宁镇中段中酸性侵入岩锆石U-Pb年龄及其成岩成矿指示意义

关俊朋, 韦福彪, 孙国曦, 黄建平, 王丽娟

(江苏省地质调查研究院, 江苏 南京 210049)

宁镇中段中酸性侵入岩锆石U-Pb年龄及其成岩成矿指示意义

关俊朋, 韦福彪, 孙国曦, 黄建平, 王丽娟

(江苏省地质调查研究院, 江苏 南京 210049)

宁镇矿集区是长江中下游成矿带的重要组成部分, 广泛发育中生代岩浆活动及成矿作用, 然而有关该地区中酸性侵入岩的高精度年代学研究十分薄弱。本文选取宁镇中段与成矿关系密切的3个中酸性岩体, 即安基山杂岩体、新桥岩体、石马杂岩体为研究对象, 运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术, 对上述岩体进行年代学研究。测试结果显示, 上述三个岩体的锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为107.0±1.1 Ma～108.0±1.6 Ma、108.0±1.3 Ma、102.5±1.1 Ma, 均为早白垩世晚期岩浆活动的产物。结合该地区斑岩型铜矿的辉钼矿Re-Os同位素年龄(106～108 Ma), 认为宁镇地区在102.5～108.0 Ma之间经历了强烈的成岩成矿热事件, 明显晚于长江中下游其他矿集区内的岩浆活动年龄(124～148 Ma), 而与华南中生代第三次大规模成矿作用时间一致。结合长江中下游地区区域构造演化背景认为, 宁镇地区早白垩世晚期构造岩浆热事件形成于岩石圈伸展环境。

宁镇地区; 中酸性侵入岩; 锆石U-Pb年龄; 成岩成矿作用

长江中下游地区是我国东部重要的铜、铁多金属成矿带之一, 中生代经历了复杂的构造演化、强烈的岩浆活动, 并伴随着大规模成矿作用, 被称为研究陆内动力学过程及多金属成矿作用的天然实验室(周涛发等, 2008; 毛景文等, 2009; 董树文等, 2011)。该成矿带内共发育各类铜、铁、金矿床200余处, 自西向东依次划分为7个各具特色的大型矿集区, 即鄂东南、九瑞、安庆–贵池、铜陵、庐枞、宁芜和宁镇矿集区(图1)。近年来, 长江中下游各大矿集区内陆续报道了大量高精度成岩、成矿年龄,基本建立了该地区的构造岩浆演化格架, 为研究矿床成因及成矿动力学奠定了良好的基础(毛景文等, 2004a; 吴才来等, 2008; 侯可军和袁顺达, 2010)。

宁镇地区位于长江中下游成矿带的最东端。中生代岩浆活动强烈, 成矿作用广泛发育, 是长江中下游地区重要的斑岩型–矽卡岩型铜、铁多金属矿产地之一, 也是我国较早开展同位素地质年代学研究的地区之一。前人于20世纪七八十年代, 对该地区侵入岩开展了单矿物或全岩的K-Ar法定年工作, 结果显示, 其年龄变化范围为82.8～123.1 Ma, 为燕山晚期岩浆活动的产物, 且岩浆活动具有自西向东逐渐变新的趋势(江苏省地质矿产局, 1989; Xu et al., 2002)。然而, 限于当时的测试手段, 这些K-Ar年龄数据精度较低, 且该方法可能存在过剩Ar或Ar丢失的问题, 不宜采用这些年龄结果作为岩体的成岩年龄。有关该地区中酸性侵入岩的高精度年代学数据相对较少, 尤其缺乏能代表岩浆结晶事件的锆石U-Pb年龄(曾键年等, 2013), 这严重制约了对该地区区域构造演化以及成岩成矿作用的深入研究。

图1 长江中下游成矿带主要矿集区及矿床分布略图(据Mao et al., 2011)Fig.1 Sketch map showing the distribution of the main ore districts and deposits in the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt

本文通过对宁镇中段与成矿有关的中酸性侵入岩锆石U-Pb年代学研究, 探讨该区大规模岩浆活动的时代, 并结合相关的成矿年龄, 探讨该地区成岩成矿过程的耦合关系及其成岩成矿动力学背景。

1 地质背景

宁镇地区位于扬子板块东北缘, 属于下扬子褶皱带的一部分。西接宁芜火山岩凹陷盆地, 东南侧为句容凹陷盆地。地层出露齐全, 自震旦系到第四系广泛出露。地质构造复杂, 其中褶皱构造——“宁镇褶皱束”近东西向展布, 由一系列近东西向大致平行的“三背二向”复式褶皱组成。断裂构造主要由近EW向纵向断裂、NW向、NE向、NNW向、NNE向断裂组成, 纵向断裂主要发育于复背斜的两翼,是区内重要的控岩控矿构造。岩浆活动频繁且强烈,主要发生在燕山期。其中侵入岩具有多旋回、多期次、多样化的特点, 形成一套由基性–中酸性–酸性的演化系列; 根据区域构造背景及岩浆岩的空间分布特征, 大致以方山–小丹阳断裂和茅山断裂为界,将宁镇地区岩浆岩划分为西(紫金山地区)、中(汤山–镇江地区)、东(镇江–谏壁地区)三段。

宁镇中段位于南京市汤山镇至镇江市之间。中生代经历了强烈的构造岩浆活动。其中火山岩为早白垩世上党旋回, 主要为一套石英安山岩–石英粗安斑岩–石英粗面斑岩–英安流纹岩系列, 分布在上党火山岩盆地、句容断陷盆地北缘等地区。侵入岩以燕山期中–酸性岩石为主, 分布广泛, 根据其岩性组合及构造背景, 自西向东依次分为4个杂岩体:即安基山杂岩体、新桥岩体、下蜀–高资杂岩体、石马杂岩体(图2)(江苏省地质矿产局, 1989; 夏嘉生, 2000)。该段是宁镇地区铁、铜、多金属矿产资源分布最为集中的地区。内生金属矿床、矿点星罗棋布,已发现的金属矿床、矿(化)点39个, 其中中型矿床2个, 小型矿床3个。矿床(点)常围绕岩浆侵入活动中心展布, 矿化类型主要为岩体内部的斑岩型, 接触带矽卡岩型到远离岩体的似层状热液充填交代型。区内主要的成岩成矿中心有西部的安基山杂岩体和东部的石马杂岩体(图2)。

各岩体特征分述如下:

图2 宁镇中段地质矿产简图及样品分布(据江苏省地质矿产局, 1989修改)Fig.2 Sketch map of geology and mineral resources in the middle section of the Ningzhen area and the locations of the samples

安基山岩体: 位于宁镇中段的西部, 分布于南京市江宁区东阳–安基山–伏牛山–螺丝宕–亭子一带。岩体受近EW向、NE向、NW向三组断裂的联合控制, 形态复杂, 断续出露地表, 基岩面积近40 km2。岩体侵位于志留系到白垩系中。岩石类型主要为石英闪长斑(玢)岩, 其次为花岗闪长斑岩和闪长玢岩。石英闪长玢岩分布范围较广, 花岗闪长斑岩主要分布于安基山铜矿矿区附近。安基山杂岩体是区内重要的成矿母岩, 矿化类型为斑岩–矽卡岩–脉型铜多金属矿化。该区目前已查明的铜及多金属矿床(点)十余处, 以安基山铜钼矿(中型)、伏牛山铜金矿(小型)为代表(江苏省地方志编纂委员会, 1999)。根据前人同位素测年结果知, 石英闪长玢岩中黑云母的K-Ar年龄为116～117 Ma, 角闪石的K-Ar年龄为106 Ma。花岗闪长斑岩的黑云母K-Ar年龄为123.1 Ma(江苏省地质矿产局, 1989)。

下蜀–高资岩体: 位于宁镇中段的中部, 主要分布在句容市下蜀镇到镇江市高资镇之间, 呈近EW向带状展布, 基岩面积约120 km2, 侵位于奥陶系到白垩系中。在西部下蜀镇附近岩体相带发育, 内部相为等粒状二长花岗岩和花岗闪长岩, 过渡相为斑状花岗闪长岩, 边缘相为花岗闪长斑岩和石英闪长斑岩。在局部地段与安基山岩体和石马岩体相连。前人获得的单矿物K-Ar法年龄为106～117 Ma。与之有关的矿化类型有矽卡岩型铁矿和岩浆热液充填交代型铜、钼、铅锌矿(江苏省地质矿产局, 1989)。

新桥岩体: 位于宁镇中段的中部, 分布于馒头山至姊妹桥一带, 呈EW向展布, 形态不规则, 总体呈西宽、东窄的楔形体, 基岩面积约5.6 km2。侵位于下白垩统杨冲组和上党组火山岩内。局部地段见新桥岩体的(石英)闪长玢岩与上党组火山岩接触带呈过渡关系, 接触面平行于流面, 局部闪长玢岩内见火山岩角砾, 说明岩体是在上党组火山岩喷发之后而侵入的。前人研究认为, 新桥岩体为区域内不成矿的中酸性侵入岩(江苏省地质矿产局, 1989)。

石马岩体: 位于宁镇中段的东部, 分布于镇江市西南石头岗–石马–韦岗–徐湾–巢凤山一带。岩体略呈NEE向延伸, 形状不规则, 侵位于志留纪到白垩纪地层中; 岩石类型多样, 相带发育, 内部相为花岗闪长岩, 过渡相为石英二长岩、石英闪长岩, 边缘相为花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩。石马岩体是宁镇中段重要的铁多金属矿化的成矿母岩。围绕该岩体已发现的矿床(点)近十处, 主要有韦岗矿(中型)、徐湾铁矿(矿点)、巢凤山铁矿(矿点)等。前人于20世纪七八十年代, 通过单矿物K-Ar法和锆石U-Pb法测得石马杂岩体的同位素年龄为92～109 Ma (江苏省地质矿产局, 1989)。

2 锆石LA-ICP-MS定年

2.1 定年样品描述

本次共采集4件样品用以LA-ICP-MS锆石U-Pb定年, 其中安基山岩体2件(TWS-1, TWS-2), 石马岩体1件(TWS-3), 新桥岩体1件(TWS-4), 具体位置如图2所示, 样品详细描述如下:

样品TWS-1: 采自安基山铜矿矿区附近地表采坑内(坐标为: N32°6′13″, E119°4′24″)。岩性为花岗闪长斑岩, 浅灰色, 斑状结构, 块状构造。斑晶含量约40%, 主要由斜长石、钾长石和少量黑云母、角闪石组成。基质呈微嵌晶结构, 主要由长英质矿物组成。

样品TWS-2: 采自伏牛山铜矿附近钻孔ZK2010-1孔深1167 m处(坐标为: N32°04′56″, E119°05′05″)。岩性为石英闪长(玢)岩, 暗灰色, 中粒粒状结构, 块状构造, 主要矿物组成有斜长石(60%～65%), 石英(10%～15%), 角闪石(10 %), 钾长石(5%～10%), 黑云母(＜5%), 副矿物为磁铁矿、锆石、磷灰石。在钻孔中见龙潭组和栖霞组呈捕虏体状分布于岩体中。龙潭组粉砂岩与岩体的接触带附近(625.5 m), 发育辉钼矿(化)体; 下部石英闪长(玢)岩体内(847.5～1114.5 m), 断续发育斑岩型铜(钼)矿(化)体。矿石类型为细脉状, 宽约0.2～0.5 mm, 并伴随钾化、硅化等蚀变。

样品TWS-3: 采自韦岗铁矿太阳山矿段-100 m中段距磁铁矿矿体50 m的围岩(坐标为: N32°6′13″, E119°17′41″)。岩性为石英闪长玢岩, 深灰色, 斑状结构, 块状构造。斑晶约30%～35%, 主要为斜长石, 少量角闪石、黑云母, 偶见石英颗粒; 基质呈显微嵌晶结构, 主要由长英质物质组成。岩石发育弱绿帘石、绿泥石化。

样品TWS-4: 采自新桥村附近地表采石坑附近(坐标为: N32°6′35″, E119°13′14″)。岩性为蚀变闪长玢岩, 暗绿灰色, 斑状结构, 块状构造。斑晶含量约30%, 主要由斜长石, 黑云母和角闪石组成; 暗色矿物斑晶已蚀变为绿泥石、方解石。基质由长英质物质组成, 多发育高岭土化或绢云母化蚀变。

2.2 测试方法

首先将样品破碎至80～120目, 经浮选和电磁选等方法挑选出单颗粒锆石, 然后在双目镜下挑纯。选择晶形完好、透明度和色泽度好的锆石, 粘于环氧树脂表面, 经抛光后依次进行透射光、反射光照相以及阴极发光(CL) 图像拍摄, 以揭示锆石的外部形态及内部结构特征。最后根据阴极发光照射结果, 选择典型的岩浆锆石进行LA-ICP-MS 测年分析。

锆石U-Pb定年在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成。采用Agilent 7500a型ICP-MS及New Wave公司生产的UP213激光剥蚀系统。分析工作主要参数为: 激光剥蚀系统波长213 nm, 激光脉冲频率5 Hz, 宽度5 ns, 剥蚀孔径40 μm, 剥蚀时间75 s, 背景测量时间35 s, 脉冲能量为10～20 J/cm2, 应用锆石国际标样GJ-1为外标进行同位素分馏校正, 并在分析中加入标样Mud Tank,用于监控测试的重现性和仪器的稳定性。具体的实验原理和流程参见Jackson et al. (2004)。分析结果通过普通铅校正和计算得到相应的同位素比值、年龄以及误差(Andersen, 2002), 校正后的结果用Isoplot 3.23程序完成年龄加权平均计算和谐和图的绘制(Ludwig, 2003)。

3 分析结果

3.1 锆石CL图像

所有样品中锆石多为无色透明或浅黄色, 结晶较好, 长宽比一般1：1～1：3, 为典型的短柱状晶形。由锆石阴极发光图像可以看出(图3), 所有锆石均具有典型的岩浆震荡环带, 且锆石Th/U比值大于0.85(表1), 表明其为岩浆成因, 能代表岩浆冷却结晶及岩体侵位的年龄。

图3 宁镇中段中酸性侵入岩锆石CL图像及测点位置Fig.3 CL images of representative zircons and testing points from intermediate-acid intrusive rocks in the middle area of the Ningzhen district

3.2 锆石测试结果

LA-ICP-MS法测年数据见表1, 谐和图见图4。样品TWS-1共分析了12个锆石点, U、Th含量的变化范围分别为226×10–6～1035×10–6和215×10–6～ 1953×10–6, Th/U比值变化范围为0.85～2.35, 属于典型的岩浆锆石(Belousova et al., 2002)。锆石年龄基本位于U-Pb年龄谐和线上(图4),206Pb/238U加权平均年龄为107.0±1.1 Ma, 代表了安基山杂岩体内花岗闪长斑岩的结晶年龄。样品TWS-2的16个锆石分析点的U、Th含量变化范围分别为208×10–6～ 471×10–6和412×10–6～1604×10–6, Th/U比值变化为1.98～3.40,206Pb/238U加权平均年龄为108.0±1.6 Ma,代表了安基山杂岩体内石英闪长玢岩的结晶年龄。样品TWS-3中13颗锆石分析点的U、Th含量变化范围分别为119×10–6～226×10–6和194×10–6～446×10–6, Th/U比值变化于1.3～2.1,206Pb/238U加权平均年龄为102.5±1.1 Ma, 代表了石马杂岩体内石英闪长玢岩的形成年龄。样品TWS-4的10个锆石分析点的U、Th含量的变化范围分别为211×10–6～692×10–6和311×10–6～1688×10–6, Th/U比值变化于1.4～2.4,206Pb/238U加权平均年龄为108.0±1.3 Ma, 代表了新桥岩体内闪长玢岩的形成年龄。以上测试结果显示,本次研究的宁镇中段中酸性侵入岩的成岩年龄在102.5～108.0 Ma之间。

表1 宁镇中段中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析结果Table 1 LA-ICP-MS results for zircons from the intermediate-acid intrusive rocks in the middle section of Ningzhen area

图4 宁镇中段侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图Fig.4 Zircon U-Pb concordia diagrams of the intrusive rocks in the Ningzhen area

4 讨 论

4.1 侵入岩的成岩年龄

据上述测试结果可知, 安基山岩体、新桥岩体以及石马岩体的结晶年龄分别为107～108 Ma、108 Ma、102.5 Ma, 说明本地区存在两期岩浆活动, 分别为～108 Ma和～102 Ma, 两次之间的间隔在4～6 Ma。表明宁镇中段在早白垩世晚期经历了两期较为广泛的岩浆活动。

利用侵入岩与围岩之间的接触关系, 可以概略判断其形成时代的上限。根据野外地质观察可知,安基山杂岩体形成时代与早白垩世上党组火山岩旋回第二～四亚旋回大体一致(杨锟生等, 1991)。新桥岩体侵位于下白垩统杨冲组和上党组火山岩内, 局部石英闪长玢岩中见火山岩角砾。石马岩体位于上党火山岩盆地(镇江火山岩盆地)的西北侧, 局部与上党组火山岩呈侵入接触关系(图2); 在韦岗矿区钻孔中, 见石马岩体内有上党组安山岩捕掳体(江苏省地质矿产局, 1989)。以上地质现象表明, 上述中酸性侵入岩的侵位年龄应略晚于上党组火山岩的喷发时间。有关上党组火山岩的年龄, 前人于20世纪七八十年代开展了一些同位素定年工作, 其全岩K-Ar年龄范围为77～119 Ma (江苏省地质矿产局, 1989)。由于该地区火山活动具有多旋回性, 其K-Ar年龄的变化范围较大, 且精度较差, 详细探讨该地区中酸性侵入岩与火山的年代学关系, 需对火山岩进行更为详细的定年工作。从上述成果初步推断, 宁镇中段中酸性侵入岩与上党组火山岩可能均形成于早白垩世晚期。

4.2 岩浆活动与成矿的关系

近年来, 有关长江中下游地区侵入岩成岩时代及典型矿床的成矿时代的研究取得巨大进展, 基本确定了各矿集区内岩浆–成矿事件的年代学格架(Mao et al., 2011; 周涛发等, 2012)。宁镇地区由于缺乏与成岩–成矿作用有关的高精度年代学数据, 其研究程度相对滞后。本文的研究结果, 为探讨该问题奠定良好的基础。

宁镇中段斑岩型–矽卡岩型铜钼(金)矿床(点)主要分布在该区的西部, 以安基山岩体附近及外围的安基山铜(钼)矿、伏牛山铜(金)矿、铜山铜(钼)矿等为代表(图2)。王立本等(1997)运用辉钼矿Re-Os同位素定年法, 测得安基山铜矿和铜山铜(钼)矿的成矿年龄分别为108±2 Ma和106±3 Ma。这与本文测得的安基山含矿岩体(～108 Ma)的成岩年龄基本一致, 也与斑岩型矿床的成矿年龄与含矿岩体的形成时间大体一致的规律吻合。因此, 宁镇中段斑岩型–矽卡岩型铜钼(金)矿化作用主要发育在106～108 Ma之间。值得注意的是, 石马岩体虽然与安基山岩体近同时形成, 但迄今为止, 未发现明显的矿化现象。该结果也说明, 同期形成的中酸性侵入岩在成矿潜力方面可存在显著差异(徐耀明等, 2013)。

对成矿母岩锆石U-Pb年龄或与矿体伴生的含钾矿物Ar-Ar年龄的研究, 是确定矽卡岩型铁矿成矿时代的有效方法(谢桂青等, 2008)。宁镇中段矽卡岩型铁矿主要围绕东部的石马岩体分布, 以韦岗铁矿(中型)、徐湾铁矿点、巢凤山铁矿点为代表(图2)。本文TWS-3样品采集自韦岗铁矿太阳山矿段距磁铁矿矿体50 m左右的石英闪长玢岩, 其锆石U-Pb年龄为102.5±1.1 Ma, 指示韦岗铁矿的成矿年龄约为102.5 Ma。因此, 宁镇中段矽卡岩型铁矿的形成时间约为102 Ma, 明显晚于西部斑岩型–矽卡岩型铜(钼、金)矿成矿时代, 两者相差约4～6 Ma。

综上所述, 宁镇中段的成矿作用不仅在空间上具有自西向东的分带性和专属性的特征, 而且在时间上也具有自西向东变年轻的趋势, 这一特征与整个宁镇地区的成岩–成矿作用演化规律一致(江苏省地质矿产局, 1989)。目前, 有关宁镇中段岩浆岩及多金属成矿作用的高精度年龄数据相对较少, 今后仍值得进一步的深入研究。

4.3 区域成岩成矿时代的对比及意义

近年来, 对长江中下游成矿带内岩浆岩地球化特征、同位素年代学以及成矿作用等方面的研究取得了丰硕的成果(毛建仁等, 1990; 毛景文等, 2004a;周涛发等, 2011; Pan and Dong, 1999; Wang et al., 2006b; Li et al., 2010; Mao et al., 2011; Wang et al., 2011)。研究认为, 长江中下游地区中生代成岩成矿作用具有爆发性、阶段性和专属性等特点(华仁民等, 2005; 周涛发等, 2012; Mao et al., 2011), 主要可分为三个时期: 早期以高钾钙碱性中酸性侵入岩系列为主, 侵位时间为135～148 Ma, 发育矽卡岩–斑岩型铜金矿化; 中期以橄榄安粗岩系列为主, 形成年龄为127～135 Ma, 是玢岩型铁矿的主要成矿期; 晚期以发育与金、铀矿化有关的A型花岗岩系列为主,形成年龄为124～126 Ma(周涛发等, 2008; 范裕等, 2008; Mao et al., 2011)。本文所测的中酸性侵入岩的地球化学特征属于高钾钙碱性系列(作者未发数据),并伴随矽卡岩型–斑岩型铁、铜金矿化, 形成时代为102.5～108.0 Ma, 说明宁镇地区存在另一期明显晚于长江中下游其他矿集区的成岩成矿事件(曾键年等, 2013)。

长江中下游地区成岩成矿作用是华南中生代大规模成矿作用的重要组成部分。然而两者在成岩成矿时空分布、成矿专属性等方面存在一定差异(华仁民等, 2005; 陈毓川和王登红, 2012)。前人研究认为,华南地区中生代主要发育150～170 Ma, 124～140 Ma和80～110 Ma三次大规模成矿作用(毛景文等, 2004a, 2004b; 陈江峰等, 2005; 周涛发等, 2008)。而长江中下游地区的成岩成矿作用主要发育于125～146 Ma之间, 与华南地区中生代第二期大规模成矿作用的时间基本一致, 而缺失与华南地区第三期大规模成矿作用相对应的记录。通过本文的研究发现, 宁镇地区存在与华南中生代第三次大规模成矿作用同期的岩浆成矿事件。此外, 周清(2011)通过对德兴斑岩铜矿区大脉型含铜石英脉SHRIMP锆石 U-Pb年代学研究, 也发现存在早白垩世晚期(～104.3 Ma)的成矿作用。因此, 该期成矿作用(102～108 Ma)可能在长江中下游及其邻区均有一定程度的反映, 然而有关其空间分布特征、成岩成矿机制等方面今后仍需进一步研究。

中国东部在白垩纪经历了由挤压环境向伸展环境的重大转换(宋传中等, 2011)。长江中下游地区岩浆岩地球化学特征的变化, 指示该地区在135 Ma左右经历了构造环境和动力学机制的转变(范裕等, 2008; 薛怀民等, 2012), 之后进入了典型的伸展构造应力场, 形成了沿郯庐断裂带断续分布的火山岩盆地。A型花岗岩(124～126 Ma)的出现指示长江中下游地区进入地壳强烈伸展阶段(范裕等, 2008)。张岳桥和董树文(2008)通过构造地层学和构造应力场的综合分析, 认为中国东部早白垩世经历了2期伸展阶段: 早期120～135 Ma间NW-SE向的伸展阶段和晚期100～120 Ma间WE向的伸展阶段。前一阶段与长江中下游地区橄榄安粗岩系列火山–次火山岩以及碱性花岗岩系列岩石在形成时间上具有一致性。而宁镇地区中酸性侵入岩则属于晚期伸展阶段的产物。最近, Zhu et al. (2010)通过对郯庐断裂带南段的研究发现, 在张八岭隆起南部韧性剪切带内有2处未变形的A型花岗岩, 锆石U-Pb年龄为分别为103 Ma、108 Ma。该结果也进一步证实了宁镇地区中酸性侵入岩形成于区域伸展环境。这与控制安基山岩体侵位的具有地堑性质的孟塘–东阳断裂的性质吻合(翟裕生等, 1999), 也与燕山期华南第三次大规模成矿作用的伸展构造背景一致(毛景文等, 2004b; 华仁民等, 2005)。

前人研究表明, 中国东部燕山期大规模岩浆活动与岩石圈减薄、壳幔相互作用等深部动力学过程有关(孙金凤和杨进辉, 2013; Wu et al., 2005), 长江中下游地区晚中生代岩浆岩是强烈的壳幔相互作用的产物(闫峻等, 2009; 周涛发等, 2012; Xu et al., 2002; Wang et al., 2006a), 然而有关成岩成矿的地球动力学背景, 仍存在一定分歧, 制约了对该地区成岩成矿机制的深入理解。近年来, 板块俯冲作用对中国东部的影响日益受到重视(Li and Li, 2007; Sun et al., 2007)。孙卫东等(2008)认为中国东部白垩纪岩浆活动可以用太平洋板块俯冲方向的变化来解释:在125～140 Ma太平洋板块向SW方向俯冲, 形成了中国东部岩石圈伸展环境, 并诱发了同期的大规模岩浆活动和成矿作用; 约125 Ma, 太平洋板块俯冲方向发生重大转折, 由SW向转为NW向, 造成中国东部短暂的挤压环境, 伴随岩浆活动的宁静期; 到110 Ma左右, 由于俯冲板块后撤, 形成了弧后拉张环境,岩浆活动又重新开始。由上述讨论可知, 长江中下游地区中生代岩浆活动与太平洋板块的俯冲调整过程在时间上具有良好的耦合关系。据此推断, 太平洋板块俯冲作用是长江中下游乃至整个中国东部晚中生代的构造演化、大规模岩浆活动的重要驱动力。值得注意的是, 地球物理资料表明, 长江中下游地区莫霍面沿郯庐断裂带呈鼻状隆起(翟裕生等, 1999);此外, 宁镇地区燕山期岩浆活动自西段(靠近郯庐断裂带一侧)至东段, 岩石类型出现由基性–中酸性–酸性的演化, 同时成岩年龄也由西向东变年轻(江苏省地质矿产局, 1989; 洪文涛等, 2010)。因此, 郯庐断裂带在控制长江中下游地区中生代岩石圈减薄、壳幔相互作用的机制和空间分布位置等方面同样发挥着重要的作用(徐贵忠等, 2001; Yang et al., 2011)。

综上所述, 长江中下游地区大规模岩浆活动是在太平洋板块俯冲背景下, 岩石圈沿深大断裂处减薄、减压部分熔融以及软流圈上涌等复杂壳幔相互作用的产物(孙卫东等, 2008; 周涛发等, 2012; Mao et al., 2011)。宁镇中段明显晚于长江中下游其他矿集区的岩浆活动年龄, 指示该地区岩石圈减薄、壳幔相互作用具有时空不均一性(曾键年等, 2013)。

5 结 论

(1) 宁镇中段安基山岩体、新桥岩体、石马岩体的成岩年龄分别为107～108 Ma、108 Ma和102.5 Ma,为早白垩世晚期岩浆活动产物, 明显晚于长江中下游矿集区已知的124～148 Ma的岩浆活动时间, 是相对独立的一期构造岩浆热事件。

(2) 结合前人获得的宁镇中段斑岩型铜矿106～108 Ma的辉钼矿Re-Os同位素年龄, 以及本次获得的韦岗矽卡岩型铁矿102.5 Ma(锆石U-Pb年龄)的成矿年龄, 认为宁镇中段大规模成矿作用发生在102～108 Ma之间, 与华南中生代第三次大规模成矿作用的时间(80～110 Ma)一致, 且两者均形成于岩石圈伸展的构造动力学背景。

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Zircon U-Pb Dating of Intermediate-Acid Intrusive Rocks in the Middle Section of Ningzhen District and Their Metallogenic Implications

GUAN Junpeng, WEI Fubiao, SUN Guoxi, HUANG Jianping and WANG Lijuan
(Geological Survey of Jiangsu Province, Nanjing 210049, Jiangsu, China)

The Ningzhen metallogenic district is an important part of the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the three intermediate-acid intrusions, i.e., Anjishan, Xinqiao, andShima, in the central part of the Ningzhen district, indicates that those intrusions were emplaced in the Late Early Cretaceous, with ages of 107.0±1.1 Ma–108.0±1.6 Ma, 108.0±1.3 Ma, and 102.5±1.1 Ma, respectively. Combined with the molybdenite Re-Os isotope age (106–108 Ma) of porphyry copper deposit in this regions, the Ningzhen district exists an intensively magmatic-metallogenic-thermal event at 102.5–108.0 Ma. The age of this event is similar with the age of the third period of large scale mineralization in South China, however obviously later than the magmatic activity of other ore field (124–148 Ma) in the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt. It is suggested that the tectonic-magmatic-thermal events in the Ningzhen area is formed under regional lithospheric extension environment, which is also consistent with the tectonic background of the third period of large scale mineralization in South China. The zircon U-Pb ages of the intrusions and the Re-Os ages of molybdenites from the porphyry deposits in the study area demonstrate that the Ningzhen district underwent intensive magmatism and hydrothermal mineralization during the period from 102.5 to 108.0 Ma, which is consistent with the third pulse of large scale mineralization in the South China.

Ningzhen area; intermediate-acid intrusive rocks; zircon U-Pb age; petrogenesis and metallogeny

P597; P612

A

1001-1552(2015)02-0344-011

2013-08-11; 改回日期: 2014-01-15

项目资助: 中国地质调查局长江中下游成矿带地质矿产调查项目(编号: 资[2010]矿评01-16-17、[2011]02-18-10、[2012]02-014-013)资助。

关俊朋(1983–), 男, 工程师, 主要从事地质矿产调查评价工作。Email：734712922@qq.com