海南抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈的成因及其對(duì)金成礦的啟示*

周岳強(qiáng) 許德如趙朝霞 單強(qiáng) 董國(guó)軍 寧鈞陶 朱昱樺

1. 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 5106402. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 1000493. 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四〇二隊(duì)，長(zhǎng)沙 4100044. 東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 3300131.

早在二十世紀(jì)七十年代，學(xué)者們就曾在普通二輝橄欖巖捕擄體中發(fā)現(xiàn)了Au(Frey and Green, 1974)。近幾十年來(lái)，在對(duì)世界各地金礦床的研究過(guò)程中，學(xué)者們更是發(fā)現(xiàn)眾多的金礦床在時(shí)間和空間上與基性巖、超基性巖有著密切的關(guān)系，其中包括加拿大Superior綠巖帶(Kitneyetal., 2011; Simardetal., 2013)、Red lake綠巖帶(Gulsonetal., 1993)、西非加納Ashanti帶(Berge, 2011)、芬蘭北部CLG帶(Eiluetal., 2003)和澳大利亞?wèn)|南部Heathcote綠巖帶(Bierleinetal., 1998)的部分金礦床，澳大利亞西部Eastern Goldfields綠巖帶的超大型Kalgoorlie金礦床(Berge, 2013)，North Caribou綠巖帶的Musselwhite金礦床(Biczoketal., 2012)以及瑞典北部Skellefte地區(qū)的金礦床(Berge, 2013)等。在中國(guó)，云南墨江金廠金礦床、河北赤城金家莊金礦床、新疆托里縣薩爾托海金礦床、吉林延吉后底洞金礦床和陜西略陽(yáng)煎茶嶺金礦床的金礦體均賦存于基性-超基性巖與圍巖的接觸帶或直接產(chǎn)出于基性-超基性巖中(謝貴明，1992)。從地球化學(xué)成分上來(lái)說(shuō)，基性巖漿(特別是煌斑質(zhì)巖漿)中含有所有火成巖中最高含量的CO2、H2O、F、K、Rb和Ba，且同時(shí)含有適量的S，是Au運(yùn)移的合適載體(Rock and Groves, 1988)。近十多年來(lái)的研究進(jìn)一步表明，基性巖漿確實(shí)可能在這類金礦床的成礦作用中提供了Au(Rusinovetal., 2005; Kamenovetal., 2007; Tanetal., 2012; Berge, 2013)。

抱倫金礦床位于海南島的西南部，目前由海南省地質(zhì)局和海南山金礦業(yè)有限公司共同勘查和開(kāi)采。該礦床已探明金金屬資源量80噸以上，平均品位達(dá)10.3g/t (Dingetal., 2005; 陳穎民等，2011)，是海南省目前儲(chǔ)量最大的高品位金礦床。抱倫金礦床的礦體賦存于下志留統(tǒng)陀烈組中，受NNW向斷裂破碎帶控制(丁式江等，2007)。自1992年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，許多單位和學(xué)者對(duì)其成礦時(shí)代、成礦流體和成礦物質(zhì)來(lái)源進(jìn)行了相關(guān)研究。前人通過(guò)白云母K-Ar、Ar-Ar同位素和伊利石K-Ar同位素測(cè)定的抱倫金礦床的成礦年齡分布于205～221Ma之間(陳柏林等，2001；劉玉琳等，2002；舒斌等，2004)。最新測(cè)定的抱倫金礦床礦石中與Au共生的輝鉬礦的Re-Os同位素年齡為224.6±7.2Ma (Xuetal., 2017)，與以前得到的成礦年齡值基本一致。然而，對(duì)于其成礦物質(zhì)和成礦流體來(lái)源目前仍然存在著較大的爭(zhēng)議。因礦區(qū)下志留統(tǒng)陀烈組的金豐度平均值較高(達(dá)到5.58 ×10-9)，最初有觀點(diǎn)認(rèn)為陀烈組為抱倫金礦床提供了部分成礦物質(zhì)(丁式江等，2001)。但近年來(lái)的研究表明，遠(yuǎn)離礦體處的陀烈組巖石金豐度值與地殼克拉克值接近，這表明陀烈組不是礦源層(鐘增球，2010(1)鐘增球. 2010. 海南抱倫金礦擴(kuò)大礦產(chǎn)規(guī)?？赡苄缘牡刭|(zhì)研究(內(nèi)部資料). 1-104)。抱板群巖石的Au、Bi等元素含量高，因此，也有觀點(diǎn)認(rèn)為抱倫金礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于抱板群(謝才富等，2006)。相比前兩種觀點(diǎn)，目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該地區(qū)的侵入巖為抱倫金礦床提供了成礦物質(zhì)和成礦流體(丁式江等，2001；舒斌等，2004，2006；鐘增球，2010)。其中，有人認(rèn)為是尖峰巖體(丁式江等，2001；舒斌等，2004，2006)，也有人認(rèn)為是隱伏的燕山期侵入巖(鐘增球，2010)。

近年來(lái)，我們?cè)趯?duì)抱倫金礦進(jìn)行研究的過(guò)程中，于礦井中發(fā)現(xiàn)了大量的輝綠巖脈，并發(fā)現(xiàn)其與金礦脈在空間上緊密伴生。為了探討這些輝綠巖脈與金成礦的關(guān)系，為抱倫金礦床的成因提供進(jìn)一步制約，我們通過(guò)野外觀察和采樣、薄片鑒定，結(jié)合全巖主量和微量元素分析、Sm-Nd同位素分析、SHRIMP鋯石U-Pb定年和全巖金豐度分析，對(duì)這些輝綠巖脈的巖漿源區(qū)特征、巖漿演化過(guò)程、巖漿侵位的大地構(gòu)造背景及其提供金成礦物質(zhì)的能力進(jìn)行了較詳細(xì)的研究。

1 區(qū)域地質(zhì)與礦床地質(zhì)特征

海南島位于華南地塊的西南緣，并通過(guò)瓊州海峽與后者相連。大地構(gòu)造位置上，海南島處于太平洋板塊、印度-澳大利亞板塊和歐亞板塊的交匯部位(圖1a)，因此有著復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史，并形成了多種類型的金屬礦床(Xuetal., 2016, 2017)。

圖1 海南省構(gòu)造地質(zhì)圖(據(jù)Xu et al., 2013)Fig.1 Geological map of Hainan Province (modified after Xu et al., 2013)

海南島地層出露較完全，除泥盆系和侏羅系外，中元古界長(zhǎng)城系到第四系都有發(fā)育(圖1b)。根據(jù)近年來(lái)同位素和地質(zhì)年代學(xué)的研究成果，海南島還可能存在著太古宙的基底(許德如等，2001，2007；Lietal., 2002; Xuetal., 2007)。海南島斷裂和褶皺構(gòu)造都較發(fā)育，主要構(gòu)造方向?yàn)榻鼥|西向和北東向，局部地區(qū)為北西向和近南北向。巖漿巖在海南島出露尤其廣泛，占全島面積的51%，其中又以侵入巖為主(汪嘯風(fēng)等，1991)。侵入巖除震旦紀(jì)、早古生代和新生代外，各個(gè)時(shí)代都有產(chǎn)出，主要呈酸性和中酸性。晚古生代至早中生代(約290～190Ma)的花崗巖非常發(fā)育，且均分布于王五-文教深大斷裂以南的地區(qū)，其中包括瓊中巖體和尖峰巖體等大的巖基?；鹕綆r主要分布于九所-陵水深大斷裂以北地區(qū)，自中元古代至新生代都有發(fā)育。其中，古生代火山巖呈夾層狀產(chǎn)出于奧陶系南碧溝組和石炭系南好組中。中生代火山巖在早白堊世陸相火山盆地和陸相火山-沉積盆地都有產(chǎn)出。新生代火山巖面積最廣，主要分布于瓊北地區(qū)，巖性主要為基性火山熔巖，部分為火山碎屑巖(圖1b)。海南島發(fā)育有大小規(guī)模不等的金礦床、礦(化)點(diǎn)達(dá)50余個(gè)，其中最具經(jīng)濟(jì)意義的有抱倫金礦床、戈枕金成礦帶(含土外山、抱板、北牛、紅泉十八隊(duì)、紅泉、大田、風(fēng)水山、紅甫門(mén)嶺和不磨等)、富文金礦床和王下金礦床(圖1b)。

圖2 抱倫金礦礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)Xu et al., 2017)及輝綠巖脈采樣點(diǎn)分布Fig.2 Geological map of the Baolun gold deposit (modified after Xu et al., 2017) with sampling positions of the diabase dykes

抱倫金礦床位于海南島的西南部。礦區(qū)出露的地層有白堊系鹿母灣組、報(bào)萬(wàn)組以及下志留統(tǒng)陀烈組的中段和下段(圖2)。陀烈組為抱倫金礦的賦礦地層，其北西側(cè)與尖峰巖體呈侵入接觸，南東側(cè)與白堊系報(bào)萬(wàn)組和鹿母灣組通過(guò)鐵灣嶺斷裂呈斷層接觸，總體呈北東-南西向展布的楔形。陀烈組中段厚度849m左右，主要巖性為含碳千枚巖；下段厚度大于560m，主要巖性為絹云母石英千枚巖和絹云母粉砂巖(符國(guó)祥和符策銳，1999)。鹿母灣組和報(bào)萬(wàn)組位于礦區(qū)的東南部，均為礫質(zhì)砂巖和含礫砂巖，其中鹿母灣組內(nèi)部夾有凝灰?guī)r。報(bào)萬(wàn)組整合于鹿母灣組之上。礦區(qū)構(gòu)造較發(fā)育，主要有豪崗嶺背斜、發(fā)育于豪崗嶺背斜核部的一系列斷裂破碎帶、鐵灣嶺斷裂(F1)以及礦區(qū)中部的F2斷層(圖2)。豪崗嶺背斜發(fā)育于陀烈組中，核部為陀烈組下段的絹云母石英千枚巖，兩翼為陀烈組中段的含碳千枚巖。斷裂破碎帶發(fā)育于豪崗嶺背斜的轉(zhuǎn)折端至核部，和陀烈組有一定的交角。礦區(qū)的侵入巖主要為尖峰復(fù)式巖體，主要巖性為中粗粒似斑狀黑云母正長(zhǎng)花崗巖，塊狀構(gòu)造。沿礦區(qū)北北東向裂隙和局部層間裂隙還發(fā)育有細(xì)晶巖脈。

抱倫金礦區(qū)目前共發(fā)現(xiàn)27個(gè)礦體，主要賦存于一系列NNW向的斷裂破碎帶中(圖2)，其產(chǎn)狀與后者基本一致。其中，斷裂破碎帶Tr1中的V1-3礦體和斷裂破碎帶Tr4中的V4-1礦體規(guī)模最大，兩者金金屬資源量之和占抱倫金礦總資源量的44.34%(礦體V1-3占32.36%，礦體V4-1占11.98%)。礦體多成脈狀、透鏡狀和似透鏡狀產(chǎn)出，有膨縮尖滅再現(xiàn)或尖滅側(cè)現(xiàn)現(xiàn)象，尖滅再現(xiàn)的距離通常在幾米之內(nèi)，主要為右斜列尖滅再現(xiàn)(丁式江等，2007)。礦體局部被小斷層錯(cuò)斷。礦石類型可分為石英脈型和蝕變巖型，其中石英脈型的品位較高，是主要的礦石類型。礦石金屬礦物主要為黃鐵礦和磁黃鐵礦，也有少量的方鉛礦和閃鋅礦，微量的黃銅礦、毒砂、自然金、銀金礦以及鉍礦物(含自然鉍、黑鉍金礦、輝鉍礦、硫金鉍礦等)。脈石礦物以石英最為常見(jiàn)，其次為方解石、白云母、絹云母和金紅石，此外還有少量伊利石和高嶺石等黏土礦物。礦石Ag/Au比值低，且富含鉍礦物(Xuetal., 2017)。

本次研究的輝綠巖脈主要在礦區(qū)400m、130m和75m中段被揭露。巖石呈灰黑色、灰綠色，一般為細(xì)粒，呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，整體走向?yàn)?40°，與圍巖和礦體基本一致，但傾向變化大，表現(xiàn)出順層或沿構(gòu)造面理侵入的特征(表1)。輝綠巖脈脈寬0.4～6m不等，延伸較大者沿走向長(zhǎng)達(dá)1km以上。輝綠巖脈局部見(jiàn)石英和圍巖透鏡體，但兩者接觸面平整，無(wú)冷凝邊(圖3a-d)。

圖3 海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈野外照片 (a)窄的輝綠巖脈與千枚巖接觸；(b)窄的輝綠巖脈與石英脈錯(cuò)雜在一起，脈中有石英透鏡體；(c、d)寬的“干凈”輝綠巖脈與千枚巖接觸Fig.3 Field photographs of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

2 樣品描述和分析方法

本文中的輝綠巖脈樣品采于礦區(qū)的坑道內(nèi)。為了排除和盡量減小礦化和蝕變作用對(duì)輝綠巖脈的影響，本次研究的樣品均采自脈體寬大的輝綠巖脈。采樣處離輝綠巖脈邊部較遠(yuǎn)，且未觀察到石英脈和地層的混染。根據(jù)礦區(qū)坑道平面圖將采樣位置投影到地面如圖2所示。

輝綠巖脈由斜長(zhǎng)石、角閃石、輝石和少量黑云母和碳酸鹽組成(圖4a-c)。斜長(zhǎng)石呈自形-半自形，板條狀，發(fā)育卡納復(fù)合雙晶，部分發(fā)生綠簾石-黝簾石化(圖4c)，構(gòu)成三角形格架。輝石發(fā)生強(qiáng)烈蝕變，蝕變?yōu)榻情W石和碳酸鹽等，充填于較自形的斜長(zhǎng)石構(gòu)成的三角形空隙之中，呈輝綠結(jié)構(gòu)(圖4b)。金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為黃鐵礦和黃銅礦(圖4d)。

表1海南省抱倫金礦輝綠巖脈的產(chǎn)狀特征

Table 1 Occurrences of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

觀測(cè)地點(diǎn)產(chǎn)狀脈寬特征1號(hào)洞北主巷,20°方向H672m處走向340°1m脈中有石英透鏡體1號(hào)洞北主巷測(cè)點(diǎn),H7南10m走向340°0.5～0.6m脈中見(jiàn)地層捕擄體1號(hào)洞北主巷測(cè)點(diǎn),H7南22m走向340°0.5m75中段117-119主巷0.5m脈中見(jiàn)地層捕擄體和石英透鏡體1號(hào)洞北主巷錯(cuò)車道處南端0.4～0.55m脈中見(jiàn)石英透鏡體,立方體黃鐵礦1號(hào)洞北主巷走向340°1號(hào)洞 V5-2礦體主巷口(H163樣對(duì)面)走向340°,傾角70°1.4m脈中有含黃鐵礦、磁黃鐵礦石英細(xì)脈 400中段15觀測(cè)點(diǎn)5m400中段Y13810采場(chǎng)110線4～6m24隊(duì)130中段北主巷0線296°∠50°6m75中段北主巷109穿口位置310°∠52°6m輝綠巖脈與地層平整接觸,無(wú)冷凝邊400中段,109線西,V1-4礦體附近13°∠68°5m

圖4 海南省抱倫金礦輝綠巖脈薄片照片 (a)解理良好的輝石被角閃石交代，絹云母集合體形成“假晶”；(b)斜長(zhǎng)石、角閃石、黑云母和碳酸鹽伴生；(c)斜長(zhǎng)石發(fā)生綠簾石-黝簾石化，后者的集合體呈長(zhǎng)柱狀；(d)黃鐵礦、黃銅礦和磁鐵礦共生. 除(d)為反射光外，其余均為正交偏光. Amp-角閃石；Aug-輝石；Bt-黑云母；Cb-碳酸鹽礦物；Ccp-黃銅礦；Ep-綠簾石；Mag-磁鐵礦；Pl-斜長(zhǎng)石；Py-黃鐵礦；Ser-絹云母；Zo-黝簾石Fig.4 Thin-section photos of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

將采集的5個(gè)輝綠巖脈樣品洗凈晾干，粉碎至200目，進(jìn)行了主量元素、微量元素和Sm-Nd同位素分析，分析均在中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。樣品的金豐度分析在澳實(shí)分析檢測(cè)(廣州)有限公司完成。

首先采用堿熔法將樣品制成玻璃片，然后在X射線熒光光譜儀(XRF)上運(yùn)用濕化學(xué)方法完成主量元素含量的測(cè)定，具體步驟參照李獻(xiàn)華等(2005)。測(cè)定微量元素含量時(shí)，運(yùn)用酸溶液法制備樣品，在電感藕合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)和全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)上完成測(cè)定。通常，主量元素(H2O+除外)分析結(jié)果的誤差(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值)小于3%，稀土元素和Y小于4%，其它微量元素在3～7%之間，具體分析流程參考劉穎等(1996)。

金豐度分析采用的方法為AU-ICP21等離子體光譜分析法，檢測(cè)范圍：0.001×10-6～10×10-6。

本次進(jìn)行鋯石挑選和年齡測(cè)定的樣品13BL-173采自抱倫礦區(qū)400中段V1-4礦體附近(圖2)，為50kg輝綠巖脈大樣。樣品采集回來(lái)，經(jīng)洗凈，晾干后，粉碎至80目，先后經(jīng)過(guò)清水粗淘、強(qiáng)磁分選、電磁分選和酒精細(xì)淘后，在實(shí)體顯微鏡下手工挑選出鋯石。鋯石分選工作由河北省廊坊市誠(chéng)信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成。

將鋯石、RSES參考樣SL13和TEM置于環(huán)氧樹(shù)脂制靶，隨后拋光、洗凈并鍍金(Xuetal., 2007)。通過(guò)反射光、透射光和陰極發(fā)光(CL)對(duì)鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，并在測(cè)試前在鋯石上標(biāo)記好適宜的測(cè)試位置(圖5)。鋯石U-Pb成分分析在北京離子探針中心的SHRIMPⅡ上完成。采用參考鋯石TEM (417Ma)進(jìn)行同位素分餾校正(Blacketal., 2003a)，采用SL13(572Ma，U含量：238×10-6)標(biāo)定鋯石的U、Th和Pb的含量(Blacketal., 2003b)。為了保證分析的精確度，待測(cè)鋯石和參考鋯石TEM交叉測(cè)定。數(shù)據(jù)通過(guò)Ludwig的ISOPLOT程序進(jìn)行處理 (Ludwig, 1999, 2001)。普通鉛根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)的204Pb含量校正。由于輝綠巖脈的形成時(shí)代為中生代，較年輕，年齡的計(jì)算采用206Pb/238U比值。

圖5 海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈鋯石陰極發(fā)光圖Fig.5 Cathodoluminescence (CL) images of zircons from the diabase dykes in the Baolun gold deposit, Hainan Province

表2海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈(樣品13BL-173)SHRIMP鋯石U-Pb同位素測(cè)試結(jié)果

Table 2 Zircon SHRIMP U-Pb isotopic dating results of the diabase dyke (Sample 13BL-173) from the Baolun gold deposit, Hainan Province

測(cè)點(diǎn)號(hào)含量(×10-6)ThUTh/U同位素比值年齡(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ208Pb232Th1σ207Pb206Pb1σ208Pb232Th1σ206Pb238U1σ1.11191570.78 0.05128 9.62730 0.32457 9.75465 0.04590 1.57110 0.01275 6.89723 25422125618289.34.42.110018291.25 0.05064 2.71897 0.26978 3.07334 0.03863 1.43270 0.01194 1.78888 225632404244.43.43.11461740.87 0.03761 31.42618 0.16977 31.49092 0.03274 2.01830 0.00704 19.16958 -51383914227207.74.14.13137910.41 0.09503 3.32805 1.35046 3.57995 0.10306 1.31912 0.01559 5.99317 15296331319632.37.95.167911570.61 0.04701 2.86743 0.23593 3.15316 0.03640 1.31158 0.01034 2.53124 50682085230.536.12073290.65 0.04424 8.18490 0.22569 8.31200 0.03700 1.44803 0.00978 5.82665 -9720119711234.23.37.12374270.57 0.04558 6.73964 0.23100 6.90048 0.03676 1.48117 0.00958 5.62404 -2516319311232.73.48.14705770.84 0.04373 5.51499 0.20133 5.68098 0.03339 1.36323 0.00849 3.39696 -1261361716211.72.89.1506335531.47 0.04950 1.02444 0.23791 1.64057 0.03486 1.28140 0.00838 5.81995 1712416910220.92.810.151513070.41 0.04957 2.56261 0.24380 2.87776 0.03567 1.30939 0.00713 4.51400 175601446225.92.911.1110316680.68 0.05657 6.13646 0.28532 6.28280 0.03658 1.34811 0.00775 9.04295 47513615614231.63.112.195713140.75 0.04932 2.88840 0.24146 3.20600 0.03551 1.39125 0.01034 2.66046 163682086224.93.113.16519260.73 0.04795 3.47544 0.23983 3.72160 0.03627 1.33101 0.01034 3.59075 97822087229.7314.1475737431.31 0.05039 0.99115 0.26541 1.62122 0.03820 1.28296 0.01106 3.60304 213232228241.7315.14655630.85 0.04707 4.51793 0.24240 4.71793 0.03735 1.35912 0.01005 4.72861 5310820210236.43.216.11162280.52 0.04803 10.41858 0.24547 10.53620 0.03707 1.56995 0.00951 8.70705 10124619117234.63.617.1178412271.50 0.05040 5.00222 0.24991 5.17910 0.03596 1.34196 0.01085 2.63622 2141162186227.8318.12002280.91 0.05043 6.22627 0.26176 6.40060 0.03764 1.48365 0.01091 3.76901 2151442198238.23.519.1351000.36 0.03179 38.21764 0.15961 38.27960 0.03641 2.17711 -9841129230.54.920.11372500.57 0.04980 8.40240 0.25615 8.53523 0.03731 1.49996 0.01058 6.97908 18619621315236.13.521.11872390.81 0.04997 10.85336 0.25989 10.96749 0.03772 1.57810 0.01037 6.63902 19425220914238.73.722.16568960.76 0.04893 3.20800 0.24414 3.49605 0.03619 1.38962 0.01048 2.39245 144752115229.23.1

注：Pbc和Pb*分別表示普通鉛和放射成因鉛，普通鉛經(jīng)實(shí)測(cè)的204Pb校正, 誤差為1σ

3 分析結(jié)果

3.1 輝綠巖脈的SHRIMP鋯石 U-Pb年齡

本次對(duì)從樣品13BL-173中挑選出來(lái)的22顆鋯石進(jìn)行了測(cè)試分析，分析結(jié)果如表2所示。鋯石的陰極發(fā)光圖像、測(cè)試點(diǎn)位以及相應(yīng)的206Pb/238U年齡見(jiàn)圖5。從圖中可看出，鋯石顆粒長(zhǎng)80～120μm，長(zhǎng)寬比為1:1～1:4。因?yàn)榈V區(qū)流體易導(dǎo)致204Pb升高，且年齡小于1000Ma，所以采用經(jīng)204Pb校正的206Pb/238U年齡來(lái)計(jì)算輝綠巖脈的結(jié)晶年齡?？紤]到本次研究的輝綠巖脈產(chǎn)出在礦區(qū)，不可避免地會(huì)受到流體的影響，在數(shù)據(jù)處理時(shí)放寬對(duì)于不諧和度的要求，對(duì)于絕對(duì)值小于400%的數(shù)據(jù)都視為可用。分析點(diǎn)7.1的不諧和度達(dá)到1049%，因此不參與年齡的計(jì)算。分析點(diǎn)3.1的普通鉛校正值較高(10.25%)，分析點(diǎn)9.1和14.1的放射性成因鉛含量分別高達(dá)106.7×10-6和123.1×10-6，不參與年齡的計(jì)算。分析點(diǎn)1.1和4.1的206Pb/238U年齡相對(duì)其它年齡顯著偏高，分別為289.3Ma和632.3Ma，可能是基性巖漿侵位時(shí)從圍巖中捕獲的鋯石。分析點(diǎn)2.1和8.1的206Pb/238U年齡可能因同位素體系被破壞而分別偏大和偏小(表2)。其余14顆鋯石在陰極發(fā)光圖上大都表現(xiàn)出不規(guī)則外形，不規(guī)則內(nèi)部分帶等基性巖巖漿鋯石的典型特征(李懷坤等，2013)，個(gè)別發(fā)育巖漿振蕩環(huán)帶，且它們的Th/U比值都大于0.1，符合巖漿鋯石的特征(Chenetal., 2005)，表示在諧和圖上如圖6a所示。計(jì)算得到231.6±2.6Ma的加權(quán)平均年齡(圖6b)，可解釋為輝綠巖脈的成巖年齡。

圖6 海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈鋯石U-Pb年齡諧和圖(a)和加權(quán)平均圖(b)Fig.6 Zircon U-Pb concordia (a) and weighted average age (b) diagrams of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

3.2 地球化學(xué)特征

3.2.1 主量元素

主量元素分析結(jié)果如表3。輝綠巖脈的SiO2含量分布于49.91%～51.03%之間，Al2O3含量分布于11.99%～14.59%之間，F(xiàn)e2O3含量分布于12.75%～15.82%之間，MgO含量分布于6.78～7.55%之間，全堿(Na2O+K2O)含量分布于2.76%～3.72%之間，在AFM圖解上大多落在拉斑系列的區(qū)域(圖7)。

圖7 海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈AFM圖解(據(jù)Irvine and Baragar, 1971)Fig.7 The AFM diagram for the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province (after Irvine and Baragar, 1971)

圖8 海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分布型式圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.8 Chondrited-normalized REE patterns of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

3.2.2 稀土和微量元素

微量元素分析結(jié)果顯示(表3)，輝綠巖脈的∑REE含量較低，為41.88×10-6～75.76×10-6，是球粒隕石的14～40倍；LREE略虧損，為24.42×10-6～54.18×10-6，稀土配分曲線大多呈左傾模式；輕重稀土分異不明顯(LREE/HREE=1.40～2.51)；除樣品13BL-71有輕微的Eu負(fù)異常外，其它都呈現(xiàn)出Eu正異常，其中樣品13BL-44和13BL-173的Eu正異常尤其強(qiáng)烈(Eu/Eu*=1.11、1.44)，說(shuō)明可能有斜長(zhǎng)石的堆晶；所有樣品均表現(xiàn)出一定程度的中稀土(Sm-Ho)富集，且都沒(méi)有HREE強(qiáng)烈虧損的現(xiàn)象(圖8)。

在經(jīng)N-MORB標(biāo)準(zhǔn)化的蛛網(wǎng)圖(圖9a)中，輝綠巖脈樣品相對(duì)N-MORB富集Sr、K、 Rb和Ba等LILE和Th，而Ta-Yb的HFSE相對(duì)N-MORB并沒(méi)有明顯的富集(樣品/MORB接近1)，或者說(shuō)相對(duì)LILE“虧損”，LILE/HFSE比值高，這些特征類似于島弧巖漿巖。同時(shí)，輝綠巖脈的Cs、K和Pb均相對(duì)N-MORB富集，這被認(rèn)為是島弧巖漿巖特有的特征(圖9b)(Winter, 2010)。

圖9 海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈MORB標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖 (a)橫坐標(biāo)元素排列順序引自Pearce (1983)，左側(cè)是LILE，右側(cè)是HFSE，從Ba-Th開(kāi)始向外側(cè)相容性增加, MORB數(shù)據(jù)引自Pearce et al. (1981)；(b)橫坐標(biāo)元素排列順序引自Sun and McDonough (1989)，從左至右元素相容性增加. 圖(b)中的MORB數(shù)據(jù)以及兩圖中的OIB數(shù)據(jù)均引自Sun and McDonough(1989)Fig.9 MORB-normalized trace element spidergrams of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

3.2.3 Sm-Nd同位素

Sm-Nd同位素分析結(jié)果顯示(表4)，輝綠巖脈的147Sm/144Nd值分布于0.17～0.21之間，143Nd/144Nd值分布于0.512665～0.512929之間，根據(jù)以上測(cè)定的輝綠巖脈成巖年齡(231.6Ma)計(jì)算εNd(t)值分布于0.3～5.6之間，fSm/Nd值除樣品13BL-44為-0.13，其它樣品都處于0.02～0.05的范圍內(nèi)。

3.3 金豐度特征

分析結(jié)果表明，樣品的Au含量變化較大，其中，13BL-99的Au含量小于0.001g/t，13BL-80和13BL-173的Au含量分別為0.003g/t和0.007g/t，而樣品13BL-44和13BL-71的Au含量較高，分別達(dá)到了0.187g/t和0.076g/t。

4 討論

4.1 巖漿來(lái)源和巖石成因

Sm/Yb比值對(duì)于源區(qū)是否有石榴石殘留非常敏感，可用來(lái)反演巖漿源區(qū)的深度(Huangetal., 2000)。本次輝綠巖脈樣品的Sm/Yb比值都較低，分布在Northland和Mercury Island區(qū)域的附近(圖10)，表明它們的巖漿源區(qū)較淺，且部分熔融時(shí)巖漿源區(qū)沒(méi)有石榴石相殘留。在稀土元素配分曲線圖上，樣品均未表現(xiàn)出HREE的強(qiáng)烈虧損(圖8)，也說(shuō)明巖漿形成時(shí)巖漿源區(qū)不存在石榴石相的殘留。由于在俯沖洋殼板塊大量熔融的深度(110km)，玄武巖已轉(zhuǎn)變成了榴輝巖相(單斜輝石-石榴石)。所以，形成抱倫輝綠巖脈的巖漿不是由俯沖洋殼板片熔融形成的。

微量元素蛛網(wǎng)圖顯示(圖9a)，抱倫輝綠巖脈具有較高的LILE/HFSE比值，表明巖漿源區(qū)受到過(guò)俯沖帶含水流體的影響。富集巖石圈地幔的混染會(huì)引起Th和Ta的同步富集(Pearce, 1983)，而抱倫輝綠巖脈富集Th但虧損Ta，這表明其未受到過(guò)富集巖石圈地幔的混染。由于不活潑的HFSE含量可能反映地幔源區(qū)的特征(McCulloch and Gamble, 1991)，抱倫輝綠巖脈和MORB相似的HFSE含量說(shuō)明其巖漿可能來(lái)源于虧損地幔源區(qū)。除13BL-44外，抱倫輝綠巖脈左傾型的稀土元素配分曲線(圖8)也支持這一推測(cè)。而13BL-44的右傾型稀土配分曲線可能是虧損地幔源區(qū)通過(guò)低程度的部分熔融演化而來(lái)的(Tatsumi and Eggins, 1995; Winter, 2010)。

表3海南省抱倫金礦輝綠巖脈主量(wt%)和微量(×10-6)元素含量

Table 3 Major element (wt%) and trace element (×10-6) compositions of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

樣品號(hào)13BL-4413BL-7113BL-8013BL-9913BL-173SiO250.23 50.17 51.03 49.91 50.59 TiO21.22 1.21 1.22 1.08 1.13 Al2O313.80 13.85 14.59 13.29 11.99 Fe2O313.21 14.96 12.75 13.89 15.82 MnO0.24 0.23 0.21 0.22 0.30 MgO7.28 7.15 7.55 7.18 6.78 CaO10.81 8.96 9.06 11.59 9.60 Na2O2.03 0.90 2.96 2.40 1.31 K2O1.11 2.49 0.56 0.36 2.41 P2O50.08 0.08 0.08 0.07 0.06 LOI1.07 6.45 2.60 1.18 1.38 Total99.53 99.89 99.59 99.53 99.51La9.48 3.91 4.15 3.40 4.69 Ce21.35 9.99 10.97 8.60 11.84 Pr3.01 1.61 1.71 1.39 1.77 Nd14.56 8.39 9.10 7.47 8.99 Sm4.11 2.83 3.10 2.54 2.98 Eu1.67 1.02 1.25 1.01 1.58 Gd5.19 3.95 4.46 3.65 3.79 Tb0.93 0.78 0.87 0.72 0.74 Dy5.99 5.15 5.81 4.89 4.83 Ho1.28 1.14 1.25 1.08 1.07 Er3.53 3.25 3.54 3.12 2.99 Tm0.53 0.48 0.52 0.46 0.46 Yb3.57 3.28 3.41 3.07 2.90 Lu0.56 0.52 0.52 0.48 0.45 Y30.9328.1731.2526.326.4ΣREE75.7646.2750.6441.8849.09LREE/HREE2.511.501.491.401.85(La/Yb)N1.91 0.85 0.87 0.79 1.16 δEu1.110.931.021.011.44δCe0.97 0.98 1.01 0.97 1.01 Sc55.46 54.60 61.06 51.62 48.17 Ti7539 7191 7589 6477 6648 V378 368 388 342 324 Cr205 108 271 218 241 Mn1941 1862 1645 1795 2303 Co36.3263.0842.7351.0142.95Ni71.58 56.01 67.76 88.50 108.30 Cu20.3917.951.5886.3515.98Zn141.7144.1112.799.62206.1Ga19.7518.117.5216.4316.74Ge3.83 3.06 2.79 2.54 4.91 Rb81.2 243.9 45.1 14.2 146.4 Sr220.1175.3158.8179.8244.1Zr72 70 70 60 61 Nb3.43 3.35 3.42 2.92 3.29 Ta0.31 0.29 0.30 0.23 0.24 Cs8.03 52.42 8.49 0.91 3.12 Ba195.5 190.068.30 13.08 268.6 Hf2.05 2.00 1.98 1.73 1.95 Pb5.77 5.18 28.89 13.48 14.22 Th1.18 1.05 1.04 0.89 1.00 U0.44 0.29 0.29 0.23 0.45

注：主量元素已換算成干體系，LOI代表燒失量, Fe2O3含量為全鐵含量

圖10 海南省抱倫金礦輝綠巖脈La/Sm-Sm/Yb圖解 圖中Auckland、Northland和Mercury Island的區(qū)域分別代表新西蘭這兩個(gè)地區(qū)玄武巖的數(shù)據(jù)分布范圍. 其中，Auckland玄武巖的Sm/Yb比值較高，表明源區(qū)部分熔融時(shí)殘留有石榴石，另一個(gè)區(qū)域表明源區(qū)沒(méi)有石榴石殘留，因此深度也較淺(Huang et al., 2000) 底圖以及Auckland、Northland和Mercury Island的范圍引自(Huang et al., 2000)Fig.10 La/Sm vs. Sm/Yb diagram for the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

抱倫輝綠巖脈樣品的εNd(t)皆為正值，顯示出虧損地幔源區(qū)的特征。樣品13BL-71的εNd(t) 僅為0.33，相對(duì)本組其它幾個(gè)樣品明顯降低。由于樣品從源區(qū)分離時(shí)同位素143Nd/144Nd的值和源區(qū)相同(李獻(xiàn)華，1996)，因此，樣品13BL-71對(duì)應(yīng)的巖漿有其它源區(qū)成分的加入，這種源區(qū)可能是地殼和/或富集巖石圈地幔。但由于其fSm/Nd、蛛網(wǎng)圖和稀土配分模式的形態(tài)相對(duì)其它樣品沒(méi)有明顯的差異，說(shuō)明其它源區(qū)混入的程度有限。樣品13BL-44的fSm/Nd為-0.13，明顯偏離其它樣品，而εNd(t)未出現(xiàn)明顯偏離，因此導(dǎo)致這種結(jié)果的主要原因是其發(fā)生了低程度的部分熔融，而不是不同源區(qū)的混合。根據(jù)3.2.2節(jié)的分析，樣品的巖漿源區(qū)應(yīng)為島弧巖漿性質(zhì)，然而，洋內(nèi)島弧玄武巖的εNd(t)通常很高(+9)(錢(qián)青和王焰，1999)，而本次樣品的εNd(t)位于0.3～5.6之間，可能是地殼混染的緣故。

在新課程改革的背景下，化學(xué)學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)趨向多元化、發(fā)散化，學(xué)習(xí)難度不斷加深，學(xué)生逐漸產(chǎn)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的畏難情緒.生活化的教學(xué)方式可以很好地活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)來(lái)源于生活又服務(wù)于生活，讓學(xué)生知道化學(xué)學(xué)習(xí)是有趣而又實(shí)用的.

在La/Sm-La圖解(圖11)中，輝綠巖脈樣品的La/Sm比值和La含量呈現(xiàn)出良好的正相關(guān)關(guān)系。在圖12a中，樣品的Rb/Nb和Rb/Zr明顯地呈現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系，且大致沿部分熔融的方向變化；在圖12b中，樣品基本分布于代表部分熔融的水平方向上。這說(shuō)明，抱倫輝綠巖脈是巖漿源區(qū)部分熔融的產(chǎn)物。

綜上所述，抱倫輝綠巖脈的巖漿源區(qū)為受到過(guò)俯沖帶含水流體影響的虧損地幔源區(qū)，具有島弧巖漿的性質(zhì)，幾乎未受到過(guò)富集巖石圈地幔的混染，但可能受到過(guò)少量地殼物質(zhì)的混染。所有樣品的巖漿源區(qū)均較淺，源區(qū)沒(méi)有石榴石相的殘余。抱倫輝綠巖脈是巖漿源區(qū)部分熔融的產(chǎn)物。

表4海南省抱倫金礦輝綠巖脈Sm-Nd同位素組成

Table 4 Sm-Nd isotopic compositions of the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province

樣品號(hào)年齡(Ma)Sm(×10-6)Nd(×10-6)147Sm144Nd143Nd144Nd2σfSm/Nd143Nd144Nd iεNd(t)tDM1(Ma)tDM2(Ma)13BL-4413BL-7113BL-8013BL-9913BL-173231.64.11 14.56 0.17 0.512888 0.000010 -0.13 0.512631 5.6 927 544 2.83 8.39 0.20 0.512665 0.000005 0.04 0.512359 0.3 7240 977 3.10 9.10 0.21 0.512929 0.000006 0.05 0.512618 5.4 4416 565 2.54 7.47 0.21 0.512918 0.000006 0.05 0.512608 5.2 4445 581 2.98 8.99 0.20 0.512878 0.000005 0.02 0.512576 4.6 3090 632

圖11 海南省抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈La/Sm-La圖解(據(jù)Treuil and Joron, 1975) Fig.11 La/Sm vs. La diagram for the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province (after Treuil and Joron, 1975)

圖12 抱倫金礦區(qū)輝綠巖脈部分熔融判別圖(據(jù)張貴山等, 2009) Fig.12 Discrimination diagrams of partial melting for the diabase dykes from the Baolun gold deposit (after Zhang et al., 2009)

4.2 構(gòu)造背景

前人在尖峰花崗巖體的不同部位采樣，測(cè)得其成巖年齡分布于236±3.5Ma～249±5Ma之間(舒斌等，2004；謝才富等，2006；張小文等，2009)，這與本次抱倫輝綠巖脈的231.6±2.6Ma的年齡在誤差范圍內(nèi)一致，抱倫輝綠巖脈的成巖年齡稍晚，且兩者的出露位置相鄰(圖2)。主量元素分析結(jié)果表明，抱倫輝綠巖脈的SiO2含量分布于49.91%～51.03%的狹窄范圍之內(nèi)(表3)，而尖峰花崗巖的SiO2含量分布于70.90%～76.31%之間(謝才富等，2006)，缺失SiO2含量為52%～70%的巖石類型，呈現(xiàn)出雙峰式的特征。上述尖峰巖體和抱倫輝綠巖脈的特征與唐立梅等(2013)在海南興隆地區(qū)識(shí)別的雙峰式侵入巖類似。

抱倫輝綠巖脈在AFM圖解上大多分布于拉斑系列的區(qū)域(圖7)。在Ta/Yb-Th/Yb圖解(圖13)上落于島弧玄武巖的范圍。微量元素特征表明，抱倫輝綠巖脈富集Sr、K、Rb和Ba等LIL元素，虧損Ta、Ti等HFSE，且具有島弧巖漿巖的Cs、K和Pb特征峰值(圖9b)。這些特征與造山后伸展構(gòu)造環(huán)境形成的基性巖一致(Gansetal., 1989; Turneretal., 1992; 李曉勇等，2002)，指示抱倫輝綠巖脈形成于造山后伸展的構(gòu)造環(huán)境。在Maniar and Piccoli (1989)的構(gòu)造環(huán)境判別圖上尖峰花崗巖幾乎全部落入造山后的區(qū)域(謝才富等，2006)也印證了這一點(diǎn)。

圖13 海南省抱倫金礦輝綠巖脈構(gòu)造環(huán)境判別圖(據(jù)Pearce, 1983) IAB-島弧玄武巖；IAT-島弧拉斑系列；ICA-島弧鈣堿系列；SHO-島弧橄欖玄粗巖系列；WPB-板內(nèi)玄武巖；MORB-洋中脊玄武巖；TH-拉斑玄武巖；TR-過(guò)渡玄武巖；ALK-堿性玄武巖Fig.13 Th/Yb vs. Ta/Yb diagram for the diabase dykes from the Baolun gold deposit, Hainan Province (after Pearce, 1983)

關(guān)于華南早中生代的構(gòu)造演化，目前主要存在著兩種觀點(diǎn)：第一種觀點(diǎn)認(rèn)為，此時(shí)的華南主要受特提斯構(gòu)造域的控制，以近東西向古特提斯洋的閉合和南北向的陸陸碰撞為特征(周新民，2003；Zhouetal., 2006; 董樹(shù)文等，2007)。第二種觀點(diǎn)認(rèn)為主要受太平洋構(gòu)造域的控制，以垂直于古太平洋板塊俯沖方向發(fā)育的巖漿巖帶為特征(陳迪云等，1997；Wangetal., 2005; Lietal., 2006；Li and Li, 2007; 王麗娟等，2007)。根據(jù)Zhangetal. (2011)的研究，海南島公愛(ài)地區(qū)發(fā)育的韌性剪切帶與印支北部的韌性剪切帶有著相似的變形時(shí)序和變形樣式，且本次識(shí)別的雙峰式侵入巖與唐立梅等(2013)在萬(wàn)寧市興隆鎮(zhèn)識(shí)別的雙峰式侵入巖分別位于尖峰-吊羅深大斷裂的西部和東部，兩者的連線呈東西向，兩者的形成年齡分布于250～230Ma。這表明，早中生代時(shí)期海南島主要受古特提斯構(gòu)造域控制。

目前大多學(xué)者都認(rèn)同海南島在三疊紀(jì)發(fā)生了碰撞拼合，但對(duì)于海南島各個(gè)塊體間的縫合線位置仍然存在分歧。楊樹(shù)鋒等(1989)和張業(yè)明等(1997)均認(rèn)為，海南島南北兩個(gè)塊體沿九所-陵水?dāng)嗔褞鲎财春稀＠瞰I(xiàn)華等(2000a, b)認(rèn)為海南島沿昌江-瓊海斷裂拼合，劉海齡等(2004, 2006)認(rèn)為王五-文教斷裂和九所-陵水?dāng)嗔褜⒑Ｄ蠉u分割為瓊南、瓊中、瓊北三個(gè)塊體，兩者均為塊體碰撞拼合的縫合線。

李獻(xiàn)華等(2000a, b)在邦溪、晨星兩地發(fā)現(xiàn)了古特提斯洋殼的殘片，其全巖Sm-Nd年齡為333Ma，認(rèn)為海南島可能沿昌江-瓊海斷裂拼合。然而，隨后Xuetal.(2007)和王智琳等(2013)又在邦溪發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)出于弧后盆地的變質(zhì)基性巖，其成巖年齡為269Ma。這表明，李獻(xiàn)華等(2000a, b)在邦溪、晨星地區(qū)發(fā)現(xiàn)的洋殼殘片可能產(chǎn)出于弧后盆地?cái)U(kuò)張而形成的小洋盆。再者，邦溪、晨星兩地均分布于昌江-瓊海斷裂以北。而在海南省構(gòu)造地質(zhì)圖(圖1b)上，可發(fā)現(xiàn)晚古生代-早中生代(290～190Ma)產(chǎn)出的花崗巖無(wú)一例外地分布于王五-文教斷裂以南。因此，華南板塊和印支板塊在海南島的縫合帶可能位于王五-文教斷裂的位置，而不是昌江-瓊海斷裂的位置，沿昌江-瓊海斷裂可能在333～269Ma發(fā)育弧后盆地。因此，若以王五-文教斷裂和昌江-瓊海斷裂為界將海南島自北向南依次分為瓊北、瓊中和瓊南三個(gè)塊體，則瓊北塊體屬于華南板塊，瓊中、瓊南塊體屬于印支板塊。王五-文教斷裂以北完全不發(fā)育晚古生代-早古生代(290～190Ma)花崗巖，且王五-文教斷裂以南的抱倫輝綠巖脈、尖峰花崗巖、興隆輝綠巖、三亞霓輝石正長(zhǎng)巖均受到俯沖帶含水流體的影響。這說(shuō)明，瓊北塊體一側(cè)為被動(dòng)大陸邊緣，瓊南塊體一側(cè)為主動(dòng)大陸邊緣，兩者之間的古特提斯洋殼向南俯沖到了瓊南塊體之下，從而觸發(fā)了一系列的巖漿活動(dòng)。

發(fā)育于瓊東樂(lè)來(lái)地區(qū)的255Ma的同造山巨斑狀花崗巖(謝才富等，1999)以及發(fā)育于石碌、邦溪一帶的257.5Ma同造山花崗巖(李孫雄，2005)表明，255Ma左右海南島已進(jìn)入同造山期。249～231Ma尖峰巖體和抱倫輝綠巖脈構(gòu)成的雙峰式侵入巖以及238～234Ma興隆雙峰式侵入巖(唐立梅等，2013)構(gòu)成了造山后伸展構(gòu)造環(huán)境下的雙峰式侵入巖組合。三亞地區(qū)發(fā)育的244Ma的三亞石榴霓輝石正長(zhǎng)巖(謝才富等，2005)和樂(lè)東縣233Ma的A型花崗巖(王大英和云平，1999)、袁水地區(qū)230～215Ma 的A型花崗巖(謝才富等，1999)一起，構(gòu)成了后碰撞時(shí)期的特征巖石組合(Turneretal., 1992; Boninetal., 1998; Bonin, 2004)，標(biāo)志著造山作用的結(jié)束。

4.3 輝綠巖脈和金成礦關(guān)系

針對(duì)基性巖、超基性巖在時(shí)間和空間上和金礦的產(chǎn)出密切相關(guān)的現(xiàn)象，前人曾通過(guò)巖石學(xué)、礦物學(xué)、全巖地球化學(xué)、原位微區(qū)、Pb同位素和Sm-Nd同位素等手段研究了金的成礦作用和基性/超基性巖的成因聯(lián)系。研究結(jié)果表明，基性巖可能起源于上升的地幔柱(Kamenovetal., 2007; Berge, 2013)、裂谷(Kamenovetal., 2007)和深大斷裂(Bierleinetal., 2001; Tanetal., 2012)等伸展構(gòu)造環(huán)境。與基性巖產(chǎn)出密切相關(guān)的金礦床中的Au可能來(lái)自于基性巖漿(Rusinovetal., 2005; Kamenovetal., 2007; Tanetal., 2012; Berge, 2013)，但也可能與基性巖漿沒(méi)有任何成因關(guān)系，只是含金成礦流體和基性巖漿在不同時(shí)間通過(guò)相同的斷裂構(gòu)造上升而形成某種空間上緊密共生的關(guān)系(Bierleinetal., 2001)。

通常認(rèn)為，地核是地球上最富Au的部位(Rock and Groves, 1988)。Frey and Green(1974)和Mitchell and Keays(1981)的研究發(fā)現(xiàn)，普通二輝橄欖巖捕擄體中也存在著來(lái)源于交代流體的富Au的硫化物成分和晶間物質(zhì)。基性巖漿，特別是煌斑質(zhì)巖漿中含有所有火成巖中最高含量的CO2、H2O、F、K、Rb和Ba，且同時(shí)含有適量的S，因此被認(rèn)為是Au運(yùn)移的合適載體(Rock and Groves, 1988)。但巖漿中S的含量亦不可過(guò)高，因?yàn)橹挥挟?dāng)S處于不飽和狀態(tài)時(shí)，巖漿才能把Au及其它許多親銅元素(如Pd、Pt、Ag、Cu和Zn)從地幔攜帶到地表(Keays, 1984, 1987)。隨著巖漿的演化，Au可隨著從巖漿中分離出來(lái)的揮發(fā)分繼續(xù)運(yùn)移(Hedenquist and Lowenstern, 1994; Heinrichetal., 1999)。

關(guān)于抱倫金礦床成礦物質(zhì)和成礦流體的來(lái)源，目前主要有志留系陀烈組、尖峰巖體和燕山期巖體幾種觀點(diǎn)(丁式江等，2001；舒斌等，2004，2006；謝才富等，2006；鐘增球，2010)。然而，元素分布特征的研究表明，盡管近礦帶的志留系淺變質(zhì)巖系金含量高，但未受礦化影響的巖系中金的含量與地殼豐度值接近(鐘增球，2010)。因此，志留系淺變質(zhì)巖中金的高含量可能只是成礦熱液疊加的結(jié)果，陀烈組是抱倫金礦床礦源層的說(shuō)法值得商榷。在礦床的礦物學(xué)研究中，前人(丁式江等，2001；王朝文等，2011)發(fā)現(xiàn)金的共生礦物中存在大量的砷、碲、鉍礦物，這是巖漿熱液成因礦床的特征(Thompsonetal., 1999; Baker, 2002; Maoetal., 2003)。此外，成礦階段流體包裹體的鹽度和密度也處于巖漿熱液礦床的范圍內(nèi)(王婧等，2013)。礦石中黃鐵礦的硫同位素分析結(jié)果表明硫主要來(lái)源于巖漿(舒斌等，2006)；而成礦流體的氫氧同位素表明成礦流體主要由巖漿水和大氣降水混合而成(舒斌等，2006)，且從早到晚，大氣降水的比例逐漸升高(王婧等，2013)。以上這些都表明，成礦物質(zhì)和成礦流體主要來(lái)源于巖漿。舒斌等(2006)認(rèn)為其主要來(lái)源是印支期的花崗質(zhì)巖漿。丁式江等(2001)認(rèn)為成礦熱液即為尖峰巖體的巖漿期后熱液。

然而，在對(duì)成礦流體中的CO2進(jìn)行碳同位素分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中的C主要來(lái)源于地幔，少量來(lái)源于地層(舒斌等，2006；王朝文等，2011)。礦石中黃鐵礦包裹體的He-Ar同位素?cái)?shù)據(jù)(中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所許德如課題組，未發(fā)表數(shù)據(jù))也表明成礦過(guò)程中有地幔物質(zhì)的參與。而舒斌等(2006)提出的印支期花崗質(zhì)巖漿和丁式江等(2001)提出的尖峰巖體提供成礦物質(zhì)和成礦流體的觀點(diǎn)都不能很好地解釋地幔物質(zhì)的參與。鐘增球(2010)和王朝文等(2011)提出，成礦物質(zhì)和成礦流體可能來(lái)自于燕山期的千家?guī)r體，其顯示出來(lái)的深源淺侵位特征(王朝文等，2011)也表明能為成礦過(guò)程帶來(lái)地幔物質(zhì)。但礦石定年結(jié)果表明，抱倫金礦床的成礦年齡為224.6±7.2Ma(礦石中與Au共生的輝鉬礦的Re-Os定年：Xuetal., 2017)，不支持燕山期巖漿提供成礦物質(zhì)的觀點(diǎn)。

圖14 海南島晚石炭世-晚三疊世大地構(gòu)造發(fā)展史及抱倫金礦成礦模式Fig.14 Schematic diagrams showing the possible tectonic evolution of Hainan Island from Late Carboniferous to Late Triassic and the mineralization of the Baolun gold deposit

輝綠巖脈的侵位年齡為231.6±2.6Ma，與成礦年齡在誤差范圍內(nèi)一致，且來(lái)源于地幔。從輝綠巖脈的金豐度分析結(jié)果可以看出，輝綠巖脈樣品13BL-44和13BL-71的金豐度達(dá)到187×10-9和76×10-9，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地殼克拉克值，而其它3個(gè)樣品的金豐度僅3×10-9～7×10-9或在檢測(cè)線以下，數(shù)據(jù)離散度大。這表明輝綠巖脈中的Au可能在成礦過(guò)程中被活化、遷移。樣品13BL-80、99、173的金豐度低可能是其中的Au已被活化遷移而在斷裂破碎帶中成礦的結(jié)果。

研究表明，低鹽度、富CO2、含適量S的流體能運(yùn)移Au，但不能運(yùn)移賤金屬，單金礦床的成礦物質(zhì)是通過(guò)這種流體運(yùn)移的(Phillips and Groves, 1983)。而擁有適當(dāng)含量的S以及高含量的CO2、H2O、F、K、Rb和Ba的巖漿和上述這種流體很接近(Rock and Groves, 1988)。抱倫金礦床屬于單金礦床。抱倫輝綠巖脈主微量元素分析數(shù)據(jù)(表3、圖9)顯示，輝綠巖脈富集K、Rb、Ba等元素，且曾受到過(guò)來(lái)自俯沖板片的含H2O流體的交代。而F-的離子半徑和OH-相近，F(xiàn)能部分替代含水礦物(如角閃石和金云母)中的(OH)(Tatsumi and Eggins, 1995)。從而可推測(cè)，源區(qū)受到過(guò)含水流體交代的抱倫輝綠巖脈的巖漿也含有F的成分。因此，抱倫輝綠巖脈的巖漿是Au合適的運(yùn)移載體，具備將Au從深部攜帶到淺部的能力。綜上所述，抱倫金礦床的Au很可能來(lái)源于產(chǎn)出在抱倫金礦區(qū)的輝綠巖脈。

根據(jù)上文的論述，構(gòu)建海南島晚石炭世-晚三疊世大地構(gòu)造發(fā)展史及抱倫金礦成礦模式：

330～270Ma，華南板塊往南向印支板塊俯沖，在海南島表現(xiàn)為瓊北塊體向南俯沖。古特提斯洋洋殼的俯沖在昌江-瓊海斷裂一帶產(chǎn)生拉張的應(yīng)力，從而將南部塊體分為瓊中和瓊南兩個(gè)塊體，形成弧后盆地(圖14a)。

270～250Ma，古特提斯洋以及弧后盆地閉合，在海南島表現(xiàn)為瓊北、瓊中、瓊南塊體的碰撞，分別在古特提斯洋和弧后盆地閉合的位置形成現(xiàn)在的王五-文教斷裂和昌江-瓊海斷裂。洋殼殘片逆沖就位于邦溪、屯昌、晨星等地(圖14b)。

250～215Ma，造山作用進(jìn)入后碰撞時(shí)期，伴隨著富集巖石圈地幔的拆沉，應(yīng)力機(jī)制由原來(lái)的擠壓為主逐漸向伸展為主的機(jī)制轉(zhuǎn)換。地殼中的雜砂巖或變砂屑巖因升溫減壓而發(fā)生大規(guī)模的部分熔融，形成尖峰巖體。受到過(guò)俯沖帶含水流體影響但未被富集巖石圈地?；烊镜奶潛p地幔源區(qū)減壓熔融，在以部分熔融為主導(dǎo)的巖漿演化過(guò)程中沿裂隙上升，并將Au從地球深部攜帶到近地表處?；詭r漿熱液攜帶著Au等成礦元素和尖峰巖體的酸性巖漿熱液混合，隨后沿著裂隙運(yùn)移上升。當(dāng)遇到志留系陀烈組的含碳千枚巖時(shí)，成礦流體的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致Au在陀烈組中的斷裂破碎帶中富集成礦。從地表下滲的天水和成礦流體混合也改變了成礦流體的物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)，促進(jìn)了礦化作用的進(jìn)行(圖14c)。

5 結(jié)論

(1)抱倫金礦區(qū)的輝綠巖脈形成于拉斑玄武質(zhì)巖漿，巖漿源區(qū)為受到俯沖帶含水流交代和少量地殼混染的虧損地幔。

(2)輝綠巖脈形成于231.6±2.6Ma，與尖峰嶺花崗質(zhì)巖體構(gòu)成雙峰式侵入巖，產(chǎn)出于造山后伸展環(huán)境。

(3)抱倫金礦床的Au可能來(lái)源于輝綠巖脈。

致謝在野外地質(zhì)工作中，海南省山金礦業(yè)有限公司劉永堂副總經(jīng)理、高鵬工程師、王立國(guó)工程師，海南省資源環(huán)境調(diào)查院張小文院長(zhǎng)、海南省地質(zhì)調(diào)查院林弟工程師等給予了極大的幫助和支持。于學(xué)元研究員和張湖研究員及二位審稿人對(duì)本文的初稿提出了寶貴的修改意見(jiàn)。在此一并表示衷心感謝！