勘查|长江中下游成矿带铜陵矿集区新类型金矿发现及意义 -以杨冲里金矿为例

杨冲里矿区位于长江中下游成矿带铜陵矿集区中部偏东（图1），段留安等（2013）在该区发现了产在破碎带中的金矿脉，随后经工程控制确认为近年来铜陵地区浅部发现的唯一一个具有中等规模的新类型（构造蚀变岩型）金矿床。该区出露志留纪地层，岩浆岩为舒家店岩体一部分（岩性为二长闪长岩），同时在钻孔深部发现了正长花岗岩（不同于已知铜陵地区岩浆岩组合）。前人对舒家店岩体的辉石闪长岩做过研究，而对二长闪长岩和隐伏的花岗正长岩尚没有进行研究。我们对二长闪长岩和正长花岗岩进行了LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄测定，获得了它们的侵位时间分别为140.7±1.8 Ma和126.4±1.2 Ma。

图1 杨冲里矿区区域地质图

二长闪长岩SiO2含量为62.81%~67.02%，全碱(Na2O+K2O)含量为6.93%~8.13%，属高钾钙碱性系列。SiO2与Fe2O3、TiO2、MgO、CaO及P2O5具有明显的负相关性。具有轻微的Eu负异常，Eu/Eu*比值为0.81~0.88。其锆石样品Ti 的含量在1.76~8.76 ppm，根据锆石Ti 含量计算出锆石的结晶温度范围在625~716℃，平均温度为662℃。二长花岗岩具有高的HREE含量，富集Sr、Ba，高的Sr/Y（均值84.5）和La/Yb（均值16.2）比值，低Y、Yb，无明显Eu异常等埃达克岩地球化学特征，其成岩年龄和地球化学属性与长江中下游早白垩埃达克质岩一致，属于俯冲洋壳熔融型埃达克岩，支持板块熔体的解释（图2），判断其原始岩浆可能来源于受板片俯冲改造的岩石圈地幔，在岩浆上升过程中与地壳发生了同化混染，并发生了结晶分离作用。

图2 杨冲里二长闪长岩Sr/Y-Y及Sr/Y-(La/Yb)N图解

正长花岗岩具有较高的SiO2（71.36%~73.59%）、Al2O3（12.87%~13.45%）和Fe2O3（1.70%~1.94%）含量；全碱（K2O+Na2O）含量为8.82%~9.37%；属于髙钾钙碱性系列。具有较高的Rb含量（131~219 ppm），较低Sr（78.3~156 ppm）。稀土总量变化为202.4~226.07ppm，(La/Yb)N值为5.11~6.26，轻稀土元素富集，重稀土元素平坦分布模式，表现出强烈的Eu 负异常（Eu*/Eu=0.22~0.31），表明源区具有斜长石的分离结晶。稀土配分模式右倾型与上地壳具有相似的稀土配分模式，说明其岩浆源区可能来源于上地壳。在微量元素原始地幔标准化图上，高场强元素P、Ti、Nb相对亏损；Rb、K、Th、U相对富集。根据锆石Ti含量计算其锆石的结晶温度范围在652~849℃，均值为751℃。其地球化学特征与铜陵周边A型花岗岩特征一致，可能是富集岩石圈地幔的玄武质岩浆与地壳物质同化混染，并经历了结晶分异，形成于板内（弧后）拉张的构造背景中的产物。

图3 杨冲里矿区矿石铅同位素图解

研究发现，金矿（化）体大致呈平行等距排布，主要发育于北东东至近东西向断裂破碎带中，严格受破碎带控制，产状和破碎带基本一致。其中发育在志留纪地层中的破碎带及其附近的金矿化强度高，其它地段金矿化相对分散。含金破碎带矿化蚀变主要有黄（褐）铁矿化、黄铜矿化、闪锌矿化、方铅矿化、辉钼矿化，碳酸盐化、硅化、绢云母化等。其中硅化、黄铁矿化普遍发育，与金矿化关系密切，一般呈正相关关系。金矿化对围岩无明显的选择性，其围岩可以是志留纪粉砂岩、石英岩，也可以是二长闪长岩。矿石类型主要为黄铁矿化碎裂岩。金与黄铁矿含量正相关，黄铁矿中的硫同位素相对集中，总体范围为4.08~5.33‰之间，与幔源硫相近。黄铁矿铅同位素在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中投点在MORB与海相沉积物叠加区域(图3a)，说明热液系统的铅可能具有海相沉积物的源区。而在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中铅同位素投点于MORB区域(图3b)，都明显区别于加厚或拆沉下地壳部分熔融形成的埃达克岩如郯庐断裂带南段（STLF）埃达克岩以及大别-苏鲁花岗岩/埃达克岩，因此推断杨冲里矿床的成矿热液可能是来自俯冲洋壳板片熔融过程中的幔源，同时混入了下地壳物质，说明矿床成矿流体中的金属组份来源于壳幔混合的源区。综合硫、铅同位素特征，认为该地区金成矿的主要物质来源于岩浆岩，同时含矿热液在沿断裂带侵位时可能带入了部分地层中的金属组份。

图4 杨冲里矿区岩浆岩大地构造背景判别图解

该矿的形成是两期岩浆岩共同作用的结果，具有俯冲背景（图4）的舒家店岩体侵位带来了大量铜金硫等成矿元素，并进行了初始预富集；随后俯冲后撤拉张过程中形成的正长花岗岩为成矿元素在断裂构造中的运移提供了后期热动力，进一步促进了该区热循环，最终使本区铜、金、银等充填在破碎带中，杨冲里金矿的形成标志着俯冲和俯冲后撤一个旋回的结束，是燕山期中国东部构造调整转换及大规模成岩成矿事件的响应。

该研究成果发表在Acta Geologica Sinica (English Edition)上，第一作者为中国科学技术大学杨晓勇教授课题组段留安博士。本研究成果受国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应”(2016YFC0600404）等资助。

来源： 燕山期重大地质事件

编辑：矿语君，责编：谢涛。

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