安徽北淮阳地区孙冲岩体年代学及地质意义

董婷婷， 邱军强， 蔡 杨， 施 珂， 马 涛

(1.安徽省地质调查院(安徽省地质科学研究所)，安徽 合肥 230001； 2.自然资源部覆盖区深部资源勘查工程技术创新中心，安徽 合肥 230001)

北淮阳地区位于大别造山带的北部，跨皖豫两省，是秦岭—大别成矿带的重要组成部分，以中生代大规模的岩浆活动与多金属成矿作用为特征，成矿作用与中生代岩浆活动关系密切。金寨县鲜花岭地区是区内重要的多金属成矿区之一，发育了一系列的金、铅锌多金属矿床(点)，如汞洞冲铅锌银矿、东冲金矿、狮子山金矿点、孙冲铅锌矿点等。孙冲岩体是鲜花岭地区的一个小岩体，与区内铅锌成矿作用有密切的成因联系。本次对张冲岩体开展了锆石LA-ICPMSU-Pb年代学研究，并结合其岩石地球化学特征，探讨孙冲岩体的形成时代及地质意义，为进一步研究区内岩浆活动及成矿作用提供必要的基础资料。

1 区域地质背景

北淮阳地区出露地层自下而上依次为新元古界庐镇关岩群、震旦系-泥盆系佛子岭岩群、石炭系梅山群、中生界陆相山间盆地和火山岩盆地堆积。区内地质构造复杂，包括断裂构造和褶皱构造。边界断裂主要有北西西向的桐柏—桐城断裂、信阳—防虎山断裂和北东向的商城—麻城断裂、郯城—庐江断裂。褶皱构造形成时代为加里东期、海西-印支期、燕山期三期，以走向北西-近东西向诸佛庵—佛子岭复向斜为主体构造面貌。由于受早期特提斯构造域的控制和晚期环太平洋构造域的叠加构造，北淮阳构造带不同时期的岩浆活动广泛，成因类型复杂。从形成时代上看，主要有新元古代(晋宁期)和侏罗-白垩纪(燕山期)；产出状态包括了中深-浅成侵入岩、次火山岩和喷出岩；岩石类型主要为中酸性岩，其次是碱性岩。

2 岩体地质特征

孙冲岩体位于响洪甸水库北侧(图1)，岩体侵入于震旦系至泥盆系诸佛庵岩组(ZDzf)，岩性为似斑状石英闪长岩。岩石风化面呈灰褐色，新鲜面呈深灰色(图2(a))，岩石具似斑状结构。岩石由斑晶(23%)和基质(76%)组成，含少量副矿物(1%)和蚀变矿物(图2(b))。基质为微晶结构，块状构造。斜长石斑晶呈半自形板状，粒度1.0～4.0 mm，含量20%，具聚片双晶和环带结构，为中长石，表面蚀变有少量绢云母和泥质。黑云母斑晶为片状，粒度1.0～3.0 mm，含量3%，部分蚀变为绿泥石。未见钾长石和石英等斑晶。基质中主要矿物是斜长石、钾长石、石英等。斜长石呈半自形板状，粒度0.1～1.0 mm，含量60%；钾长石(6%)呈半自形板状-他形粒状，为条纹长石，表面有些次生的泥质；石英(6%)呈他形粒状。副矿物有微粒状锆石、磷灰石、榍石、电气石、磁铁矿。

3 分析方法及测试结果

本次研究采集了一个石英闪长岩样品(SC1)用于锆石LA-ICPMSU-Pb年代学研究，采样点坐标为：E116°00′42″，N31°36′55″(图1)。锆石U-Pb定年在中国科学技术大学激光剥蚀电感耦合等离子体质谱实验室(LA-ICP-MS)完成。实验仪器为193 nm波长GeoLaspro激光系统和Agilent7700型ICP-MS质谱分析仪。

锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄结果如表1所示，由CL图像上看出，定年锆石样品除少数具有浑圆外形外，绝大多数为自形-半自形短柱状，有明显环带结构(图3)。共分析了24个样品点，锆石U/Th比值基本在0.64～1.73之间，指示具有岩浆锆石的特点。除两个样品点的206Pb/238U年龄较老(514 Ma、1 433 Ma)，可能代表了古老的继承锆石外，其他样品的206Pb/238U年龄集中在114～142 Ma之间(图4)，加权平均年龄为129.0±1.6 Ma(MSWD=1.6)。

图1 研究区地质略图

Q—第四系；K1m—下白垩统毛坦厂组；ZDzf—震旦系至泥盆系诸佛庵岩组；δ—闪长岩；δμ—闪长玢岩；Sb—隐爆角砾岩；①—孙冲铅锌矿点；②—陈家大庄金矿化点；③—东冲金矿点；④—戈家冲铅锌矿点；⑤—狮子山金矿点；⑥—汞洞冲铅锌银矿床

图2 孙冲细粒石英闪长岩手标本照片(a)与显微照片(b)

样号U/Th同位素比值U-Pb同位素年龄/Ma207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U测值1σ测值1σ测值1σ测值1σSC1-011.250.232430.016430.02220.00053212141423SC1-020.640.151480.011660.01830.00045143101173SC1-030.940.136280.009350.019010.0004313081213SC1-041.730.807210.039490.083330.001896012251611SC1-051.160.14150.013630.02080.00052134121333SC1-061.050.121970.009290.020530.0004711781313SC1-070.850.148480.017660.021360.00063141161364SC1-080.780.120870.011790.019540.00048116111253

续表1

样号U/Th同位素比值U-Pb同位素年龄/Ma207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U测值1σ测值1σ测值1σ测值1σSC1-091.090.141730.011980.021510.00054135111373SC1-101.160.132080.011320.02030.00051126101303SC1-111.080.146740.016230.019530.00059139141254SC1-121.50.142610.019730.017910.00065135181144SC1-131.020.137920.010.020430.0004713191303SC1-141.643.494330.151870.248910.00572152634143330SC1-150.830.139390.011110.020310.0005132101303SC1-160.930.131070.011470.020240.00049125101293SC1-171.430.120840.009780.020390.0004811691303SC1-181.020.129280.010890.019590.00048123101253SC1-191.440.147210.017660.019470.0006139161244SC1-200.970.158120.010830.020330.0004914991303SC1-211.020.128250.008540.020490.0004612381313SC1-221.140.145070.011780.02070.00048138101323SC1-231.150.165260.013160.020470.00049155111313SC1-240.830.130050.014690.020510.00053124131313

图3 部分锆石CL照片及206Pb/238U年龄

图4 孙冲岩体LA-ICP-MSU-Pb年龄谐和图

4 讨论

4.1 成岩时代

前人在北淮阳地区已经开展了大量的侵入岩年代学研究工作，获得了一系列的侵入岩同位素年龄。区内中生代岩浆活动可以分为侏罗纪(150～165 Ma)、早白垩世早期阶段(125～145 Ma)和早白垩世晚期阶段(100～120 Ma)三个时期。其中125～145 Ma是区内岩浆活动最为集中的时期(图5)，发育有一系列的侵入岩，如锣鼓山岩体(126.1±1.1 Ma)、张冲岩体(128.6±2.5 Ma)、九王寨岩体(135.3±2.6 Ma)、板桥岩体(129.0±1.9 Ma)、山七岩体(128.2±3.3 Ma)、西汤池岩体(125.5±1.6 Ma)、徐家湾岩体(125.1～129.6 Ma)等。孙冲岩体的锆石U-Pb年龄为129.0±1.6 Ma，与第二阶段的岩浆岩形成年龄基本一致，属于同一期岩浆作用的产物，形成于早白垩世早期阶段。

图5 北淮阳地区中生代岩浆岩年龄直方图

4.2 构造背景

北淮阳地区是加里东期华北陆块与大别微陆块对接碰撞、中生代板内强烈活动的构造-岩浆带。GilderandCourtillot通过古地磁研究认为华北板块与扬子板块相对运动停止的时间大约为159 Ma。晚侏罗世以来，区内构造体制由挤压向伸展转换。Liuetal.通过对大别山地区中生代盆地的分析认为伸展作用可能始于晚侏罗世-早白垩世。马昌前等通过岩浆作用研究进一步指出中生代构造格局转变的时间大约在135 Ma，伸展作用可能始于早白垩世。区内早白垩世早期高Sr/Y比值的侵入岩和晚期大量的镁铁质-超镁铁质岩和碱性岩也表明区内挤压向伸展转换可能始于135 Ma，软流圈地幔物质上涌引起了岩石圈的伸展减薄，并在125～115 Ma进入了全面伸展的时期。

孙冲岩体的成岩时代为129.0±1.6 Ma，形成于早白垩世。岩石高钾高铝，轻重稀土分馏明显，具轻微负铕异常，与区内同一时期的花岗岩地球化学特征相似，属于造山晚期的后碰撞花岗岩，形成于伸展的构造环境中。

5 结论

孙冲石英闪长岩体中锆石的206Pb/238U年龄为129.0±1.6 Ma，属于早白垩世。岩体具有高钾特征，为造山晚期的后碰撞花岗岩，形成于伸展的构造环境中。