2. 中国科学院研究生院,北京 100049;
3. 中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥 230026
2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
安徽歙县邓家坞地区位于扬子陆块南缘与华夏古陆块的接合部位,江南古陆隆起东段。区内地层主要为前震旦纪变质碎屑岩及变质火山岩基底,广泛发育晋宁晚期花岗闪长岩和燕山期构造-岩浆活动,并伴有多金属成矿作用(张国斌和吕绍远,2008)。歙县邓家坞岩体为江南古陆中部花岗闪长岩带中的一个岩体,位于该带中部。岩石发育片麻状构造,即在准塑性剪切变形条件下形成的挤压片理和糜棱岩条带(邢凤鸣等, 1988)。歙县岩体作为江南造山带东段出露面积最大的元古代岩体,前人已经做了较多的年代学以及地球化学研究(周新民和王德滋, 1988; 邢凤鸣等, 1988, 1989, 1991; 李应运等, 1989; 邢凤鸣, 1991; 马荣生和王爱国,1994;袁小燕, 1997; 唐红峰等, 1998; 吴荣新等, 2005; 张国斌和吕绍远, 2008; 薛怀民等, 2010; 张菲菲等, 2011),认为歙县岩体为新元古代新生陆壳物质重熔形成。近年来,安徽省地质矿产局332队在歙县邓家坞地区勘探发现的钼矿体主要产于邓家坞片麻状花岗闪长岩与变质流纹凝灰岩的外接触带上,主要受区内北东向的断裂控制。本文对歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体进行了精确的锆石U-Pb同位素定年以及Lu-Hf同位素测试,并系统测定了岩石样品的主量和微量元素含量,同时用辉钼矿Re-Os等时线法对该钼矿的成矿年龄进行限定。通过对歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体的成岩年龄、地球化学特征以及区内钼矿的成矿年龄的研究,进而剖析该区域内的成岩过程以及钼矿矿化机制。
2 地质背景和矿床地质特征 2.1 区域地质背景江南古陆是指出露于扬子板块与华夏板块之间,主要由一套浅变质、强变形的(中)-新元古代巨厚沉积-火山岩系及时代相当的侵入体所构成的地质构造单元,它呈弧形跨越了桂北、黔东、湘西、赣北、皖南和浙北的广大区域(图 1)。研究区域位于江南古陆东段的皖南地区,该区的主要构造为江南古隆起东段倾伏大型复式背斜,出现多条平行的逆冲推覆断层,断层性质属于韧脆性变形,其早期断层岩为千糜岩、糜棱岩;中期断层岩为半韧性板糜岩,表现为糜棱岩化;晚期为脆性碎裂岩(邢凤鸣等, 1988, 1989)。断裂带由三个韧性剪切带组成,自北西向南东主要是岭南-屯溪-大阜韧性剪切带,璜源-邵濂-小川韧性剪切带,白际-长陔-巨川韧性剪切带。与此伴生的次级断裂是北东向、北西向、近南北向和近东西向断层。晋宁晚期花岗闪长岩体呈北东向展布,与围岩呈侵入接触或断层接触;燕山期侵入岩为黑云母花岗闪长岩,黑云母二长花岗岩,岩体出露面积小。同时该区内广泛发育与岩浆侵入活动相关的接触热变质作用、接触交代变质作用和气液蚀变作用。
![]() |
图 1 安徽歙县邓家坞地区铜钼多金属矿区地形地质图 Fig. 1 Geological map of the Dengjiawu Cu-Mo ore field and intrusion distributions in Shexian County, Anhui Province |
钦杭成矿带位于华南板内,尽管是扬子与华夏古陆在新元古代拼接部位,但绝大多数矿床形成于中晚侏罗世至白垩纪,沿该成矿带发育一系列铜多金属和钨锡多金属矿产,构成了一个罕见的板内多金属成矿带。皖南歙县邓家坞钼矿位于该成矿带白际-长陔-巨川韧性剪切带内。歙县邓家坞钼矿区出露地层为青白口系历口群井潭组、南华系下统休宁组。前者为一套岛弧双峰式的火山岩系列,后者为一套自下而上由粗变细的碎屑岩,与井潭组地层断层接触。井潭组地层为后期成矿作用提供物源,并且为主要的赋矿地层。区内断层发育,主要分为三组:以北东向为主,北西向、近东西向次之。矿区内出露的岩浆岩主要为中酸性岩,与铜钼多金属矿关系密切;岩石发育黄铁矿化,在岩体内、外接触带附近交代蚀变成矿(图 1)。围岩蚀变主要为硅化、角砾岩化、云英岩化、片理化。硅化主要分布在岩体中或北东向断裂破碎带中,与矿化关系密切。
钼矿体主要产于邓家坞岩体与变质流纹凝灰岩的外接触带上,近矿围岩蚀变主要为硅化,蚀变程度中等-强。部分钼矿体位于岩体的内部,但是与围岩接触带基本平行,呈扁豆状,大小不一,近矿围岩蚀变主要是硅化为主,蚀变强度多为中等。矿体中辉钼矿反射色为灰白色,硬度低,呈鳞片状、叶片状集合体,叶片状常为弯曲状,一般沿裂隙分布,有时构成似脉状。钼矿体的脉石矿物主要为石英、长石为主,其次为绢云母等。矿石构造主要有浸染状构造、似脉状构造,团块状构造等。
2.3 岩相学特征本次研究的片麻状花岗闪长岩样品主要采自歙县邓家坞岩体,岩石的主要矿物组成为斜长石(45%)、石英(25%)、黑云母(20%),副矿物( < 5%) 主要为白云母,角闪石,锆石,磷灰石(图 2)。石英具有明显的波状消光(图 2a);斜长石具有强烈的绢云母化蚀变,正交偏光下可见聚片双晶(图 2b, c);黑云母具有绿泥石化蚀变,由于受到变质作用,具有扭折现象(图 2a)。由于后期的片麻岩化作用明显,石英以及云母呈拉长状(图 2d, f),部分岩石受到糜棱岩化作用,长石与石英矿物破碎,形成显微晶质结构(图 2b, e, f)。挑选锆石的样品(SX-23) 受变质作用成初糜棱岩(图 2e, f),原岩可能为花岗闪长岩,残留矿物主要有石英、长石、黑云母(图 2e),在斜长石残斑内具有剪裂隙,被石英充填愈合(图 2f)。
![]() |
图 2 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩岩石组构与矿物组成特征 (a)-片麻状花岗闪长岩,黑云母具有明显的片麻状构造,石英拉长且呈现波状消光现象;(b)-花岗闪长岩受到糜棱岩化作用,长石与石英矿物发生破碎,形成显微晶质结构;(c)-花岗闪长岩中斜长石发生强烈的绢云母化蚀变;(d)-花岗闪长岩中石英、长石、黑云母拉长形成片麻状构造;(e)-初糜棱岩化花岗闪长岩中,残留的石英、斜长石、黑云母矿物;(f)-斜长石残斑内具有剪裂隙,被石英充填愈合.Pl-斜长石;Qtz-石英;Bi-黑云母 Fig. 2 The characteristics of petrofabric and mineral composition of the gneissic granodiorite in Dengjiawu intrusion, Shexian County |
挑选新鲜的、无风化面的全岩样品破碎到 < 1cm大小的碎块,用2MHCl溶液浸泡2~3h,然后用蒸馏水洗净,待完全干燥后,用无污染玛瑙球磨机研磨至200目以下,用来进行元素含量测试。全岩的主量元素、微量元素和稀土元素在广州澳实矿物实验室完成。
按要求制备定量的样品(0.6g),加入到4.8g Li2B4O7熔剂中,混合均匀,在1000℃的熔炉中熔化。主量元素采用X-射线荧光融片法进行含量测定。仪器型号为ME-XRF06。各项元素的分析精度分别为:SiO2:0.8%;Al2O3:0.5%;Fe2O3:0.4%;MgO:0.4%;CaO:0.6%;Na2O:0.3%;K2O:0.4%;MnO:0.7%;TiO2:0.9%;P2O5:0.8%。
微量元素和稀土元素分析采用HF+HNO3密封溶解,加入Rh内标溶液后转化为1%HNO3介质,以ICP-MS测定。使用的仪器型号为PE Elan6000型电感耦合等离子质谱计。具体的操作方法和原理参考刘颖等(1996)。微量元素分析精度为:Ba:2.7%;Ta:2.1%;Nb:1.6%;Zr:2.2%;Hf:2.1%;Th:2.1%;U:3.4%;Pb:3.2%;Ga:1.9%;Cr:5.3%;Co:0.8%;Ni:11%;Cu:3.5%;Rb:2.1%;Sr:1.7%;Sc:4.2%;V:3.2%;Zn:3.0%。
稀土元素分析采用阳离子交换分离-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES),其元素分析精度为:La:4.7%;Ce:5.2%;Pr:1.8%;Sm:4.7%;Eu:1.2%;Gd:1.4%;Tb:3.2%;Dy:4.3%;Ho:2.4%;Er:3.9%;Tm:4.8%;Yb:4.3%;Lu:3.9%;Y:1.8%。
3.2 LA-ICP-MS锆石U-Pb分析方法将新鲜的岩石样品粉碎至60目以下,用常规的人工淘洗和电磁选方法使锆石晶体富集,再在双目镜下挑选晶形较好的锆石颗粒。将挑选的锆石放入环氧树脂中固结制靶,抛光。锆石阴极发光图像实验在中国科学技术大学理化科学实验中心扫描电镜实验室完成,采用FEI公司Sirion200型电镜。锆石U-Pb年龄在中国科学院广州地球化学研究所LA-ICP-MS实验室测试完成。激光剥蚀系统为新式的ResolutionM-50型,193nm的ArF准分子激光器,由美国Resonetics公司生产。ICP-MS是由美国Agilent公司生产的Agilent7500a四级杆等离子体质谱。测试时采用Ar和He作为剥蚀物质的载气,激光束斑直径采用31μm。参考物质为美国国家标准技术协会研制的人工合成硅酸盐玻璃NIST SRM610,锆石U-Pb年龄用国际标准锆石TEMORA作为外标校正。具体的操作方法和原理参考涂湘林等(Liang et al., 2009; 涂湘林等, 2011)。锆石年龄计算以及谐和图用ISOPLOT (Ludwig, 2003) 来完成。
3.3 LA-MC-ICP MS锆石Hf分析方法锆石年龄测定完成后,再在原位上用LA-MC-ICP MS进行Lu-Hf同位素分析,测试在中国科学院广州地球化学研究所LA-MC-ICP MS实验室完成。实验过程中采用He作为剥蚀物质载气,激光束斑直径为44μm,分析点与锆石U-Pb定年点位置一致,采用蓬莱锆石作为参考物质(Li et al., 2010),实验操作方法和原理参考Wu et al. (2006)。Hf同位素质量分馏校正因子为179Hf/177Hf=0.7325。测试时其176Hf/177Hf加权平均值为0.282883±0.000013 (2σ, n=10)。
3.4 辉钼矿Re-Os测试方法本次测试在歙县邓家坞钼矿区采集了5个辉钼矿样品。Re-Os同位素化学处理在国家地质实验测试中心进行。铼锇化学分离流程参考杜安道等(杜安道等, 1994, 2001)。同位素比值及含量采用美国TJA公司生产的TJA X-series ICP-MS测定同位素比值。对于Re:选择质量数185、187,用190监测Os。对于Os:选择质量数为187、190、192。用185监测Re。Re衰变常数值=1.666×10/a (Smoliar et al., 1996)。
4 分析结果 4.1 元素地球化学特征 4.1.1 主量元素歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩样品的主量元素含量见表(表 1)。岩石SiO2含量为68.45%~72.74%,均值为70.94% (图 3a)。全碱(Na2O+ K2O) 含量为6.36%~7.24%,平均值为6.93%;K2O含量为3.96%~4.58%,平均值为4.37%,其中K2O>Na2O。Al2O3含量为13.56%~14.21%,含量较高;CIPW标准矿物出现刚玉,含量为1.9~5.5,A/CNK比值为1.26~1.64,显示邓家坞岩体具有强过铝质的特征。岩石的分异指数DI为82.95~90.29,固结指数SI为3.16~8.27,表明岩体演化程度高,分异较好,有利于矿化。岩石的里特曼指数σ43为1.44~1.96,平均值1.69,属于钙碱性系列岩石。
![]() |
表 1 歙县邓家坞岩体主量元素(wt%)、稀土和微量元素(×10-6) 测试结果 Table 1 Major elements (wt%), trace elements (×10-6) results of the Dengjiawu intrusion in Shexian County |
![]() |
图 3 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体TAS分类图解(a, 据Wilson, 1989) 和K2O-SiO2图解(b, 据Peccerillo and Taylor, 1976) Fig. 3 TAS classification diagram (a, after Wilson, 1989) and K2O-SiO2 diagram (b, after Peccerillo and Taylor, 1976) of the gneissic granodiorite in Dengjiawu intrusion, Shexian County |
在A/NK-A/CNK图解(图 4) 中,岩石样品均投在过铝质区域。在K2O-SiO2图解中,样品均投在高钾钙碱性系列区域中(图 3b)。主量元素Hacker图解显示(图 5),Al2O3,Fe2O3T,CaO,MgO,TiO2与SiO2存在负相关性,表明在岩石形成过程中发生斜长石,辉石,角闪石,钛铁矿的分离结晶作用。
![]() |
图 4 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体A/CNK-A/NK图解(据Maniar and Piccoli, 1989) Fig. 4 A/CNK-A/NK discriminant diagram (after Maniar and Piccoli, 1989) |
![]() |
图 5 歙县邓家坞花片麻状岗闪长岩体主量元素Hacker图解 Fig. 5 Hacker diagram of major elements |
歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩样品的微量元素及稀土元素含量见表(表 1)。岩石具有较高的Ba含量(443×10-6~950×10-6),Rb含量(183×10-6~302×10-6)、Sr含量(96.3×10-6~291×10-6)、Sr/Y比值(4×10-6~24.3×10-6) 偏低。Zr/Hf比值为29.09~32.13,Nb/Ta比值为9.06~16.33。岩石微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 6a) 显示岩体富集大离子亲石元素(Rb、Th、K),而相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),具有典型岛弧岩浆岩的特征。
![]() |
图 6 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体原始地幔标准化微量元素蛛网图(a) 和球粒陨石标准化稀土元素配分曲线(b)(标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 6 Primitive mantle-normalized trace element spider diagram (a) and chondrite-normalized REE patterns (b) of the gneissic granodiorite (normalization values after Sun and McDonough, 1989) |
歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩稀土含量(ΣREE) 较低,为114.3×10-6~259.1×10-6,平均值为183.8×10-6;岩石轻重稀土分异明显,ΣLREE/ΣHREE的比值为6.48~10.98,平均值为9.99,(La/Yb)N比值为9.36~30.55,平均值为18.11。球粒陨石标准化图解(图 6b) 显示,曲线呈右倾型,轻稀土相对重稀土明显富集,具有中等Eu负异常,EuN/EuN*值为0.46~0.60,平均值为0.52,无Ce异常。
4.2 锆石U-Pb定年歙县邓家坞初糜棱岩化花岗闪长岩的(样品SX23) 锆石无色透明,锆石粒径为30~100μm,晶形多为自形长柱状,长宽比值为2︰1~4︰1左右,大部分锆石具有清晰的振荡环带结构(图 7a)。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果见表(表 2)。U含量在117.3×10-6~560.3×10-6之间,Th含量在35.37×10-6~366.0×10-6之间,Th/U比值为0.28~1.52,明显为岩浆成因锆石(Hoskin and Black, 2000; Rubatto and Gebauer, 2000; Belousova et al., 2002; Möller et al., 2003)。对锆石样品分析21个点,206Pb/238U表面年龄为739.0~815.9Ma,加权平均年龄为772±11Ma (MSWD=5.0) (图 7b),表明邓家坞片麻状花岗闪长岩形成于新元古代,该年龄与皖南新元古代花岗质岩浆岩的形成年龄(740~825Ma) 一致(Li et al., 1999, 2003a, b)。
![]() |
图 7 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩锆石阴极发光图像(a) 及LA-ICP-MS U-Pb年龄谐和图(b) Fig. 7 Cathodoluminescence (CL) images of representative zircons from gneissic granodiorite in Dengjiawu intrusion (a) and concordia diagram of LA-ICP-MS U-Pb zircon analyses (b) |
![]() |
表 2 歙县邓家坞花岗闪长岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb测试结果 Table 2 LA-ICP-MS U-Pb zircon analytical results for the Dengjiawu granodiorite intrusion in Shexian County |
歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩中锆石的Lu-Hf同位素分析结果见表(表 3),其初始176Hf/177Hf比值为0.28231~0.28246,平均为0.28239,εHf(t) 为0.55~4.69,平均值为2.48,二阶段模式年龄(tDM2) 为1364~1565Ma。
![]() |
表 3 歙县邓家坞花岗闪长岩体LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素原位分析测试结果 Table 3 LA-MC-ICP-MS zircon Hf isotopic compositions of the Dengjiawu intrusion in Shexian County |
歙县邓家坞钼矿床5件辉钼矿样品的Re-Os同位素测试结果见表(表 4)。获得模式年龄为141.1~141.6Ma,5个数据十分接近,加权平均年龄为141.40±0.88Ma。采用ISOPLOT软件(Ludwig, 1999) 对5个数据进行等时线计算,得到等时线年龄为141.8±2.2Ma,等时线年龄初始值187Os=-0.07±0.41 (MSWD=0.049)(图 8)。
![]() |
表 4 歙县邓家坞钼矿Re-Os同位素分析结果 Table 4 Re-Os isotopic results of molybdenite samples from the Dengjiawu Mo deposit in Shexian County |
![]() |
图 8 歙县邓家坞钼矿床辉钼矿Re-Os同位素定年 Fig. 8 Re-Os isotopic dating for the molybdenite samples from the Dengjiawu Mo deposit in Shexian County |
根据野外观察以及室内研究,歙县岩体侵入中元古界牛屋组,而被震旦系休宁组沉积不整合覆盖,故其形成时间为距今800~1000Ma。前人采用锆石U-Pb法测试的歙县岩体的年龄为928Ma (邢凤鸣等, 1988);采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法得到歙县岩体结晶年龄为823±10Ma,继承锆石年龄878±14Ma (吴荣新等, 2005),或者结晶年龄为837±14Ma (薛怀民等, 2010),823±9Ma (Wu et al., 2006)。本次对歙县邓家坞岩体进行定年获得的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测试结果显示206Pb/238U表面年龄为739~816Ma,具有较大的变化范围,加权平均年龄为772±11Ma (MSWD=5.0),比前人获得的年龄年轻,可能代表歙县岩体的形成时间较长。
5.2 成岩温度前人根据富铝矿物和长石族矿物特点,认为歙县岩体是过铝的中深成(8~24km) 侵入的花岗闪长岩,并且根据(Green, 1976) 实验,得出堇青石、铁铝榴石、黑云母、斜长石和石英矿物平衡温度为780~820℃(周新民和王德滋, 1988);根据岩体和黑云母的化学成分,得到歙县岩浆结晶温度为700℃,形成深度为9.3km (邢凤鸣等, 1988);根据氧同位素对温度计算,石英-石榴石矿物对平衡分馏温度为750±34℃(吴荣新等, 2005)。由于花岗岩浆早期的结晶温度可以近似代表岩浆形成时的温度(吴福元等, 2007a),而且锆石在酸性岩浆中一般较早晶出,所以锆石饱和温度与液相线温度接近(Ferreira et al., 2003),可以近似认为是岩浆形成的温度。本文根据Zr含量计算出歙县邓家坞花岗闪长岩的“锆石饱和温度”为792~827℃(表 1),可以代表歙县邓家坞岩体的成岩温度。
5.3 岩石成因类型与岩浆源区歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩的铝饱和指数A/CNK比值为1.08~1.52,属于强过铝质岩石。在Zr-SiO2判别图解中,所有样品投点在S-型花岗岩区域(Sylvester, 1998) (图 9a),其源区物质可能主要为变质沉积岩(Chappell and White, 1974) (图 9b)。该区片麻状花岗闪长岩具有中等的Eu负异常,EuN/EuN*值为0.46~0.60,表明源区具有少量的斜长石残留。由微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 6a) 显示该区岩石具有明显的Sr、P、Ti的负异常,指示在成岩过程中存在斜长石、磷灰石、钛铁矿的分离结晶。
![]() |
图 9 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体Zr-SiO2图解(a) 和A/MF-C/MF图解(b) (据Altherr et al., 2000) Fig. 9 Zr vs. SiO2 discriminant diagram (a) and A/MF vs. C/MF discriminant diagram (b) of the gneissic granodiorite in the Dengjiawu intrusion, Shexian County (after Altherr et al., 2000) |
锆石Hf同位素分析是鉴别花岗岩浆的物质来源的非常有用的方法(Griffin et al., 2002; 吴福元等,2007b),εHf(t) < 0的岩石为古老下地壳部分熔融而形成(Vervoort et al., 2000; Griffin et al., 2004)。邓家坞片麻状花岗闪长岩的εHf(t) 为0.55~4.69,平均值为2.48,二阶段模式年龄(tDM2) 为1364~1565Ma,在εHf-t图解(图 10a) 中投点更靠近亏损地幔区域,模式年龄主要集中在1.4Ga (图 10b),表明该区岩石的源区主要为新生地壳组分。岩石的二阶段Hf模式年龄(tDM2) 比全岩Nd模式年龄(1.59~1.75Ga, Wu et al., 2006) 年轻,主要因为在化学风化以及岛弧来源的新生地壳部分熔融过程中,岩浆锆石对放射性成因Hf的保留(Wu et al., 2006)。
![]() |
图 10 歙县邓家坞花岗闪长岩体εHf-t图解(a) 及Hf同位素模式年龄分布图解(b) Fig. 10 Diagram of εHf-t of granodiorite for the Dengjiawu intrusion, Shexian County (a) and probability of Hf model age of zircons analyzed in this study (b) |
歙县岩体、休宁岩体、许村岩体为皖南地区新元古代S型花岗闪长岩的典型代表(邢凤鸣, 1991; 李献华等, 2002; 吴荣新等, 2005),位于扬子板块南缘,江南造山带东段。该区S型花岗闪长岩石的形成主要分为4个阶段(Wu et al., 2006)。在1.1~0.9Ga,由于Grenvillian洋壳在扬子板块和华夏板块之间的俯冲,在扬子板块的陆缘形成岛弧岩浆;在~900Ma,在扬子板块东南缘发生弧-陆碰撞以及岩浆作用,在俯冲带上部形成火山弧源岩浆和蛇绿岩带;在880~830Ma,在同碰撞岩浆作用之后,新生的岩浆岩被快速风化、沉积形成低成熟度的沉积岩;830~820Ma,由于造山带山根被加热,富水的沉积岩重熔形成S型花岗闪长岩(Wu et al., 2006; 周金城等, 2008)。本文测试的邓家坞岩体的结晶年龄为772±11Ma,与皖南新元古代花岗闪长岩的主成岩年龄(740~825Ma) 基本一致(Li et al., 1999, 2003a, b);岩体具有S型花岗岩与新生地壳的岩石学与地球化学特征,表明其可能是由扬子大陆边缘加厚地壳内部富水的低成熟度沉积岩发生高比例重熔,并于中上地壳水平固结成岩(吴荣新等,2005)。
5.5 成矿时代与成矿物质来源辉钼矿Re-Os体系由于封闭温度较高(约500℃),不容易受后期热液、变质和构造事件干扰(Suzuiki et al., 1996; Stein et al., 1998, 2001),并且辉钼矿Re-Os年龄与矿化相关岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄能很好的吻合,因此辉钼矿Re-Os同位素年龄能准确的表示成矿时代(Stein et al., 1997, 1998, 2001; Watanabe and Stein, 2000; Selby and Creaser, 2001a, b; Selby et al., 2002)。本次测得的采自皖南歙县邓家坞钼矿床辉钼矿样品的Re-Os模式年龄为141.1~141.6Ma,加权平均年龄为141.40±0.88Ma,等时线年龄为141.8±2.2Ma,准确代表了该钼矿的成矿时代,为早白垩世矿床,邓家坞片麻状花岗闪长岩体不是成矿岩体,可能其深部有隐伏的早白垩世岩体。
辉钼矿的铼含量可以指示成矿物质的来源(Mao et al., 1999; Stein et al., 2001)。从地幔到壳幔混源再到地壳,矿石的Re含量呈数量级下降,从幔源、I型到S型花岗岩相关的矿床,Re含量从n×100×10-6→n×10×10-6→n×10-6(Mao et al., 1999)。邓家坞钼矿的辉钼矿Re含量为12.6×10-6~43.8×10-6(表 4),表明成矿物质以壳源为主。
6 结论(1) 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩体的锆石U-Pb同位素定年结果显示206Pb/238U表面年龄为739.0~815.9Ma,具有较大的变化范围,加权平均年龄为772±11Ma (MSWD=5.0),比前人获得的年龄年轻,可能代表歙县岩体的形成时间较长;该年龄与皖南新元古代花岗闪长岩的主成岩年龄(740~825Ma) 基本一致。根据全岩Zr含量计算出歙县邓家坞花岗闪长岩的“锆石饱和温度”为792~827℃。
(2) 歙县邓家坞片麻状花岗闪长岩具有强过铝质的特征,属于S-型花岗岩,岩石富集大离子亲石元素(Rb、Th、K),相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),轻重稀土分异明显,中等的Eu负异常,具有典型岛弧岩浆岩的特征。锆石Lu-Hf同位素分析表明该区花岗闪长岩源区主要为新生地壳组分。歙县邓家坞岩体具有S型花岗岩与新生地壳的岩石学与地球化学特征,表明其可能是由扬子大陆边缘加厚地壳内部富水的低成熟度沉积岩发生高比例重熔,并于中上地壳水平固结成岩。
(3) 歙县邓家坞钼矿床5个辉钼矿样品的Re-Os同位素定年的模式年龄为141.1~141.6Ma,等时线年龄为141.8±2.2Ma,准确代表了该钼矿的成矿时代,为早白垩世矿床。邓家坞片麻状花岗闪长岩体不是成矿岩体,可能在其深部有隐伏的早白垩世的岩体。辉钼矿Re含量为12.6×10-6~43.8×10-6,表明成矿物质以壳源为主。
[] | Altherr R, Holl A, Hegner E, Langer C, Kreuzer H. 2000. High-potassium, calc-alkaline I-type plutonism in the European Variscides: Northern Vosges (France) and northern Schwarzwald (Germany). Lithos, 50(1-3): 51–73. DOI:10.1016/S0024-4937(99)00052-3 |
[] | Belousova EA, Griffin WL, O'Reilly SY, Fisher NI. 2002. Igneous zircon: Trace element composition as an indicator of source rock type. Contributions to Mineralogy and Petrology, 143(5): 602–622. DOI:10.1007/s00410-002-0364-7 |
[] | Blichert-Toft J, Albarede F. 1997. The Lu-Hf isotope geochemistry of chondrites and the evolution of the mantle-crust system. Earth and Planetary Science Letters, 148(1-2): 243–258. DOI:10.1016/S0012-821X(97)00040-X |
[] | Chappell BW, White AJR. 1974. Two contrasting granite types. Pacific Geology, 8: 173–174. |
[] | Du AD, He HL, Yin NW, Zou XQ, Sun YL, Sun DZ, Chen SZ, Qu WJ. 1994. A study on the rhenium-osmium geochro-nometry of molybdenites. Acta Geologica Sinica, 68(4): 339–347. |
[] | Du AD, Zhao DM, Wang SX, Sun DZ, Liu DY. 2001. Precise Re-Os dating for molybdenite by ID-NTIMS with carius tube sample preparation. Rock and Mineral Analysis, 20(4): 247–252. |
[] | Ferreira VP, Valley JW, Sial AN, Spicuzza MJ. 2003. Oxygen isotope compositions and magmatic epidote from two contrasting metaluminous granitoids, NE Brazil. Contributions to Mineralogy and Petrology, 145(2): 205–216. DOI:10.1007/s00410-003-0443-4 |
[] | Green TH. 1976. Experimental generation of cordierite-or garnet-bearing granitic liquids from a pelitic composition. Geology, 4(2): 85–88. DOI:10.1130/0091-7613(1976)4<85:EGOCGG>2.0.CO;2 |
[] | Griffin WL, Pearson NJ, Belousova E, Jackson SE, van Achterbergh E, O'Reilly SY, Shee SR. 2000. The Hf isotope composition of cratonic mantle: LAM-MC-ICP-MS analysis of zircon megacrysts in kimberlites. Geochimica et Cosmochimica Acta, 64(1): 133–147. DOI:10.1016/S0016-7037(99)00343-9 |
[] | Griffin WL, Wang X, Jackson SE, Pearson NJ, O'Reilly SY, Xu XS, Zhou XM. 2002. Zircon chemistry and magma mixing, SE China: In-situ analysis of Hf isotopes, Tonglu and Pingtan igneous complexes. Lithos, 61(3-4): 237–269. DOI:10.1016/S0024-4937(02)00082-8 |
[] | Griffin WL, Belousova EA, Shee SR, Pearson NJ, O'Reilly SY. 2004. Archean crustal evolution in the northern Yilgarn craton: U-Pb and Hf-isotope evidence from detrital zircons. Precambrian Research, 131(3-4): 231–282. DOI:10.1016/j.precamres.2003.12.011 |
[] | Hoskin PWO, Black LP. 2000. Metamorphic zircon formation by solid-state recrystallization of protolith igneous zircon. Journal of Metamorphic Geology, 18(4): 423–439. |
[] | Li XH, Li ZX, Zhou HW, Liu Y. 2002. SHRIMP U-Pb zircon geochronological, geochemical and Nd isotopic study of the Neoproterozoic granitoids in southern Anhui. Geological Review, 48(Suppl.): 8–16. |
[] | Li XH, Li ZX, Ge WC, Zhou HW, Li WX, Liu Y, Wingate MTD. 2003a. Neoproterozoic granitoids in South China: Crustal melting above a mantle plume at ca.825Ma?. Precambrian Research, 122(1-4): 45–83. DOI:10.1016/S0301-9268(02)00207-3 |
[] | Li XH, Long WG, Li QL, Liu Y, Zheng YF, Yang YH, Chamberlain KR, Wan DF, Guo CH, Wang XC, Tao H. 2010. Penglai zircon megacrysts: A potential new working reference material for microbeam determination of Hf-O isotopes and U-Pb age. Geostandards and Geoanalytical Research, 34(2): 117–134. DOI:10.1111/j.1751-908X.2010.00036.x |
[] | Li YY, Xu X, Xing FM. 1989. Genesis of the gneissic structure of the Precambrian granitoids in southern Anhui Province. Scienica Geologica Sinica(1): 59–66. |
[] | Li ZX, Li XH, Kinny PD, Wang J. 1999. The breakup of Rodinia: Did it start with a mantle plume beneath South China?. Earth and Planetary Science Letters, 173(3): 171–181. DOI:10.1016/S0012-821X(99)00240-X |
[] | Li ZX, Li XH, Kinny PD, Wang J, Zhang S, Zhou H. 2003b. Geochronology of Neoproterozoic syn-rift magmatism in the Yangtze Craton, South China and correlations with other continents: Evidence for a mantle superplume that broke up Rodinia. Precambrian Research, 122(1-4): 85–109. DOI:10.1016/S0301-9268(02)00208-5 |
[] | Liang JL, Ding X, Sun XM, Zhang ZM, Zhang H, Sun WD. 2009. Nb/Ta fractionation observed in eclogites from the Chinese Continental Scientific Drilling Project. Chemical Geology, 268(1-2): 27–40. DOI:10.1016/j.chemgeo.2009.07.006 |
[] | Liu Y, Liu HC, Li XH. 1996. Simultaneous and precise determination of 40 trace elements in rock samples using ICP-MS. Geochimica, 25(6): 552–558. |
[] | Ludwig KR. 1999. Isoplot/Ex, version 2.0: A geochrological toolkit for Microsoft Excel. Geochronology Center, Berkeley, Special Publication |
[] | Ludwig KR. 2003. User's manual for Isoplot 3.00: A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Geochronology Center, Berkeley, Special Publication, 4: 1–70. |
[] | Ma RS, Wang AG. 1994. Tectonic outline of the Late Proterozoic collisional orogenic belt in south Anhui. Geology of Anhui, 4(1-2): 14–22. |
[] | Maniar PD, Piccoli PM. 1989. Tectonic discrimination of granitoids. Geological Society of America Bulletin, 101(5): 635–643. DOI:10.1130/0016-7606(1989)101<0635:TDOG>2.3.CO;2 |
[] | Mao JW, Zhang ZC, Zhang ZH, Du AD. 1999. Re-Os isotopic dating of molybdenites in the Xiaoliugou W (Mo) deposit in the northern Qilian Mountains and its geological significance. Geochimica et Cosmochimica Acta, 63(11-12): 1815–1818. DOI:10.1016/S0016-7037(99)00165-9 |
[] | Möller A, O'Brien PJ, Kennedy A, Möller A. 2003. Linking growth episodes of zircon and metamorphic textures to zircon chemistry: An example from the ultrahigh-temperature granulites of Rogaland (SW Norway). Geological Society, London, Special Publications, 220(1): 65–81. DOI:10.1144/GSL.SP.2003.220.01.04 |
[] | Peccerillo A, Taylor SR. 1976. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58(1): 63–81. DOI:10.1007/BF00384745 |
[] | Rubatto D and Gebauer D. 2000. Use of cathodoluminescence for U-Pb zircon dating by IOM Microprobe: Some example from the western Alps. In: Cathodoluminescence in Geoscience. Heidelberg, Germany: Springer-Verlag, 373-400 |
[] | Selby D, Creaser RA. 2001a. Re-Os geochronology and systematics in molybdenite from the Endako porphyry molybdenum deposit, British Columbia, Canada. Economic Geology, 96(1): 197–204. DOI:10.2113/gsecongeo.96.1.197 |
[] | Selby D, Creaser RA. 2001b. Late and Mid-Cretaceous mineralization in the Northern Canadian Cordillera: Constraints from Re-Os molybdenite dates. Economic Geology, 96(6): 1461–1467. DOI:10.2113/gsecongeo.96.6.1461 |
[] | Selby D, Creaser RA, Hart CJR, Rombach CS, Thompson JFH, Smith MT, Bakke AA, Goldfarb RJ. 2002. Absolute timing of sulfide and gold mineralization: A comparison of Re-Os molybdenite and Ar-Ar mica methods from the Tintina Gold Belt, Alaska. Geology, 30(9): 791–794. DOI:10.1130/0091-7613(2002)030<0791:ATOSAG>2.0.CO;2 |
[] | Smoliar MI, Walker RJ, Morgan JW. 1996. Re-Os ages of group ⅡA, ⅢA, ⅣA, and ⅣB iron meteorites. Science, 271(5252): 1099–1102. DOI:10.1126/science.271.5252.1099 |
[] | Söderlund U, Patchett PJ, Vertoort JD, Isachsen SE. 2004. The 176Lu decay constant determined by Lu-Hf and U-Pb isotope systematics of Precambrian mafic intrusions. Earth and Planetary Science Letters, 219(3-4): 311–324. DOI:10.1016/S0012-821X(04)00012-3 |
[] | Stein HJ, Markey RJ, Morgan JW, Du AD, Sun Y. 1997. Highly precise and accurate Re-Os ages for molybdenite from the East Qinling molybdenum belt, Shaanxi Province, China. Economic Geology, 92(7-8): 827–835. DOI:10.2113/gsecongeo.92.7-8.827 |
[] | Stein HJ, Sundblad K, Markey RJ, Morgan JW, Motuza G. 1998. Re-Os ages for Archean molybdenite and pyrite, Kuittila-Kivisuo, Finland and Proterozoic molybdenite, Kabeliai, Lithuania: Testing the chronometer in a metamorphic and metasomatic setting. Mineralium Deposita, 33(4): 329–345. DOI:10.1007/s001260050153 |
[] | Stein HJ, Markey RJ, Morgan JW, Hannah JL, Scherstén A. 2001. The remarkable Re-Os chronometer in molybdenite: How and why it works. Terra Nova, 13(6): 479–486. DOI:10.1046/j.1365-3121.2001.00395.x |
[] | Sun SS and McDonough WF. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and process. In: Saunders AD and Norry MJ (eds.). Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society, London, Special Publication, 42(1): 313-345 |
[] | Suzuiki K, Shimizu H, Masuda A. 1996. Re-Os dating of molybdenites from ore deposits in Japan: Implication for the closure temperature of the Re-Os system for molybdenite and the cooling history of molybdenum ore deposits. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60(16): 3151–3159. DOI:10.1016/0016-7037(96)00164-0 |
[] | Sylvester PJ. 1998. Post-collisional strongly peraluminous granites. Lithos, 45(1-4): 29–44. DOI:10.1016/S0024-4937(98)00024-3 |
[] | Tang HF, Li WX, Zhou XM. 1998. Comparison of Neoproterozoic volcanic-sedimentary rocks from the Zhejiang-Jiangxi-Anhui border area with a discussion of the problem about synchrono-heteropic facies of volcanism. Acta Geologica Sinica, 72(1): 34–41. |
[] | Tu XL, Zhang H, Deng WF, Ling MX, Liang HY, Liu Y, Sun WD. 2011. Application of RESOlution in-situ laser ablation ICP-MS in trace element analyses. Geochimica, 40(1): 83–98. |
[] | Vervoort JD, Patchett PJ, Albarède F, Blichert-Toft J, Rudnick R, Downes H. 2000. Hf-Nd isotopic evolution of the lower crust. Earth and Planetary Science Letters, 181(1-2): 115–129. DOI:10.1016/S0012-821X(00)00170-9 |
[] | Watanabe Y, Stein HJ. 2000. Re-Os ages for the Erdenet and Tsagaan Suvarga porphyry Cu-Mo deposits, Mongolia, and tectonic implications. Economic Geology, 95(7): 1537–1542. |
[] | Wilson BM. 1989. Igneous Petrogenesis: A Global Tectonic Approach. London: Unwin and Hyman: 1-466. |
[] | Wu FY, Yang YH, Xie LW, Yang JH, Xu P. 2006. Hf isotopic compositions of the standard zircons and baddeleyites used in U-Pb geochronology. Chemical Geology, 234(1-2): 105–126. DOI:10.1016/j.chemgeo.2006.05.003 |
[] | Wu FY, Li XH, Yang JH, Zheng YF. 2007a. Discussions on the petrogenesis of granites. Acta Petrologica Sinica, 23(6): 1217–1238. |
[] | Wu FY, Li WX, Zheng YF, Gao S. 2007b. Lu-Hf isotopic systematics and their applications in petrology. Acta Petrologica Sinica, 23(2): 185–220. |
[] | Wu RX, Zheng YF, Wu YB. 2005. Zircon U-Pb age, element and oxygen isotope geochemisty of Neoproterozoic granodiorites in South Anhui. Acta Petrologica Sinica, 21(2): 587–606. |
[] | Wu RX, Zheng YF, Wu YB, Zhao ZF, Zhang SB, Liu XM, Wu FY. 2006. Reworking of juvenile crust: Element and isotope evidence from Neoproterozoic granodiorite in South China. Precambrian Research, 146(3-4): 179–212. DOI:10.1016/j.precamres.2006.01.012 |
[] | Xing FM, Xu X, Ren SM, Li YY. 1988. The petrochemistry and formational age and conditions of the Shexian intrusion in southern Anhui Province. Geological Review, 34(5): 400–413. |
[] | Xing FM, Xu X, Li YY, Ren SM. 1989. The determination of a granodiorite zone and its petrologic characteristics at the Early Jinning Period in southern Anhui Province. Acta Petrologica Sinica, 5(4): 34–44. |
[] | Xing FM. 1991. Geochemical characteristics of trace elements and rare-earth elements from the Early Jinning granodiorite zone and its genetic model in southern Anhui Province. Geochimica(2): 186–196. |
[] | Xing FM, Chen JF, Xu X, Zhou TX, Foland KA. 1991. Nd isotopic characteristics of low grade metamorphic and sedimentary rocks from southern Anhui Province and their significance in tectonics. Geoscience, 5(3): 290–299. |
[] | Xue HM, Ma F, Song YQ, Xie YP. 2010. Geochronology and geochemisty of the Neoproterozoic granitoid association from eastern segment of the Jiangnan orogen, China: Constraints on the timing and process of amalgamation between the Yangtze and Cathaysia blocks. Acta Petrologica Sinica, 26(11): 3215–3244. |
[] | Yuan XY. 1997. Petrological and mineralogical characteristics of Proterozoic peraluminous granitoids in South Anhui province. Volcanology & Mineral Resources, 18(2): 137–142. |
[] | Zhang FF, Wang YJ, Fan WM, Zhang AM, Zhang YZ. 2011. Zircon U-Pb geochronology and Hf isotopes of the Neoproterozoic granites in the central of Jiangnan uplift. Geotectonica et Metallogenia, 35(1): 73–84. |
[] | Zhang GB, Lv SY. 2008. The tectonic evolution of lower-metamorphic rocks and the distribution district of mineral in South Anhui. Geotectonica et Metallogenia, 32(4): 509–515. |
[] | Zhou JC, Wang XL, Qiu JS. 2008. Is the Jiangnan orogenic belt a Grenvillian orogenic belt: Some problems about the Precambrian geology of South China. Geological Journal of China Universities, 14(1): 64–72. |
[] | Zhou XM, Wang DZ. 1988. The peraluminous granodiorites with low initial 87Sr/86Sr ratio and their genesis in southern Anhui Province, eastern China. Acta Petrologica Sinica(3): 37–45. |
[] | 杜安道, 何红蓼, 殷宁万, 邹晓秋, 孙亚利, 孙德忠, 陈少珍, 屈文俊. 1994. 辉钼矿的铼-锇同位素地质年龄测定方法研究. 地质学报, 68(4): 339–347. |
[] | 杜安道, 赵敦敏, 王淑贤, 孙德忠, 刘敦一. 2001. Carius管溶样-负离子热表面电离质谱准确测定辉钼矿铼-锇同位素地质年龄. 岩矿测试, 20(4): 247–252. |
[] | 李献华, 李正祥, 周汉文, 刘颖. 2002. 皖南新元古代花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Nd同位素研究. 地质论评, 48(增刊): 8–16. |
[] | 李应运, 徐祥, 邢凤鸣. 1989. 皖南前寒武纪花岗岩类中片麻状构造的成因. 地质科学(1): 59–66. |
[] | 刘颖, 刘海臣, 李献华. 1996. 用ICP-MS准确测定岩石样品中的40余种微量元素. 地球化学, 25(6): 552–558. |
[] | 马荣生, 王爱国. 1994. 皖南晚元古代碰撞造山带构造轮廊. 安徽地质, 4(1-2): 14–22. |
[] | 唐红峰, 李武显, 周新民. 1998. 浙赣皖交界区新元古代火山-沉积岩系的比较--有关火山作用同期异相的探讨. 地质学报, 72(1): 34–41. |
[] | 涂湘林, 张红, 邓文峰, 凌明星, 梁华英, 刘颖, 孙卫东. 2011. RESOlution激光剥蚀系统在微量元素原位微区分析中的应用. 地球化学, 40(1): 83–98. |
[] | 吴福元, 李献华, 杨进辉, 郑永飞. 2007a. 花岗岩成因研究的若干问题. 岩石学报, 23(6): 1217–1238. |
[] | 吴福元, 李献华, 郑永飞, 高山. 2007b. Lu-Hf同位素体系及其岩石学应用. 岩石学报, 23(2): 185–220. |
[] | 吴荣新, 郑永飞, 吴元保. 2005. 皖南新元古代花岗闪长岩体锆石U-Pb定年以及元素和氧同位素地球化学研究. 岩石学报, 21(3): 587–606. |
[] | 邢凤鸣, 徐祥, 任思明, 李应运. 1988. 皖南歙县岩体的岩石地球化学特征、形成时代和成岩条件. 地质论评, 34(5): 400–413. |
[] | 邢凤鸣, 徐祥, 李应运, 任思明. 1989. 皖南晋宁早期花岗闪长岩带的确定及其岩石学特征. 岩石学报, 5(4): 34–44. |
[] | 邢凤鸣. 1991. 皖南晋宁早期花岗闪长岩带微量元素与稀土元素地球化学特征与成因模式. 地球化学(2): 186–196. |
[] | 邢凤鸣, 陈江峰, 徐祥, 周泰禧, FolandKA. 1991. 皖南浅变质岩和沉积岩的钕同位素特点及其大地构造意义. 现代地质, 5(3): 290–299. |
[] | 薛怀民, 马芳, 宋永勤, 谢亚平. 2010. 江南造山带东段新元古代花岗岩组合的年代学和地球化学:对扬子与华夏地块拼合时间与过程的约束. 岩石学报, 26(11): 3215–3244. |
[] | 袁小燕. 1997. 安徽南部元古代过铝花岗岩体的岩石学与矿物学特征. 火山地质与矿产, 18(2): 137–142. |
[] | 张菲菲, 王岳军, 范蔚茗, 张爱梅, 张玉芝. 2011. 江南隆起带中段新元古代花岗岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究. 大地构造与成矿学, 35(1): 73–84. |
[] | 张国斌, 吕绍远. 2008. 皖南浅变质岩区的构造演化及矿产分布规律. 大地构造与成矿学, 32(4): 509–515. |
[] | 周金城, 王孝磊, 邱检生. 2008. 江南造山带是否格林威尔期造山带?关于华南前寒武纪地质的几个问题. 高校地质学校, 14(1): 64–72. |
[] | 周新民, 王德滋. 1988. 皖南低87Sr/86Sr初始比的过铝花岗闪长岩及其成因. 岩石学报(3): 37–45. |