任志 周涛发 袁峰 张达玉 范裕 范羽

合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥 230009

近年来，随着大别造山带沙坪沟、汤家坪、千鹅冲等多个大型-超大型钼矿床的陆续发现，大别造山带钼金属成矿潜力引起了地学界的广泛关注(杨泽强，2007a；李靖辉，2008；王运等，2009；罗正传等，2010；魏庆国等，2010；杨永飞等，2011；杨梅珍等，2011；李俊平等，2011；李毅等，2013)。其中，安徽省地矿局313地质队于2010年发现的沙坪沟钼矿床，钼金属储量超过2.30Mt，仅次于美国Climax钼矿床，为世界第二大钼矿床。前人对沙坪沟钼矿床的地质特征(张怀东等，2010a，b，2012；徐刚等，2012)、岩浆岩成岩年代(徐晓春等，2009；Xuetal., 2011；黄凡等，2011；张红等，2011；陈红瑾等，2013；孟祥金等，2012)、岩石地球化学(王波华等，2007；陈红瑾等，2013；徐刚等，2012)、成矿时代(黄凡等，2011；张红等，2011；孟祥金等，2012)和成矿流体特征(于文等，2012)等开展了研究。已有对沙坪沟钼矿区岩浆岩的研究常集中于单一类型的岩浆岩，制约了对沙坪沟超大型钼矿床成因的深入认识。鉴于此，本文对沙坪沟钼矿区四类中酸性侵入岩开展了精确的锆石LA-ICP MS U-Pb定年，结合前人研究成果、野外岩体接触关系和岩石地球化学测试的结果，提出了沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩期次的划分意见，并探讨区内主要侵入岩的岩浆演化过程、岩浆源区特征及成岩背景，为深入认识沙坪沟钼矿床成岩成矿作用过程提供新的资料。

1 区域地质背景

大别造山带是秦岭造山带的东延部分，其西经南阳盆地与秦岭造山带相连，东为郯庐断裂带所截，南北分别以襄樊广济断裂、栾川-明港-固始断裂为界，呈一东宽西窄的楔形地质块体(图1)。大别造山带形成于三叠纪扬子古板块向华北古板块的俯冲碰撞作用，经历了与造山作用有关的多次聚合-拼贴过程，是一个发生了复杂变形变质作用的构造带(董树文等，1993；徐树桐等，1992，2001；王清晨和从柏林，1998；王清晨和林伟，2002；杜建国，2000)。

大别造山带出露的地层主要包括：晚太古代-早元古代的大别-桐柏变质核杂岩，中元古代的秦岭群变质杂岩，中元古代的龟山岩群，新元古代-早古生代二郎坪群浅变质火山-沉积岩系，震旦系-奥陶系的滨海-浅海相碎屑岩-碳酸盐岩建造以及泥盆纪的南湾组。其中，秦岭群和二郎坪群分布于龟梅断裂以北(图1)，局部被下石炭统花园墙组铁质绢云石英片岩、绢云石英片岩及炭质石英片岩覆盖。区内构造以断裂为主，总体构造线呈NWW向和NNE向，形成网格状构造。NWW向断裂由北向南分别为栾川-明港-固始断裂、朱夏断裂、龟梅断裂、桐商断裂等、晓天-磨子潭断裂和襄樊-广济断裂。NNE向断裂由西到东分别为大悟-涩港断裂、陡山河断裂和商麻断裂(图1)。大别造山带岩浆作用强烈，主要发育燕山期中酸性侵入岩、陆相火山岩；少量基性-超基性岩以及晋宁期中酸性侵入岩。陆相火山岩沿大别造山带北缘信阳-商城-霍山一带分布，时代为晚侏罗世-早白垩世，岩性组合为英安岩-流纹岩。燕山期侵入岩为主要分布于区域南部的灵山、新县和商城三大花岗岩基，以及分布于区域中部桐-商断裂附近的众多中酸性小岩体；岩体多为酸性富碱的花岗斑岩、似斑状花岗岩、石英正长斑岩等(图1)。

2 沙坪沟钼矿区地质特征

沙坪沟钼矿区位于大别造山带东部，晓天-磨子潭断裂与商麻断裂交汇部位的北东侧(图1)。矿区位于商城岩体的南东缘，构造活动频繁、岩浆岩广布，为钼矿的形成提供了有利条件。区内出露地层主要为元古界卢镇关岩群的变火山-沉积岩(图2)，该岩群被解体为变形变质侵入体和变质表壳岩两部分，岩性主要为黑云斜长片麻岩、二长片麻岩、斜长角闪片麻岩和云母片岩等，由于受到燕山期强烈的岩浆作用的影响，呈残留体和捕虏体产出于沙坪沟钼矿区的西部和北部(图2)。

区内断裂构造较发育，区域性晓天-磨子潭区域性深大断裂从该区南部穿过，并发育一系列的次级断裂，次级断裂多为压性及压扭性，按走向分为三组，以NE向张扭性为主，次为NW向压扭性断裂和SW向断裂，NW向断裂为银山复式岩体的主要控岩构造(图2)。燕山晚期，NWW、NE向构造活化，在NWW、NE向两组断裂交汇部位发育斑岩体和爆发角砾岩，在爆发角砾岩筒顶部和四周发育一系列NE向张性裂隙系统。

图1 大别造山带地质与钼矿床分布简图(据杨泽强，2007a)1-中新生代沉积物(K-E)；2-早白垩世火山岩(K)；3-下石炭统+花园墙组；4-二郎坪群(Pt3-Pz)；5-红安群含磷变质岩系(Pt3)；6-秦岭群变质杂岩(Pt2qn)；7-龟山岩组(Pt2g)、南湾组(Dn)；8-卢镇关岩群(Pt1l)、佛子岭岩群(Pt3f)、肖家庙组(Z-Ox)；9-大别/桐柏变质杂岩(Ar3-Pt1)；10-超高压变质榴辉岩；11-燕山期侵入岩；12-晋宁期侵入岩；13-实测/推测断裂构造；14-钼矿床位置与名称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

沙坪沟钼矿区广泛分布岩浆岩，侵入岩的岩性从基性岩-酸性岩-偏碱性岩均有分布，主要包括花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、辉石角闪岩、正长岩等，其中，二长花岗岩出露最广，为商城花岗岩的南延部分，按其结构和矿物组成又可分为细粒二长花岗岩、中粒二长花岗岩、似斑状花岗岩和石英二长岩等，石英二长岩在钻孔中可见少量，野外接触关系以及岩相学的特征显示，石英二长岩与二长花岗岩是同一次侵入活动产物。花岗闪长岩主要出露于研究区北部铜锣、洪家大山、银山畈的广大地区，并在沙坪沟矿区内局部出露。闪长岩、辉石闪长岩出露于区内西部，正长岩出露于区域中部沙坪沟、银山、盖井等地；花岗岩出露在研究区南部(图2)。经钻孔揭露，在银山复式岩体下部存在隐伏的花岗斑岩体，主要岩性为钾长花岗斑岩、花岗正长斑岩等。二长花岗岩在区内分布最广，花岗闪长岩呈岩株状侵入于二长花岗岩中，在研究区北部出露，正长岩呈岩株状侵入二长花岗岩中，在研究区中部银山-盖井地区出露，钾长花岗斑岩呈小岩株状侵入二长花岗岩和正长岩中。

3 样品与分析方法

3.1 样品采集与样品特征

在对沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩进行详细的野外观察基础上，按岩性和地质接触关系将矿区内的中酸性侵入岩分为：1)钾长花岗斑岩(ZK52-986、ZK52-988、ZK94-671、ZK94-807，分别采自ZK52孔的986m和988m处，ZK94-807孔的671m和807m处)；2)正长岩(SPG-15、SPG-16，采自沙坪沟钼矿区银山复式岩体露头)；3)石英二长岩(ZK94-19、ZK94-297，分别采自ZK94孔的19m和297m处)；4)二长花岗岩(SPG-44、SPG-50，分别采自银冲二长花岗岩露头与仓房二长花岗岩露头)；5)花岗闪长岩(SPG-13、HS-1、HS-17，分别采自沙坪沟钼矿区花岗闪长岩露头、洪家大山花岗闪长岩露头以及银山畈往金寨的公路边露头)，采样位置如图2所示。它们的主要特征如下：

钾长花岗斑岩呈浅肉红色，斑状结构，块状构造，斑晶主要是钾长石，粒径为1～2mm，基质为细粒结构，粒径<0.1mm。矿物成分主要有钾长石(50%)、斜长石(20%)石英(15%～25%)、及少量的黑云母，副矿物有锆石及少量金属硫化物(黄铁矿、辉钼矿等)(图3a, b)。

正长岩呈暗肉红色，自形-半自形中-细粒状结构，块状构造，粒径一般为0.5～2mm。按矿物成分，可分为黑云母正长岩、石英正长岩，矿物成分主要为钾长石(80%～90%)、石英(5%左右)、黑云母(5%左右)，及少量斜长石等，副矿物有磷灰石、锆石及少量黄铁矿，次生矿物主要为绿泥石(图3c, d)。

图2 沙坪沟钼矿区地质及采样位置图(据安徽省313地质队，2011*安徽省地质矿产勘查局313地质队. 2011. 安徽省金寨县沙坪沟外围地形地质图修改)

1-第四系；2-卢镇关岩群；3-隐爆角砾岩；4-角砾正长斑岩；5-二长花岗岩；6-正长岩；7-花岗闪长岩；8-细粒花岗岩；9-闪长岩；10-辉石角闪岩；11-铅锌矿脉；12-地质界线；13-断层；14-采样位置及样号；15-钻孔位置及编号；16-沙坪沟钼矿床范围

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

图3 沙坪沟钼矿区部分中酸性侵入岩样品手标本及显微特征照片(a、b)-钾长花岗斑岩，钾长石斑晶，发育辉钼矿脉；(c、d)-正长岩，含黑云母；(e、f)-石英二长岩，斜长石具钾长石化边；(g、h)-二长花岗岩，发生绿泥石、绿帘石化；(i、j)-花岗闪长岩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

石英二长岩呈浅红色，灰白色，自形半自形粒状结构，块状构造，粒径一般在0.1～1mm之间，矿物成分主要为斜长石(35%左右)、钾长石(30%～40%)、石英(10%～15%)，及少量的黑云母等，副矿物有少量的黄铁矿等(图3e, f)。

二长花岗岩呈灰白-肉红色，粒状结构，块状构造，粒径一般为0.1～2mm。矿物成分主要有钾长石(35%～45%)、斜长石(25%～35%)、石英(20%～30%左右)，含少量黑云母和金属矿物(黄铁矿、磁铁矿等)，次生矿物有绢云母、黑云母、绿泥石、绿帘石等(图3g, h)。

花岗闪长岩呈灰-灰绿色，半自形粒状结构，块状构造，一般粒径为0.3～3mm，矿物成分主要有斜长石(35%左右)、石英(20%左右)、钾长石(20%)、角闪石(10%～15%)及少量黑云母(5%左右)等，副矿物有榍石、磷灰石及少量金属矿物。次生矿物有绿泥石、绢云母等(图3i, j)。

在岩相学特征基础上，本文选取矿区内钾长花岗斑岩( ZK94-807)、正长岩(SPG-16)、二长花岗岩(SPG-50)和花岗闪长岩(HS-17)等4个代表性岩石学样品进行了锆石LA-ICPMS U-Pb 定年，同时，对上述不同岩石类型的13个样品进行了全岩主微量稀土元素的球化学分析。

3.2 分析方法

3.2.1 锆石LA-ICP MS U-Pb定年

锆石单矿物是在河北廊坊诚信地质服务有限公司采用浮选和电磁选方法完成的，最后在双目镜下挑选出晶形完好，透明度和色泽较好的锆石单矿物粘在载玻片上的双面胶上，然后用无色透明的环氧树脂固定，待环氧树脂充分固化后抛光至锆石单颗粒露出1/3以上。锆石阴极发光显微照相是在中国地质科学院地质研究所电子探针室完成的，工作电压为15kV，电流为4nA。这些阴极发光照片被用来检查锆石的内部结构和选择分析区域。锆石LA-ICP MS U-Pb分析在合肥工业大学资源与环境工程学院LA-ICP MS实验室完成，测试前分别用酒精和稀硝酸(5%)轻擦样品表面，以除去可能的污染。采用仪器为Agilent7500a ICP-MS，采用He作为剥蚀物质载气，用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST SRM 610进行仪器最佳化。锆石年龄分析采用的光斑直径为30μm，并采用国际标准锆石91500作为外标标准物质，并每隔4～5个样品分析点测一次标准，每隔10个点进行仪器最佳化，确保标准和样品的仪器条件完全一致。样品的同位素数据处理采用ICPMS Data Cal(V8.6版)软件进行，普通铅校正采用的Andersen的方法(Andersen, 2002)，年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot(2.49版)进行(Ludwig, 2003)，实验过程中误差为1σ。

3.2.2 全岩主量元素、微量稀土元素分析

样品的主量元素和微量、稀土元素分析在实验在澳实矿物实验室(广州)完成。主量元素分析方法：将样品(约200目左右)约1g在100℃的烘箱内干燥后，再将其放入大于1000℃的高温炉中灼烧2h测得其烧失量(LOI)。称0.5g经上述灼烧过的样品和4g Li2B4O7溶剂于塑料瓶中，混匀后加0.4g 1% LiBr及0.5% NH4I助溶剂于XRF专用铂金坩埚中，倒入该混合样品1250℃熔融，制成玻璃饼，备XRF测定。微量、稀土元素分析方法：将待分析样品放入溶样罐中，加入2mL 8mol HNO3+0.5mL 8mol HF，置于电热板上(约100℃)加热足够时间溶解样品；打开溶样罐在通风橱中蒸干样品。再次加入2mL 8mol HNO3继续加热，方法同前；最后将用8mol HNO3溶解的样品溶液加去离子水稀释至250mL放入洁净的溶样瓶中，摇匀后取10mL放入细小塑料管备LA-ICP MS测试。

表1沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩LA-ICP MS锆石U-Pb年代学分析结果

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

测点号U(×10-6)Th(×10-6)Th/U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U208Pb/232Th206Pb/238U207Pb/235U208Pb/232Th测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ年龄(Ma)1σ年龄(Ma)1σ年龄(Ma)1σ钾长花岗斑岩(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正长岩(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

续表1

Continued Table 1

测点号U(×10-6)Th(×10-6)Th/U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U208Pb/232Th206Pb/238U207Pb/235U208Pb/232Th测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ年龄(Ma)1σ年龄(Ma)1σ年龄(Ma)1σ二长花岗岩(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花岗闪长岩(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

图4 沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩部分锆石阴极发光(CL)显微照片ZK94-807：钾长花岗斑岩；SPG-16：正长岩；SPG-50：二长花岗岩；HS-17：花岗闪长岩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

图5 沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩LA-ICP MS锆石U-Pb谐和图Fig.5 LA-ICP MS zircon U-Pb concordia diagram of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district

4 分析结果

4.1 侵入岩锆石LA-ICP MS U-Pb定年

本次锆石LA-ICP MS U-Pb定年所得数据如表1所示。沙坪沟钼矿区侵入岩的锆石为无色透明或浅黄色，结晶度较好，呈典型的柱状晶形，未见针状锆石。锆石中Th/U比值在0.51～3.93之间，均远高于0.1，属于典型的岩浆成因锆石(Belousovaetal., 2002)。由锆石的阴极发光显微照片(图4)可看出，所有锆石均具有清晰的内部结构和典型的岩浆震荡环带，不具核-幔结构，无后期变质壳，表明这些锆石是岩浆形成后一次结晶形成的，应代表的是岩浆冷却结晶及岩体侵位的时代。实验测试点位均选择环带清晰并靠边的位置，尽量避免打到继承锆石，确保得到的是岩浆结晶年龄。

4个锆石样品的LA-ICP MS的U-Pb定年结果如下(图5)：SPG-50样品206Pb/238U加权平均年龄为136.3±1.6Ma(n=20，MSWD=0.74)，代表区内广泛分布二长花岗岩成岩年龄；HS-17样品206Pb/238U加权平均年龄为127.5±2.9Ma(n=7，MSWD=0.59)，代表区内花岗闪长岩成岩年龄；SPG-16样品206Pb/238U加权平均年龄为117.2±1.2Ma(n=26，MSWD=0.86)，代表区内正长岩的成岩年龄； ZK94-807样品206Pb/238U加权平均年龄为112.2±1.2Ma(n=23，MSWD=0.99)，代表沙坪沟钼矿区钾长花岗斑岩的成岩年龄。以上结果显示，沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩年龄变化在136～112Ma之间，属于早白垩世。

4.2 岩石化学特征

4.2.1 主量元素

图6 沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩岩石分类与岩石系列图解(a)-侵入岩TAS图解(底图据Middlmost, 1994)；1-橄榄辉长岩；2a-碱性辉长岩；2b-亚碱性辉长岩；3-辉长闪长岩；4-闪长岩；5-花岗闪长岩；6-花岗岩；7-硅英岩；8-二长辉长岩；9-二长闪长岩；10-二长岩；11-石英二长岩；12-正长岩；13-副长石辉长岩；14-副长石二长闪长岩；15-副长石二长正长岩；16-副长正长岩；17-副长深成岩；18-霓方钠岩/磷霞岩/白榴岩；Ir-Irvine 分界线，上方为碱性，下方为亚碱性. (b)- A/NK-A/CNK图解(底图据Maniar and Piccoli, 1989)；A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)，A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O)，均为摩尔比. (c)-K2O-SiO2图解(底图据Ewart, 1982). (d)-A.R.-SiO2图解(底图据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)

沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩全岩主量和微量稀土元素测试结果如表2所示。钾长花岗斑岩SiO2含量较高，在69.43%～77.56%之间；其次为二长花岗岩，在71.42%～72.85%之间，正长岩、石英二长岩、花岗闪长岩SiO2含量均低于67%，在57.95%～66.62%之间。全碱含量(ALK=Na2O+K2O)正长岩最高，在11.92%～11.98%之间，钾长花岗斑岩较高，在8.16%～10.48%之间，石英二长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩相对较低，在7.02%～9.66%之间；其中钾长花岗斑岩K2O/Na2O值最高，在1.14～1.63之间，其它侵入岩K2O/Na2O值在0.38～1.33之间。将全部侵入岩样品的主要氧化物含量(无CO2、H2O及烧失量)重新换算成100%，投在侵入岩TAS分类图解(Middlemost, 1994)上(图6a)，分别落在花岗岩、正长岩、二长岩、石英二长岩和区域，这与岩石学的判定结果基本一致。CIPW标准矿物计算(表2)表明，沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩均具有SiO2、Al2O3过饱和的性质，侵入岩中普遍出现了少量的刚玉标准分子，石英二长岩中刚玉标准分子含量最高，范围在2.85%～3.01%之间，其余样品均小于1%。碱度率(A.R.)钾长花岗斑岩和正长岩较高，普遍大于5，石英二长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩均小于4。

在A/CNK-A/NK图解(图6b)上，沙坪沟钼矿区钾长花岗斑岩样品落在准铝质-过铝质区域，正长岩样品落在过铝质区域，两类岩石A/NK<1.15且>1.0，具有碱性花岗岩性质；石英二长岩和二长花岗岩样品落在过铝质区域，花岗闪长岩样品落在准铝质区域。在K2O-SiO2图解(图6c)上，沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩样品落在高钾钙碱性系列、钾玄岩系列区域，属于广义的高钾钙碱性火成岩系列(邓晋福等，1999)，且总体具有二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩到正长岩、钾长花岗斑岩具有高钾钙碱性系列向钾玄岩系列转变的趋势。在AR-SiO2图解上(图6d)，除花岗闪长岩样品落于钙碱性区域外，其它样品落入碱性区域。

图7 沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩微量元素原始地幔标准化曲线(a,原始地幔标准值据Sun and McDonough, 1989；上地壳资料据Taylor and Mclennan, 1981；下地壳资料据Weaver and Tarney, 1984)和稀土元素球粒陨石标准化曲线(b,球粒陨石标准值据McDonough and Sun, 1995; 地壳资料据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

微量元素原始地幔标准化蛛网图(图7a)显示，沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩微量元素特征均与地壳相似，指示岩浆演化过程与地壳关系密切。其中，钾长花岗斑岩和正长岩特征相似，明显富集Rb，亏损Ba、Sr等大离子亲石元素(LILE)，相对富集Th、U等高场强元素(HFSE)。石英二长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩则没有显著的Ba、Sr等元素的亏损，Th、U等元素的富集，而明显亏损Nb、Ta等高场强元素。所有样品均亏损P、Ti，且钾长花岗斑岩和正长岩的亏损程度明显高于其它侵入岩。

稀土元素分配图解(图7b)显示，沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩样品均具有相似的轻稀土富集、重稀土亏损，不同程度的Eu负异常的特征。其中，正长岩具有最高的REE总含量，在623.7×10-6～688.4×10-6，其次为花岗闪长岩，在216.2×10-6～752.0×10-6之间，其余三类岩石REE总含量中等，均在120.4×10-6～384.3×10-6之间；轻重稀土分馏程度均为中等，LREE/HREE值由大到小依次是正长岩、钾长花岗斑岩、石英二长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩；五类岩石中，具有中等Eu负异常到近无Eu异常的变化趋势，依次为钾长花岗斑岩、正长岩、二长花岗岩、石英二长岩、花岗闪长岩。

5 讨论

5.1 岩浆活动期次

近年来，对沙坪沟钼矿区的中生代中酸性侵入岩有了一些新的同位素测年的报道。徐晓春等(2009)测得区内洪家大山中粒、细粒二长花岗岩及细晶闪长岩脉年龄分别为于136.8±1.6Ma、130.4±1.2Ma和125.4±1.0Ma，孟祥金等(2012)测得区内含矿石英正长岩年龄为120～122Ma，张红等(2011)测得区内钾长花岗斑岩年龄为111.5±1.5Ma，陈红瑾等(2013)测得区内石英正长斑岩和爆破角砾岩年龄分别为116.1±2.2Ma和112.9±1.2Ma。本次工作得到二长花岗岩、花岗闪长岩、正长岩和钾长花岗斑岩的锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄分别为136.3±1.6Ma，127.5±2.9Ma，117.2±1.2Ma，112.2±1.2Ma，进一步确认了沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩的成岩时代为燕山晚期早白垩世，显示出沙坪沟钼矿区早白垩世强烈的多期次岩浆活动。通过野外的观察， 正长岩呈岩株状侵入二长花岗岩， 钾长花岗斑岩呈隐伏的小岩株侵入二长花岗岩和正长岩中。岩石地球化学特征显示，二长花岗岩、花岗闪长岩和石英二长岩具有类似的岩石地球化学特征，正长岩和钾长花岗斑岩岩石化学特征也较为相似，两组之间存在着一定的差异(图6、图7)，如在微量元素蛛网图(图7a)上显示，正长岩和钾长花岗斑岩具有明显的Ba、Sr亏损，而二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩则不具有亏损。

表2沙坪沟钼矿区样品全岩主量(wt%)、微量和稀土元素(×10-6)分析数据

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

样品号ZK52⁃986ZK52⁃988ZK94⁃671ZK94⁃807SPG⁃15SPG⁃16ZK94⁃19ZK94⁃297SPG⁃44SPG⁃50SPG⁃13HS⁃1HS⁃17岩性钾长花岗斑岩钾长花岗斑岩钾长花岗斑岩钾长花岗斑岩正长岩正长岩石英二长岩石英二长岩二长花岗岩二长花岗岩花岗闪长岩花岗闪长岩花岗闪长岩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钙长石(An)1 522 622 361 851 230 772 097 075 237 8119 8821 7314 97钠长石(Ab)27 5034 0634 2937 0754 0155 3436 5046 9133 3035 7144 0944 3833 36正长石(Or)29 6227 1638 9437 6634 5833 5633 8519 7529 3424 5817 0611 9223 06刚玉(C)0 31000 440 410 443 012 850 440 280 680 060透辉石(Di)00 081 360000000002 05紫苏辉石(Hy)1 091 590 912 081 482 010 766 281 792 375 498 756 09钛铁矿(Il)0 150 170 700 680 600 621 111 830 380 521 421 381 12磁铁矿(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分异指数(DI)96 3895 0593 8094 1694 1293 5991 2778 0391 0787 2969 1663 9272 42固结指数(SI)0 981 023 894 402 232 331 6812 852 984 7910 0113 4913 20碱度率(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

续表2

Continued Table 2

样品号ZK52⁃986ZK52⁃988ZK94⁃671ZK94⁃807SPG⁃15SPG⁃16ZK94⁃19ZK94⁃297SPG⁃44SPG⁃50SPG⁃13HS⁃1HS⁃17岩性钾长花岗斑岩钾长花岗斑岩钾长花岗斑岩钾长花岗斑岩正长岩正长岩石英二长岩石英二长岩二长花岗岩二长花岗岩花岗闪长岩花岗闪长岩花岗闪长岩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；锆石饱和温度TZr=19200/[2.95+0.85M+Ln(149600/Zrmelt)]，其中M=(Na+K+2Ca)/(Al×Si)(摩尔数)，计算中，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)，均为摩尔比；计算标准矿物为CIPW 法，Le Maitre RW(1976)方法 按侵入岩调整氧化铁；R1= 4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)；R2= 6Ca+2Mg+Al；δEu=EuN/[(1/2)(SmN+GdN)]

中酸性侵入岩年龄数据统计显示(表3)，大别造山带中生代中酸性侵入岩年龄比较接近，除张榜花岗岩外，均集中于145～110Ma，即燕山晚期的早白垩世，在135～125Ma年龄最为集中，说明大别造山带中生代岩浆活动大概在135～125Ma达到顶峰，在这个时期形成大量的侵入岩体，岩性主要为二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩、正长斑岩、闪长正长岩、闪长岩等。在124～112Ma，仅有少量侵入岩形成，岩性主要为正长岩、钾长花岗(斑)岩、花岗斑岩等，表明岩浆活动已经进入尾声。空间上，大别造山带中生代中酸性侵入岩主要靠近区域性大断裂或伴生次级断裂分布，断裂的控岩作用明显，且由西向东侵入岩有逐渐变新的趋势。

根据野外地质观察、岩相学、年代学、岩石化学特征以及前人对大别造山带中酸性侵入岩的研究成果，作者认为沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩可划分为两个阶段，即136～125Ma、124～112Ma。第一阶段主要形成二长花岗岩(中粒二长花岗岩和细粒二长花岗岩)、花岗闪长岩，少量的石英二长岩、细晶闪长岩脉等侵入岩；第二阶段主要形成正长岩、石英正长岩、钾长花岗斑岩、石英正长斑岩等侵入岩。

5.2 岩浆成因

5.2.1 岩浆演化

沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩轻、重稀土分馏作用明显，由于只有石榴子石会造成轻重稀土强烈分馏(Martinetal., 2005)， 指示岩浆源区可能存在大量的石榴子石残留。通常δEu值可以用来指示岩浆结晶分异程度(Cheng and Mao, 2010; Wangetal., 2009)，钾长花岗斑岩、正长岩具有中等的Eu负异常，反映了这两类岩石经历了一定的斜长石结晶分异作用，石英二长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩则基本不具有Eu异常。随着δEu值降低，分异指数(DI)具有逐渐升高的趋势，Y含量范围变化较无规律(图8a, b)，一定程度上说明第二阶段侵入岩比第一阶段侵入岩分异程度更高(Said and Kerrich, 2009)。

表3大别造山带中生代中酸性岩体年龄表

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

岩体名称及岩性测定对象及方法岩体年龄资料来源天目沟细粒钾长花岗岩辉钼矿Re⁃Os121 6±2 1Ma杨泽强，2007肖畈花岗斑岩SHRIMP锆石U⁃Pb140 6Ma李厚民等，2007母山花岗斑岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb142 0±1 8Ma杨梅珍等，2011陡坡花岗斑岩辉钼矿Re⁃Os140 5±8 2Ma李明立，2009大银尖似斑状二长花岗岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb124 9±1 3Lietal ，2012千鹅冲花岗斑岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb128 8±2 6Ma杨梅珍等，2010保安寨花岗斑岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb135 3±1 9Ma杨梅珍等，2010汤家坪花岗斑岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb121 6±4 6Ma魏庆国，2010沙坪沟钾长花岗斑岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb112 2±1 2Ma本文沙坪沟正长岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb117 2±1 2Ma本文洪家大山花岗闪长岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb127 5±2 9Ma本文仓房二长花岗岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb136 3±1 6Ma本文洪家大山中粒二长花岗岩黑云母40Ar⁃39Ar136 8±1 6Ma徐晓春等，2009；Xuetal ，2011洪家大山细粒二长花岗岩黑云母40Ar⁃39Ar130 4±1 2Ma徐晓春等，2009；Xuetal ，2011洪家大山细晶闪长岩脉黑云母40Ar⁃39Ar125 4±1 0Ma徐晓春等，2009；Xuetal ，2011研子岗角闪正长岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb133±1Ma周红升等，2009古碑花岗闪长岩SHRIMP锆石U⁃Pb125±3Ma赵新福等，2007张榜花岗岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb150 3±2 0Ma张超和马昌前，2008白石坡花岗斑岩SHRIMP锆石U⁃Pb142 0±4 3Ma李厚民等，2007石鼓尖角闪石英二长闪长岩SHRIMP锆石U⁃Pb132 8±4 3MaXuetal ，2007舒潭斑状二长花岗岩SHRIMP锆石U⁃Pb132 3±1 0Ma续海金等，2008天堂寨二长花岗岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb131 7±3 6Ma续海金等，2008舒潭钾长花岗斑岩SHRIMP锆石U⁃Pb127 9±0 8MaXuetal ，2007金刚台正长斑岩LA⁃ICPMS锆石U⁃Pb129 8±0 7Ma黄皓和薛怀民，2012

图8 沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩岩浆结晶分异程度图解(实线：第一阶段；虚线：第二阶段)Fig.8 Magmatic crystallization differentiation diagrams of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (solid line: first stage; dotted line: second stage)

图9 沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩Log(Fe2O3/FeO)-FeO图解(实线：第一阶段；虚线：第二阶段)Fig.9 Log(Fe2O3/FeO) vs. FeO diagram of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (solid line: first stage; dotted line: second stage)

在稀土元素配分图(图7b)上，钾长花岗斑岩和正长岩重稀土由Dy到Yb配分值具有一定的升高趋势，并且相对亏损Nb、Ta、Ti，这反映了该区这两类岩石可能经历了一定的角闪石结晶分异作用(Rollinson, 1993)，其源区存在角闪岩残留，因为在酸性熔体中，REE和Nb、Ta、Ti等HFSE在角闪石中均有很高的分配系数，且是所有常见矿物中Dy到Yb分配系数逐渐降低的唯一矿物。在Log(Fe2O3/FeO)-FeO图解上(图9)显示，沙坪沟钼矿区第二阶段中酸性侵入岩相比于第一阶段中酸性侵入岩具有更还原的成岩环境，其中还原性最强的是与成矿关系密切钾长花岗斑岩。

图10 沙坪沟钼矿地区中酸性侵入岩岩浆源区岩石化学图解(实线：第一阶段；虚线：第二阶段)Fig.10 Magma source diagram of petrochemistry of the intrusions in Shapinggou molybdenum deposit district (solid line: first stage; dotted line: second stage)

图11 (La/Yb)N-δEu关系图解(实线：第一阶段；虚线：第二阶段)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 岩浆源区

球粒陨石标准化稀土配分蛛网图(图7b)可见，研究区两个阶段的中酸性侵入岩岩浆源区性质较为相似，均与地壳模式接近，指示壳源的特点。第二阶段的正长岩和钾长花岗斑岩相比第一阶段的二长花岗岩和花岗闪长岩具有相似到略高的LREE/HREE值和REE总含量，也指示了两期岩浆作用具有一定程度相似的源区性质(图10a)。锆石的饱和温度计算(Milleretal., 2003)结果显示，第一阶段的二长花岗岩和花岗闪长岩的锆石饱和温度分别为803～883℃和759～768℃；而第二阶段的钾长花岗斑岩和正长岩的锆石饱和温度分别在755～852℃和927～929℃之间，均指示了较大深度的温度特征。

图12 沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩构造环境判别图解(据Pearce et al., 1984)WPG-板内花岗岩；VAG-火山弧花岗岩；Syn-COLG-同碰撞花岗岩；ORG-洋脊花岗岩；虚线是异常洋脊ORG的边界线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

图13 R1-R2关系图解(底图据Batchelor and Bowden, 1985)①地幔斜长花岗岩；②破坏性活动板块边缘(板块碰撞前)花岗岩；③板块碰撞后隆起期花岗岩；④晚造山期花岗岩；⑤非造山区A型花岗岩；⑥同碰撞(S型)花岗岩；⑦造山期后A型花岗岩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

大量研究已经表明，球粒陨石标准化Gd/Yb比值大小对岩浆源区深度具有一定程度的指示意义，(Gd/Yb)N值较大(>1.20)，指示岩浆源区深度较大，(Gd/Yb)N值较小(<1.20)，指示岩浆源区深度较小(Henderson and Wood, 1984; McKenzie and O’Nions, 1991; Hirschmann and Stolper, 1996; Said and Kerrich, 2009)。研究区第一阶段中酸性侵入岩样品的球粒陨石标准化(Gd/Yb)N比值范围从1.76至4.26，平均值为2.38，第二阶段中酸性侵入岩样品的(Gd/Yb)N值较第一阶段低(范围从0.43至1.50，平均为1.06)(图10b)。一定程度上表明从第一阶段到第二阶段岩浆源区变浅的特征。(La/Yb)N-δEu图解(图11)显示，第一阶段侵入岩落在壳幔型区域，第二阶段落在壳型区域，指示研究区第一阶段岩浆作用具有壳幔混源特征，第二阶段侵入岩具有壳源特征。

通常Sr与Yb 的含量可以用来指示岩浆源区压力特征(张旗等，2006)。根据沙坪沟钼矿区侵入岩的Sr、Yb含量，可将区内中酸性侵入岩分为低 Sr 高 Yb型、高Sr 高 Yb 型和低Sr低Yb型三类，其中钾长花岗斑岩和正长岩为低 Sr 高 Yb型，且正长岩的Yb含量特别高，指示沙坪沟钼矿区钾长花岗斑岩和正长岩的岩浆源区压力较低，在小于30km的深度形成。石英二长岩和花岗闪长岩为高Sr 高 Yb 型，指示区内石英二长岩和花岗闪长岩的岩浆源区压力中等，形成深度在30km左右。二长花岗岩为低Sr低Yb型，指示区内二长花岗岩的岩浆源区压力中等或较大，深度在30～50km范围内。与前面的结论一致。

前人对大别造山带中生代中酸性侵入岩同位素研究显示，大别造山带中生代钼矿床有关的岩浆作用主要起源于古老地壳，在伸展背景下软流圈上涌，加热下地壳熔融而成(杨泽强，2007b；李明立，2009；魏庆国等，2010；陈伟等，2011，杨梅珍等，2011；Lietal., 2012)。沙坪沟钼矿区侵入岩具有相似的地球动力学背景，区内第一阶段侵入岩具壳幔型源区特征，软流圈物质上涌加热使古老下地壳重熔，并有少量的软流圈物质加入；第二阶段侵入岩岩浆源区具有壳源特征，可能有软流圈和第一阶段的岩浆活动提供热量。

5.2.3 构造环境

本文研究表明，沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩形成于146～112Ma之间，处于大别造山带乃至整个中国东部地区构造格局由挤压向伸展转变时期前后(孙卫东等，2008；郑永飞，2008；周涛发等，2008)。需要指出的是，大别造山带这种构造体制转换可能与本身的碰撞造山旋回已经没有关系，因为大别造山带前陆的庐枞地区、华北板块东/北缘都记录了135～125Ma左右的岩石圈伸展事件(Guoetal., 2004; Li, 2000; Wuetal., 2005; Xuetal., 2004)，因而大别造山带早白垩世的岩浆活动可能是整个东部岩浆活动的一部分，而与三叠纪开始的碰撞造山旋回无关。构造环境判别图解(图12)上显示，沙坪沟钼矿区第一阶段的二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩主要落在火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩区域；第二阶段的正长岩和钾长花岗斑岩主要落在板内花岗岩区域。在R1-R2关系图解(图13)上也显示了这一特征，第一阶段的二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩分别落在同碰撞花岗岩、板块碰撞后隆起期花岗岩、晚造山期花岗岩区域；第二阶段的正长岩、钾长花岗斑岩分别落在非造山A型花岗岩、造山后A型花岗岩区域。指示沙坪沟钼矿区第一阶段侵入岩产生在构造格局转变的伸展背景下，第二阶段侵入岩产生在稳定的板内环境。

5.3 成矿作用

现已有的沙坪沟钼矿成矿年代报道的年龄较为一致，为110～113Ma(徐晓春等，2009；张红等，2011；黄凡等，2011)，结合矿区内中酸性侵入岩的成岩时代，表明沙坪沟钼矿床与钾长花岗斑岩密切相关。沙坪沟钼矿区第一阶段(136～125Ma)岩浆作用主要形成二长花岗岩和花岗闪长岩等侵入岩，尚无该阶段矿化作用报道；第二阶段(124～112Ma)主要形成银山复式岩体(石英正长岩、正长岩、正长斑岩等)和钾长花岗斑岩体，这一阶段末期伴随着强烈的热液成矿作用，发育大量网脉状钼矿化，形成沙坪沟超大型钼矿床，并在矿区周边的仓房、银冲和洪家大山等地区发育广泛的铅锌矿化，形成了一整套以斑岩型钼矿化为中心，四周广泛发育中低温热液铅锌矿化的斑岩型成矿系统。Maoetal.(2008)通过对钼成矿年代的详细总结和讨论，对东秦岭地区钼成矿作用进行了划分，划分为233～221Ma，148～138Ma和131～112Ma三个阶段，沙坪沟钼矿床的形成对应于东秦岭地区第三个阶段的钼成矿作用。

通过主量元素数据(表2)的分析显示，沙坪沟钼矿区钾长花岗斑岩具有最高的SiO2含量，且相比于区内其它侵入岩，具有高钾、高碱、低钠、分异程度较高的特点，具有形成钼矿床的有利条件(付治国等，2007)。统计研究显示，斑岩型钼矿床的成矿岩体的Log(Fe2O3/FeO)值通常小于0，具有偏还原的岩浆性质，Log(Fe2O3/FeO)-FeO图解(图9)显示，沙坪沟钼矿区钾长花岗斑岩具有偏还原的岩浆特点；大别造山带主要的钼成矿岩体通常具有壳源的特征，沙坪沟钼矿区钾长花岗斑岩具有典型的壳源特征，指示了偏还原的岩浆性质和壳型的岩浆源区可能更利于形成大型斑岩型钼矿床。

6 结论

(1)沙坪沟钼矿区内二长花岗岩、花岗闪长岩、正长岩和钾长花岗斑岩成岩时代分别为136.3±1.6Ma，127.5±2.9Ma，117.2±1.2Ma，112.2±1.2Ma，上述年龄均代表了这些侵入岩的侵位时代，沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩形成于136～112之间，属于燕山晚期早白垩世。

(2)沙坪沟钼矿区中生代中酸性侵入岩岩浆活动可划分136～125Ma和124～112Ma两个阶段。第一阶段形成二长花岗岩、花岗闪长岩等侵入岩，第二阶段形成正长岩和钾长花岗斑岩类侵入岩。由第一阶段到第二阶段，岩浆系列由高钾钙碱性系列向钾玄岩系列、钙碱性向碱性转变，岩浆性质由氧化性向还原性变化，岩浆源区由壳幔型源区向壳型源区演化，成岩背景由构造格局转变的伸展背景向稳定的板内背景过渡。

(3)沙坪沟钼矿床与区内钾长花岗斑岩密切相关，形成于110Ma左右，对应于东秦岭地区第三个阶段的钼成矿作用。

(4)高钾、高碱、低钠、高分异、偏还原、壳型源区的侵入岩可能更利于形成大型斑岩型钼矿床。

致谢本文的野外工作得到安徽地质矿产勘查局313地质队张怀东高级工程师和李先初工程师的大力支持；室内研究工作得到合肥工业大学资源与环境工程学院LA-ICP MS实验室李全忠副研究员的指导和帮助；成文过程中得到合肥工业大学矿床成因与勘查技术研究中心Noel C. White教授的悉心指导；文章的评审过程中收到审稿人建设性的意见；在此一并表示衷心的感谢。

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