福建政和大藥坑金礦床脈巖鋯石U-Pb測年及金成礦年齡

王會勝 唐秀念 李緒俊 王劍平

摘要：大藥坑金礦床位于福建省政和縣城北側(cè)，是目前閩西北地區(qū)正在開采的重要金礦床之一。根據(jù)脈巖與金礦化的關(guān)系，礦區(qū)內(nèi)脈巖可劃分為成礦前、成礦期和成礦后3類。成礦前脈巖主要為偏堿性的中酸性脈巖，成礦期脈巖主要為酸性脈巖，成礦后脈巖主要為中基偏堿性脈巖。根據(jù)成礦前、成礦期、成礦后脈巖中鋯石U-Pb測年結(jié)果，認為大藥坑金礦床的成礦年齡為（107.7±7.0）Ma～（119.3±2.5）Ma，主期成礦年齡大于（112.4±1.9）Ma。脈巖中繼承性鋯石的U-Pb測年結(jié)果表明：閩西北地區(qū)深部可能存在較多太古宙地殼。

關(guān)鍵詞：脈巖;鋯石U-Pb測年;淺成低溫熱液型金礦床;成礦年齡;大藥坑金礦床

中圖分類號：TD11 P618.51文獻標志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）10-0016-08doi：10.11792/hj20211004

淺成低溫熱液型金礦床是全球最重要的金礦床類型之一，且對其成礦地質(zhì)環(huán)境、礦床組合、成礦時代等方面研究取得了較大進展[1-5]。大藥坑金礦床位于福建省政和縣城北側(cè)，是閩西北政和—建甌金銀多金屬礦集區(qū)內(nèi)最重要的金礦床之一。初步研究認為，該礦床屬于與淺成中酸性脈巖類有關(guān)的淺成低溫熱液型金礦床[6-9]。近幾年，在該礦床深部發(fā)現(xiàn)了斑巖型金礦化，礦床規(guī)模也有望提升至大型，是閩西北地區(qū)規(guī)模相對較大的金礦床。前人已就該礦床的礦床地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征、圍巖蝕變類型等進行了較為詳細的研究[10-11]，但對成礦時代和礦床成因方面的研究十分薄弱。本文通過詳細研究大藥坑金礦區(qū)內(nèi)脈巖類型及其與金成礦的時間關(guān)系，進一步限定金成礦年齡，為研究礦床成因和區(qū)域成礦規(guī)律提供重要基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)及礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)

大藥坑金礦床在區(qū)域上位于閩西新元古代變質(zhì)巖隆起區(qū)與閩東燕山期火山巖坳陷區(qū)結(jié)合部位，區(qū)域性北東向政和—大埔斷裂貫穿全區(qū)[12-13]（見圖1-A）。區(qū)域內(nèi)出露地層包括：中—新元古界東巖組（Pt 2-3d）、大嶺組（Pt 2-3dl）和龍北溪組（Pt 2-3l）變質(zhì)巖，中生界侏羅系下統(tǒng)梨山組（J 1l）、侏羅系上統(tǒng)南園組（J 3n）、白堊系上統(tǒng)黃坑組（K 1h）和寨下組（K 1z）（見圖1-B）火山-沉積巖。區(qū)域內(nèi)加里東期以基性—超基性巖侵入為特征，燕山期則以中酸性巖漿侵入和噴出為主。區(qū)域內(nèi)金礦床賦礦圍巖以各類變質(zhì)巖和中生代火山-沉積巖為主，但各類賦礦圍巖對金礦的成礦專屬性不太明顯。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)

大藥坑金礦區(qū)內(nèi)出露地層為分布于政和—大埔斷裂下盤的龍北溪組（Pt 2-3l）變質(zhì)巖和梨山組（J 1l）火山-沉積巖，以及分布于溝谷的第四系（Q）（見圖2）。政和—大埔斷裂上盤出露早古生代熊山巖體輝長閃長巖、細粒閃長巖，以及中晚燕山期長石石英斑巖和閃長玢巖等脈巖。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦體主要分布于政和—大埔斷裂上盤的熊山巖體中，賦礦圍巖為各類中酸性脈巖。

截至目前，礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)10余條礦脈，主要受政和—大埔斷裂及其上盤次級斷裂控制。其中，18#脈為主礦脈，分布于礦區(qū)中部，北東向斷續(xù)延長達1 500 m，最寬處達20 m，受北東向主斷裂控制;其余礦脈受政和—大埔斷裂上盤次級斷裂控制，走向為近東西向和北西向，屬于18#脈上盤次級礦脈。

礦區(qū)淺部金礦化大致可劃分為石英-黃鐵礦-多金屬硫化物型（見圖3-a）、構(gòu)造角礫巖型及硅化糜棱巖（石英脈）型等。其中，第一類分布較廣，且礦脈深部出現(xiàn)斑巖型金礦化。金礦石中硫化物占比少于5 %，礦石類型屬于少硫化物型。礦石中硫化物包括毒砂（見圖3-b）、黃鐵礦（見圖3-c、d）、黃銅礦（見圖3-e）、白鐵礦（見圖3-d、g）、黝銅礦、斑銅礦（見圖3-f）、磁黃鐵礦（見圖3-h、i）、方鉛礦和閃鋅礦（見圖3-c）等。僅在鏡下見極少量的銀金礦和金銀礦。礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較發(fā)育，包括硅化、絹英巖化、綠簾石化、綠泥石化、鉀化、葉臘石化、螢石化、高嶺土化和碳酸鹽化等。其中，硅化和絹英巖化與金礦化關(guān)系最為密切。

礦區(qū)內(nèi)礦脈主要是熱液成礦期的產(chǎn)物。按照礦物生成順序，熱液成礦期可劃分為5個階段：①浸染狀綠泥石-綠簾石-碳酸鹽化階段;②星散浸染狀黃鐵礦-毒砂-石英脈階段;③細脈、網(wǎng)脈狀石英-黃鐵礦-白鐵礦-毒砂階段;④浸染狀、細脈狀金-黃鐵礦-多金屬硫化物階段;⑤脈狀方解石-石英階段。其中，第2階段至第4階段為主成礦階段。2021年第10期/第42卷黃金地質(zhì)黃金地質(zhì)黃 金

1.3 主要脈巖特征

目前，大藥坑金礦床的成因研究并不詳細，現(xiàn)有的成因認識包括破碎蝕變巖型、韌性剪切帶型和淺成低溫熱液型等。依據(jù)礦床地質(zhì)、礦床地球化學(xué)、流體包裹體測溫，以及礦石硫鉛同位素分析等，認為大藥坑金礦床屬于與淺成中酸性脈巖類有關(guān)的淺成低溫熱液型金礦床。

長石石英斑巖是礦區(qū)最主要的脈巖類型，呈大脈狀、囊狀沿政和—大埔斷裂斷續(xù)出露。脈巖本身礦化較強，可直接構(gòu)成工業(yè)礦體。部分脈巖發(fā)育地段出現(xiàn)液壓角礫巖、隱爆角礫巖和碎裂巖等。由淺至深，脈巖規(guī)模有增大趨勢。金礦化類型也由淺部的脈狀和網(wǎng)脈狀金（銀）礦化逐漸演變?yōu)樯畈康陌邘r型金礦化。根據(jù)脈巖與礦化和蝕變的關(guān)系，這種脈巖是成礦前—成礦期形成的，適合作為測試成礦年齡的樣品。

花崗斑巖分布于252 m中段218勘探線附近，為穿切18#脈主礦體的北西向脈巖。脈巖主體穿切礦體，但本身又具有較弱的蝕變和礦化現(xiàn)象，顯示其為成礦期—成礦后脈巖。

閃長玢巖分布于252 m中段215勘探線附近，呈灰黑色，細晶結(jié)構(gòu)和少斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。脈巖中不含金。根據(jù)穿切和包裹關(guān)系，認為其屬于成礦后脈巖。

2 測年方法及結(jié)果

2.1 樣品采集與測年方法

根據(jù)脈巖之間的穿切和包裹關(guān)系，礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的脈巖可劃分為成礦前、成礦期和成礦后3類。為限定該礦床的成礦時代，本次研究主要選取了成礦前—成礦期長石石英斑巖、成礦期—成礦后花崗斑巖和成礦

后閃長玢巖3類脈巖進行鋯石U-Pb測年。

所有測年樣品的碎樣和鋯石分選均在河北省廊坊市誠信地質(zhì)有限公司實驗室完成。鋯石制靶和陰極發(fā)光（CL）圖像的采集由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司協(xié)助完成。鋯石U-Pb測年在自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評價重點實驗室進行。具體的測試方法、詳細分析步驟見文獻[14-15]。

2.2 測試結(jié)果

2.2.1 長石石英斑巖

從長石石英斑巖樣品中共選出50顆鋯石顆粒進行制靶，并對部分晶形較好的鋯石進行測年，測試結(jié)果見表1、圖4。根據(jù)鋯石顆粒的形態(tài)、顏色、內(nèi)部生長結(jié)構(gòu)及測年結(jié)果等，將鋯石顆粒分成3組，結(jié)果見表2。

第1組僅有1顆鋯石，鋯石磨圓明顯，呈渾圓狀，內(nèi)部生長條帶不清晰。鋯石中Th和U含量較低，w（Th）/w（U）值為0.670，表明該組鋯石屬于變質(zhì)繼承性鋯石。其同位素年齡為（1 587.5±21.1）Ma。

第2組有4顆鋯石，鋯石呈短柱狀、粒柱狀，其內(nèi)部有結(jié)晶核心，分帶較清晰。外邊緣局部具有弱磨蝕現(xiàn)象。鋯石中Th、U含量較低，w（Th）/w（U）值為0.236～0.347，低于巖漿成因鋯石，表明其屬于脈巖捕獲的蝕變改造成因鋯石。4顆鋯石同位素年齡為（178.9±4.1）～（352.1±7.6）Ma，表明其來源應(yīng)該是古生代—早中生代形成的沉積巖類或巖漿巖類。

第3組有17顆鋯石，鋯石呈短柱狀、粒柱狀，內(nèi)部結(jié)晶分帶清晰。除1顆（16號）鋯石外，其余鋯石w（Th）/w（U）值為0.845～2.126，與巖漿成因鋯石一致。17顆鋯石同位素年齡為（112.0±6.7）～（142.4±32.8）Ma，加權(quán)平均年齡為（119.3±2.5）Ma（見圖5）。因此，（119.3±2.5）Ma應(yīng)代表長石石英斑巖的峰期結(jié)晶年齡。

2.2.2 花崗斑巖

花崗斑巖樣品中鋯石較多，用于測年的鋯石為柱狀—短柱狀，內(nèi)部生長環(huán)帶清晰。鋯石中Th、U含量均較高，w（Th）/w（U）值為1.030～1.501（見表3），屬于較典型的巖漿成因鋯石。除12號鋯石外，其余19顆鋯石的加權(quán)平均年齡為（116.9±2.9）Ma（見圖6），可代表花崗斑巖的峰期平均結(jié)晶年齡。19顆鋯石測年數(shù)據(jù)在諧和線上相對零散，能進一步分為2個小群，對應(yīng)的加權(quán)平均年齡分別為（112.4±1.9）Ma和（122.8±2.4）Ma。根據(jù)花崗斑巖特征，（112.4±1.9）Ma可能代表花崗斑巖的最后固結(jié)年齡，（122.8±2.4）Ma代表其早期結(jié)晶年齡。

2.2.3 閃長玢巖

閃長玢巖樣品中鋯石較少。根據(jù)參與測試的20顆鋯石的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，以及測年結(jié)果（見表4），可將其分為4組（見表5）。

第1組包括5顆鋯石，鋯石呈渾圓狀，磨圓明顯，有生長核，分帶模糊，鋯石w（Th）/w（U）值為0.078～1.588，低于巖漿成因鋯石。本組鋯石中，4顆鋯石的同位素年齡大于2 500 Ma，代表巖脈中繼承性鋯石的年齡。19號鋯石的同位素年齡為（1 924.4±34.9）Ma，可能與古元古宙變質(zhì)作用和侵入作用有關(guān)。

第2組僅有1顆鋯石，鋯石呈碎屑狀，分帶模糊，w（Th）/w（U）值為0.325。該鋯石的同位素年齡為（1 126.7±20.4）Ma，屬于變質(zhì)成因繼承性鋯石。

第3組包括3顆鋯石，鋯石呈短柱狀、渾圓狀，磨圓較強，分帶清晰，w（Th）/w（U）值為0.399～0.970，表明本組鋯石屬于具有一定運移距離的捕獲類鋯石。在本組鋯石中，所觀測的3顆鋯石同位素年齡分別為（235.9±5.4）Ma、（203.2±4.1）Ma和與年齡加權(quán)平均計算圖（253.8±6.4）Ma。3顆鋯石的加權(quán)平均年齡是（223.0±64.0）Ma（見圖7），應(yīng)屬于脈巖中所捕獲的巖漿巖鋯石。

第4組鋯石數(shù)量較多，為11顆，鋯石多為長柱狀、柱狀，分帶清晰。鋯石w（Th）/w（U）值為0.319～2.551，應(yīng)屬于較為典型的巖漿成因鋯石。11顆鋯石加權(quán)平均年齡為（107.7±7.0）Ma，應(yīng)代表閃長玢巖主結(jié)晶階段的成巖年齡。

3 討 論

3.1 成礦年齡

截至目前，前人尚未對大藥坑金礦床成礦年齡進行詳細測試和分析。本次將大藥坑金礦區(qū)的各種脈巖大致劃分為成礦前、成礦期和成礦后3類。從這3類脈巖的結(jié)晶年齡來看，成礦前—成礦期長石石英斑巖結(jié)晶年齡為（119.3±2.5）Ma，說明大藥坑金礦床的成礦年齡最老不能大于（119.3±2.5）Ma。同時，由成礦期—成礦后花崗斑巖的鋯石測年結(jié)果來看，其成巖年齡有2組：（112.4±1.9）Ma和（122.8±2.4）Ma。其中，（122.8±2.4）Ma代表脈巖形成的最大年齡，與長石石英斑巖的巖漿結(jié)晶年齡基本一致;（112.4±1.9）Ma代表成礦晚期年齡。成礦后閃長玢巖的結(jié)晶年齡為（107.7±7.0）Ma，應(yīng)為成礦年齡的上限。據(jù)此分析，大藥坑金礦床的成礦年齡應(yīng)為（107.7±7.0）～（119.3±2.5）Ma，但主期成礦階段應(yīng)大于（112.4±1.9）Ma。

黎敦朋等[16]給出了紫金山礦田成礦演化時間：從火山噴發(fā)到早期斑巖侵位與成礦，再到早期和晚期熱液成礦，所發(fā)生的時間為93～102 Ma。與紫金山礦田位于同一成礦帶的二廟溝銅金礦床與形成于早白堊世的英安玢巖（106～110 Ma）有關(guān)[17]。此外，山東半島地區(qū)的淺成低溫熱液型金礦床的成礦年齡為100～120 Ma，吉黑地區(qū)也是如此。對比可見，大藥坑金礦床的成礦時間應(yīng)稍早于紫金山礦田，屬于形成時間稍早的淺成低溫熱液型金礦床。

3.2 礦區(qū)內(nèi)脈巖類型及演化規(guī)律

根據(jù)本次脈巖和金礦化地質(zhì)關(guān)系的研究結(jié)果，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)不同類型脈巖鋯石測年結(jié)果，發(fā)現(xiàn)大藥坑金礦區(qū)內(nèi)早期主要形成偏堿性的中酸性脈巖，中期主要形成花崗斑巖等酸性脈巖，而晚期主要形成中基偏堿性脈巖。這種觀測與前人所述的“逆鮑文反應(yīng)系列”脈巖出現(xiàn)順序是一致的，也與目前所述“拆沉模式”中深部巖漿成分的變化是一致的。

3.3 華南陸殼結(jié)構(gòu)

1923—1924年，美國著名地質(zhì)學(xué)家葛利普首次使用了“華夏古陸”，之后這一術(shù)語引起了國內(nèi)許多地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注[18]，他們認為，華南是褶皺區(qū)，通過多旋回沉積、巖漿活動和造山運動逐漸向南東多旋回大陸增生。從本次測年結(jié)果來看，閃長玢巖中出現(xiàn)了3個不同時代的繼承性鋯石，所給出的年齡分別為2 767.1 Ma、1 924.4 Ma和1 126.7 Ma，表明大藥坑金礦區(qū)深部存在太古宙和新元古代地殼;也表明像華北地塊一樣，華南陸殼曾出現(xiàn)過阜平運動、呂梁運動和晉寧運動。本次測年結(jié)果表明，華南地區(qū)深部至少存在部分古陸核。

4 結(jié) 論

1）大藥坑金礦床的成礦年齡為（107.7 ±7.0）～（119.3±2.5）Ma，但主期成礦年齡應(yīng)大于（112.4±1.9）Ma。在中國東部，根據(jù)區(qū)域成礦系列和成礦過程劃分，大藥坑金礦床應(yīng)屬于形成時代相對較早的淺成低溫熱液型金礦床。

2）大藥坑金礦區(qū)內(nèi)早期主要形成偏堿性的中酸性脈巖，中期主要形成花崗斑巖等酸性脈巖，而成礦后則主要形成中基偏堿性脈巖。脈巖形成的順序具有“逆鮑文反應(yīng)系列”特征。

3）華南陸殼深部可能存在古老的太古宙地殼，也經(jīng)歷了阜平運動、呂梁運動和晉寧運動等大的地質(zhì)構(gòu)造事件。華南地區(qū)深部至少存在部分古陸核。

[參 考 文 獻]

[1] 毛光武，曹亮，嚴卸平，等.淺成低溫熱液型金礦研究綜述[J].地質(zhì)找礦論叢，2015，30（1）：121-132.

[2] 陳衍景.初論淺成作用和熱液礦床成因分類[J].地學(xué)前緣，2010，17（2）：27-34.

[3] 王洪黎，李艷軍，徐遂勤，等.淺成低溫熱液型金礦床若干問題的最新研究進展[J].黃金，2009，30（7）：9-13.

[4] 肖愛芳，黎敦朋.福建省紫金山復(fù)式花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年[J].東華理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，35（4）：343-351.

[5] 于波，裴榮富，邱小平，等.福建紫金山礦田中生代巖漿巖演化序列研究[J].地球?qū)W報，2013，34（4）：437-446.

[6] 劉才偉.福建政和地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征及成礦作用[D].成都：成都理工大學(xué)，2016.

[7] 劉乃忠.閩北政和—建甌地區(qū)中生代金礦成礦機制研究及找礦潛力評價[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2016.

[8] 王劍平.大藥坑金礦床成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境及成礦模式[D].長春：吉林大學(xué)，2020.

[9] 王劍平，王會勝，唐秀念，等.福建政和地區(qū)熊山巖體鋯石U-Pb定年、地球化學(xué)特征及其成礦意義[J].世界地質(zhì)，2020，39（2）：250-260.

[10] 周菊芳，馮青坤.福建省政和縣大藥坑金礦地球化學(xué)異常特征[J].有色金屬礦產(chǎn)與勘查，1999，8（6）：611-614.

[11] 胡玉玲，孫超.福建大藥坑金礦圍巖蝕變特征及其與金礦化關(guān)系[J].中國金屬通報，2020（5）：158-160.

[12] 王海濱.福建省政和湖屯至建甌東游地區(qū)巖金礦成礦規(guī)律及找礦方向[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.

[13] 張克堯.福建浦城—寧德銅鉬多金屬成礦帶成礦系統(tǒng)及預(yù)測研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2009.

[14] YUAN H L，GAO S，LIU X M，et al.Accurate U-Pb age and trace element determinations of zircon by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry[J].Geostandards and Geoanaly-tical Research，2004，28（3）：353-370.

[15] ANDERSEN T.Correction of common lead in U-Pb analysis that do not report 204Pb[J].Chemical Geology，2002，192（1/2）：59-79.

[16] 黎敦朋，邱小平，張文慧，等.福建省紫金山礦田火山巖-斑巖鋯石SHRIMP U-Pb測年及礦床形成深度研究[J].礦物學(xué)報，2013，33（增刊2）：592-593.

[17] 李斌.福建紫金山礦田中生代巖漿演化與銅金鉬成礦作用地球化學(xué)研究[D].南京：南京大學(xué)，2015.

[18] 胡受奚，葉瑛.對“華夏古陸”、“華夏地塊”及揚子—華夏古陸統(tǒng)一體等觀點的質(zhì)疑[J].高校地質(zhì)學(xué)報，2006，12（4）：432-439.

Zircon U-Pb dating of the dikes in the Dayaokeng Gold Deposit

in Zhenghe County，F(xiàn)ujian Province and the metallogenesis age

Wang Huisheng1，Tang Xiunian1，Li Xujun2，Wang Jianping3

（1.Yuanxin Mining Company LTD.，Zhenghe County，F(xiàn)ujian Province;

2.College of Earth Sciences，Jilin University; 3.Shengli Geologging Company，Sinopec）

Abstract：Located to the north of the Zhenghe County，F(xiàn)ujian Province，the Dayaokeng Gold Deposit is one of the most important deposits in operation in Northewest Fujian.Based on the relationship between the dikes and gold mineralization in the deposit，these dikes can be divided into three types：pre-mineralization，syn-mineralization and post-mineralization.The pre-mineralization dikes are mostly relatively alkaline intermediate-acid ones，while the syn-mineralization dikes are acid ones and the post-mineralization dikes are intermediate to basic ones.Based on the U-Pb dating results for zircons in the pre-mineralization，syn-mineralization and post-mineralization dikes，it is concluded that the mineralization age of the Dayaokeng Gold Deposit is in the range of （107.7±7.0）-（119.3±2.5）Ma，with the major phase mineralization age greater than （112.4±1.9）Ma.Based on the U-Pb dating of the inherited zircons，the probable existence of the ancient Archean crust deep in the Northwest Fujian is suggested.

Keywords：dikes;zircon U-Pb dating;epithermal gold deposit;mineralization age;Dayaokeng Gold Deposit