安徽省怀宁县月山矿田主要岩体演化特征分析

方东会 方庆

摘要：通过对月山矿田内月山岩体、总铺岩体、五横岩体综合对比研究，从岩石学、岩石化学、地球化学等特征分析，认为月山矿田内各岩体岩石来源于同一岩浆源，演化途径相同，并在上升的过程中经受了地壳的混染。巖浆后期分异差异导致各岩体含矿性不同。这一研究成果对在月山矿田深部及外围找矿突破具有重要的意义。

关键词：月山矿田；岩体；岩浆源；含矿性；找矿突破

1.概述

安徽省怀宁县月山矿田位于扬子地块北缘下扬子台坳沿江断褶带中段，洪镇褶断束北段。是长江中下游铜（铁）金属成矿带中的典型矿田之一。围绕月山岩体，前人做过大量的物化探、矿产和综合研究等工作，中浅部找矿成果较明显。但矿田内的五横岩体、总铺岩体分布区找矿成果不佳，研究成果较低。本文对矿田内的月山岩体、总铺岩体和五横岩体进行综合对比研究，研究岩体的岩石学、岩石化学、地球化学等特征，分析岩浆的来源、性质和演化机制的差异，对月山岩体的深部及周边的找矿工作有一定的指导意义。

2.月山矿田地质特征

矿田内地层出露较齐全，构造变形强烈，岩浆岩发育，矿产丰富，为内生金属矿床成矿远景区。

2.1地层

矿田内地层志留系—白垩系上统均有出露。与成矿关系密切的地层主要集中在晚古生代的石炭—二叠纪和早中三叠世地层，共有4个层位。岩性主要为灰岩、白云质大理岩、白云岩、不纯灰岩、钙质页（砂）岩等和碳酸盐岩层与砂岩、页岩、硅质岩等组合。

2.2构造

矿田内构造较发育，与成矿关系较为紧密（图1）。断裂构造为岩浆或矿液提供了运移通道，褶皱构造为岩体或矿体提供了产出空间。月山岩体定位于北东向深大断裂构造中。

2.3岩浆岩

矿田内岩浆岩发育，主要出露月山岩体、总铺岩体及五横岩体南部。

（1）月山岩体

月山岩体是矿田内的主要岩体。位于NE向怀宁—枞阳隐伏断裂与EW向独秀山—月山—总铺断裂交汇部位。受上述两个方向的基底断裂（或深断裂）以及表层层间重力滑脱构造，近南北向剪切带、东西向张性正断层等构造控制。成岩机制以被动侵位为主，主动侵位为辅。岩石的年龄为140.8±1.5Ma（锆石U-Pb法加权平均年龄，2012年），属燕山早期。

岩石类型主要为中细粒闪长岩与石英闪长岩，局部出现二长闪长岩，中心相为花岗闪长岩。

（2）总铺岩体

总铺岩体浅部有东西两部分组成，东部呈NWW向延长的椭圆形，为岩体的主体部分；西部为NEE向延长的岩枝，面积较小。总铺岩体与上三叠统铜头组呈侵入接触，造岩矿物角闪石的K—Ar年龄为132Ma，全岩等时线年龄为137.5±2.2Ma（张乐骏等，锆石LA-ICP-MS定年，2008），岩体的成岩时代属燕山早期侵入体。

总铺岩体按相带可划分为二个岩石类型——石英闪长岩与闪长岩。

（3）五横岩体

五横岩体位于月山岩体和总铺岩体北侧。横跨两个构造单元，北端进入庐枞盆地（坳陷），南端延伸至月山岩体之北数公里而进入怀宁隆起。与月山岩体一样同受北东向基底构造——怀宁—枞阳深断裂带控制。

五横岩体主体部分（严家老屋—五横桥一带闪长岩）成岩时代140.0Ma，而岩体北部的二长闪长岩体成岩时代133Ma（锆石U-Pb法，2014年），属燕山早期侵入体。

五横岩体主要由两种岩性组成，其中闪长岩类主要产于严家老屋-五横桥一带，属早期；二长闪长岩位于吴家祠堂北，属晚期，与庐枞地区南部的罗岭岩体岩性相似，成岩时代接近，是罗岭岩体的南延部分。两种岩性间为侵入接触。

（4）岩体间相互关系

将以往的地磁测量资料进行综合处理，可以看出，月山岩体与总铺岩体不相连接。五横岩体浅部似乎不与月山岩体相连，但在深部可能相连。同时，根据矿田内的不同深度电阻率平面等值线图分析，月山岩体与总铺岩体在深部也是不相连的，总铺岩体在深部向北延伸与五横岩体相连的可能性很大，五横岩体与月山岩体深部可能相连，但被后期北西向断裂断开或错动。

3.月山矿田主要岩体演化特征

3.1岩石化学特征

月山岩体主要是石英二长闪长岩为主，总铺岩体以闪长岩、石英闪长岩为主，五横岩体以辉石闪长岩、闪长岩、二长闪长岩为主。

岩体的SiO2含量变化较大，月山岩体58.74%～63.27%，平均61.19%，石英含量平均8.87%，岩体硅呈弱饱和。总铺岩体50.7%～63.6%，五横岩体54.05%～62.41%，五横岩体只有二个样品出现石英，含量小于5%左右，岩体为中性。总铺岩体岩石由辉石闪长岩演化至闪长玢岩，SiO2从不饱和—饱和，岩石从基性—酸性演化。

三个岩体岩石的总碱量（Na2O+K2O）均偏高，富碱。但钠钾比值N/K变化较大，总铺岩体最大，月山岩体次之，五横岩体最小。表明总铺岩体极富钠，月山岩体和五横岩体在较富钠的背景上富钾（见表1）。在TAS全碱图上（图2），月山岩体样品投影点大部分落入粗面安山岩范围，位于碱性和亚碱性过渡地带，以碱性为主；总铺岩体样品基本落入玄武岩—英安岩范围，只有个别样品落入粗面安山岩范围，所有样品投影点均在亚碱性岩系列；而五横岩体绝大多数样品投影点落入粗面安山岩范围，样品投影点落入碱性岩系列。

月山岩体的里特曼指数σ在2.34～4.15之间，平均值3.49，总铺岩体的里特曼指数σ在1.79～2.59之间，平均值2.25，五横岩体的里特曼指数σ在4.45～6.26之间，平均值5.5，显示出月山岩体和总铺岩体均为钙碱性系列；而五横岩体为碱性系列。结合各岩体AR-SiO2图解（图3），随着SiO2含量增加，CaO含量减少，岩体的碱度率（AR）增大，反映出岩体由钙碱性岩系列向碱性岩系列演化，与岩体的岩石学特征基本一致。同时，从总铺岩体到月山岩体到五横岩体，岩体也是由钙碱性岩系列向碱性岩系列演化。

矿田内各岩体岩石的氧化率>0.2，钾钠比值<1，铝指数<1，从花岗岩成因系列Na2O-K2O图解（图4）可以看出，属于I型花岗岩类。反映物质来源以幔源成分为主的深源性质。而W1样品属罗岭岩体，靠近A型花岗岩区域边缘。

月山岩石富钙率平均为0.37，总铺岩体岩石富钙率平均为0.399，五横岩体岩石富钙率平均为0.34，略高于戴里平均闪长岩和中国平均闪长岩，反映出岩石中钙质造岩矿物发育，可能是岩浆上升时，遭受了强烈的钙质混染（同化混染作用）。

3.2岩体微量元素特征

月山岩体的成矿元素Fe、Cu、Zn含量較低，强烈亏损。只有Zn富集系数（含量/闪长岩维氏值）大于1。Cu、Fe等成矿元素含量的降低与其由岩浆熔体向流体相中的转化有关。导致月山岩体成矿元素强烈亏损的可能原因是闪长质岩浆的熔—流分离作用，该过程使成矿元素和碱性组分向流体相分配。总铺岩体Cu、Pb、Zn等成矿元素低于维氏丰度值，在成岩过程中成矿元素有分离作用，有利于形成富含矿质的热液流体。五横岩体的成矿元素中Fe元素含量较低，呈亏损；Cu、Zn元素平均含量分别为85.2和82.4，均大于闪长岩维氏值，富集系数（含量/闪长岩维氏值）大于1，也比长江中下游地区成矿岩体相应元素含量高。与月山岩体和总铺岩体成矿元素的平均含量相反，反映了五横岩体岩浆的溶—流分离作用弱。

3.3岩体稀土元素特征

月山矿田内各岩体稀土元素总含量范围为157.7× 10^-6～331.1×10^-6，平均为230.7×10^-6，高于上地壳，低于世界花岗质岩石的平均含量290×10^-6（王中刚等，1989），表明各岩体不可能源自地壳部分熔融。∑LREE平均为213.8×10^-6；∑HREE平均为11.77×10^-6；Y含量很低，平均为14.5μg/g；LREE/HREE值平均为17.3；（La/Yb）N值平均为33.8。以上稀土元素特征显示，月山岩体、总铺岩、五横岩体均具有明显轻重稀土分离特征，轻稀土元素强烈富集。

4.结论

从各岩体的岩石化学特征可以看出，它们既有共性，又具差异。共性是富碱，氧化率高，基性组分偏低。而总铺岩体极富Na，月山岩体和五横岩体在较富钠的背景上富钾。总铺岩体位于怀宁隆起带上，岩体极富钠，贫Fe、Mg、Ca，岩浆作用早期可能发生过辉石、角闪石等暗色矿物的分离结晶作用，岩浆演化晚期发生了钠质的进一步富集；五横岩体位于庐枞盆地（坳陷）与怀宁隆起带的过渡部位，岩石富钠、富钾，岩浆结晶早期出现过斜长石和暗色矿物的结晶分离，晚期钾质进一步富集，某些岩石化学特征类似于庐枞地区岩浆岩；月山岩体位于怀宁隆起带，其岩石化学特征介于总铺岩体和五横岩体之间，更接近于五横岩体。

矿田内各岩体岩石过渡族元素排列从“W”型，Ti、V明显正异常，Cr、Ni明显负异常，呈强烈的分离的分配形式。月山矿田内各岩体的岩浆岩的母岩浆来源于上地幔且经受了地壳的混染。各岩体成岩物质主要来源自地幔。

综上所述，矿田内各岩体岩石来源于同一岩浆源，演化途径相同，并在上升的过程中经受了地壳的混染。岩浆后期分异差异导致各岩体含矿性不同。

参考文献：

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