內(nèi)蒙古北山老硐溝金多金屬礦床閃長玢巖年代學(xué)、地球化學(xué)及其成礦意義*

張國震，張 永，辛后田，黃 成，牛文超，段連峰，趙澤霖，任邦方

（1 中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津 300170；2 內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010）

北山造山帶位于中亞造山帶南部，連接了西邊南天山縫合帶及東部索倫縫合帶，同時(shí)是中亞造山帶與南部塔里木及華北克拉通的構(gòu)造結(jié)合部位（Jahn et al., 2000; 2004; Badarch et al., 2002; Xiao et al., 2003; Helo et al., 2007; Kroner et al., 2007; John‐son et al.,2008;Lamb et al.,2008;Li et al.,2013），經(jīng)歷了包括古陸形成-板塊裂解-俯沖增生-碰撞造山等構(gòu)造演化階段，具有多期次、多旋回的復(fù)合造山特點(diǎn)（Zuo et al., 1991; 聶鳳軍等，2002；左國朝等，2003；Windley et al., 2007; Xiao et al., 2010; Song et al.,2013; Zong et al., 2017; 楊富林等，2017；潘志龍等，2017），是中國重要的銅、金、鐵、鎢、多金屬成礦區(qū)（聶鳳軍等，2002；苗來成等，2014），發(fā)育包括巖漿熱液型、火山巖型、沉積-熱液改造型等多種成礦類型（聶鳳軍等，2002；杜玉良等，2009）。

老硐溝金多金屬礦床位于北山造山帶東部，紅柳河-牛圈子-洗腸井蛇綠混雜巖帶南部，發(fā)育熱液脈型Au-Pb-Ag-As-Sb和矽卡巖型含金Cu-Fe兩類原生礦體。野外地質(zhì)特征顯示，閃長玢巖與礦化密切相關(guān)，但其地球化學(xué)特征、巖石成因及侵位時(shí)代未見報(bào)導(dǎo)。本文通過研究閃長玢巖巖石地球化學(xué)特征、鋯石U-Pb 年代學(xué)及鋯石Lu-Hf 同位素，試圖確定成巖成礦時(shí)代，揭示巖石成因，示蹤巖漿源區(qū)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

北山造山帶自北向南出露有3 條蛇綠混雜巖帶，分別為紅石山-百合山蛇綠混雜巖帶、牛圈子-洗腸井蛇綠混雜巖帶及玉石山-賬房山蛇綠混雜巖帶（任秉琛等，2001；楊合群等，2010；Xiao et al.,2010；Wang et al.,2018；辛后田等，2020）（圖1a），是古亞洲洋及其分支自前寒武紀(jì)形成寬闊大洋至晚二疊世最終閉合連續(xù)構(gòu)造演化的地質(zhì)記錄（聶鳳軍等，2002；Xiao et al., 2010）。牛圈子-洗腸井蛇綠混雜巖帶是早古生代洗腸井洋向北俯沖、消減、閉合的產(chǎn)物，分隔了塔里木板塊與哈薩克斯坦板塊（楊合群等，2009；2010；徐學(xué)義等，2008；孫立新等，2017）。斜長花崗巖年齡（（536±7）Ma）表明大洋在寒武紀(jì)早期已經(jīng)形成（侯青葉等，2012）；其弧后拉張形成了石板井-小黃山超基性巖帶（何世平等，2005；楊合群等，2010；任邦方等，2019）。北部紅石山-百合山蛇綠混雜巖帶中輝長巖年齡（344.6±1.8）Ma（牛文超等，2020）及南部玉石山-賬房山蛇綠巖帶中輝長巖年齡（350.6±2.0）Ma（余吉遠(yuǎn)等，2012），表明古亞洲洋及其分支在晚古生代依然存在（聶鳳軍等，2002；何世平等，2005；楊合群等，2010）。

老硐溝金多金屬礦床位于牛圈子-洗腸井結(jié)合帶東南緣的敦煌地塊，古硐井-英雄山復(fù)式背斜軸部東段轉(zhuǎn)折端北翼（圖1b）。區(qū)域出露地層包括中元古界長城系白湖群變石英砂巖、粉砂巖、絹云母粉砂質(zhì)板巖；與薊縣系平頭山群白云質(zhì)大理巖及淺變質(zhì)碎屑巖呈斷層接觸；青白口系大豁落山群白云石大理巖，白云質(zhì)灰?guī)r整合于平頭山群之上；下二疊統(tǒng)雙堡塘組玄武巖、安山巖、流紋巖夾碎屑巖與下二疊統(tǒng)菊石灘組火山巖夾碎屑巖出露于區(qū)域西南部，兩者呈斷層接觸；上侏羅統(tǒng)赤金橋組細(xì)碎屑巖不整合于白湖群、大豁落山群、雙堡塘組及菊石灘組之上；上新統(tǒng)苦泉組砂礫巖、砂巖、粉砂質(zhì)泥巖小面積出露于西部；第四紀(jì)沖洪積物整體掩蓋在區(qū)域地層之上。區(qū)域構(gòu)造近東西向，次級(jí)構(gòu)造NE 向、NW向，主體為古硐井-英雄山復(fù)背斜，轉(zhuǎn)折端位于老硐溝-英雄山一帶。侵入巖廣泛分布，代表性巖體為早泥盆世鷹嘴紅山巖體（ηγβD1），其次為閃長玢巖、輝綠（玢）巖、花崗閃長巖等小巖體或巖株/巖脈，多形成于海西期—印支期（聶鳳軍等，2002；錢建平等，2018）。

圖1 北山造山帶（a）和老硐溝地區(qū)（b）地質(zhì)簡圖（據(jù)聶鳳軍等，2002；錢建平等，2018修改）Fig.1 Simplified geological maps of the Beishan orogenic belt(a)and Laodonggou area(b)(modified after Nie et al.,2002;Qian et al.,2018)

2 礦床地質(zhì)

老硐溝礦區(qū)主要賦礦地層為中元古界長城系白湖群及薊縣系平頭山群，以橫跨礦區(qū)的近東西向F1斷裂為界，白湖群出露于南部，平頭山群出露于北部（圖2）。白湖群主體為一套碎屑巖組合，上段為石英粉砂巖、變質(zhì)石英砂巖，下段為變質(zhì)長石石英砂巖、石英粉砂質(zhì)泥質(zhì)板巖，地層傾向北東，傾角55°~75°（黃典豪等，1997；聶鳳軍等，2007）。平頭山群為一套碳酸鹽巖組合，底部為鈣質(zhì)泥質(zhì)板巖與結(jié)晶灰?guī)r互層，向上部結(jié)晶灰?guī)r常變?yōu)榘自剖罄韼r，是矽卡巖型含金Cu-Fe 礦化及部分熱液脈型Au-Pb-Ag-As-Sb礦化的賦礦圍巖；中部為白云石大理巖，局部夾灰?guī)r透鏡體，是Au-Pb-Ag-As-Sb 礦化的主要圍巖；上部主要由粉砂質(zhì)板巖、結(jié)晶灰?guī)r及白云石大理巖組成，未見礦化，地層傾向北東-北北東，傾角40°~65°（黃典豪等，1997；聶鳳軍等，2007）。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造主要沿近EW 向、NWW 向、NNW向展布，其中EW 向斷裂以F1~F3 斷裂為主，局部膨大，寬可達(dá)數(shù)十米，構(gòu)成構(gòu)造透鏡體；NWW 向斷裂以北部F4 斷裂為主，充填有輝綠（玢）巖及閃長玢巖脈；NNW 向斷裂為一組等距平行斷裂，同時(shí)切穿地層及東西向斷裂（圖2）。

圖2 老硐溝金多金屬礦床地質(zhì)圖（據(jù)聶鳳軍等，2002；錢建平等，2018）Fig.2 Geological map of the Laodonggou gold-polymetallic deposit（modified after Nie et al.,2002;Qian et al.,2018）

礦區(qū)侵入巖主要為呈巖株?duì)町a(chǎn)出的黑云二長花崗巖，侵位于礦區(qū)西南部，未見金礦化，是西南部老硐溝鎢礦的賦礦圍巖，鋯石U-Pb 年齡為（423.1±1.5）Ma（趙鵬彬等，2016）。其次為呈巖株產(chǎn)出的斑狀花崗閃長巖，該巖體與平頭山組碳酸鹽巖接觸部位發(fā)育小規(guī)模矽卡巖型含金銅-鐵礦化。輝綠（玢）巖沿NWW 向或近EW 向斷裂產(chǎn)出，不發(fā)育礦化；閃長玢巖呈透鏡狀、脈狀沿NW 向或NWW 向斷裂產(chǎn)出，同時(shí)切穿輝綠（玢）巖脈。閃長玢巖在整個(gè)礦區(qū)廣泛分布，有的伴生熱液蝕變及金礦化，有的則不發(fā)育礦化，可能是不同期次巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物（圖2）。其具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為斜長石、角閃石、少量黑云母或石英，基質(zhì)主要為細(xì)晶斜長石或角閃石，可見磷灰石、鋯石、榍石等副礦物，巖石普遍發(fā)育蝕變，斜長石發(fā)育鈉黝簾石化及碳酸巖化，黑云母、角閃石發(fā)育綠泥綠簾石化（圖3）。

金礦石分為原生礦石及氧化型礦石，原生礦體中矽卡巖化含金Cu-Fe 礦體由于規(guī)模較小，缺乏相應(yīng)研究。熱液脈型礦體呈不連續(xù)的巢狀、透鏡狀或扁豆?fàn)町a(chǎn)于平頭山組碳酸鹽巖地層中，與閃長玢巖具有密切時(shí)空聯(lián)系，沿?cái)嗔哑扑閹治坏拈W長玢巖往往受到強(qiáng)烈的熱液蝕變，伴隨金多金屬礦化，而無閃長玢巖產(chǎn)出的破碎帶，即使有硅化等熱液蝕變發(fā)生，也通常只有微弱金礦化（黃典豪等，1997）。圍繞礦體邊部發(fā)育硅化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化、碳酸鹽化等構(gòu)成的熱液蝕變帶，蝕變圍繞礦體呈線性展布，蝕變寬度幾厘米至30 cm 不等，產(chǎn)于大理巖中的礦脈熱液蝕變主要為硅化及黃鐵礦化（黃典豪等，1997）。宏觀上，西北部二礦段北部以塊狀含金方鉛礦礦石為主，南部以塊狀黃鐵礦-毒砂礦石及條帶狀黃鐵礦礦石為主，西南部三礦段產(chǎn)出以黃鐵礦-毒砂為主的塊狀及脈狀礦石，中部五礦段及東南部一礦段以大量發(fā)育輝銻礦為特點(diǎn)（圖3g~i）。原生礦石主要以塊狀或脈狀為主，根據(jù)其礦物組合可以細(xì)分為金-黃鐵礦-毒砂-方鉛礦-石英礦石，金-黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦-毒砂-石英礦石，金-黃鐵礦-石英礦石，金-黃鐵礦-輝銻礦-石英礦石，金-黃鐵礦-黃銅礦-石英礦石。

圖3 閃長玢巖及主要礦石手標(biāo)本及顯微照片a.閃長玢巖野外露頭；b.礦化閃長玢巖手標(biāo)本；c.弱蝕變閃長玢巖手標(biāo)本；d~f.閃長玢巖鏡下照片（正交偏光）；g.金-黃鐵礦-毒砂脈狀礦石；h.黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦稠密浸染狀礦石；i.金-黃鐵礦-毒砂-方鉛礦塊狀礦石Hbl—角閃石；Pl—斜長石；Q—石英；Bt—黑云母Fig.3 Hand specimen and microphotographs of the diorite porphyrite and oresa.Outcrop of diorite porphyrite;b.Hand specimen of mineralized diorite porphyrite;c.Hand specimen of weakly altered diorite porphyrite;d~f.Microscopic photos of diorite porphyrite(crossed nicols);g.Gold-pyrite-arsenopyrite vein type ore;h.pyrite-chalcopyrite-galena dense disseminated ore;i.Gold-pyrite-arsenopyrite-galena massive oreHbl—Hornblende;Pl—Plagioclase;Q—Quartz;Bt—Biotite

3 采樣及分析方法

用于鋯石U-Pb 和Lu-Hf 同位素測(cè)定的3 件原巖樣品采自礦區(qū)西北角2礦區(qū)3號(hào)井五中段，其中礦化閃長玢巖（L0-1）采自五中段0 號(hào)勘探線，走向260°~275°，可見零星黃鐵礦、閃鋅礦礦化；蝕變未礦化閃長玢巖（L15-3）采自五中段15勘探線，巖石發(fā)育綠泥綠簾石化，整體走向北西，傾向北東；弱蝕變閃長玢巖（L0-2）采自0號(hào)勘探線，在與碳酸鹽巖接觸部位發(fā)育輕微蝕變。用于主、微量分析的8 件樣品相應(yīng)采自同位素樣品附近，盡量避免受礦化蝕變影響。

鋯石單礦物分選在河北區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。原巖樣品按常規(guī)方法粉碎成能夠通過200 目的篩網(wǎng)后，淘洗得到重砂，經(jīng)磁選和重液分離得到鋯石試樣，在雙目鏡下挑選出鋯石顆粒。鋯石的制靶和透射光、反射光、陰極發(fā)光照相在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。樣品測(cè)年和Hf 同位素工作于中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心完成。采用激光剝蝕多接收等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICPMS)進(jìn)行微區(qū)原位鋯石U-Pb 同位素測(cè)定，激光器為美國ESI 公司NEW WAVE 193 nm FX，質(zhì)譜儀為美國賽默飛世爾公司NEPTUNE。激光束斑直徑為35 μm，頻率8~10 Hz，激光器能量密度13~14 J/cm2，以氦氣作為剝蝕物質(zhì)的載氣（Yuan et al., 2004），數(shù)據(jù)處理采用 ICPMSDataCal 程序(Liu et al.,2010)，U-Pb諧和圖及加權(quán)平均計(jì)算使用Isoplot程序的4.15版本完成(Ludwig，2003)。采用NEPTUNE(MCICPMS)系統(tǒng)進(jìn)行Hf同位素測(cè)試工作，Lu-Hf 同位素測(cè)定時(shí)測(cè)點(diǎn)的選取位置與U-Pb 同位素測(cè)定的位置重合或在其附近，選取鋯石顆粒較大且環(huán)帶清晰的樣品進(jìn)行測(cè)試，使用的激光器和質(zhì)譜儀與前述鋯石UPb 測(cè)試一致。分析條件、儀器型號(hào)及流程見耿建珍等(2011)。在分析過程中，εHf(t)值根據(jù)同一測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U 年齡計(jì)算，采用的176Lu 衰變常數(shù)為1.867 × 10-11a-1(S?derlund et al., 2004)，球 粒 隕石176Hf/177Hf 比 值 為 0.282 785，176Lu/177Hf 比 值 為0.0336 (Bouvier et al., 2008)。虧損地幔模式年齡(tDM)計(jì)算依據(jù)現(xiàn)今虧損地幔176Lu/177Hf 比值為0.0384，176Hf/177Hf 比 值 為 0.283 250 (Griffin et al.,2000)。計(jì)算鋯石Hf 同位素的二階段模式年齡(tDM2)時(shí)，采用176Lu/177Hf 比值為0.015 (Griffin et al.,2002)。

樣品主微量元素測(cè)試在中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心完成，樣品進(jìn)行去皮去風(fēng)化殼處理后，用破碎機(jī)粉碎，再用球磨儀研磨至粉末狀（＞200 目），主量元素采用硼酸鋰熔融消解、X 射線熒光光譜法（XRF）測(cè)試，F(xiàn)eO應(yīng)用氫氟酸-硫酸溶樣、重鉻酸鉀滴定的容量法，分析精度優(yōu)于1%。微量元素和稀土元素采用四酸消解、等離子質(zhì)譜綜合分析（ICP-MS），分析精度優(yōu)于5%。

4 測(cè)定結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb同位素

本次用于LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 測(cè)年的樣品包括礦化閃長玢巖（L0-1）、蝕變未礦化閃長玢巖（L15-3）、弱蝕變閃長玢巖（L0-2），測(cè)試結(jié)果見表1。

礦化及蝕變閃長玢巖鋯石均呈自形長柱狀、短柱狀，表面光滑、干凈，鋯石具清晰的韻律環(huán)帶。少數(shù)顆粒顯示捕擄晶的核部和年輕的生長環(huán)帶。測(cè)定時(shí)，選取測(cè)點(diǎn)位置盡可能避開捕擄晶而選取巖漿環(huán)帶部位，部分鋯石CL圖像及206Pb/238U年齡見圖4。

礦化閃長玢巖（L0-1）鋯石長80~200 μm，長寬比為 1.5∶1~3.5∶1，鋯石w(U)、w(Th)分別為 170×10-6~416×10-6和 114×10-6~360×10-6，Th/U 比值為 0.60~1.11，反映其為巖漿成因（>0.1）。測(cè)得的24 粒鋯石的24個(gè)206Pb/238U年齡介于241~245 Ma，其206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為（243.0±1.0）Ma（95%置信度），MSDW=0.18（圖 5）。

蝕變未礦化閃長玢巖（L15-3）鋯石長70~120 μm，長寬比為1∶1~3∶1，鋯石w(U)、w(Th)分別為156×10-6~488×10-6和 99×10-6~419×10-6，Th/U 比值介于0.61~1.03，高于變質(zhì)成因鋯石（一般小于0.1），反映其為巖漿成因。測(cè)得的24 粒鋯石的24 個(gè)206Pb/238U年齡介于232~236 Ma，其206Pb/238U 年齡加權(quán)平均值為（237.8±1.2）Ma（95%置信度），MSDW=1.4（圖5）。

弱蝕變閃長玢巖（L0-2）鋯石100~220 μm，長寬比為 1.5∶1~4∶1，鋯石w(U)、w(Th)分別為 152×10-6~402×10-6和121×10-6~389×10-6，Th/U 比值介于0.55~1.28，屬巖漿成因。 測(cè)得的 24 粒鋯石的 24個(gè)206Pb/238U 年齡介于 233~242 Ma，其206Pb/238U 年齡加權(quán)平均值為（233.8±0.9）Ma（95%置信度），MSDW=0.26（圖5）。

4.2 主、微量元素地球化學(xué)特征

本次對(duì)8 件樣品進(jìn)行全巖主、微量元素測(cè)定，包括5 件礦化閃長玢巖，3 件弱蝕變閃長玢巖。測(cè)定結(jié)果見表2，3。全分析結(jié)果顯示，w(SiO2)介于62.87%~65.33%，w(TiO2)介于0.42%~0.52%，顯示低Ti 特征。礦化閃長玢巖相對(duì)閃長玢巖具有高w(CaO)（3.01%~3.28%對(duì)比0.87%~0.91%），高w(K2O)（4.32%~4.61%對(duì)比 3.7%~4.35%），貧w(Al2O3)（15.50%~15.84% 對(duì)比16.46%~16.76%）的特征。這些樣品均具有較高的燒失量（LOI），礦化閃長玢巖燒失量介于5.91%~6.25%，表明其經(jīng)受了較為強(qiáng)烈的熱液蝕變作用，弱蝕變閃長玢巖介于3.7%~4.35%，同樣受輕微蝕變作用影響?；诓换顫娫豊b/Y 和Zr/TiO2的分類圖解顯示巖石屬于閃長巖類，在Co-Th 圖解（圖6）中，顯示巖石的高鉀鈣堿性和超鉀質(zhì)地球化學(xué)特征。

礦化閃長玢巖及弱蝕變閃長玢巖具有相似的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素圖解和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線（圖7），具有虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素如Nb、Ta、Ti、Ce，富集大離子親石元素如 Rb、Ba 的特征。閃長玢巖稀土元素總量ΣREE 為164.7×10-6~271.8×10-6，LREE/HREE 為 6.4~8.7，（La/Sm）N=3.64~4.49，（Gd/Yb）N=3.97~5.17，整體來說閃長玢巖表現(xiàn)出輕稀土元素富集，重稀土元素虧損，輕稀土元素分餾程度與重稀土元素分餾程度均較高（圖7b）。閃長玢巖具有輕微負(fù)Eu 異常。而Ce 基本無異常（δCe=0.93~1.00）。

表1 老硐溝閃長玢巖鋯石U-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)表Table 1 U-Pb isotope composition of zircons in the diorite porphyrites of the Laodonggou gold deposit

續(xù)表 1Continued Table 1

圖4 老硐溝閃長玢巖部分鋯石的陰極發(fā)光圖、測(cè)點(diǎn)位置及編號(hào)實(shí)線為年齡點(diǎn)，虛線為Hf測(cè)點(diǎn)，鋯石下方附年齡及εHf(t)值Fig.4 CL images of selected zircon grains from the diorite porphyrite of the Laodonggou gold-polymetallic deposit,showing the analyzed spotFull line is age point,dotted line is Hf point,and age and εHf(t)are listed under the zircon

4.3 鋯石Lu-Hf同位素

Lu-Hf同位素測(cè)定的樣品與U-Pb 同位素測(cè)定的樣品相同，測(cè)定數(shù)據(jù)見表4。

礦化閃長玢巖（L0-1）24 個(gè)測(cè)點(diǎn)176Hf/177Hf 值介于0.282 630~0.282 781，與之對(duì)應(yīng)的εHf(t)值介于0.21~5.53，二階段模式年齡（tDM2）介于 917~1254 Ma。蝕變未礦化閃長玢巖（L15-3）具有與礦化閃長玢巖相似的176Hf/177Hf 值（0.282 644~0.282 770），其εHf(t)值介于 0.49~5.03，二階段模式年齡（TDM2）在943 Ma 到1228 Ma 之間。弱蝕變閃長玢巖16 個(gè)測(cè)點(diǎn)176Hf /177Hf 值（0.282 632~0.282 786），εHf(t) 值（0.05~5.67）及二階段模式年齡（tDM2）（905~1258 Ma）與上述閃長玢巖樣品差別不大（圖8）。

圖5 老硐溝閃長玢巖鋯石U-Pb諧和圖和206Pb/238U年齡圖Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagrams and the weighted mean ages of the diorite porphyrite from the Laodonggou gold-polymetallic deposit

5 討 論

5.1 蝕變對(duì)于全巖地球化學(xué)特征的影響

由于老硐溝閃長玢巖與礦化時(shí)空聯(lián)系密切，因此熱液蝕變的影響大，發(fā)育綠簾綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化等蝕變，巖石燒失量高（>3%）（表2；圖3d~f）。因此，使用全巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)有必要探討蝕變作用的影響。一般來說，主量元素中P、Ti、Mn，高場(chǎng)強(qiáng)元素、過渡元素Cr、Co、Ni、V、Sc 及稀土元素在熱液蝕變作用中受影響程度較?。╓inchester et al.,1976;Hastie et al.,2007）。而Ca、Na、K 等主量元素、大離子親石元素如Sr、Ba、Rb 等受熱液蝕變作用的影響較大（Rollinson,1993）。

通過對(duì)比礦化閃長玢巖（L0-1-1~L0-1-5）及輕微蝕變未礦化閃長玢巖（L0-2-1~L0-2-3）樣品的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，礦化閃長玢巖相對(duì)弱蝕變閃長玢巖具有較低的K2O、Al2O3含量和較高的CaO、MnO 含量（表2），在微量元素蛛網(wǎng)圖中，Rb、Ba 點(diǎn)相對(duì)分散（圖7a），可能由熱液蝕變作用引起，尤其是斜長石、單斜輝石、絹云母、綠泥石等礦物的蝕變及分解（Rollin‐son, 1993）。對(duì)于 P2O5、TiO2、MgO，其含量相對(duì)均一，蝕變作用的影響較?。ū?）。高場(chǎng)強(qiáng)元素如Nb、Ta、Zr、Hf及稀土元素等在微量元素蛛網(wǎng)圖及稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中表現(xiàn)平滑一致，受后期蝕變作用影響較?。▓D7）。因此在討論過程中要盡量回避受熱液蝕變作用影響較大的元素。

5.2 巖石成因及巖漿源區(qū)

閃長玢巖的w(SiO2)為62.87%~65.33%，顯示中性，與閃長巖成分相當(dāng)（圖6a），地球化學(xué)特征顯示其屬于高鉀鈣堿性或超鉀質(zhì)系列（圖6b）。巖石具有斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為斜長石、角閃石、少量黑云母，表明巖漿演化過程中經(jīng)歷了分離結(jié)晶作用。La-La/Sm圖解同樣顯示分離結(jié)晶的演化趨勢(shì)（圖9a），由于稀土元素配分曲線中Eu 負(fù)異常不明顯（δCe=0.73~0.85），說明斜長石的分離結(jié)晶作用不占主導(dǎo)作用，而角閃石在巖石形成過程中經(jīng)歷了較顯著的分離結(jié)晶作用（圖9b）。

巖漿在形成上升過程中會(huì)不同程度受到大陸地殼改造，從而影響微量元素含量。閃長玢巖顯示較強(qiáng)的Nb、Ta、Ti 虧損（圖7a），這可能是：① 巖漿源區(qū)部分熔融過程中殘留富集高場(chǎng)強(qiáng)元素礦物（如金紅石、鈦鐵礦）；②巖漿上涌過程中受地殼混染；③俯沖流體交代（Wilson，1989;趙玉鎖等，2012；Cheng et al.,2014）。巖石中未見金紅石、鈦鐵礦等礦物，同時(shí)金紅石的殘留會(huì)引起Zr、Hf 的虧損，這與閃長玢巖實(shí)際地球化學(xué)特征不符（趙玉鎖等，2012）。而早二疊世晚期北山地區(qū)已進(jìn)入陸內(nèi)演化階段，可以排除俯沖流體交代的影響，因此Nb、Ta、Ti 異常為閃長玢巖巖漿在上升侵位過程中受到一定程度地殼混染影響的結(jié)果。

表2 老硐溝閃長玢巖的主量元素（w(B)/%）Table 2 Major element composition(w(B)/%)of the diorite porphyrite from the Lodonggou gold deposit

表3 老硐溝閃長玢巖的微量元素（w(B)/10-6）Table 3 Trace element composition(w(B)/10-6)of the diorite porphyrite from the Laodonggou gold deposit

圖6 老硐溝閃長玢巖Nb/Y-Zr/TiO2圖解（a，據(jù)Winchester et al.,1976）和Co-Th圖解（b，據(jù)Hastie et al.,2007）Fig.6 Nb/Y-Zr/TiO2(a,after Winchester et al.,1976)and Co-Th(b,after Hastie et al.,2007)diagrams of the diorite porphyrite from the Laodonggou gold-polymetallic deposit

圖7 老硐溝閃長玢巖微量元素蛛網(wǎng)圖（a）和稀土元素配分曲線（b）（據(jù)Sun et al.，1989）Fig.7 Primitive mantle-normalized trace element patterns(a)and chondrite-normalized REE patterns(b)of the diorite porphyrite from the Laodonggou gold deposit（after Sun et al.，1989）

鋯石Hf 同位素是示蹤巖漿源區(qū)、地殼演化、殼幔相互作用的有效指標(biāo)（吳福元等，2007）。本文中閃長玢巖的εHf(t)值基本一致，總體介于0.05~5.67，全部落于虧損地幔演化曲線及球粒隕石均一儲(chǔ)庫線之間（圖8），說明閃長玢巖主要起源于新生下地殼（Kinny et al.,2003），而εHf(t)值的不均一性不是由部分熔融或分離結(jié)晶作用形成，而是由具放射性成因的幔源Hf 和較少放射性成因殼緣Hf 混合所致（Bol‐har et al.,2008），說明源區(qū)受到殼源物質(zhì)的混染。閃長玢巖二階段模式年齡（tDM2）介于905~1258 Ma，表明巖漿可能起源于中新元古代地殼的部分熔融。本次研究的礦化閃長玢巖及不同蝕變程度的閃長玢巖具有相似的地球化學(xué)特征，除了個(gè)別活潑元素，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化微量元素圖解及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線均表現(xiàn)一致的趨勢(shì)（圖7），結(jié)合其相似的εHf(t)值（圖8），暗示礦化閃長玢巖及蝕變閃長玢巖具有相同的巖漿源區(qū)。

5.3 成巖成礦時(shí)代及構(gòu)造背景

根據(jù)閃長玢巖與礦化的關(guān)系及其蝕變程度選取了3 件樣品用于同位素年齡測(cè)定，得到礦化閃長玢巖（L0-1）鋯石U-Pb年齡（243.0±1.0）Ma，蝕變未礦化閃長玢巖（L15-3）鋯石U-Pb 年齡（237.8±1.2）Ma，弱蝕變閃長玢巖（L0-2）鋯石U-Pb年齡（233.8±0.9）Ma，說明閃長玢巖巖漿活動(dòng)持續(xù)超過9 Ma，并發(fā)育多幕侵位。礦區(qū)發(fā)育多種礦體類型，包括原生熱液脈型Au-Pb-Ag-As-Sb礦化，矽卡巖型Au-Cu-Fe礦化及后期氧化-淋濾型富礦，不同礦化之間的成因聯(lián)系，尤其是熱液脈型與矽卡巖型礦化的關(guān)系仍需進(jìn)一步確定。在閃長玢巖中也發(fā)現(xiàn)原生金礦化，因此成礦與閃長玢巖有一定的成因聯(lián)系。

晚石炭世至早二疊世，北山地區(qū)各大洋盆陸續(xù)閉合。賀峰等（2004）在甜水井識(shí)別出一套鋁質(zhì)A 型花崗巖，獲得鋯石U-Pb 年齡271 Ma；Li 等（2013）通過研究柳園地區(qū)早二疊世高鉀鈣堿性花崗巖，認(rèn)為其就位于后碰撞伸展背景，表明在早二疊世末期，西伯利亞板塊、哈薩克斯坦板塊及塔里木板塊最終拼合在一起，北山地區(qū)進(jìn)入陸內(nèi)演化階段（Xiao et al., 2003; 童英等，2010；Song et al., 2013）。三疊紀(jì)北山地區(qū)整體處于伸展構(gòu)造體制，發(fā)育準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)的鈣堿性-高鉀鈣堿性-弱堿性花崗巖至堿性花崗巖，年齡集中于230~240 Ma（苗來成等，2014）。

表4 老硐溝閃長玢巖鋯石Lu-Hf同位素組成Table 4 In-situ zircon Lu-Hf isotope data of diorite porphyrite from the Laodonggou gold deposit

續(xù)表 4Continued Table 4

圖8 老硐溝閃長玢巖t-εHf(t)圖解Fig.8 t-εHf(t)diagram of the diorite porphyrite from the Laodonggou gold deposit

圖9 老硐溝閃長玢巖La-La/Sm圖解（a）及SiO2-Dy/Yb圖解（b）(據(jù)Davidson et al.,2007)Fig.9 La-La/Sm diagram(a)and SiO2-Dy/Yb diagram(b)of the diorite porphyrite from the Laodonggou gold deposit(after Davidson et al.,2007)

綜上，在早-中三疊世，受造山后地殼伸展減薄影響，形成的基性巖漿底侵導(dǎo)致新生下地殼部分熔融形成母巖漿。巖漿在演化過程中發(fā)生角閃石、斜長石等礦物的分離結(jié)晶作用，隨著區(qū)域性斷裂的持續(xù)活動(dòng)，提供了巖漿上涌的通道及容礦空間，巖漿沿區(qū)域性斷裂上升并受圍巖物質(zhì)混染與改造，侵位于地殼淺部構(gòu)造薄弱地段，形成閃長玢巖和巖漿熱液型礦體。

6 結(jié) 論

（1）閃長玢巖富K，貧Ti，顯示高鉀鈣堿性和超鉀質(zhì)地球化學(xué)特征。礦化閃長玢巖、蝕變未礦化閃長玢巖、弱蝕變閃長玢巖鋯石U-Pb 年齡分別為（243.0±1.0）Ma、（237.8±1.2）Ma 和（233.8±0.9）Ma，說明閃長玢巖巖漿活動(dòng)持續(xù)至少9 Ma，并發(fā)育多幕侵入活動(dòng)，Hf 同位素特征顯示多幕侵位的閃長玢巖具有相同的巖漿源區(qū)。

（2）中生代受造山后地殼伸展減薄影響，基性巖漿底侵帶來的熱導(dǎo)致新生地殼的部分熔融形成母巖漿，經(jīng)歷分離結(jié)晶過程，并受到地殼物質(zhì)的混染與改造，侵位于地殼淺部形成閃長玢巖和金多金屬礦體。

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