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黄梅尖地区矿床的成矿演化及地球化学特征

2018-01-30邓一潇

世界有色金属 2018年18期
关键词:黄梅细粒矿床

邓一潇

(东华理工大学地球科学学院,江西 南昌 330013)

庐枞盆地是长江中下游成矿带的一个重要组成部分(张舒等,2014),其中黄梅尖矿体及其周缘地带是我国重要的成矿区之一。前人对黄梅尖矿体的年代学与矿物形成的成因、成矿特征与成矿规律等开展了较多的研究(章邦桐,1988;路凤香等,2006;周涛发,2008;刘惠华,2014;肖金根,2014;史春旺等,2016),初步探讨其成矿物质来源,进而为找矿提供下一步的方向。

1 地质背景

黄梅尖矿体位于庐枞中生代的东南缘,与大龙山和城山矿体共同组成安庆一庐江石英正长岩带(郑永飞等,1995)。庐枞盆地位于扬子陆块北缘,大别山隆起东翼,西接郯庐深大断裂带,紧靠华北陆块与扬子陆块拼接带,是在早中生代坳陷基础上发育起来的一个陆相断陷型火山岩盆地。

黄梅尖岩体呈椭圆形,北东向展布,是一个主要由两阶段、四次矿床侵入活动形成的复式岩体。前人对上述矿物组合开展单颗粒矿石定年工作,表明黄梅尖矿体成矿年龄时限为137Ma~121Ma(周涛发等,2008)。此外,矿体内发育规模不等的多种矿物。矿体周边出露地层包括下侏罗统钟山组(J1z)、中侏罗统罗岭组(J2l)沉积碎屑岩与下白垩统龙门院组(K1l)、砖桥组(K1z)。

地质演化史

晚元古代早期的皖南运动(800Ma),扬子地块大部分固结;震旦纪,扬子地块向大别地块下方俯冲,致使在两者结合部位形成巨大的冒地槽型沉积,由此形成长江构造带的雏形;晚元古代末期的霍邱运动(约600Ma),研究区进入稳定的准地台发展阶段。受加里东运动的影响,区内在早古生代主要表现出隆坳变迁的特征,加里东运动晚期本区隆升为陆接受剥蚀,直至晚古生代晚泥盆世地壳下降再次接受沉积;期后受到柳江运动、江南运动、东吴运动的影响,区内表现为频繁的震荡运动特点。三叠世末期发生的印支运动(南象运动,200Ma)基本结束了本区准地台发展阶段,地壳上升海水退出,使得彼此分离的扬子地块、大别地块、中朝地块相互拼贴成为统一的中国大陆。此后,各地块之间的强烈碰撞挤压带来地壳的强烈褶皱和断裂活动,同时导致地壳部分熔融,形成混溶型矿物侵入体,长江构造带得到充分发育并基本定型。

中侏罗世末期的燕山早期运动(176Ma~165Ma),揭开了本区大规模断裂活动和矿床活动的序幕。由于扬子地块与大别地块的挤压,长江构造带内的边界断裂、基底断裂进一步发育,混溶型矿床沿着基底断裂和印支期隆起部位上侵,形成富钠的矿物侵入体,控制了以Cu为主,包括Au、S、Fe、U、Pb、Zn的成矿带。

晚侏罗世至早白垩世期间,受燕山中期运动影响,区内断裂和矿体活动进入高潮。郯庐断裂带强烈活动并斜切长江构造带,加剧长江构造带发育及深断、深熔作用,导致碱性玄武矿床大规模喷发和侵入,在早、中侏罗世陆相砂岩盆地基础上发育形成庐枞火山盆地。该旋回晚阶段形成的偏碱质粗安质火山岩、次火山岩控制了以铁为主,包括S、V、Cu、U的成矿带。

进入早白垩世,受燕山晚期运动影响,再次发生大规模的矿物喷发活动,形成断陷火山盆地,晚期形成同源碱性矿物侵入矿体,控制了包括Cu、Au、Fe、U等多金属成矿带。

早白垩世晚期至第三纪,受晚燕山运动和喜山运动,区内以强烈的断块运动为主,形成断块和隆起,为长江构造带的定型阶段。

2 矿床演化序列

综合前人数据研究,构成黄梅尖矿体的不同矿物单元成矿年龄是有区别的,依次分别为(似斑状细粒黑云母矿物、细粒矿物和粗粒黑云母矿物、粗-中粒矿物)136±1Ma(180±2.4Ma)、133±1Ma(138±1.3Ma)、124±1Ma(131±1.2Ma)、121±1.4Ma(133±1Ma)这与野外调查初步得出的黄梅尖矿体是一个多阶段矿床作用叠加形成的复式矿体认识一致的。黄梅尖矿体内发育的基性脉状矿物K-Ar法测年结果为107Ma±(王正其,未发表)。据此推断,基性脉状矿物是黄梅尖矿体体系中最晚一次的产物。

综上由于黄梅尖矿体并非由单一矿物单元组成,表现出多阶段矿床作用叠加特点。结合前人调查认识,黄梅尖矿体是一个由似斑状细粒黑云母矿物、细粒石英矿物和粗粒黑云母矿物、粗-中粒石英矿物和晚期侵入的基性矿石组成的多阶段矿床作用形成体。

3 地球化学特征

3.1 矿物地球化学特征

晚阶段形成的单元矿石粒度较早阶段形成的单元矿石粒度为粗,早阶段产物以细粒结晶质或细粒似斑状结构为主,晚阶段产物以粗粒、粗-中粒结晶质结构为特点。

两个阶段均由两个矿物单元组成,四个单元矿物均主要由碱性长石矿物组成,长石种类主要为钾长石、条纹长石和微斜长石组成;不同单元矿物的长石种类及比例略有区别。

两个阶段形成的两个单元之间矿物组成差异,表现出对应的相似变化特点,具体体现在各自两个单元矿物中石英和黑云母矿物含量表现出规律性变化特征,即两个阶段较早期形成的矿物单元。此外,第一阶段形成的细粒矿体较第二阶段形成的粗-中粒矿体含有更高比例的矿物。

矿物中的长石颗粒表现一定程度的相互支撑的现象,可能与结晶过程存在堆晶作用相关。石英几乎均以它形、不规则形态镶嵌或“充填于”于长石矿物颗粒间隙中,其形态受长石颗粒间隙空间大小、形态制约。

3.2 主微量元素地球化学特征

3.2.1 主量元素

黄梅尖矿体不同单元矿石的SiO2总体位于中性~酸性岩范畴,其中第一阶段的细粒矿物的SiO2含量整体较低,第二阶段的粗-中粒矿物中SiO2含量最高,其余两个单元矿石的SiO2含量大致接近;单元内矿石中的SiO2含量变化区间较大,表现出不均一性

两个阶段形成的矿床均属于碱性系列之粗面安山岩,或粗面岩、粗面英安岩,四个单元矿物均表现出富碱的特点。

CIPW标准矿物计算结果显示,所有矿石主要由Ab和Or组成,两者大致接近,An含量较低,黄梅尖矿体不同单元或同一单元内,矿石中的标准矿物Qz的含量存在较大的变化性。黄梅尖矿体固结指数(SI)似表现出依次降低的变化趋势,与之相对应,分异指数(DI)则表现出依次增高趋势

3.2.2 微量元素

不同单元矿物均以强烈富集轻稀土元素为特点,重稀土相对亏损,轻重稀土比值普遍大于10。

第二阶段形成的以粗粒或粗-中粒为特点的正长岩,矿物中稀土元素地球化学组成表现出不均匀性,在Eu亏损程度上体现最为显著。可能喻示矿物分异程度较高和分异不均匀特点。

两个阶段矿物单元稀土元素地球化学表现出一致的变化特征。Cu亏损不明显或弱亏损,金属元素配分曲线均为右倾型,轻、重稀土元素间均体现出较好的分馏现象,且表现出均一性相对较差的特点。

矿物的多种元素地球化学特征与矿物组成之间表现出相关联的对应性。

当黑云母、斜长矿物含量较高时,相应矿物中的多种元素表现出Eu亏损不明显或基本不亏损;当石英含量高,而黑云母、斜长石含量低时,则矿物中稀土地球化学表现Eu亏损强烈,重稀土元素分馏不明显的特点。

4 结论

黄梅尖地区矿体演化主要经历了早期细粒矿化阶段、晚期粗-中粒矿化阶段和基性矿化活动阶段。黄梅尖矿体具有富碱的特点,属于碱性系列之粗面矿物。黄梅尖矿体不同单元矿物中稀土元素含量甚高,且均以强烈富集轻稀土元素为特点,重稀土相对亏损,轻重稀土比值普遍大于10。一般而言,壳源物质通常具有明显的Eu亏损现象。

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