安徽铜陵地区虎山岩体矿物成分特征及其锆石U-Pb年代学

雷敏; 吴才来; 秦海鹏; 王楠; 张昕; 陈红杰

安徽铜陵地区虎山岩体矿物成分特征及其锆石U-Pb年代学

大陆构造与动力学国家重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京 100037

基金项目: 国家专项(SinoProbe-05-05)，公益性行业科研专项课题(201211095-4)和国家自然科学基金项目(40921001、41302266)以及中国地质调查局项目(1212011120160、1212010918007)共同资助。

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出版历程
- 刊出日期: 2015-10-24

Mineral composition and zircon U-Pb dating of the Hushan intrusion in Tongling area, Anhui Province

State key Laboratory of Continental Tectonics and Dynamics，Institite of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

摘要

摘要: 提要：铜陵地区虎山岩体主要由石英二长闪长岩和花岗闪长斑岩组成，属高钾钙碱性系列中酸性侵入岩。本文对虎山岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，结果表明，虎山石英二长闪长岩和花岗闪长斑岩侵入时代分别为(143.2±1.2)Ma和(145.3±1.2)Ma，属晚侏罗—早白垩世，与中国东部J-K岩浆事件相呼应，并且，虎山岩体存在两次岩浆侵入活动，早期形成的花岗闪长斑岩的年龄为(145.3±1.2)Ma，与铜陵矿集区瑶山花岗闪长斑岩的年龄(146.0±0.9)Ma在误差范围内一致，晚期形成的石英二长闪长岩为(143.2±1.2) Ma，与区内的铜官山和天鹅抱蛋山岩体的年龄(142±1) Ma和(141.7±1) Ma一致。岩石地球化学及矿物温压计计算结果表明，岩浆结晶的温度为768~838°C、压力为3.44×108~5.42×108 Pa，虎山岩体属幔源岩浆和壳源岩浆混合成因，且混合作用发生在11~18 km的浅位岩浆房。
- 花岗岩类 /
- 矿物学 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb定年 /
- 温压计 /
- 铜陵 /
- 虎山岩体
Abstract: Abstract: Mesozoic intermediate-acid intrusive rocks in Hushan intrusion of Tongling area belong to the high potassium (K) calc-alkaline series, with main rock types being quartz monzodiorite and granodiorite porphyry. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of Hushan intrusion shows that the emplacement age of quartz monzodiorite and granodiorite porphyry are (143.2±1.2)Ma and (145.3±1.2)Ma respectively, belonging to Late Jurassic-Early Cretaceous. These data are consistent with eastern China’s J-K magmatic event. In addition, Hushan body has experienced two times of magma intrusion activities. The age of early granodiorite porphyry (145.3±1.2)Ma is consistent with the age of Yaoshan granodiorite porphyry (146.0±0.9) Ma in the Tongling ore district, and the age of late quartz monzodiorite (143.2±1.2)Ma is consistent with that of Tongguanshan and Tianebaodanshan (142±1)Ma,(141.7±1)Ma). From the study of geochemistry and plagioclase-hornblende thermobarometry, the authors conclude that the magma crystallization temperature and the corresponding pressure varied in the range of 768~838°C and 3.44×108 ~5.42×108 Pa, respectively. Hushan intrusion was derived from the mixture of the mantle magma and crustal magma, with their corresponding depths being 11~18 km.
- granitoids /
- mineralogy /
- LA-ICP-MS zircon U-Pb dating /
- thermobarometry /
- Tongling /
- Hushan intrusion

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1.   研究目的（Objective）

碳酸钙是全球应用最广泛的非金属矿物材料之一，它不仅是建材、造纸、塑料、涂料、橡胶、油漆、冶金等行业的原料或改性功能材料，而且在日用化工、食品、医药、卫生保健等领域发挥着独特的作用。广西贺州大理岩矿产丰富，被誉为全国“重钙之都”，但石灰岩矿（轻质碳酸钙）勘查程度低，为了加快传统产业转型升级和新经济新业态转化培育，贺州市以粤港澳大湾区市场需求为引领，将重质碳酸钙领域拓展到轻质碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙领域，构建绿色高端碳酸钙千亿元产业集群，本次在贺州市水声肚地区开展了石灰岩矿的勘查研究工作。

2.   研究方法（Methods）

通过开展详查工作，采用大比例尺地质填图圈定含矿层位；采用勘查线的布置形式，地表施工槽探、深部系统施工钻探揭露控制，最终通过全孔采样分析，圈定有色冶金熔剂用石灰岩矿体，估算资源量，实现了快速找矿突破。同时研究分析了水声肚矿区石灰岩矿体的主要赋矿层位，矿体规模、形态、产状、厚度、品位，矿石结构构造、矿物成分、化学成分、矿石类型，确定找矿标志。

3.   结果（Results）

通过项目实施，水声肚矿区熔剂用石灰岩矿的主要含矿层位为融县组下段（D₃r¹）和桂林组上段（D₃g³）（图 1a）。融县组下段岩性为浅灰色-灰白色中厚层亮晶微晶粒屑灰岩夹纹层状含生物屑微晶灰岩，厚50~60 m；桂林组上段岩性为深灰色生物碎屑灰岩夹多层层孔虫灰岩，厚67~131 m。

图 1 水声肚矿区地质简图（a）、层孔虫灰岩矿石和镜下照片（b）及1号勘查线剖面图（c）

Figure 1. Simplified geological map of the Shuishengdu area (a), microscopic photos of stromatoporoid limestone ore (b) and section of No.1 exploration line (c) in the Shuishengdu area

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通过系统工程控制和采样分析，圈出了①号熔剂用石灰岩主矿体，矿体走向延长约2350 m，倾向延长约1650 m，水平投影面积约2.05 km²。矿体剖面形态呈单斜厚大层状、板状（图 1b）。矿体平均倾向193°，平均倾角21°。通过45个钻孔施工，控制矿体厚度11.01~179.53 m，平均99.02 m。单工程品位：CaO 53.75%~54.84%，平均54.44%；MgO 0.52%~1.17%，平均0.75%；SiO2 0.20%~1.33%，平均0.48%。

矿石结构以生物碎屑（含层孔虫、腕足类）泥晶结构（图 1c）、微晶结构为主，构造主要为块状构造。矿石矿物成分主要为方解石（约98%），含少量的泥质（约2%）。据组合分析结果：Al₂O₃平均含量0.24%；Fe₂O₃平均含量0.08%；S平均含量0.022%；P平均含量0.0019%；烧失量平均43.57%。表明矿区熔剂用石灰岩有害组分含量极低。矿石工业类型为有色冶金熔剂用石灰岩，均达一级品，部分达特级品。

4.   结论（Conclusions）

(1) 本次勘查在水声肚矿区新发现超大型有色冶金熔剂用石灰岩矿床，共估算石灰岩矿石资源量（控制+推断）为72956.46万t，矿区北部直接出露地表的石灰岩矿石量超2亿t，为贺州市碳酸钙产业转型升级提供资源保障，也为贺州市创建“广西东融先行示范区”迈开了加速步伐。

(2) 确定水声肚地区有色冶金熔剂用石灰岩矿的主要赋矿层位为融县组下段和桂林组上段。

5.   致谢（Acknowledgements）

项目实施过程中得到了广西贺州市自然资源局的大力支持，谨此表示感谢。