鷹峰巖體時代對柴北緣灘間山地區(qū)萬洞溝群時代的制約

余吉遠，李向民,計波,王毅智,祁棟

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心/西北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心/中國地質(zhì)調(diào)查局造山帶地質(zhì)研究中心，陜西 西安 710054；2.青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海 西寧 810012；3.青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 海東 810600)

萬洞溝群是從萬洞溝系改變而來的。青海省區(qū)域地質(zhì)志(1991)原始定義為分布于柴北緣地區(qū)的硅質(zhì)灰?guī)r、綠泥石英片巖、變質(zhì)礫巖和火山巖的一套巖石組合，含義較廣泛，包括了現(xiàn)在所指的中元古代萬洞溝群、早古生代灘間山群和泥盆紀牦牛山組。1∶20萬馬海幅(1981)(1)青海省第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊.1∶200 000 J-16-ⅩⅩⅩ(達布遜湖幅)、J-46-ⅩⅦ(馬海幅)、J-46-ⅩⅩⅣ(大柴旦幅)1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告, 1980.地質(zhì)調(diào)查報告并未采用萬洞溝群，而是將以片巖、碳酸鹽巖為主的相當于萬洞溝群的地層歸為達肯達坂群上亞組。青海省巖石地層(1997)首次使用萬洞溝群并對其進行了重新定義，指分布于柴北緣萬洞溝一帶的千枚巖、片巖、大理巖、白云巖、石英巖、結(jié)晶灰?guī)r為主夾中基性火山巖的中-淺變質(zhì)巖系，頂?shù)捉缇€不明的一套巖石組合，時代為中元古界。全國礦產(chǎn)資源潛力評價(2013)(2)中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心.西北地區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評價成果報告，2013.沿用萬洞溝群，時代為薊縣紀；在新疆巖石地層中(1999)，將阿爾金地區(qū)出露的相當于萬洞溝群碳酸鹽巖組厘定為金雁山組，時代為薊縣紀；1∶5萬高泉煤礦幅、德宗馬海湖幅、嗷嘮山幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(1992)(3)青海省第五地質(zhì)隊.柴北緣賽什騰山東段J46E010018(高泉煤礦幅)、J46E011018(德宗馬海幅)、J46E011019(嗷嘮山幅)三幅1∶5萬區(qū)調(diào)聯(lián)測報告，1992.，在萬洞溝群碎屑巖組大理巖夾層中獲得Granomarqinatasp.,Zonosphaeridiump.,ophosphaeridium?,Tremoatosphaeridiumsp.,Pophosphaeridiumsp.等植物化石，將時代定為前寒武紀。最新的青海地質(zhì)志(暫未出版)也沿用了萬洞溝群，時代暫定為薊縣-待建紀。而大部分研究者認為萬洞溝群時代為中元古代(祁棟等，2018(4)祁棟,馬海云,冶福強,等，青海省錫鐵山地區(qū)1∶5萬J46E009018等五幅專項礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報告.青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2018.；崔林，2011；李曉彥等，2007；陳能松等，2007；侯蕊娟等，2017；張海霞等，2018；白開寅等，2007；祁貞明等，2019)。出現(xiàn)劃分混亂的原因，一是巖石組合十分復(fù)雜，二是缺少精確的時代數(shù)據(jù)。另外，灘間山金礦礦區(qū)出露地層主要為萬洞溝群和灘間山群。萬洞溝群是金成礦的主要礦源層之一；后期侵入的石英長石斑巖和閃長巖為主要含礦巖石(祁棟等，2018)④。因此，萬洞溝群的時代及其歸屬對灘間山金礦的成因研究、成礦地質(zhì)背景總結(jié)，以及區(qū)域上的找礦方向等十分重要，也是萬洞溝群引起研究者們關(guān)注的主要原因之一。萬洞溝群的巖石組合主要為碳酸鹽巖、片巖和千枚巖。當前,這些巖性均不適合進行年齡測試。本次工作通過對侵入萬洞溝群的環(huán)斑花崗巖進行時代研究，以達到限定萬洞溝群時限的目的，為區(qū)域上金礦找礦工作部署提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景和巖體特征

柴北緣灘間山地區(qū)出露的地層有元古宇托賴巖群、達肯達坂巖群、萬洞溝巖群、古生界的灘間山群、懷頭他拉組、牦牛山組(圖1)；中生界隆務(wù)河組和新生界的第四紀(李曉彥等，2007)。萬洞溝群為一套區(qū)域變質(zhì)綠片巖相淺變質(zhì)巖系，原巖為一套碳酸鹽巖和碎屑巖系。由于斷裂破壞，頂?shù)壮雎恫蝗?，厚度大? 000 m。區(qū)域上出露的巖性差別較大，按巖性組合可分為上下2個巖組:下巖組巖性主要為厚層狀白云石大理巖和條帶狀白云石大理巖，上部夾碳質(zhì)絹云千枚巖；上巖組分布最廣，巖石普遍含有碳質(zhì)，顏色灰黑色，主要巖性為斑點狀碳質(zhì)絹云千枚巖、碳質(zhì)絹云千枚巖、白云母鈣質(zhì)片巖及白云石大理巖夾層(崔林，2011)，是金礦化賦存的層位。而侵入其中的鷹峰巖體，呈透鏡狀產(chǎn)出，北西—南東方向延伸，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，出露面積約20 km2，主要由兩部分組成：其一為環(huán)斑花崗巖，是巖體主體，其二為發(fā)育其中的中酸性、基性巖脈及石英脈。其侵入于中元古代萬洞溝群的大理巖及片巖、千枚巖中，內(nèi)接觸帶巖石具同化混染，且含較多的圍巖捕虜體，巖體邊部暗色礦物增高，斑晶小且量少，形成細粒邊，圍巖具混合巖化及硅化，被早奧陶世輝長巖、中奧陶世閃長巖、晚三疊世二長花崗巖超動侵入，其上被大媒溝組砂礫巖不整合覆蓋(祁棟等，2018)(5)祁棟,馬海云,冶福強,等，青海省錫鐵山地區(qū)1∶5萬J46E009018等五幅專項礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報告.青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2018.。

1.全新世；2.更新世；3.三疊系隆務(wù)河組；4.石炭系懷頭他拉組；5.泥盆系牦牛山組；6.寒武-奧陶系灘間山群；7.薊縣系萬洞溝群a段；8. 薊縣系萬洞溝群b段；9.古元古代托賴巖群；10.古元古代達肯大坂巖群；11.石英閃長巖；12.花崗閃長巖；13.輝長巖；14.超基性巖；15.采樣點及編號；16.照片位置圖1 柴北緣灘間山地區(qū)鷹峰巖體地質(zhì)略圖(祁棟等，2018)①Fig.1 Geological map of Yingfeng rapakivi granite in Tanjianshan area, northern margin of Qaidam basin

鷹峰巖體出露面積約20 km2，圍巖為達肯達坂群和萬洞溝群。巖石學(xué)特征顯示鷹峰巖體存在灰白色和肉紅色2種環(huán)斑花崗巖(圖2)，其中，灰白色環(huán)斑花崗巖的斑晶粗大，以斑狀結(jié)構(gòu)為主，而肉紅色花崗巖以似斑狀結(jié)構(gòu)為主，但由于后者出露位置交通便利，是目前研究最多的。

環(huán)斑花崗巖以灰白-肉紅色為主，似斑狀結(jié)構(gòu)、環(huán)斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為斜長石、鉀長石和石英，次要礦物以黑云母為主，偶爾見蝕變角閃石；副礦物常見磁鐵礦、磷灰石和鋯石，偶爾見螢石、榍石、鈦鐵礦、褐鐵礦和石榴子石。鉀長石多呈斑晶，似眼球狀，大小為1～5 cm，一般為2～3 cm；斜長石多環(huán)繞鉀長石分布，形成明顯的環(huán)斑結(jié)構(gòu)，部分斜長石的雙晶紋細而密，垂直(010)晶帶的消光角NP′∧(010)=14°，An=30，具有絹云母化(祁棟等，2018)①；石英多呈他形，斷續(xù)分布在鉀長石和斜長石之間，金屬礦物外圍為榍石。

2 樣品采集與測試技術(shù)

本次研究中，筆者采集了1件同位素年齡樣品，本次研究的樣品為灰白色環(huán)斑花崗巖，編號為YF-1，采樣坐標為x：94°53′5.82″,y:38°00′12.71″，H:3 285 m(圖3)。樣品中獲得的鋯石粒徑為60～120 μm，大部分鋯石晶形較好,陰極發(fā)光圖像顯示,大部分鋯石具有明顯的密集環(huán)帶,表明鋯石為巖漿成因(圖4)。

a為灰白色環(huán)斑花崗巖，本次研究采集；b為肉紅色環(huán)斑花崗巖(據(jù)青海省地質(zhì)志(未出版2020))(6) 青海省地質(zhì)調(diào)查院，中國區(qū)域地質(zhì)志.青海志(未出版)，2020. 圖2 鷹峰環(huán)斑花崗巖照片F(xiàn)ig.2 Photos of Yingfeng rapakivi granite

圖3 鷹峰環(huán)狀花崗巖采樣信手剖面圖Fig.3 Sampling location map of Yingfeng rapakivi granite

圖4 鷹峰環(huán)斑花崗巖部分鋯石特征及測點位置圖Fig.4 Zircon characteristics of Yingfeng rapakivi granite and the location of measuring points

鋯石樣品通過人工重砂、電磁選和雙目鏡下挑選。鋯石的CL圖像和LA-ICP-MS法單顆粒鋯石微區(qū)U-Pb年齡測定，在自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室完成。其中CL發(fā)光儀為加載于掃描電鏡上的英國Gatan公司的Mono CL3+型陰極熒光探頭。LA-ICP-MS分析采用Agilent 7500型ICP-MS和德國LambdaPhysik公司的ComPex102 ArF準分子激光器 (工作物質(zhì)ArF，波長193 nm)以及MicroLas公司的GeoLas 200 M光學(xué)系統(tǒng)聯(lián)機進行。激光束斑直徑為30 μm，激光剝蝕樣品的深度為20～40 μm。實驗中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，用美國國家標準技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標準參考物質(zhì)NIST SRM 610進行儀器最佳化，采樣方式為單點剝蝕，數(shù)據(jù)采集選用一個質(zhì)量峰一點的跳峰方式，每完成5個測點的樣品測定，加測標樣一次。在所測鋯石樣品分析15～20個點前后各測2次NIST SRM610。鋯石年齡采用國際標準鋯石91500作為外標標準物質(zhì)，元素含量采用NIST SRM610作為外標，29Si作為內(nèi)標。測試結(jié)果通過GLITTER(ver4.0, Mac-quaie University)軟件計算得出。

3 測試結(jié)果

本次工作對挑選的鋯石中30顆進行U-Pb年齡測試,經(jīng)普通鉛校正后,剔除204Pb 過高及諧和度較差的3個點(包括YF10,YF26,YF28點)，有效測試點共27個(表1)。大多數(shù)鋯石位于238U/206Pb -207Pb/206Pb諧和圖的諧和線上,或在其附近分布(圖5a)。鋯石207Pb/206Pb 年齡介于1 722～1 787 Ma，加權(quán)平均年齡為(1 773.1±3.7)Ma(MSWD=0.54，n=27)(圖5b)。由于鋯石中觀察到的殘留核較少，且測試點位集中在鋯石邊部的環(huán)帶上，所以1 773 Ma年齡代表了環(huán)斑花崗巖體巖石的結(jié)晶年齡，即鷹峰巖體的形成年齡為早元古代的晚期。

圖5 鷹峰環(huán)斑花崗巖鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡及諧和年齡圖Fig.5 Zircon U-Pb concordia and weighted mean ages of Yingfeng rapakivi granite

4 討論

4.1 鷹峰環(huán)斑花崗巖體的時代

鷹峰環(huán)斑花崗巖侵位于達肯達坂群和萬洞溝群之間。該巖體有灰白色和紅色2種(圖2)，灰白色巖體環(huán)斑更加明顯，出露相對靠西部，紅色巖體環(huán)斑相對較差，出露于巖體的東部，二者間沒有明顯分界線。前人的研究大多集中在紅色部分巖體，分別為肖慶輝等(2003)獲得TIMS U-Pb上交點年齡為(1 776±33) Ma；盧欣祥等(2004)(7)盧欣祥，王曉霞，肖慶輝，等.秦嶺-昆侖環(huán)斑花崗巖及構(gòu)造環(huán)境,2004.獲得SHRIMP年齡為(1 758±29) Ma，代表了巖體的形成年齡。

陸松年等(2006b)獲得TIMS U-Pb上交點年齡為(1 763±53) Ma；Chen et al.(2013a)獲得LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為(1 793.9±6.4) Ma。青海省地質(zhì)志(8)祁棟,馬海云,冶福強,等.青海省錫鐵山地區(qū)1∶5萬J46E009018等五幅專項礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報告.青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2018.獲得(1 765.2±7.3) Ma的數(shù)據(jù)(未出版)。本次研究選擇了灰白色部分巖體，以便驗證鷹峰巖體是否為多期巖漿活動形成的復(fù)式巖體。經(jīng)過分析，獲得鷹峰環(huán)斑花崗巖鋯石U-Pb年齡為(1 773±3.7)Ma，誤差范圍內(nèi)(圖5)，結(jié)果一致性很好，且與前人研究結(jié)果一致，進一步驗證了鷹峰環(huán)斑花崗巖體形成時代是可靠的，是一期巖漿活動的產(chǎn)物。結(jié)合2012年全國地層委員會編制的中國地層表劃分方案，確定鷹峰環(huán)斑花崗巖體的形成時代為早元古代的晚期。

4.2 萬洞溝群時代

關(guān)于萬洞溝群的時代，前人做了不少工作，也獲得大量年代學(xué)數(shù)據(jù)。主要有：1∶20萬馬海福區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(1981)②，在灘間山北坡碳酸鹽巖組硅質(zhì)條帶白云巖中采集到疊層石Linellaf.,Gymnosolenf.,Jurusaniaf.,Conophytonf.,C.cylindricus,C.styldotabulum。疊層石組合常見于中元古界下馬嶺組、大紅峪組和高于莊組。1∶5萬伊克陶力幅、生格幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(1988)(9)青海省地質(zhì)局.1∶5萬伊克陶力幅、生格幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告，1988.，在碳酸鹽巖組采獲疊層石Scopulimorpharegularis,Baicaliaf.,Stratiferaf.,Baicaliacf.obaealica,時代定為薊縣紀。1∶5萬高泉煤礦幅、宗馬海湖福、嗷嘮山幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(1992)(10)青海省第五地質(zhì)隊.柴北緣賽什騰山東段J46E010018(高泉煤礦幅)、J46E011018(德宗馬海幅)、J46E011019(嗷嘮山幅)三幅1∶5萬區(qū)調(diào)聯(lián)測報告，1992.，在萬洞溝群碎屑巖組大理巖夾層中獲得微古植物：Granomarqinatasp.,Zonosphaeridiumsp.,Lophosphaeridium?,Tremoatosphaeridiumsp.,Pophosphaeridiumsp.等。據(jù)此將時代厘定為前寒武紀。

在柴達木盆地東緣德令哈北山至布赫特山西段及尕海東山和阿母內(nèi)山一帶，白云石大理巖中含疊層石Collumnacolleniaf.，Conophytonf.。以上疊層石定型者為Conophytoncylindricum，此疊層石產(chǎn)于云南昆陽群大龍口組，大龍口組的同位素年齡值為1 039 Ma；也產(chǎn)于前蘇聯(lián)烏拉爾中里菲群阿夫江組。阿夫江組上部海綠石年齡值為1 260 Ma，因此可將其時代暫定為長城—薊縣紀。青海巖石地層(1997)將年代地層單位歸長城—薊縣系。而于鳳池等(1994)通過Rb-Sr等時線年齡測試方法，獲得萬洞溝群(1 022±64) Ma的結(jié)果。

結(jié)合上述年代學(xué)資料，將萬洞溝群的時代暫歸中元古代。

4.3 鷹峰環(huán)斑花崗巖體圍巖的歸屬

鷹峰環(huán)斑花崗巖體與圍巖的接觸界線被碎石覆蓋, 導(dǎo)致接觸關(guān)系不易觀察，多被認為是斷層接觸關(guān)系，據(jù)此將圍巖厘定為萬洞溝群b段。但本次研究通過野外路線調(diào)查，認為鷹峰灰白色環(huán)斑花崗巖體與直接圍巖之間為侵入接觸關(guān)系(圖6)。結(jié)合上述對萬洞溝群和鷹峰環(huán)斑花崗巖體獲得的時代數(shù)據(jù)，進一步說明鷹峰環(huán)斑花崗巖體直接圍巖的時代應(yīng)為早元古代甚至更老，并不是中元古代的產(chǎn)物。李懷坤等于1997年和1998年曾2次對侵入于萬洞溝群的閃長玢巖脈進行鋯石U-Pb同位素測試，獲得(1 837±25)Ma的時代數(shù)據(jù)(內(nèi)部交流,未發(fā)表)，認為可能代表巖脈形成時代。

圖6 鷹峰巖體與圍巖侵入接觸關(guān)系圖Fig.6 Intrusive contact relationship between Yingfeng rapakivi granite and Wandonggou Group

遂將萬洞溝群置于古元古代，但這明顯與大量古生物化石的時代有所差異，這也證明該部分地層可能不是萬洞溝群的組成部分。結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)背景，建議將前人劃分的萬洞溝群b段的一部分重新厘定為達肯達坂巖群(圖1)。

4.4 萬洞溝群地質(zhì)意義

萬洞溝群是灘間山地區(qū)金礦的賦礦層位，進一步細化萬洞溝群的定義，準確劃定其出露范圍，為找尋灘間山式金礦提供保障。但萬洞溝群巖性復(fù)雜且在不同地段巖性相差較大，主要巖性有絹云片巖、千枚巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)條帶結(jié)晶灰?guī)r、大理巖等，多呈斷塊產(chǎn)出，頂?shù)撞蝗?。青海省巖石地層(1997)指定大柴旦鎮(zhèn)萬洞溝剖面第1～12層為萬洞溝群的層型剖面。區(qū)域上，萬洞溝群主要分布于灘間山地區(qū)，具有有利的金礦成礦地質(zhì)背景，且在萬洞溝群碎屑巖組千枚巖中發(fā)現(xiàn)有灘間山金礦，在千枚巖段與碳酸鹽組接觸部位發(fā)現(xiàn)有青龍溝金礦。但是，萬洞溝群的巖性相差大，不易與達肯達坂群區(qū)分，加強對萬洞溝群的野外調(diào)查研究與解體，進一步查清萬洞溝群的具體巖石組合及其展布規(guī)律，是今后該地區(qū)的工作重點，也是灘間山地區(qū)金礦找礦突破急需解決的首要問題。

5 結(jié)論

通過鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡(1 773±3.7)Ma的數(shù)據(jù),認為鷹峰環(huán)斑花崗巖的形成時代為早元古代；結(jié)合萬洞溝群產(chǎn)出的大量化石和同位素年齡數(shù)據(jù)，將萬洞溝群的形成時代定為中元古代，而鷹峰灰白色的環(huán)斑花崗巖與直接圍巖萬洞溝群b段為明顯的侵入接觸關(guān)系，進一步限定直接圍巖萬洞溝群b段形成時代應(yīng)更早。且?guī)r石組合與達肯達坂群極其相似，因此，建議將鷹峰環(huán)斑花崗巖巖體的直接圍巖萬洞溝群b段重新定義，劃歸為達肯達坂群的組成部分。這將極大地縮小萬洞溝群的出露范圍，為該地區(qū)的金礦找礦工作部署提供依據(jù)。