Zircon U-Pb geochronology of intermediate-acid intrusions in the Shujiadian ore district of the Tongling ore concentration area
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摘要:
铜陵舒家店地区中酸性侵入岩发育，主要由舒家店岩体、林家冲岩体及其周围的小岩体构成。区内侵入岩可划分为高钾钙碱性系列和橄榄安粗岩系列。对两个主要岩体的钻孔岩心采样并对其进行了LA-ICP-MS锆石UPb定年工作。研究结果表明，舒家店地区中酸性侵入岩活动存在多期性，花岗闪长斑岩侵入年龄在147.0~146.9 Ma，辉石二长闪长岩为144.8 Ma，石英二长闪长岩为141.0 Ma，花岗闪长岩为138.0 Ma，花岗斑岩在130.5~124.0 Ma，长英质细晶岩为129.4 Ma，并给出区内中酸性岩浆侵位先后次序为：花岗闪长斑岩→辉石二长闪长岩→石英二长闪长岩→花岗闪长岩→花岗斑岩脉/长英质岩脉。
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关键词:
- 铜陵 /
- 舒家店 /
- LA-ICPMS锆石U-Pb定年 /
- 岩浆活动
Abstract:Intermediate-acidic intrusive rocks are well developed in Shujiadian area of Tongling region. The intrusive rocks are mainly composed of Shujiadian rock body, Linjiachong rock body and several minor rock bodies around them. The intrusive rocks in the area can be divided into high-K calc-alkaline series and shoshonite series. In this study, the authors carried out LA-ICP-MS zircon U-Pb chronological research on the two main rock bodies. The results show that there existed multiple phases in the intermediate-acidic rock intrusion events in this area. The intrusion ages of the granodiorite porphyry, the pyroxene monzodiorite, the quartz monzodiorite, the granodiorite, the granite porphyry and the felsic vein are between 147.0 Ma and 146.9 Ma, 144.8 Ma, 141.0 Ma, 138.0 Ma, between 130.5 Ma and 124.0 Ma, and 129.4 Ma, respectively. On such basis, the authors consider that the intruding order of the intermediate-acidic magma in this area should be granodiorite porphyry→pyroxene monzodiorite→quartz monzodiorite→granodiorite→granite porphyry or felsic vein.
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Keywords:
- Tongling /
- Shujiadian /
- LA-ICPMS zircon U-Pb dating /
- magma intrusion
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铜陵矿集区位于长江中下游地区安徽省境内的长江南岸，是中国重要的有色金属基地之一。区内出露70 多个中生代中酸性侵入岩体，大多数岩体的出露面积为0.5~3 km2，所有这些岩体均分布在宽约25 km、长约40 km 的东西向构造-岩浆-成矿带上[1]。区内主要发育高钾钙碱性和橄榄安粗岩两个系列的侵入岩[2-5]。区内的铜矿床与中酸性侵入岩关系密切，鉴于此，多年来许多研究者从不同的角度研究铜陵地区的侵入岩[1-3, 6-16]，并取得了大量的成果，对于区内与侵入岩相关的矿床勘探及研究起到了重要的指导作用。
铜陵矿集区舒家店斑岩型铜及多金属矿床由华东冶金勘查局803 地质队于20 世纪70 年代发现并进行浅部勘察，后由华东冶金勘察院开展了深入的勘察及研究工作，并取得了一定的找矿突破。一些学者也在该区开展了成矿学及其相关侵入岩年代学、地球化学研究[17-26]，而对该地区侵入岩体系统的年代学研究欠缺。基于此，本文以舒家店地区钻孔岩芯为对象，利用LA-ICP-MS锆石U-Pb 同位素测年法对区内侵入岩开展了系统的年代学研究，明确了区内中酸性岩浆活动期次，为本区及整个铜陵地区的侵入岩及成矿关系研究提供基础认识。
1. 区域地质背景
长江中下游地质构造演化过程可分为3 个阶段，可概括为基底形成阶段、盖层沉积阶段和板内变形阶段[1]。铜陵地区处于于长江中下游地区大地构造演化格架之下，与下扬子前陆坳陷中的次级隆起—铜陵凸起[27]对应，是扬子地块与大别前陆坳陷的过渡带，多期不同方向、不同性质的构造变形相互叠加使本区形成了具有构成复杂的网格状构造体系的基底构造和盖层构造。铜陵地区在地层划分上隶属于扬子地层区的下扬子分区、贵池小区。出露的最老地层为志留系，除下、中泥盆统外，各时代地层发育基本齐全[28]。
舒家店地区褶皱、断裂发育，主要的褶皱构造为舒家店短轴背斜。北东向、北北西向2 组断裂发育，北东向主要为压性冲断裂及破碎带，是岩浆侵位的主要通道，也是矿区内主要的控矿构造；北西向主要为横切背斜的断裂，分布在矿区的东北部，可能控制着岩体的侵位变形及流体的运移[26]。区内出露的地层主要有志留系高边家组（S1g
），以笔石页岩为主；坟头组（S2f）和茅山组（S3m）。西北和东北部出露有泥盆系、石炭系和二叠系，中部和西部则为第四系所覆盖。 2. 岩体地质及岩相学
本文的样品采自舒家店地区的钻孔岩心。由区内岩体地质特征可知，组成本区侵入岩体的岩石类型主要为花岗闪长斑岩、辉石二长闪长岩、石英二长闪长岩和花岗闪长岩，钻孔揭露还有辉绿岩、花岗斑岩、长英质细晶岩等岩脉。
舒家店地区的侵入岩由2 个主要岩体和若干小岩体组成。两个主要岩体分别为舒家店岩体和林家冲岩体（图 1），岩体多侵位于背斜的近轴部，总体不规则椭圆形及不规则形状，倾向北西，局部南西。
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图 1 中舒家店地区岩体分布简图文标题Figure 1. Simplified geological map showing distribution of intrusive rocks in Shujiadian area舒家店岩体主要由辉石二长闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗闪长岩及石英二长闪长岩组成，围岩为志留系坟头组砂岩。岩体呈北东—南西向延长的不规则形状，出露面积约0.75 km2（长约1.5 km，宽约0.5 km），各种岩性的岩石在接触部位相互穿插。
林家冲岩体主要由花岗闪长斑岩和辉石二长闪长岩组成，围岩为志留系坟头组砂岩，花岗闪长斑岩出露面积占绝大部分，辉石闪长岩出露于岩体的东北角，约占岩体总面积的1/5，岩体呈不规则椭园形，面积约1.5 km2。
除上述2 个主要岩体外，舒家店地区西南部还分布多个小岩体，多为花岗闪长斑岩小岩体，其次为石英二长闪长岩小岩体，岩体出露面积小，多为不规则形状，围岩为志留系坟头组砂岩和志留系高家边组粉砂质页岩。
辉石二长闪长岩，发育走向北西及南北向节理。岩石蚀变发育，主要有钾化、碳酸盐化、绿帘石化、硅化等，伴有黄铜矿、黄铁矿化。岩石呈深灰色，具中细粒等粒、半自形—他形结构，块状构造。主要矿物组成为：斜长石（45%~55%），钾长石（15%~25%），单斜辉石（10%~20%），黑云母（约2%）。斜长石呈板状及长条状，卡纳复合双晶及聚片双晶发育，可见环带结构，部分斜长石可见绢云母化。钾长石多呈不规则板状，多为简单双晶。单斜辉石主要为透辉石，柱状，正高突起，干涉色二级橙黄至二级黄，可见简单双晶，个别辉石可见绿帘石化。黑云母呈片状，多色性明显。薄片中可见绿帘石细脉充填裂隙，干涉色不均匀。绿帘石细脉两侧可见绿泥石。副矿物主要见磷灰石、榍石、锆石。金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等，多呈星点状分布，也见呈不连续脉状。
辉绿岩脉，呈灰黑色，具辉绿结构，块状构造。主要矿物组成为：基性斜长石（60%~70%），单斜辉石（20%~30%）。基性斜长石多为长条状，也可见板状，聚片双晶及简单双晶，可见环带结构。另外也可见长石发生部分绿帘石化。镜下可见呈板状的斜长石斑晶，部分发生黏土化。单斜辉石呈他形，多发生黏土化及碳酸盐化，少数可见较完整晶形被绿帘石及金属矿物充填，多为黄铁矿。方解石，含量<1%，具有显著的闪突起现象。副矿物见锆石，正极高突起，高级白干涉色。金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿，含量约1%，呈星点状散布。
石英二长闪长岩，岩石呈浅灰色，多为半自形—他形粒状结构，块状构造。主要矿物组成：斜长石（35%~45%）、钾长石（10%~15%）、石英（15%~20%）、角闪石（10%~15%）、黑云母（3%~5%）。石英主要成他形粒状，也可见半自形、自形板状，也有石英细脉充填裂隙。晶形较大的石英中含有包裹体，也见金属矿物包裹体。斜长石呈板状、长条状，聚片双晶卡纳复合双晶可见，环带结构发育，部分斜长石发生碳酸盐化。钾长石呈板状，具简单双晶，也见十字穿插双晶。角闪石在单片光下呈浅绿色，柱面解理完全，横切面具典型的角闪石式解理。黑云母，片状，单片光下浅棕—棕色，具强吸收性。副矿物为磷灰石、榍石等。金属矿物为磁铁矿和黄铁矿，零星分布。
花岗闪长斑岩，在舒家店地区分布最广，是各岩体的主要组成部分。岩石呈浅灰色，斑状结构。主要矿物组成：石英（15%~25%），长石（45%~55%），角闪石（10%~15%）基本已全部蚀变，仅保留有原矿物晶形。斑晶和基质均为石英和钾长石，斑晶15%~25%。斑晶和基质多发生黏土化，也可见碳酸盐化，个别斜长石斑晶可见绢云母化。石英斑晶边缘可见增生边。可见少量方解石，闪突起明显，高级白干涉色，含量<1%。镜下所见金属矿物主要为黄铁矿，呈粒状集合体分布，也有零星分布。
花岗闪长岩，岩石呈浅灰色，不等粒结构，块状构造。主要矿物组成为斜长石（35%~45%）、钾长石（15%~25%）、石英（10%~15%）、角闪石（5%~10%）、黑云母（3%~5%）。石英主要成他形粒状，也可见半自形、自形板状，也有石英细脉充填裂隙。晶形较大的石英中含有包裹体，也见金属矿物包裹体。斜长石呈板状、长条状，聚片双晶卡纳复合双晶可见，环带结构发育，部分斜长石发生碳酸盐化。钾长石呈板状，具简单双晶，也见十字穿插双晶。角闪石在单片光下呈浅绿色，柱面解理完全，横切面具典型的角闪石式解理。
花岗斑岩，灰白色，斑状结构，块状构造。镜下也可见石英斑晶反应边结构。主要矿物组成：石英（20%~25%）、钾长石（55%~65%）及少量斜长石。斑晶主要为钾长石，石英斑晶较少，总含量25%~35%。岩石蚀变强烈，单偏光下呈土灰色。极少量金属矿物零星分布。
长英质岩脉，呈浅灰色。矿物组成为细晶石英和长石等，含有小的石英及长石斑晶，长石几乎已全部发生蚀变。
3. 岩石地球化学
分析样品采自舒家店地区钻孔岩心，样品处理及化学全分析在河北廊坊区调研究所完成，氧化物用3080E X 荧光光谱仪测试，执行标准分别为：Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、K2O、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、FeO 按GB/T14506.28-1993 标准；H2O+ 按5 GB/T14506.2-1993 标准；CO2 按GB9835-1988 标准；LOI 按LY/T1253-1999 标准。稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y 和微量元素Cu、Pb、Hf、Ta、Sc、Cs、V、Co、Ni 用等离子质谱(ICP-MS)Excell测试，执行标准为DZ/T0223-2001；微量元素Sr、Ba、Zn、Rb、Nb、Zr、Ga 用X 荧光光谱仪2100 测试，执行标准为JY/T016-1996。
表 1 中列出舒家店地区不同岩体的主量元素分析结果。舒家店地区岩体的SiO2含量变化范围在50.27%~75.86%，平均为64.89%。全碱含量（Na2O+K2O）除其中一个样品（样品12CL506-2）小于1%（0.24%），其余都在5.12%~8.42%，其中K2O含量为0.18%~5.84%，Na2O变化于0.06%~8.03%，Na2O/K2O值为0.03~2.40，比值范围较大，一般Na2O/K2O比值小于1 者其薄片在镜下观察均有钾化现象，其中一个花岗斑岩样品（12CL506-2）的K2O 含量为0.18%，Na2O为0.06%，是由岩石发生蚀变作用导致了碱质流失引起，同时也导致其里特曼指数非常小（0.002）。Al2O3含量变化于12.48%~17.18%，多数样品大于15%，铝饱和指数A/CNK 为0.56~2.75。里特曼指数（σ）变化于0.002~4.02。
表 1 舒家店地区侵入岩样品主量元素（%）及微量元素（10-6）分析结果Table 1. Major（%）and trace（10-6）element analyses for intrusive rocks from Shujiadian area
在岩石系列判别图解（图 2）中，除个别蚀变样品外，多数样品主要落于高钾钙碱性系列和橄榄安粗岩系列范围内。因此，舒家店地区侵入岩可划分为高钾钙碱性系列和橄榄安粗岩系列[4]。
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由微量元素分析结果（表 1）可看到，舒家店地区两个系列的侵入岩均较富集大离子亲石元素。两个系列岩石均富集Sr、Ba，而Rb 含量稍低，Sr 在岩石中的主要载体矿物是富钙斜长石、磷灰石等；Ba 的主要载体矿物为钾长石和黑云母，因此，舒家注：γπ —花岗斑岩，ηδν —辉石二长闪长岩，γδπ —花岗闪长斑岩，fs—长英质岩脉，γδ —花岗闪长岩，ηδο —石英二长闪长岩。店地区侵入岩Sr、Ba含量与区内岩石富钙富碱的特征相对应。Sr的高含量也是高钾岩石的特征之一[10, 30]。在微量元素原始地幔标准化蛛网图（图 3）中可见，橄榄安粗岩系列数具有Ba、Th、K、Sr、P、Sm等正异常，Nb、P、Ti 等元素不同程度的负异常。高钾钙碱性系列具Th、La、Sm 等正异常，而Nb、P、Ti、Y、Yb等具有不同程度的负异常，其中酸性侵入岩具有显著的Sr、P、Ti负异常。
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舒家店地区两个系列岩石的稀土元素配分模式基本一致（图 4），均为明显的轻稀土富集右倾型，而重稀土（HREE）相对平坦。稀土总量变化于100.5×10-6~231.4×10-6，其中橄榄安粗岩系列稀土总量变化于100.5×10-6~108.8×10-6，平均104.7×10-6，高钾钙碱性系列变化于12.42×10-6~231.4×10-6，平均182.0×10-6。总体来看，且从偏基性到偏酸性岩石稀土总量有逐渐减小的趋势。LREE/HREE 比值变化于4.07~19.31，平均为11.69，说明本区轻重稀土分异明显。橄榄安粗岩系列岩石的δEu值在1.04~1.22，具正异常特征；高钾钙碱性系列岩石δEu 值在0.26~1.22，多数具有弱负异常，岩石愈偏酸性Eu负异常愈明显。
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4. LA-ICP-MS锆石U-Pb定年
4.1 样品特征及分析结果
本文对采自铜陵舒家店地区钻孔岩心的侵入岩样品进行U-Pb 年代学研究，钻孔取样位置见图 5。样品岩性为花岗闪长斑岩、石英二长闪长玢岩、辉石二长闪长岩、石英二长闪长岩、花岗斑岩，长英质细晶岩。所采集样品的副矿物主要为磷灰石、榍石、锆石等。其中部分样品中的锆石在镜下可直接观察到，单偏光下锆石为淡黄色—金黄色，偶见无色透明，正高突起，正交偏光下干涉色明亮鲜艳。
锆石U-Pb 含量测定是在中国科学技术大学(合肥)激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)实验室进行。实验选择的标样为91500，206Pb/238U年龄的加权平均值误差为±2σ。U/Pb 比值数据处理使用软件LaDating@Zrn，校正Pb 同位素使用软件ComPbcorr#3-18[32]，校正后的数据使用美国Berkeley 地质年代学中心Kenneth R. Ludwig编制的ISOPLOT和SQUID程序[33]计算年龄。
锆石U-Pb定年分析结果见表 3。
表 3 舒家店地区岩心样品LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年分析结果Table 3. LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic analyses for drill core samples from Shujiadian area
4.1.1 花岗斑岩
样品12CL506-3 取自12 线勘探剖面ZK1213号钻孔岩心28 回次，取样孔深67~68 m。样品中锆石为自形短柱状，长宽比为1∶1~2∶1。锆石阴极发光图像显示绝大多数锆石都具有明显的环带结构（图 6），锆石颜色深浅不一，从灰黑色至浅灰色，颜色深者指示较高的U含量。锆石Th、U含量分别为4.84×10-6~161.02×10-6和3.93×10-6~82.26×10-6，Th/U 比值变化于0.84~2.03。以上特征显示锆石为岩浆成因[34]。该样品共分析了30 个测点，获得的锆石年龄变化范围较大，为（118±4）Ma~（156±8）Ma（表 3，图 6）。去除不谐和的测点后，获得24个测点的206Pb/238U年龄加权平均值为（124±2）Ma（MSWD = 1.2），代表了花岗斑岩的结晶年龄（图 7）。
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图 6 花岗斑岩(12CL506-3)锆石阴极发光图像Figure 6. CL image of zircons of granite-porphyry (12CL506-3)![]()
图 7 花岗斑岩(12CL506-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 7. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granite-porphyry (12CL506-3)样品12CL515-3 取自18 线勘探剖面ZK1817钻孔岩心，138 回次，取样孔深331 m。样品中锆石为自形粒状、短柱状，长宽比介于1∶1~2∶1，阴极发光图像显示明显的环带结构（图 8）。Th、U含量分别变化于3.17×10-6~112.53×10-6和7.53×10-6~99.29×10-6，Th/U比值变化于0.33~3.08，均大于0.1，以上锆石特征显示其为岩浆成因。分析测点32 个，锆石206Pb/238U年龄变化于（116±4）Ma~（1098 ± 31）Ma，其中20 号点和24 号点年龄分别为（324 ± 11）Ma 和（1098 ± 1）Ma，20 号点的锆石呈灰黑色，可能为岩浆结晶分异过程中捕获的老的锆石，而24 号点的锆石在阴极发光图像中幔部为浅灰色，核部为黑色，获得的年龄值可能代表了老的继承性核的年龄。去除不谐和点后获得的206Pb/238U年龄加权平均值为（130.5±2.3）Ma（MSWD = 0.48），代表了花岗斑岩的结晶年龄（图 9）。
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图 8 花岗斑岩(12CL515-3)锆石阴极发光图像Figure 8. CL image of zircons of granite-porphyry (12CL515-3)![]()
图 9 花岗斑岩(12CL515-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 9. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granite-porphyry (12CL515-3)4.1.2 辉石二长闪长岩
样品12CL511-3 取自12 线勘探剖面ZK1213号钻孔岩心，290 回次，取样孔深776~779 m。岩石样品中发育黄铁矿化及黄铜矿化。样品中锆石为自形—半自形粒状或短柱状，部分锆石晶形较完整，长宽比在1∶1~2∶1，阴极发光图像显示锆石均具有明显的震荡环带结构（图 10），锆石颜色普遍较深。锆石Th、U含量分别变化于8.31×10-6~253.57×10-6 和4.73×10-6~400.70×10-6，Th/U 比值变化于0.22~2.75。上述特征显示锆石为岩浆成因。共分析32 个测点，锆石年龄变化于（138±2）Ma~（161±3）Ma。去除不谐和点后获得206Pb/238U年龄加权平均值为（144.8±1.5）Ma（MSWD = 0.76），代表了辉石二长闪长岩的结晶年龄（图 11）。
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图 10 辉石二长闪长岩(12CL511-3)锆石阴极发光图像Figure 10. CL image of zircons of pyroxene monzodiorite (12CL511-3)![]()
图 11 辉石二长闪长岩(12CL511-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 11. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of pyroxene monzodiorite (12CL511-3)4.1.3 花岗闪长斑岩
样品12CL523-3 取自28 线勘探剖面ZK2832号钻孔岩心，345 回次，取样孔深802 m。样品锆石多为自形粒状、长柱状，长宽比变化较大，介于2∶1~5∶1，从阴极发光图像可见所有锆石都具有明显的震荡环带结构（图 12），大多数呈灰色。Th、U含量较低，分别变化于0.96×10-6~10.54×10-6 和26.58×10-6~2.86×10-6，Th/U 比值变化于0.03~0.13。结合锆石的长宽比及阴极发光照片特征可判断该样品的锆石为岩浆成因。共分析测点32 个，得到锆石206Pb/238U年龄变化于（140±4）Ma~（160±4）Ma，除个别点外，大多数点位的206Pb/238U年龄都为144~151 Ma，加权平均值为（147.0±2.2）Ma（MSWD = 0.32），代表了本区花岗闪长斑岩的结晶年龄（图 13）。
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图 12 花岗闪长斑岩(12CL523-3)锆石阴极发光图像Figure 12. CL image of zircons of granodiorite porphyry (12CL523-3)![]()
图 13 花岗闪长斑岩(12CL523-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 13. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granodiorite porphyry (12CL523-3)样品12CL524-3 取自28 线勘探剖面ZK2832号钻孔岩心，380 回次，取样孔深901 m，岩性为花岗闪长斑岩。样品可见黄铁矿呈集块状分布。样品中锆石为半自形—自形粒状和长柱状，长宽比介于1∶1~4∶1，阴极发光图像显示了所有锆石都具有明显的环带结构（图 14），为岩浆成因锆石的典型特征之一。锆石Th 含量较低，变化于1.35×10-6~9.83×10-6，U含量相对较高，变化于30.94×10-6~85.46×10-6，Th/U 比值变化于0.04~0.12。结合锆石的长宽比及阴极发光照片特征，该样品的锆石为岩浆成因。共分析测点32 个，获得的锆石206Pb/238U 年龄变化于（139±3）Ma~（155±4）Ma，除个别点外，大多数点位的206Pb/238U 年龄都介于143~150 Ma。去除不谐和点后获得的206Pb/238U年龄加权平均值为（146.9±1.8）Ma（MSWD = 0.54）（图 15）。
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图 14 花岗闪长斑岩(12CL524-3)锆石锆石阴极发光图像Figure 14. CL image of zircons of granodiorite porphyry (12CL524-3)![]()
图 15 花岗闪长斑岩(12CL524-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 15. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granodiorite porphyry (12CL524-3)4.1.4 长英质细晶岩
样品12CL525-5 取自28 线勘探剖面ZK2832号钻孔岩心，416 回次，取样孔深1000 m。样品中锆石为自形粒状、短柱状及长柱状，长宽比介于1∶1~3∶1，阴极发光图像显示多数锆石都具有明显的环带结构（图 16），除少数锆石颜色较浅外，其他都为深灰色至灰黑色，与本样品较高的Th、Pb 含量相对应。锆石的Th、U含量变化较大，分别变化于2.5×10-6~321.21×10-6和3.8×10-6~254.42×10-6，Th/U 比值变化于0.06~1.88，除个别点外，绝大多数大于1。以上锆石特征显示其为岩浆成因。共分析测点32 个，获得的锆石206Pb/238U年龄变化于（108±3）Ma~（150±4）Ma，多数介于125~131 Ma。去除不谐和点后获得206Pb/238U 年龄加权平均值为（129.4 ± 1.5）Ma（MSWD = 0.56）（图 17）。
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图 16 长英质细晶岩(12CL525-5)锆石锆石阴极发光图像Figure 16. CL image of zircons of felsic aplite (12CL525-5)![]()
图 17 长英质细晶岩(12CL525-5)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 17. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of felsic aplite (12CL525-3)4.1.5 花岗闪长岩
样品13CL536-3 取自10 线勘探剖面ZK1007号钻孔岩心，413~414 回次，取样孔深1103~1105 m，样品有轻微蚀变。样品中锆石为自形粒状及柱状，长宽比介于1∶1~5∶1，阴极发光图像显示部分锆石呈浅灰色（图 18），部分呈深灰色至灰黑色，部分锆石包含有老的继承性锆石核。锆石Th、U 含量较高，且变化较大，分别为53.17×10-6~367.01×10-6和63.49×10-6~586.62×10-6，Th/U比值变化于0.9~1.41，多数接近1，表明为岩浆成因。共分析测点29 个，获得的锆石206Pb/238U年龄变化于（126±4）Ma~（1990±40）Ma，其中4号点年龄为（899±21）Ma，8号点年龄为（242 ± 7）Ma，25 号点为（728 ± 17）Ma，29 号点为（1990±40）Ma。去除不谐和点后获得的206Pb/238U年龄加权平均值为（138.0±2.4）Ma（MSWD = 1.3），代表了花岗闪长岩的结晶年龄（图 19）。
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图 18 花岗闪长岩(13CL536-3)锆石锆石阴极发光图像Figure 18. CL image of zircons of granodiorite (13CL536-3)![]()
图 19 花岗闪长岩(13CL536-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 19. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granodiorite (13CL536-3)4.1.6 石英二长闪长岩
样品13CL543-3 取自6 线勘探剖面ZK604 钻孔，339~340 回次，取样孔深995 m。样品中锆石为自形粒状及柱状，长宽比介于1∶1~4∶1，阴极发光图像显示锆石颜色深浅不一（图 20），其中有捕获的老的锆石，也有的锆石包含老的继承性锆石核，部分锆石可见明显环带结构。锆石Th、U含量较高，变化也较大，分别变化于36.32×10-6~383.19×10-6 和51.16 × 10-6~425.83 × 10-6，Th/U 比值变化于0.10~1.36，多数接近1，以上特征显示锆石为岩浆成因。共分析测点32 个，获得的锆石206Pb/238U年龄变化于（136±2）Ma~（2601±37）Ma，其中15 号点、19 号点、25 号点及32 号点的年龄分别为（2601±37）Ma、（2385±33）Ma、（2006±29）Ma和（2178±32）Ma，均为老的锆石年龄。除去4颗老的锆石年龄及一些年龄偏差较大的锆石年龄后，获得18个测点的206Pb/238U年龄加权平均值为（141.0±2.1）Ma（MSWD = 1.4）（图 21）。
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图 20 石英二长闪长岩(13CL543-3)锆石锆石阴极发光图像Figure 20. CL image of zircons of quartz monzodiorite (13CL543-3)![]()
图 21 石英二长闪长岩(13CL543-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值Figure 21. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of quartz monzodiorite (13CL543-3)5. 讨论
铜陵地区是中国较早开展同位素地质年代学研究的地区，积累了丰富的年代学数据。早年应用K-Ar、Rb-Sr 和U-Pb 等定年方法，获得岩浆岩同位素年龄范围为87.0~185.5 Ma[35, 36]，但限于技术的局限，数据的精度较低，而且一些分析结果未列出原始数据及误差范围使得其结果的可靠性难以判断。而后开展的40Ar-39Ar同位素定年方法获得的一些侵入岩体的同位素年龄范围在135.8~139.8 Ma[17, 37]。近年来高精度SHRIMP和LA-ICP-MS锆石U-Pb 同位素年代学方法获得的大量的年代学数据，将侵入岩侵位时间限定在132.0~152.0 Ma[12,15,17-18,20 ,27,37-47]（ 舒家店地区年龄数据见表 2），岩浆活动主要发生于148.0~137.0Ma，活动高峰期为143.0~141.0 Ma[43]，由此铜陵地区的岩浆活动限定于晚侏罗世—早白垩世。在同一个岩体中不同的锆石有不同的年龄，其年龄可以相差10 Ma左右[42]。
表 2 不同测年方法获得的舒家店地区岩体年龄Table 2. Ages of intrusive rocks in Shujiadian area obtained by different dating methods
5.1 岩浆侵位时代
铜陵地区的花岗闪长斑岩的年龄变化不大。锆石LA-ICP-MS测年方法获得的桥头扬花岗闪长斑岩的年龄为约146.4 Ma，姚家岭花岗闪长斑岩年龄为140.7 Ma，而锆石SHRMIP 方法获得的瑶山花岗闪长斑岩的年龄为146.0 Ma[28]。本文获得的舒家店花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄为147.2~147.0 Ma，在误差范围内基本一致，说明铜陵地区的花岗闪长斑岩的形成时间为146.0 Ma左右。
本文获得的舒家店辉石二长闪长岩的LAICP-MS锆石U-Pb 年龄为144.8 Ma。吴才来等应用黑云母40Ar-39Ar 法获得的舒家店辉石二长闪长岩年龄为138.2 Ma[17]，王世伟等获得的U-Pb 年龄为139.2 Ma[22]，而安徽地矿局321 地质队应用全岩K-Ar 法给出了本区辉石闪长岩102.4 Ma的年龄[35]（表 2），与本文铜陵其他地区的辉石二长闪长岩相差很大，可能是由于当时的技术条件所限引起。LAICP-MS和SHRIMP方法获得的铜陵地区铜官山、白芒山及焦冲的辉石二长闪长岩的年龄在137.0 ~144.8 Ma，表明存在多次侵位事件[28, 42]。综合看来，舒家店地区的辉石二长闪长岩的年龄最大相差近6Ma，指示本区的辉石二长闪长岩可能也是多期侵入的，与整个铜陵地区晚侏罗世—早白垩世岩浆活动背景相对应。
本区石英二长闪长岩的锆石LA-ICP-MS年龄为141.0 Ma。前人获得的铜陵地区铜官山、冬瓜山、西狮子山、大团山、鸡冠石、鸡冠山、凤凰山、焦冲、虎山、天鹅抱蛋山等岩体的石英二长闪长岩SHRIIMP 及LA-ICP-MS 法年龄范围在132.7~143.9 Ma[15, 42-43, 46, 48-49]。其中，鸡冠石石英二长闪长岩最年轻，焦冲石英二长闪长岩的2 个年龄分别为143.9 Ma 和143.2 Ma，均较老，两个岩体相差超过10 Ma，表明铜陵地区石英二长闪长岩也是多期侵位的。对于舒家店石英二长闪长岩，安徽省地矿局321 地质队曾经获得了147.0 Ma 的全岩K-Ar 年龄[35]，与其他研究者及本文获得的结果相差较大，年龄较老，其原因有2 种可能性，一种是限于当时的技术条件得出的结果误差较大，另一种可能是本区存在更早的石英二长闪长岩侵位活动？这是有待继续探究的问题。花岗闪长岩是舒家店岩体的主要岩性之一，在铜陵其他地区也广泛分布。本文获得的舒家店花岗闪长岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄为138.0Ma，对比铜陵地区其他侵入岩体的花岗闪长岩年龄范围135.5~144.2 Ma[15, 18, 39, 41, 42, 46, 49, 50]，本区花岗闪长岩相对年轻。
花岗斑岩和长英质细晶岩为本区的岩脉，本次论文工作也对其进行了定年，获得的两个花岗斑岩样品的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄分别为130.5Ma和124.0 Ma，长英质细晶岩样品的为129.4 Ma。吴才来等对凤凰山岩体开展定年研究工作，获得的花岗斑岩的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄为132.2 Ma[19]。因此，作为侵入岩脉，花岗斑岩也经历了至少两次侵位，期间伴有长英质细晶岩脉形成。从本文对舒家店地区侵入岩岩体开展的LAICP-MS锆石U-Pb 同位素年代学研究可以看出，舒家店地区年龄最新的是花岗斑岩，年龄为124.0Ma，年龄最老的是花岗闪长斑岩，年龄为147.0 Ma，因此舒家店地区岩浆活动的时间大致为147.0~ 124.0 Ma。
5.2 岩浆活动期次
对于铜陵地区岩浆活动的时序及其演化等问题也有较多的研究，如常印佛等对狮子山矿田研究提出其岩浆岩为逆演化序列[1]。李进文应用K-Ar同位素测年技术对铜陵地区与成矿有关的侵入岩进行了年代学研究，认为其总体侵位次序为花岗闪长岩→石英二长闪长岩→辉石二长闪长岩[51]。吴才来等对铜陵狮子山地区的侵入岩开展SHRIMP 锆石U-Pb 年代学研究，得出区内岩浆侵位顺序为花岗闪长岩→石英二长闪长岩→辉石二长闪长岩[42]；对铜陵地区高钾钙碱性系列侵入岩进行年代学研究给出了铜陵地区岩浆侵位的大致顺序：花岗闪长斑岩/第一次花岗闪长岩→辉长闪长岩/第一次辉石二长闪长岩→石英二长闪长玢岩/石英二长闪长岩→第二次花岗闪长岩→第二次辉石二长闪长岩[43]。
徐晓春等通过锆石SHIRMP 同位素年代学研究认为铜陵地区岩浆侵位次序为花岗闪长岩→辉石二长闪长岩→石英二长闪长岩[46]。吴淦国等对铜陵地区5 个典型中生代侵入岩体进行SHRIMP 锆石UPb定年工作，给出151.8~142.8 Ma的年龄[45]，认为晚侏罗世是铜陵地区岩浆活动的高峰期，并得出岩浆侵位的总体顺序由早至晚为石英二长（斑）岩→二长岩→花岗闪长岩→石英二长闪长岩→辉石二长闪长岩→辉长辉绿岩。
通过本文U-Pb 同位素年代学研究及结合前人获得的定年资料，舒家店地区花岗闪长斑岩岩浆的活动时间为147.0~146.9 Ma，辉石二长闪长岩岩浆活动时间为144.8~138.2 Ma，石英二长闪长岩岩浆活动时间为约141.0 Ma，花岗闪长岩活动时间为约138.0 Ma，花岗斑岩脉侵入时间为130.5~124.0 Ma，长英质岩脉侵入时间为约129.4 Ma。因此，就舒家店地区来看，本区侵入岩活动的顺序为：花岗闪长斑岩→辉石二长闪长岩→石英二长闪长岩→花岗闪长岩→花岗斑岩脉/长英质岩脉。本文得出的舒家店地区侵入岩活动顺序与吴才来等[42]对整个铜陵地区研究得出的顺序相近，其中本文的花岗闪长岩相当于吴才来等得出的侵入岩活动次序的第二次花岗闪长岩。同时还可看到，前人对铜陵地区侵入岩侵入顺序的判断均有所不同，是前人就铜陵地区不同位置的岩体研究得出的不同的结论，这正反映了铜陵地区复杂的岩浆活动，其深层原因为地壳深部频繁的热活动，在岩浆活动方式上表现为脉动式侵位。
6. 结论
（1） 舒家店地区中酸性侵入岩可化分为两个系列：高钾钙碱性系列和橄榄安粗岩系列。
（2） 对舒家店地区中酸性侵入岩（脉）进行了LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年代学研究，各岩性样品的206Pb/238U平均年龄分别为：花岗闪长斑岩147.0~146.9 Ma，辉石二长闪长岩144.8 Ma，石英二长闪长岩141.0 Ma，花岗闪长岩138.0 Ma，花岗斑岩130.5Ma、124.0 Ma，长英质细晶岩129.4 Ma。
（3） 根据文中定年数据，结合铜陵地区相关侵入岩定年资料，给出了舒家店地区侵入岩侵位次序：花岗闪长斑岩→辉石二长闪长岩→石英二长闪长岩→花岗闪长岩→花岗斑岩脉/长英质岩脉，与前人获得的铜陵其他地区侵入岩侵位次序有差异，反映了铜陵地区晚侏罗世—早白垩世岩浆活动的复杂性和多期性。
致谢: 本文工作得到了华东冶金地质勘查研究院曹晓生教授级高工的帮助和支持；审稿人和编辑对本文初稿提出了建设性的意见和建议，在此一并表示衷心感谢！ -
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图 1 中舒家店地区岩体分布简图文标题
Figure 1. Simplified geological map showing distribution of intrusive rocks in Shujiadian area
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图 6 花岗斑岩(12CL506-3)锆石阴极发光图像
Figure 6. CL image of zircons of granite-porphyry (12CL506-3)
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图 7 花岗斑岩(12CL506-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 7. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granite-porphyry (12CL506-3)
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图 8 花岗斑岩(12CL515-3)锆石阴极发光图像
Figure 8. CL image of zircons of granite-porphyry (12CL515-3)
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图 9 花岗斑岩(12CL515-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 9. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granite-porphyry (12CL515-3)
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图 10 辉石二长闪长岩(12CL511-3)锆石阴极发光图像
Figure 10. CL image of zircons of pyroxene monzodiorite (12CL511-3)
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图 11 辉石二长闪长岩(12CL511-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 11. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of pyroxene monzodiorite (12CL511-3)
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图 12 花岗闪长斑岩(12CL523-3)锆石阴极发光图像
Figure 12. CL image of zircons of granodiorite porphyry (12CL523-3)
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图 13 花岗闪长斑岩(12CL523-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 13. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granodiorite porphyry (12CL523-3)
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图 14 花岗闪长斑岩(12CL524-3)锆石锆石阴极发光图像
Figure 14. CL image of zircons of granodiorite porphyry (12CL524-3)
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图 15 花岗闪长斑岩(12CL524-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 15. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granodiorite porphyry (12CL524-3)
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图 16 长英质细晶岩(12CL525-5)锆石锆石阴极发光图像
Figure 16. CL image of zircons of felsic aplite (12CL525-5)
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图 17 长英质细晶岩(12CL525-5)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 17. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of felsic aplite (12CL525-3)
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图 18 花岗闪长岩(13CL536-3)锆石锆石阴极发光图像
Figure 18. CL image of zircons of granodiorite (13CL536-3)
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图 19 花岗闪长岩(13CL536-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 19. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of granodiorite (13CL536-3)
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图 20 石英二长闪长岩(13CL543-3)锆石锆石阴极发光图像
Figure 20. CL image of zircons of quartz monzodiorite (13CL543-3)
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图 21 石英二长闪长岩(13CL543-3)锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和曲线和206Pb/238U年龄加权平均值
Figure 21. Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia curve and weighted average 206Pb/238U age of quartz monzodiorite (13CL543-3)
表 1 舒家店地区侵入岩样品主量元素（%）及微量元素（10-6）分析结果
Table 1 Major（%）and trace（10-6）element analyses for intrusive rocks from Shujiadian area
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表 3 舒家店地区岩心样品LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年分析结果
Table 3 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic analyses for drill core samples from Shujiadian area
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表 2 不同测年方法获得的舒家店地区岩体年龄
Table 2 Ages of intrusive rocks in Shujiadian area obtained by different dating methods
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