安徽庐枞盆地枞阳地区玄武质火山岩地球化学特征及其地质意义

　　摘要： 庐枞盆地是长江中下游成矿带重要的矿集区之一，枞阳地区玄武质火山岩位于庐枞盆地中部。通过对枞阳地区玄武质火山岩进行岩石地球化学特征研究，探讨其源区性质及玄武质岩浆的演化过程。该区玄武质火山岩贫硅、富碱、低钛、低Mg#值，属于钾玄质系列岩石;稀土元素总量较高，具有LREE富集的右倾型稀土元素配分模式，有较弱的负Eu异常;岩石富集Rb、K、Sr等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素，Nb、Ta负异常。在岩石圈拉张作用下，枞阳地区富集岩石圈地幔发生部分熔融，形成的玄武质原始岩浆经历了地壳混染和分离结晶作用，沿区域深大断裂上侵，快速上升至地表，形成玄武质火山岩。

　　关键词： 庐枞盆地;地球化学;玄武质火山岩;源区特征;安徽枞阳

　　《矿物岩石》(季刊)创刊于1980年，由四川省矿物岩石地球化学学会、成都理工大学主办。刊载矿物学、岩石学、矿床地质、地球化学方面的研究成果。

　　安徽庐枞盆地位于扬子地块北缘长江中下游断陷带，北临华北陆块，西接郯庐断裂带。该区岩浆-成矿作用活跃，广泛发育与火山岩-潜火山岩及侵入岩有关的铁、铜、铅锌、明矾石等矿床，是长江中下游成矿带重要的矿集区之一[1-3]，近年来更是实现了深部找矿突破。前人对该盆地的岩浆岩进行详细研究，在同位素年代学、岩石类型、成巖物质来源、成岩构造环境、岩浆岩成矿专属性等方面取得了重要成果[4-13]。枞阳地区是脉状铜矿的主要矿产地[14]，也是庐枞盆地中生代火山岩的重要分布区之一，分布早白垩世砖桥组、双庙组和浮山组火山岩。柳峰山地区和青口坂地区分布的玄武质火山岩，已被作为天然石料和板材获得广泛应用。

　　前人对庐枞盆地赋矿层位早白垩世龙门院组和砖桥组中酸性火山岩及侵入岩研究相对较多，而对枞阳地区玄武质火山岩研究相对较少，仅个别学者在枞阳柳峰山地区发现玄武玢岩[15]，分析了庐枞盆地玄武岩与流体的相互作用[16]，这在一定程度上制约了对庐枞盆地地质-地球化学特征、形成机制及构造演化的进一步认识。

　　本文在前人研究工作的基础上，对枞阳地区玄武质火山岩进行岩石地球化学特征研究，探讨玄武质火山岩的源区性质及玄武质岩浆的演化过程，为进一步研究庐枞盆地岩浆作用、地幔性质与演化及深部动力学过程提供参考。

　　1 区域地质概况

　　庐枞盆地是一个呈NE向展布的中生代火山岩盆地，属下扬子地层分区。自古生代以来，该区长期处于坳陷，接受了巨厚沉积，地层发育较全[1]。寒武纪—奥陶纪碳酸盐岩及碎屑岩主要出露于庐枞火山盆地外围北部盛桥—东顾山地区，志留纪—中三叠世地层主要出露于盆地周边。盆地内部主要为早白垩世陆相火山岩，由老到新分别为龙门院组、砖桥组、双庙组和浮山组，呈半环形从盆地北部、东部和南部向盆地西部及中心依次分布，每一期火山喷发旋回均以爆发相开始，溢流相逐渐增多，以火山沉积相结束。

　　庐枞盆地以古生代坳陷为基底，以中生代火山断陷盆地和侵入岩为主体(图1)，形成了南西窄、北东宽的楔形构造格局。构造线以NE-SW向及NW-SE向为主，NNW-SSE向为辅。盆地火山构造有破火山口、层状火山残余、穹窿状火山、侵出穹窿、岩颈、火山口、爆发岩筒、火山穹窿及裂隙喷发带等[4-5]。

　　庐枞盆地中生代岩浆侵入活动主要集中在早白垩世，盆地内部及周边地区分布大量侵入岩岩体，单个岩体出露面积为0.1～50 km2，可分早、晚两期[9]：早期主要为二长岩和闪长岩类;晚期主要为正长岩类和A型花岗岩类。

　　1. 早白垩世浮山组;2. 早白垩世双庙组;3. 早白垩世砖桥组;4. 早白垩世龙门院组;5. 中侏罗世罗岭组;6. 寒武系—二叠系;7. 闪长岩类;8. 二长岩类;9. 正长岩类;10. 具A型花岗岩特征的正长岩类;11. 正长花岗岩;12. 推测基底断裂;13. 铁矿床;14. 铜矿床;15. 铅锌矿床;16. 铀矿床;17. 钨矿床;18. 采样位置

　　2 火山岩地质特征

　　2.1 野外特征

　　枞阳地区玄武质火山岩主要产于早白垩世双庙组，少数产于早白垩世浮山组，出露面积约2 km2，以喷溢相基性熔岩为主，玄武质火山岩、凝灰质粉砂岩、粗安岩和火山角砾岩共生。通过野外地质调查，在一些采石场(图2(a)、(b))，可见凝灰质粉砂岩夹层或与粗安岩、火山角砾岩互层现象，玄武质火山岩节理发育，其中一组近似“背形”或“圆形”节理极为发育(图2(c))。

　　2.2 镜下特征

　　玄武质火山岩呈灰黑色，风化面呈灰绿色，间隐结构(图3(a))，偶见少斑结构(图3(b))，块状、气孔状或杏仁状构造。斑晶主要为单斜辉石和斜长石，含量约10%，不同样品斑晶种类及含量不同;基质为间隐结构。斜长石斑晶呈板条状、条状，定向排列构成流动构造，普遍被微粒状绿帘石、黝帘石、碳酸盐交代，显微镜下呈混浊状，局部有绢云母交代;基质斜长石呈半定向排列，蚀变较斑晶弱。单斜辉石呈柱状、柱粒状，显黄褐色、绿褐色，发育辉石式解理;斑晶辉石多为柱状、短柱状，基质辉石呈柱粒状，部分被绿泥石交代，构成假象，充填于斜长石粒间。副矿物见磷灰石和磁铁矿，其中磁铁矿分布于斜长石粒间。

　　3 岩石地球化学特征

　　3.1 测试方法

　　玄武质火山岩的主量元素和微量元素(含稀土元素)分析在安徽省地质实验研究所实验测试中心完成，主量元素采用XRF法，分析精度优于1%。XRF法分析采用粉末样品压片制样，用X射线荧光光谱仪直接测量样品SiO2等10项主量元素及Cr、Rb、Sr、Ba、Zr等微量元素，各元素采用经验系数法与散射线内标法校正元素间的基体效应，仪器为日本理学primusⅡ。15种稀土元素和Ni、Cu、Zn、Ga、Nb、Mo、Cd、Cs、Hf、Ta、Pb、Bi、Th、U采用ICP-MS分析，试样用氢氟酸、硝酸、硫酸分解，用王水溶解后，移至聚乙烯试管中，定容，摇匀。分取部分澄清溶液，用硝酸稀释至1 000倍(指试料总稀释系数为1 000)后，在等离子体质谱仪上测定，仪器为赛默飞世尔 X-SERIES Ⅱ。