北祁連車路溝斑巖型金礦床含礦巖體年代學、地球化學與巖石成因*

張翔 黃增保 劉子銳 慕潔 陳世強 胡妍 楊彥 梁凱鵬

祁連造山帶西段位于青藏高原東北緣，北鄰阿拉善地塊，南部與柴達木地塊相接，西部被阿爾金斷裂所截(圖1a)。該地區(qū)經歷了早古生代北祁連洋盆擴張、俯沖消減、陸陸碰撞造山和晚古生代的陸內匯聚過程(Goldfarbetal., 2019, 2021; Zhangetal., 2021)，以及中生代以來與阿爾金斷裂形成有關的陸內走滑造山等構造演化過程(Songetal., 2013; Dengetal., 2020a, 2020b, 2020c; Yangetal., 2015; Qiuetal., 2020, 2021)，是研究大陸造山帶構造域轉換和構造疊合成礦作用的理想?yún)^(qū)域(Qiu and Deng, 2017; Goldfarbetal., 2021; Huangetal., 2022; Yuetal., 2022a; Lietal., 2018, 2020, 2022a)。目前在北祁連造山帶西段已發(fā)現(xiàn)一系列與構造-巖漿有關的不同類型金礦床，主要包括：鷹嘴山、寒山、牛毛泉等構造蝕變巖型金礦床(毛景文等, 1998; 楊興吉, 1999; 葉得金等, 2003; 楊建國等, 2003; 樊新祥等, 2019; Yuetal., 2019, 2020a, 2020b)；車路溝等斑巖型金礦床(楊建國等, 2002;張翔等, 2022(1)張翔, 黃增保, 董栓群. 2022. 甘肅省玉門市車路溝大坂金銅多金屬礦成礦規(guī)律及預測研究. 蘭州: 甘肅省地質調查院)；昌馬等石英脈型金礦床(梁北山和宋小軍, 2011; Qiuetal., 2016a, 2016b; Wangetal., 2021b; Dengetal., 2022a, 2022b)，被譽為甘肅祁連山的“金三角”地區(qū)(殷先明, 2000; 鄧軍等, 2020; Yuetal., 2022b)。

車路溝金礦床位于甘肅省玉門市西南約20km的昌馬鄉(xiāng)境內，包含西車路溝、碾子溝和捷達坂三個礦段，以及青羊溝金礦點和藍洼溝銅礦點。礦體賦存于早古生代晚期侵入的英云閃長斑巖、花崗閃長斑巖內，或其與奧陶紀地層接觸帶附近斷裂中，呈不規(guī)則脈狀、透鏡狀產出，共圈定金礦體9條，金平均品位4.43～29.73g/t(圖1)。前人對該礦床成因研究仍存在爭議，楊建國等(2002)認為該礦床為與斑巖有關的碲金礦型金礦床，殷先明(2000)認為該礦床類型為與斷裂構造有關的石英脈型金礦床。此外，與該礦床形成有關的賦礦巖體也存在爭議，宋忠寶等(2005)認為賦礦圍巖為加里東晚期形成的次火山巖即英安斑巖，張翔等(2020)認為賦礦圍巖為加里東晚期侵入的花崗質斑巖體。這些分歧限制了對該礦床成因的研究以及對區(qū)域成礦規(guī)律的系統(tǒng)認識。

此外，該礦床發(fā)現(xiàn)至今，前人研究主要集中在礦床勘查方面，對礦床地質特征和找礦標志等方面進行少量研究(楊建國等, 2002; 宋小軍等, 2011)，礦區(qū)內與金成礦可能密切相關的酸性斑巖體巖石組成、形成年代、巖石成因及構造背景研究還未見報道。本文在項目多年來野外地質調研和大比例巖相-構造-蝕變-礦化填圖的基礎上，針對性選擇礦區(qū)內賦礦斑巖體進行了巖相學、巖石地球化學、LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和Lu-Hf同位素示蹤研究，旨在查明賦礦斑巖體巖石類型、成分特征和形成時代，進而探討巖石成因及形成的構造環(huán)境，為研究礦床成因提供背景資料，揭示區(qū)域成礦規(guī)律和服務下一輪找礦勘查部署工作。

1 區(qū)域地質背景

研究區(qū)位于北祁連西段，與阿爾金走滑斷裂交切部位(圖1a，Songetal., 2013)。阿爾金斷裂以北為敦煌地塊，出露地層主要為太古-古元古代敦煌巖群，為一套高綠片巖相-低角閃巖相變質巖系。阿爾金斷裂以南為北祁連造山帶，出露地層從西向東依次為早古生代寒武系黑刺溝組和香毛山組、奧陶系陰溝群扣門子組、志留系骯臟溝組和泉腦溝山組。其中，黑刺溝組為一套洋島-洋脊火山巖系，為鷹嘴山金礦床的賦礦地層(葉得金等, 2003)；陰溝群為一套島弧相火山巖系，為寒山、昌馬等金礦的主要賦礦圍巖(楊建國等, 2003)；晚古生代-中新生代沉積蓋層主要分布于山前、山間盆地內。

圖1 祁連山造山帶西段構造簡圖(a, 據(jù)Song et al., 2013修編)和車路溝斑巖體地質簡圖(b)

區(qū)域斷裂大致分為三組，早期為北西向斷裂，與北祁連造山帶區(qū)域構造線一致，控制了區(qū)域金礦床分布；中期為北東-北北東向斷裂，屬于阿爾金走滑斷裂系，對礦床有破壞作用；晚期為北北東-近南北向斷裂，昌馬金礦床受該組斷裂構造控制；褶皺構造主要有朱家大山復向斜和鷹嘴山復向斜(張翔等, 2022)。該區(qū)中酸性侵入巖發(fā)育，從深成巖到淺成巖，基性巖到酸性巖都有出露，多呈巖株產出。其中，早古生代包括沿紅口子-車路溝山分布的淺成酸性巖帶和香毛山-鷹嘴山形成的蛇綠巖帶，晚古生代侵入巖主要有牛毛泉-青山深成酸性巖帶和沿阿爾金斷裂分布的中酸性巖帶(葉得金等, 2003)。研究區(qū)為北祁連重要的金成礦區(qū)，分布有鷹嘴山、寒山、南湖、車路溝、昌馬等中小型金礦，其中車路溝金礦和昌馬金礦與加里東晚期-華力西早期侵位的含礦斑巖關系密切。

2 巖石學與巖相學特征

車路溝含礦斑巖體分布于玉門市昌馬鄉(xiāng)車路溝金礦至昌馬金礦一帶，呈巖株狀產出(圖1b)，面積約10km2。巖體侵入于下奧陶統(tǒng)陰溝群中，該地層下部以凝灰?guī)r、含火山角礫凝灰?guī)r為主，上部為安山巖、安山玄武巖等，受巖體侵入影響，巖石發(fā)生明顯褪色蝕變現(xiàn)象。巖體由花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖和英云閃長斑巖組成。該巖體是區(qū)內最主要的賦礦圍巖，巖體與地層接觸處或巖體內部斷層中，產有車路溝金礦床、昌馬金礦床、捷達坂金礦床及碾子溝金礦點等多處金礦床(點)(圖1b)。根據(jù)接觸關系和同位素測年結果，車路溝斑巖體可分為三期：早期花崗閃長斑巖、中期石英閃長玢巖及晚期英云閃長斑巖。

花崗閃長斑巖出露在捷達坂和藍洼溝一帶，受晚期英云閃長斑巖體侵入，呈捕擄體產出(圖1、圖2a)，面積小于0.1km2。在捷達坂一帶該巖體侵入于陰溝群地層(圖2a)，接觸帶內發(fā)育黃銅礦化、黃鐵礦化(圖2b)。巖石具斑狀結構，基質具微晶結構，塊狀構造(圖2c, d)，斑晶含量約35%，粒徑在0.3～3.0mm間，包括斜長石(25%)、鉀長石(4%)和角閃石(6%)。斜長石呈寬板狀和短柱狀，鉀長石卡式雙晶可見，發(fā)育較強絹云母化、粘土化。角閃石完全被綠泥石和綠簾石集合體代替，呈角閃石假象?；|含量約65%，主要包括長石(43%)、石英(18%)、暗色礦物(2%)和微量金屬礦物等，粒徑多在0.02～0.15mm間。

圖2 車路溝斑巖體野外和正交偏光下顯微照片

石英閃長玢巖分布于碾子溝金礦和青羊溝一帶，被晚期英云閃長斑巖侵入，呈小巖株產出(圖1b)，部分石英閃長玢巖侵入于陰溝群地層，面積小于2km2。碾子溝一帶石英閃長玢巖中發(fā)育北西向斷層破碎帶，見金礦化現(xiàn)象。巖石具塊狀構造，斑狀結構(圖2e, f)，斑晶粒徑在0.3～3.5mm之間，含量約42%，主要由斜長石(27%)和角閃石(15%)。斜長石呈板狀、短柱狀，發(fā)育絹云母化、粘土化(圖2f)。角閃石完全被綠泥石和綠簾石集合體代替，呈柱狀假象?；|具隱-微晶結構，主要為微晶長英質和隱晶質，含微量金屬礦物。

英云閃長斑巖分布在車路溝山、捷達坂、昌馬金礦、碾子溝、藍洼溝、西車路溝金礦一帶，呈不規(guī)則狀巖株產出，侵入于花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖和陰溝群地層中，是研究區(qū)分布最廣、最主要的金礦體賦礦圍巖。其與陰溝群地層接觸帶內發(fā)育西車路溝斑巖型金礦床(楊建國等, 2002)；在巖體內部斷層破碎帶內形成昌馬石英脈型金礦床和捷達坂金礦床(梁北山和宋小軍, 2011)。巖石具斑狀結構，塊狀構造，斑晶為斜長石和暗色礦物(圖2g, h)，長軸粒徑在0.25～4.0mm之間，含量約38%。斜長石呈寬板狀和短柱狀，具卡式和聚片雙晶，發(fā)育絹云母、簾石、綠泥石和方解石化現(xiàn)象。暗色礦物完全被綠泥石和綠簾石集合體代替，形成殘留柱狀晶體假象?；|為微晶長英質礦物，粒徑多在0.02～0.15mm間，含量62%，主要有石英(20%)、斜長石(38%)，暗色礦物(3%)和微量金屬礦物。巖石局部發(fā)育硅化、孔雀石化現(xiàn)象。

3 樣品采集和分析方法

巖石地球化學樣品均采自碾子溝、藍洼溝和捷達坂金礦區(qū)車路溝斑巖體地表露頭，選擇新鮮和蝕變較弱的代表性樣品11件，在武漢上譜分析公司完成測試。全巖主量元素采用X射線熒光光譜儀(XRF)分析，精度優(yōu)于1%；全巖稀土元素和微量元素采用日本安捷倫7900電感耦合等離子質譜儀(ICP-MS)分析，精度優(yōu)于5%，測試條件及分析過程等詳見Liuetal. (2008)。

在捷達坂礦區(qū)采集了車路溝斑巖體遠離裂隙和脈巖且蝕變較弱的花崗閃長斑巖和英云閃長斑巖進行LA-ICP-MS 鋯石U-Pb測年工作(具體的采樣位置詳見圖1b)。其中樣品C02TW-1為花崗閃長斑巖(96°42′36″E、39°57′23″N)，樣品重量3.0kg；樣品C13TW-1為英云閃長斑巖(96°42′37″E、39°57′26″N)，樣品重量4.5kg。先在廊坊巖拓地質服務有限公司進行鋯石分選，人工將樣品破碎后，采用磁選和重選相結合的方法挑出鋯石，并在雙目鏡下提純，并粘靶、打磨、拋光，備陰極發(fā)光照相和同位素測試；后在武漢上譜分析有限公司完成了鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像照相和同位素測試工作，同位素分析采用GeoLasPro激光剝蝕系統(tǒng)，由COMPexPro 102ArF193nm準分子激光器和四級桿等離子質譜儀(Agilent7700e)組成。本次分析的激光束斑和頻率分別為35nm和44Hz，對分析數(shù)據(jù)的離線處理采用軟件(Liuetal., 2008)，鋯石樣品年齡諧和圖繪制和年齡加權平均計算采用Isoplot/ Ex_ver3完成(Ludwig, 2003)。

鋯石Lu-Hf同位素測試在武漢上譜分析有限公司Neptune Plus多接受等離子體質譜儀和GeoLas HD激光剝蝕系統(tǒng)(LA-MC-ICP-MS)上進行，實驗采用He作為剝蝕物質載氣，剝蝕直徑采用44μm，采用鋯石國際標樣GJ-1和91500作為參考物質，測試點與U-Pb定年分析點為同一位置，詳細儀器運行條件、分析方法及數(shù)據(jù)處理方法參見(Huetal., 2012)。

4 分析結果

4.1 巖石地球化學

車路溝斑巖體巖石SiO2介于61.4%～68.6%，平均值為65.9%，為中酸性巖石(表1)。K2O介于0.55%～1.37%之間，平均0.86%，Na2O含量介于3.77%～6.33%之間，平均5.16%，全堿(Na2O+K2O)介于4.60%～6.89%之間，Na2O/K2O介于2.90～11.5之間，里特曼指數(shù)σ值介于1.15～2.03之間。在侵入巖巖石分類圖解中，多數(shù)樣品落入花崗閃長巖區(qū)域內，少量樣品落入閃長巖區(qū)域內(圖3)。

表1 車路溝斑巖體主量元素(wt%)、微量和稀土元素(×10-6)化學成分

圖3 車路溝斑巖體巖石分類圖解(據(jù)Le Maitre, 1989)

在硅堿圖上，車路溝斑巖體巖石落入鈣堿性系列區(qū)(圖4a)。該巖體Al2O3含量為15.0%～16.7%，平均15.7%，A/CNK值介于1.0～1.1之間，在A/NK-A/CNK圖解(圖4b)中，落入準鋁質巖石系列區(qū)。車路溝斑巖體具有較低的MgO、Fe2O3含量，分別為0.36%～2.95%和1.82%～4.28%。以上特征表明車路溝斑巖體巖石為鈣堿性系列準鋁質花崗巖類。

圖4 車路溝斑巖體SiO2-K2O圖(a, 據(jù)Peccerillo and Taylor, 1976)和A/NK-A/CNK圖解(b, 據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)

巖石稀土元素總量較低，介于25.0×10-6～40.2×10-6之間，平均34.1×10-6。輕、重稀土元素含量比值(LREE/HREE)介于4.40～6.50之間，(La/Yb)N=3.72～5.91，反映輕稀土富集，且輕重稀土分餾明顯，δEu=0.90～1.18，弱負銪異常-正銪異常。球粒隕石標準化稀土元素配分曲線也顯示左傾特征，輕稀土富集(圖5a)，無銪異常-弱正銪異常。含礦斑巖體Sr含量較高，介于319×10-6～549×10-6之間，平均442×10-6；重稀土元素Y、Yb含量較低，其中Y介于7.09×10-6～10.2×10-6之間，Yb介于0.69×10-6～0.89×10-6之間，具有高Sr和Sr/Y比值(36.6～77.5)，低Y和Yb含量特征。巖石中幔源組分Cr、Ni含量較低，分別為19.9×10-6～72.8×10-6和11.9×10-6～52.1×10-6。

在原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5b)上，各類巖石顯示出相似的地球化學特征，表現(xiàn)為Rb、Ba、Sr等大離子親石元素和Th、U強烈富集，Nb、Ta、Ti、P等高場強元素的虧損，具有成熟島弧或大陸地殼巖石的一般特征(趙振華, 2016)。

圖5 車路溝斑巖體球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a，標準化值據(jù)Boynton, 1984)和原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(b，標準化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)

4.2 鋯石U-Pb年代學

花崗閃長斑巖(C02TW-1)中鋯石顆粒較大，呈透明-半透明，多數(shù)為短柱狀晶體，少數(shù)為他形粒狀晶體，長50～150μm，寬30～100μm，長寬比介于1:1～2:1。鋯石CL圖像中震蕩環(huán)清晰(圖6a)，具巖漿鋯石特征，少量鋯石含有繼承核，部分鋯石內部呈斑點狀、云霧狀，表明鋯石曾遭受過后期熱液的改造。該樣品共分析22顆鋯石點 (表2)， 鋯石U含量為55×10-6～317×10-6，Th含量為10.2×10-6～138×10-6，Th/U比值為0.2～0.5，高于變質成因的鋯石Th/U比值(通常<0.1)，而與巖漿鋯石一致(>0.1)，屬于巖漿鋯石(Hoskin and Black, 2000; Qiuetal., 2019; Wangetal., 2021a; Zhangetal., 2022)。22個測試點206Pb/238U年齡介于429～452Ma之間，在諧和線上形成一個年齡集中區(qū)，在置信度為95%時，鋯石206Pb/238U表面年齡加權平均值為438.6±3.8Ma(MSWD=2.4，n=22，圖6b, c)，代表了花崗閃長斑巖的侵位年齡。

英云閃長斑巖(C13TW-1)中的鋯石呈透明-半透明，呈自形長柱狀晶體，長50～200μm，寬30～50μm，長寬比介于3:1～5:1之間，柱面{110}、{100}和錐面{111}發(fā)育。鋯石CL圖像較暗，但震蕩環(huán)清晰(圖3d)，具巖漿鋯石特征(Yuetal., 2021)。本次共分析22粒鋯石，鋯石U含量為105×10-6～503×10-6，Th含量為23.6×10-6～161×10-6，Th/U比值為0.3～0.6，屬于巖漿鋯石。該樣品測試點諧和度高，22個測點206Pb/238U年齡為423～449Ma，在諧和線上形成一個年齡集中區(qū)，在95%置信度，206Pb/238U表面年齡加權平均值為433.0±3.8Ma(MSWD=2.7，n=22，圖6e, f)，代表了英云閃長斑巖侵位年齡。

圖6 車路溝斑巖體鋯石陰極發(fā)光圖像及鋯石U-Pb諧和曲線年齡圖

4.3 鋯石原位Lu-Hf同位素

對車路溝含礦斑巖體的英云閃長斑巖(C13TW-1)和花崗閃長斑巖(C02TW-1)44顆進行U-Pb定年的鋯石，進行了原位Hf同位素測試，分析點位與U-Pb定年分析點一致。經過測試與計算(表3)，樣品C13TW-1中鋯石初始176Hf/177Hf比值介于0.282870～0.282918之間，εHf(t)值為+12.7～+14.4，采用平均地殼176Lu/177Hf值計算(Griffinetal., 2004)，獲得二階段模式年齡(tDM2)介于491～587Ma，平均534Ma；樣品C02TW-1中鋯石初始176Hf/177Hf比值介于0.282879～0.282936之間，εHf(t)值為+13.2～+15.0，采用平均地殼176Lu/177Hf值計算(Griffinetal., 2004)，獲得二階段模式年齡(tDM2)介于488～563Ma，個別為461Ma，平均517Ma。

表3 車路溝斑巖體鋯石Lu-Hf同位素分析結果表

5 討論

5.1 成巖時代

賈群子等(2008)在研究區(qū)西部的二家臺溝，獲得車路溝斑巖體英云閃長斑巖單顆粒鋯石U-Pb年齡為445.6±3.2Ma，宋忠寶等(2005)在研究區(qū)鄰區(qū)英云閃長斑巖中獲得單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡427.7±4.5Ma。本文利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年方法，對車路溝斑巖體的花崗閃長斑巖和英云閃長斑巖進行高精度同位素測年，分別獲得438.6±3.8Ma和433.0±3.8Ma同位素年齡，表明車路溝金礦床成礦斑巖體的侵位時代應為早志留世晚期，為北祁連加里東晚期巖漿活動的產物。

5.2 巖石成因

巖石地球化學研究表明，車路溝斑巖體巖石主量元素SiO2>56%(61.4%～68.6%)，Al2O3>15%(15.0%～16.7%)，MgO<3.0%(0.36%～2.95%)，微量元素Sr>300×10-6(319×10-6～549×10-6)，Y<18×10-6(7.09×10-6～10.2×10-6)和Yb<1.9×10-6(0.69×10-6～0.89×10-6)，Sr/Y≥20(36.6～77.5)，顯示正Eu和Sr異常等特征(圖5)，與典型的埃達克質巖相似(Defant and Drummond, 1990)。在Sr/Y-Y(圖7a)和(La/Yb)N-YbN(圖7b)圖解上，樣點均落入埃達克巖區(qū)域。

圖7 車路溝斑巖體巖石成因分類判別圖解(據(jù)Defant and Drummond, 1990)

埃達克質巖成因模式目前主要有：(1)俯沖洋殼板片發(fā)生部分熔融(Defant and Drummond, 1990)；(2)玄武質巖漿底侵作用導致下地殼的部分熔融(Atherton and Petford, 1993)；(3)增厚下地殼的部分熔融(張旗等, 2001; Chungetal., 2003)；(4)拆沉作用導致下地殼部分熔融(Gaoetal., 2004)；(5)幔源巖漿在厚地殼底部巖漿庫中發(fā)生結晶分異作用(Feeley and Hacker, 1995)。

車路溝斑巖體巖石具有較低的Mg#值(13.0～40.0，平均34)，幔源組分Cr(19.09×10-6～72.80×10-6)和Ni(11.92×10-6～52.06×10-6)含量也較低，且不含中基性暗色包體，與幔源巖漿底侵作用導致下地殼部分熔融，以及拆沉下地殼部分熔融形成的高Mg#，富Cr、Ni等埃達克巖明顯不同(Gaoetal., 2004)。同時，巖石無明顯Eu異常和正Sr異常，所以基本可以排除幔源巖漿在加厚地殼底部底侵，巖漿結晶分異形成的埃達克巖，因為該模式形成的埃達克質巖石具有明顯Eu負異常和正Sr異常(Feeley and Hacker, 1995; Lietal., 2022b; Qiuetal., 2023a, b)。

綜上所述，車路溝斑巖體侵位時代為早志留世晚期(438.6～433.0Ma)，該時期北祁連古大洋已閉合，處于陸陸碰撞階段(宋述光等, 2015)，不存在洋殼俯沖增生地質過程。因此，俯沖洋殼板片發(fā)生部分熔融形成埃達克巖的可能性很小，結合巖石較低Mg#值和Cr、Ni含量，認為車路溝斑巖體為增厚的下地殼部分熔融形成的埃達克巖，其成因與北祁連中東段的雷公山巖體和西格拉巖體相似(Tsengetal., 2009; 秦海鵬, 2012)。在(La/Yb)N-YbN圖解上(圖7b)，樣品點全部落在25%石榴角閃巖部分熔融曲線附近，表明其源區(qū)殘留相主要為石榴石+角閃石±斜長石(Defant and Drummond, 1990)。

5.3 源區(qū)性質

由于鋯石高封閉溫度的特點使其成為一種成分非常穩(wěn)定的礦物，其Hf同位素組成很少受巖漿分異和后期風化作用的影響，因此，鋯石Hf同位素被認為是目前示蹤巖漿源區(qū)和探討地殼演化最好的方法之一(Amelinetal., 1999; Qiuetal., 2017, 2018; Heetal., 2021)。車路溝斑巖體具有相似的鋯石初始176Hf/177Hf比值(0.282870～0.282936)，176Lu/177Hf比值均小于0.002，表明形成之后放射成因Hf積累很少。鋯石εHf(t)值相對集中且較高，介于+12.7～+15.0之間，揭示巖石源區(qū)單一，來自新生地殼的部分熔融(εHf(t)>0)，而非古老地殼的部分熔融(εHf(t)<0，Griffinetal., 2004)。在鋯石年齡-εHf(t)圖和年齡-176Hf/177Hf圖(圖8)中，樣點數(shù)據(jù)集中于虧損地幔演化線附近，揭示原始巖漿從虧損地幔分異后經歷了短暫的地幔滯留。一般認為巖漿鋯石的年齡可代表寄主巖石形成年齡，而Hf同位素模式年齡則為原巖物質從虧損地幔分異的時代(吳福元等, 2007)，車路溝斑巖體兩階段Hf同位素模式年齡(tDM2)主要分布在488～587Ma，少量為460Ma，表明巖石源區(qū)較單一，推測為新元古代末-寒武紀期間虧損地幔增生的新生地殼物質，但同時也有極少量中奧陶世新生地殼物質混入。

圖8 車路溝斑巖體鋯石的年齡-εHf(t)和年齡-176Hf/177Hf圖解

祁連古洋盆在新元古代-晚寒武世(550～497Ma)發(fā)生裂解，至早奧陶世已形成初具規(guī)模的洋盆(夏林圻等, 2016)，在北祁連形成一系列蛇綠巖套，如熬油溝蛇綠巖套中輝長巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為504～501Ma(相振群等, 2007; 夏小洪等, 2012)，扎馬什河蛇綠巖套中枕狀玄武巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為499Ma(武鵬等, 2012)，玉石溝蛇綠巖套中輝長巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為550～529Ma(史仁燈等, 2004)，東草河蛇綠巖套中輝長蘇長巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡為497Ma(Tsengetal., 2007)等，蛇綠巖上部熔巖多數(shù)具有N-MORB型玄武巖特征，巖漿來源于虧損地幔(夏林圻等, 2016)。結合車路溝含礦斑巖體鋯石二階段Hf模式年齡(tDM2=587～488Ma)與祁連山地區(qū)新元古代晚期至寒武紀洋脊擴張火山活動時間(550～497Ma)基本一致，初步認為其原巖可能為該地區(qū)新元古代晚期至寒武紀期間虧損地幔增生的新生地殼物質。

5.4 動力學背景

區(qū)域構造演化研究表明，北祁連古洋盆經歷了新元古代-晚寒武世(550～497Ma)裂解，早奧陶世-中奧陶世末(490～460Ma)俯沖消減，晚奧陶世-早志留世早期(460～440Ma)陸陸碰撞(Songetal., 2013)，早志留世晚期后(～ 440Ma)碰撞演化階段(黃增保, 2016)，以及早泥盆世中期的造山后伸展和侵蝕階段(宋述光等, 2015; Huangetal., 2022)。

車路溝斑巖體侵位時代介于433.0～439.7Ma之間，即早志留世晚期，同時代沉積的中志留統(tǒng)泉腦溝山組為一套殘留海盆相沉積建造，暗示它們形成于陸陸碰撞構造背景。北祁連地區(qū)發(fā)現(xiàn)的埃達克巖主要有兩類：一類低鎂埃達克質巖，分布于北祁連中東段，代表性巖體有蓮花山巖體、雷公山巖體和西格拉巖體，侵位時代為晚奧陶世-早志留世(440～465Ma)，形成于同碰撞造山期，巖漿來源于加厚下地殼物質的部分熔融(Tsengetal., 2009; 秦海鵬, 2012; Chenetal., 2012; Yuetal., 2015; Longetal., 2022)；另一類為高鎂埃達克巖，分布于北祁連東段，代表性巖體有屈吳山和毛藏巖體，侵位時代為中晚志留世(424～431Ma)，其形成與碰撞后俯沖板片的斷離有關(熊子良等, 2012; Yuetal., 2015)。本次在北祁連西段發(fā)現(xiàn)的車路溝斑巖體年齡介于北祁連低鎂埃達克巖與高鎂埃達克巖侵位時代之間，巖石化學具較低的MgO和Cr、Ni含量特征，且不含中基性暗色包體，應屬低鎂埃達克巖。結合鋯石εHf(t)值為正值(+12.7～+15.0)，tDM2為488～587Ma的鋯石Lu-Hf同位素特征和區(qū)域構造演化，認為北祁連地區(qū)在晚奧陶世-早志留世(460～440Ma)發(fā)生強烈的陸陸碰撞，導致洋盆閉合，地殼持續(xù)加厚，誘發(fā)造山帶中新元古代晚期至寒武紀期間虧損地幔增生的新生洋殼發(fā)生部分熔融，形成埃達克質巖漿，在其不斷上升侵位和演化過程中，形成含礦車路溝斑巖體。

6 結論

(1)北祁連西段車路溝斑巖體由石英閃長玢巖、英云閃長斑巖和花崗閃長斑巖組成，LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年表明其英云閃長斑巖、花崗閃長斑巖分別侵位于433.0±3.8Ma和438.6±3.8Ma，即早志留世晚期，為北祁連加里東晚期巖漿活動的產物。

(2)車路溝斑巖體巖石屬鈣堿性準鋁質花崗巖系列，具有高Sr含量和Sr/Y、La/Yb比值，低Y和Yb含量等典型埃達克巖地球化學特征，認為其源區(qū)殘留相主要為石榴石+角閃石±斜長石。

(3)車路溝含礦斑巖體的鋯石εHf(t)為+12.7～+15.0，其tDM2為488～587Ma，巖漿來源于新元古代晚期至寒武紀新生洋殼物質的部分熔融。

(4)車路溝礦床成礦斑巖體形成于陸陸碰撞后期，地殼持續(xù)加厚誘發(fā)中新元古代晚期至寒武紀新生洋殼發(fā)生部分熔融，形成埃達克質巖漿，在巖漿上升侵位和分異演化過程成礦。

致謝本文受甘肅省科技領軍人才、甘肅省玉門市車路溝大坂金銅多金屬礦成礦規(guī)律及預測研究、甘肅省干熱巖資源靶區(qū)優(yōu)選研究等項目支持。野外調研過程得到了玉門市昌源礦業(yè)有限公司董栓群、趙英勇、鄭增光的指導和幫助；中國地質大學(北京)鄧軍院士、張靜教授、邱昆峰教授和審稿人對論文初稿提出了寶貴的修改意見；在此一并表示衷心感謝！