西秦岭岗岔金矿赋矿围岩成岩时代及其地质意义

李金春，申俊峰，刘海明，彭自栋，魏竹君，王冬丽， 窦润吾，蓸卫东

(1.合作合力矿业有限公司， 甘肃 合作　747000；2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京　100083)



西秦岭岗岔金矿赋矿围岩成岩时代及其地质意义

李金春1，申俊峰2，刘海明2，彭自栋2，魏竹君1，王冬丽2， 窦润吾1，蓸卫东1

(1.合作合力矿业有限公司， 甘肃 合作747000；2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083)

岗岔金矿是在西秦岭西段北缘发现的中型金矿床，有潜力达到大型。该金矿目前发现的5条金矿脉明显受断裂控制，赋矿围岩浅部主要是一套火山岩和火山碎屑岩。该套火山岩长期以来被认为是侏罗系郎木寺组。采用锆石U-Pb法对其中的凝灰岩进行定年测试，结果显示年龄为(245±2) Ma，说明该火山岩不是侏罗系而应该属于三叠系。矿区内与金矿脉空间关系密切的花岗闪长岩和石英闪长岩锆石U-Pb定年结果显示，二者年龄也分别为(242±2) Ma和(246±3) Ma。这说明矿区内侵入体与赋矿围岩属于近乎同时代(印支期)岩浆活动的产物。上述测年结果进一步限定了岗岔金矿形成时间为三叠纪早期，即构造岩浆活动之期后的热液期。该结论为深入认识矿床成因、总结成矿规律和指导勘查方向提供了新的依据。

赋矿围岩；火山岩；锆石U-Pb测年；岗岔；西秦岭北缘

0　引　言

西秦岭同仁—夏河—岷县金铜多金属成矿带的夏河—合作金矿密集区是近年来金矿勘探的重点和热点地区。目前已发现各类矿床(点)60余处,其中金矿床(点)38处。金矿体大多赋存于二叠纪和三叠纪地层中，控矿因素主要是断裂构造和燕山期侵入岩[1]。

岗岔金矿是近年来新发现的金矿床，位于夏河—合作断裂带与力士山—围当山断裂带之间的阿姨山—德乌鲁侵入岩带，即德乌鲁岩体和美武岩体之间靠近德乌鲁岩体一侧(图1)。赋矿围岩是一套火山岩-火山碎屑岩，矿体主要受控于近南北向的断裂破碎带。该套火山岩在20世纪60年代1∶20万区域地质调查时，根据区域岩石特征对比，被定为侏罗系郎木寺组[2-4]。21世纪初，一些专家学者[2]进行综合地质资料对比后，认为这套火山岩不整合于二叠系之上侏罗系地层。也有学者[3]将这套火山岩划归为三叠系，但尚无精确的定年结果。

本文以新发现的岗岔金矿床为主要研究对象，通过对矿区赋矿围岩——火山岩和矿区内主要侵入岩，即中酸性岩体的锆石U-Pb法定年，厘定了岗岔金矿围岩的成岩时代，结合矿区深部勘查揭示的地层接触关系，限定了成矿时代，为认识和明确勘查方向提供新的事实依据。

1　地质背景

甘南佐盖多玛乡地区德乌鲁—美武新寺一带的中酸性岩浆杂岩体和中酸性火山岩，主要分布在合作市北东约10 km的岗岔河—美武新寺一线。岩体形态和火山岩出露形态均为不规则状，总体呈NW—SE向长条带状延伸展布。其中岩体被新生代地层和火山岩从中间分割为两段，北西段被命名为“德乌鲁岩体”，南东段为“美武新寺岩体”(图1C)。

德乌鲁—美武杂岩体主要有花岗闪长岩和石英闪长岩组成。花岗闪长岩为灰白色、浅灰色及淡红色，中细粒半自形粒状结构或斑状结构，块状构造。矿物粒度0.2～1.5 mm，矿物成分有斜长石(40%～60%)、钾长石(10%～20%)、石英(20%～30%)、角闪石(2%～10%)、黑云母(5%～10%)等。斜长石呈板状或柱状，具钠长石双晶，有时具环带构造；角闪石呈柱状或纤维状，为普通角闪石。石英闪长岩为灰白色、浅灰色，中粒半自形粒状结构或斑状结构，块状构造。与花岗闪长岩相比，石英闪长岩中钾长石和黑云母含量降低，石英含量增加。岩石具轻微的绢云母化、绿泥石化。在德乌鲁岩体及其附近发现有小型金矿床(点)3～4处。

在德乌鲁岩体和美武新寺岩体之间的火山岩主要是一套中性火山岩和火山碎屑岩组合，包括安山岩、安山质凝灰岩、含角砾安山质凝灰岩以及火山角砾岩、火山集块岩等，其中以凝灰岩和含角砾凝灰岩为主。岗岔金矿赋存在上述火山岩-火山碎屑岩组合地层中(图1D)，矿体产出状态明显受一组近南北向断裂控制，目前探明储量已达中型。

图1　甘肃岗岔金矿床区域地质图[2-4]Fig.1　Simplified geological map of Gangcha gold deposit

2　样品采集和实验方法

2.1样品采集

本次研究共采集测年样品3件，分别为岗岔金矿主要赋矿围岩——安山质凝灰岩、矿区西部的花岗闪长岩和矿区西南部的石英闪长岩，采样位置见图2。

图2　岗岔矿区地质剖面及采样位置图Fig.2　The geological profile map with sampled position of Gangcha gold deposit

安山质凝灰岩样品号为PD2-1，采自岗岔金矿区PD2-1-CD1硐口5～7 m处(图1)。风化面呈灰白色、灰粉色，新鲜面呈灰绿色、青灰色，块状构造，具有晶屑、玻屑凝灰结构，主要由晶屑、玻屑及少量的岩屑组成(图3A、B)。晶屑主要为长石和石英等，含量约为50%，多具棱角—次棱角状，大小为0.05～1.50 mm，边部常发育碳酸盐化，碳酸盐含量约占15%。岩屑成分主要由长英质矿物组成，有些属于长石石英砂岩碎屑。岩屑大小一般为0.25～0.50 mm，含量约为10%。有时可见长石晶屑发育强烈绢云母化，且发育绢云母化的地方也出现半自形-自形细粒黄铁矿，偶见宽约0.1 mm的方解石-黄铁矿细脉。

花岗闪长岩样品号为No.1，采自矿区西部(图1)。岩石呈灰白色，块状构造，具有似斑状结构、花岗结构(图3C和D)，主要矿物为斜长石(约为45%)、石英(约20%)、钾长石(约为15%)，暗色矿物为角闪石(约为10%)、黑云母(约为5%)。副矿物为磁铁矿、磷灰石、榍石，也可以见少量的黄铜矿等。斑晶为斜长石，具有聚片双晶，呈板条状自形晶产出，部分斜长石斑晶具有环带结构(图3D)。钾长石具有接触双晶，表面土化呈土褐色，自形—半自形晶产出。角闪石在单偏光下呈暗绿色，干涉色Ⅱ级黄蓝色，多色性不明显，发育两组完全解理，沿解理缝隙常有细粒磁铁矿析出。黑云母呈黄褐色(图3D)，暗示可能含Fe量较高，具有平行消光，发育一组极完全解理，部分黑云母发生绿泥石化，局部发生褪色，沿解理线有细粒磁铁矿析出。

石英闪长岩样品号为No.6，采自矿区西南部(图1)。样品呈青灰色至灰黑色，具有中细粒结构，块状构造(图3 E和F)。主要矿物为角闪石、斜长石，次要矿物为石英和黑云母，含少量钾长石。副矿物为榍石、磷灰石、锆石、金红石、钛铁矿等。角闪石呈灰绿色，呈长柱状、针柱状自形晶产出，粒径为1.0～3.5 mm，含量约为20%，单偏光下呈黄褐色-暗黄色(图3F)，少数呈暗绿色，具有斜消光。干涉色Ⅱ级蓝至黄色，多数角闪石较为新鲜，少数发生蚀变，边部常发育有细粒状钛铁矿和磁铁矿。垂直于C轴的横切面多具有假六边形，棱角清晰，部分角闪石具有熔圆特征并且发育反应边结构；斜长石呈灰白色，较为自形，呈细粒状、板条状产出，粒径为1～2 mm，含量约为60%。石英呈细粒它形—半自形晶分散于斜长石粒间，具有Ⅰ级灰干涉色，含量约为15%。

2.2测试方法

对采集的凝灰岩、花岗闪长岩及石英闪长岩样品采用锆石U-Pb法测年。锆石单矿物分选在廊坊市地勘岩矿检测技术有限公司完成。样品破碎后淘洗出重砂矿物，在体视显微镜下逐粒挑出锆石。锆石颗粒磨制光学薄片和制靶，阴极发光显微照相在北京地时科技有限公司完成，U-Pb同位素测定前利用光学显微镜和阴极发光照相检查锆石内部结构并圈定析区。锆石U-Pb同位素测定在天津地质矿产研究所实验室完成，利用等离子质谱仪(MC-ICPMS)进行锆石微区原位U-Th-Pb同位素含量分析，仪器参数配置与实验流程参见李怀坤等[5]和耿建珍等[6]文献。采用GJ-1作为外部锆石年龄标准进行U-Pb同位素分馏校正，采用中国地质大学刘勇胜博士研发的ICPMSDataCal程序[7]和Ludwig的Isoplot程序[8]进行数据处理，采用208Pb对普通Pb进行校正，并利用NIST610玻璃标样作为外标计算锆石的U、Th、Pb含量。在下面的讨论中，我们直接将获得的加权平均年龄解释为岩浆结晶年龄或岩体侵位年龄(图4，表1—表3，图5)。

2.3测试结果

从凝灰岩(样品号为PD2-1)样品中共挑出332粒锆石，其中49粒进行了同位素测年分析，结果见表1。从CL图像可知，该样品中锆石大多晶形较为完整(图4A)，多呈自形短柱状晶体，长60～210 μm,长宽比多为3∶1～2.5∶1，发育环带或者具弱的环带。同位素测区多选在锆石环带边部，测试数据及谐和年龄结果如表1和图4B所示。分析结果显示，Th/U比值为1.050 9～0.104 9，反映出火山岩成因锆石的特征[9-11]。206Pb/238U年龄加权平均值为(245±2) Ma，属于早三叠世。

图5　岗岔金矿区花岗闪长岩样品(No.1)中锆石阴极发光图像与年龄谐和图Fig.5　Cathodoluminescence (CL) images of zircon grains and concordia plots of granodiorites in Gangcha gold deposit

花岗闪长岩(样品号为No.1)样品中共选出168粒锆石，对其中57粒进行了U-Pb同位素测年(表2)。从CL图像可见，锆石具有自形短柱状特点(图5A)，颗粒发育结晶环带，有些锆石颗粒明显可见核-幔-壳结构。分析结果显示，Th/U比值为0.648 0～0.280 1，均大于0.1，反映出了岩浆成因的锆石特征[9-11]。206Pb/238U年龄加权平均值为(246±2) Ma(图5B)。

石英闪长岩(样品号为No.6)样品中共选出153粒锆石，其中61粒进行了U-Pb同位素测年(表3)。CL图像显示锆石多为短柱状晶体，长100～350 μm，长宽比多为3.5∶1～2.5∶1，具有清晰的震荡环带结构，为典型的岩浆锆石特征(图6A)。分析结果显示Th/U比值为0.593 8～0.267 9，均大于0.1，206Pb/238U年龄加权平均值为(242±3) Ma(图6B)。

3　讨　论

图6　岗岔金矿区石英闪长岩(No.6)样品中锆石阴极发光图像与年龄谐和图Fig.6　Cathodoluminescence (CL) images of zircon grains and concordia plots of quartz diorites in Gangcha gold deposit

早期的地质资料[2]显示，西秦岭岗岔地区出露的火山岩为侏罗系郎木寺组，不整合于二叠系地层之上。本次采集岗岔金矿区的主要赋矿围岩——安山质凝灰岩，与前人厘定的侏罗系郎木寺组火山岩是同层位产物。上述锆石U-Pb同位素测年结果显示其为三叠纪(245 Ma)成岩，显然说明前人关于这套火山岩的时代定位值得商榷。结合区域实际地质资料可以认定，本区原侏罗系火山岩地层应修订为中—下三叠系隆务河组。

另外，与该套火山岩时空关系极为密切的花岗闪长岩和石英闪长岩，其锆石U-Pb同位素年龄分别为242 Ma和246 Ma，与火山岩近乎同期成岩，这说明岗岔矿区的中性火山岩和侵入岩属于同期岩浆活动的产物。由于火山岩是岗岔金矿的主要赋矿围岩，显然这套火成岩限定了岗岔金矿的成矿时间为早—中三叠世之后，即242～246 Ma之后成矿。

从图1还可以看出，岗岔一带的火山岩在空间上位于北西向排列的德乌鲁岩体和武美新寺岩体之间，前人的年代学研究已经确定该区侵入岩形成时代为238～247 Ma[12-15],可以推定德乌鲁岩体和武美新寺岩体深部可能同源，抑或是深部相连成一个大的岩基。本次锆石年代学确定岗岔矿区岩体和火山岩也是同期岩浆活动产物，而且与上述区域年代学结果一致，这说明包括岗岔金矿的德乌鲁—美武新寺一带是早—中三叠世非常强烈的构造岩浆活动带，岗岔金矿的发现暗示该区岩浆活动与成矿关系极为密切，该区具有较大成矿潜力。

从大的区域看，西秦岭成矿带中部、西部在印支早期的岩浆侵入岩体主要呈NWW—SEE向线性分布，为印支期碰撞造山快速抬升的构造演化环境，是地壳深部岩浆物质上涌的响应[13,16-19]，本次测年结果对于西秦岭北缘找矿也具有重要意义。

4　结　论

(1)西秦岭岗岔金矿主要赋矿围岩安山质凝灰岩锆石U-Pb定年结果为(245±2)Ma。这一结果将以前该套火山岩划定为侏罗系郎木寺组的方案修订为中三叠世，同时该年代学结果也限定了岗岔金矿成矿时间为245 Ma之后形成。

(2)矿区内与安山质凝灰岩空间关系密切的花岗闪长岩和石英闪长岩锆石U-Pb定年结果分别为(242±2) Ma和(246±3) Ma，与火山岩为近乎同期形成，暗示岗岔地区早—中三叠世发生了强烈构造岩浆活动，岗岔金矿深部成矿潜力较大。

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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；责任编辑：戚开静。

惠天然矿业有限公司研究基金项目“甘肃岗岔金矿成矿规律研究”(2013-1)。

李金春，男，高级工程师，1954年出生，地质矿产勘查专业，主要从事地质找矿勘查工作。

Email：860148837@qq.com。

申俊峰，男，教授，博士生导师，1962年出生，矿物学、岩石学、矿床学专业，主要从事成因矿物学与找矿矿物学研究。Email：shenjf@cugb.edu.cn。

P588；P618.2

A

1000-8527(2016)01-0036-14