太行山南段洪山矿化正长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及地球化学特征

发布时间：2020-11-13 08:00

　　 太行山南段是我国东部重要的金属成矿区。本文首次报道了太行山南段洪山岩体的金属成矿作用,对含矿的正长斑岩开展了系统的年代学、岩石地球化学及Hf同位素的分析工作。详细的野外观察表明,洪山岩体内具有典型的斑岩型矿化特点,并厘定出含矿正长斑岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,洪山正长斑岩成岩年龄为130.45~131.4Ma,晚于洪山正长岩形成年龄(132~135Ma),成矿时代略晚于本区矽卡岩型铁矿的成矿年龄(133~137Ma),处在太行山地区中生代侵入岩活动高峰期内(120~140Ma),属于太行山地区后碰撞构造伸展阶段的产物。详细的岩石地球化学研究表明,洪山正长斑岩具有高硅(Si O_2=63.72%~67.63%)、高钾(K_2O/Na_2O=0.73~1.36)和富碱(K_2O+Na_2O=12.34%~12.73%)的特点,属于钾玄岩系列岩石。岩体轻稀土元素富集(LREE/HREE=9.32~12.43),不具铕异常(δEu=0.93~1.05),富集大离子亲石元素(Rb、Th、U、K)而亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)。2件样品24个测点的锆石εHf(t)值具有较大的变化范围(-24.4~-10.3),对应的地壳模式年龄集中于1.6~2.7Ga。综合分析表明,正长斑岩是"EMⅠ型"富集地幔部分熔融的产物,岩浆在上涌的过程中受到下地壳物质的混染,形成壳幔混源的富钾含矿岩浆,并最终导致洪山斑岩型Cu矿化的发生。
【部分图文】：

1地质概述1．1成矿地质环境太行山南段位于华北克拉通中部带南部，系指赞皇背斜及其南的广大太行山地区及其相邻区域，面积约2.5万km2左右。该区域自太古宙和古元古图1邯邢地区区域构造图(a)(据郑建民等，2007修改)和洪山岩体地质图(b)(据河北省地矿局第一地质大队)Fig．1TheregionalgeologicalmapoftheHandan—Xingtairegion(a)(modifiedafterZhengJianminetal．，2007b＆)，thegeologicalmapoftheHongshancomplex(b)(modifiedafterGeologicalTeamofHebeiBureauofGeologicalExplorationandDevelopment)代基底构造形成以后，整个古生代基本上处于稳定发展时期，形成了一套以海相沉积为主的盖层岩系。中生代早期(三叠纪)仍然处于平静的地台发展阶段，属华北地台腹地大型内陆盆地的东部边缘。晚中生代以来华北克拉通发生大面积的减薄破坏作用，使该区普遍经受了构造岩浆活化作用，形成了大面积分布的侵入岩体，局部有相应的火山岩系产出(罗照华等，1999)。侵入岩体规模不大，空间上由西向东组成3个近平行的岩浆岩带，呈北北东向串珠状分布，分别组成符山杂岩体、武安杂岩体和洪山杂岩体(图1b)，前二者为本区夕卡岩型铁矿重要的成矿母岩。区内基底断裂及断陷盆地发育，由此产生的断裂带控制着本区成矿岩浆岩的分布，同时铁矿床的产出严格受断陷盆地控制(郑建民，2007)。洪山岩体平面呈长轴北西西向不规则椭圆状，出露面约70km2，主体由辉石正长岩、黑云角闪正长岩和正长斑岩等碱性岩组成。其详细的岩性划分较为复杂，可按粒度、斑状结构特点进行水平分带划分。总体上看，粗粒正长岩为中心相，班状正长岩为过度相，细粒正长岩为边缘相。岩体南北两侧出露一套与洪山正长岩类同期的碱性火山碎屑岩系，面积约3km2(郑建民，20

图2太行山南段洪山正长斑岩野外及镜下照片:(a)正长斑岩侵入于凝灰岩中;(b)正长斑岩;(c)震碎角砾岩;(d)含闪长质角砾矿化正长斑岩;(e)矿化正长斑岩;(f)正长斑岩;Cpy—黄铜矿;Py—黄铁矿;Kfs—钾长石Fig．2FieldphotographsandmicrophotographsoftheHongshansyeniteporphyriesinSouthernTaihangMountains:(a)syeniteporphyrymassintrusivedinthetuff;(b)syeniteporphyry;(c)shatteredbreccia;(d)ore-bearingsyeniteporphyrywithdioriticbreccia;(e)ore-bearingsyeniteporphyry;(f)syeniteporphyry;Cpy—chalcopyrite;Py—pyrite;Kfs—feldspar长轴200余米，短轴宽近180m。可圈出工业矿体，单工程揭露矿体最大厚度7.22m，工程控制最大长度约40m。矿体总体产状340°∠70°，铜品位在0.2%～1.82%之间，岩体约80%含矿。矿化呈浸染状、细脉状等特征。矿石矿物主要为黄铜矿，其次为斑铜矿、辉铜矿、铜蓝。氧化铜矿物主要为孔雀石1066地质论评2016年

图3南太行洪山正长斑岩代表性锆石阴极发光图像及其U-Pb年龄、εHf(t)值Fig．3Cathodoluminescence(CL)imagesofrepresentativezircongrainsandtheiragesandεHf(t)valuesoftheHongshansyeniteporphyriesinSouthernTaihangMountains场强元素(HFSEs，例如Nb、Ta、Ti)等特征(图6b)。3.3锆石Hf同位素特征本文分析的2件样品锆石的n(176Yb)n(177Hf)和n(176Lu)n(177Hf)比值范围分别为0.01128～0.11242和0.00032～0.00332(表3)，n(176Lu)n(177Hf)比值几乎都小于0.002，表明这些锆石在形成以后，仅具有较少的放射成因Hf的积累，可以用初始n(176Hf)n(177Hf)比值代表锆石形成时的n(176Hf)n(177Hf)比值(吴福元等，2007)。2件正长斑岩共24个测点的εHf(t)值为－24.4～－10.3，对应的地壳模式年龄(tDMC)为1.6～2.7Ga(图7)。4讨论4．1成岩年代学同位素统计结果表明，太行山地区中生代侵入岩年龄介于80～180Ma之间，覆盖近乎整个燕山运动延续时间，而岩浆活动高峰期在124～154Ma之间(罗照华等，1999)，更为集中的结果表明太行山地区岩浆作用在127～138Ma之间(陈斌等，2005)，这个时期形成了大量的侵入岩体，在邯邢地区岩性表现为角闪闪长岩、二长闪长岩、二长岩、闪长岩、正长岩等。西部岩带的符山岩体和平顺岩体的角闪闪长岩类年龄介于123～128Ma(彭头平等，2004;王艳娟，2012;张海东等，2014)，中部岩带二长岩类、闪长岩类年龄较为集中，为131～132Ma(ChenBinetal．，2008)。年龄统计结果见表4。近年来，对洪山岩体中主体正长岩的侵位时代有了较多的报道。全岩Ｒb-Sr等值线年龄显示，洪山正长岩侵位时间为126.82±7.6Ma～138.1±1.2Ma，具有较大的变化范围(Yanet
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本文编号：2881952