北大別山薄刀嶺銀礦區(qū)薄刀嶺巖體鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

王海生

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院， 河南鄭州 450008）

薄刀嶺銀礦位于桐柏-大別Mo-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-螢石-金紅石成礦帶上［1］，是近年來在北大別地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一中型銀礦床，查明銀金屬量575.97噸，伴生金，礦床類型為巖漿熱液型。薄刀嶺巖體呈近東西向展布于松扒—龜山—梅山斷裂北側(cè)，與成礦關(guān)系密切［2］。本文主要從薄刀嶺巖體的生成年代及地球化學(xué)特征方面，討論薄刀嶺銀礦床成礦時(shí)代及成礦作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

薄刀嶺銀礦床位于秦嶺-桐柏-大別造山帶的東段（圖1）。地層由北秦嶺地層區(qū)信陽-商城小區(qū)（秦嶺巖群、寒武系（二郎坪群）、南秦嶺地層區(qū)西峽-大別小區(qū)(中-新元古界龜山巖組)組成。其中龜山巖組最為發(fā)育，為一套經(jīng)歷強(qiáng)烈俯沖消減、構(gòu)造混雜作用改造俯沖增生雜巖［3］，是區(qū)內(nèi)金銀多金屬礦主要賦礦層位。

該區(qū)中生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，中酸性巖體發(fā)育廣泛。成礦巖漿活動(dòng)多集中于145Ma～118Ma，且沿桐柏-商城斷裂兩側(cè)及以南地區(qū)分布。嚴(yán)格受斷裂控制（北西西向斷裂與北北東向斷裂的復(fù)合部位）的中酸性小巖體是該區(qū)鉬、金、銀多金屬礦的成礦母巖。而薄刀嶺巖體就受北西西向龜（山）-梅（山）斷裂和近南北向竹竿河斷裂控制。

2 礦體特征

薄刀嶺銀礦床受區(qū)域龜（山）-梅（山）斷裂控制（圖1），由11條呈近東西向平行或雁行狀排列的礦體構(gòu)成［4］。Ⅰ號(hào)礦體為主要礦體，賦存于F1韌脆性構(gòu)造帶破碎石英脈中，呈似層狀，礦體標(biāo)高-200m～210m。控制走向長(zhǎng)1700m，最大斜深560m。礦體品位銀41.00×10-6～833×10-6，金含量0.17×10-6～4.7×10-6。其他礦體則賦存在與其平行的次級(jí)貯礦構(gòu)造中，相距30m～110m,傾向相同，顯示了相同的成礦、控礦機(jī)制和成因類型。

3 樣品情況

本次用于鋯石LA-ICP-MSU-Pb測(cè)年、鋯石微量元素的樣品均采自薄刀嶺巖體內(nèi)較新鮮的巖石，采樣位置BD-NY1、BD-QF1（114.3153，31.5339）；BD-QF2（114.3153，31.5335）；BD-QF3（114.3142，31.5327）。

4 巖石礦物特征

薄刀嶺二長(zhǎng)花崗巖：淺肉紅色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。礦物成分：斜長(zhǎng)石，多呈它形粒狀-半自形板條狀，粒徑0.15mm×0.50～0.4×0.80mm，含量約40%～48%，見邊緣被熔蝕呈不規(guī)則狀，弱絹云母化，晶面上見絹云母微晶片，雙晶發(fā)育，以卡斯巴雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶、鈉長(zhǎng)石雙晶常見；鉀長(zhǎng)石（30%～36%）它形-半自形板狀晶，粒徑0.6mm～1.5mm之間，邊緣常被熔蝕，形態(tài)不規(guī)則，部分為條紋長(zhǎng)石，粒徑0.65mm×1.5～1.0×1.3mm。晶面見高嶺石塵狀微晶，透明度稍差；石英（15%～28%），它形粒狀，粒徑0.2mm～1.5mm，微裂紋發(fā)育，局部可見波狀消光；另有少量的絹云母（0.5%）與高嶺石（0.5%）。副礦物主要為鋯石、磷灰石，（圖2）。

5 巖石地球化學(xué)特征

根據(jù)測(cè)試結(jié)果表1知。巖石化學(xué)成分ω（SiO2）＝73.28%～74.42%，ω（Al2O3）為13.88%～15.00%，ω（Na2O）為4.23%～4.54%，

Kfs.鉀長(zhǎng)石；Pl.斜長(zhǎng)石;Qtz.石英ω（K2O）為4.82%～4.96%。K2O/Na2O比值為1.06～1.17；里特曼指數(shù)δ在2.67～2.89之間，平均2.76；A/CNK在0.97～1.02之間；分異指數(shù)DI在96.09～96.80之間。巖體投影落在過鋁質(zhì)系列區(qū)域見（圖3a）和高鉀鈣堿性系列區(qū)域如（圖3b）。

表1 薄刀嶺二長(zhǎng)花崗巖主量、微量和稀土元素分析結(jié)果

據(jù)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖4a），巖石中K、Rb、Th、U富集，Nb、P、Ti等相對(duì)虧損。樣品稀土元素總量w（∑REE）＝57.05×10-6～106.34×10-6，（La/Yb）N為11.15×10-6～11.70×10-6，δEu值為0.07～0.12。稀土元素標(biāo)準(zhǔn)配分模式圖呈右傾（圖4b），富集輕稀土元素，輕重稀土元素分異性強(qiáng)，Eu呈負(fù)異常。

6 巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年

陰極發(fā)光（CL）圖像（圖5）中顯示，鋯石多為無色、透明，自形短柱-長(zhǎng)柱狀，粒徑在40μm～80μm之間，長(zhǎng)寬比在2:1～1:1之間，大部分鋯石具核邊或核殼結(jié)構(gòu)。

DB.NY1樣品20個(gè)鋯石U-Pb同位素測(cè)試見表2。鋯石的ω（U）在23×10-6～600×10-6之間，ω（Th）在72.6×10-6～387×10-6之間，Th/U之比在0.38～3.72之間，均大于0.1，為巖漿鋯石。全部測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)中，除9、12、17、20號(hào)測(cè)點(diǎn)明顯偏離諧和線（圖6），可能為繼承性鋯石年齡外，其余16個(gè)數(shù)據(jù)獲得了鋯石的206Pb／238U加權(quán)平均年齡為144.0±1.1Ma（MSWD=0.49，n=16），為早白堊世，屬燕山期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

7 討論

7.1 巖體與成礦作用

采用“MISA”分類法對(duì)薄刀嶺二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行分類。巖體TFeO含量在0.78～0.90之間，Rb含量在266×10-6～318×10-6之間，相對(duì)較高；Ba在19.0×10-6～42.5×10-6之間、Sr在15.1×10-6～21.9×10-6之間，相對(duì)較低。在成因類型判別圖（圖7a、b）中，主要落入分異的長(zhǎng)英質(zhì)花崗巖區(qū)域。地球化學(xué)特征則顯示其稀土元素配分曲線呈右傾，稀土元素整體上具有四組分效應(yīng)，且具有較低的鋯石飽和溫度（711℃～722℃），區(qū)別于典型的A型花崗巖［10］。另外，K2O/Na2O的值為1.06～1.17，顯示出富鉀貧鈉的特征，因此判定該巖體為I型花崗巖。

表2 薄刀嶺二長(zhǎng)花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Th-Pb同位素測(cè)試結(jié)果

巖體中輕稀土元素富集、重稀土元素虧損、負(fù)Eu異常的稀土元素配分模式，反映巖漿部分熔融源區(qū)殘余有斜長(zhǎng)石，說明當(dāng)時(shí)可能存在加厚的成熟陸殼。大離子親石元素富集、高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta顯著虧損，顯示巖漿源區(qū)的殼源性質(zhì)。結(jié)合大別地區(qū)白堊紀(jì)Ⅰ型花崗巖特征，薄刀嶺巖體構(gòu)成該區(qū)與白堊世（I型）花崗巖有關(guān)的金銀鉛鋅成礦系列［11-12］。該成礦系列表現(xiàn)為兩期：第一期為高溫期，元素組合為Mo、Pb、Zn、Au、Ag，成礦熱液形成較大的石英脈，礦石中主要為方鉛礦、閃鋅礦。第二期為中、低溫期成礦期，元素組合為As、Au、Ag、Bi，含礦熱液在構(gòu)造合適部位形成一定強(qiáng)度的硅化、黃鐵礦化，礦石主要為構(gòu)成構(gòu)造蝕變巖型，形成薄刀嶺銀礦，伴生金。

7.2 動(dòng)力學(xué)背景

秦嶺-大別造山帶形成于華南板塊與華北板塊的碰撞拼合作用。大別山區(qū)與燕山期成礦相關(guān)的中生代巖漿活動(dòng)主要集中于145Ma～118Ma，又分為142Ma左右和129Ma～134Ma兩個(gè)集中時(shí)間段，前者為整體擠壓局部伸展環(huán)境，后者為大規(guī)模可能為大規(guī)模伸展背景下形成。薄刀嶺巖體成巖時(shí)代為（144.0±1.1）Ma，可能為整體擠壓局部伸展環(huán)境的產(chǎn)物。

在整體擠壓局部伸展環(huán)境下，牢山巖體［13］與薄刀嶺巖體受北西西向龜（山）-梅（山）斷裂和近南北向竹竿河斷裂控制侵入就位，形成以韌性剪切帶為“形”、以巖漿期后熱液成礦作用為“體”的礦床。薄刀嶺花崗質(zhì)巖漿為銀礦提供了流體、熱量、Au多金屬成礦元素。北西西向龜（山）-梅（山）斷裂體系為巖漿從深部上侵提供了通道和侵位空間。成礦流體在遷移過程中與圍巖發(fā)生擴(kuò)散交代形成蝕變巖型礦化，或沿?cái)嗔蚜严犊臻g充填形成石英脈型礦化。

8 結(jié)論

（1）薄刀嶺巖體LA-ICP-MS U-Pb定年測(cè)試，206Pb/208U加權(quán)平均年齡為（144.0±1.1）Ma（MSWD＝0.49，n=16），為整體擠壓局部伸展環(huán)境的產(chǎn)物。

（2）地球化學(xué)特征研究表明，薄刀嶺巖體屬于過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性I型花崗巖，巖漿源區(qū)具殼源性質(zhì)。