北大别山薄刀岭银矿区薄刀岭岩体锆石U-Pb年龄及其地质意义

王海生

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院， 河南郑州 450008）

薄刀岭银矿位于桐柏-大别Mo-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-萤石-金红石成矿带上［1］，是近年来在北大别地区发现的一中型银矿床，查明银金属量575.97吨，伴生金，矿床类型为岩浆热液型。薄刀岭岩体呈近东西向展布于松扒—龟山—梅山断裂北侧，与成矿关系密切［2］。本文主要从薄刀岭岩体的生成年代及地球化学特征方面，讨论薄刀岭银矿床成矿时代及成矿作用。

1 区域地质背景

薄刀岭银矿床位于秦岭-桐柏-大别造山带的东段（图1）。地层由北秦岭地层区信阳-商城小区（秦岭岩群、寒武系（二郎坪群）、南秦岭地层区西峡-大别小区(中-新元古界龟山岩组)组成。其中龟山岩组最为发育，为一套经历强烈俯冲消减、构造混杂作用改造俯冲增生杂岩［3］，是区内金银多金属矿主要赋矿层位。

该区中生代岩浆活动强烈，中酸性岩体发育广泛。成矿岩浆活动多集中于145Ma～118Ma，且沿桐柏-商城断裂两侧及以南地区分布。严格受断裂控制（北西西向断裂与北北东向断裂的复合部位）的中酸性小岩体是该区钼、金、银多金属矿的成矿母岩。而薄刀岭岩体就受北西西向龟（山）-梅（山）断裂和近南北向竹竿河断裂控制。

2 矿体特征

薄刀岭银矿床受区域龟（山）-梅（山）断裂控制（图1），由11条呈近东西向平行或雁行状排列的矿体构成［4］。Ⅰ号矿体为主要矿体，赋存于F1韧脆性构造带破碎石英脉中，呈似层状，矿体标高-200m～210m。控制走向长1700m，最大斜深560m。矿体品位银41.00×10-6～833×10-6，金含量0.17×10-6～4.7×10-6。其他矿体则赋存在与其平行的次级贮矿构造中，相距30m～110m,倾向相同，显示了相同的成矿、控矿机制和成因类型。

3 样品情况

本次用于锆石LA-ICP-MSU-Pb测年、锆石微量元素的样品均采自薄刀岭岩体内较新鲜的岩石，采样位置BD-NY1、BD-QF1（114.3153，31.5339）；BD-QF2（114.3153，31.5335）；BD-QF3（114.3142，31.5327）。

4 岩石矿物特征

薄刀岭二长花岗岩：浅肉红色，中细粒花岗结构、块状构造。矿物成分：斜长石，多呈它形粒状-半自形板条状，粒径0.15mm×0.50～0.4×0.80mm，含量约40%～48%，见边缘被熔蚀呈不规则状，弱绢云母化，晶面上见绢云母微晶片，双晶发育，以卡斯巴双晶、卡钠复合双晶、钠长石双晶常见；钾长石（30%～36%）它形-半自形板状晶，粒径0.6mm～1.5mm之间，边缘常被熔蚀，形态不规则，部分为条纹长石，粒径0.65mm×1.5～1.0×1.3mm。晶面见高岭石尘状微晶，透明度稍差；石英（15%～28%），它形粒状，粒径0.2mm～1.5mm，微裂纹发育，局部可见波状消光；另有少量的绢云母（0.5%）与高岭石（0.5%）。副矿物主要为锆石、磷灰石，（图2）。

5 岩石地球化学特征

根据测试结果表1知。岩石化学成分ω（SiO2）＝73.28%～74.42%，ω（Al2O3）为13.88%～15.00%，ω（Na2O）为4.23%～4.54%，

Kfs.钾长石；Pl.斜长石;Qtz.石英ω（K2O）为4.82%～4.96%。K2O/Na2O比值为1.06～1.17；里特曼指数δ在2.67～2.89之间，平均2.76；A/CNK在0.97～1.02之间；分异指数DI在96.09～96.80之间。岩体投影落在过铝质系列区域见（图3a）和高钾钙碱性系列区域如（图3b）。

表1 薄刀岭二长花岗岩主量、微量和稀土元素分析结果

据原始地幔标准化微量元素蛛网图（图4a），岩石中K、Rb、Th、U富集，Nb、P、Ti等相对亏损。样品稀土元素总量w（∑REE）＝57.05×10-6～106.34×10-6，（La/Yb）N为11.15×10-6～11.70×10-6，δEu值为0.07～0.12。稀土元素标准配分模式图呈右倾（图4b），富集轻稀土元素，轻重稀土元素分异性强，Eu呈负异常。

6 岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

阴极发光（CL）图像（图5）中显示，锆石多为无色、透明，自形短柱-长柱状，粒径在40μm～80μm之间，长宽比在2:1～1:1之间，大部分锆石具核边或核壳结构。

DB.NY1样品20个锆石U-Pb同位素测试见表2。锆石的ω（U）在23×10-6～600×10-6之间，ω（Th）在72.6×10-6～387×10-6之间，Th/U之比在0.38～3.72之间，均大于0.1，为岩浆锆石。全部测点数据中，除9、12、17、20号测点明显偏离谐和线（图6），可能为继承性锆石年龄外，其余16个数据获得了锆石的206Pb／238U加权平均年龄为144.0±1.1Ma（MSWD=0.49，n=16），为早白垩世，属燕山期岩浆活动的产物。

7 讨论

7.1 岩体与成矿作用

采用“MISA”分类法对薄刀岭二长花岗岩进行分类。岩体TFeO含量在0.78～0.90之间，Rb含量在266×10-6～318×10-6之间，相对较高；Ba在19.0×10-6～42.5×10-6之间、Sr在15.1×10-6～21.9×10-6之间，相对较低。在成因类型判别图（图7a、b）中，主要落入分异的长英质花岗岩区域。地球化学特征则显示其稀土元素配分曲线呈右倾，稀土元素整体上具有四组分效应，且具有较低的锆石饱和温度（711℃～722℃），区别于典型的A型花岗岩［10］。另外，K2O/Na2O的值为1.06～1.17，显示出富钾贫钠的特征，因此判定该岩体为I型花岗岩。

表2 薄刀岭二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测试结果

岩体中轻稀土元素富集、重稀土元素亏损、负Eu异常的稀土元素配分模式，反映岩浆部分熔融源区残余有斜长石，说明当时可能存在加厚的成熟陆壳。大离子亲石元素富集、高场强元素Nb、Ta显著亏损，显示岩浆源区的壳源性质。结合大别地区白垩纪Ⅰ型花岗岩特征，薄刀岭岩体构成该区与白垩世（I型）花岗岩有关的金银铅锌成矿系列［11-12］。该成矿系列表现为两期：第一期为高温期，元素组合为Mo、Pb、Zn、Au、Ag，成矿热液形成较大的石英脉，矿石中主要为方铅矿、闪锌矿。第二期为中、低温期成矿期，元素组合为As、Au、Ag、Bi，含矿热液在构造合适部位形成一定强度的硅化、黄铁矿化，矿石主要为构成构造蚀变岩型，形成薄刀岭银矿，伴生金。

7.2 动力学背景

秦岭-大别造山带形成于华南板块与华北板块的碰撞拼合作用。大别山区与燕山期成矿相关的中生代岩浆活动主要集中于145Ma～118Ma，又分为142Ma左右和129Ma～134Ma两个集中时间段，前者为整体挤压局部伸展环境，后者为大规模可能为大规模伸展背景下形成。薄刀岭岩体成岩时代为（144.0±1.1）Ma，可能为整体挤压局部伸展环境的产物。

在整体挤压局部伸展环境下，牢山岩体［13］与薄刀岭岩体受北西西向龟（山）-梅（山）断裂和近南北向竹竿河断裂控制侵入就位，形成以韧性剪切带为“形”、以岩浆期后热液成矿作用为“体”的矿床。薄刀岭花岗质岩浆为银矿提供了流体、热量、Au多金属成矿元素。北西西向龟（山）-梅（山）断裂体系为岩浆从深部上侵提供了通道和侵位空间。成矿流体在迁移过程中与围岩发生扩散交代形成蚀变岩型矿化，或沿断裂裂隙空间充填形成石英脉型矿化。

8 结论

（1）薄刀岭岩体LA-ICP-MS U-Pb定年测试，206Pb/208U加权平均年龄为（144.0±1.1）Ma（MSWD＝0.49，n=16），为整体挤压局部伸展环境的产物。

（2）地球化学特征研究表明，薄刀岭岩体属于过铝质高钾钙碱性I型花岗岩，岩浆源区具壳源性质。