張 朋，寇林林，趙 巖，畢中偉

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，沈陽 110034

0 引言

火山成因塊狀硫化物礦床(VMS)因其規(guī)模大、金屬含量高等特點(diǎn)備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者重視。遼寧省撫順市清源地區(qū)是我國(guó)重要的太古宙塊狀硫化物礦床分布區(qū)，該地區(qū)分布有著名的紅透山銅鋅礦床、樹基溝銅鋅礦床、稗子溝銅鋅礦床等[1]。長(zhǎng)期以來，眾多地質(zhì)學(xué)者在該地區(qū)開展了大量成巖成礦年代學(xué)研究。伍勤生[2]利用Rb-Sr法和K-Ar法對(duì)紅透山和樹基溝地區(qū)偉晶巖、變質(zhì)巖進(jìn)行年代學(xué)研究，在該地區(qū)確定了4期區(qū)域變質(zhì)事件和成礦作用。王松山等[3]對(duì)榆樹底組斜長(zhǎng)角閃巖進(jìn)行Ar-Ar法定年，獲得角閃石坪年齡29.9 Ga，從而確定該地區(qū)銅鋅礦初始成礦年齡可能在30.0 Ga或更早。李俊建等[4]運(yùn)用全巖Sm-Nd法獲得表殼巖中太古代的成巖年齡，該方法測(cè)得的成巖時(shí)代與張秋生[5]采用Rb-Sr法獲得的成巖時(shí)代一致。近些年，隨著微區(qū)測(cè)年技術(shù)的進(jìn)步，有關(guān)該成礦區(qū)成巖成礦年齡逐步更新。萬渝生等[6]利用SHRIMP U-Pb定年技術(shù)獲得小萊河地區(qū)和湯圖角山變粒巖年齡分別為(2 515±6)和(2 510±7)Ma。錢燁等[7]對(duì)紅透山地區(qū)黑云斜長(zhǎng)片麻巖鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb定年，獲得上交點(diǎn)年齡為(2 550±7) Ma，認(rèn)為紅透山銅鋅礦成礦時(shí)代為2 552 Ma，在2 520 Ma發(fā)生大規(guī)模的變質(zhì)變形。張?jiān)鼋艿萚8]獲得紅透山銅鋅礦賦礦圍巖黑云斜長(zhǎng)角閃巖鋯石U-Pb年齡為2 500 Ma，認(rèn)為此年齡代表紅透山銅鋅礦初始的成礦時(shí)代。樹基溝銅鋅礦床作為清源地區(qū)另一處重要的VMS銅鋅礦，其研究程度較淺，只有少量學(xué)者對(duì)其進(jìn)行過研究[9-10]，而其成巖成礦時(shí)代和賦礦圍巖原巖性質(zhì)以及來源等方面還有待進(jìn)行系統(tǒng)研究。 筆者擬開展含礦圍巖黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖年代學(xué)、地球化學(xué)和Hf同位素研究，以確定成巖成礦時(shí)代、圍巖性質(zhì)及來源，旨在進(jìn)一步提升該地區(qū)VMS型銅鋅礦研究程度，為區(qū)域成礦規(guī)律總結(jié)和成礦理論研究提供依據(jù)。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

樹基溝銅鋅礦床大地構(gòu)造位置位于華北地臺(tái)北緣東段太古宙花崗-綠巖帶[11-12]。該太古宙花崗-綠巖帶主要發(fā)育清源群，其由斜長(zhǎng)角閃巖、變粒巖、淺粒巖和片麻巖和部分磁鐵石英巖組成。

紅透山—樹基溝成礦帶出露的地層主要為紅透山組，進(jìn)一步分為大荒溝段、紅透山段和樹基溝段。巖石自下而上劃為11個(gè)層，即：雞冠砬子層、羊望鼻子層、斜井層、樟木芽溝層、奶牛廠層、火藥庫層、下角閃層、薄層互層帶、含礦巖層、大荒溝含礦層和上角閃層。礦區(qū)巖漿巖主要為花崗閃長(zhǎng)巖和英云閃長(zhǎng)巖，并伴有鉀長(zhǎng)花崗巖；區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育(圖1)。

1.綠巖建造；2.英云閃長(zhǎng)巖；3.鉀長(zhǎng)花崗巖；4.英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖；5.斷裂；6.VMS礦床。據(jù)文獻(xiàn)[1]修編。圖1 樹基溝銅鋅礦床區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Shujigou copper-zinc deposit

2 礦床地質(zhì)特征

樹基溝銅鋅礦礦區(qū)出露地層主要為清源群紅透山組樹基溝段。樹基溝段主要巖性為矽線石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖和斜長(zhǎng)角閃片麻巖，原巖為一套中酸性火山沉積巖系，屬于鈣堿性系列巖石[10]。賦礦圍巖巖石片理發(fā)育，片理與巖性界線協(xié)調(diào)一致，整個(gè)樹基溝礦區(qū)構(gòu)成太古宙綠巖帶中的一個(gè)緊閉倒轉(zhuǎn)向斜構(gòu)造，褶皺兩翼傾向均為SSE，傾角為50°～ 60°，兩側(cè)巖層基本對(duì)稱，順層產(chǎn)出的礦體受褶皺作用的影響隨地層發(fā)生褶皺，褶皺軸跡走向?yàn)镹EE。緊閉褶皺受走向?yàn)镹NW的寬緩褶皺疊加影響軸跡發(fā)生彎曲[9]。礦區(qū)地表巖漿巖少見，深部發(fā)育輝綠巖、花崗斑巖和煌斑巖等。

礦體主要賦存在黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖和斜長(zhǎng)角閃片麻巖中(圖2)。樹基溝礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)礦(化)體7條，礦化帶1條，其中前4號(hào)礦體平均品位銅為1.3%，鋅為2.0%，探明鋅儲(chǔ)量5.85萬t，銅儲(chǔ)量0.95萬t[13]。礦體呈層狀、脈狀、囊狀，筒狀分布，其中層狀礦體最具工業(yè)意義。礦石以致密塊狀為主，浸染狀為輔。礦石金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦(圖3)，藍(lán)銅礦和孔雀石次之，非金屬礦主要有石英、黑云母、綠泥石、方解石等。礦石具有共生邊結(jié)構(gòu)(圖3a)、 固溶體分離結(jié)構(gòu)(圖3b)、間隙交代結(jié)構(gòu)(圖3c)和裂隙充填結(jié)構(gòu)(圖3d)。礦物圍巖蝕變發(fā)育，蝕變類型有硅化、綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化等。

3 實(shí)驗(yàn)樣品及分析方法

巖石地球化學(xué)和定年樣品黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖均采自樹基溝開采的平巷中，并對(duì)所采的樣品進(jìn)行了主量元素、微量元素、稀土元素和定年分析。巖石主、微量元素、硫同位素測(cè)試均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心完成，主量元素測(cè)試儀器為飛利浦PW2404 X射線熒光光譜儀，分析精度優(yōu)于5%。微量元素 利用HR-ICPMS( ElementⅠ) 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)試，分析精度: 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10×10-6時(shí)，精度優(yōu)于5%; 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)<10×10-6時(shí)，精度優(yōu)于10%。

本文鋯石U-Pb定年樣品采用常規(guī)方法進(jìn)行粉碎，經(jīng)過淘洗、磁選和重液分離，在雙目鏡下選出晶型和透明度好的單顆粒鋯石，并進(jìn)行鋯石制靶和陰極發(fā)光圖像分析。鋯石U-Pb年代學(xué)分析測(cè)試工作在中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所大陸碰撞與高原隆升重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)上完成。LA-ICP-MS激光剝蝕系統(tǒng)為美國(guó)NewWave 公司生產(chǎn)的UP193 FX型193 nm ArF 準(zhǔn)分子系統(tǒng)，激光器來自于德國(guó)ATL公司，ICP-MS為Agilent 7500a。激光器波長(zhǎng)為193 nm，脈沖寬度<4 ns，束斑直徑35 μm。激光剝蝕采樣過程以氦氣作為載體。采用Plesovice(年齡為(337.00±0.37)Ma)和SL標(biāo)準(zhǔn)鋯石(TIMS獲得諧和年齡為(572.2±0.4)Ma)作為外標(biāo)進(jìn)行基體校正；成分標(biāo)樣采用NIST SRM 612，其中29Si 作為內(nèi)標(biāo)元素。樣品的同位素比值及元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算采用GLITTER-ver 4.0 (Macquarie University)程序， U-Pb諧和圖、年齡分布頻率圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算采用Isoplot/Ex_ver 3程序完成。

1.混合花崗巖；2. 黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖；3.矽線石黑云斜長(zhǎng)片麻巖；4.斜長(zhǎng)角閃片麻巖；5.礦體。據(jù)文獻(xiàn)[9]修編。圖2 樹基溝礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.2 Simplified geological map of Shujigou deposit

a.黃銅礦與磁黃鐵礦共生；b.閃鋅礦與黃銅礦固溶體分離結(jié)構(gòu)以及閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦兩兩共生邊結(jié)構(gòu)；c.黃銅礦沿磁黃鐵礦顆粒間隙交代；d.黃銅礦沿黃鐵礦裂隙充填。Ccp.黃銅礦；Po.磁黃鐵礦；Sp.閃鋅礦；Py.黃鐵礦。圖3 樹基溝銅鋅礦床礦石組構(gòu)照片F(xiàn)ig.3 Pictures of teztures of ores of Shijigou copper-zinc deposit

鋯石完成U-Pb定年后，在原位用LA-ICP-MS進(jìn)行Lu-Hf同位素測(cè)定。測(cè)試工作在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過程中采用He作為剝蝕物質(zhì)載體，剝蝕直徑為55 μm，測(cè)定時(shí)使用鋯石國(guó)際標(biāo)樣MT作為參考物質(zhì)，分析點(diǎn)與鋯石U-Pb定年分析點(diǎn)相同。分析過程中鋯石標(biāo)準(zhǔn)MT的176Hf/177Hf測(cè)試加權(quán)平均值為0.282 008±0.000 025(2δ，n=24)，具體方法見文獻(xiàn)[14]。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 主量元素

樹基溝銅鋅礦床賦礦圍巖黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖主量元素測(cè)試結(jié)果見表1。其中黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.89%～53.27%，(Na2O+K2O)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.18%～2.63%，MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.46%～7.70%，Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.18%～16.44%。在Harker圖解(圖4)中，w(Al2O3)與w(SiO2)相關(guān)關(guān)系不明顯，w(MgO)、w(TFeO)與w(SiO2)呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系， TFeO/MgO與w(SiO2)大體上呈正相關(guān)關(guān)系。與典型的鈣堿性火山巖分異演化趨勢(shì)相符[10]?？赡苁窃紟r漿結(jié)晶分異過程中斜長(zhǎng)石和鎂鐵質(zhì)礦物晶出所致。在AFM圖解(圖5)中，4件樣品均落入拉斑玄武巖系列，具有拉斑玄武巖的特點(diǎn)。

表1 樹基溝礦區(qū)黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖地球化學(xué)分析結(jié)果

注:主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為%；微量、稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-6。

w(TFe2O3)=w(FeO)/ 0.764 8；w(TFeO)=0.899 8 w(TFe2O3)。圖4 樹基溝銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖Harker 圖解Fig.4 Harker diagrams of the biotite plagioclase hornblende gneiss of Shujigou copper-zinc deposit

底圖據(jù)文獻(xiàn)[15]。圖5 樹基溝銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖AFM圖解Fig.5 AFM diagram of the biotite plagioclase hornblende gneiss of Shujigou copper-zinc deposit

4.2稀土、微量元素

樹基溝銅鋅礦賦礦圍巖黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖稀土、微量元素測(cè)試結(jié)果見表1。黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖稀土總量w(∑REE)為31.37×10-6～37.87×10-6，平均值為34.27×10-6，w(LREE)為27.90×10-6～34.00×10-6，w(HREE)為3.47×10-6～4.08×10-6。在稀土元素配分曲線圖(圖6a)中，表現(xiàn)為輕稀土富集、重稀土相對(duì)虧損的形式，弱正銪異常，表明在巖漿部分熔融過程中源區(qū)存在斜長(zhǎng)石殘留或者斜長(zhǎng)石在巖漿演化過程中從巖漿分離結(jié)晶出來。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖6b)中，表現(xiàn)出與鈣堿性島弧玄武巖相似的富集K、Rb、Th，虧損Zr、Ti的特點(diǎn)；同時(shí)也表現(xiàn)出島弧火山巖即富集大離子親石元素(LILE)和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素特點(diǎn)。

4.3 鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡

鋯石CL圖像(圖7a)顯示，鋯石呈長(zhǎng)柱狀、卵狀，具有明顯的核幔邊結(jié)構(gòu)，核部具有明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，顯示巖漿鋯石的特征，幔部圍繞核部生長(zhǎng)，顯示明顯的暗色，鋯石粒徑為100～120 μm(圖7a)。測(cè)試共分析24顆鋯石，分析結(jié)果如表2。24顆鋯石核部的加權(quán)平均年齡為(2 549.4±5.6)Ma(圖7b，c)。由于幔部小于鋯石測(cè)定儀器的最小束斑，無法獲取有效年齡，因此本次獲得的(2 549.4±5.6)Ma年齡為其原巖結(jié)晶年齡。

球粒隕石和原始地幔數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[16-17]。圖6 樹基溝銅鋅礦床賦礦圍巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分曲線圖(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量蛛網(wǎng)圖(b)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns(a) and primitive - mantle normalized spider diagram of trace element(b) of the biotite plagioclase hornblende gneiss of Shujigou copper-zinc deposit

圖7 樹基溝銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖典型鋯石陰極發(fā)光圖像(a)、鋯石U-Pb年齡諧和圖(b)和加權(quán)平均年齡(c)Fig.7 Cathodoluminescence images of zircons (a), zircons U-Pb concordia (b) and weighted average age (c) of the biotite plagioclase hornblende gneiss of Shujigou copper-zinc deposit

樣品號(hào)wB/10-6同位素比值年齡/MaPbU206Pb/238U1σ207Pb/235U1σ207Pb/206Pb1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σ207Pb/206Pb1σSJG143810.479 2 0.002 6 11.188 5 0.060 3 0.169 3 0.000 8 2 524 142 539 142 551 8SJG247900.479 3 0.002 4 11.132 3 0.056 7 0.168 5 0.000 8 2 524 132 534 132 542 8SJG3591110.483 4 0.002 6 11.155 6 0.060 5 0.167 4 0.000 8 2 542 142 536 142 531 8SJG4871600.478 1 0.002 6 11.329 3 0.060 9 0.171 9 0.000 8 2 519 142 551 142 576 8SJG530570.479 9 0.002 6 11.270 4 0.062 0 0.170 3 0.000 9 2 527 132 546 142 561 8SJG645830.479 8 0.003 0 11.342 3 0.068 9 0.171 4 0.000 8 2 527 162 552 162 572 8SJG742780.483 4 0.002 5 11.283 8 0.058 8 0.169 3 0.000 8 2 542 132 547 132 551 8SJG852950.481 5 0.002 7 11.340 6 0.065 0 0.170 8 0.000 8 2 534 142 552 152 566 8SJG933600.480 3 0.004 7 11.305 8 0.101 5 0.170 7 0.000 9 2 529 252 549 232 565 9SJG1029560.479 3 0.002 8 11.194 2 0.069 8 0.169 4 0.000 8 2 524 152 539 162 551 8SJG1152950.479 9 0.002 8 11.190 5 0.066 0 0.169 1 0.000 8 2 527 152 539 152 549 8SJG1240720.482 4 0.003 1 11.330 1 0.072 9 0.170 4 0.000 9 2 538 172 551 162 561 9SJG13771440.479 9 0.002 7 11.126 1 0.064 1 0.168 1 0.000 8 2 527 142 534 152 539 8SJG14581140.481 6 0.002 5 11.197 9 0.058 1 0.168 6 0.000 8 2 534 132 540 132 544 8SJG15601100.487 0 0.002 5 11.198 8 0.059 1 0.166 8 0.000 8 2 558 132 540 132 526 8SJG1637710.480 1 0.002 5 11.179 2 0.080 1 0.168 9 0.001 1 2 528 132 538 182 546 11SJG1743780.483 4 0.002 6 11.227 6 0.066 8 0.168 4 0.000 8 2 542 142 542 152 542 8SJG1825470.485 1 0.002 7 11.333 0 0.115 7 0.169 4 0.001 8 2 549 142 551 262 552 18SJG1930550.487 7 0.002 5 11.264 7 0.063 4 0.167 5 0.000 9 2 561 132 545 142 533 9SJG20631150.482 3 0.002 7 11.210 6 0.067 7 0.168 6 0.000 8 2 537 142 541 152 544 8SJG2128530.480 2 0.002 6 11.253 1 0.065 2 0.170 0 0.000 9 2 528 142 544 152 557 9SJG2229540.483 3 0.002 7 11.184 4 0.074 7 0.167 8 0.001 0 2 542 142 539 172 536 10SJG2337690.481 7 0.002 4 11.158 1 0.057 9 0.168 0 0.000 8 2 534 132 536 132 538 8SJG2419350.483 4 0.002 7 11.300 1 0.077 8 0.169 5 0.001 2 2 542 142 548 182 553 12

4.4 鋯石Hf同位素

樹基溝銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖24個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)定結(jié)果見表3，所選測(cè)試點(diǎn)均在已經(jīng)做過定年的鋯石顆粒之上(圖7a)。樹基溝黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖176Yb/177Hf值變化范圍為0.011 542～0.130 496，計(jì)算εHf(t)值范圍為5.0～8.7，TDM1值變化范圍為2 527～2 649 Ma?；久款w測(cè)試的鋯石TDM1都大于鋯石形成年齡，在Hf同位素演化線(圖8)中，樣品點(diǎn)多數(shù)落在虧損地幔和球粒隕石演化線之間，少數(shù)落在虧損地幔演化線之上。

5 討論

5.1 原巖性質(zhì)

本次通過巖石地球化學(xué)分析對(duì)樹基溝銅鋅礦床賦礦圍巖原巖性質(zhì)進(jìn)行了研究(圖9)。西蒙(al+fm)-(c+alk)-Si變質(zhì)巖原巖恢復(fù)圖解具有既考慮了al、fm、c和alk在不同變質(zhì)巖變化，又考慮Si值的變化，適用范圍廣、誤差相對(duì)小的優(yōu)點(diǎn)，因此本次采用西蒙圖解對(duì)賦礦圍巖進(jìn)行原巖恢復(fù)。在(al+fm)-(c+alk)-Si原巖恢復(fù)圖解中，黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖樣品均落入火山巖區(qū)域(圖9)，說明樹基溝賦礦圍巖原巖為一套火山沉積巖系。樹基溝礦區(qū)的4件樣品w(SiO2)為50.89%～53.27%，w(Na2O+K2O)為2.18%～2.63%，屬于亞堿性系列；在Th-Hf/3-Nb/16判別圖(圖10)中，4個(gè)樣品均落入島弧玄武巖區(qū)域內(nèi)，因此，認(rèn)為這套火山沉積巖系形成于島弧環(huán)境。在原始地幔蛛網(wǎng)圖(圖6b)中，樣品呈現(xiàn)相對(duì)富集大離子親石元素和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素的特點(diǎn)，導(dǎo)致大離子親石元素富集可能是俯沖流體影響所致，而高場(chǎng)強(qiáng)元素虧損可能為高場(chǎng)強(qiáng)元素保留在俯沖板片的殘留礦物中[22]。稀土元素配分圖(圖6a)中呈現(xiàn)輕稀土富集、重稀土虧損的特點(diǎn)，具有島弧玄武巖的特征。結(jié)合Th-Hf/3-Nb/16判別圖，二者共同驗(yàn)證賦礦圍巖形成于島弧環(huán)境。

表3 樹基溝銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖的鋯石Hf同位素定年結(jié)果

底圖據(jù)文獻(xiàn)[18-19]。圖8 樹基溝銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖鋯石εHf(t) -年齡圖Fig.8 εHf(t)-age plot zircons diagram of the biotite plagioclase hornblende gneiss of Shujigou copper-zinc deposit

底圖據(jù)文獻(xiàn)[20]。圖9 樹基溝銅鋅礦床賦礦圍巖(al+fm)-(c+alk)-Si 圖Fig.9 (al+fm))-( c+alk)-Si diagram of the biotite plagioclase hornblende gneiss of Shujigou copper-zinc deposit

底圖據(jù)文獻(xiàn)[21]。圖10 樹基溝銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖Hf/3-Th-Nb/16判別圖Fig.10 Hf/3-Th-Nb/16 diagram of the biotite plagioclase hornblende gneiss of Shujigou copper-zinc deposit

5.2 原巖物質(zhì)來源

樹基溝黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖原巖為玄武質(zhì)火山巖，對(duì)于地幔來源的玄武質(zhì)巖石，如果Hf模式年齡與其形成年齡相近，表明其來源于虧損地幔；如果Hf模式年齡大于其形成年齡，則表明其巖漿源區(qū)受到地殼物質(zhì)的混染或來自于富集地幔[18, 23]。

黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖鋯石Hf同位素測(cè)試結(jié)果顯示εHf(t)值為5.0～8.7，指示其源區(qū)主要為虧損地幔物質(zhì)，單階段模式年齡TDM1除3個(gè)點(diǎn)之外均大于鋯石的形成年齡(2 549 Ma)，表明巖漿源區(qū)受到地殼的混染作用，黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖輕稀土元素富集的特征同樣證明地殼混染的存在。如果鋯石εHf(t) 值大于虧損地幔εHf(t)值乘以0.75，表示其具有最大εHf(t)值；具有最大εHf(t)值，并且Hf的模式年齡與鋯石形成年齡相近，則說明存在地殼增生事件[24]。在Hf同位素演化圖中，虛線為0.75倍虧損地幔εHf(t)值，在該演化線之上說明具有最大εHf(t)值。從圖8中可以看出，黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖有眾多點(diǎn)位于演化線之上，其中SJG-16(207Pb/206Pb=2 546 Ma,TDM1=2 553 Ma)模式年齡與鋯石形成年齡相近，表明樹基溝地區(qū)可能存在新太古代地殼增生事件。

5.3 成巖、成礦時(shí)代

樹基溝銅鋅礦床為與火山巖有關(guān)的諾蘭達(dá)型塊狀硫化物礦床(VMS)[5, 9-10, 24]。該類礦床成礦特點(diǎn)為成巖與成礦作用近于同時(shí)發(fā)生，形成于火山噴發(fā)間歇期。因此，可以通過測(cè)定賦礦圍巖黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖的原巖年齡來限定其成礦年齡。本次獲得黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖原巖結(jié)晶年齡為(2 549.4±5.6)Ma，代表樹基溝銅鋅礦成礦年齡。礦相學(xué)研究表明，樹基溝銅鋅礦床存在變質(zhì)變形特征，張雅靜等[9]獲得樹基溝黑云斜長(zhǎng)片麻巖幔部鋯石U-Pb年齡為2 517～2 529 Ma，此年齡應(yīng)代表一期變質(zhì)變形作用時(shí)間，并且這期變質(zhì)變形作用時(shí)間下限為2 517 Ma。前人通過華北地臺(tái)北部表殼巖和TTG花崗巖研究[6, 25]，認(rèn)為約2 500 Ma華北地臺(tái)遭受鞍山運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)引起表殼巖發(fā)生廣泛的變質(zhì)變形，表殼巖發(fā)生麻粒巖相--角閃巖相的變質(zhì)作用，同時(shí)引起同期花崗質(zhì)巖石侵入。綜合上述分析，樹基溝銅鋅礦床成礦時(shí)代為(2 549.4±5.6)Ma，并在后期鞍山運(yùn)動(dòng)期間發(fā)生變質(zhì)變形活化遷移。

5.4 成礦構(gòu)造背景

樹基溝銅鋅礦床賦礦圍巖黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖原巖為典型的火山弧巖漿作用產(chǎn)物。形成的構(gòu)造背景大致為在俯沖帶板塊俯沖到地幔，在強(qiáng)烈的溫度和壓力作用下，俯沖板塊發(fā)生脫水形成俯沖流體，導(dǎo)致地幔部分熔融形成巖漿，巖漿在海底構(gòu)造薄弱地帶向上運(yùn)移、匯聚、噴發(fā)、固結(jié)成巖，并形成富含賤金屬的島弧火山巖[22]。同時(shí)海水在補(bǔ)給處向下滲透，淋濾富含賤金屬的火山巖中的成礦元素，在下部熱的巖漿作用下(地幔柱？)向滲透性差的部位運(yùn)移富集，富集的含礦流體沿著深滲透性的斷裂構(gòu)造噴出地表，熱的含礦流體與冷的海水作用在噴流口形成塊狀硫化物礦床。在鞍山運(yùn)動(dòng)期間，發(fā)生大規(guī)?；鹕交顒?dòng)，同時(shí)伴有同期碰撞花崗巖侵入，混合巖化和區(qū)域變質(zhì)作用使最初形成的火山巖進(jìn)一步變質(zhì)變形形成片麻巖，同時(shí)也使塊狀硫化物礦床富集并發(fā)生變質(zhì)變形[7, 25]。

6 結(jié)論

1)樹基溝銅鋅礦床賦礦圍巖黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖富集大離子親石元素(LILE)、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)、輕稀土富集、重稀土虧損，原巖為一套島弧環(huán)境的火山沉積巖系。

2)黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖鋯石U-Pb年齡為(2 549.4±5.6)Ma，代表其原巖的結(jié)晶年齡，大致代表了樹基溝銅鋅礦床最初成礦年齡，結(jié)合幔部鋯石U-Pb年齡(2 517～2 529 Ma)，推測(cè)樹基溝銅鋅礦經(jīng)受后期鞍山運(yùn)動(dòng)發(fā)生變質(zhì)變形活化遷移。

3)樹基溝黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖鋯石Hf同位素研究指示其源區(qū)主要為虧損地幔物質(zhì)，樹基溝地區(qū)可能存在新太古代地殼增生事件。

4)樹基溝銅鋅礦床成礦于板塊俯沖環(huán)境，地幔部分熔融形成富含賤金屬巖漿向上運(yùn)移、匯聚、噴發(fā)、固結(jié)成巖，后經(jīng)海水淋濾下滲成礦元素富集二次噴發(fā)成礦，并經(jīng)后期變質(zhì)變形作用的產(chǎn)物。