2012, Vol. 28
2. 华东冶金地质勘查研究院, 合肥 230088
2. East China Metallurgical Institute of Geology & Exploration, Hefei 230088, China
长江中下游成矿带是我国重要的金属成矿带, 区内中生代岩浆作用和成矿作用强烈, 主要发育花岗闪长岩-石英闪长岩为主的高钾钙碱性中酸性侵入岩(断隆区) 和橄榄安粗岩质火山-侵入岩(断凹区)(周涛发等, 2011)。矿床类型繁多, 主要发育有矽卡岩型、矽卡岩-斑岩复合型、玢岩型和热液脉型铜铁金多金属矿床(常印佛等, 1991；唐永成等, 1998；吴言昌等, 1999；邢凤鸣和徐祥, 1996；任启江等, 1991；王强等, 2001；储国正, 2003；陈江峰等, 2001；周涛发等, 2005, 2008, 2011)。其中, 断凹区的成岩成矿作用主要集中于146~135Ma之间(毛景文等, 2004；Zhou et al., 2007；王彦斌等, 2004；张达等, 2006；张乐骏等, 2008), 而断凹区的成岩时代为135~126Ma (楼亚儿和杜杨松, 2006；范裕等, 2008；周涛发等, 2008, 2011), 明显滞后于断隆区。
近年来, 随着研究和找矿工作的深入, 成矿带中斑岩型矿床日益引起重视。斑岩型铜(钼、金) 矿床在鄂东南(铜山口矿床、封三洞矿床)、九瑞(城门山矿床)、庐枞(沙溪矿床)、铜陵(冬瓜山深部、舒家店铜矿床) 和宁镇(安基山矿床) 等矿集区内都有分布(常印佛等, 1991；唐永成等, 1998；Pan et al., 1999；谢桂青等, 2006；罗建安, 2003；刘延年等, 2001；徐文艺等, 1999；王立本等, 1997；杜建国等, 2003；储国正, 2003), 这些斑岩型铜(金) 矿床埋藏较深, 是成矿带深部找矿的主要对象之一, 开展斑岩型矿床典型矿床的成矿作用和成矿规律研究, 对进一步加深长江中下游成矿带的成矿学研究与找矿勘探具有重要的意义。
舒家店铜矿床位于铜陵断隆区和繁昌断凹区(盆地) 的过渡部位(图 1a), 是长江中下游成矿带内最新发现的斑岩型铜矿床, 目前对该矿床的研究还比较薄弱(吴才来等, 1996, 2010；王彪, 2010；王世伟等, 2011)。王世伟等(2011)对舒家店岩体的初步研究发现, 矿区内岩浆活动具有多阶段性, 但舒家店铜矿床是属于铜陵断隆区还是繁昌断凹区(盆地) 成矿作用的产物还存在争议。矿床成矿年龄的确定对解决这一问题至关重要, 也制约了对舒家店铜矿床成因和成矿规律深入认识。因此, 本文通过对舒家店铜矿床中与黄铜矿密切共生的矿石矿物辉钼矿和热液蚀变矿物黑云母分别进行Re-Os和40Ar-39Ar同位素定年, 获得舒家店铜矿床的矿化和钾硅酸盐化的蚀变时间, 从而确定舒家店矿床的成矿时代及其与铜陵矿集区和繁昌矿集区的所属关系。
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图 1 铜陵-繁昌地区地质略图(a, 据常印佛等, 1991修改) 和舒家店矿区地质略图(b, 据华东冶金地质勘查研究院, 2011①修改) Fig. 1 Geological map of Tongling-Fangchang area showing major Cu-Au deposits (a, modified after Chang et al., 1991) and geological map of the Shujiadian deposit (b) |
①华东冶金地质勘查研究院.2011.铜陵县舒家店矿区地质图及工作程度和工程布置图
1 矿区地质舒家店铜矿床距铜陵市约10km, 赋存于舒家店岩体中(图 1a)。岩体西北和东北部出露泥盆系、石炭系和二叠系地层, 中部和西部为第四系覆盖(图 1b)。矿区内出露的地层均为中上志留统坟头群砂质页岩、砂岩、粉砂岩及页岩(图 1b)。坟头群上部以薄至中厚层砂质页岩为主, 岩石灰至青灰色, 砂质结构, 厚约80m, 中下部以粉砂岩、砂岩及页岩为主, 青灰至浅灰色, 薄至厚层状, 以中厚层为主, 砂质结构, 粉砂岩粒度为0.01~0.1mm, 砂岩粒度为0.1~0.25mm, 页岩为泥质结构, 薄至微层状, 发育叶理, 青灰微带绿色, 多靠近下部。岩层产状一般较平缓, 倾向320°~340°, 倾角20°~35°。矿区内褶皱、断裂发育, 主要的褶皱构造为舒家店短轴背斜(图 1a、图 1b), 地层产状一般北西翼地层倾角较缓20°~55°, 南东翼地层倾角较陡70°左右, 北东外倾转折端因受断裂影响产状较为复杂。区内北东向、北西向两组断裂最发育, 北东向主要为压性冲断裂及破碎带, 基本与岩体长轴方向一致, 约为北东40°, 与区域性的高角度压性断裂一致, 是岩浆侵位的主要通道, 该组断裂也是矿区内主要的控矿构造；北西向主要为横切背斜的断裂, 主要分布在矿区的东北部, 走向北西20°, 为一组平移正断层, 可能控制着岩体的侵位、变形及流体的运移(王彪, 2010)。
区内侵入岩主要为闪长岩类, 出露面积约4km2, 岩性从中偏基性到中酸性, 岩体呈岩株、岩墙、岩枝、岩脉形状产出, 多分布在背斜NW翼近轴部的坟头组砂页岩中, 岩体轴向约为NE40°(王彪, 2010)。岩石类型有辉石闪长岩、石英闪长岩、石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩、闪长岩等(图 1b)。其中, 辉石闪长岩是矿床中的主要岩石类型(王世伟等, 2011), 也是舒家店矿床主要的赋矿岩石。辉石闪长岩呈灰黑色, 不等粒结构和斑状结构, 斑晶主要由斜长石、角闪石和辉石组成。斜长石, 半自形-自形板条状, 含量约65%, 聚片双晶发育。角闪石斑晶约15%, 黄绿色, 强多色性, 半自形长条状, 个别发育两组解理。辉石含量约10%, 半自形-自形, 有的辉石部分蚀变为黑云母。SiO2含量在49.51%~55.17%之间, Al2O3含量在16.77%~17.80%之间, CaO含量在5.77%~10.26%之间, Na2O含量在3.44%~4.53%之间, K2O含量在2.34%~3.57%之间, K2O+Na2O含量在6.11%~7.81%之间(王世伟等, 2011)。
2 矿化和蚀变特征矿体主要产于舒家店岩体与志留系砂页岩北西接触带内侧的辉石闪长岩、闪长岩中。目前还处在勘探阶段, 已达到了中型矿床的规模。矿床中主要的金属矿物有黄铜矿和黄铁矿, 次要的金属矿物有磁黄铁矿、辉钼矿、磁铁矿和赤铁矿等。矿石类型主要有细脉浸染状矿石、角砾状构造矿石、网脉状-脉状矿石等(图 2a-d)。蚀变-矿化阶段从早到晚依次为矽卡岩化阶段、钾硅酸盐化阶段、石英硫化物阶段(由石英硫化物亚阶段和绿帘石-绿泥石亚阶段组成) 和石英碳酸盐阶段, 铜矿化从钾硅酸盐化阶段晚期开始, 石英硫化物阶段为主矿化期。
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图 2 舒家店铜矿床主要的矿石类型和蚀变类型 (a)-浸染状黄铜矿矿石；(b)-脉状-浸染状黄铜矿矿石；(c)-网脉状磁黄铁矿-黄铜矿矿石；(d)-团状黄铁矿化黄铜矿矿石；(e)-辉石闪长岩发育团状石榴子石化, 被晚期硅化和绿泥石化叠加；(f)-辉石闪长岩发育钾长石-黄铁矿脉, 脉中的绿帘石和硬石膏为晚期叠加的产物；(g)-辉石闪长岩发育弥散状黑云母化、石英-黄铁矿-黄铜矿脉和黄铁矿脉(脉旁黑云母绿泥石化), 黄铁矿脉穿切石英-黄铁矿-黄铜矿脉；(h)-岩石中绿帘石(Ep)、阳起石(Act) 交代斜长石(Pl)；(i)-岩石发生强绢云母化(Ser) 和粘土化(clay minerals) Fig. 2 The main ore types and alteration types of Shujiadian copper deposit (a)-disseminated chalcopyrite ore; (b)-vein-disseminated chalcopyrite ore; (c)-net-veined pyrrhotite-chalcopyrite ore; (d)-cloddy pyrite, chalcopyrite ore; (e)-pyroxene diorite grow cloddy garnetization, overlie by late silicification and chloritization; (f)-pyroxene diorite grow K-feldspar-pyrite vein, epidote and anhydrite of vein are later; (g)-pyroxene diorite grow diffusion-like biotite, quartz-pyrite-chalcopyrite vein and pyrite vein (the biotite along pyrite vein alter to chlorite), pyrite veins cut across quartz-pyrite-chalcopyrite vein; (h)-epidote (Ep), actinolite (Act) replace plagioclase (Pl); (i)-the rock strongly grow sericite (Ser) and clay (clay minerals) |
舒家店铜矿床发育典型斑岩型矿床的围岩蚀变：钾硅酸盐化、青磐岩化和长石分解蚀变(Ulrich et al., 2001), 局部发育矽卡岩化。矽卡岩化是舒家店矿床较早的蚀变类型, 以石榴子石、透辉石等矿物发育为特征, 同时伴有少量的石英、硬石膏、碳酸盐等矿物的发育。石榴子石和透辉石常分布在一起，主要分布在辉石闪长岩中, 其蚀变主要有三种形式, 分别为弥散状、脉状和团状(图 2e), 主要分布在岩体与砂岩的接触部位。钾硅酸盐化以钾长石、黑云母等含钾矿物的发育为特征, 同时伴随少量的碳酸盐等矿物的发育。钾长石化蚀变与黑云母化并没有完全套合在一起, 整体上钾长石化略早于黑云母化。其中, 钾长石化主要发育在岩体的深部, 浅部不太发育, 其蚀变主要有三种形式, 分别为弥漫状、脉状(图 2f) 及脉体晕。黑云母化分布的范围较大, 从岩体深部到浅部都有发育, 其蚀变主要有三种形式, 分别为弥漫状(图 2g)、
细脉状。青磐岩化略晚于钾硅酸盐化, 主要以绿帘石+绿泥石矿物组合发育为特征, 同时伴随有硬石膏、石英、阳起石、碳酸盐等矿物的发育(图 2h)。青磐岩化主要分布在岩体的中部, 其中绿泥石化发育的范围较大, 并且持续的时间较长。其蚀变主要有四种形式, 分别为弥散状、团状、细脉状及脉体晕。长石分解蚀变(石英-绢云母-绿泥石-粘土化) 叠加在新鲜岩石及早期蚀变组合上。蚀变矿物主要为石英、绢云母、绿泥石、高岭土、黄铁矿, 以及少量石膏、碳酸盐(图 2i), 有弥漫状和脉体晕两种形式产出。
3 样品描述和分析方法 3.1 样品特征作者详细观察编录了钻孔ZK2001(图 1b), 采集了与黄铜矿密切共生的辉钼矿样品(样号为2001-39, 孔深1133m处) 和热液蚀变形成的黑云母样品(样号为2001-18, 孔深918m处), 由图 2可见, 辉钼矿呈叶片状, 反射光下为灰白色, 反射多色性显著, 强非均质性, 与黄铜矿、黄铁矿共生, 呈石英-辉钼矿-黄铜矿-黄铁矿组合, 呈脉状产出(图 3a), 为石英硫化物阶段的产物。黑云母呈片状, 单偏光下黄褐色, 多色性显著, 一组完全解理, 平行消光, 呈脉状产出, 为早期钾硅酸盐化蚀变的产物(图 3b)。
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图 3 舒家店铜矿床矿石中Q-Mo-Cp-Py脉(a) 和蚀变岩中Bi脉显微照片(b) Mo-辉钼矿; Py-黄铁矿；Cp-黄铜矿；Bi-黑云母 Fig. 3 Micrograph of Q-Mo-Cp-Py vein in ore (a) and Bi vein of altered pyroxene diorite (b) of Shujiadian copper deposit Mo-molybdenite; Py-pyrite; Cp-chalcopyrite; Bi-biotite |
将样品(2001-39) 经粉碎过筛, 采用重法分选, 之后在双目镜下人工分选, 纯度达到95%以上, 再用玛瑙钵研磨至200目, 之后准确称取样品, 通过细颈漏斗加入到Carius管(一种高硼厚壁大玻璃安瓿瓶, 一般规格容积约30mL) 底部。缓慢加液氮到有半杯乙醇的保温杯中, 使成粘稠状(摄氏-50~-80℃)。放装好样品的Carius管到该保温杯中。通过长细颈漏斗把准确称取的185Re和190Os混合稀释剂转入Carius管底部。再加入2~3mL 10mol/L HCl, 4~5mL 16mol/L HNO3, 当Carius管底溶液冻实后, 用液化石油气和氧气火焰加热封好Carius管的细颈部分, 放入不锈钢套管内, 轻轻放套管入鼓风烘箱内, 待回到室温后, 逐渐升温到200℃, 保温24h之后取出, 在底部冷冻的情况下, 打开Carius管, 用约20mL水将管中溶液转入蒸馏瓶中。加热微沸30min。用10mL水吸收蒸出的OsO4, 用于ICPMS (等离子体质谱仪) 测定Os同位素比值。将蒸馏残液倒入50mL小烧杯中待分离Re。
将第一次蒸馏残液置于电热板上, 加热近干。加少量水, 再加热到近干。根据样品量加入10mL 5mol/L NaOH, 稍微加热, 促进样品转为碱性介质。转入Teflon离心管中, 加入10mL丙酮, 振荡1min, 萃取Re。然后弃去水相, 加2mL 5mol/L NaOH溶液到分液漏斗中, 振荡2min, 洗去丙酮相中的杂质, 弃去水相, 排丙酮到100mL已加有2mL水的玻璃烧杯中, 在电热板上50℃加热以蒸发丙酮, 加热溶液至干。加数滴浓硝酸和30%过氧化氢, 加热蒸干以除去残存的Os, 用数毫升2%稀HNO3溶解残渣, 备ICP-MS测定Re同位素比值。如含铼溶液中盐量超过1mg/mL, 需采用阳离子交换柱除去Na。
Re-Os同位素的测定是采用的美国TJA公司生产的TJA Ⅹ-series ICP-MS测定的, 对于Re：选择质量数185、187, 用190监测Os。对于Os：选择质量数为186、187、188、189、190、192, 用185监测Re。具体的实验流程见有关文章(杜安道等, 1994；屈文俊等, 2003；Du et al., 2004)。
3.2.2 黑云母40Ar-39Ar定年将样品(2001-18) 经粉碎过筛, 对碎样样品进行水漂、磁选和重液分离等步骤, 分选出60~80目大小的黑云母样品, 最后在双目镜下手工挑选其中与磁铁矿共生的黑云母200mg, 样品纯度达到99.9%以上, 送实验室进行测试。选纯的黑云母用超声波清洗。超声清洗过程中要注意清洗液的选择和严格控制时间。一般先用经过两次亚沸蒸馏净化的纯净水清洗3次, 每次3min, 在此过程中矿物表面和解理缝中在天然状态下和碎样过程中吸附的粉末和杂质被清除。然后在丙酮中清洗两次, 每次3min, 在此过程中, 矿物表面吸附的油污等有机物质被清除。
清洗后的样品被封进石英瓶中送核反应堆中接受中子照射。照射工作是在中国原子能科学研究院的“游泳池堆”中进行的, 使用B4孔道, 中子流密度约为2.60×1013n ·cm-2s-1。照射总时间为2880min, 积分中子通量为4.49×1018n·cm-2；同期接受中子照射的还有用做监控样的标准样：ZBH-25黑云母标样, 其标准年龄为132.7±1.2Ma, K含量为7.6%(王松山, 1983)。
样品的阶段升温使用石墨炉, 每一个阶段加热30min, 净化30min。质谱分析是在多接收稀有气体质谱仪Helix MC上进行的, 每个峰值均采集20组数据。所有的数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。中子照射过程中所产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K2SO4和CaF2来获得, 其值为：(36Ar/37Aro)Ca=0.0002389, (40Ar/39Ar)K=0.004782, (39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar经过放射性衰变校正；40K衰变常数λ=5.543×10-10a-1(Steiger et al., 1977)；用ISOPLOT程序计算坪年龄及正、反等时线(Ludwig, 2003)。坪年龄误差以2s给出。详细实验流程见有关文章(陈文等, 2006；张彦等, 2006)。坪年龄的计算据Dalrymple and Lamphere (1971)提出的标准(存在不少于三个加热阶段且释放39Ar达50%以上)。
4 定年结果 4.1 辉钼矿Re-Os年龄Re和Os元素为亲铜元素和亲铁元素(Allegre and Luck, 1980), 在硫化物中相对富集。在多数热液成因矿床中, Re元素在辉钼矿中最为富集(McCandless et al., 1993)。且辉钼矿中非放射性成因的187Os含量往往是很低的(Stein et al., 2001), 几乎所有的187Os都是由187Re的β-衰变而成的, 舒家店铜矿床中辉钼矿的非Os放射性成因的187Os含量为0.0932±0.3134, 接近于零。因此, 可以通过辉钼矿中的187Re、187Os含量直接计算模式年龄(李红艳等, 1996), 计算公式如下：
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上式中187Re衰变常数λ=1.666×10-11a-1(相对不确定度1.02%)(Smoliar et al., 1996)。获得舒家店铜矿床的模式年龄为140.6±2.0Ma (表 1)。同批测试的实验标准物质GBW04436(JDC) 的模式年龄和推荐值分别为139.0±2.0Ma和139.6±3.8Ma。
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表 1 舒家店铜矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄 Table 1 Re-Os isotopic age of molybdenite from the Shujiadian copper deposit |
黑云母(样号为2001-18, 孔深918m处) 的阶段40Ar-39Ar年龄数据见表 2。对该样品进行了12个阶段的加热, 温度变化范围为700~1400℃, 阶段升温年龄图谱见图 4a, 所有构成坪年龄的数据点均进行了相应的40Ar/36Ar-40Ar/36Ar等时线投图(图 4b)。
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表 2 舒家店铜矿床黑云母40Ar-39Ar同位素分析结果 Table 2 40Ar-39Ar stepwise heating data of biotite in Shujiadian copper deposit |
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图 4 舒家店铜矿床黑云母40Ar/39Ar坪年龄(a) 和等时线年龄(b) 图解 Fig. 4 The40Ar/39Ar spectrum age diagram (a) and isochronal age diagram (b) of biotite in the Shujiadian copper deposit |
由表 2可知, 舒家店铜矿床钾硅酸盐化形成的热液黑云母低温释放阶段(700~860℃) 视年龄变化较大, 变化范围为36.3±1.4Ma~152.7±1.5Ma, 39Ar的释放量仅占总释放量的10.8%, 这可能是由于矿物晶格缺陷或矿物边部少量氩的丢失造成的(邱华宁和彭良, 1997)。在920~1300℃范围内, 释放的39Ar达到89.1%, 采用加权平均计算其坪年龄为142.8±1.1Ma (2σ)(图 4a), 线性回归计算其等时线年龄为139.1±3.6Ma (MSWD=7.1), 由此可知等时线年龄和坪年龄在误差范围内完全一致。样品初始比值40Ar/36Ar为348±43Ma, 与尼尔值(Nier, 1950)(295.5±5Ma) 在误差内完全一致, 表明本次所测的数据可靠性较高。
5 讨论 5.1 舒家店铜矿床的蚀变和成矿时代由上述两种测试结果可知, 与黄铜矿共生的辉钼矿的Re-Os模式年龄为140.6±2.0Ma, 同批测试的实验标准物质GBW04436(JDC) 的模式年龄(139.0±2.0Ma) 与标准物质GBW04436(JDC) 的年龄(139.6±3.8Ma)(Du et al., 2004) 一致, 表明本次由辉钼矿测定的模式年龄比较精确。因此, 140.6±2.0Ma可代表舒家店铜矿床的成矿年龄。
通常情况下, 40Ar/39Ar年龄代表着所测矿物的冷却年龄(Mcdougall et al., 1988)。黑云母中氩同位素体系的封闭温度为300~350℃(Mcdougall et al., 1988), 因此, 所测得的坪年龄代表样品(2001-18) 冷却到300~350℃以下的年龄。通过作者对舒家店铜矿床包裹体测温工作可知, 钾硅酸盐化(钾长石化和黑云母化) 阶段的温度为252~440℃, 与黑云母中氩同位素的封闭温度接近, 表明本文所获得的黑云母(2001-18) 的坪年龄(142.8±1.1Ma) 又可解释为样品的结晶年龄。由表 2和图 4可知, 样品(2001-18) 的等时线年龄(139.1±3.6Ma) 和坪年龄(142.8±1.1Ma) 具有很好的一致性。因此, 辉石闪长岩中脉状热液黑云母的冷却年龄可代表舒家店铜矿床钾硅酸盐化蚀变(黑云母化) 的年龄。所测得辉钼矿的Re-Os模式年龄(140.6±2.0Ma) 和热液黑云母的40Ar/39Ar坪年龄(142.8±1.1Ma) 与舒家店岩体的形成时间(王世伟等, 2011；吴才来等, 2010；赖小东等, 2012) 在误差范围内基本一致, 说明舒家店铜矿床与舒家店岩体(辉石闪长岩) 在空间上和时间上具有密切的关系。
5.2 区域成岩成矿作用对比铜陵断隆区和繁昌断凹区是长江中下游成矿带重要的组成部分, 它们的成岩成矿作用具有不同的特点。舒家店铜矿床位于铜陵断隆区与繁昌断凹区的过渡部位, 通过与铜陵断隆区和繁昌断凹区成岩成矿作用的对比, 进而确定舒家店铜矿床是属于铜陵断隆区还是繁昌断凹区(盆地) 成矿作用的产物。
5.2.1 成岩作用对比铜陵断隆区的侵入岩SiO2含量常小于68%, 区内的侵入岩主要以辉长岩-辉石闪长岩-闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长斑岩类为主, 属于高钾钙碱性系列中酸性侵入岩(常印佛等, 1991；唐永成等, 1998；邢凤鸣和徐祥, 1996；高庚等, 2006), 也有学者认为铜陵地区具有高钾钙碱性系列和橄榄安粗岩系列(钾玄岩系列) 侵入岩(吴才来等, 2003, 2010)。但通过镜下鉴定和微量元素分析认为是, 部分岩石的高钾含量主要由岩石发生钾质蚀变造成(徐晓春等, 2009；王世伟等, 2011)。繁昌断凹区的侵入岩SiO2含量常大于60%, 区内侵入岩主要有黑云母石英二长岩至花岗岩, 以花岗岩为主, 属于高钾钙碱性系列和钾玄岩系列花岗岩类侵入岩(楼亚儿和杜杨松, 2006；黄贻梅, 2010), 明显比铜陵断隆区的侵入岩更偏酸性(图 5)。由上述可知, 舒家店矿床的岩石类型辉石闪长岩、石英闪长岩、石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩、闪长岩等, 矿床中主要的赋矿岩石-辉石闪长岩属于高钾钙碱性系列岩石, SiO2含量在49.51%~55.17%(王世伟等, 2011), 与铜陵断隆区侵入岩的类型和性质一致(图 5)。
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图 5 侵入岩SiO2-K2O图 Fig. 5 K2O-SiO2 diagram of intrusive rocks |
铜陵断隆区岩浆活动主要集中于135.1~148.2Ma (图 6)。繁昌断凹区内的侵入岩大致分为两期：①早期侵入岩为石英闪长玢岩, 以白马山岩体和老山岩体为代表, 成岩时代为130~129Ma (袁峰等, 2010；周涛发等, 2011)；②晚期侵入岩为花岗岩, 以板石岭岩体、滨江岩体和浮山岩体为代表, 成岩时代130~126Ma (袁峰等, 2011；楼亚儿和杜杨松, 2006；周涛发等, 2011)。繁昌盆地内中分村组、赤沙组、蝌蚪山组和三梁山组火山岩的形成的时间分别为134.4±2.9Ma、131.3±1.8Ma、130.8±2.2Ma和128.1±3.1Ma (袁峰等, 2010), 集中在128~135Ma之间。舒家店铜矿床的含矿斑岩为辉石闪长岩, 其侵入时间为139.2±2.1Ma (王世伟等, 2011)、142.4±0.7Ma (吴才来等, 2010)、140.5±1.4Ma (赖小东等, 2012), 可见, 舒家店岩体辉石闪长岩与铜陵断隆区岩浆活动时间一致(图 6), 应为铜陵地区(断隆区) 的岩浆活动的产物。
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图 6 铜陵断隆区和繁昌断凹区侵入岩年龄频率图 Fig. 6 Age frequency chart of intrusive rocks in Tongling fault uplift and the Fanchang fault basin |
铜陵断隆区主要发育矽卡岩-斑岩型铜金矿床, 如冬瓜山铜金矿床、朝山金矿床、包村金矿床等, 而繁昌断凹区主要发育铁矿床, 如桃冲铁矿床、白马山铁矿、长龙山铁矿等。前人对于铜陵断隆区内矿床的成矿年龄开展了大量研究(蒙义峰等, 2004；曾普胜等, 2004；谢建成等, 2009；毛景文等, 2004；Sun et al., 2003；梅燕雄, 2005；谢智等, 2002；Wang et al., 2008；陆三明, 2007), 除个别争议的年龄如新桥矿床(谢建成等, 2010) 以外, 铜陵断隆区内成矿作用主要发生在137~145Ma之间(周涛发等, 2008；2011)。而繁昌断凹区内的成矿时代与长江中下游成矿带内其他断凹区(溧水、溧阳、宁芜、庐枞、怀宁和金牛盆地) 内的成矿时代基本一致, 均为130Ma左右形成的, 比断隆区内铜金矿床的形成时代晚5~10Ma (周涛发等, 2011)。舒家店铜矿床为新近发现的斑岩型铜矿床, 其成矿年龄为140.6±2.0Ma, 与铜陵断隆区的成岩成矿作用时间一致, 早于繁昌断凹区内的成矿作用。并且在铜陵断隆区内也发育有成岩成矿年龄相近(陆三明, 2007)、同类型的斑岩型矿床(冬瓜山深部铜矿；唐永成等, 1998)。因此, 舒家店铜矿床不属于繁昌断凹区岩浆热液作用的产物, 而与铜陵断隆区岩浆热液成矿作用有关。
6 结论舒家店铜矿床中与黄铜矿共生的辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄和热液黑云母的坪年龄分别为140.6±2.0Ma和142.8±1.1Ma, 它们分别代表了舒家店铜矿床的矿化和钾硅酸盐化蚀变的年龄, 与舒家店岩体(辉石闪长岩) 的形成时间一致, 表明舒家店铜矿的蚀变和矿化与舒家店岩体在时间和成因上密切相关。舒家店铜矿床含矿斑岩性质和成岩成矿时代均与铜陵断隆区一致, 是铜陵断隆区早白垩世大规模岩浆活动及热液成矿作用的产物。
致谢 本文的野外研究工作得到了华东冶金研究院方涛等人的大力支持和帮助；辉钼矿Re-Os年龄测试得到国家地质实验测试中心屈文俊老师和杜安道老师等人的支持与帮助；黑云母Ar-Ar年龄测试得到国家地质实验测试中心陈文老师等人的支持与帮助；在此一并表示衷心的感谢。| [] | Allègre CJ, Luck JM. 1980. Osmium isotopes as petrogenetic and geological tracers. Earth and Planetary Science Letters, 48(1): 148–154. DOI:10.1016/0012-821X(80)90177-6 |
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