 后, 发 生 部 分 熔 融, 熔 体 在 上 侵 过 程 中 与 地 幔 发 生 了 强 烈 混 染, 最 终 形 成 了 具 有 明 显 的 壳 幔 混 源 特 征 的 岩 石 (3) 目 前 已 经 在 山 上 湾 矿 区 的 一 些 石 英 闪 长 玢 岩 及 花 岗 闪 长 斑 岩 地 表 露 头 中 发 现 了 多 种 蚀 变 现 象 以 及 铜 的 矿 化, 加 之 成 岩 年 龄 及 岩 石 成 因 与 九 瑞 其 它 成 矿 岩 石 相 同, 因 此, 在 深 部 岩 体 与 奥 陶 系 灰 岩 的 内 外 接 触 带 上, 以 及 靠 近 岩 体 的 奥 陶 纪 与 志 留 纪 地 层 接 触 界 面 处, 具 有 较 大 的 成 矿 潜 力, 值 得 进 一 步 的 勘 查 工 作 致 谢 野 外 工 作 得 到 了 江 西 省 国 土 资 源 厅 江 西 地 质 矿 产 勘 查 开 发 局 和 赣 西 北 地 质 大 队 的 大 力 支 持, 作 者 在 此 深 表 谢 意 感 谢 南 京 大 学 孙 岩 边 立 曾 等 教 授 对 本 工 作 的 指 导 及 对 本 文 提 出 的 宝 贵 修 改 建 议 感 谢 两 位 匿 名 审 稿 人 的 评 阅 意 见 References Aguilón RoblesA,CalmusT,BenoitM,BelonH,MauryRC,Coten J,BourgoisJandMichaudF.2001.LateMioceneadakitesandNb enrichedbasaltsfromvizcainopeninsula,mexico:indicatorsofeast PacificRisesubductionbelowSouthernBajaCalifornia? Geology, 29(6): BelousovaEA,GrifinWL,O ReilySYandFisherNI.2002.Igneous zircon:traceelementcompositionasanindicatorofsourcerock type.contributionstomineralogyandpetrology,143(5):

17 3322 ActaPetrologicaSinica 岩 石 学 报 2012,28(10) BlundyJand Wood B Prediction ofcrystal meltpartition coeficientsfromelasticmoduli.nature,372(6505): BouvierA,VervoortJDandPatchetPJ.2008.TheLu HfandSm Nd isotopiccomposition ofchur: Constraints from unequilibrated chondritesandimplicationsforthebulkcompositionofterestrial planets.earthandplanetaryscienceleters,273(1-2):48-57 ChenZH,XingGF,GuoKY,ZengY,KuangFX,HeZY,KeX,Yu MG,ZhaoXLandZhangY.2011.ZirconU Pbagesofore bearing graniticbodiesinnorthernjiujiang Ruichangmetalogenicdistrictof themineralizationbeltofthemiddle LowerReachesoftheYangtze River,anditsgeologicalsignificance.ActaGeologicaSinica,85 (7): (inChinesewithEnglishabstract) DeerWA,HowieRAandZusmanJ.1992.AnIntroductiontotheRock FormingMinerals.2 nd Edition.Harlow,UK:LongmanGroupUK, 232 DefantMJandDrummondMS.1990.Derivationofsomemodernarc magmasbymeltingofyoungsubductedlithosphere.nature,347 (6294): DefantMJ, Jackson TE, Drummond MS, DeboerJZ, Belon H, FeigensonMD,MauryRCandStewartRH.1992.Thegeochemistry ofyoungvolcanism throughoutwesternpanamaandsoutheastern Costa Rica:Anoverview.JournaloftheGeologicalSociety,149 (4): DefantMJandKepezhinskasP.2001.Evidencesuggestsslabmeltingin arcmagmas.eos(transactions,americangeophysicalunion),82 (6):65-69 DingX,JiangSY,ZhaoKD,NakamuraE,KobayashiK,NiP,GuLX andjiangyh.2006.in situu PbSIMSdatingandtraceelement (EMPA)compositionofzirconfrom agranodioriteporphyryinthe Wushancopperdeposit,China.MineralogyandPetrology,86(1-2):29-44 FosterMD.1960.Interpretationofthecompositionoftrioctahedralmicas. 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18 徐 耀 明 等 : 九 瑞 矿 集 区 山 上 湾 矿 区 石 英 闪 长 玢 岩 和 花 岗 闪 长 斑 岩 的 年 代 学 地 球 化 学 及 成 矿 意 义 3323 Central Europe: Indicationsfrom a Nd and Srisotopic study. 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19 3324 ActaPetrologicaSinica 岩 石 学 报 2012,28(10) fororedeposition.internationalgeologyreview,53(5-6): ZhaiYS,YaoSZ,LinXDetal.1992.TheMetalogenicFeaturesofFe andcu(au)inthemiddleandlowerreachesofthechangjiang River.Beijing:GeologicalPublishingHouse,1-235(inChinese) ZhaiYS,YaoSZandZhouZG.1999.ResearchonOrefieldTectonicsof Copperand Gold Depositsin themiddle LowerReachesofthe YangtzeRiver.Wuhan:ChinaUniversityofGeosciencesPres,1-195(inChinese) 附 中 文 参 考 文 献 陈 志 洪, 邢 光 福, 郭 坤 一, 曾 勇, 匡 福 祥, 贺 振 宇, 柯 学, 余 明 刚, 赵 希 林, 张 勇 长 江 中 下 游 成 矿 带 九 瑞 矿 集 区 ( 北 部 ) 含 矿 岩 体 的 锆 石 U Pb 定 年 及 其 地 质 意 义. 地 质 学 报,85(7): 高 剑 峰, 陆 建 军, 赖 鸣 远, 林 雨 萍, 濮 巍 岩 石 样 品 中 微 量 元 素 的 高 分 辨 率 等 离 子 质 谱 分 析. 南 京 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ), 39(6): 侯 可 军, 李 延 河, 邹 天 人, 曲 晓 明, 石 玉 若, 谢 桂 青.2007.LA MC ICP MS 锆 石 Hf 同 位 素 的 分 析 方 法 及 地 质 应 用. 岩 石 学 报,23 (10): 黄 恩 邦, 张? 堂, 罗 钊 生 城 门 山 武 山 铜 矿 床 成 因. 矿 床 地 质,9(4): 蒋 少 涌, 李 亮, 朱 碧, 丁 昕, 姜 耀 辉, 顾 连 兴, 倪 培 江 西 武 山 铜 矿 区 花 岗 闪 长 斑 岩 的 地 球 化 学 和 Sr Nd Hf 同 位 素 组 成 及 成 因 探 讨. 岩 石 学 报,24(8): 李 亮, 蒋 少 涌 长 江 中 下 游 地 区 九 瑞 矿 集 区 邓 家 山 花 岗 闪 长 斑 岩 的 地 球 化 学 与 成 因 研 究. 岩 石 学 报,25(11): 刘 迅 江 西 武 山 铜 矿 田 块 状 硫 化 物 矿 床 的 构 造 控 矿 机 制 及 地 球 化 学 特 征. 地 质 学 报,(1):22-32 濮 巍, 高 剑 峰, 赵 葵 东, 凌 洪 飞, 蒋 少 涌 利 用 DCTA 和 HIBA 快 速 有 效 分 离 Rb Sr Sm Nd 的 方 法. 南 京 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ),41(4): 闫 峻, 陈 江 峰, 喻 钢, 钱 卉, 周 泰 禧 长 江 中 下 游 晚 中 生 代 中 基 性 岩 的 铅 同 位 素 特 征 : 富 集 地 幔 的 证 据. 高 校 地 质 学 报,9 (2): 翟 裕 生, 姚 书 振, 林 新 多 等 长 江 中 下 游 地 区 铁 铜 ( 金 ) 成 矿 规 律. 北 京 : 地 质 出 版 社,1-235 翟 裕 生, 姚 书 振, 周 宗 桂 长 江 中 下 游 铜 金 矿 床 矿 田 构 造. 武 汉 : 中 国 地 质 大 学 出 版 社,1-195