摘要
铜陵地区是长江中下游铜-金-铁-硫成矿带的一个重要的成矿区，该地区成矿作用与岩浆岩关系密切，一直以来是地质学家们研究的重点。目前，对于岩浆岩岩石类型和岩石系列，大多数学者已经达成较统一的认识，但是对于侵入岩的成因以及侵入岩的年代学问题，仍存争议之处。 在前人研究的基础上，本文对了铜陵地区8个岩体不同岩性的样品进行了详细的岩相学、矿物学、全岩地球化学、高精度同位素年代学以及Hf同位素研究，初步获得以下认识: 1.铜陵地区各个岩体中存在着大量的岩浆不平衡结构，包括斜长石嵌晶结构、角闪石嵌晶结构、钾长石嵌晶结构、针柱状磷灰石以及角闪石基性岩浆团块。这些结构的存在说明铜陵地区的岩浆岩在形成过程中曾发生过岩浆混合作用。 2.单矿物主微量元素分析结果表明，斜长石为振荡环带，可能对应着大规模的岩浆混合作用，角闪石和黑云母主要为壳幔混合成因。 3.全岩主微量分析结果表明，本区侵入岩具有高Sr的特点。Ba、Sr含量高，与幔源型或壳幔同熔型花岗岩特征相近，但其Rb含量、K/Rb比值、Rb/Sr均介于上下地壳值之间;Zr、Hf两元素表现出两种变化趋势，分别为Zr亏损Hf富集，以及Zr和Hf均富集，说明岩石具有不同的演化历史。样品有明显的Ti、Nb和Ta负异常，具有岛弧岩浆岩的特征。大部分样品的Nb/Ta在15.4～17.6之间，接近幔源岩浆Nb/Ta=17±1。以上说明岩石成因复杂，不是单纯的地壳成因或者地幔成因。 4.在约20Ma之内，本区发生了三次大规模的岩浆侵入事件(138～140 Ma，130～132Ma，122～128Ma)。频繁的岩浆活动为铜陵地区提供了丰富的金属矿物质，导致了本区集中而强烈的成矿作用。铜陵地区这三次岩浆活动事件的时间与长江中下游成矿带三次主要成矿事件的时间完全吻合。 5.焦冲、天马山、朝山存在着700～800Ma的锆石，该年龄对应着新元古代时期扬子和华夏地块之间的裂解作用。焦冲、金九、朝山岩体中2100～2800 Ma锆石的存在说明铜陵地区中酸性侵入岩的形成与扬子板块前寒武纪基底岩石关系密切。 6.铜陵地区至少发生了3次岩浆混合事件。第一次岩浆混合作用发生在142～143 Ma，铜官山、朝山、鸡冠山、天马山岩体记录最明显，规模大，持续时间长;第二次岩浆混合作用发生在～135Ma，铜官山、鸡冠山和焦冲岩体记录最明显，规模较大，时间较长;第三次岩浆混合作用发生在～122Ma，焦冲岩体记录最明显，规模小，时间短。 7.铜陵地区εHf(t)大部分为负值，分布于0～-35之间，小部分为正值，分布于0～5之间，暗示岩石既有来自于地壳岩石重熔形成的，也有直接来自于亏损地幔或者新生地壳物质形成的。铜陵地区岩体的二阶段模式年龄集中分布在1200Ma～3500Ma之间，其中鸡冠山、铜官山、朝山、焦冲、天马山岩体含有Hf二阶段模式年龄＞3.0 Ga的锆石，其εHf(t)值介于-4.2～-27.9之间，可能为岩浆上升过程中捕获的古老地壳中的残留锆石。 8.本文中Hf二阶段模式年龄约3.5 Ga锆石的存在，验证了3.5 Ga的古太古界地壳确实存在于扬子板块中。本文中铜陵地区Hf模式年龄大于4.0 Ga锆石的首次发现，把扬子板块的形成年龄进一步推前到了始太古界，这对于恢复扬子板块的地质演化历史具有非常重要的意义。
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