江南隆起带皖赣相邻区燕山期岩浆岩稀土对比研究

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁

Vol.21!.5JOURNALOFTHECHINESERAREEARTHSOCIETYOct.2003

中󰀁国󰀁稀󰀁土󰀁学󰀁报

江南隆起带皖赣相邻区燕山期岩浆岩稀土对比研究

袁峰,周涛发,岳书仓,朱󰀁光,侯明金

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(1.合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;2.安徽省地质调查科学院,安徽合肥230009)

摘要:对比研究了江南隆起带皖南地区与赣东北地区燕山期岩浆岩的稀土元素地球化学特征,稀土元素特征反映出,皖南地区燕山期岩浆岩属于典型的壳源岩浆岩,而赣东北地区燕山期岩浆岩则具有幔源特征,这是赣东北地区燕山期与岩浆岩有关的多金属矿床发育、而皖南地区不发育的重要原因。稀土元素的研究结果同时得到地球物理、成岩构造背景、稳定同位素等研究的证实,也表明稀土元素在岩浆岩成岩物质来源方面有很好的示踪作用。

关键词:地球化学;岩浆岩;江南隆起;稀土

中图分类号:P618.51;P595󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁文章编号:1000-4343(2003)05-0600-04

󰀁󰀁江南隆起带东起浙东,西止桂北,沿近北东方向延伸1500余千米,而江南隆起带东段皖赣相邻区为北起江南深断裂、西起九江󰀁九岭山一线以东的江南隆起带地区

[1,2]

岗岩类大量出露(图1),约3000km2,在成岩时代上,花岗闪长岩类形成于137Ma左右,花岗岩类形成于122Ma左右,此外,近年来在该区还发现了大量的规模不大的斑岩体,如皖南溪口一带的沿周王断裂带与百棵树断裂交汇部位发育的一些小斑岩体等。赣东北地区的花岗质岩石主要集中分布于德兴及其以南地区(图1),以中酸性斑岩为主,岩浆活动主要发生于172~142Ma,时代早于皖南地区。

研究区为一重要的铜、金成矿区,金属矿产资源丰富,发育有多个大型和超大型金属矿床,其中已查明的4个大型铜矿床约占我国铜储量17󰀂5%

[4]

。该区经历了自中元古代以

来的多次造山作用,其主体属于中新元古代扬子地块和华南地块作用形成的俯冲碰撞造山带的一部分。印支󰀁燕山运动在该区引发了较强烈的岩浆活动与成矿作用,是我国重要的金属成矿区之一,但江南隆起带安徽部分(皖南地区)与江西部分(赣东北地区)的岩浆活动和成矿作用存在显著差异。本项目的研究是在全面总结前人研究资料的基础上,全面对比研究江南隆起带皖南地区与赣东北地区的岩浆活动和成矿作用特征及其差异,为资源潜力与区域矿产远景评价提供依据,本文将探讨江南隆起带皖南地区与赣东北地区燕山期岩浆岩稀土元素地球化学对比研究。

[3]

,大型岩金矿床一处,中型银矿床、钼矿

床多处,但金属矿床基本集中于赣东北的德兴󰀁乐平一带,即所称的乐󰀁德成矿带,其成矿作用与燕山期岩浆活动密切相关,而同处江南隆起带的皖南地区同样是燕山期岩浆活动发育,但其特点却是矿化类型众多,矿点、矿化点广泛分布,矿床规模小,工业价值十分有限。

1󰀁区域岩浆岩特征

江南隆起带皖赣相邻区伴随多期构造活动,呈现多旋回的岩浆活动特征,其中燕山期岩浆活动与区内金属矿床的形成密切相关。燕山期岩浆作用形成规模不等的侵入岩,以花岗(斑)岩和花岗闪长(斑)岩为主,燕山早期和晚期都有产出,同位素年龄在120~175Ma之间。皖南地区中生代花

󰀁收稿日期:2002-09-23;修订日期:2002-11-30

2󰀁岩浆岩稀土元素地球化学特征

江南隆起带皖赣相邻区燕山期岩浆岩稀土元素组成见表1,其稀土元素配分模型如图2所示。

皖南燕山期岩浆岩󰀂REE范围在55.71 10

-6

基金项目:国土资源部地质调查项目(K1.4󰀁2󰀁2)

作者简介:袁󰀁峰(1971-),男,广西桂林市人,博士,副教授;研究方向:地球化学*通讯联系人(E󰀁mail:yflxl@163.net)5期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁袁󰀁峰等󰀁江南隆起带皖赣相邻区燕山期岩浆岩稀土对比研究󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁601󰀁

图1󰀁江南隆起带皖赣相邻区岩浆岩分布略图

表1󰀁江南隆起带皖赣相邻区燕山期岩浆岩稀土元素组成(10-4%)

地区皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南皖南赣东北赣东北赣东北赣东北赣东北赣东北赣东北赣东北赣东北赣东北

岩体(位置)冯村长陔姚家坞邓家坞早山大岭脚青山齐武刘村姚村榔桥青阳里东坑郭坑胜利厂溪口华阳华阳大李村铜厂银山银山银山银山银山银山银山银山银山

花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗闪长岩花岗闪长岩花岗岩花岗岩花岗闪长岩花岗闪长斑岩花岗闪长斑岩花岗闪长斑岩花岗闪长斑岩花岗闪长斑岩花岗闪长斑岩花岗闪长斑岩石英斑岩石英斑岩英安斑岩安山玢岩英安斑岩英安斑岩英安斑岩英安斑岩英安斑岩英安斑岩

10.0021.002.7031.0061.007.0041.0073.008.8041.0085.009.1037.0051.0035.0036.0047.6737.7048.6031.3838.0034.0029.7031.7035.6830.0834.5713.6433.1648.3348.9425.2125.6738.60

70.0097.0065.0069.0097.2178.4069.5058.0771.0065.0055.2064.8065.0054.7060.5521.9859.7789.2383.3644.1144.2967.23

9.7011.007.008.009.626.8012.506.566.105.907.167.888.277.607.543.487.1110.8110.094.995.408.00

11.002.8031.006.0036.008.0043.008.6045.0047.0033.0034.0038.4021.7052.8024.0033.0027.0027.3030.3127.9227.1427.0710.297.1110.8110.0916.4716.6925.81

8.908.206.706.308.323.2010.204.326.405.005.345.895.575.814.871.813.926.435.472.713.074.28

0.230.931.101.031.201.231.251.371.340.411.820.871.201.001.241.391.031.301.070.541.011.431.330.681.101.081.341.101.08

2.604.105.405.306.308.105.206.207.351.808.803.204.003.203.935.004.614.984.191.212.953.723.601.882.302.843.632.302.84

0.470.700.860.841.001.300.860.961.300.401.200.470.640.550.370.710.700.770.620.240.520.580.560.270.390.450.470.390.45

2.604.105.805.206.307.705.405.906.921.776.412.112.902.703.173.964.314.614.071.052.312.322.261.401.781.972.301.781.97

0.390.801.140.851.001.541.001.081.700.391.220.380.500.520.450.680.810.870.770.220.470.480.460.290.370.400.460.370.40

0.902.002.552.302.804.503.103.304.321.503.400.951.221.501.431.722.262.412.180.681.291.231.210.811.051.051.171.051.05

0.140.320.480.350.450.700.460.500.710.330.690.150.180.220.090.250.370.350.350.120.220.220.220.130.190.180.190.190.18

0.752.003.001.832.744.002.902.904.391.773.400.901.201.381.281.422.312.202.260.611.171.091.130.841.101.021.091.101.02

0.130.280.460.180.430.520.330.390.680.350.560.140.170.200.160.210.340.330.340.080.170.160.170.130.170.160.170.170.16

岩性

La

Ce

Pr

Nd

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

资料来源∀∀∀∀∀∀∀∀[5][6][6]########[7][8][8][8]####[9][9]

51.6190.3610.1634.065.3625.2644.295.4016.693.0728.6067.238.0025.814.28

∀安徽省地矿局332地质队,安徽省地质科学研究所,安徽江南古陆金矿成矿地质条件和找矿方向,1993;#安徽省地调院,浙皖赣相邻区金银等多金属成矿远景及成矿预测研究,2002

󰀁󰀁602󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁中󰀁国󰀁稀󰀁土󰀁学󰀁报󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁21卷

图2󰀁稀土元素配分模型(a)皖南地区;(b)赣东北地区W和G代表表1顺行测试位置

~243.79 10,平均值为167.37 10,LREE󰀁HREE比值范围在5.98~17.84,平均值为9.97,󰀁Eu范围在0.26~0.79,平均值为0.59,(La󰀁Yb)N范围在7.32~23.51,平均值为12.18,稀土元素配分模型(图2(a))为轻稀土富集的右倾配分模型。赣东北燕山期岩浆岩󰀂REE范围在55.95 10~202.37 10,平均值为132.8 10,LREE󰀁HREE比值范围在12.29~20.35,平均值为15󰀂58,󰀁Eu范围在0.82~1.22,平均值为0.96,(La󰀁Yb)N范围在15.08~31.92,平均值为22.11,稀土元素配分模型(图2(b))为轻稀土富集的右倾配分模型。

对比可见,皖南燕山期岩浆岩与赣东北燕山期岩浆岩稀土元素地球化学特征存在很大差异。皖南燕山期岩浆岩稀土元素LREE󰀁HREE比值、(La󰀁Yb)N较小,具明显负铕异常,稀土元素配分模型为轻稀土富集的右倾配分模型,曲线相对较为平缓,为典型的壳源岩浆岩特征。而赣东北燕山期岩浆岩稀土元素LREE󰀁HREE比值、(La󰀁Yb)N较大,均高于皖南燕山期岩浆岩,反映其轻、重稀土分馏程度高于皖南燕山期岩浆岩;铕异常不明显甚至是正铕异常,反映岩浆演化过程中没有发生明显的斜长石分离结晶作用,可能是受普通角闪石、榍石、单斜辉石、斜方辉石和石榴石的影响;稀土元素配分模型为轻稀土富集的右倾配分模型,但HREE相对于LREE亏损较大,曲线相对较陡;这些特征表明赣东北燕山期岩浆岩与典型-6

-6

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-6-6

的壳源岩浆岩明显不同,显示原始岩浆中基性成分较大,具幔源特征。

3󰀁讨论与结论

江南隆起带皖赣相邻区燕山期岩浆岩稀土元素地球化学研究显示,安徽部分(皖南地区)与江西部分(赣东北地区)燕山期岩浆岩稀土元素特征明显不同,皖南地区燕山期岩浆岩属于典型的壳源岩浆岩,而赣东北地区燕山期岩浆岩则具有幔源特征。

这一结论同时和地球物理、成岩构造背景、稳定同位素等方面的研究相互佐证。江南隆起带皖南地区软流圈、岩石圈地幔、莫霍面等具有明显的埋深大,厚度大,上覆地壳厚度大等特征,为地幔坳陷区,而赣东北地区与之相反,为地幔隆起区,上覆的地壳厚度薄

[10]

,地球物理资料表明赣东北

地区岩浆活动易于受地幔影响,而皖南地区由于上覆地壳厚度大,岩浆起源于地壳的可能性更大。据有关岩浆岩形成的构造背景研究显示,赣东北地区燕山期岩浆岩形成时代早于皖南地区,其形成的构造环境既有拉张,又有挤压,属于由拉张向挤压过渡的动力学体制,主要受控于壳幔作用及古断裂活化,拉张应力体制的存在以及古断裂活化使赣东北深大断裂下切至上地幔,使幔源岩浆直接参与到成岩、成矿过程中,而皖南地区燕山期岩浆岩形成时,整个区域均处于挤压环境,而且皖南地区为地幔坳陷区,因此幔源岩浆难以参与到5期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁袁󰀁峰等󰀁江南隆起带皖赣相邻区燕山期岩浆岩稀土对比研究󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁603󰀁

成岩过程中。Nd,Sr同位素岩浆岩成岩物质来源示踪研究显示,皖南地区燕山期岩浆岩成岩物质以壳源为主,其源岩为上溪群千枚岩(或成分类似于上溪群的变质沉积岩),而赣东北燕山期岩浆岩成岩物质来源具明显的幔源特征,为幔源岩浆及其与地壳相互作用的产物。

因此,幔源岩浆的直接参与是赣东北地区燕山期与岩浆岩有关的多金属矿床发育、而皖南地区不发育的重要原因。同时,上述研究表明稀土元素在岩浆岩成岩物质来源方面有很好的示踪作用。参考文献:

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RareEarthsofMagmaticRocksofYanshanianStageinAdjacentRegionofAnhuiandJiangxiProvince,JiangnanUplift

YuanFeng,ZhouTaofa,YueShucang,ZhuGuang,HouMingjin(1.SchoolofResourcesandEnvironmentalEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China;2.AnhuiAcademyofGeologicalSurvey,Hefei230009,China)

Abstract:ThegeochemicalcharacteristicsofrareearthelementsofmagmaticrocksofYanshanianstagewerestudiedforthesouthofAnhuiProvinceandnortheastofJiangxiProvince,JiangnanUplift.There󰀁sultshowsthatthemagmaticrocksofYanshanianstageinthesouthofAnhuiProvincearethetypicalcrustsourcetypeandthoseinthenortheastofJiangxiProv󰀁incehavethecharacteristicsofmantlesourcetype.Sothepolymetaldepositshavingrelationtothemagmatic

Keywords:geochemistry;magmaticrock;JiangnanUplift;rareearths

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rocksofYanshanianstageinthenortheastofJiangxiProvincearedevelopedbetterthanthoseinthesouthofAnhuiprovince.Theresearchresultsoftherareearthelementsareconfirmedbythestudiesofphysicalgeography,tectonicsettingandstableisotopeatthesametime.Italsoindicatesthattherareearthele󰀁mentsoffereffectiveapproachtotracingthematerialsourcesofmagmaticrocks.