长江中下游地区晚中生代金牛和怀宁盆地双峰式火山岩的年代学和地球化学

金牛和怀宁盆地火山岩是中国东部众多的以酸性火山岩为主的双峰式火山岩的典型代表,其酸性与基性端元具有类似的微量元素和同位素特征，不同于国内外已有的双峰式火山岩。本项目选择这两个盆地的双峰式火山岩，分别代表长江中下游富碱富钠和富碱富钾的两类岩浆组合，围绕"双峰式火山岩的成因、精确时代、构造背景、其与侵入岩和矽卡岩铜铁金矿的关系"的科学问题，在对典型剖面进行岩相学和矿物学研究的基础上，开展火山岩的SHRIMP和LA-ICPMS锆石U-Pb年龄、主量、微量、稀土、Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析，探索这类以酸性岩为主的双峰式火山岩的成因，精确厘定火山岩时代，制约晚中生代岩石圈伸展时限和深部过程，确定火山岩与侵入岩、矽卡岩铜铁金矿的关系。因此，本项目的实施在揭示这类以酸性岩为主的双峰式火山岩的成因方面有望取得原创性成果，而且可为长江中下游盆地火山岩时代确定、构造背景和深部成矿模型研究做出重要贡献。

双峰式火山岩的基性与酸性端元的关系一直是岩石学之谜，双峰式火山岩是研究岩石圈伸展、地幔性质和深部过程的理想对象。中国东部中生代多处发育以酸性岩为主的双峰式火山岩，金牛和怀宁盆地是这类双峰式火山岩的典型代表，但系统研究较少。.本项目选择金牛和怀宁盆地的双峰式火山岩为研究对象，在详细野外地质和显微鉴定基础上，开展了成矿时代、地球化学特征和成因及构造背景的研究，取得了三点重要成果：（1）、获得了金牛和怀宁盆地火山岩的锆石U-Pb年龄分别为130-125Ma和130-123Ma，与长江中下游宁芜（135 – 127 Ma）、庐枞（134 – 128 Ma）、繁昌（134 – 128 Ma）盆地时代一致，暗示长江中下游地区白垩纪中期处于全面岩石圈伸展环境。（2）、以金牛盆地为例，研究了这类以酸性岩为主的双峰式火山岩的成因。结果表明盆地火山岩的基性端元类似于全球显生宙富铌玄武岩-安山岩组合，但明显晚于鄂东南地区晚侏罗世-早白垩世埃达克岩。Sr-Nd-Pb同位素和模拟计算表明基性端元是富集地幔的部分熔融的岩浆，在上升过程中分离结晶和少量的下地壳同化混染的产物，富集地幔与大洋沉积物参与密切相关。总体来说，酸性端元在微量元素模式图解、稀土元素配分模式和Sr-Nd-Pb同位素及锆石Hf同位素均与基性端元类似，但具有变化较大的大离亲石和稀土元素、负铕异常、Nd-Pb同位素和锆石Hf同位素。结合全球双峰式火山岩的资料和模拟计算，表明酸性端元为演化基性岩浆(SiO2 = ~ 55%)的明显斜长石分离结晶和(5 – 20%)地壳的混染的产物，此处基性岩浆是富集地幔的部分熔融及角闪石和辉石分离结晶而形成。双峰式火山岩的资料表明长江中下游地区晚中生代处于弧后伸展环境。（3）、通过野外地质调查和资料总结，提出火山岩晚于区域143 – 144 Ma斑岩-矽卡岩型铜钼钨矿和137 – 144 Ma矽卡岩铜铁金矿及相应的141 – 147 Ma花岗闪长斑岩+花岗斑岩的组合和136 – 143 Ma辉长岩+闪长岩+石英闪长岩的组合。本项目提出金牛盆地深部应该关注与次火山岩有关的热液金矿，鄂东南地区中生代两期岩浆-成矿事件与岩石圈减薄与替换密切相关。