李金春，申俊峰，劉海明，彭自棟，魏竹君，王冬麗， 竇潤吾，蓸衛(wèi)東

(1.合作合力礦業(yè)有限公司， 甘肅 合作　747000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京　100083)

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西秦嶺崗岔金礦賦礦圍巖成巖時代及其地質(zhì)意義

李金春1，申俊峰2，劉海明2，彭自棟2，魏竹君1，王冬麗2， 竇潤吾1，蓸衛(wèi)東1

(1.合作合力礦業(yè)有限公司， 甘肅 合作747000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083)

崗岔金礦是在西秦嶺西段北緣發(fā)現(xiàn)的中型金礦床，有潛力達(dá)到大型。該金礦目前發(fā)現(xiàn)的5條金礦脈明顯受斷裂控制，賦礦圍巖淺部主要是一套火山巖和火山碎屑巖。該套火山巖長期以來被認(rèn)為是侏羅系郎木寺組。采用鋯石U-Pb法對其中的凝灰?guī)r進行定年測試，結(jié)果顯示年齡為(245±2) Ma，說明該火山巖不是侏羅系而應(yīng)該屬于三疊系。礦區(qū)內(nèi)與金礦脈空間關(guān)系密切的花崗閃長巖和石英閃長巖鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示，二者年齡也分別為(242±2) Ma和(246±3) Ma。這說明礦區(qū)內(nèi)侵入體與賦礦圍巖屬于近乎同時代(印支期)巖漿活動的產(chǎn)物。上述測年結(jié)果進一步限定了崗岔金礦形成時間為三疊紀(jì)早期，即構(gòu)造巖漿活動之期后的熱液期。該結(jié)論為深入認(rèn)識礦床成因、總結(jié)成礦規(guī)律和指導(dǎo)勘查方向提供了新的依據(jù)。

賦礦圍巖；火山巖；鋯石U-Pb測年；崗岔；西秦嶺北緣

0　引　言

西秦嶺同仁—夏河—岷縣金銅多金屬成礦帶的夏河—合作金礦密集區(qū)是近年來金礦勘探的重點和熱點地區(qū)。目前已發(fā)現(xiàn)各類礦床(點)60余處,其中金礦床(點)38處。金礦體大多賦存于二疊紀(jì)和三疊紀(jì)地層中，控礦因素主要是斷裂構(gòu)造和燕山期侵入巖[1]。

崗岔金礦是近年來新發(fā)現(xiàn)的金礦床，位于夏河—合作斷裂帶與力士山—圍當(dāng)山斷裂帶之間的阿姨山—德烏魯侵入巖帶，即德烏魯巖體和美武巖體之間靠近德烏魯巖體一側(cè)(圖1)。賦礦圍巖是一套火山巖-火山碎屑巖，礦體主要受控于近南北向的斷裂破碎帶。該套火山巖在20世紀(jì)60年代1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時，根據(jù)區(qū)域巖石特征對比，被定為侏羅系郎木寺組[2-4]。21世紀(jì)初，一些專家學(xué)者[2]進行綜合地質(zhì)資料對比后，認(rèn)為這套火山巖不整合于二疊系之上侏羅系地層。也有學(xué)者[3]將這套火山巖劃歸為三疊系，但尚無精確的定年結(jié)果。

本文以新發(fā)現(xiàn)的崗岔金礦床為主要研究對象，通過對礦區(qū)賦礦圍巖——火山巖和礦區(qū)內(nèi)主要侵入巖，即中酸性巖體的鋯石U-Pb法定年，厘定了崗岔金礦圍巖的成巖時代，結(jié)合礦區(qū)深部勘查揭示的地層接觸關(guān)系，限定了成礦時代，為認(rèn)識和明確勘查方向提供新的事實依據(jù)。

1　地質(zhì)背景

甘南佐蓋多瑪鄉(xiāng)地區(qū)德烏魯—美武新寺一帶的中酸性巖漿雜巖體和中酸性火山巖，主要分布在合作市北東約10 km的崗岔河—美武新寺一線。巖體形態(tài)和火山巖出露形態(tài)均為不規(guī)則狀，總體呈NW—SE向長條帶狀延伸展布。其中巖體被新生代地層和火山巖從中間分割為兩段，北西段被命名為“德烏魯巖體”，南東段為“美武新寺巖體”(圖1C)。

德烏魯—美武雜巖體主要有花崗閃長巖和石英閃長巖組成?；◢忛W長巖為灰白色、淺灰色及淡紅色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)或斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物粒度0.2～1.5 mm，礦物成分有斜長石(40%～60%)、鉀長石(10%～20%)、石英(20%～30%)、角閃石(2%～10%)、黑云母(5%～10%)等。斜長石呈板狀或柱狀，具鈉長石雙晶，有時具環(huán)帶構(gòu)造；角閃石呈柱狀或纖維狀，為普通角閃石。石英閃長巖為灰白色、淺灰色，中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)或斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。與花崗閃長巖相比，石英閃長巖中鉀長石和黑云母含量降低，石英含量增加。巖石具輕微的絹云母化、綠泥石化。在德烏魯巖體及其附近發(fā)現(xiàn)有小型金礦床(點)3～4處。

在德烏魯巖體和美武新寺巖體之間的火山巖主要是一套中性火山巖和火山碎屑巖組合，包括安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、含角礫安山質(zhì)凝灰?guī)r以及火山角礫巖、火山集塊巖等，其中以凝灰?guī)r和含角礫凝灰?guī)r為主。崗岔金礦賦存在上述火山巖-火山碎屑巖組合地層中(圖1D)，礦體產(chǎn)出狀態(tài)明顯受一組近南北向斷裂控制，目前探明儲量已達(dá)中型。

圖1　甘肅崗岔金礦床區(qū)域地質(zhì)圖[2-4]Fig.1　Simplified geological map of Gangcha gold deposit

2　樣品采集和實驗方法

2.1樣品采集

本次研究共采集測年樣品3件，分別為崗岔金礦主要賦礦圍巖——安山質(zhì)凝灰?guī)r、礦區(qū)西部的花崗閃長巖和礦區(qū)西南部的石英閃長巖，采樣位置見圖2。

圖2　崗岔礦區(qū)地質(zhì)剖面及采樣位置圖Fig.2　The geological profile map with sampled position of Gangcha gold deposit

安山質(zhì)凝灰?guī)r樣品號為PD2-1，采自崗岔金礦區(qū)PD2-1-CD1硐口5～7 m處(圖1)。風(fēng)化面呈灰白色、灰粉色，新鮮面呈灰綠色、青灰色，塊狀構(gòu)造，具有晶屑、玻屑凝灰結(jié)構(gòu)，主要由晶屑、玻屑及少量的巖屑組成(圖3A、B)。晶屑主要為長石和石英等，含量約為50%，多具棱角—次棱角狀，大小為0.05～1.50 mm，邊部常發(fā)育碳酸鹽化，碳酸鹽含量約占15%。巖屑成分主要由長英質(zhì)礦物組成，有些屬于長石石英砂巖碎屑。巖屑大小一般為0.25～0.50 mm，含量約為10%。有時可見長石晶屑發(fā)育強烈絹云母化，且發(fā)育絹云母化的地方也出現(xiàn)半自形-自形細(xì)粒黃鐵礦，偶見寬約0.1 mm的方解石-黃鐵礦細(xì)脈。

花崗閃長巖樣品號為No.1，采自礦區(qū)西部(圖1)。巖石呈灰白色，塊狀構(gòu)造，具有似斑狀結(jié)構(gòu)、花崗結(jié)構(gòu)(圖3C和D)，主要礦物為斜長石(約為45%)、石英(約20%)、鉀長石(約為15%)，暗色礦物為角閃石(約為10%)、黑云母(約為5%)。副礦物為磁鐵礦、磷灰石、榍石，也可以見少量的黃銅礦等。斑晶為斜長石，具有聚片雙晶，呈板條狀自形晶產(chǎn)出，部分斜長石斑晶具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3D)。鉀長石具有接觸雙晶，表面土化呈土褐色，自形—半自形晶產(chǎn)出。角閃石在單偏光下呈暗綠色，干涉色Ⅱ級黃藍(lán)色，多色性不明顯，發(fā)育兩組完全解理，沿解理縫隙常有細(xì)粒磁鐵礦析出。黑云母呈黃褐色(圖3D)，暗示可能含F(xiàn)e量較高，具有平行消光，發(fā)育一組極完全解理，部分黑云母發(fā)生綠泥石化，局部發(fā)生褪色，沿解理線有細(xì)粒磁鐵礦析出。

石英閃長巖樣品號為No.6，采自礦區(qū)西南部(圖1)。樣品呈青灰色至灰黑色，具有中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3 E和F)。主要礦物為角閃石、斜長石，次要礦物為石英和黑云母，含少量鉀長石。副礦物為榍石、磷灰石、鋯石、金紅石、鈦鐵礦等。角閃石呈灰綠色，呈長柱狀、針柱狀自形晶產(chǎn)出，粒徑為1.0～3.5 mm，含量約為20%，單偏光下呈黃褐色-暗黃色(圖3F)，少數(shù)呈暗綠色，具有斜消光。干涉色Ⅱ級藍(lán)至黃色，多數(shù)角閃石較為新鮮，少數(shù)發(fā)生蝕變，邊部常發(fā)育有細(xì)粒狀鈦鐵礦和磁鐵礦。垂直于C軸的橫切面多具有假六邊形，棱角清晰，部分角閃石具有熔圓特征并且發(fā)育反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)；斜長石呈灰白色，較為自形，呈細(xì)粒狀、板條狀產(chǎn)出，粒徑為1～2 mm，含量約為60%。石英呈細(xì)粒它形—半自形晶分散于斜長石粒間，具有Ⅰ級灰干涉色，含量約為15%。

2.2測試方法

對采集的凝灰?guī)r、花崗閃長巖及石英閃長巖樣品采用鋯石U-Pb法測年。鋯石單礦物分選在廊坊市地勘巖礦檢測技術(shù)有限公司完成。樣品破碎后淘洗出重砂礦物，在體視顯微鏡下逐粒挑出鋯石。鋯石顆粒磨制光學(xué)薄片和制靶，陰極發(fā)光顯微照相在北京地時科技有限公司完成，U-Pb同位素測定前利用光學(xué)顯微鏡和陰極發(fā)光照相檢查鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)并圈定析區(qū)。鋯石U-Pb同位素測定在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實驗室完成，利用等離子質(zhì)譜儀(MC-ICPMS)進行鋯石微區(qū)原位U-Th-Pb同位素含量分析，儀器參數(shù)配置與實驗流程參見李懷坤等[5]和耿建珍等[6]文獻(xiàn)。采用GJ-1作為外部鋯石年齡標(biāo)準(zhǔn)進行U-Pb同位素分餾校正，采用中國地質(zhì)大學(xué)劉勇勝博士研發(fā)的ICPMSDataCal程序[7]和Ludwig的Isoplot程序[8]進行數(shù)據(jù)處理，采用208Pb對普通Pb進行校正，并利用NIST610玻璃標(biāo)樣作為外標(biāo)計算鋯石的U、Th、Pb含量。在下面的討論中，我們直接將獲得的加權(quán)平均年齡解釋為巖漿結(jié)晶年齡或巖體侵位年齡(圖4，表1—表3，圖5)。

2.3測試結(jié)果

從凝灰?guī)r(樣品號為PD2-1)樣品中共挑出332粒鋯石，其中49粒進行了同位素測年分析，結(jié)果見表1。從CL圖像可知，該樣品中鋯石大多晶形較為完整(圖4A)，多呈自形短柱狀晶體，長60～210 μm,長寬比多為3∶1～2.5∶1，發(fā)育環(huán)帶或者具弱的環(huán)帶。同位素測區(qū)多選在鋯石環(huán)帶邊部，測試數(shù)據(jù)及諧和年齡結(jié)果如表1和圖4B所示。分析結(jié)果顯示，Th/U比值為1.050 9～0.104 9，反映出火山巖成因鋯石的特征[9-11]。206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為(245±2) Ma，屬于早三疊世。

圖5　崗岔金礦區(qū)花崗閃長巖樣品(No.1)中鋯石陰極發(fā)光圖像與年齡諧和圖Fig.5　Cathodoluminescence (CL) images of zircon grains and concordia plots of granodiorites in Gangcha gold deposit

花崗閃長巖(樣品號為No.1)樣品中共選出168粒鋯石，對其中57粒進行了U-Pb同位素測年(表2)。從CL圖像可見，鋯石具有自形短柱狀特點(圖5A)，顆粒發(fā)育結(jié)晶環(huán)帶，有些鋯石顆粒明顯可見核-幔-殼結(jié)構(gòu)。分析結(jié)果顯示，Th/U比值為0.648 0～0.280 1，均大于0.1，反映出了巖漿成因的鋯石特征[9-11]。206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為(246±2) Ma(圖5B)。

石英閃長巖(樣品號為No.6)樣品中共選出153粒鋯石，其中61粒進行了U-Pb同位素測年(表3)。CL圖像顯示鋯石多為短柱狀晶體，長100～350 μm，長寬比多為3.5∶1～2.5∶1，具有清晰的震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為典型的巖漿鋯石特征(圖6A)。分析結(jié)果顯示Th/U比值為0.593 8～0.267 9，均大于0.1，206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為(242±3) Ma(圖6B)。

3　討　論

圖6　崗岔金礦區(qū)石英閃長巖(No.6)樣品中鋯石陰極發(fā)光圖像與年齡諧和圖Fig.6　Cathodoluminescence (CL) images of zircon grains and concordia plots of quartz diorites in Gangcha gold deposit

早期的地質(zhì)資料[2]顯示，西秦嶺崗岔地區(qū)出露的火山巖為侏羅系郎木寺組，不整合于二疊系地層之上。本次采集崗岔金礦區(qū)的主要賦礦圍巖——安山質(zhì)凝灰?guī)r，與前人厘定的侏羅系郎木寺組火山巖是同層位產(chǎn)物。上述鋯石U-Pb同位素測年結(jié)果顯示其為三疊紀(jì)(245 Ma)成巖，顯然說明前人關(guān)于這套火山巖的時代定位值得商榷。結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H地質(zhì)資料可以認(rèn)定，本區(qū)原侏羅系火山巖地層應(yīng)修訂為中—下三疊系隆務(wù)河組。

另外，與該套火山巖時空關(guān)系極為密切的花崗閃長巖和石英閃長巖，其鋯石U-Pb同位素年齡分別為242 Ma和246 Ma，與火山巖近乎同期成巖，這說明崗岔礦區(qū)的中性火山巖和侵入巖屬于同期巖漿活動的產(chǎn)物。由于火山巖是崗岔金礦的主要賦礦圍巖，顯然這套火成巖限定了崗岔金礦的成礦時間為早—中三疊世之后，即242～246 Ma之后成礦。

從圖1還可以看出，崗岔一帶的火山巖在空間上位于北西向排列的德烏魯巖體和武美新寺巖體之間，前人的年代學(xué)研究已經(jīng)確定該區(qū)侵入巖形成時代為238～247 Ma[12-15],可以推定德烏魯巖體和武美新寺巖體深部可能同源，抑或是深部相連成一個大的巖基。本次鋯石年代學(xué)確定崗岔礦區(qū)巖體和火山巖也是同期巖漿活動產(chǎn)物，而且與上述區(qū)域年代學(xué)結(jié)果一致，這說明包括崗岔金礦的德烏魯—美武新寺一帶是早—中三疊世非常強烈的構(gòu)造巖漿活動帶，崗岔金礦的發(fā)現(xiàn)暗示該區(qū)巖漿活動與成礦關(guān)系極為密切，該區(qū)具有較大成礦潛力。

從大的區(qū)域看，西秦嶺成礦帶中部、西部在印支早期的巖漿侵入巖體主要呈NWW—SEE向線性分布，為印支期碰撞造山快速抬升的構(gòu)造演化環(huán)境，是地殼深部巖漿物質(zhì)上涌的響應(yīng)[13,16-19]，本次測年結(jié)果對于西秦嶺北緣找礦也具有重要意義。

4　結(jié)　論

(1)西秦嶺崗岔金礦主要賦礦圍巖安山質(zhì)凝灰?guī)r鋯石U-Pb定年結(jié)果為(245±2)Ma。這一結(jié)果將以前該套火山巖劃定為侏羅系郎木寺組的方案修訂為中三疊世，同時該年代學(xué)結(jié)果也限定了崗岔金礦成礦時間為245 Ma之后形成。

(2)礦區(qū)內(nèi)與安山質(zhì)凝灰?guī)r空間關(guān)系密切的花崗閃長巖和石英閃長巖鋯石U-Pb定年結(jié)果分別為(242±2) Ma和(246±3) Ma，與火山巖為近乎同期形成，暗示崗岔地區(qū)早—中三疊世發(fā)生了強烈構(gòu)造巖漿活動，崗岔金礦深部成礦潛力較大。

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Dating for Ore-hosting Rock of the Gangcha Gold Deposit in Western Qinling Mountains and Its Geological Significance

LI Jin-chun1, SHEN Jun-feng2, LIU Hai-ming2, PENG Zi-dong2, WEI Zhu-jun1,WANG Dong-li2, DOU Run-wu1, CAO Wei-dong1

(1.HezuoHeliMiningCo.,Ltd,Hezuo,Gansu747000,China；2.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Gangcha gold deposit is a new medium-sized gold deposit which was found in the northern margin along western segments of Western Qinling Mountains, and it is expected to be a larger scale. There are five ore veins in the deposit, which are limited by the fault zones. The shallow part of host rocks are the volcanic and volcanic clastic rock group. The sets of the volcanic rock groups have been identified as Lower Jurassic Langmusi Formation for a long time before. In fact, those are confirmed as Triassic with the age of (245±2) Ma by zircon U-Pb dating method applied to the tuffs in the group this time. Also, there are two kinds of intruded rocks which are granodiorites and quartz diorites in the deposit, and the both ages are confirmed as (242±2) Ma and (246±3) Ma by zircon U-Pb dating method, respectively. That means that those intrusive bodies and ore-hosting volcanic rock group are same magmatic activity products in Indo-Chinese epoch. Above results limited that the Gangcha gold deposit was formed under magmatic hydrothermal activities after tectonic magmatic activity of Early Triassic period. The study conclusion can provide new facts for advancing gold deposit genesis research and clearing exploration direction.

ore-hosting rock; volcanic rock; zircon U-Pb dating; Gangcha; Western Qinling Mountains

2015-04-25；改回日期：2015-09-14；責(zé)任編輯：戚開靜。

惠天然礦業(yè)有限公司研究基金項目“甘肅崗岔金礦成礦規(guī)律研究”(2013-1)。

李金春，男，高級工程師，1954年出生，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查專業(yè)，主要從事地質(zhì)找礦勘查工作。

Email：860148837@qq.com。

申俊峰，男，教授，博士生導(dǎo)師，1962年出生，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，主要從事成因礦物學(xué)與找礦礦物學(xué)研究。Email：shenjf@cugb.edu.cn。

P588；P618.2

A

1000-8527(2016)01-0036-14