安徽蚌埠西贾庄铅锌金银矿床赋矿地层和岩浆岩年代学、Hf同位素、地球化学特征及其意义 *

陈杨 范裕 刘一男 王彪 刘青

1. 合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥工业大学矿床成因与勘查技术研究中心(ODEC)，合肥 2300092. 安徽省矿产资源与矿山环境工程技术研究中心，合肥 2300093. 安徽省地质矿产勘查局三一二地质队，蚌埠 233040

蚌埠隆起地处安徽省北部，华北克拉通东南缘，东侧与郯庐断裂带相邻，南侧与苏鲁造山带西南端相近。郯庐断裂带大规模左行平移引起胶东地区和蚌埠隆起之间存在500km错动(朱光, 1999; 朱光等, 2003)。胶东金矿区位于郯庐断裂带东侧，南邻苏鲁造山带，是我国最重要的黄金产地，探明金资源储量已累计超过4000t(Yangetal., 2014)。胶东地区和蚌埠隆起具有相同的变质基底地层和同时代岩浆作用，因此推测成矿背景相似的蚌埠隆起也可能具有较大的成矿潜力。近年来的找矿勘探工作，在蚌埠隆起东段新发现多个金矿床，如江山金矿、荣渡金矿和河口金矿等(董法先, 1995; 李建设和吴礼彬, 2001; 刘青, 2007; 魏波, 2011; 陈杨等, 2018)，使得该地区的成岩成矿作用研究日益受到关注。蚌埠隆起东西向长约160km，以固镇-永平岗断裂为界分为东西两段。蚌埠隆起东段地区出露有较大规模的中生代中酸性侵入岩，前人已对这些岩体做出了详细的年代学、地球化学和同位素研究(杨德彬等, 2005, 2006, 2007; Yangetal., 2010; Lietal., 2014; 康丛轩等, 2018)。但在蚌埠隆起西段，地表约有400m厚的第四系沉积物，无岩体出露，找矿工作也一直没有突破，成岩成矿作用基本空白。近年来的勘探工作，在蚌埠隆起西段新发现了西贾庄铅锌金银多金属矿床，是目前该区发现的唯一矽卡岩型铅锌金银矿床，根据钻孔揭示，有较大规模的隐伏岩体，为研究蚌埠隆起西段成岩成矿作用研究提供了良好对象，并有助于开展东西两段成岩成矿作用对比，完善整个蚌埠隆起的成岩成矿作用的研究。本次工作对该矿床赋矿地层进行了年代学和锆石Hf同位素的研究，确定赋矿围岩的形成时代和来源，厘定赋矿地层的归属；对该矿床的岩浆岩进行年代学、地球化学和锆石Hf同位素的研究，限定了该矿床的成矿年代和构造背景。与蚌埠隆起东段地区中生代中酸性侵入岩和金矿的对比，确定整个蚌埠隆起岩浆岩的源区与构造背景，丰富了蚌埠隆起的成矿类型。通过对比蚌埠隆起和胶东地区早白垩世晚期侵入岩源区、构造背景、矿床类型和成矿时代，探讨蚌埠隆起西段的成矿潜力。

1 区域地质背景

蚌埠隆起位于华北克拉通东南部边缘，华北克拉通和扬子板块的结合部位，东临郯庐断裂带，南接秦岭-大别造山带和合肥盆地，总体上呈东西向展布(图1)。蚌埠隆起大部分被第四系覆盖，基底岩系主要为太古宇五河群，包括表壳岩系、变质镁铁质岩系和变质变形花岗质侵入体(杨德彬等, 2006)。安徽省地质矿产局(1978)将五河群由古到新分为下亚群西堌堆组、庄子里组、峰山李组和上亚群小张庄组、殷家涧组。蚌埠隆起产出不同时代的花岗质侵入岩体(图2)，其中磨盘山和庄子里岩体的成岩年龄约为2.1Ga(杨德彬等, 2009)，根据其发生了明显的变质变形作用，王安东(2012)认为这些钾长质花岗岩是五河群变质基底的组成部分。其余岩体均为中生代岩浆活动的产物，根据形成年代可细分为三期：晚侏罗世、早白垩世早期和早白垩世晚期(杨德彬等, 2006, 2007; Yangetal., 2010; Lietal., 2014; 宋利宏等, 2016; 康丛轩等, 2018)。蚌埠隆起构造主要为断裂构造(图2)，有一系列EW向、NE向和NNE向断裂组成，其中NE向、NNE向断裂多为郯庐断裂带的次级断裂，构成了本区的主要构造格局。

图1 区域大地构造位置图(据Li et al., 2014修改)1-中生代-新生代盆地；2-震旦系与古生界盖层；3-高压-超高压变质岩；4-变质基底；5-中生代侵入岩；6-中生代火山岩；7-断层；8-蚌埠隆起Fig.1 Map of Tectonic Locations (modified after Li et al., 2014)1-Cenozoic-Mesozoic basin; 2-Paleozoic-Sinian cap; 3-HP-UHP metamorphic rocks; 4-metamorphic basement; 5-Mesozoic intrusive rocks; 6-Mesozoic volcanic rocks; 7-fault; 8-Bengbu Uplift

2 矿床地质特征

西贾庄矿床位于蚌埠隆起西段，于2016完成普查工作，是目前该区唯一的一个中型矽卡岩型铅锌金银矿床。矿区地表被第四系覆盖，未见基岩出露，根据钻孔揭露，赋矿地层岩性主要为黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和大理岩，推测其为新太古代五河群西堌堆组地层，但成岩时代尚未得到约束。

矿区内钻孔揭露两类侵入岩，其分布范围较广，均侵入变质岩地层中，岩性分别为花岗闪长斑岩和石英二长岩(图3)。花岗闪长斑岩为该矿床的赋矿岩体，发生强烈较强的矽卡岩化，与成矿关系密切(图3)，认为其是成矿岩体；石英二长岩在该矿床中呈脉状产出，蚀变较为微弱，与矿化无明显关系(图3)，推测其为成矿期后的脉岩。

该矿床的铅锌矿体主要赋存于大理岩、大理岩与花岗闪长斑岩的接触带中，金矿体在花岗闪长斑岩、大理岩、花岗闪长斑岩和大理岩的接触带中均有产出(图3)。赋矿围岩发生了较强的透辉石化和钠化，少量的绿泥石化。金矿体呈层状、似层状，而铅锌矿体似层状和囊状分布。铅锌矿石中矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿及及少量的黄铁矿和黄铜矿，多呈团块状、脉状分布；金矿石中矿石矿物主要为黄铁矿和少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿，呈浸染状分布。脉石矿物主要为方解石、石英、透辉石和石榴子石。金主要以晶格金的形式赋存于黄铁矿中，仅有少量的自然金与硫化物和白云石共生。并且金成矿早于铅锌成矿。

图2 蚌埠隆起基岩地质图(据安徽省地质矿产勘查局312地质队, 2012(1)安徽省地质矿产勘查局312地质队. 2012. 安徽省凤阳县江山矿区铅锌金矿勘探地质报告. 1-287修改)

(a)蚌埠隆起西段；(b)蚌埠隆起东段.以固镇-永平岗断裂为界.1-第三系沉积岩；2-中生代-古生代沉积岩；3-元古代沉积岩；4-太古代变质基底；5-中生代淡色花岗岩；6-中生代花岗岩；7-中生代二长花岗岩；8-中生代花岗闪长岩；9-古元古代钾长花岗岩；10-断层；11-矿床(点)；12-西贾庄矿床

Fig.2 Map of basement of Bengbu Uplift

(a) the west of Bengbu Uplift; (b) the east of Bengbu Uplift. The boundary is the Guzheng-Yongpinggang fault. 1-Palaeogene sedimentary rocks; 2-Mesozoic-Paleozoic sedimentary rocks; 3-Proterozoic sedimentary rocks; 4-Archean metamorphic basement rocks; 5-Mesozoic leucogranite; 6-Mesozoic granite; 7-Mesozoic monzogranite; 8-Mesozoic granodiorite; 9-Paleoproterozoic K-feldspar granite; 10-fault; 11-deposits; 12-Xijiazhuang deposit

图3 西贾庄矿床2线剖面图(据安徽省地球物理化学勘查技术院, 2018(2)安徽省物理物理化学勘探技术院. 2018. 安徽省蒙城县西贾庄-罗集地区铁金多金属矿普查地质报告. 1-42)

1-第四系沉积物；2-新太古代五河群片麻岩、角闪岩；3-新太古代五河群大理岩；4-白垩系花岗闪长斑岩；5-白垩系石英二长岩；6-金矿体；7-铅锌矿体；8-钻孔

Fig.3 Geological section along the No.2 line in Xijiazhuang deposit

1-Quatenmary sediment; 2-Neoarchean Wuhe Group gneiss and amphibolite; 3-Neoarchean marble; 4-Cretaceous granodiorite porphyry; 5-Cretaceous quartz monzonite; 6-gold ore body; 7-lead and zinc ore body; 8-drill hole

3 样品和测试方法

本次工作在代表钻孔中采集了黑云斜长片麻岩(ZK303-940)、花岗闪长斑岩(ZK202-784和ZK202-906)和石英二长岩(ZK202-543)进行了锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素的研究；并对3件花岗闪长斑岩(ZK202-784、ZK202-906、ZK2033-930)和2件石英二长岩(ZK202-543、ZK202-465)进行地球化学分析，样品地质特征如下所述。

黑云斜长片麻岩：手标本为灰黑色，有白色条纹，定向性明显，呈片麻状构造(图4a)。矿物主要为石英、斜长石、钾长石和黑云母(图4b, c)。其中石英含量约占35%，波状消光，半自形-他形粒状，粒径在30～200μm之间；斜长石含量约为30%，自形-半自形板状，发育聚片双晶，粒径在100～1000μm；钾长石含量约为20%，自形-半自形，表面因发生泥化作用而显得较为浑浊(图4b)，粒径为200～1000μm；黑云母含量约为15%，呈片状，一组完全解理，粒径为50～300μm。

图4 西贾庄矿床手标本和显微照片(a-c) 黑云斜长片麻岩；(d-f) 花岗闪长斑岩；(g-i) 石英二长岩. Qz-石英；Pl-斜长石；Kfs-钾长石；Hbl-角闪石；Bt-黑云母Fig.4 The sample and microphotographs from Xijiazhuang deposit(a-c) biotite plagioclase gneiss; (d-f) Cretaceous granodiorite porphyry; (g-i) Cretaceous quartz monzonite. Qz-quartz; Pl-plagioclase; Kfs-K-feldspar; Hbl-hornblende; Bt-biotite

花岗闪长斑岩：手标本呈青灰色，斑状结构，块状构造(图4d)。基质约占40%，斑晶约占60%。斑晶主要为石英、斜长石和少量黑云母，石英约占25%，粒径为100～1000μm；斜长石约占65%，粒径为200～1500μm，但多发生较强的蚀变，如碳酸盐化、粘土化和绢云母化(图4e, f)；黑云母约占10%，粒径为100～300μm，发生较强的绿泥石化(图4e)。

石英二长岩：手标本呈暗红色，块状构造(图4g)。镜下呈中-细粒结构，矿物主要为石英、斜长石、钾长石、角闪石和少量的黑云母。石英约占18%，粒径为100～800μm；斜长石约占25%，自形板状结构，部分发育环带结构(图4h)，粒径

为200～1500μm；钾长石约占40%，自形-半自形粒状结构，粒径为200～1000μm，常发生泥化(图4h, i)；角闪石约占12%，多色性明显，呈长柱状，菱形解理，粒径为50～500μm，部分发生绿泥石化(图4h)；黑云母含量约为5%，呈自形板状(图4i)，一组完全解理，粒径为50～200μm。

3.1 锆石LA-ICP-MS定年

本文的锆石U-Pb年龄在合肥工业大学资源与环境工程学院矿床成因与勘察技术研究中心(ODEC)矿物微区分析实验室利用LA-ICP-MS完成。激光剥蚀系统为CetacAnalyte He，ICP-MS为Agilent 7900。激光剥蚀过程中氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器ICPMS Date Cal)使用说明、灵敏度漂移校正和元素含量采用软件ICPMS Date Cal(Liuetal., 2008)完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法同宁思远等(2017)和汪方跃等(2017)。

3.2 主微量和稀土元素测试

本次样品的主、微量元素和稀土元素分析是在澳实分析检测(广州)有限公司测试完成的。其中主量元素分析方法为X-射线荧光熔片法。微量元素和稀土元素分析采用HF+HNO3密封溶解，加入Rh内标溶液转化为1% HNO3介质，以ICP-MS测定。使用的仪器是PE Elan6000型电感耦合等离子质谱仪。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)。

3.3 锆石Hf同位素测试

锆石原位Hf同位素测试在合肥工业大学资源与环境工程学院同位素实验室利用LA-MC-ICP-MS方法分析完成。该系统由Cetac Analyte HE激光剥蚀系统与Thermo Fisher Neptune Plus MC-ICP-MS联合组成。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入MC-ICP-MS之前通过一个T型接头混合。对分析数据的离线处理采用LAZrnHf-Calculator@HFUT(Guetal., 2019)完成。该实验室质量监控样结果显示实验室长期准确度误差(相对于参考值)小于2ε单位，精确度误差小于2ε单位。

表1西贾庄矿床LA-ICP-MS测年数据

Table 1 LA-ICP-MS zircons U-Pb isotopic data of Xijiazhuang deposit

测点号(×10-6)PbThUTh/U年龄(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ208Pb232Th1σZK202-543石英二长岩-18.1251.4363.00.69250.1107.4118.74.5111.31.6121.82.8-210.7354.5479.50.74350.164.8122.13.3111.11.5111.21.9-37.1220.9308.80.72364.9110.2122.34.0111.91.7125.02.6-414.7495.9661.70.75261.277.8115.83.5109.41.6108.22.9-59.0266.9412.90.65264.9125.9116.34.3108.71.6119.22.8-66.6187.2297.30.63239.090.7118.24.5112.51.9118.02.6-76.9209.5307.10.68205.6105.5116.33.9112.32.0121.43.8-87.1207.0322.10.64233.4101.8116.34.6111.21.8111.72.5-98.3228.3366.80.62346.493.5123.94.0112.91.5115.12.2-108.1247.8359.40.69233.477.8117.83.5113.41.8109.72.3-118.7241.7386.10.63168.686.1117.64.2114.51.9111.52.4-126.3163.5279.70.5887.1111.1113.14.5113.91.9111.52.9-137.1217.6306.20.71100.190.7113.54.7115.42.0113.42.5-148.6248.3384.80.65194.587.0116.24.1112.21.7107.82.4-156.8184.7315.50.59261.294.4116.55.0109.51.9115.82.9-167.2217.3307.80.71344.5120.4125.25.2115.11.9121.82.7-177.2189.9313.30.61372.3118.5123.23.4111.91.6127.92.9-187.8228.3337.40.6842.7129.6110.74.3112.71.7122.23.0-198.2252.2354.80.71264.9100.9118.53.2112.81.9113.92.2-207.4201.2339.80.59242.785.2116.74.1111.21.9114.42.5-216.3154.2301.60.51233.461.1113.94.1109.71.9113.02.1-228.7255.8381.50.67231.688.0119.43.7115.21.7111.32.3-238.9262.0388.80.67122.3112.9113.64.2113.91.9119.32.8ZK202-784花岗闪长斑岩-19.4277.4392.70.71344.5109.2129.55.1119.82.2131.43.4-28.1205.2338.10.6179.7114.8117.93.9121.72.1144.75.2-38.1241.9379.90.64261.281.5116.73.6110.71.7113.02.3-47.4198.9331.90.60105.6-94.4115.24.5115.91.6114.12.4-55.0123.3227.00.54327.8118.5124.94.7115.62.1123.33.3-66.9176.0284.90.62189.0159.2125.35.0121.92.1150.54.6-76.3159.7292.30.55300.1111.1124.15.5113.62.2132.33.9-86.5157.6284.00.56300.1105.5127.34.3117.91.8138.03.1-98.6208.6354.90.59338.9150.0127.14.1115.81.8168.24.8-107.6226.5341.00.66353.890.7122.54.1112.01.6116.92.3-116.8190.7301.60.63287.1102.8122.63.9113.51.7124.12.9-1212.8473.3555.70.85309.3100.9123.04.4113.21.5122.63.2-137.7205.7340.50.60298.290.7124.14.4116.31.9120.23.0-147.2212.2307.20.69216.7130.5118.64.5115.11.8136.53.1-155.4144.9249.00.58338.9150.0104.74.4113.12.1110.52.6-167.2175.9337.20.52261.290.7117.73.7111.11.6114.12.4ZK202-906花岗闪长斑岩-18.7258.4405.30.64233.454.6115.13.6111.01.9109.72.3-26.9221.4314.50.70233.497.2115.84.2112.02.1110.42.5-35.8164.7261.70.63364.9110.2123.55.3111.82.0127.43.1-47.9234.5364.90.64283.490.7116.83.5109.41.8119.72.6-59.7333.5406.70.8213.1114.8111.33.9115.31.9126.92.7-68.2238.8367.10.65298.287.0122.24.3113.91.8117.02.8-77.5232.7329.40.71189.0125.0117.24.5114.41.7116.82.5-88.9309.0404.30.76300.175.9119.23.9110.81.8113.22.3

续表1

Continued Table 1

测点号(×10-6)PbThUTh/U年龄(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ208Pb232Th1σ-912.0393.2544.10.72194.5102.8114.73.6111.21.5105.82.6-107.8213.7347.90.61257.593.5121.54.5116.11.9120.22.9-118.3223.5375.80.59283.483.3122.64.1114.81.6114.22.4-128.7248.5371.80.67189.0101.8119.84.7117.92.1132.06.1-138.1254.4357.50.71168.6111.1115.34.6114.62.2110.82.8-146.7193.0298.40.65331.5100.9124.64.8114.22.1120.12.9-158.4249.7386.50.65342.790.7120.84.0110.41.7111.12.5ZK303-940黑云斜长片麻岩-161.677.298.30.792464.830.62477.813.92480.424.52334.632.7-261.536.9122.20.302460.822.72356.213.42219.919.02056.630.6-355.648.494.30.512458.323.22471.614.32473.727.62330.430.3-450.924.596.70.252449.120.82446.119.32424.634.62454.339.3-569.625.6139.90.182449.726.12365.114.72251.522.52449.341.7-640.923.372.00.322455.231.32468.817.72470.729.22449.141.3-760.259.1100.00.592465.125.62467.914.92460.226.62276.227.4-858.844.797.50.462484.922.82495.113.92493.924.22444.231.9-956.738.293.90.412484.923.82518.016.02546.630.42577.746.5-1048.836.583.50.442491.719.02465.013.52423.222.82399.933.7-1159.545.2120.30.382443.526.22288.717.22108.126.72349.736.5-1280.266.7140.00.482472.524.12430.014.12366.821.92267.229.6-1351.531.789.70.352472.525.92450.814.42413.922.32375.438.0-1466.062.7113.50.552475.023.82427.815.62360.529.02352.234.9-1558.843.9105.40.422442.925.02405.520.32338.533.22507.636.7-1685.986.5149.60.582457.423.82417.914.12360.025.82213.631.8

图5 西贾庄矿床锆石阴极发光图像Fig.5 CL images of zircon from Xijiazhuang deposit

图6 西贾庄矿床锆石年龄谐和图Fig.6 Concordia plots for zircon of Xijiazhuang deposit

4 测试结果

4.1 年代学测试结果

本次工作对西贾庄矿床的黑云斜长片麻岩、花岗闪长斑岩和石英二长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试，分析使用的数据谐和度均大于90%，其具体数据见表1，部分锆石阴极发光图和锆石年龄谐和图分别见图5和图6。

黑云斜长片麻岩(ZK303-940)：锆石呈柱状，长宽比在4:1～2:1之间，锆石结晶较好，均具有典型的岩浆震荡环带，属于典型的岩浆成因锆石，代表的是岩浆结晶冷却的年龄；部分锆石在震荡环带外部有很窄的净结亮边，表明其发生的变质作用，但其极窄，难以测量，因此未测出其变质年龄。本次实验共分析了16个数据点，其207Pb/206Pb加权平均年龄为2466±12Ma，代表其形成的年龄。

岩浆岩样品：两组花岗闪长斑岩(ZK202-784和ZK202-906)和一组石英二长岩(ZK202-543)的锆石均呈长柱状，长宽比约为3:1，并且结晶较好，发育典型的岩浆震荡环带，为岩浆成因锆石，代表的是岩浆岩形成的年龄。其中，ZK202-784样品分析了16个数据点，206Pb/238U加权平均年龄为114.9±1.7Ma；ZK202-906样品分析了15个数据点，206Pb/238U加权平均年龄为113.0±1.3Ma；ZK202-543样品分析了23个数据点，206Pb/238U加权平均年龄为112.1±0.8Ma。

4.2 锆石Hf同位素测试结果

本次工作对黑云斜长片麻岩、石英二长岩和花岗闪长斑岩进行锆石Hf同位素研究。测得的锆石Hf同位素数据见表2。黑云斜长片麻岩(ZK303-940)的锆石176Hf/177Hf值在0.281302～0.281377之间，εHf(t)=1.72～5.42，二阶段模式年龄变化范围为2655～2848Ma。石英二长岩(ZK202-543)的锆石176Hf/177Hf值在0.282254～0.282325之间，εHf(t)=-16.62～-13.31，二阶段模式年龄变化范围为2009～2215Ma。花岗闪长斑岩(ZK202-784和ZK202-906)样品锆石176Hf/177Hf值分别为0.282238～0.282326和0.282269～0.282348，εHf(t)=-16.29～-13.37和-15.48～-12.57，二阶段模式年龄分别为2014～2206Ma和2014～2143Ma。

表2西贾庄矿床锆石Hf同位素分析数据

Table 2 Analysis results of zircon Hf isotopes data in Xijiazhuang deposit

测点号t(Ma)176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σεHf(0)εHf(t)tDM1 (Ma)tDM2(Ma)fLu/HfZK202-543石英二长岩-11110.0459210.0012870.2823250.000024-15.81-13.4713182018-0.96-21110.0415690.0010970.2822960.000024-16.83-14.4813532082-0.97-31090.0473080.0013370.2822590.000022-18.13-15.8314132165-0.96-41080.0430320.0009310.2822580.000023-18.16-15.8613992166-0.97-51120.0379010.0009020.2823020.000024-16.62-14.2313372067-0.97-61120.0409990.0009640.2823280.000022-15.69-13.3113032009-0.97-71110.0321840.0009060.2823000.000022-16.71-14.3413412073-0.97-81120.0375190.0009150.2822950.000027-16.88-14.4913482083-0.97-91130.0399110.0009660.2822790.000021-17.44-15.0413722118-0.97-101140.0318710.0007850.2822660.000024-17.88-15.4413832144-0.98-111130.0394730.0009210.2822900.000025-17.05-14.6513552094-0.97-121150.0352790.0008540.2823120.000023-16.27-13.8213222043-0.97-131120.0350750.0010780.2822540.000022-18.31-15.9414102174-0.97-141090.0373840.0009480.2822360.000023-18.94-16.6214302215-0.97-151150.0487720.0011320.2822840.000024-17.25-14.8113702106-0.97-161110.0366350.0008790.2822990.000024-16.73-14.3613412074-0.97-171120.0411530.0010040.2822890.000023-17.07-14.6913592096-0.97ZK202-784花岗闪长斑岩-11200.0337750.0010040.2822520.000024-18.39-15.8414112174-0.97-21210.0396880.0008930.2822510.000023-18.44-15.8614082176-0.97-31100.0412540.0009710.2822780.000025-17.47-15.1313732122-0.97-41160.0401220.0009010.2822380.000024-18.87-16.4014262206-0.97-51160.0338270.0007950.2822620.000025-18.05-15.5713902154-0.98-61220.0330160.0007920.2822380.000023-18.90-16.2914232204-0.98-71130.0399620.0009460.2823260.000025-15.78-13.3713062014-0.97-81170.0382950.0009890.2822790.000023-17.44-14.9613732116-0.97-91150.0548510.0012060.2822710.000023-17.72-15.2913922135-0.96-101120.0377230.0008940.2822610.000021-18.08-15.6913942158-0.97-111130.0385050.0010230.2822690.000020-17.77-15.3713872139-0.97-121130.0473300.0010680.2822800.000025-17.40-15.0013742116-0.97-131160.0357640.0011090.2822560.000023-18.26-15.8114102169-0.97-141150.0332760.0007680.2822960.000023-16.82-14.3613402077-0.98-151130.0349120.0008350.2823030.000025-16.59-14.1713342064-0.97-161110.0380280.0009280.2822820.000024-17.32-14.9613662112-0.97ZK202-906花岗闪长斑岩-11100.0469730.0011750.2823190.000023-16.01-13.6813232031-0.96-21120.0348000.0010460.2823060.000023-16.49-14.1213372059-0.97-31110.0367250.0008390.2822950.000024-16.85-14.4813442082-0.97-41090.0400820.0012870.2822690.000024-17.78-15.4813972143-0.96-51150.0441110.0015460.2822760.000023-17.54-15.1413972126-0.95-61130.0399930.0008980.2822970.000024-16.78-14.3713432076-0.97-71140.0490520.0012190.2823480.000022-14.98-12.5712831964-0.96-81100.0428460.0013760.2823010.000024-16.65-14.3413552072-0.96

续表2

Continued Table 2

测点号t(Ma)176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σεHf(0)εHf(t)tDM1 (Ma)tDM2(Ma)fLu/Hf-91110.0301880.0009310.2822900.000022-17.03-14.6713552094-0.97-101160.0312230.0008760.2823250.000024-15.82-13.3413052014-0.97-111140.0329560.0008280.2823020.000024-16.61-14.1713342065-0.98-121170.0431150.0010820.2823100.000024-16.33-13.8413322046-0.97-131140.0434080.0014330.2822860.000021-17.20-14.8113792104-0.96-141140.0410330.0010000.2823220.000026-15.91-13.4813122021-0.97-151100.0341550.0009410.2823050.000022-16.51-14.1713342061-0.97ZK303-940黑云斜长片麻岩-124640.0229050.0005910.2813410.000023-50.623.6926392745-0.98-224600.0131030.0004180.2813410.000023-50.603.9126262729-0.99-324580.0265710.0006480.2813180.000020-51.432.6426742805-0.98-424490.0178360.0005250.2813210.000020-51.322.7526612791-0.98-524490.0235950.0008750.2813180.000024-51.422.0826892832-0.97-624550.0226130.0005430.2813580.000024-50.004.1926122708-0.98-724650.0249190.0006260.2813490.000023-50.323.9626302730-0.98-824840.0242930.0007760.2813400.000019-50.623.8326522752-0.98-924840.0189600.0006070.2813770.000022-49.335.4225912655-0.98-1024910.0290500.0006880.2813070.000025-51.812.9426912812-0.98-1124430.0263580.0006960.2813490.000022-50.313.3526342750-0.98-1224720.0253370.0006360.2813480.000023-50.344.0726312728-0.98-1324720.0207230.0005730.2813340.000022-50.843.6826462752-0.98-1424740.0200200.0006520.2813530.000022-50.174.2726262718-0.98-1524420.0204280.0006440.2813020.000020-51.991.7226952848-0.98-1624570.0221860.0007550.2813500.000023-50.293.5926372746-0.98

4.3 岩石地球化学特征

西贾庄矿床中的花岗闪长斑岩和石英二长岩均发生不同程度的蚀变，本次将尽量挑选相对的新鲜的样品测试，选取3件花岗闪长斑岩(ZK202-784、ZK202-906、ZK2033-930)和2件石英二长岩(ZK202-543、ZK202-465)样品进行分析，测试的全岩主微量及稀土元素分析结果见表3。

4.3.1 主量元素特征

花岗闪长斑岩主量元素特征如下所述：SiO2含量在67.62%～69.08%之间，全碱含量(K2O+Na2O)为8.31%～8.47%，相对富钾(Na2O/K2O=0.83～0.91)，岩石碱度率指数(AR)为2.75～2.88，在SiO2-AR(图7a)关系图上落于碱性区域；同时铝呈现弱饱和，Al2O3含量介于14.57%～14.88%之间，铝饱和指数A/CNK在0.97～1.06之间，均在1.0左右。石英二长岩的SiO2含量介于69.32%～65.92%之间，全碱含量(K2O+Na2O)为8.82%～9.22%，钾、钠含量大致相同(Na2O/K2O=0.94～1.11)，岩石的碱度指数(AR)在3.02～3.17之间；铝相对前者较高，也为铝弱饱和，Al2O3含量为15.24%～15.97%。这两类侵入岩均属于高钾钙碱性、准铝质-弱过铝质花岗岩类。

4.3.2 稀土元素及微量元素特征

表3可知，花岗闪长斑岩稀土元素总量(∑REE)260.1×10-6～336.2×10-6，轻重稀土比值(LREE/HREE)为19.94～21.40，轻稀土相对富集，具有弱的铕负异常(δEu=0.66～0.69)，铈异常不明显；石英二长岩稀土元素总量(∑REE)相对花岗闪长斑岩较高，含量为329.1×10-6～389.1×10-6，轻重稀土比值(LREE/HREE)为22.86～23.30，轻稀土相对富集，铕呈现弱的负异常(δEu=0.67～0.75)，铈异常不明显。两者的球粒陨石标准化配分曲线图中(图8a)均显示轻稀土较陡，重稀土相对平缓的特征，均具有弱的铕负异常，暗示岩浆源区无斜长石残留。原始地幔标准化微量元素蛛网图上(图8b)显示亏损Nb、Sr、P、Ti元素，富集K、Rb、CS等大离子亲石元素。

表3西贾庄矿床侵入岩主量(wt%)、微量和稀土元素(×10-6)分析结果

Table 3 The analyzed data of major (wt%), trace and rare earth (×10-6) elements for magmatic rocks in Xijiazhuang deposit

样品号ZK202-784ZK202-906ZK2033-930ZK202-543ZK202-465样品号ZK202-784ZK202-906ZK2033-930ZK202-543ZK202-465岩性花岗闪长斑岩石英二长闪长岩岩性花岗闪长斑岩石英二长闪长岩SiO269.0867.6268.1669.3265.92Sb0.950.330.240.800.54TiO20.310.360.330.370.49Cs3.083.043.003.282.48Al2O314.8814.8614.5715.2415.97Ba19851770169516802350Fe2O33.003.133.133.124.05La71.593.385.892.2109.0FeO2.392.302.621.561.92Ce120.5157.0144.5154.5183.0MnO0.030.040.030.030.07Pr11.6015.1013.4014.6017.05MgO0.720.680.610.630.91Nd37.847.942.946.354.8CaO1.522.181.641.791.76Sm5.316.676.076.507.67Na2O3.973.973.864.284.86Eu0.971.231.181.171.56K2O4.344.474.614.544.36Gd3.864.844.474.405.24P2O50.100.120.100.120.18Tb0.570.670.620.650.73LOI1.482.042.350.680.79Dy2.993.703.343.353.89Total101.82101.77102.01101.68101.28Ho0.620.750.680.690.79Na2O+K2O8.318.448.478.829.22Er1.842.192.082.042.33AR2.882.752.823.023.17Tm0.290.320.320.310.35A/NK1.3251.3071.2851.2751.256Yb1.952.171.952.032.32A/CNK1.0630.9691.0171.0021.003Lu0.300.370.330.320.36Li22.916.125.619.117.5Ta1.82.01.81.62.0Be2.763.102.662.482.54W1.81.21.91.21.2Sc3.23.43.03.74.9Re<0.002<0.002<0.002<0.002<0.002V2823222741Tl1.201.081.210.720.94Cr119998Rb134.0119.5138.5118.0121.5Co4.04.63.43.46.7Bi0.280.210.470.120.11Ni2.32.01.92.42.4Th21.626.324.524.323.1Cu13.15.125.91.82.1U5.464.875.535.256.00Zn2732333553Zr246247261282385Ga18.9519.7519.0019.8020.9Hf6.56.36.76.98.7Rb134.0119.5138.5118.0121.5∑REE260.1336.2307.6329.1389.1Sr371344272366425LREE247.7321.2293.9315.3373.1Y16.920.119.218.921.1HREE12.4215.0113.7913.7916.01Nb20.024.322.322.125.9LREE/HREE19.9421.4021.3122.8623.30Mo5.225.035.332.552.86(La/Yb)N26.3030.8431.5632.5833.70Cd0.060.120.140.170.28δEu0.660.660.690.670.75In0.0180.0400.0150.0250.037δCe1.031.031.041.031.04

图7 西贾庄矿床侵入岩SiO2-AR关系图(a，底图据Wright, 1969)、SiO2-K2O关系图(b，底图实线据Peccerillo and Taylor, 1976; 虚线据Middlemost, 1985)、A/CNK-A/NK关系图(c，底图据Middlemost, 1994)Nb和SiO2关系图(d，底图据Collins et al., 1982)Fig.7 Diagrams of SiO2 vs. AR (a, after Wright, 1969), K2O vs. Na2O diagram (b, the solid line after Peccerillo and Taylor, 1976; the dotted line after Middlemost, 1985), A/CNK vs. A/NK diagram (c, after Middlemost, 1994) and SiO2 vs. Nb diagram (d, after Collins et al., 1982) of intrusive rocks in Xijiazhuang deposit

图8 西贾庄矿床侵入岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)(标准化值据Sun and McDonough, 1989)Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized spider diagrams (b) of intrusive rocks in Xijiazhuang deposit (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

5 讨论

5.1 赋矿地层年代学及其来源

西贾庄矿床赋矿地层主要是以黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和大理岩为主的一套变质岩系，本次获得的黑云斜长片麻岩的成岩年龄为2466±12Ma。蚌埠隆起五河群西堌堆组的岩性主要为黑云斜长片麻岩、磁铁矿化斜长片麻岩、斜长角闪岩夹大理岩，主体年龄在2.4～2.6Ga之间(陈杨等, 2018; 王娟, 2018)，西贾庄矿床赋矿地层与区域上西堌堆组的岩性和成岩年龄上都一致，因此确定该矿床的赋矿地层为新太古代五河群西堌堆组。

通常锆石Hf同位素模式年龄代表原岩物质从亏损地幔分异的时代，锆石εHf(t)值>0指示其来源于新生地壳的熔融(Griffinetal., 2000; 吴福元等, 2007b)，而εHf(t)<0则表明其来源于古老地壳的再循环(吴福元等, 2007b)。本次测得黑云斜长片麻岩的εHf(t)=1.72～5.42，二阶段模式年龄的范围在2655～2848Ma之间。在εHf(t)和年龄图解中(图9)，数据点均落于球粒陨石Hf同位素演化线上，代表其原岩来自新生地壳的重熔，从其二阶段模式年龄可知，可推测该区在2.65～2.85Ga期间有新生地壳的增长。Liuetal. (2013)、刘贻灿等(2015)、聂峰等(2015)根据五河群变质岩系的岩石学和年代学特征，都得出蚌埠隆起区在2.6～2.9Ga为地壳形成时期，与本次测试结果一致。Jahnetal. (2008)、霍腾飞等(2015)、肖志斌等(2017)对胶东地区的前寒武纪变质基底进行年代学和Hf同位素研究，发现新太古代岩石(～2.5Ga)的εHf(t)基本均为正值，二阶段模式年龄也主要集中在2.6～2.8Ga，根据胶东地区前寒武纪变质基底已有的年代学数据，该区域地壳生长期主要为3.1Ga、～2.9Ga和2.6～2.8Ga(Tangetal., 2007; 刘平华等, 2011; 刘建辉等, 2011, 2015)，表明胶东地区新太古代的变质岩系原岩主要来自于新生地壳的熔融。陈杨等(2018)对蚌埠隆起和胶东地区的基底地层进行了详细的对比，两者的岩性变化和演化历史大致相同，认为蚌埠隆起的五河群西堌堆组与胶东地区的胶东群英庄夼组相对应。通过本次工作和前人的数据分析，这两组地层的原岩都来源于新生地壳的熔融，也更加证实了两组地层的对应性。

图9 西贾庄矿床锆石U-Pb年龄与εHf(t)关系图解Fig.9 Zircon U-Pb ages and εHf(t) relationship of Xijiazhuang deposit

5.2 岩浆岩成因及其来源

本次测得两组花岗闪长斑岩的成岩年龄分别为114.9±1.7Ma和113.0±1.3Ma，一组石英二长岩的成岩年龄为112.1±0.8Ma。根据两者的产状特点，花岗闪长斑岩是该矿床的成矿岩体，石英二长岩为成矿期后的脉岩，由此认为该矿床的成矿时代为112～115Ma之间。

花岗闪长斑岩和石英二长岩均有较高的全碱含量(Na2O+K2O=8.31%～9.22%，Na2O/K2O=0.83～1.11)，在SiO2-K2O图中落于高钾钙碱性系列(图7b)。两者的A/CNK值为0.97～1.06，在A/CNK-A/NK图解上(图7c)落于准铝质-弱过铝质范围内，均属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性花岗岩类，而岩体中常含有角闪石，这些与I型花岗岩的特征一致(Chappel and White, 1974; 吴福元等, 2007a; Yangetal., 2010),并且在SiO2-Nb图解中(图7d)，均落于I型花岗岩区域。目前普遍认为I型花岗岩是下地壳火成岩部分熔融形成(Griffinetal., 2002; Kempetal., 2007; Heetal., 2010)。

西贾庄矿床两类侵入岩的锆石Hf同位素值大致相同，εHf(t)=-16.6～-12.5，均为负值且相对较低，为壳源成因，岩浆源区应为古老的地壳物质(吴福元等, 2007b)。εHf(t)与锆石年龄相关图解中(图9)，其对应的Hf二阶段模式年龄tDM2落于～2.0Ga的地壳演化线附近，指示原岩为古元古代陆壳物质。前人研究中，华北克拉通东南缘蚌埠隆起前寒武纪变质基底的锆石年龄多集中在2.4～2.6Ga、2.0～2.2Ga和1.7～1.9Ga，(杨德彬等, 2009; 郭素淑和李曙光, 2009b; 聂峰等, 2015; 李梦婵等, 2017; 刘超辉和蔡佳, 2017)，其中，2.0～2.2Ga的年龄数据与本次测试的侵入岩锆石Hf二阶段模式年龄相近。根据西贾庄矿床侵入岩的地球化学和Hf同位素特征，认为其源区为下地壳前寒武(尤其是古元古代)基底岩石的部分熔融。

自三叠纪以来，蚌埠隆起经历了复杂的构造背景，有扬子板块与华北克拉通发生碰撞和古太平洋板块对华北克拉通的俯冲。在中生代期间，华北克拉通发生强烈的克拉通破坏和岩石圈减薄，并在早白垩世(130～110Ma)达到顶峰(朱日祥等, 2012, 2015; Li and Santosh, 2014; Caietal., 2018)。而古太平洋板块的俯冲被认为是华北克拉通破坏、岩石圈减薄和软流圈上涌的主要因素(Gossetal., 2010; 朱日祥等, 2012; Santosh, 2010)。晚侏罗世期间，古太平洋板块俯冲角度变陡，导致华北克拉通东部出现局部的伸展和岩浆活动；早白垩世期间，古太平洋板块后撤，海沟后退，导致华北克拉通处于强烈的弧后拉张背景(朱光等, 2016)，俯冲的大洋板块脱水交代上覆地幔楔，含有板片物质的软流圈上涌，对地壳底部进行交代、热侵蚀和熔融，引起地壳物质发生部分熔融，形成较大规模的岩浆活动。西贾庄矿床侵入岩即形成于该背景。

表4蚌埠隆起东段中生代侵入岩体一览表

Table 4 Mesozoic intrusion rocks in east of Bengbu Uplift

时代岩体Hf同位素特征岩性特征晚侏罗世(～160 Ma)早白垩世早期(125～130 Ma)早白垩世晚期(110-117Ma)荆山淮光西芦山女山曹山锥山梅花山εHf(t)=-15.1～-18.4,tDM2=2.13～2.36GaεHf(t)=-24.8～-31.6,tDM2=2.24～2.28GaεHf(t)=-14.2～-17.4,tDM2=1.70～1.86GaεHf(t)=-16.3～-21.1,tDM2=1.81～2.05GaεHf(t)=-18.3～-24.7,tDM2=1.89～2.22GaεHf(t)=-20.7～-25.2,tDM2=2.02～2.24GaεHf(t)=-15.6～-25.2,tDM2=2.17～2.76Ga准铝质-过铝质、I型花岗岩类

注：数据来源于杨德彬等，2006；Yangetal., 2010；康丛轩等，2018

5.3 蚌埠隆起东西段成岩格架的异同

本文系统收集对比了蚌埠隆起中生代侵入岩体的Hf同位素数据，从表4可以看出，蚌埠隆起三期侵入岩体均具有准铝质-弱过铝质、I型花岗岩的特征。这些岩体的εHf(t)=-31.6～-14.2，为较低的负值，tDM2=1.70～2.76Ga，来源均是下地壳物质的部分熔融。晚三叠纪扬子板块和华北克拉通发生碰撞，扬子板块向北西方向俯冲于华北克拉通之下，晚侏罗世古太平洋板块俯冲角度变陡的局部伸展背景下，注入到华北板块下地壳内扬子俯冲陆壳的部分熔融形成该期侵入岩(郭素淑和李曙光, 2009a; Yangetal., 2010; 朱日祥等, 2012)；早白垩世期间，在古太平洋俯冲板块后撤的弧后伸展环境下，由华北克拉通(部分岩体混有扬子板块)地壳物质部分熔融形成该期侵入岩，该时期的双峰式侵入岩也是强烈伸展环境的特点，对应着华北克拉通破坏的峰值。上述西贾庄矿床侵入岩和蚌埠隆起东段早白垩世侵入岩体的源区和形成背景上是一致的，因此认为，蚌埠隆起东西段在晚侏罗世和早白垩世期间有相似的岩浆活动，但由于蚌埠隆起西段有约400m的第四系沉积物覆盖，未有岩浆岩出露地表。

胶东地区早白垩世晚期的侵入岩主要为伟德山超单元复式岩体，由伟德山岩体、三佛山岩体、海阳岩体等组成(宋明春等, 2015)，其年龄多集中在108～119Ma之间，为高钾钙碱性、准铝质-过铝质I型花岗岩类，总体上呈富集轻稀土、亏损重稀土的稀土配分模式，其锆石Hf同位素中εHf(t)=-21.3～-10.9，相对应的tDM2=1.8～2.5Ga，源区为古元古代的陆壳物质部分熔融，形成于古太平洋的俯冲背景(郭敬辉等, 2005; 邱连贵等, 2008; 张娟, 2011; 丁正江等, 2013; 朱保霖等, 2016; 李增达等, 2018)。这些特征与本次测试的西贾庄矿床侵入岩特征基本一致。同时，在伟德山复式岩体内部及周边产出铜-钼-铅锌等矽卡岩型、斑岩型和热液脉型多金属矿床，李杰(2012)、丁正江等(2013)、李超等(2016)、朱保霖等(2016)测试与伟德山复式岩体相关矿床中辉钼矿的Re-Os年龄集中在113～118Ma之间，根据矿床与岩体的年龄与产出位置的关系，认为伟德山复式岩体为胶东地区铜-钼-铅锌多金属矿床提供相关的热源、部分成矿物质和有利条件。

胶东地区大规模的金成矿年龄为120±5Ma(杨立强等, 2014)，并在113～118Ma期间有较大规模的矽卡岩型、斑岩型和热液脉型铜-钼-铅锌等金属矿床(宋明春等, 2015)。蚌埠隆起东段的胶东焦家式江山金矿床的形成年龄为121～128Ma之间(陈杨等, 2018)，而本次工作对蚌埠隆起西段西贾庄矽卡岩型铅锌金银矿床侵入岩进行成岩时代的研究，并且限定成矿年龄为112～115Ma之间，补充完善了蚌埠隆起的成岩成矿时空格架。陈皓龙和刘国生(2014)、胡海风等(2015)、李飞(2017)和陈杨等(2018)对蚌埠隆起区和胶东地区的变质基底、控矿构造、区域岩浆岩和矿源层等方面具有较大的相似性。通过本次工作和前人的对比研究，蚌埠隆起与胶东地区的成岩成矿时空格架相似，因此认为蚌埠隆起西段还有矽卡岩型多金属矿床的成矿潜力。

6 结论

(1)西贾庄矿床赋矿地层黑云斜长片麻岩的成岩年龄为2466±12Ma，为新太古代五河群西堌堆组地层，其锆石Hf同位素值指示其原岩为2.65～2.85Ga期间新生地壳的重熔。

(2)赋矿岩体花岗闪长斑岩的成岩年龄在113～115Ma之间，成矿期后脉岩石英二长岩的成岩年龄为112.1±0.8Ma，据此确定矿床的成矿时代在112～115Ma之间。两种类型的侵入岩均是在古太平洋俯冲后撤的弧后伸展背景下，由古元古代下地壳物质部分熔融形成。通过蚌埠隆起西段西贾庄矿床的侵入岩与蚌埠隆起东段侵入岩体对比，认为蚌埠隆起东西段在早白垩晚期的侵入岩有相似的构造背景和源区。

(3)本次工作根据蚌埠隆起与胶东地区成岩成矿的对比，认为两地区早白垩世晚期的成岩成矿时空格架相似，蚌埠隆起西段有矽卡岩型多金属矿床的成矿潜力。

谨以此文祝贺岳书仓教授八十八华诞！