北祁連山西段寒山金礦床成礦時代探討*

劉永彪，余君鵬,2**，孔維瓊,，樊新祥，趙吉昌，李省曄 ，王 鵬

（1甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅酒泉 735000；2甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅蘭州 730000；3蘭州新區(qū)自然資源局，甘肅蘭州 730000）

北祁連造山帶西段與阿爾金斷裂的交匯部位，構(gòu)造演化復雜，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，區(qū)內(nèi)產(chǎn)出鷹嘴山金礦、寒山金礦等一批金礦床，被稱為西北的“金三角”。寒山金礦自發(fā)現(xiàn)以來，經(jīng)過了多年的勘查，取得了較好的找礦效果，前人對礦床地質(zhì)特征、成礦時代、礦床地球化學及成因等進行了研究和探討，取得了不少研究成果（毛景文等，1998；2000；2003；楊興吉，1999；2007；李金春，1999；吳茂炳等，1999；楊建國等，2003；夏林圻等，2001；宋忠寶等，2004）。李金春（1999）將寒山金礦和鷹嘴山金礦稱為“蝕變火山巖型寒山金礦床”和“蝕變超基性巖型鷹嘴山金礦床”。最近，楊合群等（2017）將這2個礦床均歸屬于“后生熱液脈型-破碎蝕變巖型”，強調(diào)熱液成礦作用時代晚于含礦建造的形成時代。前人使用的測年方法主要為Rb-Sr法、K-Ar法，認為金礦床主要成礦作用發(fā)生在海西期—印支期，對于曾經(jīng)經(jīng)歷過多期巖漿-變質(zhì)-構(gòu)造活動改造的地質(zhì)體，常規(guī)K-Ar法不是一種可靠的定年方法，如果后期受到高溫熱液的影響，早期的Ar會丟失或增加，獲得的年齡相對較小，而Ar-Ar法克服了常規(guī)K-Ar法的許多缺點，被廣泛利用（趙玉靈等，2002；嚴宸等，2019）。本文依托地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項目，在通過收集并綜合整理礦區(qū)勘查資料和前人研究成果，總結(jié)寒山金礦成礦地質(zhì)條件和特征的基礎上，對金礦石中的絹云母和礦區(qū)閃長巖體進行了同位素年代學研究，對金礦成礦時代進行了探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

寒山金礦大地構(gòu)造位置屬北祁連早古生代造山帶西段之西端（楊建國等，2003），距離北祁連造山帶與阿爾金斷裂交匯部位4 km處。區(qū)域上，北部除有古元古界敦煌巖群零星分布外，出露地層以古生界為主，主要有寒武系、奧陶系、志留系，其次為石炭系。寒武系由中基性火山巖、火山碎屑巖夾碎屑巖組成，分布于研究區(qū)南部；奧陶系以陰溝群為主，由中基性火山碎屑巖、火山熔巖夾陸源碎屑巖組成，為研究區(qū)主要含礦地層，其次為中堡群火山-碎屑巖建造和妖魔山組灰?guī)r；志留系以陸源碎屑巖為主，分布于研究區(qū)北部；石炭系砂巖不整合于寒武系和奧陶系之上。各地層單元之間多為斷層接觸（圖1）。

圖1 寒山金礦大地構(gòu)造位置圖（a）及研究區(qū)金礦床分布簡圖（b）（據(jù)甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2018修改）1—第四系；2—新近系疏勒河組；3—石炭系羊虎溝組；4—志留系泉腦溝山組及旱峽組；5—奧陶系陰溝群、中堡群及妖魔山組；6—寒武系黑茨溝組；7—太古宇—古元古界敦煌巖群；8—輝綠巖體；9—輝長巖體；10—閃長巖體；11—酸性侵入巖體；12—阿爾金斷裂；13—斷層；14—金礦及位置；15—寒山金礦Fig.1 Geotectonic location map of Hanshan gold deposit(a)and regional geological map showing distribution of gold deposits in the study area(b)(after Fourth Institute of Geological and Mineral Exploration of Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources,2018）1—Quaternary;2—Shulehe Formation of Neogene;3—Yanghugou Formation of Carboniferous System;4—Quannaogoushan Formation and Hanxia Formation of Silurian;5—Guigou Group,Zhongbao Group and Demon Mountain Group of Ordovician System;6—Heizigou Formation of Cambrian System;7—Dunhuang Group of Archean—Paleoproterozoic;8—Diabase pluton;9—Gabbro intrusion;10—Diorite Intrusion;11—Acid intrusive;12—Arkin fault;13—Fault;14—Gold deposits and its locations;15—Hanshan gold deposit

區(qū)域上，侵入巖較為發(fā)育，中-酸性侵入體分布于礦區(qū)南側(cè)5 km處，以明芨芨溝巖體、青石峽巖體、青山巖體和車路溝巖體為主，分布范圍較大，多呈巖珠狀分布，展布方向和區(qū)域構(gòu)造線方向一致，呈NW向、NWW向的斷續(xù)條帶狀出現(xiàn)。主要巖性有輝綠巖、石英二長花崗巖、花崗閃長巖、英云閃長巖、黑云母花崗巖等。

區(qū)域構(gòu)造以發(fā)育NEE向、NWW向、NE向及近EW向斷裂構(gòu)造為特征，其中NEE向阿爾金斷裂分布于礦區(qū)北西側(cè)，NWW向及近EW向斷裂控制了區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)體的展布，斷裂亦為不同地質(zhì)體的界線，同時也對成礦具有一定的儲礦、導礦作用，NE向斷裂多為后期構(gòu)造，破壞了區(qū)內(nèi)早期地層和構(gòu)造。

區(qū)域上礦產(chǎn)以金礦為主，主要有寒山金礦、鷹嘴山金礦、滴水山金礦、陰凹大泉金礦、車路溝金礦、牛毛泉東金礦等，多為蝕變巖型金礦，其中牛毛泉東金礦、寒山金礦及滴水山金礦受同一斷裂帶的控制。

2 礦床地質(zhì)背景

奧陶系陰溝群為寒山金礦區(qū)的主要含礦地層，呈NWW向狹長帶狀展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。巖層大部分北傾，局部南傾，傾角60°～85°。巖石類型以安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑巖屑凝灰熔巖、安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、英安質(zhì)凝灰?guī)r為主（楊興吉，2007），其次為凝灰質(zhì)砂巖、巖屑石英雜砂巖等，其中安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r為主要的賦礦巖石，巖石蝕變強烈（圖2）。

圖2 寒山金礦床地質(zhì)草圖（a）及寒山金礦大地構(gòu)造位置圖（b）（據(jù)甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2014）1—奧陶系陰溝群下組；2—奧陶系陰溝群上組一段；3—奧陶系陰溝群上組二段；4—奧陶系妖魔山組；5—中泥盆世閃長巖；6—主要工業(yè)金礦體及編號；7—實測推覆斷層；8—實測平移斷層；9—實測逆斷層；10—實測性質(zhì)不明斷層；11—斷裂及編號；12—Ar-Ar測年樣品采樣位置；13—U-Pb樣品采樣位置；14—礦區(qū)大地構(gòu)造位置Fig.2 Geologicalsketch map of the Hanshan gold deposit(a)and geotectonic location map of the Hanshan gold deposit(b)(after Fourth Institute of Geological and Mineral Exploration of Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources,2014)1—Lower Formation of Ordovician Yingou Group;2—1st Member of Upper Formation of Ordovician Yingou Group;3—2ed Member of Upper Formation of Ordovician Yingou Group;4—Ordovician Yaomoshan Group;5—Middle Devonian diorite;6—Gold ore spot and its serial number;7—Nappe fault;8—Slip fault;9—Reverse fault;10—Unknown fault;11—Fault and its serial number;12—Location of Ar-Ar sampling;13—Location of U-Pb sampling;14—Tectonic location of deposit

礦區(qū)南部有閃長巖體侵入，呈NW—SE向展布，巖體長約10 km左右，寬約1～3 km，巖石主要為細粒閃長巖、細粒輝長閃長巖，局部可見閃長玢巖，前人認為其為成礦提供了熱源（夏林圻等，2001；宋忠寶等，2004）。脈巖主要有閃長巖脈、石英脈、輝長閃長巖脈及輝長巖脈等，脈體規(guī)模均較小，巖脈走向與構(gòu)造線方向一致，輝長巖脈及輝長閃長巖脈多見于南部閃長巖體內(nèi)，部分石英脈為含礦脈體，是礦區(qū)的直接找礦標志。

礦床受控于由阿爾金大斷裂影響下的NWW向韌脆性剪切帶，與阿爾金大斷裂呈“入”字型銳角相交，與剪切帶中的近EW向次級斷層共同構(gòu)成容礦構(gòu)造。根據(jù)多年的地質(zhì)勘查資料，礦區(qū)圍巖及礦體具明顯的韌脆性剪切變形特征，且韌脆性剪切變形作用經(jīng)歷了3期：第一期韌脆性剪切變形作用，形成千枚狀糜棱巖和糜棱巖化巖石以及一些面狀、線狀構(gòu)造，巖石剪切面理主要由白云母和綠泥石等礦物組成，礦區(qū)巖石具明顯的拉伸線理、布丁構(gòu)造、石香腸構(gòu)造等，在火山碎屑巖中表現(xiàn)尤為明顯，拉伸線理在礦體圍巖中由石英和火山角礫構(gòu)成，在礦石中由絹云母、石英、長石和黃鐵礦構(gòu)成。石香腸構(gòu)造多發(fā)育在含金石英脈中。多處剪切片理反映其產(chǎn)狀為340°～355°∠40°，線理走向多集中在210°～240°之間，說明剪切帶的運移變形以南西向側(cè)斜滑移為主（李生棟，2011）；第二期脆性變形作用，表現(xiàn)為稍后一期脆性變形作用產(chǎn)生的破裂面的出現(xiàn)，沿破裂面有富礦石英脈貫入，并且在礦化帶中呈斜列尖滅再現(xiàn)排列，礦脈和石英脈等脈體多與早期的韌性剪切面斜交或穿插，且具明顯的剪切特征，而含礦黃鐵礦多發(fā)育壓力影（圖3），說明礦脈形成后礦區(qū)又發(fā)生了強烈的剪切作用，根據(jù)壓力影組合特征，結(jié)合構(gòu)造面特征分析，初步認為剪切帶的運移方向以垂直方向的運動為主；第三期為重力韌脆性變形作用，與成礦作用關(guān)系不大。NE向斷層不含礦，對礦體具破壞作用（楊興吉，2007）。區(qū)內(nèi)劈理構(gòu)造較為發(fā)育，常見有板劈理、破劈理。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦化帶特征

礦帶東西長約6000 m，南北寬約400 m，礦體均賦存在奧陶系陰溝群二組中，賦礦巖石為安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，部分安山巖、凝灰熔巖等亦見礦化。礦體明顯受脆韌性剪切帶控制，礦帶產(chǎn)狀與剪切帶產(chǎn)狀基本一致，走向近EWW，傾向NE，傾角55°～85°，鉆探證明礦體向深部延伸，產(chǎn)狀近于直立。

礦化帶在地表多以黃鉀鐵礬化和“鐵帽”為特征，與圍巖形成鮮明的對比（圖4）。經(jīng)過多年地質(zhì)勘查，共圈定礦化蝕變帶72條，它們長40～1500 m，寬1～20 m，規(guī)模懸殊較大。礦化與黃鐵絹英巖化、硅化及多金屬硫化物化關(guān)系密切，尤其在疊加方鉛礦、閃鋅礦、毒砂等硫化物的地方，往往形成富礦體。巖石變形程度越強，尤其是在糜棱巖化發(fā)育地段，蝕變越發(fā)育，則金礦化程度也越強（張素云等，2015），糜棱巖化金礦石巖芯照片見圖5。

圖3 黃鐵礦的壓力影Fig.3 Pressure shadow of pyrite

圖4 地表蝕變巖（具黃鉀鐵礬化）照片F(xiàn)ig.4 Photographs of surface alteration rocks(Jarosite)

圖5 糜棱巖化金礦石巖芯照片F(xiàn)ig.5 Core image of mylonite gold ore

3.2 礦體特征

全區(qū)共圈定金礦體42個。礦體嚴格受脆韌性剪切帶控制，多產(chǎn)于近EW向次級斷裂帶中。宏觀上，礦體形態(tài)以似層狀、條帶狀為主，具有品位低且變化大的特征，高品位工業(yè)礦體為厚度不一的透鏡體、瘤狀體及巢狀體等。礦體的厚度和品位多沿走向表現(xiàn)出波浪式的或跳躍式的變化，這與近東西向次級斷裂的展布和巖石的碎裂化程度關(guān)系密切。就單個礦體而言，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化程度遠遠大于礦體外部形態(tài)的變化，在走向上總體呈中間較寬，兩邊較窄且逐漸尖滅的脈狀、透鏡狀特征，而礦體內(nèi)部又具有分枝復合，尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象（李生棟，2011）。

Au8、Au11規(guī)模最大，與 Au4、Au5、Au6、Au7、Au14號礦體一起構(gòu)成了礦區(qū)的主要工業(yè)礦體。主礦體特征與全區(qū)礦體總體特征基本相似，現(xiàn)將主礦體中的Au11礦體、Au8礦體特征簡述如下。

Au11礦體位于礦區(qū)南側(cè)，長1052 m，厚1.24～14.07 m，品位（1.5～5.06）×10-6。礦體總體走向80°，傾向向南，變化較大，地表傾角一般在50°左右，但到深部轉(zhuǎn)變?yōu)?0°左右的陡傾，局部呈近直立狀。賦礦巖石主要為強蝕變安山質(zhì)凝灰?guī)r或安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r，部分地段穿插石英脈。在地表頂、底板巖性為安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r，向深部頂板巖性變?yōu)榘采劫|(zhì)凝灰熔巖，底板為凝灰質(zhì)板巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r等（圖6）（李生棟，2011）。

Au8礦體位于礦區(qū)中部，礦體長度742 m，厚度0.87～12.08 m，品位（1.72～9.52）×10-6。礦體圍巖蝕變非常強烈，破碎蝕變帶最寬處達30多米，礦體平均品位3.49×10-6，局部分布有自然金，品位極高。

圖6 寒山金礦床140線勘探線剖面圖1—安山巖；2—安山質(zhì)凝灰?guī)r；3—安山質(zhì)晶屑凝灰熔巖；4—安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r；5—火山角礫巖；6—構(gòu)造角礫巖；7—凝灰質(zhì)板巖；8—凝灰質(zhì)粉砂巖；9—含金蝕變帶；10—金礦體及編號；11—鉆孔及編號Fig.6 Geological line along No.140 exploration line of the Hanshan gold deposit1— Andesite;2—Axndesitic tuff;3—Andesite crystal tuff lava;4—Andesite breccia tufflava;5—Volcanic breccia;6—Tectonic reccia;7—Tuffaceous slate;8—Tuffaceous siltstone;9— Au-bearing alteration zone;10—Gold ore body and its serial number;11—Drill hole and its sercal number

3.3 礦石特征

（1）礦物組成

礦石中已查明礦物有30余種，主要有自然金、自然銅、黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、石英、絹云母、陽起石、綠泥石、黃鉀鐵礬、重晶石、方解石、明礬等，黃鐵礦和方鉛礦為最普遍的硫化物，金礦化多賦存于其中，黃鉀鐵礬是地表最直觀的找礦標志。礦石中絹云母多呈細小鱗片狀集合體，一部分集合體呈條帶狀、細脈狀分布于巖石裂隙兩側(cè)，并與黃鐵礦等礦物共生，反映出其形成于熱液充填過程中，另一部分為細密均勻分布的細小集合體，為巖石中火山灰、長石等蝕變而來，具有明顯的定向性。

（2）礦石組構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)有包含（裹）結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有浸染狀、脈狀、網(wǎng)脈狀、團塊狀、蜂窩狀構(gòu)造等（李生棟，2011）。

（3）礦石類型

原生礦石有黃鐵絹云片巖型金礦石、黃鐵絹英巖型金礦石、石英脈型金礦石、多金屬硫化物石英脈型金礦石、硅質(zhì)巖型金礦石（李生棟，2011），其中前2種為主要礦石類型。氧化礦石有黃鉀鐵礬高嶺土化石英脈金礦石、黃鉀鐵礬高嶺土化金礦石、蜂窩狀石英脈型金礦石、水綠礬型金礦石（李生棟，2011）。

3.4 圍巖蝕變

礦區(qū)的圍巖蝕變主要分布在脆韌性剪切帶內(nèi)，十分醒目，蝕變強度與巖石的變形、破碎及含礦熱液活動強弱有關(guān)，礦體兩側(cè)巖石一般韌性變形及破碎越強，蝕變越發(fā)育，蝕變具有明顯的分帶性和對稱性，該蝕變帶整體貫穿于寒山礦區(qū)，向東延伸至滴水山金礦，向西延伸至牛毛泉東金礦，蝕變從中心往外依次為：硅化帶、黃鐵絹英巖化帶、“泥化帶”（高嶺土化帶）、鐵染帶、碳酸鹽化帶，其中硅化帶和黃鐵絹英巖化帶為主要的含礦蝕變帶（楊永春等，2018）。硅化與金礦化關(guān)系密切，硅化越強烈的地段，金礦化程度越高。

3.5 礦化期次及成礦階段

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、礦床形成條件及構(gòu)造和礦物共生組合，判斷礦床的形成與保存經(jīng)歷了熱液作用過程原生礦形成期和表生風化作用過程氧化礦形成期2期。

（1）熱液作用過程原生礦形成期 該期可進一步細分為5個階段：第一階段為石英-黃鐵礦化-金礦化階段，以大量出現(xiàn)中細粒黃鐵礦和石英為主；第二階段為早期石英-多金屬硫化物-金礦化階段，該階段標型礦物主要有黃銅礦、黝銅礦、輝銅礦、磁黃鐵礦、銅藍、輝鉬礦等；第三階段為晚期石英-多金屬硫化物-金礦化階段，主要特點是出現(xiàn)大量方鉛礦、毒砂、閃鋅礦等礦物，以方鉛礦為主要含金礦物；第四階段黃鐵絹英巖化階段，沿斷裂破碎帶兩側(cè)的巖石大面積出現(xiàn)硅化、絹云母化、黃鐵礦化等蝕變，本文研究的正是該階段的形成時間；第五階段為石英-碳酸鹽化階段，出現(xiàn)大量的石英脈和碳酸鹽脈。

（2）表生風化作用過程氧化礦形成期 該期成礦發(fā)生于新生代，上述原生硫化礦被剝蝕到地表和近地表，硫化物經(jīng)過長期的物化風化作用下，生成黃鉀鐵礬、褐鐵礦和孔雀石等氧化礦物。剝蝕使礦體變淺利于開采；氧化淋濾可減少礦石中的砷含量，利于提高堆浸效率；形成地表明顯的找礦標志。

4 樣品采集及測試方法

區(qū)內(nèi)礦石蝕變較強，主要蝕變礦物為黃鐵礦、石英、絹云母等，礦石類型以黃鐵絹英巖型為主，利用絹云母等蝕變礦物分階段加熱法得到的年齡譜往往反映出礦物的熱演化史，即可為成礦熱液蝕變過程和時代的確定提供一定的依據(jù)，因此，本次工作在Au14礦體中采集了黃鐵絹英巖型金礦石（位置見圖2），從中挑選出絹云母進行40Ar-39Ar同位素測年。同時，前人研究認為礦區(qū)南部閃長巖巖體與成礦關(guān)系密切，為成礦提供了熱源和一部分熱液（夏林圻等，2001；宋忠寶等，2004），為進一步確定該巖體與成礦之間的聯(lián)系，本次工作還采集了閃長巖樣品（位置見圖2），進行鋯石U-Pb法測年，對比研究巖體與金礦的成礦時代。

4.1 絹云母Ar-Ar同位素測試方法

樣品分選在廊坊誠信地質(zhì)服務有限公司完成，將巖石樣品破碎、磁選、浮選等程序后，再經(jīng)過顯微鏡下挑選，得到純度＞98%的絹云母單礦物樣品。40Ar-39Ar定年工作在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。稱取適量的單礦物樣品用超聲波進行清洗，樣品用鋁箔包好放置于石英管內(nèi)，同時將標準物質(zhì)黑云母ZBH-25放置于石英管不同位置，用于計算中子通量梯度，然后將石英管真空熔封，送至中國核動力設計研究院HFETR反應堆內(nèi)照射15 h。

照射過的樣品送至核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，采用Argus VI惰性氣體質(zhì)譜儀對其中的Ar同位素組成進行分析，采用雙真空鉭片加熱爐階段升溫法釋放樣品中的氣體，氣體依次經(jīng)過液氮U-型冷阱，2組鋯—鋁吸氣劑泵（一組為450℃，一組為室溫）對氣體進行純化，最后僅留下惰性氣體進入質(zhì)譜進行Ar同位素組成的測試。

通過輻照純凈的CaF2和K2SO4對樣品的Ca和K在輻照過程中產(chǎn)生的干擾進行校正，反應堆內(nèi)的校正因子分別為(36Ar/37Ar)ca=3.539×10-4，(36Ar/37Ar)ca=8.735×10-4和 (40Ar/39Ar)k=7.98×10-3，通過全熔石英管內(nèi)黑云母ZBH-25獲得石英管內(nèi)的中子通量梯度，進而計算獲得不同位置樣品的輻照常數(shù)（J值），通過測試大氣中的氬同位素組成獲得質(zhì)譜的質(zhì)量歧視校正因子，而衰變常數(shù)則采用Steiger等（1977）的推薦值5.543×10-10。采用Ar Ar CALC 2.40軟件對樣品的40Ar-39Ar年齡進行計算。

4.2 閃長巖鋯石U-Pb測試方法

鋯石分選在廊坊誠信地質(zhì)服務有限公司完成。鋯石的激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICPMS)原位U-Pb定年在在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas Pro，ICP-MS為Agilent 7700x。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進入ICP之前通過一個T型接頭混合。每個時間分辨分析數(shù)據(jù)包括約10 s的空白信號和40 s的樣品信號。對分析數(shù)據(jù)的離線處理（包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算）采用軟件Glitter 4.4完成，詳細儀器參數(shù)和測試過程參見李艷廣等（2015）。

U-Pb同位素定年中采用鋯石標準91500作為標樣進行同位素分餾校正。對于與分析時間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的變化采用線性內(nèi)插的方式進行了校正。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計算均采用Isoplot Exver 3完成。

5 測試結(jié)果

5.1 Ar-Ar同位素測試結(jié)果

通過Ar-Ar同位素年齡測試，獲得坪年齡（302.5±1.8）Ma，正等時線年齡（301.5±4.5）Ma，兩者相差1 Ma（圖7）。

從表1中可以看出，具有3個以上相連的一致年齡坪，并具超過50%的39Ar釋放量；39Ar析出量超過50%時，獲得較好的高溫坪，也說明該測試結(jié)果較為可靠，形成高溫坪代表早期的結(jié)晶年齡（劉艷紅等，2004），結(jié)合成礦期次，認為該坪年齡代表主成礦年齡。

5.2 鋯石U-Pb同位素測試結(jié)果

陰極發(fā)光圖像中，鋯石形態(tài)大致一致，主要呈短柱狀，具典型的鋯石晶體形狀，由于破碎，多呈半截狀，鋯石長度基本在30～150 μm，長寬比 1.5∶1～2∶1，可見清晰巖漿振蕩環(huán)帶，部分鋯石內(nèi)部有繼承核存在，生長紋路清晰（圖8），應屬巖漿成因。

本次測試諧和性較好的有7個測點，所測鋯石Th/U比值為0.14～0.89，平均0.5，具巖漿鋯石的特征（表 2），表面年齡（400±12）Ma～（378±8）Ma，獲得加權(quán)平均年齡（390.4±9.5）Ma，MSWD=0.36（圖9），為中泥盆世。

6 討 論

6.1 成礦時代

圖7 寒山金礦床蝕變絹云母Ar-Ar測年坪年齡（左）和等時線年齡諧和圖（右）Fig.7 Plateau age(left)and isochron age spectra(right)of Ar-Ar dating for sericite from the Hanshan gold deposit

表1 寒山金礦床蝕變絹云母Ar-Ar分析測試結(jié)果Table 1 Ar-Ar dating of sericite from the Hanshan gold deposit

圖8 寒山金礦床閃長巖鋯石CL圖像及LA ICP-MS測點位置Fig.8 The zircon CL image of diorite in southern Hanshan and LA ICP-MS dating location of the Hanshan gold deposit

前人通過大量的同位素測年工作對寒山金礦成礦時代和礦區(qū)閃長巖進行了研究。毛景文等（2000；2003）曾利用石英包裹體Rb-Sr等時線法和云母KAr法分別對礦區(qū)含金石英脈及蝕變巖進行測定，獲得含金石英脈Rb-Sr等時線年齡為（303±10）Ma，黃鐵絹英巖K-Ar年齡為（224.44～213.95）Ma。宋忠寶等（2004）測得寒山金礦床絹英巖Rb-Sr同位素等時線年齡為（339±10）Ma，并測得閃長巖年齡（347.1±6.4）Ma，認為寒山金礦的成礦時代應為213.95 Ma～（339±10）Ma，成礦與閃長巖體有關(guān)。楊建國等（2003）測得早期金-毒砂-黃鐵礦-石英脈和絹英巖(蝕變巖)中石英包裹體Rb-Sr等時線年齡分別為372 Ma和339 Ma，并測得寒山礦區(qū)南側(cè)的青山花崗閃長巖體U-Pb年齡（370±25）Ma。夏林圻等（2001）獲得的石英包裹體Rb-Sr法年齡為395 Ma（表3）。前人采集的樣品主要有含金石英脈和絹英巖2類，據(jù)前文所述金礦成礦期次，石英脈多形成于成礦作用早期，絹英巖主要在主成礦期及后期形成，因此，前人的結(jié)果可分為早期（395～372 Ma，石英-黃鐵礦化-金礦化階段，石英-多金屬硫化物-金礦化階段及石英-多金屬硫化物-金礦化階段）（夏林圻等，2001；楊建國等，2003）、中期（（339±10）～（303±10）Ma，黃鐵絹英巖化階段）（毛景文等，2003；宋忠寶等，2004；楊建國等，2003）及后期（224.44～213.95）Ma（毛景文等，2000）3個階段，對于后期，宋忠寶等（2004）認為可能是更晚期的一次變質(zhì)作用，屬于蝕變年齡。

圖9 寒山南閃長巖鋯石U-Pb年齡諧和圖（左）及直方圖（右）Fig.9 Concordia(left)and frequency(right)plots of ages for diorite sample in southern Hanshan deposit

表2 寒山南閃長巖LA ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年結(jié)果Table 2 LA ICP-MS zircon U-Pb analyses for diorite sample in southern Hanshan deposit

Ar-Ar年齡能夠記錄到巖石受熱事件的時代，在分階段加熱過程中，最低溫度階段樣品釋放出的Ar來自礦物顆粒的表面，因其表面較易丟失Ar，此時較低的40Ar/39Ar比值，對應的表面年齡為熱事件發(fā)生的年代（劉艷紅等，2004），從表1中可以發(fā)現(xiàn)，在加熱至600～720℃時，出現(xiàn)3個低溫年齡，其中2個數(shù)據(jù)與毛景文等（2003）所測的成礦年齡基本一致，從數(shù)據(jù)分布來看，分別為華里西晚期、印支期和燕山期，這既與前人研究所得的3個階段相吻合，又與北祁連構(gòu)造演化相對應，記錄了相應的構(gòu)造熱事件。本次工作所獲絹云母Ar-Ar坪年齡（302.5±1.8）Ma，與毛景文等（2003）獲得的含金石英脈年齡和宋忠寶（2004）所測絹英巖的Rb-Sr年齡基本一致，而黃鐵絹英巖化屬于第4階段，屬于成礦期內(nèi)的后半時段，可知成礦時代的起點還要更早，由于K-Ar年齡一般存在誤差較大，可信度較低，結(jié)合前人研究劃分的2個階段，筆者認為華力西期為主要成礦期段，成礦時代可以劃分為（395～372）Ma和（339±10～302.5±1.8）Ma兩個階段。

表3 寒山金礦床成礦時代及有關(guān)侵入巖成巖時代統(tǒng)計表Table 3 Statistical table of metallogenic epoch and related intrusive rock age in the Hanshan gold deposit

熱液型礦床的成礦流體和熱液的形成和運移應與地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境具有一定的時空耦合關(guān)系，寒山金礦是由熱液不斷萃取周圍的火山巖中的成礦物質(zhì)并富集形成，這需要巖漿活動提供熱源和動力驅(qū)動。侵入巖體易產(chǎn)生斷裂裂隙,有利于水的大規(guī)模循環(huán)，在大范圍內(nèi)萃取更多的成礦組分（莫測輝等，1997；楊建國等，2003）。前人一致認為礦區(qū)南部的閃長巖與成礦有內(nèi)在的親緣關(guān)系（毛景文等，1998；夏林圻等，2001；宋忠寶等，2004；楊建國等，2003）。毛景文等（1998；2003）研究認為，寒山金礦床的主巖為奧陶紀安山質(zhì)火山巖類，各成礦階段都伴隨有硅質(zhì)和堿質(zhì)的帶入，尤其是第一階段大面積微晶石英絹云母化的出現(xiàn)，說明這些組分并非來自圍巖，而可能是來自深部，成礦與地幔流體交代作用有關(guān)間接證明了深部巖漿活動的存在。氧、硫同位素表現(xiàn)出成礦流體具大氣降水與巖漿水混合的特征（毛景文等，2000；夏林圻等，2001）。本次獲得的閃長巖成巖年齡（390.4±9.5）Ma，與前人獲得的第一個成礦階段時代相當，為巖體與成礦作用的關(guān)系提供了佐證，筆者亦認為巖體與成礦作用有關(guān)，巖體的形成為成礦提供了熱源，可能還提供了一部分熱液流體。

6.2 礦化富集規(guī)律

寒山金礦床受韌脆性剪切帶控制明顯，成礦主要與礦區(qū)內(nèi)近EW向展布的韌脆性剪切帶有關(guān)，特別在NWW向和EW向剪切帶交匯的部位，礦化強烈富集，剪切帶與圍巖多呈漸變過渡關(guān)系。韌脆性變形程度的強弱，一般與礦床的富集程度呈正相關(guān)關(guān)系。變形程度越強，礦體越富集。礦化分布也具有具有一定的分帶性，由中心向兩側(cè)礦化減弱。

根據(jù)工程見礦效果對比，礦體的富集程度與巖石蝕變程度相關(guān)，氧化礦中若出現(xiàn)強黃鉀鐵礬化和硅化（包括石英脈），一般金品位較高。原生礦中，若出現(xiàn)強硅化、細粒黃鐵礦化或多金屬硫化物化，則礦體一般較富。煙灰色石英出現(xiàn)的區(qū)域，礦化較好，強烈變形的石英脈疊加絹英巖化，往往具有高品位礦化。

從圈定的礦化蝕變帶和礦體來看，礦化蝕變帶分布方向主要為NWW向和EW向，礦體主要為EW向，據(jù)控礦構(gòu)造特征和多年的勘查經(jīng)驗，筆者認為含礦熱液運移通道主要為EW向斷裂帶，并不斷向NWW向斷裂帶運移，其次，區(qū)內(nèi)NWW向為區(qū)域性斷裂構(gòu)造，EW向斷裂多為后期的小型次級斷裂，多斜切NWW向斷裂帶，大的含礦構(gòu)造由于規(guī)模大、滲透性好，成礦流體進入后易分散，不易聚集成礦，一些小的構(gòu)造，成礦空間小，圍巖完整性好，塑形強，屏蔽效果明顯（劉靈恩等，2012），因此，含礦表現(xiàn)出差異性，在EW向構(gòu)造中強烈富集，多形成品質(zhì)好的礦體，而在NWW向斷裂中多形成礦化體。

7 結(jié) 論

（1）獲得黃鐵絹英巖型礦石中絹云母40Ar-39Ar坪年齡（302.5±1.8）Ma，基于該類礦石屬于成礦期內(nèi)第4階段，屬于成礦期內(nèi)的后半時段，可知成礦時代的起點還要更早，因此認為，成礦時代可以劃分為（395～372）Ma和（339±10～302.5±1.8）Ma 兩個階段，華力西期為主要成礦期。

（2）獲得了寒山礦區(qū)南側(cè)的閃長巖體中鋯石UPb年齡（390.4±9.5）Ma，該巖體為金成礦提供了熱源，可能還提供了巖漿熱液。

（3）奧陶系陰溝群為寒山金礦區(qū)主要含礦地層，呈狹長帶狀NWW向展布，其中安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r為主要賦礦巖石。

（4）礦體明顯受脆韌性剪切帶控制，礦帶產(chǎn)狀與剪切帶產(chǎn)狀基本一致，成礦作用與EW向次級小構(gòu)造關(guān)系密切。

（5）金礦化與圍巖蝕變關(guān)系密切，氧化礦中若出現(xiàn)強烈的黃鉀鐵礬化和硅化，一般品位較高，原生礦中若出現(xiàn)強硅化、黃鐵礦化或多金屬硫化物化，尤其硅化強烈地段，金礦化程度高。