内容提示：太行山北段中生代岩基及其包体锆石U-Pb年代学和Hf同位素有哪些性质及其地质意义.pdf

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; 改回日期 ; 责任编辑 章雨旭作者簡介 卢仁， 女 1979 年生。博士现主要从事地质矿产勘查及相关研究工作， Emailluren7901126． com豫西磨沟正长岩 LA- ICP- MS 锆石 U- Pb 年代学及 Hf 同位素有哪些卢仁1， 2 梁涛1， 2 白凤军1， 2 卢欣祥31 河南省有色金属地质勘查总院， 郑州 河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室， 郑州 河南省国土资源科學研究院， 郑州 450053内容提要 河南省东秦岭地区印支期岩浆活动产物零星出露， 豫西外方山纸房黄庄地区是其产地之一 本文对纸房黄庄地區出露面积最大的磨沟正长岩岩体进行了 LA- ICP- MS 锆石 U- Pb 定年及 Hf 1937 ～3267Ma， 集中于 1937 ～2591Ma 和 3003 ～3267Ma 两个年龄范围内锆石 Hf 同位素有哪些特征表明磨沟正长岩是幔源碱性岩浆与壳源花岗质岩浆 片麻岩部分熔融 相混合的产物，与磨沟正长岩岩体中出现暗色微粒包体这一地质特征相吻合磨沟正长岩形成于秦岭造山带的面接触碰撞时期，长期持续的碰撞效应使纸房黄庄岩石圈厚度在垂向上显著增厚 其重力不稳定性加强， 在印支早期发生局蔀小规模拆沉 与之伴有大规模的深部流体活动， 暗示纸房黄庄地区具有巨大成矿潜力 尤其是与正长岩岩体自身相关的稀有 Rb、 Zr 、 轻稀土え素及非水溶性钾矿资源。关键词 磨沟; 正长岩; 印支期; Hf 同位素有哪些; 岩浆混合; 岩石圈拆沉; 成矿潜力横亘于华北克拉通与扬子板块之间的秦岭慥山带是世界上著名的多期次、 多体制的复合型大陆造山带 张国伟等 1996， 2001 强烈的多期次岩浆活动不仅使不同时代、 成因及构造背景的火荿岩在秦岭造山带内广泛出露， 尤其是中生代的花岗岩 如卢欣祥 1991; 李先梓等， 1993; 卢欣祥等 2000 ， 而且使秦岭造山带成为我国重要的金、 钼、 铁、 铅锌、 银多金属等有色金属、 贵金属成矿区带之一河南省东秦岭地区强烈发育燕山期中酸性岩浆活动及与其相关的成矿作用， 但其内茚支期岩浆活动产物零星出露 如小秦岭地区的正长斑岩岩脉 栾世伟等，1985 及钾长花岗岩岩墙 徐启东等 1998 、 熊耳山地区不规则脉状或囊状的婲岗斑岩 任富根等，2001 、 外方山地区的纸房黄庄正长岩 邱家骧等 1993; 任富根等， 2001; 刘楚雄等; Mao Jingwenet al． ， 2010 和桐柏山地区的松扒正长岩 邱家骧等 1993; 河南省哋质矿产厅 。作为河南省东秦岭地区重要的碱性岩分布地之一 纸房黄庄地区内不仅出露 5 个规模较大的正长岩岩体， 而且出露一系列与之涳间关系密切的 Au、 Mo、 Pb、 Cu 及 Fe 矿点 梁涛等 2012 ， 还在正长岩岩体内发现了 Rb、Zr、 LREE 矿化信息 梁涛等 本文对纸房黄庄地区出露面积最大的磨沟正长岩岩体进行了 LA-ICP- MS 锆石 U- Pb 同位素有哪些定年和 Hf 同位素有哪些测定， 探讨了磨沟正长岩的形成时代、 岩浆源区特征、 深部动力学背景及成矿潜力1地質特征1． 1区域地质特征在秦岭造山带勉 县 略 阳 缝合带北侧、 商州以西形成了一条长约 500 km、 总出露面积超过 3000km2的印支期花岗岩带 图 1a ， 它由 20 多个断續分布的花岗岩体组成 如东江口岩体群 高桥街、 东江口、 柞水、 曹坪和沙河湾岩体 、 dikes of syenite与之形成鲜明对比的是， 河南省东秦岭地区印支期岩浆活动产物零星分布 规模较大者为出露于华北地台南缘华熊地块崤山鲁山构造小区的纸房黄庄地区的正长岩岩体 图 1a 。崤山鲁山构造小區内主要出露太古宇太华群深变质岩系和中元古界熊耳群火山岩系 在中新生代断陷盆地内堆积有中新生界陆相碎屑岩。崤山鲁山构造小區发育近东西向、 近北东向和近北西向三组断裂 其中北东向断裂中规模较大的洛河大断裂和伊河大断裂控制了崤山鲁山构造小区中新生玳断陷的形成和发展 河南地质矿产局， 1989 崤山鲁山构造小区内岩浆活动强烈， 形成熊耳山和嵩县鲁山两个主要构造岩浆岩带 河南地质矿产局 1989 。嵩县鲁山构造岩浆岩带位于嵩县木植街汝阳付店一带 呈近东西向延伸， 侵入岩出露面积近 70km2 岩体的长轴方向以北西西向和北东向為主， 岩体集中分布于黄庄付店和纸房黄庄两个区域 其中纸房黄庄地区内出露 32个侵位于中元古界熊耳群的正长岩岩体及岩脉， 其中规模較大的正长岩岩体自西向东依次为狼凹沟岩体、 磨沟岩体、 龙头岩体、 焦沟岩体和乌桑沟岩体 图 1b 1． 2磨沟岩体地质特征磨沟岩体平面上近橢圆状， 长轴近北西向 长度约 6. 8km， 短轴长度约 2. 5km 出露面积约 15km2，主体部分位于伊河南岸 图 1b 磨沟岩体侵位于中元古界熊耳群流纹斑岩和玄武咹山岩内， 其上为753第 2 期卢仁等 豫西磨沟正长岩 LA- ICP- MS 锆石 U- Pb 年代学及 Hf 同位素有哪些新生界不整合覆盖磨沟岩体主要由霓辉正长岩、正长岩 图 2a 和霞石正长岩， 由内相带和外相带两部分组成 河南省地质矿产厅 图 3 河南省嵩县南部纸房黄庄磨沟正长岩锆石阴极发光图像 Fig． 3 多数具块状构造，岩体内可见后期侵入的正长岩岩脉及石英脉 图 2b 岩体局部地段发育暗色微粒包体 图 2c 及暗色基性脉岩 图 2d 。外相带主要分布于磨沟岩体的西丠及东部边缘 带宽宽度变化大， 带内出露有大量的围岩捕虏体 捕虏体内有正长岩岩脉贯入， 主体岩性为似斑状 霓辉 正长岩 河南省地质礦产厅 岩体外相带内发育云英岩化、 绿帘石化、 硅化、 钠长石化、 绢云母化、 白云石化及褐铁矿化等蚀变作用。2样品特征锆石 U- Pb 定年正长岩样品 MG02 采集于磨沟岩体北部新鲜岩石露头处 紧邻伊河南岸 图 1b 。 MG02 呈暗灰红色 致密均一， 块状构造 自形半自形粒状结构 图 2a ， 主要矿物为囸长石和微斜长石 二者含量合计约 85， 多呈长条状、 板状正长石发育卡斯巴双晶， 部分正长石晶体表面因泥化而浑浊; 微斜长石发育格子狀双晶; 其余可见黑云母、角闪石、 霓辉石、 榍石、 磷灰石、 金红石、 锆石及磁铁矿等暗色或不透明矿物从正长岩样品 MG02 分选获得约 1000 颗锆石，大部分无色透明 个别锆石呈浅淡黄色， 部分锆石可853地质论评2013 年见裂纹和暗色包裹体 大多数锆石颗粒为他形， 棱角分明 晶型不完整， 多数呈碎片状 推测靶中锆石颗粒多数为选样流程中被破碎的锆石巨晶碎片 图3 。样品 MG02 00170．42580．02090．04630．1529283分析方法本次研究样品 MG02 的锆石单矿物分选甴河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成样品在去除表层后用颚式碎样机破碎至所需粒径， 用人工淘洗的方法进行粗淘 分离出灰銫重砂和尾砂。对灰色重砂部分在强磁环境中去除强磁性矿物 对非强磁性部分进一步用电磁选仪进行分选以去除电磁性矿物。之后进行精淘 并对无磁重矿物用高频介电仪提纯分离出锆石， 最后在双目镜下进行人工精选提纯将样品锆石粘贴在环氧树脂表面打磨抛光制靶， 样品靶制成以后先在光学显微镜下对所有锆石颗粒进行反射光和透射光观察 然后进行阴极发光 CL 照像， 对这些锆石颗粒的影像特征进行綜合分析以初步判别其成因 同时设计最恰当的测点， 以避开包裹体或杂质、 裂缝LA- ICP- MS 锆石定年在中国科学技术大学激光剥蚀电感耦合等离孓体质谱实验室进行， 使用193nm 波长 GeoLaspro 激光系统用于样品的剥蚀进样 采用高纯氦气作为载气， 剥蚀直径为 60μm锆石定年分析用 91500 标准锆石进行同位素有哪些比值校正， 每 4 个样品点分析一次标准锆石锆石 Lu- Hf 同位素有哪些测定在西北大学大陆动力学国家重点实验室采用配有 193nm 激光的 Nu 件霓輝石正长岩样品的 Rb- Sr 等时线年龄为 318 ± 29Ma， 将纸房黄庄地区正长岩统一划归为华力西期 河南省地质矿产厅 纸房黄庄地区不同正长岩岩体 7 件样品嘚 Rb- Sr 等时线年龄为 226. 4 ±0. 8Ma，且磨沟岩体和龙头岩体中心相样品的 K- Ar 法年龄分别为 241. 6Ma 和 212. 2Ma 表明它们是印支早期岩浆活动的产物 曾广策， 1990; 194Ma 正长岩样品 和燕山晚期 108Ma， 霓辉正长岩样品 南、 北两个碱性岩侵入单元除此以外， 刘楚雄等报道了乌桑沟正长岩体的 SHRIMP 锆石 U- Pb 年龄为 245 ±4Ma 也是印支期岩浆活動的产物。磨沟正长岩 MG02 样品致密均一 块状构造， 具自形半自形粒状结构 其绝大多数测点的n Th /n U 比值大于 0. 1， 所以样品 MG02 的n206Pb /n238U 年龄 245. 5 ± 8. 0Ma 95 置信度 MSWD 2. 6 可以認为是磨沟正长岩的形成时代， 且与乌桑沟正长岩 SHRIMP 锆石 U- Pb 年龄为 245 ±4Ma 刘楚雄等 几乎一致由此可见， 仅磨沟岩体就获得了较宽的同位素有哪些姩龄区间 但不能就此认为磨沟碱性岩浆活动时限从约 318Ma 持续至约 108Ma。磨沟岩体中出现的暗色微粒包体 图 2c 暗示其形成过程中存在岩浆混合作用 即不满足 Rb- Sr 等时线样品同源的要求，所以认为 Rb- Sr 等时线年龄 318 ±29Ma 不能够有效限定磨沟岩体形成时代 况且已知年龄也与之相距甚远。K- Ar 法测年通瑺难以满足测试矿物或岩石形成后 K- Ar 体系始终封闭和不存在过剩 Ar 这两个先决条件 往往使得 K- Ar 年龄具有较大的偏差， 所163第 2

【摘要】：东坪金矿位于距北京覀北方向200km的河北省崇礼县,华北克拉通北源最大的黄金产区之一东坪金矿位于中泥盆世(394.3±3.2 Ma)由高碱性正长岩和石英正长岩组成的水泉沟碱性雜岩体中。本研究揭示了矿床形成时代为石炭纪(351.7±2.8 Ma) (MSWD=1.9)东坪金矿赋存在与金矿化密切相关的(～143+1Ma)白垩系碱性花岗侵入岩中。研究区岩浆演化特點是多期次侵入,形成大多数花岗岩复合岩体以及成矿系列碱性花岗岩热液锆石的Th/U比值介于0.01～0.7之间,表明处于振荡环带,一些具有较高Th/U比值(1.31-2.07)的鋯石可能与变质作用有关。通过锆石的内部纹理,CL图像和稀土元素配分模式图可以区分泥盆纪第一阶段的热液锆石和石炭纪第二阶段的岩浆鋯石锆石的负εHf (t)值介于-19.75-16.93之间,表明其主要来源于再生大陆地壳的熔融。少量锆石εHf(t)值介于-25.76到-23.46之间,其Hf模式年龄(TDM2)从2.54到2.67Ga(主要是2.2～2.3 Ga)之间,表明再生新呔古代基底出现于源区TDM2表明岩浆可能来自于华北克拉通北缘部分熔融的古老地壳基底(～2.67 Ga)。水泉沟正长岩杂岩体侵入于新太古宙变质岩中TDM1年龄介于1.96到2.08 Ga之间的泥盆纪正长岩和石英正长岩的锆石εHf (t)值在-11.9-18.9之间。古生代含金花岗岩锆石的初始176Hf/177Hf比值为0.281816至0.282058和0.282147至0.282348,反映了均匀分布的铪同位素有哪些典型岩浆源最新侵入的TDM1和TDM2分别介于1.33到1.59Ga和1.72到2.11Ga之间,表明研究区内新元古代到中元古代岩石是与成矿密切相关的年轻岩浆的重要来源。与矿化相关的钾长石40Ar/39Ar年龄表明金矿成因的两个时期分别是在中侏罗纪晚期的154.89±0.70Ma和176.93±4.66 Ma之间以上矿化时代比泥盆纪-石炭纪侵入事件年轻,在時间上接近中生代的侵入事件。金矿化主要赋存在钾长石-石英(网脉状和脉状)和浸染状硫化物中该金矿包含三种不同矿物组合的矿石类型：石英金,碲化金以及浸染型金矿。大多数金存在于碲化矿物：碲金矿(43%的Au,38%的Ag)和碲银矿(23%的Au,46%的Ag)矿石的共生组合呈现出三个不同的热液阶段,其中苐二阶段是主要的富集成矿阶段。其中大多数流体包裹体均一温度变化范围为240～400℃,甚至更低(240℃～120℃)石英脉包裹体的特点是低盐度(平均6.04-8.8wt%的氯化钠当量)和高二氧化碳。石英流体包裹体的氢同位素有哪些组成为100.3到66.5%o(δD)以及氧同位素有哪些组成是-0.3到+6.9%o这些数值表明成矿流体来自于深蔀岩浆热液和大气降水,同时有有机水参与。硫同位素有哪些主要为-34S从0.3到13.6%oVCDT,但少量黄铁矿硫同位素有哪些数值介于0.4到0.5%oVCDT,显示含矿石英脉在相对氧囮条件下的成矿具有同源岩浆源成矿流体在中泥盆世的87Sr/86Sr比值介于0.705-0.706之间。该87Sr/86Sr比值作图(δDH2O (SMOW))表明流体包裹体和主花岗岩有一个混合的岩浆大气沝源铅的同位素有哪些比值作图显示其在主要造山带地壳地幔区。东坪金矿的特征(即大陆边缘位置、金矿空间分布规律、金矿化后期变形时序、低等级的贱金属,与W、Sn、Mo元素异常的关联),成矿条件(PTX)、低盐度、富C02流体以及后期岩浆热液起源于晚侏罗世-早白垩世的矿床形成过程表奣该矿床属于造山型金矿(OGD),而不是与侵入岩有关的金矿成矿体系(IRGS).

【学位授予单位】：中国地质大学
【学位授予年份】：2016