江西武山铜矿区花岗闪长斑岩的地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成及成因探讨

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ＪｉａｎｇＳＹ，ＬｉＬ，ＺｈｕＢ，ＤｉｎｇＸ，ＪｉａｎｇＹＨ，ＧｕＬＸａｎｄＮｉＰ．２００８．ＧｅｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄＳｒＮｄＨｆｉｓｏｔｏｐｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｆｒｏｍｔｈｅＷｕｓｈａｎｃｏｐｐｅｒｄｅｐｏｓｉｔ，ＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅａｎｄｔｈｅｉｒｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａ，２４（８）：１６７９－１６９０ＳｉｎｉｃａＡｂｓｔｒａｃｔＷｕｓｈａｎｄｅｐｏｓｉｔｉｓａｌａｒｇｅｃｏｐｐｅｒｄｅｐｏｓｉｔｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅＪｉｕＲｕｉｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｒｅａｉｎｔｈｅＭｉｄｄｌｅａｎｄＬｏｗｅｒＹａｎｇｔｚｅＲｅａｃｈｅｓ，ｓｏｕｔｈＣｈｉｎａ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｗｅｒｅｐｏｒｔｍｉｎｅｒａｌｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｍａｊｏｒ，ｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄＳｒＮｄＨｆｉｓｏｔｏｐｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ３＋２＋ｏｆｔｈｅｏｒｅｒｅｌａｔｅｄｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅａｔＷｕｓｈａｎ．ＴｈｅｂｉｏｔｉｔｅｓａｒｅＭｇｒｉｃｈｅｄａｎｄｂｅｌｏｎｇｔｏｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ，ｗｈｉｃｈＦｅ／Ｆｅｒａｔｉｏｓｉｎｄｉｃａｔｉｎｇａｆｏｒｔｈｅｍａｇｍａ．ＴｈｅａｍｐｈｉｂｏｌｅｓｓｈｏｗｈｉｇｈＭｇ／（Ｍｇ＋Ｆｅ）ａｎｄｌｏｗＳｉ，ａｎｄｂｅｌｏｎｇｔｏａｃｔｉｎｏｌｉｔｅａｎｄｈｉｇｈｏｘｙｇｅｎｆｕｇａｃｉｔｙ（Ｏ２）ｆｍａｇｎｅｓｉｏｈｏｒｎｂｌｅｎｄｅ．Ｔｈｅｈｏｒｎｂｌｅｎｄｅｇｅｏｂａｒｏｍｅｔｅｒｉｎｄｉｃａｔｅｓａｎｕｌｔｒａｓｈａｌｌｏｗｅｍｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅ．ＴｈｅｒｏｃｋｓｓｈｏｗｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｄａｋｉｔｉｃａｆｆｉｎｉｔｙｗｉｔｈｈｉｇｈＳｉＯ（６４．９％～６８．６２％，ａｖｅｒａｇｅ６６．５２％）ａｎｄＡｌＯ（１４．０％～１５．３％，２２３＃ａｖｅｒａｇｅ１４．８％），ａｎｄｈｉｇｈＭｇ（０．５３～０．７１）．ＴｈｅｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆＫ，Ｒｂ，ＢａａｎｄＴｈ，ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ，Ｔａ，ａｎｄＴｉ，ｈｉｇｈＳｒ，ｌｏｗＹ，Ｓｒ／Ｙｒａｔｉｏｓｏｆ３５．０～６８．２，ａｎｄｈｉｇｈｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＶ，Ｃｒ，ＣｏａｎｄＮｉ．ＴｈｅＲＥＥｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＮｂ８６８７ａｒｅＬＲＥＥｅｎｒｉｃｈｅｄｗｉｔｈ（Ｌａ／Ｙｂ）ｒａｔｉｏｏｆ２７．８～６４．５，ａｎｄｌａｃｋａｎｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｎｅｇａｔｉｖｅＥｕａｎｏｍａｌｙ．ＴｈｅｉｎｉｔｉａｌＳｒ／ＳｒｒａｔｉｏｓａｒｅＮ，ａｎｄｔｈｅ（ｔ）ｖａｌｕｅｓａｒｅｈｉｇｈａｔ－４．０８ｔｏ－４．４４．ＴｈｅｚｉｒｃｏｎＨｆｉｓｏｔｏｐｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓ（ｔ）ｖａｌｕｅｓｌｏｗｆｒｏｍ０．７０６７ｔｏ０．７０７５ ε ε ＮｄＨｆｏｆ－２．１ｔｏ－７．０．ＴｈｅｓｅｄａｔａｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＷｕｓｈａｎｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｗａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｓｔｒｏｎｇｃｒｕｓｔｍａｎｔｌｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｗｉｔｈｖｅｒｙｈｉｇｈｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｍａｎｔｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ａｎｄｗａｓｍｏｓｔｌｉｋｅｌｙｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｉｎｇｏｆｄｅｌａｍｉｎａｔｅｄｌｏｗｅｒｃｒｕｓｔａｔａｒｏｕｎｄ１４５Ｍａ．Ｄｕｒｉｎｇ，ｔｈｅｍａｇｍａｍａｙｐｏｓｓｉｂｌｙｈａｖｅｒｅａｃｔｅｄｗｉｔｈｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｍａｎｔｌｅｐｅｒｉｄｏｔｉｔｅｓ．ｉｔｓａｓｃｅｎｔＫｅｙｗｏｒｄｓＷｕｓｈａｎｃｏｐｐｅｒｄｅｐｏｓｉｔ；Ｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅ；Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ＳｒＮｄＨｆｉｓｏｔｏｐｅｓ；Ｃｒｕｓｔｍａｎｔｌｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ摘要武山铜矿床是位于长江中下游地区九瑞矿集区中的一个大型铜矿床。本文对该矿床中与成矿关系密切的花岗闪长斑岩进行了详细的矿物化学、主量元素、微量元素、ＳｒＮｄＨｆ同位素研究。结果表明，岩体中黑云母富镁，为金云母，
万方数据
１６８０
பைடு நூலகம்
ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ岩石学报２００８，２４（８）
１引言
江西武山铜矿是长江中下游铜、铁、金（硫）成矿带九瑞矿集区中最重要的一个大型铜多金属矿床。前人曾对该矿床地质特征和矿床成因等方面进行过大量研究，普遍认为该矿床与长江中下游地区其他许多铜多金属矿床一样，具有两期成矿的特征，早期为海西期海底喷流沉积成矿期，形成了石炭系地层中层状矿体，晚期为燕山期岩浆热液成矿期，形１９８４，１９８７；顾连成了一系列斑岩、矽卡岩型矿体（顾连兴，兴和徐克勤，１９８６；董平等，１９９５；徐克勤等，１９９６；崔彬等，２００２；包家宝等，２００２；丁昕等，２００５；Ｇｕｅｔａｌ．，２００７）。尽管在九瑞矿集区人们早就认识到成矿与燕山期中酸性浅成侵入岩体关系密切，但对这些侵入岩的地质地球化学研究还十分少，远远不如长江中下游成矿带铜陵矿集区的研究程度（周繤若和任进，１９９４；王强等，２００３；杜杨松等，２００４ａ，ｂ；徐夕生等，２００４；楼亚儿和杜杨松．２００６；杨小男等，２００７；Ｚｈｏｕｅｔａｌ．，２００７；周涛发等，２００８）。为此，本文以武山铜矿区与成矿关系密切的花岗闪长斑岩体为研究对象，通过系统的矿物电子探针成分分析、岩石主量元素和微量、稀土元素ｒＮｄＨｆ同位素地球化学研究，来探讨该区内花岗质岩的和Ｓ成因及其形成的地球动力学过程。图１武山铜矿床地质图
（０８）１６７９９０１００００５６９／２００８／０２４
ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ岩石学报
江西武山铜矿区花岗闪长斑岩的地球化学和ＳｒＮｄＨｆ同位素组成及成因探讨

蒋少涌李亮朱碧丁昕姜耀辉顾连兴倪培ＪＩＡＮＧＳｈａｏＹｏｎｇ，ＬＩＬｉａｎｇ，ＺＨＵＢｉ，ＤＩＮＧＸｉｎ，ＪＩＡＮＧＹａｏＨｕｉ，ＧＵＬｉａｎｇＸｉａｎｇａｎｄＮＩＰｅｉ
南京大学地球科学系成矿作用国家重点实验室，南京２１００９３ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＭｉｎｅｒａｌＤｅｐｏｓｉｔｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９３，Ｃｈｉｎａ２００８０３０２收稿，２００８０５２８改回．
＃６８．６２％，平均６６．５２％）和ＡｌＯ（１４．０％～１５．３％，平均１４．８％）含量，同时岩石的Ｍｇ很高（０．５３～０．７１），并具有相对较高２３
的相容元素含量；岩石富集轻稀土（（Ｌａ／Ｙｂ）２７．８～６４．５），Ｅｕ负异常不明显，岩石同时富集大离子亲石元素，亏损高场强Ｎ＝
７８６元素，具有较高的Ｓｒ／Ｙ比值（３５．０～６８．２）。岩石的初始８Ｓｒ／Ｓｒ比值为０．７０６７～０．７０７５，（ｔ）值为－４．０８～－４．４４，锆石 ε Ｎｄ
的ε （ｔ）值为－２．１～－７．０。详尽的元素和同位素地球化学特征表明武山花岗闪长斑岩是强烈壳幔相互作用的产物，很有Ｈｆ可能是由拆沉的加厚下地壳发生部分熔融，并在其上升过程中与地幔橄榄石发生相互作用而形成的。关键词武山铜矿；花岗闪长斑岩；地球化学特征；ＳｒＮｄＨｆ同位素组成；壳幔相互作用中图法分类号Ｐ６１８．４１；Ｐ５８８．１３２；Ｐ５９７．３
４０２２１３０１）、科技部十一五支撑计划课题（２００６ＢＡＢ０１Ｂ０６）和江苏省自然科学基金（ＢＫ２００８０２６）联合资助．国家自然科学基金（第一作者简介：蒋少涌，男，教授，主要从事矿床地球化学和同位素地球化学方面的教学与科研，Ｅｍａｉｌ：ｓｈｙｊｉａｎｇ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
３＋２＋其Ｆｅ／Ｆｅ组成表明岩浆氧逸度很高；角闪石具有Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｆｅ）高而Ｓｉ低的特征，为阳起石和镁质角闪石，角闪石压力计
计算表明岩体具有超浅成侵位特征。花岗闪长斑岩具有埃达克岩地球化学特征。岩石具有相对较高的ＳｉＯ６４．９％～２（