陜西勉略寧地區(qū)銅廠灣金礦床輝綠巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義*

王東升，王宗起，龐緒勇，于 濤，侯玉云，施發(fā)劍

（1 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；2 陜西省寧強(qiáng)縣泰安礦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西寧強(qiáng) 724402；3 中煤科工集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 210031）

秦嶺造山帶記錄了華北板塊和揚(yáng)子板塊之間長期、復(fù)雜的地質(zhì)過程，經(jīng)歷了新元古代、古生代和中生代構(gòu)造巖漿熱事件和造山作用，屬于典型的復(fù)合型造山帶（姜春發(fā)，2000；張國偉等，2001；王宗起等，2009a；楊經(jīng)綏等，2010）。南秦嶺構(gòu)造帶作為其中的重要組成部分，對(duì)于研究者們了解區(qū)域構(gòu)造演化起著至關(guān)重要的作用。雖然，對(duì)于南秦嶺地區(qū)的構(gòu)造演化模式仍存在較大爭(zhēng)議，如認(rèn)為該地區(qū)經(jīng)歷了泥盆紀(jì)裂解作用形成有限洋盆以及三疊紀(jì)發(fā)生向北俯沖而閉合（張國偉等，1995；1996；2003；李曙光等，1996；賴紹聰?shù)龋?997；Meng et al., 1999；2000；李三忠等，2002；Li et al., 2004; Lai et al., 2004; Liu et al.,2005;Dong et al.,2011a；2011b），或認(rèn)為元古代該地區(qū)存在原始大洋，經(jīng)過晚古生代南向俯沖，于三疊紀(jì)閉合（王宗起等，1999；2002；2009a；2009b；王濤等，2006；2009；2011；王濤，2008）。但是，研究者均認(rèn)為造山帶自晚三疊世開始進(jìn)入碰撞階段，并引發(fā)一系列的構(gòu)造及巖漿活動(dòng)。在此期間，成礦作用也貫穿于大陸碰撞之后的各階段，并在不同造山演化階段發(fā)育不同的區(qū)域成礦類型，形成了獨(dú)具特色的礦床組合（侯增謙等，2006）。

基性巖脈是衡量重要構(gòu)造轉(zhuǎn)換時(shí)間的標(biāo)尺，具有特殊的大陸動(dòng)力學(xué)意義（如陸建軍等，2006；柯昌輝等，2020）。深入研究與造山過程相關(guān)的基性巖漿巖的時(shí)代、類型及成因，對(duì)理解造山帶構(gòu)造演化過程及成礦背景具有重要意義(Halls,1982)。勉（縣）-略（陽）-寧（強(qiáng)）構(gòu)造帶地處南秦嶺造山帶南部，屬于秦嶺造山帶、松潘-甘孜造山帶以及揚(yáng)子板塊交接部位，是中國大陸中央造山系重要組成部分（張國偉等，2001）。同時(shí)，該地區(qū)也是陜西省著名的金三角，以發(fā)育一系列的中小型金多金屬礦床為特征，如煎茶嶺、東壩溝、鏵廠溝、李家溝、銅廠灣等金礦床（孟憲忠，1997；丁振舉等，2003a；2003b；張復(fù)新等，2004；周振菊等，2011a；2011b；戢興忠，2016；Liu et al., 2016；丁坤等，2017；王華等，2017），具有很大的找礦潛力，因此，厘清區(qū)域構(gòu)造演化過程也可以指導(dǎo)后續(xù)找礦工作。在金屬礦床集中分布區(qū)域內(nèi)，基性巖脈十分發(fā)育，前人的研究主要著重于探討基性巖脈與各種金屬礦化的關(guān)系，對(duì)基性巖脈的巖石地球化學(xué)特征和成因的研究涉及較少，而對(duì)這些巖脈進(jìn)行研究有助于深入認(rèn)識(shí)區(qū)域巖石單元的形成時(shí)代和大地構(gòu)造環(huán)境，為建立南秦嶺造山帶的古構(gòu)造格局提供有力線索。

因此，本文選取了勉略寧成礦區(qū)南側(cè)銅廠灣金礦床內(nèi)發(fā)育的輝綠巖脈作為研究對(duì)象，通過系統(tǒng)的巖石學(xué)、地球化學(xué)分析和LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年工作，并結(jié)合區(qū)域上已有的研究成果，闡明基性巖脈成因，探討其形成時(shí)的地球動(dòng)力學(xué)背景，為南秦嶺造山帶的構(gòu)造演化提供新證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

勉略寧構(gòu)造帶是秦嶺造山帶內(nèi)重要的構(gòu)造巖漿活動(dòng)區(qū)（圖1a），由NE 向勉縣-陽平關(guān)斷裂和NW 向勉縣-略陽斷裂南北夾持，呈向西撒開、向東收斂的三角形“楔狀體”（張國偉等，1995）。葉連俊等(1944)將區(qū)內(nèi)出露的巖石單元整體稱為碧口群（廣義），時(shí)代為震旦紀(jì)—志留紀(jì)。之后，不同學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了解體（秦克令等，1992；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，1995；閆全人等，2002；王訓(xùn)練等，2019），并將其自下而上劃分為大安巖組、碧口群（狹義）和秧田壩巖組（在甘肅省也稱橫丹群），不同的構(gòu)造單元均以斷裂或韌性剪切帶分隔（楊運(yùn)軍等，2017）。大安巖組內(nèi)部除了酸性火山巖含量較少之外，總體巖性與碧口群類似，兩者整體上分布于銅錢壩-楓相院斷裂和勉縣-陽平關(guān)斷裂之間（圖1b），均由熔巖+火山碎屑巖+正常沉積巖共同構(gòu)成，其中熔巖表現(xiàn)為細(xì)碧巖+角斑巖（中性）+安山巖+石英角斑巖（酸性）+流紋巖組合（王宗起等，2009a）。秧田壩巖組（橫丹群）主要由長石砂巖及粉砂質(zhì)板巖夾變質(zhì)火山巖組成，以火山巖屑和長石碎屑含量豐富、石英碎屑較少為特點(diǎn)（閆全人等，2004；王鵬，2013），總體分布于銅錢壩-楓相院斷裂以北（苗雅娜等，2019）。震旦系南沱組、陡山沱組、燈影組由砂巖、粉砂巖及白云巖組成，呈斷裂分隔的斷塊或透鏡體，夾于上述巖石單元中。志留系茂縣巖群以粉砂質(zhì)板巖為主，主體位于勉縣-陽平關(guān)斷裂的南東側(cè)。

區(qū)域斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，北部斷裂主要為NWNWW 向，南部則以NEE 向?yàn)橹鳎硗?，區(qū)域內(nèi)還疊加近N-S 向斷裂束（徐學(xué)義等，2002）。由南往北，區(qū)域大斷裂主要為勉縣-陽平關(guān)、青木川-關(guān)口埡、陽壩-蒼社平以及銅錢壩-楓相院斷裂（張利亞等，2017）。不同方向的斷裂將區(qū)內(nèi)巖石單元截切成許多斷塊，在不同的斷塊中地層以單斜或倒轉(zhuǎn)褶皺的樣式產(chǎn)出。區(qū)域巖漿巖以基性巖為主，包括輝綠巖、輝長輝綠巖及輝長閃長巖等，呈脈狀及巖株?duì)钤跀嗔褞е挟a(chǎn)出（圖1c），局部出現(xiàn)Cu、Zn 礦化。局部還出露少量的灰黑色超基性巖（圖1c），出露規(guī)模較小，發(fā)生了強(qiáng)烈蝕變。

銅廠灣金礦床地處陜西寧強(qiáng)縣大安鎮(zhèn)北側(cè)3 km。構(gòu)造位置上，礦區(qū)位于勉縣-陽平關(guān)斷裂附近，此處斷裂走向近NEE，向NNW 陡傾。礦區(qū)地層為碧口群、陡山沱組和大面積分布的燈影組。碧口群主要由變基性凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖組成，陡山沱組主要出露第二、三巖段，第二巖段由灰色絹云母粉砂質(zhì)板巖和絹云母板巖組成，第三巖段由灰黑色含碳粉砂質(zhì)板巖、灰色薄層微晶灰?guī)r構(gòu)成，燈影組則主要出露第二巖段，由中厚層-塊狀白云巖和灰色塊狀礫屑白云巖以及白云質(zhì)灰?guī)r組成。礦區(qū)巖漿巖以輝綠巖為主，侵位于陡山沱組第三巖段和燈影組第二巖段中，規(guī)模較小但數(shù)量較多，多以巖枝或巖脈的形式沿構(gòu)造裂隙充填。

礦區(qū)斷裂較發(fā)育，以NEE 向?yàn)橹?，NW 向和EW向的次之。礦區(qū)內(nèi)部主要為NEE 向F11 斷裂，橫貫礦區(qū)，傾向NNW，斷裂附近巖石發(fā)生了明顯的韌性變形且控制著礦體的分布（圖2）。NW 向和近E-W向斷裂分布于NEE斷裂附近，一般規(guī)模不大。

金礦體主要分布在震旦系燈影組中厚層-塊狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和侵位其中的輝綠巖脈內(nèi)部，受NEE 向主斷裂控制（圖2）。礦區(qū)內(nèi)可見沿F11 斷裂延伸的一條較大的輝綠巖脈與金礦化關(guān)系密切（圖2）。另外，沿北東方向還發(fā)育2 條規(guī)模較大的鈉長巖脈，北東側(cè)鈉長巖脈貫入燈影組白云巖中，又被構(gòu)造破碎帶截切，南西側(cè)鈉長巖脈則平行于構(gòu)造破碎帶發(fā)育，兩側(cè)被破碎帶圍限。旁側(cè)輝綠巖發(fā)育鈉長石化（圖3a、c），在鈉長石化輝綠巖與碎裂硅化白云巖接觸帶中發(fā)育金礦化。另外，在與F11 斜交的次級(jí)斷裂中發(fā)育較多的小輝綠巖脈，其內(nèi)部礦化較弱，僅見弱的黃鐵礦化。

2 樣品與分析方法

本次工作采集了銅廠灣金礦床1260 m 中段侵位于白云巖中的未發(fā)生鈉長石化的輝綠巖，可見明顯的港灣狀侵入邊界。局部可見輝綠巖沿后期的斷裂侵位，邊界較平直（圖3b）。輝綠巖為塊狀構(gòu)造，顯微鏡下觀察主要礦物為斜長石和輝石，次要礦物為角閃石和黑云母等，具輝綠結(jié)構(gòu)。斜長石(45%～50%)具聚片雙晶，自形-半自形板狀，發(fā)育絹云母化及高嶺土化；輝石(35%～40%)則呈半自形-他形，充填在斜長石的三角空隙內(nèi)（圖3d），多發(fā)育綠泥石化；角閃石、黑云母含量較少，零散分布。在反射光下，可見不規(guī)則的黃鐵礦分布于斜長石的孔隙內(nèi)。5 件輝綠巖樣品采自遠(yuǎn)離礦化區(qū)域的、新鮮的不同巖脈，代表了銅廠灣金礦區(qū)原始侵位的巖脈。

鋯石挑選工作由廊坊市誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成。室內(nèi)先將巖石樣品粉碎至120 目以下，用常規(guī)的人工淘洗和電磁選方法富集鋯石，然后在雙目顯微鏡下手工逐個(gè)精選鋯石顆粒。鋯石樣品的制靶工作和陰極發(fā)光(CL)照相由南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司完成。在進(jìn)行鋯石的U-Pb 年齡測(cè)定前，依據(jù)透射光圖像和陰極發(fā)光圖像，樣品選擇晶形好、無裂隙且無包體的顆粒。

圖1 秦嶺構(gòu)造單元?jiǎng)澐郑╝,據(jù)王宗起等,2009a修改）、勉略寧地區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)圖（b,據(jù)任小華,2001；苗雅娜等，2019修改）和銅廠灣地區(qū)地質(zhì)圖（c,據(jù)陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局,1995修改）①—華北南緣陸坡帶；②—北秦嶺弧后雜巖帶;；③—北秦嶺島弧雜巖帶；④—中秦嶺弧前盆地系；⑤—南秦嶺增生雜巖帶；⑥—南秦嶺島弧雜巖帶；⑦—南秦嶺弧前盆地系；⑧—南秦嶺弧后雜巖帶；T—三疊紀(jì)殘余海盆；B—中新生代斷陷盆地1—茂縣巖群；2—燈影組；3—陡山沱組；4—南沱組；5—秧田壩巖組；6—碧口群；7—大安巖組；8—輝綠巖；9—超基性巖；10—斷裂及韌性剪切帶；11—城鎮(zhèn)；12—產(chǎn)狀Fig.1 Simplified map of tectonic units of the Qinling orogenic belt(a，modified after Wang et al.,2009a),sketch regional geological map of the Mianluening area(b，modified after Ren,2001 and Miao et al.,2019)and sketch geological maps of the Tongchangwan area(c，modified after Shaanxi Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,1995)①—Slope sequence on the southern margin of North China block;②—Northern back-arc complex;③—Northern accretionary arc complex;④—Qinling fore-arc basins;⑤—Southern accretionary complex;⑥—Southern arc complex;⑦—Southern fore-arc basins;⑧—Southern back-arc complex;T—Triassic remnant sea basins;B—Mesozoic and Cenozoic faulted basins 1—Maoxian Group;2—Dingying Formation;3—Doushantuo Formation;4—Nantuo Formation;5—Yangtianba Formation;6—Bikou Group;7—Daan Formation;8—Diabase;9—Ultrabasic rocks;10—Fault and ductile shear belt;11—Town;12—Attitude

鋯石U-Pb 定年測(cè)試工作在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所MC-ICP-MS 實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石定年分析所用儀器為Finnigan Neptune 型MC-ICP-MS 及與之配套的Newwave UP 213 激光剝蝕系統(tǒng)。激光剝蝕孔徑為35 μm，頻率為10 Hz，能量密度約為2.5 J/cm2，以He為載氣。鋯石U-Pb年齡的測(cè)定采用GJ-1為外標(biāo)的校正方法，每隔10個(gè)樣品分析點(diǎn)測(cè)1次標(biāo)樣，以保證標(biāo)樣和樣品的儀器條件完全一致。以Si作內(nèi)標(biāo)來測(cè)定鋯石中U、Pb 和Th 的含量。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSData Cal 程序，鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0 程序完成(Ludwig, 2003)。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程參考侯可軍等（2009）。

圖2 銅廠灣金礦床1170 m中段平面圖1—燈影組白云巖；2—燈影組白云質(zhì)灰?guī)r；3—輝綠巖；4—構(gòu)造破碎帶；5—金礦體；6—鈉長巖脈；7—斷層及編號(hào)；8—產(chǎn)狀Fig.2 Plan view of mining level 1170 m in the Tongchangwan gold deposit1—Dengying Formation:dolomite;2—Dengying Formation:dolomitic limestones;3—Diabase;4—Structural fractured zone;5—Gold orebody;6—Albite vein;7—Fault and its serial number;8—Attitude

硅酸鹽全分析在北京燕都中實(shí)測(cè)試技術(shù)有限公司完成，測(cè)試流程為：將巖石粉碎粗碎至厘米級(jí)的塊體，選取無蝕變及脈體穿插的新鮮樣品用純化水沖洗干凈，烘干并粉碎至200 目以備測(cè)試使用。主量元素測(cè)試首先將粉末樣品稱量后加Li2B4O7(1∶8)助熔劑混合，并使用融樣機(jī)加熱至1150°C 使其在金鉑坩堝中熔融成均一玻璃片體，后使用XRF(Zetium,PANalytical)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果保證數(shù)據(jù)誤差小于1%。微量元素測(cè)試將200 目粉末樣品稱量并置放入聚四氟乙烯溶樣罐并加入HF+HNO3，在干燥箱中將高壓消解罐保持溫度在190°C 72 h，后取出經(jīng)過趕酸并將溶液定容為稀溶液上機(jī)測(cè)試。測(cè)試使用ICP-MS(M90, analytikjena)完成，所測(cè)數(shù)據(jù)根據(jù)監(jiān)控標(biāo)樣GSR-2 顯示誤差小于5%，部分揮發(fā)性元素及極低含量元素的分析誤差小于10%。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石年齡

輝綠巖中的鋯石顆粒大多為無色透明、長柱狀，自形-半自形。粒徑較小，大部分鋯石長度小于100 μm，長寬比多為2∶1，少量可達(dá)5∶1，CL 圖像中大部分鋯石環(huán)帶清晰（圖4a）。本次工作對(duì)具有震蕩環(huán)帶的26顆鋯石進(jìn)行了U-Pb同位素測(cè)試，分析結(jié)果見表1 和圖4。26 個(gè)測(cè)點(diǎn)的Th 和U 含量分別為（120～470）×10-6和（217～735）×10-6，對(duì)應(yīng)的Th/U 比值為0.38～1.13，結(jié)合CL 圖像所示巖漿震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)及晶形等，指示這些鋯石為典型的巖漿成因。

26 個(gè)年齡數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于一致曲線附近，并組成一個(gè)年齡集中區(qū)（圖4b），206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為（199.6±1.8）Ma(n=26，MSWD=1.9)，代表了輝綠巖的結(jié)晶年齡。

圖3 銅廠灣金礦床輝綠巖脈野外和顯微照片a.輝綠巖內(nèi)部鈉長石脈；b.輝綠巖脈侵入主斷裂旁側(cè)的斜斷裂；c.鈉長石化輝綠巖；d.輝綠結(jié)構(gòu)（左為單偏光、右為正交光）ab—鈉長石；px—輝石；pl—斜長石Fig.3 Outcrops and microphotographs of diabases in the Tongchangwan gold deposita.Albite veins in the diabase;b.Diabase intrusion along the oblique faults near the major fault;c.Albitized diabase;d.Diabasic texture（left,plane polarized light;right,cross polarized light）ab—Albite;px—Pyroxene;pl—Plagioclase

3.2 主量、微量元素

輝綠巖的主微量測(cè)試結(jié)果見表2，巖石的w（SiO2）為47.13%～51.56%、w（MgO）為3.83%～6.41%(Mg#＝37～48)，w（TiO2）為1.37%～1.86%，w（FeOT）為9.36%～12.74%，其他主量元素w（Na2O）為0.07%～3.69%、w（K2O）為0.31%～1.71%、w（CaO）為5.19%～10.07%、w（A12O3）為14.63%～16.39%和w（P2O5）為0.17%～0.33%，全堿含量低（w(Na2O＋K2O)＝0.38%～5.40%）。盡管其中的2 個(gè)樣品(17HC38-5/-7)燒失量相對(duì)較高（圖5中帶黑色邊框的2個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)），其主量元素判別存在一定偏差，但在Zr/TiO2×0.0001-SiO2圖解（圖5a）中，輝綠巖樣品大多投在亞堿性系列區(qū)域內(nèi)，在AFM 圖解（圖5b）中，樣品均投到拉斑玄武巖系列區(qū)，表明輝綠巖屬于拉斑玄武巖系列。

輝綠巖樣品稀土元素總量(ΣREE)變化較大（60.18×10-6～189.06×10-6），輕、重稀土元素比值(LREE/HREE)為3.47～7.42（表2）。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線圖（圖6a）中，呈右傾配分模式，(La/Yb)N=2.66～9.12，δEu=0.6～0.97，具有明顯的輕、重稀土元素分餾特征和微弱負(fù)Eu 異常，反映在巖漿演化過程中無明顯的斜長石分離結(jié)晶作用?？傮w看來，樣品配分曲線位于島弧拉斑玄武巖和洋島玄武巖配分曲線之間（圖6a）。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素圖（圖6b）中，樣品相對(duì)虧損Nb、Ta 等元素，富集Ba、K，具有與島弧拉斑玄武巖相一致的元素組成特征。

圖4 銅廠灣金礦床輝綠巖鋯石CL圖像、測(cè)點(diǎn)位置（a）及年齡諧和圖（b）Fig.4 Zircon cathodoluminescence images,analytical spots(a)and concordia diagrams(b)of diabase in the Tongchangwan gold deposit

4 討 論

4.1 輝綠巖形成時(shí)代

對(duì)銅廠灣金礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的輝綠巖脈進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年，獲得(199.6±1.8)Ma加權(quán)平均年齡值，表明輝綠巖均形成于早侏羅世。輝綠巖脈直接侵位于白云巖中或沿白云巖內(nèi)部的脆性斷裂侵位，野外觀察到輝綠巖與白云巖之間接觸面為港灣狀或近平直，表明輝綠巖的侵位與脆性斷裂（控礦構(gòu)造F11 及其分支斷裂）同時(shí)或稍晚。區(qū)域上，銅廠灣礦區(qū)位于勉縣-陽平關(guān)斷裂附近，F(xiàn)11 斷裂與陽平關(guān)斷裂小角度相交，兩者屬于統(tǒng)一的斷裂系統(tǒng)。陽平關(guān)斷裂作為碧口地塊的邊界斷裂，形成于碧口地塊與周邊地塊相互作用過程中。雖然對(duì)于碧口地塊的成因存在不同認(rèn)識(shí)，如認(rèn)為它是從秦嶺“峰腰”擠出的剛性構(gòu)造外來體（王二七等，2001），或認(rèn)為它是從共和附近三叉裂谷向東運(yùn)移過來的塊體（李三忠等，2002）。但是，均認(rèn)為在晚三疊世碧口地塊開始與秦嶺造山帶接觸，并形成勉縣-陽平關(guān)斷裂。

前人對(duì)勉縣-陽平關(guān)斷裂進(jìn)行了大量的構(gòu)造變形研究，取得了許多重要進(jìn)展和認(rèn)識(shí)：文德華(1994)和王二七等(2001)指出在印支期，斷裂主要受到NW-SE 方向的擠壓作用，并伴有左行走滑運(yùn)動(dòng)。李三忠等(2002)認(rèn)為，斷裂紀(jì)錄了印支期間的韌性逆沖(D1)、左行脆韌性斜沖(D2)和右行脆性走滑(D3)3 期構(gòu)造形跡。任清軍等(2011)將斷裂的變形期次分為六期，其活動(dòng)時(shí)限為印支晚期到喜馬拉雅期（表3）。這些研究指出，勉縣-陽平關(guān)斷裂及其分支斷裂的脆性運(yùn)動(dòng)時(shí)限為印支晚期。本次研究的輝綠巖，從年齡到野外地質(zhì)特征等方面均與前人的認(rèn)識(shí)相一致，證明區(qū)域上存在一期早侏羅世的構(gòu)造事件，即由韌性向脆性構(gòu)造發(fā)生轉(zhuǎn)換，也指示區(qū)域上擠壓作用的逐漸變?nèi)?，以走滑斷層和脆性斷層為代表的伸展?gòu)造開始調(diào)節(jié)造山帶正向的縮短。

4.2 巖石成因

銅廠灣礦區(qū)輝綠巖表現(xiàn)為亞堿性、拉斑玄武巖特征，拉斑系列玄武巖可形成于多種構(gòu)造環(huán)境，如洋島、洋中脊、島弧、邊緣海盆、活動(dòng)大陸邊緣和穩(wěn)定大陸。輝綠巖樣品的w（SiO2）為47.13%～51.56%、w（TiO2）為1.37%～1.86%以及FeOT/MgO 比值(1.93～3.08)，指示它們與島弧環(huán)境下的拉斑玄武巖具有相似的特征(Miyashiro, 1975)。在2Nb-Zr/4-Y 圖解和Hf/3-Th-Ta 圖解（圖7a、b）中，樣品點(diǎn)分別投在板內(nèi)拉斑及火山弧玄武巖區(qū)和島弧玄武巖區(qū)；在Ta/Hf-Th/Hf 圖解和Ta/Yb-Th/Yb 圖解（圖7c、d）中，樣品點(diǎn)分別投在大陸邊緣島弧區(qū)和活動(dòng)大陸邊緣區(qū)。稀土和微量元素曲線圖中，輝綠巖表現(xiàn)為輕稀土元素(LREE)和大離子親石元素(LILEs: K、Ba、Th、Pb)富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSEs:Nb、Ta、Ti)虧損，其配分曲線與大多數(shù)板內(nèi)玄武巖（MORB、OIB 等）存在明顯區(qū)別，而與大洋板塊俯沖有關(guān)的島弧拉斑玄武巖的配分型式類似（圖6a、b）。另外，微量元素配分圖中明顯的負(fù)Nb、Ta 異常，表明巖石中存在大量大陸物質(zhì)的參與(Crawford et al., 1987; Davidson, 1987; Jahn et al.,1999;Martin,1999)。

表1 銅廠灣金礦床內(nèi)輝綠巖鋯石的U-Th-Pb同位素分析結(jié)果Table 1 U-Th-Pb isotopic analyses for zircon from diabase in the Tongchangwan gold deposit

地殼物質(zhì)的加入往往造成巖石中大離子親石元素和輕稀土元素富集，以及Th、U、Zr、Hf等元素的正異常(Taylor et al., 1985; Rudnick et al., 2003)。地殼物質(zhì)可以通過俯沖進(jìn)入巖石圈地幔，以熔融產(chǎn)生的熔體形式對(duì)巖石圈地幔進(jìn)行交代改造，也可以在幔源巖漿上升侵位過程中通過地殼混染作用加入。輝綠巖的Ba/Nb、La/Nb 比值分別為13.04～84.39、1.57～4.94，也明顯高于MORB、OIB、堿性玄武巖、金伯利巖的相應(yīng)比值（1～20、0.5～2.5），這表明大陸物質(zhì)在輝綠巖巖漿中占有重要地位(Dungan et al., 1986)。由于地殼的La/Nb 比值(2.2)比樣品中的比值仍較低，表明銅廠灣礦區(qū)輝綠巖呈現(xiàn)的地球化學(xué)特征是由源區(qū)交代作用引起的。具有弱Eu 負(fù)異常(δEu=0.6～0.97)的特征，表明無明顯的斜長石分離結(jié)晶作用，樣品固結(jié)指數(shù)(SI=32.85～67.06)相對(duì)較高，也說明其結(jié)晶分離程度低。綜上所述，銅廠灣礦區(qū)輝綠巖全巖地球化學(xué)特征表現(xiàn)出類似島弧玄武巖的特征，巖漿源區(qū)受到了殼源物質(zhì)對(duì)巖石圈地幔的交代。

表2 銅廠灣金礦床內(nèi)輝綠巖的主量元素和微量元素分析結(jié)果Table 2 Major and trace element content of diabase in the Tongchangwan gold deposit

4.3 輝綠巖的構(gòu)造意義

圖5 銅廠灣金礦床輝綠巖Zr/TiO2×0.0001-SiO2（a,據(jù)Winchester et al.,1977）和AFM(A=Na2O+K2O,F=Total FeO,M=MgO)（b,據(jù)Irving et al.,1971）圖解Fig.5 Zr/TiO2×0.0001-SiO2 plot(a,after Winchester et al.,1977)and AFM(A=Na2O+K2O,F=Total FeO,M=MgO)plot(b,after Irving et al.,1971)of diabases in the Tongchangwan gold deposit

圖6 銅廠灣金礦床輝綠巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)（Cl球粒隕石和原始地幔值引自Sun et al.,1989）Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns(a)and primitive mantle-normalized spider diagrams(b)of diabases in the Tongchangwan gold deposit(Cl chondrite and primitive mantle values after Sun et al.,1989)

表3 勉縣-陽平關(guān)斷裂變形階段劃分Table 3 Regional deformation stages of the Mianxian-Yangpingguan fault

圖7 銅廠灣金礦床輝綠巖構(gòu)造環(huán)境判別圖a.2Nb-Zr/4-Y圖解(底圖據(jù)Meschede,1986)；b.Hf/3-Th-Ta圖解(底圖據(jù)Wood,1980)；c.Th/Hf-Ta/Hf圖解（底圖據(jù)汪云亮等，2001）；d.Ta/Yb-Th/Yb圖解(底圖據(jù)Pearce,2008)Fig.7 Tectonic setting discrimination diagrams of diabases in the Tongchangwan gold deposita.2Nb-Zr/4-Y(after Meschede,1986);b.Hf/3-Th-Ta(after Wood,1980);c.Th/Hf-Ta/Hf(after Wang et al.,2001);d.Ta/Yb-Th/Yb(after Pearce,2008)

Dong 等(2011a)對(duì)南北秦嶺構(gòu)造帶的演化階段進(jìn)行了詳細(xì)劃分，包括北秦嶺前寒武紀(jì)和早古生代的演化過程、晚古生代—中生代南秦嶺的俯沖碰撞過程以及侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)陸內(nèi)造山過程；劉樹文等(2012)通過對(duì)區(qū)域巖漿巖進(jìn)行研究將秦嶺地區(qū)中生代劃分為勉略洋盆閉合(248～216 Ma)、北秦嶺島弧雜巖碰撞-造山帶垮塌(215～201 Ma)和后碰撞拆沉作用(200～195 Ma)等階段；Chen等(2020)通過總結(jié)區(qū)域上的沉積、變質(zhì)變形以及巖漿巖數(shù)據(jù)，也提出西秦嶺經(jīng)歷了俯沖(248～235 Ma)、同碰撞(235～225 Ma)以及后碰撞(225～195 Ma)的階段。研究表明，約200 Ma時(shí)期，秦嶺造山帶已進(jìn)入后碰撞階段，這一地質(zhì)過程也得到其他學(xué)者從巖漿巖（張成立等，2008;吳峰輝等，2009; 陳旭等，2009; Jiang et al., 2010; Qin et al.,2010;Wang et al.,2011;Dong et al.,2012；呂星球等，2014；鄭俊等，2015；Zhang et al.,2019）、變質(zhì)巖(張宗清等，2002;Wan et al., 2005; Liu et al., 2006)和構(gòu)造變形(Li et al., 1999)等方面的證據(jù)支持。本文獲得碧口銅廠灣地區(qū)輝綠巖的早侏羅世年齡為（199.6±1.8）Ma，其結(jié)晶年齡與區(qū)域上后碰撞階段的時(shí)限一致，這也限定了輝綠巖的形成背景。在同一構(gòu)造帶上，孫延貴等(2004)也獲得了西秦嶺-東昆侖結(jié)合部基性巖墻群早侏羅世的氬氬坪年齡。這些成果表明，早侏羅世南秦嶺勉略洋盆封閉以及后碰撞階段存在一期構(gòu)造-巖漿事件。

一個(gè)完整的碰撞造山事件應(yīng)包括擠壓、擠壓向伸展轉(zhuǎn)變和伸展3 個(gè)階段。其中，在擠壓向伸展過渡階段，造山帶整體處于減壓增溫的特殊構(gòu)造體制，有利于熔融作用的發(fā)生，從而使得此階段會(huì)發(fā)生明顯的殼幔相互作用及巖漿活動(dòng)(Zhu et al.,2009)。早侏羅世秦嶺造山帶應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，處于由擠壓向伸展過渡階段（馮益民等，2003），造山帶發(fā)生減壓，秦嶺地區(qū)地幔物質(zhì)上涌，底侵作用使得下地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融從而形成了混合型巖漿，同時(shí)，在淺部形成一系列的張性構(gòu)造，巖漿沿著張性裂隙等軟弱帶上升侵位，從而形成了銅廠灣礦區(qū)內(nèi)的輝綠巖脈，它們代表了拉張環(huán)境侵位的基性巖脈。

雖然地球化學(xué)數(shù)據(jù)表明，銅廠灣金礦床內(nèi)部輝綠巖具有大陸邊緣弧玄武巖的特征，然而，也有一些研究指出，具火山弧特征的巖漿巖并不一定指示俯沖環(huán)境(Peccerillo, 1998; Xia, 2014)。在后碰撞階段形成的鎂鐵質(zhì)巖石，由于繼承古板片俯沖改造的地幔源區(qū)而通常具有類似于島弧玄武巖的地球化學(xué)組成(El Hassan et al.,2010;Wang et al.,2013)。通過結(jié)合前人對(duì)南秦嶺地區(qū)的研究，本文認(rèn)為銅廠灣輝綠巖應(yīng)形成于后碰撞階段，并非島弧環(huán)境下的產(chǎn)物，這一觀點(diǎn)對(duì)于全面認(rèn)識(shí)勉略寧地區(qū)構(gòu)造成礦過程具有重要意義。三疊紀(jì)末期—侏羅紀(jì)早期，秦嶺造山帶的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換引發(fā)了區(qū)域一系列巖漿-熱液成礦活動(dòng)。張紅等(2015)獲得了南秦嶺鎮(zhèn)安地區(qū)鉬礦的早侏羅世年齡，同時(shí)還獲得了圍巖花崗巖的早侏羅世年齡，認(rèn)為該地區(qū)成巖成礦時(shí)代均位于秦嶺碰撞造山之后，是由于造山帶垮塌引起的巖漿-熱液成礦；齊金忠等(2005；2008)通過對(duì)南秦嶺南側(cè)陽山金礦區(qū)成礦模式進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)為190 Ma 左右陽山礦區(qū)內(nèi)也出現(xiàn)了大規(guī)模中酸性巖漿侵位，發(fā)育了與成礦相關(guān)的巖漿熱液活動(dòng)，這一觀點(diǎn)也得到成礦相關(guān)花崗斑巖的蝕變年齡(190 Ma)的支持（楊榮生等，2006）；王瑞廷等(2009)認(rèn)為，雖然勉略構(gòu)造混雜帶內(nèi)煎茶嶺地區(qū)超基性巖形成于晉寧期，但其金礦的形成時(shí)代主要為印支期—燕山期，對(duì)應(yīng)于區(qū)域上的后碰撞造山過程，為燕山伸展體制下以剪切走滑為主的構(gòu)造環(huán)境。上述事例結(jié)合本文研究結(jié)果表明，南秦嶺構(gòu)造帶存在早侏羅世擠壓向伸展過渡體制下形成的巖漿巖，它們指示出早侏羅世區(qū)域內(nèi)存在明顯的巖漿活動(dòng)，因此也可能具有形成熱液金礦的可能性，對(duì)后續(xù)找礦工作具有很好的指示意義。

5 結(jié) 論

（1）陜西勉略寧三角區(qū)中銅廠灣金礦區(qū)內(nèi)輝綠巖脈的LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡為（199.6±1.8）Ma，成巖時(shí)代為早侏羅世。

（2）元素地球化學(xué)特征顯示輝綠巖樣品呈亞堿性，屬拉斑玄武巖系列，微量元素以虧損Nb,Ta和富集Ba,K 等元素為特征，具有類似大陸邊緣弧玄武巖的性質(zhì)，巖漿源區(qū)受到了殼源物質(zhì)對(duì)巖石圈地幔的交代。

（3）根據(jù)巖石特征，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化歷史，認(rèn)為銅廠灣金礦區(qū)輝綠巖雖然具有類似弧巖漿巖的特征，但它代表了后碰撞階段減壓增溫的特殊構(gòu)造體制下巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，巖石形成于造山帶擠壓向伸展過渡階段。

致 謝中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院侯立鳴碩士在鋯石測(cè)年方面給予了幫助；陜西略陽鏵廠溝金礦工程師王立新在野外工作中的建議、幫助并給予的方便，在此一并表示感謝。