安慶 - 貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖地球化學(xué):成巖成礦的關(guān)鍵紐帶_第1頁
安慶 - 貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖地球化學(xué):成巖成礦的關(guān)鍵紐帶_第2頁
安慶 - 貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖地球化學(xué):成巖成礦的關(guān)鍵紐帶_第3頁
安慶 - 貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖地球化學(xué):成巖成礦的關(guān)鍵紐帶_第4頁
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文檔簡介

安慶-貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖地球化學(xué):成巖成礦的關(guān)鍵紐帶一、緒論1.1研究背景自1978年Kay在阿留申群島首次發(fā)現(xiàn)并于1990年由Defant和Drummond正式厘定埃達克巖的概念以來,這類具有特殊地球化學(xué)性質(zhì)的巖石受到了廣泛關(guān)注。埃達克巖主要由俯沖洋殼部分熔融形成,其標志性地球化學(xué)特征為高Sr(通常>400×10??)、低Y(通常<18×10??)和Yb(通常<1.9×10??),以及高Sr/Y(通常>20)和(La/Yb)N(通常>10)比值,并以英云閃長巖、奧長花崗巖和花崗閃長巖組合為代表。在自然界中,除了典型的埃達克巖,還存在高鎂埃達克巖等變種。高鎂埃達克巖除具備埃達克巖的一般特征外,還具有較高的MgO(通常>3%)、Cr(通常>60×10??)和Ni(通常>30×10??)含量,其形成通常與俯沖板片熔體和地幔楔橄欖巖之間的相互作用有關(guān)。眾多研究表明,埃達克巖與斑巖型銅金礦床之間存在著密切的成因聯(lián)系。全球范圍內(nèi),許多大型-超大型斑巖型銅金礦床都與埃達克質(zhì)巖漿活動相伴生,如北美的Bingham、Chuquicamata等斑巖銅礦。埃達克質(zhì)巖漿之所以對斑巖型銅金礦床的形成具有重要意義,主要在于其形成機制和地球化學(xué)特性。從形成機制上看,埃達克質(zhì)巖漿通常起源于俯沖洋殼的部分熔融,這種特殊的起源方式使得巖漿能夠從俯沖板片中攜帶大量的成礦物質(zhì),如銅、金等。俯沖洋殼在深部高溫高壓條件下發(fā)生部分熔融,其中含有的金屬元素被釋放到巖漿中,為后續(xù)礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在地球化學(xué)特性方面,埃達克質(zhì)巖漿具有高氧逸度的特點,這有利于金屬元素以高價態(tài)的形式穩(wěn)定存在于巖漿中,并在巖漿演化和就位過程中,通過各種地質(zhì)作用富集成礦。高氧逸度環(huán)境可以抑制金屬硫化物的沉淀,使得金屬元素能夠在巖漿中保持較高的濃度,直到合適的物理化學(xué)條件下才發(fā)生沉淀和富集,從而形成斑巖型銅金礦床。此外,埃達克質(zhì)巖漿的高Sr/Y和低Y、Yb特征,反映了其源區(qū)的深部性質(zhì)和部分熔融過程,這種特殊的地球化學(xué)組成也對成礦過程產(chǎn)生了重要影響,可能通過影響巖漿的演化路徑和結(jié)晶分異過程,控制著成礦物質(zhì)的遷移和富集。長江中下游地區(qū)是中國最重要的有色金屬成礦帶之一,發(fā)育有大量與埃達克(質(zhì))巖相關(guān)的斑巖型和矽卡巖型銅金礦床,如銅陵礦集區(qū)的冬瓜山、鳳凰山銅礦,安慶礦集區(qū)的月山銅礦等。該地區(qū)的埃達克(質(zhì))巖在時空分布上與成礦作用具有良好的耦合關(guān)系,在時間上,主要形成于晚中生代(130-170Ma),這與長江中下游地區(qū)大規(guī)模的成礦時代相吻合;在空間上,埃達克(質(zhì))巖體往往與礦床緊密相鄰,或直接作為礦床的圍巖。例如,銅陵礦集區(qū)內(nèi)的埃達克(質(zhì))巖體周圍廣泛分布著各類銅金礦床,這些礦床的形成與埃達克(質(zhì))巖漿的侵入和演化密切相關(guān)。對長江中下游地區(qū)埃達克(質(zhì))巖的研究具有至關(guān)重要的意義,一方面,有助于深入理解該地區(qū)晚中生代的巖石圈演化過程。通過對埃達克(質(zhì))巖的地球化學(xué)、年代學(xué)等研究,可以揭示巖石圈的深部結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成以及構(gòu)造動力學(xué)背景,為探討該地區(qū)的構(gòu)造演化歷史提供重要依據(jù)。另一方面,對于揭示區(qū)域成礦規(guī)律和指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查具有重要的實際應(yīng)用價值。了解埃達克(質(zhì))巖與成礦作用之間的內(nèi)在聯(lián)系,可以建立更加準確的成礦模型,從而更有效地預(yù)測潛在的礦床位置,提高礦產(chǎn)勘查的效率和成功率。安慶-貴池礦集區(qū)作為長江中下游成礦帶的重要組成部分,同樣發(fā)育有與埃達克(質(zhì))巖相關(guān)的銅多金屬礦床,如寶樹尖和馬石銅多金屬礦床。然而,目前對該礦集區(qū)的研究主要集中在區(qū)域地質(zhì)、礦床地質(zhì)特征以及成礦規(guī)律等方面。在區(qū)域地質(zhì)方面,對礦集區(qū)的地層、構(gòu)造、巖漿巖等基本地質(zhì)條件進行了一定程度的研究,初步揭示了其地質(zhì)背景和演化歷史;在礦床地質(zhì)特征方面,詳細描述了寶樹尖和馬石銅多金屬礦床的礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、礦石類型、礦物組成等特征;在成礦規(guī)律方面,總結(jié)了礦集區(qū)內(nèi)礦床的時空分布規(guī)律以及控礦因素。但對燕山期巖漿巖,尤其是與成礦密切相關(guān)的埃達克(質(zhì))巖的地球化學(xué)特征、成因機制及其與成礦作用的內(nèi)在聯(lián)系研究相對薄弱。在地球化學(xué)特征研究方面,雖然已有一些分析數(shù)據(jù),但缺乏系統(tǒng)全面的研究,對于巖漿巖的主量元素、微量元素以及同位素組成等方面的研究還不夠深入;在成因機制研究方面,對于埃達克(質(zhì))巖的形成過程,如源區(qū)性質(zhì)、部分熔融程度、巖漿演化過程等,尚未形成統(tǒng)一的認識;在與成礦作用的內(nèi)在聯(lián)系研究方面,雖然認識到巖漿巖與成礦之間存在關(guān)聯(lián),但對于具體的成礦過程,如成礦物質(zhì)的來源、遷移和富集機制等,還缺乏深入的探討。這些問題嚴重制約了對該礦集區(qū)成礦機制的深入理解和找礦工作的進一步開展。因此,開展安慶-貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖地球化學(xué)研究具有重要的理論和實際意義,有望為解決上述問題提供新的思路和證據(jù)。1.2選題依據(jù)及意義安慶-貴池礦集區(qū)作為長江中下游成礦帶的重要組成部分,其寶樹尖和馬石銅多金屬礦床的形成與燕山期巖漿活動密切相關(guān)。然而,目前對該礦集區(qū)燕山期巖漿巖的研究存在諸多不足,限制了對成礦機制的理解和找礦工作的開展。開展對寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖地球化學(xué)研究,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。從理論研究角度來看,雖然已有研究對長江中下游地區(qū)埃達克(質(zhì))巖與成礦關(guān)系有所探討,但安慶-貴池礦集區(qū)在這方面的研究相對薄弱。該礦集區(qū)燕山期巖漿巖的地球化學(xué)特征、成因機制以及與成礦作用的內(nèi)在聯(lián)系尚未得到系統(tǒng)深入的研究。例如,在地球化學(xué)特征方面,現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)零散,缺乏對巖漿巖主量元素、微量元素及同位素組成等全面系統(tǒng)的分析;在成因機制方面,對于巖漿巖的源區(qū)性質(zhì)、部分熔融程度以及巖漿演化過程等關(guān)鍵問題,尚未形成統(tǒng)一認識;在與成礦作用的聯(lián)系方面,成礦物質(zhì)的來源、遷移和富集機制等仍有待深入探討。本研究通過對該礦集區(qū)燕山期巖漿巖進行詳細的地球化學(xué)分析,有望填補這一區(qū)域研究的空白,為深入理解長江中下游地區(qū)晚中生代的巖石圈演化過程提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。通過對巖漿巖的地球化學(xué)特征分析,可以揭示巖石圈深部的物質(zhì)組成和構(gòu)造動力學(xué)背景,從而更好地解釋區(qū)域構(gòu)造演化歷史。在找礦勘探方面,深入研究安慶-貴池礦集區(qū)燕山期巖漿巖與銅多金屬成礦的關(guān)系,對于指導(dǎo)該地區(qū)及類似地質(zhì)背景區(qū)域的礦產(chǎn)勘查工作具有重要的實際應(yīng)用價值。由于對巖漿巖與成礦關(guān)系認識不足,目前在該地區(qū)的找礦工作缺乏有效的理論指導(dǎo),導(dǎo)致找礦效率較低。本研究通過揭示巖漿巖與成礦之間的內(nèi)在聯(lián)系,建立更加準確的成礦模型,能夠為找礦工作提供明確的方向和關(guān)鍵的線索。根據(jù)巖漿巖的地球化學(xué)特征和分布規(guī)律,可以預(yù)測潛在的礦床位置,縮小找礦靶區(qū),提高找礦的成功率和效率,降低勘探成本,為礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用提供有力支持。1.3研究方法與技術(shù)路線本研究綜合運用了多種研究方法,對安慶-貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石銅多金屬礦床燕山期巖漿巖進行深入研究。在樣品采集方面,在寶樹尖及馬石銅多金屬礦床周邊區(qū)域,依據(jù)巖漿巖的出露狀況和地質(zhì)特征,系統(tǒng)采集燕山期巖漿巖樣品。確保樣品具備代表性,涵蓋不同巖性、不同侵入階段以及不同構(gòu)造位置的巖石,總共采集了[X]件樣品。同時,詳細記錄樣品的采集位置、產(chǎn)狀、與圍巖的接觸關(guān)系等地質(zhì)信息,為后續(xù)研究提供全面的基礎(chǔ)資料。在全巖主微量元素分析中,將采集的巖漿巖樣品粉碎至200目以下,采用X射線熒光光譜儀(XRF)分析主量元素含量。先將樣品與特定的硼酸鹽助熔劑充分混合,在1000℃的高溫下熔融制成均勻的樣品熔融玻璃片,之后利用XRF對玻璃片進行掃描分析,從而獲取樣品中SiO?、Al?O?、Fe?O?、MgO、CaO、Na?O、K?O等主量元素的準確含量。微量元素分析則運用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS),先采用高溫高壓鋼套酸消解技術(shù)對樣品進行全消解處理,將樣品轉(zhuǎn)化為溶液狀態(tài),再通過ICP-MS對樣品溶液進行細致分析,精確測定樣品中包括稀土元素(REE)、高場強元素(HFSE)和大離子親石元素(LILE)等在內(nèi)的多種微量元素的含量。為保障分析結(jié)果的準確性和可靠性,在分析過程中,同步分析國際標準巖石樣品和空白樣品,嚴格監(jiān)控分析流程,確保分析誤差控制在合理范圍內(nèi)。對于鋯石U-Pb年代學(xué)分析,從巖漿巖樣品中挑選鋯石礦物顆粒,運用常規(guī)的重砂分離和磁選方法進行初步分離,再通過手工挑選的方式獲取純凈的鋯石顆粒。將挑選好的鋯石顆粒與環(huán)氧樹脂混合,制成樣品靶,經(jīng)過拋光處理,使鋯石顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)充分暴露。采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)對鋯石進行U-Pb同位素分析,設(shè)置合適的激光剝蝕參數(shù),如束斑直徑、能量密度等,確保對鋯石進行精準的微區(qū)分析。分析過程中,選用標準鋯石作為外標進行校準,利用多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)精確測定鋯石中U、Th、Pb等元素的同位素比值,進而計算出鋯石的U-Pb年齡。對獲得的年齡數(shù)據(jù)進行嚴格的質(zhì)量篩選和處理,剔除異常數(shù)據(jù),確保年齡結(jié)果能夠真實反映巖漿巖的形成時代。在Sr-Nd-Hf同位素分析環(huán)節(jié),將全巖樣品或單礦物樣品進行化學(xué)處理,以分離和提純Sr、Nd、Hf等元素。運用熱電離質(zhì)譜儀(TIMS)測定Sr和Nd同位素組成,通過精確測量87Sr/86Sr和143Nd/144Nd等同位素比值,計算出εSr(t)、εNd(t)等參數(shù),用于追溯巖漿巖的物質(zhì)來源和演化歷史。利用多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)測定Hf同位素組成,測量176Hf/177Hf同位素比值,計算εHf(t)值和Hf模式年齡,進一步深入了解巖漿巖源區(qū)的性質(zhì)和演化過程。同樣,在分析過程中,使用國際標準樣品進行質(zhì)量監(jiān)控,確保分析結(jié)果的準確性和可靠性。本研究的技術(shù)路線以區(qū)域地質(zhì)背景研究為起點,全面收集和整理安慶-貴池礦集區(qū)的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等資料,深入剖析區(qū)域地層、構(gòu)造、巖漿巖等地質(zhì)特征,明確燕山期巖漿巖在區(qū)域地質(zhì)演化中的位置和作用。通過對燕山期巖漿巖的野外地質(zhì)調(diào)查,詳細觀察巖漿巖的出露情況、巖性特征、侵入關(guān)系、構(gòu)造變形等,系統(tǒng)采集具有代表性的樣品。對采集的樣品開展室內(nèi)實驗分析,包括全巖主微量元素分析、鋯石U-Pb年代學(xué)分析、Sr-Nd-Hf同位素分析等,獲取巖漿巖的地球化學(xué)和年代學(xué)數(shù)據(jù)?;趯嶒灧治鰯?shù)據(jù),運用巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素地質(zhì)學(xué)等理論和方法,深入探討燕山期巖漿巖的地球化學(xué)特征、成因機制,以及與銅多金屬成礦的關(guān)系。建立巖漿巖成因模型和成礦模型,預(yù)測礦集區(qū)內(nèi)潛在的成礦區(qū)域,為找礦勘探工作提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。二、區(qū)域地質(zhì)背景2.1地層安慶-貴池礦集區(qū)出露地層屬揚子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)、貴池地層小區(qū)。區(qū)域內(nèi)除侏羅系、第三系外,自志留系至第四系均有出露,其中泥盆系至三疊系分布較廣。泥盆系上統(tǒng)五通組主要為石英砂巖,其質(zhì)地堅硬,分選性和磨圓度較好,顏色多為灰白色至淺灰色,是重要的碎屑巖沉積地層。石炭系中統(tǒng)黃龍組和上統(tǒng)船山組以碳酸鹽巖為主,黃龍組主要由灰白色中厚層狀灰?guī)r組成,富含生物碎屑,如腕足類、珊瑚等化石碎片,反映了溫暖淺海的沉積環(huán)境;船山組則為深灰色厚層至塊狀灰?guī)r,含少量燧石結(jié)核,其沉積環(huán)境相對較深。二疊系下統(tǒng)棲霞組同樣以碳酸鹽巖為主,為深灰色中厚層狀灰?guī)r,富含蜒類化石,代表了較深水的海洋環(huán)境;二疊系中統(tǒng)孤峰組為一套黑色硅質(zhì)巖、頁巖夾薄層灰?guī)r,含豐富的筆石化石,沉積環(huán)境較為特殊,可能與缺氧的深水盆地有關(guān);二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M為海陸交互相含煤碎屑巖,含有豐富的植物化石碎片,是重要的含煤地層。三疊系下統(tǒng)殷坑組、和龍山組以及中統(tǒng)南陵湖組、月山組、銅頭尖組也多為碳酸鹽巖,巖性以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主,局部夾泥質(zhì)灰?guī)r或頁巖,其中殷坑組和和龍山組含有豐富的雙殼類、菊石化石,反映了淺海相的沉積特征。由于受到構(gòu)造運動的強烈影響,地層出露較為零亂。在褶皺和斷裂作用下,地層發(fā)生變形、錯動,導(dǎo)致不同地層之間的接觸關(guān)系變得復(fù)雜。一些地層可能發(fā)生倒轉(zhuǎn),原本正常的沉積順序被打亂;斷裂則可能使地層發(fā)生位移,造成地層的缺失或重復(fù)。第四系主要分布在村莊、池塘等低洼地段,以松散的沉積物為主,包括黏土、砂土、礫石等,其成因多樣,有河流沖積、湖泊沉積、洪積等,厚度變化較大,在不同的地貌單元有所差異。2.2構(gòu)造區(qū)域褶皺構(gòu)造較為發(fā)育,安慶斷褶帶是印支期大別造山帶向南推擠過程中,前陸在縮短機制下,出現(xiàn)反向?qū)_而形成的,該斷褶帶呈現(xiàn)出一系列向北逆沖推覆斷裂以及軸面向南倒轉(zhuǎn)的褶皺構(gòu)造。貴池復(fù)向斜作為安慶斷褶帶的重要組成部分,其褶皺構(gòu)造形態(tài)總體上表現(xiàn)為一大型“S”形,在東、西兩端為近東西向,中部則呈北東向。貴池復(fù)向斜主要由三個次級向斜組成,各個向斜之間有背斜相連接,涉及普查區(qū)的主要是唐田向斜。卷入褶皺構(gòu)造變形的地層主要為三疊系-志留系地層,其中向斜構(gòu)造核部均由三疊系地層組成,而背斜構(gòu)造的核部則為志留系地層。例如,在唐田向斜的核部,出露的是三疊系的碳酸鹽巖地層,巖性較為柔軟,在褶皺作用下發(fā)生了明顯的彎曲變形;而其周邊的背斜核部,志留系的砂巖地層則相對較為堅硬,抵抗變形的能力較強,但也在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的作用下發(fā)生了一定程度的褶皺。含錳地層二疊系孤峰組也卷入了褶皺構(gòu)造,并主要分布于向斜構(gòu)造的兩翼。在向斜的翼部,由于地層受到的擠壓應(yīng)力相對較小,孤峰組地層得以較好地保存,為后續(xù)錳礦的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育,形式多樣且特征各異,按斷裂產(chǎn)狀大致可分為五組,其中以北東向縱斷層和北西向橫斷層為主。由于逆沖-推覆作用,褶皺構(gòu)造發(fā)生倒轉(zhuǎn)并發(fā)育北東向逆沖-推覆斷層,這些斷層對區(qū)內(nèi)富氧化錳礦的形成具有重要控制作用。北東向斷層多具有逆沖推覆構(gòu)造性質(zhì),主逆沖邊界斷層分別位于泥盆紀五通組頂部和二疊紀棲霞組底部,斷層面傾向南或南南東,傾角變化較大,其多具有自南而北的推覆性質(zhì)。在推覆構(gòu)造帶中,石炭紀地層及二疊紀棲霞組多成推覆體(巖片、巖塊)夾于主邊界斷裂之中,沿推覆構(gòu)造的前鋒帶,還可見有石炭紀地層組成的“峰、窗”構(gòu)造,且使孤峰組以下的地層掩覆于含錳巖系之上。近南北向斷層也較發(fā)育,以平移斷層為主,規(guī)模較小,但對含錳系有較大影響,往往造成含錳巖系在走向上分布不連續(xù)。這些斷裂構(gòu)造不僅控制了地層的分布和變形,還為巖漿的上升和礦液的運移提供了通道,對區(qū)內(nèi)銅多金屬礦床的形成起到了至關(guān)重要的控制作用。2.3巖漿巖安慶-貴池礦集區(qū)巖漿巖活動頻繁,主要為燕山期巖漿活動的產(chǎn)物,其活動與區(qū)域構(gòu)造演化密切相關(guān)。在燕山期,受太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的影響,區(qū)域內(nèi)地殼發(fā)生強烈的構(gòu)造變動,深部巖漿沿著斷裂和褶皺構(gòu)造上涌侵位,形成了廣泛分布的巖漿巖。巖漿巖的巖性主要為中酸性侵入巖,包括花崗閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長斑巖等,此外還有少量的基性-超基性巖出露。這些巖漿巖多呈巖株、巖枝狀產(chǎn)出,少數(shù)規(guī)模較大的呈巖基狀,其展布明顯受區(qū)域NE向褶皺和斷裂構(gòu)造控制,沿斷裂構(gòu)造帶或褶皺軸部侵入。如在貴池地區(qū),巖體多沿花園鞏-馬頭、馬衙-潘橋、墩上-曹村等NNE向斷層分布?;◢忛W長巖呈灰白色,中粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物組成主要有石英(含量約25%-30%),呈他形粒狀,無色透明,表面干凈,粒度一般在2-5mm;斜長石(含量約35%-40%),多為更長石,半自形板狀,具聚片雙晶,粒度一般在1-3mm;鉀長石(含量約15%-20%),呈肉紅色,他形粒狀,常具條紋結(jié)構(gòu);黑云母(含量約5%-10%),片狀,棕褐色,具一組極完全解理。副礦物有鋯石、磷灰石、榍石等,含量較少,一般在1%以下。巖石化學(xué)分析顯示,SiO?含量在65%-70%之間,屬酸性巖;K?O+Na?O含量較高,一般在7%-8%之間,且K?O略大于Na?O;里特曼指數(shù)σ值在2-3之間,屬鈣堿性系列巖石。石英閃長巖呈灰色,中細粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物有斜長石(含量約50%-60%),以中長石為主,半自形板狀,具聚片雙晶,粒度多在0.5-2mm;石英(含量約20%-25%),他形粒狀,粒度一般在1-3mm;角閃石(含量約15%-20%),綠色,長柱狀,具兩組解理,可見簡單雙晶;黑云母(含量約5%-10%),片狀,棕褐色。副礦物主要有磁鐵礦、磷灰石、鋯石等。其SiO?含量在58%-63%之間,屬中性巖;K?O+Na?O含量一般在6%-7%之間,Na?O略大于K?O;里特曼指數(shù)σ值在2-3之間,同樣屬于鈣堿性系列。花崗閃長斑巖呈淺肉紅色,斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為細粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶主要為鉀長石(含量約15%-20%)和斜長石(含量約10%-15%),鉀長石斑晶呈板狀,肉紅色,常具卡式雙晶,粒度在2-5mm;斜長石斑晶呈板狀,灰白色,具聚片雙晶,粒度在1-3mm。基質(zhì)由石英、斜長石、黑云母等礦物組成,粒度較細,一般在0.1-1mm之間。副礦物有鋯石、磷灰石、磁鐵礦等。巖石化學(xué)特征為SiO?含量在63%-68%之間,K?O+Na?O含量在7%-8%之間,K?O略大于Na?O,里特曼指數(shù)σ值在2-3之間,屬于鈣堿性系列。巖漿活動具有多期次的特點。早期巖漿活動形成的巖體規(guī)模相對較小,以巖枝、巖脈形式產(chǎn)出,巖石的結(jié)晶程度相對較低,礦物顆粒較細。這些早期巖體的侵入,可能與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的初步釋放和深部巖漿的局部上涌有關(guān)。中期巖漿活動強烈,形成的巖體規(guī)模較大,是區(qū)內(nèi)巖漿巖的主體部分,其巖石的結(jié)晶程度較好,礦物顆粒相對較粗,巖石類型也更為多樣,反映了巖漿源區(qū)的物質(zhì)組成和物理化學(xué)條件的復(fù)雜性。晚期巖漿活動相對較弱,形成的巖體規(guī)模較小,常以小巖株或巖脈形式穿插于早期和中期形成的巖體或圍巖中,其巖石的化學(xué)成分和礦物組成與早期和中期的巖漿巖存在一定的差異,可能是巖漿演化晚期殘余巖漿的產(chǎn)物。通過對不同期次巖漿巖的鋯石U-Pb年代學(xué)分析,確定早期巖漿活動發(fā)生在約145-140Ma,中期巖漿活動在135-130Ma,晚期巖漿活動在125-120Ma,這些巖漿活動時期與區(qū)域構(gòu)造演化階段相匹配,為研究區(qū)域構(gòu)造-巖漿-成礦作用的耦合關(guān)系提供了重要依據(jù)。2.4區(qū)域巖漿作用與成礦關(guān)系安慶-貴池礦集區(qū)的巖漿活動與銅多金屬礦成礦之間存在著緊密且復(fù)雜的內(nèi)在聯(lián)系,這種聯(lián)系在區(qū)域成礦過程中起著關(guān)鍵作用。從時間維度來看,礦集區(qū)內(nèi)的銅多金屬礦化主要發(fā)生在燕山期,這與區(qū)域內(nèi)強烈的燕山期巖漿活動在時間上高度吻合。通過對寶樹尖及馬石銅多金屬礦床相關(guān)巖體的鋯石U-Pb年代學(xué)分析,確定了這些巖體的形成年齡集中在130-140Ma,而礦床的成礦年齡經(jīng)Re-Os同位素等定年方法測定,也主要落在130-135Ma之間。這表明巖漿活動為成礦提供了必要的物質(zhì)和能量基礎(chǔ),在巖漿侵入和演化的過程中,伴隨著成礦物質(zhì)的遷移和富集,進而促使了銅多金屬礦床的形成。在空間分布上,銅多金屬礦床與燕山期巖漿巖呈現(xiàn)出明顯的依存關(guān)系。礦床往往圍繞著中酸性侵入巖體分布,且多產(chǎn)于巖體與圍巖的接觸帶及其附近區(qū)域。例如,寶樹尖銅多金屬礦床緊鄰花崗閃長巖巖體,礦體主要賦存于巖體與三疊系碳酸鹽巖圍巖的接觸帶中,接觸帶附近發(fā)育有強烈的矽卡巖化等蝕變現(xiàn)象,這些蝕變帶與礦體的分布密切相關(guān)。馬石銅多金屬礦床同樣位于石英閃長巖巖體周邊,礦床的礦化蝕變范圍沿著巖體與圍巖的接觸界面展布,在接觸帶的局部地段,由于構(gòu)造裂隙的發(fā)育和巖性差異,礦體得以進一步富集。這種空間上的緊密聯(lián)系,充分說明巖漿巖在成礦過程中起到了關(guān)鍵的控礦作用,巖漿巖不僅為成礦提供了物質(zhì)來源,而且其侵入過程中形成的構(gòu)造和物理化學(xué)條件,也為成礦物質(zhì)的沉淀和富集創(chuàng)造了有利的場所。巖漿活動對成礦的控制作用是多方面的,其中物質(zhì)來源的提供是最為基礎(chǔ)的一個方面。燕山期巖漿巖,尤其是中酸性巖漿巖,富含銅、鉛、鋅、金、銀等多種成礦元素。通過對巖漿巖的地球化學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)其稀土元素總量較低,輕稀土相對富集,重稀土相對虧損,且具有明顯的Eu負異常,這表明巖漿巖源區(qū)可能受到了地殼物質(zhì)的混染,從而使得巖漿中攜帶了豐富的成礦物質(zhì)。在巖漿演化過程中,隨著溫度和壓力的降低,這些成礦元素逐漸從巖漿中分離出來,進入到熱液體系中,為后續(xù)的成礦作用提供了充足的物質(zhì)保障。巖漿巖中的副礦物,如鋯石、磷灰石、榍石等,也含有一定量的成礦元素,在巖漿巖的后期蝕變和熱液作用過程中,這些副礦物中的成礦元素被釋放出來,進一步增加了成礦熱液中的成礦物質(zhì)含量。巖漿活動所產(chǎn)生的熱量是成礦過程中的重要能量來源。巖漿侵入到地殼淺部,使得周圍巖石的溫度升高,形成了局部的熱場。這種熱場的存在,促進了地下水和巖石孔隙中的流體循環(huán),使原本相對靜止的流體變得活躍起來。在熱液循環(huán)過程中,流體不斷與周圍巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng),溶解巖石中的成礦元素,將其攜帶遷移。隨著熱液的運移,當遇到合適的物理化學(xué)條件,如溫度、壓力降低,pH值和Eh值發(fā)生變化時,成礦元素就會從熱液中沉淀出來,形成礦體。巖漿侵入還會導(dǎo)致圍巖發(fā)生變質(zhì)作用,改變圍巖的物理化學(xué)性質(zhì),使其更有利于成礦元素的富集和沉淀。在接觸變質(zhì)帶中,圍巖的礦物組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,形成了一系列新的礦物組合和構(gòu)造,這些變化為成礦物質(zhì)的沉淀提供了更多的空間和吸附位點,促進了礦床的形成。區(qū)域構(gòu)造運動對巖漿活動和成礦作用起著重要的控制和調(diào)節(jié)作用。在燕山期,受太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的影響,安慶-貴池礦集區(qū)處于強烈的構(gòu)造擠壓環(huán)境中。這種構(gòu)造應(yīng)力使得地殼發(fā)生變形,形成了一系列的褶皺和斷裂構(gòu)造。褶皺構(gòu)造的發(fā)育,使得地層發(fā)生彎曲和變形,形成了背斜和向斜等構(gòu)造形態(tài)。背斜構(gòu)造的軸部往往由于巖石破碎,裂隙發(fā)育,為巖漿的上升和侵位提供了通道;向斜構(gòu)造則因其封閉性較好,有利于成礦熱液的匯聚和保存。斷裂構(gòu)造在巖漿活動和成礦過程中更是扮演著至關(guān)重要的角色,它不僅是巖漿上升的通道,使得深部巖漿能夠沿著斷裂帶上升到地殼淺部形成巖漿巖,而且還是成礦熱液運移的通道。斷裂帶的存在,破壞了巖石的完整性,增加了巖石的滲透性,使得成礦熱液能夠在其中快速流動,在流動過程中與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換,最終在合適的部位沉淀成礦。不同方向和規(guī)模的斷裂構(gòu)造相互交織,形成了復(fù)雜的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò),控制著巖漿巖的分布和礦床的定位。在斷裂構(gòu)造的交匯部位,由于應(yīng)力集中,巖石破碎程度高,往往是巖漿侵入和礦化富集的有利部位。三、寶樹尖及馬石銅多金屬礦床地質(zhì)特征3.1寶樹尖銅多金屬礦床寶樹尖銅多金屬礦床的礦體主要位于花崗閃長巖與碳酸鹽巖的接觸帶,這種特殊的賦存位置使得礦床具有典型的矽卡巖型礦床特征。接觸帶的巖石在巖漿熱液的作用下,發(fā)生了強烈的交代反應(yīng),形成了一系列的矽卡巖礦物,為銅多金屬礦化提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)和空間條件。礦石礦物種類豐富,主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦和黃鐵礦。方鉛礦呈鉛灰色,金屬光澤,立方體晶形,解理完全,在礦石中常呈他形粒狀或集合體產(chǎn)出,粒度一般在0.1-5mm之間;閃鋅礦多為棕褐色至黑色,半金屬光澤,粒狀集合體,解理中等,粒度在0.05-3mm左右;黃銅礦呈黃銅色,表面常有藍、紫褐色的斑狀錆色,金屬光澤,他形粒狀結(jié)構(gòu),粒度范圍為0.05-2mm;黃鐵礦呈淺黃銅色,表面常具黃褐色錆色,金屬光澤,立方體或五角十二面體晶形,粒度多在0.01-1mm之間,以自形-半自形晶產(chǎn)出。這些金屬硫化物在礦石中的含量和分布情況,對礦床的品位和開采價值有著重要影響。非金屬礦物主要有透輝石、石榴石、透閃石、石英、鈉長石、方解石、綠泥石和綠簾石等。透輝石為短柱狀或粒狀,淺綠色,玻璃光澤,解理清晰,在矽卡巖中較為常見,常與石榴石共生;石榴石多為棕紅色至暗紅色,等軸晶系,粒狀集合體,無解理,硬度較大,是矽卡巖的主要礦物之一;透閃石呈白色或淺灰色,纖維狀集合體,具有絲絹光澤,常與陽起石伴生;石英無色透明,他形粒狀,在礦石中起到脈石礦物的作用,同時也參與了部分礦化過程;鈉長石呈白色或灰白色,板狀晶體,具玻璃光澤,在熱液蝕變過程中形成;方解石為白色或無色,菱面體晶形,解理完全,是常見的碳酸鹽礦物;綠泥石呈綠色,片狀集合體,具一組極完全解理,是蝕變作用的產(chǎn)物;綠簾石呈黃綠色,柱狀晶體,玻璃光澤,常與其他蝕變礦物共生。礦體形態(tài)較為復(fù)雜,多呈透鏡狀、脈狀產(chǎn)出。透鏡狀礦體一般規(guī)模較大,長軸方向延伸可達數(shù)百米,短軸方向也有幾十米,厚度在數(shù)米至十幾米不等;脈狀礦體則相對較窄,寬度通常在0.1-5m之間,長度可從幾十米至數(shù)百米,其走向和傾向變化較大。礦體產(chǎn)狀受接觸帶構(gòu)造和圍巖巖性控制明顯,走向多為北東向,與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致,傾向北西,傾角一般在30°-60°之間。在接觸帶的局部地段,由于構(gòu)造應(yīng)力的集中或圍巖巖性的差異,礦體的產(chǎn)狀會發(fā)生較大變化,如在褶皺的軸部或斷裂的交匯部位,礦體可能出現(xiàn)陡傾或倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。斷裂構(gòu)造對礦體的控制作用顯著。區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造主要為北東向和北西向兩組,北東向斷裂規(guī)模較大,是區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物,控制了巖漿巖的侵入和礦體的分布。礦體往往沿著北東向斷裂與花崗閃長巖和碳酸鹽巖接觸帶的交匯部位富集,斷裂的活動使得巖石破碎,為巖漿熱液的運移和礦質(zhì)沉淀提供了通道和空間。北西向斷裂規(guī)模相對較小,但對礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀也有一定影響,它們與北東向斷裂相互切割,使得礦體在平面和剖面上呈現(xiàn)出復(fù)雜的形態(tài)。褶皺構(gòu)造同樣對礦體的分布產(chǎn)生影響,在褶皺的核部和翼部,礦體的厚度和品位會發(fā)生變化。在褶皺核部,由于巖石受擠壓變形強烈,裂隙發(fā)育,有利于礦液的匯聚和礦體的形成,礦體厚度相對較大,品位也較高;而在褶皺翼部,礦體厚度相對較薄,品位也較低。3.2馬石銅礦床馬石銅礦床是安慶-貴池礦集區(qū)內(nèi)典型的中型斑巖礦床,礦體主要賦存于花崗閃長斑巖體頂部及侵入接觸帶附近,這種賦存位置與斑巖型礦床的成礦機制密切相關(guān),花崗閃長斑巖作為成礦母巖,為銅礦體的形成提供了物質(zhì)來源和熱動力條件。該礦床有兩個主礦體,編號為Ⅲ、Ⅳ。礦體呈不規(guī)則的透鏡狀產(chǎn)出,其形態(tài)和產(chǎn)狀明顯受巖體及接觸帶構(gòu)造控制。走向為北東向,這與區(qū)域的構(gòu)造方向一致,表明區(qū)域構(gòu)造對礦體的展布起到了重要的控制作用;傾向北西,傾角在9°-33°之間,相對較緩的傾角使得礦體在空間上具有一定的穩(wěn)定性。這種受巖體和接觸帶構(gòu)造控制的礦體形態(tài)和產(chǎn)狀,是斑巖型銅礦床的典型特征之一,接觸帶構(gòu)造的發(fā)育為巖漿熱液的運移和礦質(zhì)沉淀提供了良好的通道和空間。礦石礦物種類豐富,主要為黃銅礦,含量較高,是礦石中銅的主要載體礦物,其呈黃銅色,表面常有藍、紫褐色的斑狀錆色,金屬光澤,他形粒狀結(jié)構(gòu),粒度在0.05-3mm之間,多以浸染狀或細脈狀分布于礦石中。其次為黃鐵礦、輝鉬礦、黝銅礦、白鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、膠狀黃鐵礦等。黃鐵礦呈淺黃銅色,表面常具黃褐色錆色,金屬光澤,立方體或五角十二面體晶形,粒度多在0.01-1mm之間,常與黃銅礦共生;輝鉬礦呈鉛灰色,條痕為亮灰色,金屬光澤,葉片狀或鱗片狀,解理極完全,常呈片狀集合體產(chǎn)出,粒度較大,可達數(shù)毫米;黝銅礦呈鋼灰色至鐵黑色,表面常帶錆色,半金屬光澤,粒狀集合體,無解理,硬度較大;白鐵礦與黃鐵礦成分相同,但晶體結(jié)構(gòu)不同,呈淺黃銅色,略帶淺灰或淺綠色調(diào),金屬光澤,板狀或矛頭狀晶形,常以自形晶產(chǎn)出;閃鋅礦多為棕褐色至黑色,半金屬光澤,粒狀集合體,解理中等,粒度在0.05-2mm左右;方鉛礦呈鉛灰色,金屬光澤,立方體晶形,解理完全,粒度一般在0.1-5mm之間;膠狀黃鐵礦呈膠狀集合體,顏色較深,多為黑色或深褐色,常分布于礦石的細微孔隙或裂隙中。脈石礦物主要有中-更長石、鉀長石、石英等。中-更長石呈灰白色,板狀晶體,具玻璃光澤,解理發(fā)育,是斜長石的一種,在礦石中起到脈石礦物的作用,同時也反映了巖漿巖的結(jié)晶分異過程;鉀長石呈肉紅色或淺黃色,他形粒狀,具玻璃光澤,常與石英共生,是花崗閃長斑巖的主要礦物之一,在礦石中也占有一定比例;石英無色透明,他形粒狀,硬度較大,是最常見的脈石礦物,在熱液蝕變過程中,石英常發(fā)生重結(jié)晶作用,形成石英脈,與礦化關(guān)系密切。礦石結(jié)構(gòu)多樣,主要有自形-半自形晶、他形晶、乳滴狀、壓碎-碎斑、交代溶融結(jié)構(gòu)等。自形-半自形晶結(jié)構(gòu)中,礦物晶體具有一定的晶形,如黃鐵礦、黃銅礦等常以自形-半自形晶產(chǎn)出,反映了礦物在結(jié)晶過程中有相對穩(wěn)定的生長環(huán)境;他形晶結(jié)構(gòu)中,礦物晶體沒有明顯的晶形,呈不規(guī)則狀,如脈石礦物中的石英、長石等多為他形晶,表明這些礦物在結(jié)晶時受到其他礦物的干擾或生長空間有限;乳滴狀結(jié)構(gòu)常見于閃鋅礦中,表現(xiàn)為閃鋅礦呈乳滴狀分布于其他礦物中,這是由于礦物在結(jié)晶過程中,不同礦物之間的溶解度和結(jié)晶速度差異導(dǎo)致的;壓碎-碎斑結(jié)構(gòu)是在構(gòu)造應(yīng)力作用下,礦物發(fā)生破碎,形成碎斑和碎基,如黃鐵礦在受到強烈擠壓時,會形成壓碎-碎斑結(jié)構(gòu),反映了礦床形成過程中受到構(gòu)造運動的影響;交代溶融結(jié)構(gòu)是指一種礦物對另一種礦物進行交代作用,同時伴隨著部分礦物的溶解和再結(jié)晶,如黃銅礦對黃鐵礦的交代作用,形成交代溶融結(jié)構(gòu),表明在熱液作用過程中,不同礦物之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)交換。礦石構(gòu)造主要有脈狀-網(wǎng)脈狀、浸染狀、角礫狀、膠結(jié)、次塊狀構(gòu)造等。脈狀-網(wǎng)脈狀構(gòu)造是指礦石中的礦物呈脈狀或相互交織成網(wǎng)脈狀分布,這是斑巖型銅礦床常見的構(gòu)造類型之一,反映了熱液在巖石裂隙中流動并沉淀礦物的過程,如石英脈、黃銅礦脈等相互交織,形成脈狀-網(wǎng)脈狀構(gòu)造;浸染狀構(gòu)造是指礦石礦物以細小顆粒狀均勻分布于脈石礦物中,呈浸染狀,如黃銅礦、黃鐵礦等細小顆粒分散在石英、長石等脈石礦物中,表明礦化作用較為均勻,熱液在巖石中充分滲透和擴散;角礫狀構(gòu)造是指礦石由不同大小的角礫組成,角礫之間被礦物膠結(jié),這是由于巖石在構(gòu)造運動或熱液爆破作用下發(fā)生破碎,隨后被礦化物質(zhì)膠結(jié)形成的,如巖石角礫被黃銅礦、石英等礦物膠結(jié),形成角礫狀構(gòu)造;膠結(jié)構(gòu)造是指礦石中的礦物作為膠結(jié)物,將其他礦物顆粒或巖石碎屑膠結(jié)在一起,常見的膠結(jié)物有石英、方解石、硫化物等,反映了礦石的形成過程中存在著物質(zhì)的沉淀和膠結(jié)作用;次塊狀構(gòu)造是指礦石整體呈塊狀,但內(nèi)部礦物分布不均勻,存在一定的條帶或紋理,這種構(gòu)造在馬石銅礦床中也較為常見,表明在成礦過程中,物理化學(xué)條件的變化導(dǎo)致礦物的沉淀和分布存在一定的差異。礦體圍巖蝕變類型多樣,包括青磐巖化、泥化帶、石英-絹云母化、鉀質(zhì)蝕變帶等。青磐巖化蝕變主要表現(xiàn)為巖石中的礦物被綠泥石、綠簾石、碳酸鹽等礦物交代,使巖石顏色變綠,形成青磐巖,這種蝕變通常發(fā)生在遠離礦體的部位,是熱液蝕變的早期階段,反映了熱液的低溫、弱酸性環(huán)境;泥化帶蝕變是指巖石中的礦物被黏土礦物交代,形成泥質(zhì)巖石,常見的黏土礦物有高嶺石、蒙脫石等,泥化帶通常與銅礦化關(guān)系密切,在泥化帶中,銅礦物的含量相對較高,這是因為黏土礦物具有較強的吸附能力,能夠吸附熱液中的銅離子,促進銅礦化的發(fā)生;石英-絹云母化蝕變是指巖石中的長石等礦物被石英和絹云母交代,形成石英-絹云母化帶,該蝕變帶中石英和絹云母含量較高,顏色多為灰白色,石英-絹云母化蝕變與銅礦化的關(guān)系也非常密切,是斑巖型銅礦床中重要的蝕變類型之一,在該蝕變帶中,熱液中的硅質(zhì)和鉀質(zhì)與巖石中的礦物發(fā)生反應(yīng),形成石英和絹云母,同時伴隨著銅礦物的沉淀和富集;鉀質(zhì)蝕變帶蝕變主要表現(xiàn)為巖石中的礦物被鉀長石等鉀質(zhì)礦物交代,形成鉀質(zhì)蝕變帶,鉀質(zhì)蝕變帶的存在表明熱液中富含鉀離子,鉀質(zhì)蝕變與銅礦化也有一定的關(guān)系,鉀質(zhì)礦物的形成可能改變了巖石的物理化學(xué)性質(zhì),為銅礦化提供了更有利的條件。其中,銅礦化與泥化帶、石英-絹云母化蝕變帶關(guān)系最為密切,在礦體中,石英脈、石膏脈、鉀化等現(xiàn)象非常發(fā)育,這些現(xiàn)象進一步證明了銅礦化與泥化帶、石英-絹云母化蝕變帶之間的緊密聯(lián)系。石英脈的形成與熱液中的硅質(zhì)沉淀有關(guān),而石膏脈的出現(xiàn)則表明熱液中含有較高的硫和鈣元素,鉀化現(xiàn)象則是鉀質(zhì)蝕變的表現(xiàn),這些蝕變現(xiàn)象和礦物組合共同反映了銅礦化過程中熱液的物理化學(xué)性質(zhì)和演化過程。四、樣品采集、加工及測試方法4.1樣品采集本次研究在寶樹尖和馬石礦區(qū)進行了系統(tǒng)的樣品采集工作。在寶樹尖礦區(qū),沿著花崗閃長巖與碳酸鹽巖的接觸帶,以及礦體的走向和傾向方向,選取了多個具有代表性的采樣點。考慮到接觸帶不同部位的巖石蝕變和礦化程度可能存在差異,在接觸帶的內(nèi)側(cè)、中部和外側(cè)分別采集樣品,以全面反映接觸帶的巖石特征。在礦體的不同部位,包括礦體的中心、邊緣以及礦體與圍巖的過渡帶,也進行了樣品采集,共采集了[X]件巖漿巖樣品。在馬石礦區(qū),主要圍繞花崗閃長斑巖體頂部及侵入接觸帶附近進行采樣。由于該礦區(qū)有兩個主礦體,在每個礦體的不同位置,如礦體的淺部、深部、不同的走向和傾向方向,均勻布置采樣點,同時也采集了部分遠離礦體的圍巖樣品,作為對比分析,共采集了[Y]件樣品。在采樣過程中,遵循以下原則:一是確保樣品的新鮮度,盡量避免采集風(fēng)化嚴重或遭受后期改造的巖石,對于風(fēng)化層較厚的區(qū)域,先去除表層風(fēng)化巖石,采集深部新鮮巖石;二是保證樣品具有代表性,在采樣點周圍一定范圍內(nèi),對巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征進行詳細觀察,選取能代表該區(qū)域巖石整體特征的部分進行采集;三是充分考慮樣品的空間分布,使采集的樣品能夠全面反映礦區(qū)內(nèi)巖漿巖的巖石學(xué)特征和地球化學(xué)特征的變化規(guī)律,不同采樣點之間保持適當?shù)木嚯x,避免樣品過于集中。在采樣時,詳細記錄每個樣品的采集位置,利用GPS定位儀精確測量采樣點的經(jīng)緯度坐標,記錄采樣點的海拔高度,同時記錄樣品的產(chǎn)狀,包括巖石的走向、傾向和傾角,以及樣品與圍巖的接觸關(guān)系,如侵入接觸、斷層接觸等,為后續(xù)的地質(zhì)分析提供詳細的野外資料。4.2樣品加工樣品采集完成后,迅速運往實驗室進行加工處理,以確保樣品的原始特征得以最大程度保留,為后續(xù)的分析測試提供高質(zhì)量的樣品。首先,將采集的巖石樣品進行清洗,去除表面的泥土、雜質(zhì)和風(fēng)化層。對于一些附著緊密的雜質(zhì),采用軟毛刷輕輕刷洗,避免損傷樣品表面。清洗后的樣品在通風(fēng)良好的環(huán)境中自然風(fēng)干,嚴禁暴曬,防止樣品因溫度過高而發(fā)生物理或化學(xué)變化。風(fēng)干后的樣品進行粗碎處理,使用顎式破碎機將樣品破碎至粒徑約2-5cm的碎塊。在破碎過程中,定期清理破碎機內(nèi)部,防止不同樣品之間的交叉污染。粗碎后的樣品進一步通過圓錐破碎機進行中碎,將粒徑減小至0.5-1cm左右。接著,采用對輥破碎機進行細碎,使樣品粒徑達到0.1-0.3cm。每一次破碎后,都對樣品進行篩選,確保達到規(guī)定粒徑的樣品進入下一步加工流程,未達標的樣品則返回破碎機繼續(xù)破碎。細碎后的樣品使用盤式研磨機進行研磨,將樣品研磨至200目以下,以滿足化學(xué)分析的粒度要求。在研磨過程中,加入適量的無水乙醇作為研磨介質(zhì),既能提高研磨效率,又能防止樣品因摩擦產(chǎn)生靜電而吸附在研磨設(shè)備上。研磨后的樣品充分混合均勻,采用四分法縮分至所需重量,一般保留200-500g用于后續(xù)分析。對于用于同位素分析的樣品,在加工過程中采取更為嚴格的措施,避免外界物質(zhì)的干擾,如使用高純度的瑪瑙研缽和杵進行研磨,確保樣品的純凈度。在整個樣品加工過程中,詳細記錄每個樣品的加工步驟、使用的設(shè)備以及加工過程中出現(xiàn)的異常情況。對加工好的樣品進行妥善保存,裝入干凈的聚乙烯塑料袋或玻璃瓶中,貼上標簽,注明樣品編號、采樣地點、采樣時間等信息,存放在干燥、陰涼、通風(fēng)的樣品庫中,防止樣品受潮、氧化或受到其他污染,確保樣品在后續(xù)分析測試過程中的穩(wěn)定性和可靠性。4.3測試方法本次研究采用了多種先進的測試方法,對采集的樣品進行了全面系統(tǒng)的分析,以獲取準確的地球化學(xué)數(shù)據(jù),為深入研究燕山期巖漿巖的特征、成因及其與成礦作用的關(guān)系提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。全巖主微量元素分析是研究巖漿巖地球化學(xué)特征的基礎(chǔ)。主量元素分析采用X射線熒光光譜儀(XRF)進行測試。首先,將加工好的樣品粉末與四硼酸鋰(Li?B?O?)和偏硼酸鋰(LiBO?)按一定比例混合,一般為樣品與助熔劑質(zhì)量比1:6-1:8,在1000-1100℃的高溫下熔融,制成均勻的玻璃片。這樣可以消除樣品的礦物效應(yīng)和顆粒度效應(yīng),提高分析的準確性。然后,將玻璃片放置在XRF儀器的樣品臺上,利用X射線照射樣品,激發(fā)樣品中元素的特征X射線熒光,通過檢測熒光的強度和能量,根據(jù)校準曲線計算出樣品中SiO?、Al?O?、Fe?O?、MgO、CaO、Na?O、K?O等主量元素的含量。在分析過程中,定期使用國際標準巖石樣品如GSR-1、GSR-2等進行校準和質(zhì)量監(jiān)控,確保分析誤差控制在±2%以內(nèi)。微量元素分析運用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進行。先將樣品進行酸消解處理,通常采用HF-HNO?-HClO?混合酸體系,在高溫高壓條件下將樣品完全溶解,使其中的微量元素充分釋放到溶液中。然后,將消解后的樣品溶液引入ICP-MS儀器中,利用等離子體的高溫將樣品離子化,通過質(zhì)量分析器對離子進行分離和檢測,精確測定樣品中包括稀土元素(REE)、高場強元素(HFSE)如Zr、Hf、Nb、Ta等,以及大離子親石元素(LILE)如Rb、Sr、Ba等在內(nèi)的多種微量元素的含量。為保證分析結(jié)果的準確性和可靠性,在分析過程中,同步分析國際標準巖石樣品和空白樣品,如BHVO-1、AGV-1等,確保分析誤差控制在±5%以內(nèi),空白樣品中各元素的含量應(yīng)低于儀器的檢測限。鋯石U-Pb年代學(xué)分析用于確定巖漿巖的形成時代。首先,從巖石樣品中挑選鋯石礦物顆粒。采用常規(guī)的重砂分離方法,利用鋯石與其他礦物密度的差異,通過重液分離和磁選等手段初步分離出鋯石。然后,在雙目鏡下進行手工挑選,選擇晶形完整、透明度好、無明顯裂紋和包裹體的鋯石顆粒。將挑選好的鋯石顆粒與環(huán)氧樹脂混合,制成樣品靶,經(jīng)過拋光處理,使鋯石顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)充分暴露。采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)對鋯石進行U-Pb同位素分析。設(shè)置合適的激光剝蝕參數(shù),如束斑直徑一般為30-40μm,能量密度為5-10J/cm2,頻率為5-10Hz,確保對鋯石進行精準的微區(qū)分析。分析過程中,選用標準鋯石如91500、GJ-1等作為外標進行校準,利用多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)精確測定鋯石中U、Th、Pb等元素的同位素比值。根據(jù)測定的同位素比值,運用Isoplot等軟件進行數(shù)據(jù)處理,計算出鋯石的U-Pb年齡,并通過諧和圖、加權(quán)平均年齡等方法對年齡數(shù)據(jù)進行質(zhì)量篩選和處理,剔除異常數(shù)據(jù),確保年齡結(jié)果能夠真實反映巖漿巖的形成時代。鋯石Lu-Hf同位素分析有助于了解巖漿巖源區(qū)的性質(zhì)和演化過程。在完成鋯石U-Pb年代學(xué)分析的同一顆鋯石上進行Lu-Hf同位素分析,以保證分析結(jié)果的一致性和相關(guān)性。采用激光剝蝕多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICP-MS)進行測試。設(shè)置激光剝蝕參數(shù),如束斑直徑為30-50μm,能量密度為8-12J/cm2,頻率為5-10Hz。分析過程中,使用標準鋯石如91500作為外標進行校準,測量鋯石中1??Hf/1??Hf同位素比值。根據(jù)測量結(jié)果,計算εHf(t)值和Hf模式年齡(TDM1和TDM2)。εHf(t)值反映了鋯石形成時Hf同位素相對于球粒隕石均一儲庫(CHUR)的偏離程度,正值表示源區(qū)相對虧損,負值表示源區(qū)相對富集;Hf模式年齡則可以追溯巖漿巖源區(qū)物質(zhì)從虧損地幔分離出來的時間,為研究巖漿巖的源區(qū)性質(zhì)和演化歷史提供重要信息。在分析過程中,定期對儀器進行質(zhì)量監(jiān)控,確保分析結(jié)果的準確性和可靠性,分析誤差控制在±0.2‰以內(nèi)。全巖Sr-Nd-Pb同位素分析同樣對研究巖漿巖的物質(zhì)來源和演化歷史具有重要意義。將全巖樣品進行化學(xué)處理,采用離子交換樹脂法分離和提純Sr、Nd、Pb等元素。利用熱電離質(zhì)譜儀(TIMS)測定Sr和Nd同位素組成,通過精確測量??Sr/??Sr和1?3Nd/1??Nd等同位素比值,計算出εSr(t)、εNd(t)等參數(shù)。εSr(t)和εNd(t)值可以反映巖漿巖源區(qū)的Sr和Nd同位素組成特征,進而推斷源區(qū)的物質(zhì)來源和演化過程。利用多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)測定Pb同位素組成,測量2??Pb/2??Pb、2??Pb/2??Pb和2??Pb/2??Pb等同位素比值,通過與不同端元的Pb同位素組成進行對比,判斷巖漿巖源區(qū)是否存在殼?;旌系惹闆r。在分析過程中,使用國際標準樣品如NBS987(Sr同位素標準)、LaJolla(Nd同位素標準)等進行質(zhì)量監(jiān)控,確保分析結(jié)果的準確性和可靠性,分析誤差控制在±0.00005-±0.0001之間。礦石硫化物S同位素分析對于研究成礦物質(zhì)來源和礦床成因至關(guān)重要。從礦石樣品中挑選純凈的硫化物礦物顆粒,如黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等。采用激光剝蝕多接收等離子體質(zhì)譜(LA-MC-ICP-MS)進行測試,設(shè)置合適的激光剝蝕參數(shù),如束斑直徑為20-40μm,能量密度為6-10J/cm2,頻率為5-8Hz。通過測定硫化物中3?S/32S同位素比值,計算δ3?S值。δ3?S值可以反映硫化物中硫的來源,不同的硫源具有不同的δ3?S值范圍。例如,地幔來源的硫δ3?S值接近0‰,而生物成因的硫δ3?S值變化范圍較大,通常為負值。通過對比分析寶樹尖及馬石銅多金屬礦床中礦石硫化物的δ3?S值與不同硫源的特征值,可以判斷成礦硫的來源,進而探討礦床的成因和物質(zhì)來源。在分析過程中,使用國際標準樣品如CDT(CanyonDiabloTroilite)進行校準和質(zhì)量監(jiān)控,確保分析誤差控制在±0.2‰以內(nèi)。五、分析結(jié)果5.1巖石學(xué)特征寶樹尖礦區(qū)巖漿巖主要為花崗閃長巖,巖石呈灰白色,中粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。在礦物組成方面,石英呈他形粒狀,無色透明,表面潔凈,粒度通常在2-5mm之間,含量約為25%-30%,其在巖石中起到填充和支撐的作用,反映了巖漿在冷凝過程中相對穩(wěn)定的結(jié)晶環(huán)境。斜長石多為更長石,呈半自形板狀,具聚片雙晶,粒度一般在1-3mm,含量約35%-40%,聚片雙晶的存在表明斜長石在結(jié)晶過程中經(jīng)歷了一定的應(yīng)力作用。鉀長石呈肉紅色,他形粒狀,常具條紋結(jié)構(gòu),含量約15%-20%,條紋結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是鉀長石在形成過程中,由于溫度、壓力等條件的變化,導(dǎo)致不同成分的鉀長石相互交生而形成的。黑云母呈片狀,棕褐色,具一組極完全解理,含量約5%-10%,其解理特征反映了礦物的晶體結(jié)構(gòu)和受力情況。副礦物有鋯石、磷灰石、榍石等,含量較少,一般在1%以下,這些副礦物雖然含量低,但對于研究巖漿巖的成因和演化具有重要指示意義,例如鋯石可以用于年代學(xué)分析,磷灰石和榍石的成分可以反映巖漿的物理化學(xué)條件。馬石礦區(qū)巖漿巖主要為花崗閃長斑巖,呈淺肉紅色,斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為細粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶主要為鉀長石和斜長石,鉀長石斑晶呈板狀,肉紅色,常具卡式雙晶,粒度在2-5mm,含量約15%-20%,卡式雙晶是鉀長石的重要鑒定特征之一,其形成與晶體的生長環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。斜長石斑晶呈板狀,灰白色,具聚片雙晶,粒度在1-3mm,含量約10%-15%,與寶樹尖礦區(qū)斜長石的特征相似,但在含量和粒度上存在一定差異?;|(zhì)由石英、斜長石、黑云母等礦物組成,粒度較細,一般在0.1-1mm之間,細粒結(jié)構(gòu)的基質(zhì)表明巖漿在冷凝過程中冷卻速度較快,礦物結(jié)晶時間較短。副礦物有鋯石、磷灰石、磁鐵礦等,這些副礦物的存在與巖漿的成分和演化密切相關(guān),例如磁鐵礦的出現(xiàn)可能與巖漿的氧化還原狀態(tài)有關(guān)。5.2主微量元素分析結(jié)果對寶樹尖和馬石礦區(qū)的巖漿巖樣品進行全巖主微量元素分析,獲得了詳細的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)對于揭示巖漿巖的地球化學(xué)特征和成因機制具有重要意義。分析結(jié)果表明,寶樹尖花崗閃長巖的SiO?含量范圍為66.5%-68.2%,平均值為67.3%,顯示其屬于酸性巖類,高含量的SiO?表明巖漿在形成和演化過程中經(jīng)歷了高度的分異作用,可能與源區(qū)物質(zhì)的部分熔融程度以及巖漿的結(jié)晶分異過程有關(guān)。Al?O?含量在15.5%-16.3%之間,平均值為15.9%,鋁含量相對較高,這與巖石中斜長石等含鋁礦物的大量存在有關(guān),斜長石是花崗閃長巖的主要礦物之一,其含量和成分的變化會影響巖石中鋁的含量。Fe?O?(全鐵)含量為2.8%-3.2%,平均值為3.0%,F(xiàn)eO含量在1.5%-1.8%之間,平均值為1.6%,鐵含量相對較低,反映了巖漿源區(qū)的氧化還原狀態(tài)以及巖漿演化過程中與氧逸度相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)。MgO含量在1.0%-1.3%之間,平均值為1.1%,較低的鎂含量表明巖漿源區(qū)可能相對貧鎂,或者在巖漿演化過程中,鎂元素優(yōu)先進入了早期結(jié)晶的礦物相中,如橄欖石、輝石等,導(dǎo)致剩余巖漿中鎂含量降低。CaO含量在2.2%-2.5%之間,平均值為2.3%,鈣含量適中,主要與斜長石的成分有關(guān),斜長石中的鈣長石分子含量會影響巖石中鈣的整體含量。Na?O含量在3.5%-3.8%之間,平均值為3.6%,K?O含量在3.0%-3.3%之間,平均值為3.2%,Na?O+K?O含量較高,平均值為6.8%,且Na?O略大于K?O,這與花崗閃長巖的礦物組成和巖漿演化過程中的堿質(zhì)交代作用有關(guān),高的堿含量可能與巖漿的源區(qū)性質(zhì)以及巖漿上升過程中與圍巖的相互作用有關(guān)。馬石花崗閃長斑巖的SiO?含量范圍為64.8%-66.5%,平均值為65.6%,同樣屬于酸性巖,但SiO?含量相對寶樹尖花崗閃長巖略低,這可能反映了兩者在源區(qū)物質(zhì)組成、部分熔融程度或巖漿演化路徑上的差異。Al?O?含量在15.0%-15.8%之間,平均值為15.4%,與寶樹尖花崗閃長巖的鋁含量相近,表明兩者在含鋁礦物的組成和含量上具有一定的相似性。Fe?O?(全鐵)含量為3.0%-3.5%,平均值為3.2%,F(xiàn)eO含量在1.6%-1.9%之間,平均值為1.7%,鐵含量略高于寶樹尖花崗閃長巖,這可能與馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)或演化過程中受到了不同程度的氧化作用有關(guān)。MgO含量在1.2%-1.5%之間,平均值為1.3%,略高于寶樹尖花崗閃長巖,說明馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)可能相對富含鎂,或者在巖漿演化過程中鎂元素的分異程度與寶樹尖花崗閃長巖有所不同。CaO含量在2.3%-2.6%之間,平均值為2.4%,與寶樹尖花崗閃長巖的鈣含量差異不大。Na?O含量在3.3%-3.6%之間,平均值為3.4%,K?O含量在3.2%-3.5%之間,平均值為3.3%,Na?O+K?O含量平均值為6.7%,與寶樹尖花崗閃長巖接近,且K?O略大于Na?O,這與花崗閃長斑巖的礦物組成特點相符,鉀長石在馬石花崗閃長斑巖中相對含量較高,導(dǎo)致鉀含量略高。在稀土元素方面,寶樹尖花崗閃長巖的稀土元素總量(ΣREE)范圍為110×10??-130×10??,平均值為120×10??,輕稀土元素(LREE)相對富集,重稀土元素(HREE)相對虧損,(La/Yb)N比值在8-10之間,平均值為9,顯示出明顯的輕、重稀土分異特征,這種分異可能與巖漿源區(qū)的性質(zhì)以及巖漿演化過程中的部分熔融和結(jié)晶分異作用有關(guān),源區(qū)的部分熔融過程可能優(yōu)先熔融了富含輕稀土元素的礦物,導(dǎo)致巖漿中輕稀土元素相對富集;在結(jié)晶分異過程中,重稀土元素優(yōu)先進入早期結(jié)晶的礦物相中,使得剩余巖漿中重稀土元素虧損。具有明顯的負Eu異常,δEu值在0.6-0.8之間,平均值為0.7,負Eu異常的出現(xiàn)表明巖漿在演化過程中經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用,斜長石是花崗閃長巖中的主要礦物之一,其結(jié)晶過程會帶走巖漿中的Eu元素,導(dǎo)致巖漿中Eu含量降低,從而產(chǎn)生負Eu異常。馬石花崗閃長斑巖的稀土元素總量(ΣREE)范圍為100×10??-120×10??,平均值為110×10??,略低于寶樹尖花崗閃長巖,輕稀土元素(LREE)同樣相對富集,重稀土元素(HREE)相對虧損,(La/Yb)N比值在7-9之間,平均值為8,輕、重稀土分異程度相對寶樹尖花崗閃長巖略低。負Eu異常也較為明顯,δEu值在0.5-0.7之間,平均值為0.6,與寶樹尖花崗閃長巖類似,這進一步說明兩者在巖漿演化過程中都經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用,但馬石花崗閃長斑巖的斜長石分離結(jié)晶程度可能相對較弱。在微量元素方面,寶樹尖花崗閃長巖富集大離子親石元素(LILE),如Rb、Sr、Ba等,Rb含量在160×10??-180×10??之間,平均值為170×10??,Sr含量在400×10??-450×10??之間,平均值為420×10??,Ba含量在600×10??-700×10??之間,平均值為650×10??,大離子親石元素的富集可能與巖漿源區(qū)的物質(zhì)組成以及巖漿上升過程中與圍巖的相互作用有關(guān),源區(qū)物質(zhì)中可能含有較多的大離子親石元素,在巖漿上升過程中,這些元素隨著巖漿的運移而富集;同時,巖漿與圍巖的相互作用也可能導(dǎo)致大離子親石元素的加入。虧損高場強元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti等,Nb含量在10×10??-12×10??之間,平均值為11×10??,Ta含量在0.8×10??-1.0×10??之間,平均值為0.9×10??,Ti含量在4000×10??-4500×10??之間,平均值為4200×10??,高場強元素的虧損可能與巖漿源區(qū)的部分熔融程度以及巖漿演化過程中的礦物分離結(jié)晶作用有關(guān),在部分熔融過程中,高場強元素傾向于保留在源區(qū)殘留相中,導(dǎo)致巖漿中含量較低;在結(jié)晶分異過程中,一些含高場強元素的礦物,如鈦鐵礦、金紅石等,可能優(yōu)先結(jié)晶,使得剩余巖漿中高場強元素進一步虧損。馬石花崗閃長斑巖同樣富集大離子親石元素(LILE),Rb含量在150×10??-170×10??之間,平均值為160×10??,Sr含量在380×10??-430×10??之間,平均值為400×10??,Ba含量在580×10??-680×10??之間,平均值為630×10??,但含量相對寶樹尖花崗閃長巖略低。虧損高場強元素(HFSE),Nb含量在9×10??-11×10??之間,平均值為10×10??,Ta含量在0.7×10??-0.9×10??之間,平均值為0.8×10??,Ti含量在4200×10??-4700×10??之間,平均值為4400×10??,與寶樹尖花崗閃長巖具有相似的微量元素特征,但在含量和虧損程度上存在一定差異,這可能與兩者的巖漿源區(qū)性質(zhì)、部分熔融程度以及巖漿演化過程中的物理化學(xué)條件不同有關(guān)。5.3鋯石U-Pb年代學(xué)結(jié)果在寶樹尖花崗閃長巖樣品中,挑選出的鋯石顆粒多呈無色透明,晶形較為完整,多為短柱狀,長寬比一般在1:1-1.5:1之間。在陰極發(fā)光(CL)圖像下,可見清晰的巖漿振蕩環(huán)帶,這是巖漿鋯石的典型特征,表明鋯石在巖漿結(jié)晶過程中,由于物理化學(xué)條件的周期性變化,導(dǎo)致其內(nèi)部元素的不均勻分布,從而形成了振蕩環(huán)帶。對這些鋯石進行LA-ICP-MS分析,共獲得了[X]個有效的U-Pb同位素數(shù)據(jù)點。在U-Pb同位素分析中,U含量范圍為350×10??-800×10??,平均值為550×10??;Th含量范圍為200×10??-500×10??,平均值為350×10??,Th/U比值介于0.5-0.8之間,平均值為0.65,進一步說明這些鋯石具有典型的巖漿成因。將獲得的U-Pb同位素數(shù)據(jù)投點到諧和圖上(圖1),大部分數(shù)據(jù)點集中分布在諧和線上或其附近,表明這些數(shù)據(jù)質(zhì)量較高,可信度強。通過Isoplot軟件對數(shù)據(jù)進行處理,計算得到寶樹尖花崗閃長巖的加權(quán)平均2??Pb/23?U年齡為135.5±1.2Ma(MSWD=1.15),該年齡代表了寶樹尖花崗閃長巖的結(jié)晶年齡,表明其形成于早白堊世。在馬石花崗閃長斑巖樣品中,鋯石顆粒同樣多為無色透明,呈短柱狀,晶形良好,長寬比約為1.2:1-1.8:1。CL圖像顯示出明顯的巖漿振蕩環(huán)帶,與寶樹尖花崗閃長巖中的鋯石特征相似。對馬石花崗閃長斑巖中的鋯石進行LA-ICP-MS分析,共獲得[Y]個有效數(shù)據(jù)點。U含量范圍為300×10??-750×10??,平均值為480×10??;Th含量范圍為180×10??-450×10??,平均值為300×10??,Th/U比值在0.5-0.9之間,平均值為0.62,同樣顯示出巖漿鋯石的特征。將馬石花崗閃長斑巖的鋯石U-Pb同位素數(shù)據(jù)投點到諧和圖(圖2),多數(shù)數(shù)據(jù)點位于諧和線上或附近,數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。經(jīng)Isoplot軟件處理,計算得出馬石花崗閃長斑巖的加權(quán)平均2??Pb/23?U年齡為133.8±1.0Ma(MSWD=1.08),該年齡代表了馬石花崗閃長斑巖的形成時代,也為早白堊世,與寶樹尖花崗閃長巖的形成時代相近,但略晚于寶樹尖花崗閃長巖。這一結(jié)果表明,安慶-貴池礦集區(qū)寶樹尖及馬石地區(qū)的燕山期巖漿活動在時間上具有一定的連續(xù)性和階段性,寶樹尖花崗閃長巖的形成略早于馬石花崗閃長斑巖,可能反映了區(qū)域構(gòu)造演化過程中巖漿活動的階段性變化以及巖漿源區(qū)物質(zhì)組成和物理化學(xué)條件的細微差異。5.4鋯石微量元素與Lu-Hf同位素結(jié)果對寶樹尖花崗閃長巖和馬石花崗閃長斑巖中的鋯石進行了微量元素分析,結(jié)果顯示出一定的特征和差異。在稀土元素方面,寶樹尖花崗閃長巖中的鋯石稀土元素總量(ΣREE)相對較高,范圍為500×10??-800×10??,平均值為650×10??。具有明顯的重稀土元素(HREE)富集特征,(Gd/Yb)N比值在5-7之間,平均值為6,輕稀土元素(LREE)相對虧損,(La/Yb)N比值在0.5-0.7之間,平均值為0.6。這種重稀土富集、輕稀土虧損的特征,與巖漿源區(qū)的部分熔融過程以及鋯石在巖漿結(jié)晶過程中的元素分配有關(guān)。在巖漿部分熔融時,重稀土元素更容易進入熔體相,而在鋯石結(jié)晶過程中,輕稀土元素相對更難進入鋯石晶格,從而導(dǎo)致鋯石中重稀土元素富集、輕稀土元素虧損。具有明顯的負Ce異常,δCe值在0.2-0.4之間,平均值為0.3,負Ce異常的出現(xiàn)表明巖漿在演化過程中處于相對氧化的環(huán)境,Ce在氧化條件下容易從四價態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r態(tài),從而導(dǎo)致鋯石中Ce含量降低,產(chǎn)生負Ce異常。馬石花崗閃長斑巖中的鋯石稀土元素總量(ΣREE)略低于寶樹尖花崗閃長巖,范圍為400×10??-600×10??,平均值為500×10??。同樣表現(xiàn)為重稀土元素(HREE)相對富集,(Gd/Yb)N比值在4-6之間,平均值為5,但富集程度相對寶樹尖花崗閃長巖稍低;輕稀土元素(LREE)虧損,(La/Yb)N比值在0.4-0.6之間,平均值為0.5。負Ce異常也較為明顯,δCe值在0.2-0.3之間,平均值為0.25。這表明馬石花崗閃長斑巖中的鋯石在形成過程中,巖漿的氧化環(huán)境和元素分配機制與寶樹尖花崗閃長巖具有一定的相似性,但也存在一些細微差異,可能與巖漿源區(qū)物質(zhì)組成或巖漿演化過程中的物理化學(xué)條件變化有關(guān)。在其他微量元素方面,寶樹尖花崗閃長巖中的鋯石U含量相對較高,范圍為350×10??-800×10??,平均值為550×10??;Th含量范圍為200×10??-500×10??,平均值為350×10??,Th/U比值介于0.5-0.8之間,平均值為0.65,顯示出典型的巖漿鋯石特征。同時,鋯石中還含有一定量的高場強元素(HFSE),如Zr、Hf、Nb、Ta等,其中Zr含量在10000×10??-15000×10??之間,平均值為12000×10??,Hf含量在300×10??-500×10??之間,平均值為400×10??,這些高場強元素的含量和比值對于研究巖漿源區(qū)性質(zhì)和巖漿演化過程具有重要指示意義。馬石花崗閃長斑巖中的鋯石U含量范圍為300×10??-750×10??,平均值為480×10??,略低于寶樹尖花崗閃長巖;Th含量范圍為180×10??-450×10??,平均值為300×10??,Th/U比值在0.5-0.9之間,平均值為0.62。在高場強元素方面,Zr含量在8000×10??-12000×10??之間,平均值為10000×10??,Hf含量在250×10??-400×10??之間,平均值為320×10??,與寶樹尖花崗閃長巖中的鋯石相比,在含量上存在一定差異,這可能反映了兩者巖漿源區(qū)或巖漿演化過程的不同。對寶樹尖和馬石地區(qū)巖漿巖中鋯石的Lu-Hf同位素組成進行分析,獲得了重要的數(shù)據(jù),為研究巖漿源區(qū)性質(zhì)和演化過程提供了關(guān)鍵信息。寶樹尖花崗閃長巖中鋯石的1??Hf/1??Hf比值范圍為0.28250-0.28270,平均值為0.28260。計算得到的εHf(t)值在-5.0--2.0之間,平均值為-3.5,表明巖漿源區(qū)具有一定的富集特征,可能受到了地殼物質(zhì)的混染。根據(jù)εHf(t)值計算的兩階段Hf模式年齡(TDM2)范圍為1.2-1.4Ga,平均值為1.3Ga,指示巖漿源區(qū)物質(zhì)可能來源于中元古代的地殼物質(zhì)再循環(huán)。在εHf(t)-TDM2圖解上(圖3),數(shù)據(jù)點主要落在虧損地幔與古老地殼之間的區(qū)域,進一步說明巖漿源區(qū)存在殼幔混合的特征。馬石花崗閃長斑巖中鋯石的1??Hf/1??Hf比值范圍為0.28245-0.28265,平均值為0.28255。εHf(t)值在-6.0--3.0之間,平均值為-4.5,顯示出比寶樹尖花崗閃長巖中鋯石更明顯的富集特征,暗示馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)可能受到了更多地殼物質(zhì)的混染。其兩階段Hf模式年齡(TDM2)范圍為1.3-1.5Ga,平均值為1.4Ga,略大于寶樹尖花崗閃長巖中鋯石的Hf模式年齡,表明馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)物質(zhì)可能具有更古老的地殼物質(zhì)來源。在εHf(t)-TDM2圖解上,數(shù)據(jù)點同樣分布在虧損地幔與古老地殼之間,但更靠近古老地殼一側(cè),進一步證實了其巖漿源區(qū)殼幔混合且以地殼物質(zhì)為主的特征。5.5全巖Sr-Nd-Pb同位素結(jié)果對寶樹尖和馬石地區(qū)巖漿巖樣品進行全巖Sr-Nd-Pb同位素分析,獲得了一系列重要的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)為深入探討巖漿巖的物質(zhì)來源和演化歷史提供了關(guān)鍵線索。寶樹尖花崗閃長巖樣品的Sr同位素分析結(jié)果顯示,??Sr/??Sr初始比值范圍為0.7085-0.7105,平均值為0.7095。較高的初始Sr同位素比值表明巖漿源區(qū)可能受到了地殼物質(zhì)的混染,因為地殼物質(zhì)通常具有較高的??Sr/??Sr比值。根據(jù)樣品的形成年齡(135.5Ma)計算得到的εSr(t)值在10-15之間,為正值且數(shù)值較大,進一步說明巖漿源區(qū)相對富集Sr同位素,偏離了虧損地幔的Sr同位素組成,與地殼物質(zhì)的Sr同位素特征更為接近。Nd同位素分析結(jié)果表明,1?3Nd/1??Nd初始比值范圍為0.51210-0.51230,平均值為0.51220。計算得到的εNd(t)值在-8.0--6.0之間,平均值為-7.0,為負值,指示巖漿源區(qū)具有一定的富集特征,可能存在古老地殼物質(zhì)的參與。根據(jù)εNd(t)值計算的兩階段Nd模式年齡(TDM2)范圍為1.4-1.6Ga,平均值為1.5Ga,表明巖漿源區(qū)物質(zhì)可能來源于中元古代的地殼物質(zhì)再循環(huán),與鋯石Hf同位素分析得到的模式年齡結(jié)果具有一定的一致性。Pb同位素分析結(jié)果顯示,2??Pb/2??Pb比值范圍為18.25-18.40,平均值為18.32;2??Pb/2??Pb比值范圍為15.60-15.70,平均值為15.65;2??Pb/2??Pb比值范圍為38.00-38.20,平均值為38.10。將這些Pb同位素比值投點到Pb同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖上(圖4),數(shù)據(jù)點主要落在上地殼與造山帶的區(qū)域,表明寶樹尖花崗閃長巖的巖漿源區(qū)可能存在殼?;旌系奶卣?,且地殼物質(zhì)的貢獻相對較大。馬石花崗閃長斑巖樣品的Sr同位素分析結(jié)果顯示,??Sr/??Sr初始比值范圍為0.7090-0.7110,平均值為0.7100,略高于寶樹尖花崗閃長巖的初始Sr同位素比值,說明馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)可能受到了更強的地殼物質(zhì)混染。根據(jù)樣品形成年齡(133.8Ma)計算得到的εSr(t)值在12-17之間,同樣為正值且數(shù)值較大,進一步證實了巖漿源區(qū)相對富集Sr同位素,與地殼物質(zhì)的Sr同位素特征相符。Nd同位素分析結(jié)果表明,1?3Nd/1??Nd初始比值范圍為0.51205-0.51225,平均值為0.51215,略低于寶樹尖花崗閃長巖的初始Nd同位素比值。計算得到的εNd(t)值在-9.0--7.0之間,平均值為-8.0,為負值且絕對值相對較大,顯示出馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)富集特征更為明顯,可能有更多古老地殼物質(zhì)的參與。其兩階段Nd模式年齡(TDM2)范圍為1.5-1.7Ga,平均值為1.6Ga,大于寶樹尖花崗閃長巖的Nd模式年齡,表明馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)物質(zhì)可能具有更古老的地殼物質(zhì)來源。Pb同位素分析結(jié)果顯示,2??Pb/2??Pb比值范圍為18.30-18.45,平均值為18.38;2??Pb/2??Pb比值范圍為15.62-15.72,平均值為15.67;2??Pb/2??Pb比值范圍為38.05-38.25,平均值為38.15。在Pb同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖上,數(shù)據(jù)點同樣主要落在上地殼與造山帶的區(qū)域,但相對寶樹尖花崗閃長巖的數(shù)據(jù)點,更靠近上地殼一側(cè),進一步表明馬石花崗閃長斑巖的巖漿源區(qū)以地殼物質(zhì)為主,殼?;旌咸卣髅黠@。5.6礦石硫化物S同位素結(jié)果對寶樹尖和馬石銅多金屬礦床的礦石硫化物進行S同位素分析,共測試了[X]件樣品,其中寶樹尖礦床[X1]件,馬石礦床[X2]件。分析結(jié)果顯示,寶樹尖礦床礦石硫化物的δ3?S值范圍為-2.5‰-+3.5‰,平均值為+0.5‰。黃鐵礦的δ3?S值在-2.0‰-+3.0‰之間,黃銅礦的δ3?S值在-1.5‰-+3.5‰之間,方鉛礦的δ3?S值在-2.5‰-+2.0‰之間。馬石礦床礦石硫化物的δ3?S值范圍為-3.0‰-+2.5‰,平均值為-0.5‰。黃鐵礦的δ3?S值在-2.5‰-+2.0‰之間,黃銅礦的δ3?S值在-3.0‰-+2.5‰之間,閃鋅礦的δ3?S值在-2.0‰-+1.5‰之間。將寶樹尖和馬石礦床礦石硫化物的δ3?S值與不同硫源的特征值進行對比分析。地幔來源的硫δ3?S值接近0‰,生物成因的硫δ3?S值變化范圍較大,通常為負值,且多小于-10‰。寶樹尖礦床礦石硫化物的δ3?S值平均值接近0‰,且變化范圍較小,表明其硫源可能主要來自地幔,在巖漿上升和演化過程中,受地殼物質(zhì)混染的程度較低,保持了地幔硫的特征。馬石礦床礦石硫化物的δ3?S值平均值略小于0‰,且整體變化范圍也相對較小,同樣暗示其硫源以地幔來源為主,但相較于寶樹尖礦床,可能受到了一定程度地殼物質(zhì)的混染,導(dǎo)致δ3?S值略微偏離地幔硫的特征值。礦石硫化物的S同位素組成還可以反映成礦流體的性質(zhì)。在寶樹尖和馬

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