安徽西沖鉬礦床細?；◢弾r的巖石定年、巖石化學及與成礦的關系研究*

謝玉玲 李臘梅 郭翔 MEFFRE Sebastien CHANG ZhaoShan 張健 姚羽 王愛國

1.北京科技大學土木與環(huán)境工程學院，北京 100083

2.CODES ARC Centre of Excellence in Ore Deposits，University of Tasmania，TAS7001，Australia

3.Economic Geology Research Center (EGRU)，James Cook University，Townsville，QLD 4811，Australia

4.中國地質科學院南京地質礦產(chǎn)研究所，南京 210016

1 引言

西沖鉬礦床位于安徽省岳西縣境內(nèi)，成礦區(qū)帶上屬大別鉬多金屬成礦帶。區(qū)內(nèi)構造和巖漿活動強烈，成礦地質條件有利，是我國重要的鉬多金屬成礦帶。近年來，在該成礦帶的找礦取得了重大突破，發(fā)現(xiàn)了一批具有重要經(jīng)濟意義的大、中型礦床，包括斑巖型鉬礦床(如沙坪溝鉬礦、湯家坪鉬礦、千鵝沖鉬礦、姚沖鉬礦等)(圖1)、熱液型鉛鋅礦(如汞洞沖鉛鋅礦)、石英脈型金礦(如東溪金礦、老灣金礦)，其中沙坪溝鉬礦是目前已知的亞洲第一大鉬礦床。這些礦床的發(fā)現(xiàn)顯示了該成礦帶巨大的找礦潛力。前人對大別成礦帶的大地構造演化(張國偉等，2001;匡少平等，2002)、區(qū)域地質背景、典型礦床的地質、地球化學、成巖成礦年代學、成礦流體特征、成礦動力學背景等方面進行了大量的工作(孟祥金等，2012;張紅等，2011;楊梅珍，2011a，b;李法嶺，2011;楊澤強等，2007;Wang et al.，2014)，積累了豐富的資料。相對于該成礦帶的其它斑巖型礦床來說，西沖鉬礦的研究相對薄弱，對該礦床形成的構造背景、成礦巖漿類型、礦床成因等尚未進行系統(tǒng)的工作。

圖1 西沖鉬礦大地構造位置簡圖(據(jù)Meng and Zhang，1999 修改)SSZ-商丹縫合帶;MSZ-勉略逢合帶;DUHP-大別超高壓變質地體;1-西沖鉬礦;2-沙坪溝鉬礦;3-湯家坪鉬礦;4-千鵝沖鉬礦;5-姚沖鉬礦Fig.1 Tectonic setting of Xichong Mo deposit (after Meng and Zhang，1999)SSZ-Shangdan suite zone;MSZ-Mianlue suite zone;DUHP-Dabie ultra-high pressure metamorphic terrane;1-Xichong Mo deposit;2-Shapinggou Mo deposit;3-Tangjiaping Mo deposit;4-Qian’echong Mo deposit;5-Yaochong Mo deposit

西沖鉬礦床位于大別成礦帶東緣，目前已完成的普查工作共圈定出鉬礦體16 個，鎢礦體4 個，銅礦體1 個，探明資源量Mo 310.48t，Cu 98.21t，WO344.69t，礦化呈細脈和細脈浸染狀，為一斑巖型鉬(鎢、銅)礦床(安徽省地質礦產(chǎn)勘查局311 地質隊，2008①安徽省地質礦產(chǎn)勘查局311 地質隊.2008.安徽省岳西縣西沖礦區(qū)鉬(銅)礦普查地質報告，1-83(內(nèi)部資料))。斑巖-矽卡巖型鉬鎢-多金屬礦床已成為我國最重要的礦床類型之一，其不僅具有重要的鉬資源潛力，同時其鎢、銅、鉛、鋅、銀資源也具有重要的經(jīng)濟意義。近二十年來，隨著我國地質找礦工作投入的加大，先后在秦嶺-大別成礦帶、欽杭成礦帶東段、長江中下游成礦帶等相繼發(fā)現(xiàn)了一批燕山期成礦的斑巖型-矽卡巖型鉬鎢-多金屬礦床，如東秦嶺成礦帶的南泥湖斑巖型鉬鎢礦床(楊永飛等，2009)、三道莊矽卡巖型鉬鎢礦床(甕紀昌等，2010)、夜長坪斑巖-矽卡巖型鉬鎢礦床(毛冰等，2010)，欽杭成礦帶東段的浙江省安吉縣朗村斑巖型鎢鉬-多金屬礦床(浙江省第一地質大隊，未發(fā)表資料)、安徽寧國竹溪嶺矽卡巖型鎢鉬(銀)礦床(安徽省地質礦產(chǎn)勘查局332 地質隊，2013②安徽省地質礦產(chǎn)勘查局332 地質隊.2013.安徽省寧國市竹溪嶺鎢銀(鉬)多金屬礦普查地質報告，1-185(內(nèi)部資料))、安徽逍遙矽卡巖型鉬鎢-多金屬礦床(杜玉雕等，2013)，長江中下游成礦帶的安徽池州地區(qū)的馬頭斑巖型鉬銅礦床(艾金彪等，2013)、百丈巖矽卡巖-斑巖型鎢鉬礦床(秦燕等，2010)等。但相對于斑巖銅金系統(tǒng)，對斑巖型鉬鎢-多金屬礦床的研究尚相對薄弱，對與成礦有關的巖漿巖類型、巖漿起源與演化、成礦過程等尚未達成一致的見解。西沖鉬(鎢、銅)礦床做為大別成礦帶東段典型的鉬(鎢、銅)礦床，對該礦床詳細的地質、地球化學研究，特別是與成礦有關的巖漿巖類型、巖石化學特征及成巖成礦年代學研究，不僅對指導大別成礦帶的區(qū)域找礦勘查具有重要意義，同時也豐富了我國斑巖-矽卡巖型鉬-鎢-多金屬礦床研究成果。

本文在前人研究基礎上，通過詳細的野外地質調研、礦區(qū)主要礦石和蝕變巖石的巖相學、礦相學、SEM/EDS(掃描電鏡/能譜分析)、鋯石U-Pb 年代學、巖石化學等，詳細厘定了礦區(qū)出露的巖石類型、侵位順序、礦區(qū)蝕變特征和蝕變礦物組成。結果表明，礦區(qū)主要侵入巖從早到晚分別為石英二長巖、細粒花崗巖和雙峰式脈巖組合，其均為燕山期巖漿活動產(chǎn)物，其中燕山期侵位的細?；◢弾r與成礦關系最為密切，是區(qū)域大規(guī)模伸展階段、巖石圈減薄的產(chǎn)物。礦區(qū)蝕變和礦化具有斑巖型礦床特征，礦床應屬斑巖型鉬(鎢)-多金屬礦床。

2 區(qū)域地質和礦區(qū)地質概況

2.1 區(qū)域地質背景

圖2 西沖礦區(qū)地質圖(據(jù)安徽省地質礦產(chǎn)勘查局311 地質隊，2008 修繪;紅色虛線框為勘查范圍)Fig.2 Geological map of Xichong Mo deposit (red rectangle is the exploration area)

大別造山帶與西部的秦嶺造山帶統(tǒng)稱為秦嶺-大別造山帶，是華北與揚子地塊的接合帶(圖1)，也是中國最重要的造山帶之一，其經(jīng)歷了洋殼俯沖、弧巖漿活動、弧陸碰撞、陸陸碰撞等復雜的地質過程(Wu and Zheng，2013)。前人對該造山帶的構造演化進行了大量的工作(李曙光等，2001;Meng and Zhang，1999;Wu and Zheng，2013;楊巍然等，1999;董樹文等，2002;索書田等，2001;Mattauer et al.，1985;Zhang et al.，1995，1996;Leech et al.，2001)，對其構造演化有了一定的認識，但對其縫合帶的位置、碰撞時限、演化過程等還存在爭議(Meng and Zhang，1999，2000)。

隨著多學科的深入研究(Xu et al.，2000;Li et al.，1993;Hacker and Wang，1995;Meng and Zhang，1999，2000)，大別山作為早中生代的大陸碰撞造山帶得到了普遍認同，這一造山帶先后經(jīng)歷了超高壓變質以及深俯沖作用(從柏林和王清晨，1994;Xu et al.，2000;李曙光，1998;李曙光等，1998;董樹文等，2002)及隨后的強烈構造揭頂-伸展塌陷和巖石圈拆離(索書田等，2001;李曙光等，2001)，導致了晚中生代強烈的巖漿作用(馬昌前等，1999;Ma et al.，2003;周泰禧等，1995;魏春景等，2000;王強等，2000;邱檢生等，2002)。盡管曾有人認為大別山可能有山根殘留(徐佩芬等，2000)，但新的研究認為，該造山帶地殼深部并無與超高壓變質有關的地殼根存在(Schmid et al.，2001)，顯然已經(jīng)歷了較為徹底的重力均衡等作用，因此是塌陷造山帶的代表，經(jīng)歷過從碰撞擠壓階段向伸展塌陷階段轉換的完整過程(Leech et al.，2001)。在碰撞和地殼加厚之后的時間發(fā)生的伸展和隆升，為地殼熔融和巖漿作用提供了合適的構造環(huán)境(Waight et al.，1998)，該區(qū)的侵入巖漿活動也記錄下了不同的熱源和物源對巖漿作用的貢獻。

大別造山帶表現(xiàn)為以斷裂構造所圍限的東寬西窄的地質塊體，其北南兩側分別與華北陸塊和揚子陸塊相鄰;向西逾南陽盆地與秦嶺造山帶相連，其東部因郯廬斷裂帶巨大的平移運動所影響，形成與大別山遙相對應的蘇魯造山帶。與秦嶺造山帶的商丹、勉略兩條縫合帶對應，大別山造山帶表現(xiàn)為北緣的信陽-舒城斷裂和南緣的襄樊-廣濟斷裂(張國偉等，2001)。大別造山帶內(nèi)部發(fā)育的一系列NWW 向斷裂，將大別造山帶劃分為若干個次級構造單元，由北向南依次為二朗坪單元、劉嶺復理石單元、陡嶺低級變質單元、三疊紀超高壓變質單元、三疊紀高壓榴輝巖帶、三疊紀高壓藍片巖帶(Wu and Zheng，2013)。西沖鉬礦即位于大別造山帶東端，大別超高壓變質地體內(nèi)三疊紀超高壓變質榴輝巖帶內(nèi)，郯廬斷裂帶西側。

2.2 礦床地質特征

2.2.1 礦區(qū)地質概況

礦區(qū)除局部有第四系覆蓋外，大面積出露石英二長巖，是區(qū)域上侵位于大別變質雜巖體中的響腸巖體的一部分，另外還發(fā)現(xiàn)有細?；◢弾r小巖株、巖脈及石英正長斑巖脈、煌斑巖脈侵入其中。石英正長斑巖脈和煌斑巖脈常相伴出現(xiàn)，顯示了雙峰式脈巖的特征。細?；◢弾r多呈NE 向延伸的小巖枝或巖脈，主要分布于礦區(qū)中部和東南部，單個巖脈(巖枝)走向NE，總體分布顯示了NW 向延伸的趨勢(圖2)。

礦區(qū)位于郯廬斷裂的次級斷裂桐城-菖蒲斷裂帶上，礦區(qū)內(nèi)構造主要表現(xiàn)為斷裂構造。礦區(qū)發(fā)育的規(guī)模最大的斷裂出露于礦區(qū)北西和南東兩側，呈NE 走向(圖2)，野外表現(xiàn)為強綠泥石化的斷裂破碎帶或強綠泥石化的碎裂石英二長巖帶。除NE 向主體構造外，礦區(qū)還發(fā)現(xiàn)一系列NW、近EW和近NS 向斷裂，其間常被煌斑巖脈或石英正長斑巖脈侵位。

野外和顯微鏡下觀察表明，礦區(qū)出露的主要侵入巖包括石英二長巖、細?；◢弾r和雙峰式脈巖組合，其中雙峰式脈巖包括石英正長斑巖和煌斑巖。各侵入巖單元的產(chǎn)狀和巖石學特征如下:

(1)石英二長巖:在礦區(qū)大面積出露，出露面積占礦區(qū)總面積的百分之六十以上。巖體中發(fā)育大量渾圓狀閃長質暗色包體(圖3a)和少數(shù)棱角狀分明的圍巖捕虜體。巖石呈等粒-似斑狀結構，塊狀構造，主要礦物組成為:斜長石，鉀長石，角閃石，黑云母，石英，副礦物有鋯石、磷灰石、磁鐵礦等。

(2)細?；◢弾r:細?；◢弾r呈肉紅色，細粒-似斑狀結構，斑晶為鉀長石和石英，塊狀構造，侵位于石英二長巖中，與圍巖界線一般較為清楚，局部界線不清。主要礦物組成為石英、鉀長石，少量斜長石和黑云母，副礦物為鋯石、磷灰石和磁鐵礦。巖石粒度較細，局部可達細晶巖，其中可見石英-鉀長石囊團和不規(guī)則狀石英團塊。細?；◢弾r中可見裂隙狀銅礦化(圖3b)及綠簾石-石英脈、綠簾石-碳酸鹽脈。

圖3 礦區(qū)主要侵入巖的野外照片(a)石英二長巖，其中含暗色包體和石英-綠簾石脈;(b)細?；◢弾r及裂隙面上的孔雀石化;(c)石英正長斑巖;(d)煌斑巖與石英二長巖接觸帶.Mz-石英二長巖;D-閃長質包體;Ep-石英-綠簾石脈;Cu-孔雀石;FG-細粒花崗巖;;QP-石英正長斑巖;Lmp-煌斑巖Fig.3 The field photo of main intrusive rocks(a)quartz monzonite，which contains enclaves and quartz-epidote veins;(b)fine grained granite and malachite on fracture surface;(c) quartz syenite porphyry;(d) lamprophyre and quartz monzonite.D-dioritic enclaves;Mz-quartz monzonite;Ep-quartzepidote veins;Cu-malachite;FG-fine-grained granite;QP-quartz syenite porphyry;Lmp-lamprophyre

(3)石英正長斑巖:石英正長斑巖在礦區(qū)主要以巖脈、巖墻形式侵入于石英二長巖中，在礦區(qū)普遍發(fā)育，多與煌斑巖相伴產(chǎn)出。巖脈與圍巖的邊界平直，產(chǎn)狀穩(wěn)定，走向多為NE，其次為NW 和近EW，沿走向延伸較遠，最長可達5km 以上，脈寬多在0.5～1m，局部可達4m。巖石呈斑狀結構(圖3c)、塊狀構造，斑晶為鉀長石和石英，主要礦物組成為石英、鉀長石，并含少量斜長石和黑云母。

(4)煌斑巖:煌斑巖為黑色、灰黑色脈巖，多呈巖墻、巖脈侵位于石英二長巖中(圖3d)，走向多為NE、其次為NW 和近EW，常與石英正長斑巖相伴產(chǎn)出，沿走向延伸較遠。巖石呈隱晶-細晶結構、塊狀構造，主要礦物組成為斜長石、角閃石、黑云母、磁鐵礦等。

2.2.2 礦區(qū)蝕變及礦化特征

礦區(qū)蝕變普遍發(fā)育，主要有鉀硅化、石英絹云母化、青磐巖化和泥化。不同蝕變類型的野外表現(xiàn)和空間分布特征如下:

(1)鉀硅酸鹽化:在礦區(qū)普遍發(fā)育，主要表現(xiàn)為石英二長巖和細?；◢弾r中的石英-鉀長石囊團(圖4a，b)、石英鉀長石脈(圖4c)、石英脈及石英二長巖中浸染狀黑云母化、磁鐵礦化等。

(2)石英-絹云母化:在細粒花崗巖中較為發(fā)育，與銅礦化關系密切，主要表現(xiàn)細?；◢弾r中不規(guī)則脈狀的石英-絹云母-硫化物和石英二長巖中斜長石的絹云母化、石英-絹云母細脈;

(3)石英-綠簾石化:是礦區(qū)最為常見的蝕變類型之一，與銅鉬礦化關系密切，主要表現(xiàn)為礦區(qū)大面積發(fā)育的石英-綠簾石-硫化物脈(有時可見含赤鐵礦和磁鐵礦)、石英-綠簾石-綠泥石脈，可見石英-綠簾石脈切穿石英-鉀長石脈現(xiàn)象(圖4c)。輝鉬礦化和黃銅礦化與石英-綠簾石化關系密切，可見綠簾石-輝鉬礦脈(圖4d)。

(4)石英-綠泥石-碳酸鹽化:是礦區(qū)最為常見的蝕變類型之一，在礦區(qū)南北兩側的斷層破碎帶中最為發(fā)育，主要表現(xiàn)為綠泥石脈、綠泥石-碳酸鹽脈、綠泥石膠結的碎裂石英二長巖(圖4e);另外可見與綠簾石共生的綠泥石和石英二長巖中暗色礦物的綠泥石化。

(5)泥化:礦區(qū)地表樣品中粘土礦化普遍發(fā)育，包括高嶺土化和伊利石化。高嶺土化主要發(fā)育于地表或沿裂隙發(fā)育，為石英二長巖中長石風化產(chǎn)物，而伊利石化常表現(xiàn)為脈狀。野外可見與泥化共生的張性石英脈(常見石英晶簇和晶洞)切穿早期的石英-綠簾石脈(圖4f)，表現(xiàn)為晚期蝕變的特征。

礦區(qū)目前尚未進行開采，地表和鉆孔揭露的礦石類型相對單一，主要為脈狀銅-鉬礦石、細脈狀鉬礦石、網(wǎng)脈狀銅鉬(鎢)礦石等。目前礦化主要發(fā)現(xiàn)于石英二長巖和細粒花崗巖中，雙峰式脈巖中未見銅鉬(鎢)礦化。礦區(qū)多為隱伏礦體，地表僅出現(xiàn)部分礦體露頭(圖2)。

圖4 礦區(qū)主要蝕變類型的野外照片(a)石英二長巖中鉀長石-石英囊團;(b)鉀長石-石英囊團中含片沸石;(c)石英二長巖中的石英-綠簾石脈切穿石英-鉀長石脈;(d)石英二長巖中含輝鉬礦的石英-綠簾石脈;(e)構造破碎帶中綠泥石膠結的碎裂石英二長巖;(f)晚期張性石英脈切穿石英綠簾石脈.Q-石英;Ksp-鉀長石;Ep-綠簾石;Chl-綠泥石;Mt-磁鐵礦;Zo-片沸石;Mo-輝鉬礦;Mz-石英二長巖Fig.4 The field photo of main alteration types(a)K-feldspar-quartz nodule in quartz monzonite;(b)heulandite in feldspar-quartz nodule;(c)quartz-epidote veins cutting through quartz-K-feldspar veins;(d)molybdenite bearing quartz-epidote veins in quartz monzonite;(e)the brecciated quartz monzonite with chlorite as cement;(f)late quartz veins cutting through quartzepidote veins.Q-quartz;Ksp-K-feldspar;Ep-epidote;Chl-chlorite;Mt-magnetite;Zo-heulandite;Mo-molybdenite;Mz-quartz monzonite

鏡下觀察表明，礦石結構類型包括半自形-他形晶粒狀結構、鱗片狀結構、交代結構、交代殘余結構、填隙結構、包含結構等。礦石構造類型包括細脈狀、脈狀-網(wǎng)脈狀、細脈-浸染狀，局部為浸染型。其中，輝鉬礦化多成細脈狀、浸染狀，常與綠簾石化密切相關(圖4d)，少數(shù)呈浸染狀產(chǎn)于長英質細脈中。巖礦相及SEM/EDS 結果表明，礦區(qū)主要金屬礦物包括黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、磁鐵礦、赤鐵礦、輝銅礦、銅藍等，脈石礦物主要為石英、鉀長石、絹云母、綠泥石、綠簾石、方解石、伊利石、高嶺石等。另外在石英二長巖的鉀長石-石英偉晶巖囊團中還發(fā)現(xiàn)有片沸石。

2.2.3 成礦階段劃分和各成礦階段的礦物組成特征

根據(jù)野外脈體的穿插關系及礦區(qū)主要巖礦石的巖礦相、SEM/EDS 鑒定結果，礦區(qū)經(jīng)歷了5 個熱液成礦階段，按各階段形成的主要礦物組成分別命名為:I 鉀長石-石英-磁鐵礦階段;II 石英-絹云母(白云母)階段;III 石英-綠簾石階段;IV 石英-方解石-綠泥石階段;V 伊利石階段。各成礦階段的礦物組成如下:

圖5 西沖礦區(qū)銅鉬礦化的顯微鏡下照片(a)石英二長巖中與綠簾石化共生的磁鐵礦和輝鉬礦(反光，單偏光);(b)石英二長巖中與綠簾石化共生的黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦(透光，正交偏光);(c)圖5b 相對應的的反光鏡下照片(單偏光);(d)細粒花崗巖中石英-伊利石化及銅礦化(透光，正交偏光);(e)圖5b 相對應的反光鏡下照片;(f)石英-絹云母細脈中石英晶間的黃銅礦，黃銅礦邊部被輝銅礦和銅藍交代(反光，單偏光).Cp-黃銅礦、Py-黃鐵礦、Mo-輝鉬礦;Ep-綠簾石;Chl-綠泥石;Q-石英;Mt-磁鐵礦;Hem-赤鐵礦;Cc-輝銅礦;Cv-銅藍;Bn-斑銅礦Fig.5 Micrographs of Cu-Mo mineralization in Xichong deposit(a)magnetite and molybdenite in epidotized quartz monzonite;(b)chalcopyrite，pyrite，molybdenite in epidotized quartz monzonite;(c)reflective light photo of figure 5b;(d)copper mineralization in argillized fine-granite;(e)reflective light photo of figure 5d;(f)chalcopyrite in quartz-sericite veinlet (reflective light photo).Cpchalcopyrite;Py-pyrite;Mo-molybdenite;Ep-epidote;Chl-chlorite;Q-quartz; Mt-magnetite; Hem-hematite; Cc-chalcocite; Cvcovelline;Bn-bornite;Cly-clay mineral

I 鉀長石-石英-磁鐵礦階段:主要礦物組成為石英、鉀長石、磁鐵礦、黑云母等。

II 石英-絹云母(白云母)階段:該階段主要發(fā)育于細?；◢弾r中，主要表現(xiàn)為細?；◢弾r中的石英、絹云母(白云母)細脈和浸染狀白云母、石英及斜長石的絹云母化，主要礦物組合為石英、白云母(絹云母)。

III 石英-綠簾石階段:主要表現(xiàn)為石英二長巖和細?；◢弾r中的石英-綠簾石脈，其主要礦物組合為石英、磁鐵礦、赤鐵礦(圖5a)、綠簾石、黃銅礦、輝鉬礦(圖5b，c)、含鐵碳酸鹽等。

IV 石英-方解石-綠泥石階段:主要礦物組成為石英、綠泥石、方解石、黃鐵礦等;

V 伊利石階段:主要形成一套粘土礦物組合，并可見少量石英。礦區(qū)細?；◢徶械你~礦化主要與該成礦階段有關，主要礦石礦物組成為黃銅礦、斑銅礦(圖5d，e)和伊利石，地表樣品中常見黃銅礦、斑銅礦被輝銅礦、銅藍交代(圖5f)。

3 礦區(qū)細粒花崗巖的巖石定年和巖石化學

3.1 樣品及測試方法

本次測試巖石樣品采自礦區(qū)出露的細?；◢弾r小巖株和巖脈。鋯石單礦物挑選在河北廊坊區(qū)調研究所實驗室利用標準技術分選完成。本次鋯石的U-Pb 年齡測定在澳大利亞塔斯馬尼亞大學優(yōu)秀礦床研究中心(CODES)完成，使用儀器為Agilent 7500cs 激光剝蝕四極桿電感耦合等離子質譜(LA-ICP-MS)。測試采用Ar 作為剝蝕物質的載氣，激光波長193 nm，樣品測試采用的激光束斑直徑為32～33μm。同位素分餾校正采用91500 為標準鋯石(參見Wiedenbeck et al.，1995)，元素含量校正以Si 作為內(nèi)標元素，以美國國家標準技術研究院人工合成硅酸鹽玻璃NIST 610 為標準參考物質。

全巖的巖石化學分析在北京市核工業(yè)北京地質研究院實驗室完成，測試依據(jù)GB/T 14506.28—93 硅酸鹽巖石化學分析方法和DZ/T 0223—2001 電感耦合等離子體質譜(ICPMS)方法通則進行，主量元素分析使用Philips PW2404 型X熒光光譜儀(XRF)完成，分析精度優(yōu)于1%;微量元素分析使用Finnigan MAT Element Ⅰ型電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)完成，分析精度多小于3%。

3.2 細?；◢弾r的巖石定年結果

本次測試共獲得細粒花崗巖數(shù)據(jù)17 個點(表1)，其中有11 個點數(shù)據(jù)分布在最年輕的不諧和線上，該線指示非放射性鉛存在。此線與協(xié)和線的交點年齡，即普通鉛校正過的206Pb/238U 加權平均年齡為130.8 ±1.1Ma(MSWD =0.95，n=11)(圖6)。另有4 個點年齡較老，判斷為巖漿捕獲的老鋯石。另有1 個點在最年輕不諧和線的右方，判斷另有鉛丟失。

3.3 巖石化學結果

3.3.1 主量元素分析結果

圖6 細?；◢弾rU-Pb 年齡諧和圖Fig.6 U-Pb concordia diagram of fine-grained granite

表1 細粒花崗巖鋯石U-Pb 定年結果Table 1 Zircon U-Pb datingt results of fine-grained granite

細?；◢弾r的巖石化學結果表明(表2)，其SiO2含量變化于74.55%～75.61%之間，平均為75.02%;K2O+Na2O=7.94～8.66%，均值8.32%，K2O/Na2O =1.09～1.60，均值1.35，在TAS 圖解中落入亞堿性花崗巖區(qū)域(圖7)，在SiO2-K2O 圖解中落入高鉀鈣堿性區(qū)域，個別落入鉀玄巖區(qū)域(圖8a)。鋁飽和指數(shù)A/CNK 介于0.98～1.03 之間，A/NK 介于1.08～1.14，屬于準鋁質向過鋁質過渡的巖石(圖8b)，在SiO2-Al2O3圖解和R1-R2 圖解中細?；◢弾r落入后造山花崗巖區(qū)域，而在K2O-Na2O 圖解中均落入A 型花崗巖區(qū)域(圖9)。

3.3.2 稀土和微量元素分析結果

細粒花崗巖稀土和微量元素分析結果見表2。結果表明，細粒花崗巖稀土元素總量為25.91 × 10-6～61.71 ×10-6，均值41.48 ×10-6，∑LREE/∑HREE =16.5～28.4，平均21.5，(La/Yb)N=5.89～10.9，平均8.12，δEu =0.65～1.01，顯示輕稀土相對富集和弱的負Eu 異常。球粒隕石標準化稀土配分曲線呈“W”型配分形式(圖10a)，即輕稀土內(nèi)部分異明顯，且富集相對輕的稀土元素，而重稀土內(nèi)部分異較弱，相對富集較重的稀土元素。微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖總體呈右傾的配分形式(圖10b)，顯示相對富集大離子親石元素(Rb、Th、U、K、Hf)和Pb，明顯虧損高場強元素P、Ti、Nb、Ta 及Sr 和Ba。與礦區(qū)的響腸巖體相比，其稀土配分模式和微量元素分布不同，較響腸巖體顯示了稀土總量低、且相對虧損Eu，微量元素相對富集U、K、Rb，相對虧損Ba、P、Ti。

圖7 細粒花崗巖TSA 圖解(底圖據(jù)Middlemost，1994)Fig.7 The TSA diagram of fine-grained granite (base map after Middlemost，1994)

4 討論

4.1 細?；◢弾r與成礦的關系

圖8 細?；◢弾rSiO2-K2O 判別圖解(a)和A/CNK-A/NK 圖解(b)Fig.8 The SiO2-K2O (a)and A/CNK-A/NK (b)diagrams of fine-grained granite

圖9 細?；◢弾r的K2O-Na2O 巖石類型判別圖解(底圖據(jù)Collins et al.，1982)Fig.9 The K2O-Na2O diagram of fine-grained granite(base map after Collins et al.，1982)

礦區(qū)已知礦化均發(fā)育于石英二長巖和細?；◢弾r中，而雙峰式脈巖中未見銅、鉬礦化。細粒花崗巖的巖石化學結果顯示，細粒花崗巖中Mo 含量為17.5 ×10-6～89.7 ×10-6，平均50.27 ×10-6，是大陸地殼平均值(1.1 ×10-6，Wedepohl，1995)的15.9～81.5 倍，是原始地幔(0.065 ×10-6，White，1997)的269～1380 倍，是大別地區(qū)區(qū)域地殼豐度(0.68～5.56，郭福生等，1998)的9～74 倍。而銅(19.2 ×10-6～117×10-6，平均47.45 ×10-6)是原始地幔(30 ×10-6，White，1997)的0.67～3.9 倍，平均值高于原始地幔，表明該巖體鉬、銅含量高，具有提供成礦物質的潛力。

從礦區(qū)已知礦化的空間分布看，礦區(qū)銅、鉬礦化主要分布于礦區(qū)中部及礦區(qū)的SE，主要發(fā)育在細粒花崗巖體內(nèi)或其周邊的石英二長巖中。從礦區(qū)Cu、Mo 化探異常的分布(圖11a，b)可以看出，Cu、Mo 高異常區(qū)總體呈NW 向展布，與礦區(qū)細粒花崗巖的總體分布吻合，進一步證實了細粒花崗巖與成礦的關系。從礦區(qū)蝕變的空間分布上，礦區(qū)南北兩側主要為青盤巖化，而中部主要為鉀硅化和石英絹云母化，鉀硅化分布范圍較大，而石英絹云母化的分布與細粒花崗巖密切相關。礦區(qū)泥化主要發(fā)育在細粒花崗巖中，并疊加在早期蝕變之上。礦區(qū)已知礦化、蝕變及Cu、Mo 化探異常的空間分布顯示，區(qū)內(nèi)銅鉬礦化與細?；◢弾r的關系最為密切。

前人研究表明，中國東部于燕山期160～110Ma 左右，出現(xiàn)了一次大規(guī)?；虼蟊l(fā)成礦事件(毛景文和王志良，2000)，在大別造山帶也存在燕山期成礦大爆發(fā)(張紅等，2011;李法嶺，2011;羅正傳等，2010;楊澤強，2007;楊艷等，2008)。細?；◢弾r定年結果表明，西沖礦區(qū)成礦事件也是中國東部和大別造山帶成礦大爆發(fā)事件的產(chǎn)物。西沖鉬礦處于大別造山帶東緣，緊鄰長江中下游成礦帶，從其成礦年齡看，其與長江中下游斷凹區(qū)成礦事件年齡(135～127Ma，周濤發(fā)等，2008a，2012)相當。

4.2 成礦構造背景

野外巖體的侵位關系、蝕變特征及巖石定年結果表明，礦區(qū)侵入巖的侵位順序從早到晚依次為:石英二長巖、細?；◢弾r(130.8 ±1.1Ma)、雙峰式脈巖(包括石英正長斑巖131.9 ±1.4Ma 和煌斑巖131.3 ±1.6Ma，謝玉玲等，未發(fā)表資料)，均為燕山期巖漿活動產(chǎn)物。

前人研究表明，在許多造山帶廣泛出露了高壓甚至超高壓的區(qū)域變質巖，一般被當作是板塊碰撞地殼加厚的標志。碰撞后大規(guī)模高鉀鈣堿性或少數(shù)鉀玄巖與沿剪切斷裂的大規(guī)模移動有關，其源區(qū)富集K、Rb、Th、U 和Ta，僅有少量古老地殼熔融的貢獻(Liegeois et al.，1998)。在隨后的碰撞后環(huán)境中，會伴隨著高壓變質巖的剝露，大規(guī)模走滑和伸展斷裂的發(fā)生(Sylvester，1998)，出現(xiàn)高鉀鈣堿性花崗巖類巖漿的侵入活動，這種碰撞后的巖漿作用一般持續(xù)較短的時間，就會被造山后的A 型花崗巖類或堿性或過堿性巖漿作用所取代，從而標志著碰撞造山作用的結束和伸展塌陷的出現(xiàn)(Bea et al.，1999;Liegeois et al.，1998)。

圖10 細?；◢弾r與響腸巖體球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a，標準化值據(jù)Mcdonough and Sun，1995)和原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(b，標準化值據(jù)Sun and McDonough，1989)響腸巖體數(shù)據(jù)引自金成偉和鄭祥身(1998)Fig.10 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a，normalization values after Mcdonough and Sun，1995)and primitive mantle normalized trace elements spider diagram (b，normalization values after Sun and McDonough，1989)of fine-grained granite and Xiangchang batholithData of Xiangchang batholith based on Jin and Zheng (1998)

大別造山帶是揚子板塊在大約244～245Ma 向華北板塊之下俯沖然后碰撞造山的產(chǎn)物，該俯沖碰撞大約在200Ma 左右停止(李曙光等，1989)。從礦區(qū)主要巖石單元的變形特征可以看出，石英二長巖、細?；◢弾r和雙峰式脈巖組合均未見明顯的韌性變形和強烈擠壓變形的痕跡，表明其侵位后未發(fā)生強烈的擠壓變形。從礦區(qū)不同期次巖漿巖的規(guī)模、產(chǎn)狀和侵位特征看，礦區(qū)石英二長巖顯示了底劈式上侵的特點，雙峰式脈巖顯示了巖墻式擴展侵位的特點，而細?；◢弾r介于兩間之間，表明燕山期區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了持續(xù)的抬升過程。上述特征均表明該帶大范圍出露的燕山期巖漿巖不是碰撞造山期的產(chǎn)物，而是華北與揚子板片碰撞拼合后的產(chǎn)物。有學者認為，這一時期是大別造山帶伸展階段的開始(杜建國，2000)。一般認為雙峰式脈巖的出現(xiàn)代表大別造山帶進入伸展階段的高潮時期，細粒花崗巖與雙峰式脈巖的U-Pb 鋯石年齡在誤差范圍內(nèi)一致，因此成礦應是大別造山帶大規(guī)模伸展階段開始的產(chǎn)物。野外觀察表明，細粒花崗巖與石英二長巖雖有較為清楚的界線，但界線常呈不規(guī)則狀，有時呈漸變關系，且在細?；◢弾r與石英二長巖接觸部位常發(fā)育不規(guī)則石英團塊。另外，礦區(qū)發(fā)育的石英-鉀長石囊團即可發(fā)育于石英二長巖中，也可見于細?；◢弾r中，顯示細?；◢弾r為石英二長巖漿演化晚期產(chǎn)物，從石英二長巖到雙峰式脈巖顯示了礦區(qū)從擠壓向伸展背景的轉化的過程。

西沖鉬礦處于大別造山帶東緣，緊鄰長江中下游成礦帶，其成礦事件是整個中國東部大規(guī)模巖石圈減薄和成礦事件在該地區(qū)的響應。細?；◢弾r在巖石化學上與長江中下游的A 型花崗巖(周濤發(fā)等，2008a;范裕等，2008)具有相似的稀土和微量元素組成特征，但其年齡與長江中下游廬樅火山巖盆地的雙廟組火山巖年齡(周濤發(fā)等，2008b)相當，明顯老于長江中下游的A 型花崗巖(126～124Ma，范裕等，2008)，顯示其與長江中下游在構造演化具有一定的時間差異。

細?；◢弾r在Rb-Y+Nb 構造環(huán)境判別圖解(圖12)中，其投影點落在同碰撞花崗巖與火山弧花崗巖之間，而響腸巖體(石英二長閃長巖和花崗閃長巖，金成偉和鄭祥身，1998))落在火山弧花崗巖區(qū)域，表明其源區(qū)可能有重熔的底墊弧火山巖的貢獻。區(qū)域熱年代和差異冷卻特性也表明，140～85Ma 大別造山帶進入熱窿伸展作用時期，由此引發(fā)基底廣泛熔融、北淮陽劇烈火山噴溢以及合肥盆地斷陷等過程，此次熱窿事件包括強熱伸展階段(140～105Ma)和晚期衰退階段(105～85Ma)(許長海等，2001)。結合礦區(qū)主要侵入巖的鋯石定年結果，其成礦作用應發(fā)生在大別造山帶強熱伸展階段初期。

4.3 含礦巖漿起源及演化

巖石化學結果表明，細粒花崗屬高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列，具有高的鉀、鈉含量，相對富集大離子親石元素(Rb、Th、U、K、Hf)和Pb，明顯虧損高場強元素P、Ti、Nb、Ta 及Sr 和Ba。在K2O-Na2O 圖解中均落入A 型花崗巖區(qū)域。

Ma et al.(1998)在大別高壓、超高壓變質帶發(fā)現(xiàn)三組中生代鉀玄巖-高鉀鈣堿性侵入巖，分別為三疊紀(～220Ma)與板塊斷離有關的侵入巖、中侏羅-早白堊(160～120Ma)與巖漿底侵有關的侵入巖和白堊系(125～95Ma)與熱穹窿事件有關的侵入巖，其各自的巖體產(chǎn)狀和巖石主、微量地球化學顯示出一定的差異性，但具有相似的Sr、Nd 同位素組成，其代表了同源、不同侵位深度的產(chǎn)物。西沖礦區(qū)細?；◢弾r從產(chǎn)狀和巖石化學特征上與Ma et al.(1998)報導的與熱穹窿事件有關的侵入巖具有相似之處，其可能與大別雜巖體深熔作用有關，且在上侵過程中經(jīng)過了高度演化。響腸巖體的巖石化學特征與Ma et al.(1998)報導的與巖漿底侵有關的侵入巖相當，表明礦區(qū)石英二長巖與細?；◢弾r其可能為同源演化的結果，具有殼?；煸刺卣?。礦區(qū)石英二長巖中大量閃長質暗色包體的發(fā)現(xiàn)也表明其具有深源物質的貢獻，而細?；◢弾r為其進一步演化的結果。巖漿演化過程中磷灰石、鈦鐵礦的分離結晶作用可以造成演化巖漿的P、Ti 負異常(李獻華等，2001)，而Sr、Ba 的虧損和Eu 的負異?？赡苡蛇€原條件下斜長石的結晶分異引起。另外，基性巖漿與酸性巖漿的不混溶也可造成P、Ti、Sr、Ba 的虧損。與細?；◢弾r時間近乎同時(但稍晚)的雙峰式脈巖可能代表了不混溶的基性和酸性單元，是源區(qū)巖漿發(fā)生不混溶的產(chǎn)物。細粒花崗巖與石英正長斑巖的侵位年齡在誤差范圍內(nèi)一致，應為同期稍早產(chǎn)物，P、Ti、Sr、Ba 的虧損可能是由于源區(qū)基性單元低程度不混溶造成的。

圖11 西沖礦區(qū)銅(a)和鉬(b)化探異常等值線圖(據(jù)安徽省地質礦產(chǎn)勘查局311 地質隊，2008;圖面范圍如圖2 中紅色虛線所示)Fig.11 Cu (a)and Mo (b)geochemical anomaly isogram of Xichong deposit (the area is shown in Fig.2 with red dot line)

圖12 細粒花崗巖的Y +Nb-Rb 構造環(huán)境判別圖解(底圖據(jù)Pearce et al.，1984)VAG-火山弧花崗巖;syn-COLG-同碰撞花崗巖;WPG-板內(nèi)花崗巖;ORG-洋脊花崗巖Fig.12 The Y + Nb-Rb diagrams of fine-grained granite(after Pearce et al.，1984)VAG-volcanic arc granite;syn-COLG-syn-collisional granite;WPGintraplate granite;ORG-ocean ridge granite

5 結論

(1)礦區(qū)主要礦化表現(xiàn)為脈狀、網(wǎng)脈狀和細脈-浸染狀，發(fā)育在石英二長巖和細?；◢弾r中;礦區(qū)蝕變類型主要有鉀硅酸鹽化、石英-白云母(絹云母)化、石英-綠簾石化、綠泥石-碳酸鹽化和泥化，其中石英-綠簾石化、泥化與礦化關系最為密切。

(2)礦區(qū)的蝕變、礦化及銅鉬化探異常的空間分布與細?；◢弾r關系密切，巖石化學分析結果也顯示細?；◢弾r中Mo 含量遠大于大陸地殼平均值，表明細粒花崗巖具有提供成礦物質的潛力。

(3)礦區(qū)巖漿巖侵位次序分別為:石英二長巖、細?；◢弾r(130.8 ±1.1Ma)、雙峰式脈巖(石英正長斑巖和煌斑巖)，其均為燕山期巖漿活動產(chǎn)物。與成礦關系密切的細?；◢弾r具有高K、Na 的A 型花崗巖特征，巖石化學屬高鉀鈣堿性并向鉀玄巖過渡的準鋁質-過鋁質花崗巖，為大別造山帶大規(guī)模伸展階段早期的產(chǎn)物。

致謝 野外地質調研和資料收集過程中得到安徽省地質礦產(chǎn)勘查局311 地質隊、南京地質礦產(chǎn)研究所的大力協(xié)助;參加野外工作的還有唐燕文、李應栩、王蕾、周俊杰、吳浩然、李懷斌、安衛(wèi)軍;在此一并致謝。

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