鹰峰岩体时代对柴北缘滩间山地区万洞沟群时代的制约

余吉远，李向民,计波,王毅智,祁栋

(1.中国地质调查局西安地质调查中心/西北地质科技创新中心/中国地质调查局造山带地质研究中心，陕西 西安 710054；2.青海省地质调查院，青海 西宁 810012；3.青海省第一地质矿产勘查院，青海 海东 810600)

万洞沟群是从万洞沟系改变而来的。青海省区域地质志(1991)原始定义为分布于柴北缘地区的硅质灰岩、绿泥石英片岩、变质砾岩和火山岩的一套岩石组合，含义较广泛，包括了现在所指的中元古代万洞沟群、早古生代滩间山群和泥盆纪牦牛山组。1∶20万马海幅(1981)(1)青海省第一区域地质调查队.1∶200 000 J-16-ⅩⅩⅩ(达布逊湖幅)、J-46-ⅩⅦ(马海幅)、J-46-ⅩⅩⅣ(大柴旦幅)1∶20万区域地质调查报告, 1980.地质调查报告并未采用万洞沟群，而是将以片岩、碳酸盐岩为主的相当于万洞沟群的地层归为达肯达坂群上亚组。青海省岩石地层(1997)首次使用万洞沟群并对其进行了重新定义，指分布于柴北缘万洞沟一带的千枚岩、片岩、大理岩、白云岩、石英岩、结晶灰岩为主夹中基性火山岩的中-浅变质岩系，顶底界线不明的一套岩石组合，时代为中元古界。全国矿产资源潜力评价(2013)(2)中国地质调查局西安地质调查中心.西北地区矿产资源潜力评价成果报告，2013.沿用万洞沟群，时代为蓟县纪；在新疆岩石地层中(1999)，将阿尔金地区出露的相当于万洞沟群碳酸盐岩组厘定为金雁山组，时代为蓟县纪；1∶5万高泉煤矿幅、德宗马海湖幅、嗷唠山幅区域地质调查时(1992)(3)青海省第五地质队.柴北缘赛什腾山东段J46E010018(高泉煤矿幅)、J46E011018(德宗马海幅)、J46E011019(嗷唠山幅)三幅1∶5万区调联测报告，1992.，在万洞沟群碎屑岩组大理岩夹层中获得Granomarqinatasp.,Zonosphaeridiump.,ophosphaeridium?,Tremoatosphaeridiumsp.,Pophosphaeridiumsp.等植物化石，将时代定为前寒武纪。最新的青海地质志(暂未出版)也沿用了万洞沟群，时代暂定为蓟县-待建纪。而大部分研究者认为万洞沟群时代为中元古代(祁栋等，2018(4)祁栋,马海云,冶福强,等，青海省锡铁山地区1∶5万J46E009018等五幅专项矿产地质调查地质矿产调查报告.青海省第一地质矿产勘查院，2018.；崔林，2011；李晓彦等，2007；陈能松等，2007；侯蕊娟等，2017；张海霞等，2018；白开寅等，2007；祁贞明等，2019)。出现划分混乱的原因，一是岩石组合十分复杂，二是缺少精确的时代数据。另外，滩间山金矿矿区出露地层主要为万洞沟群和滩间山群。万洞沟群是金成矿的主要矿源层之一；后期侵入的石英长石斑岩和闪长岩为主要含矿岩石(祁栋等，2018)④。因此，万洞沟群的时代及其归属对滩间山金矿的成因研究、成矿地质背景总结，以及区域上的找矿方向等十分重要，也是万洞沟群引起研究者们关注的主要原因之一。万洞沟群的岩石组合主要为碳酸盐岩、片岩和千枚岩。当前,这些岩性均不适合进行年龄测试。本次工作通过对侵入万洞沟群的环斑花岗岩进行时代研究，以达到限定万洞沟群时限的目的，为区域上金矿找矿工作部署提供依据。

1 区域地质背景和岩体特征

柴北缘滩间山地区出露的地层有元古宇托赖岩群、达肯达坂岩群、万洞沟岩群、古生界的滩间山群、怀头他拉组、牦牛山组(图1)；中生界隆务河组和新生界的第四纪(李晓彦等，2007)。万洞沟群为一套区域变质绿片岩相浅变质岩系，原岩为一套碳酸盐岩和碎屑岩系。由于断裂破坏，顶底出露不全，厚度大于2 000 m。区域上出露的岩性差别较大，按岩性组合可分为上下2个岩组:下岩组岩性主要为厚层状白云石大理岩和条带状白云石大理岩，上部夹碳质绢云千枚岩；上岩组分布最广，岩石普遍含有碳质，颜色灰黑色，主要岩性为斑点状碳质绢云千枚岩、碳质绢云千枚岩、白云母钙质片岩及白云石大理岩夹层(崔林，2011)，是金矿化赋存的层位。而侵入其中的鹰峰岩体，呈透镜状产出，北西—南东方向延伸，与区域构造线方向基本一致，出露面积约20 km2，主要由两部分组成：其一为环斑花岗岩，是岩体主体，其二为发育其中的中酸性、基性岩脉及石英脉。其侵入于中元古代万洞沟群的大理岩及片岩、千枚岩中，内接触带岩石具同化混染，且含较多的围岩捕虏体，岩体边部暗色矿物增高，斑晶小且量少，形成细粒边，围岩具混合岩化及硅化，被早奥陶世辉长岩、中奥陶世闪长岩、晚三叠世二长花岗岩超动侵入，其上被大媒沟组砂砾岩不整合覆盖(祁栋等，2018)(5)祁栋,马海云,冶福强,等，青海省锡铁山地区1∶5万J46E009018等五幅专项矿产地质调查地质矿产调查报告.青海省第一地质矿产勘查院，2018.。

1.全新世；2.更新世；3.三叠系隆务河组；4.石炭系怀头他拉组；5.泥盆系牦牛山组；6.寒武-奥陶系滩间山群；7.蓟县系万洞沟群a段；8. 蓟县系万洞沟群b段；9.古元古代托赖岩群；10.古元古代达肯大坂岩群；11.石英闪长岩；12.花岗闪长岩；13.辉长岩；14.超基性岩；15.采样点及编号；16.照片位置图1 柴北缘滩间山地区鹰峰岩体地质略图(祁栋等，2018)①Fig.1 Geological map of Yingfeng rapakivi granite in Tanjianshan area, northern margin of Qaidam basin

鹰峰岩体出露面积约20 km2，围岩为达肯达坂群和万洞沟群。岩石学特征显示鹰峰岩体存在灰白色和肉红色2种环斑花岗岩(图2)，其中，灰白色环斑花岗岩的斑晶粗大，以斑状结构为主，而肉红色花岗岩以似斑状结构为主，但由于后者出露位置交通便利，是目前研究最多的。

环斑花岗岩以灰白-肉红色为主，似斑状结构、环斑结构，块状构造。主要矿物为斜长石、钾长石和石英，次要矿物以黑云母为主，偶尔见蚀变角闪石；副矿物常见磁铁矿、磷灰石和锆石，偶尔见萤石、榍石、钛铁矿、褐铁矿和石榴子石。钾长石多呈斑晶，似眼球状，大小为1～5 cm，一般为2～3 cm；斜长石多环绕钾长石分布，形成明显的环斑结构，部分斜长石的双晶纹细而密，垂直(010)晶带的消光角NP′∧(010)=14°，An=30，具有绢云母化(祁栋等，2018)①；石英多呈他形，断续分布在钾长石和斜长石之间，金属矿物外围为榍石。

2 样品采集与测试技术

本次研究中，笔者采集了1件同位素年龄样品，本次研究的样品为灰白色环斑花岗岩，编号为YF-1，采样坐标为x：94°53′5.82″,y:38°00′12.71″，H:3 285 m(图3)。样品中获得的锆石粒径为60～120 μm，大部分锆石晶形较好,阴极发光图像显示,大部分锆石具有明显的密集环带,表明锆石为岩浆成因(图4)。

a为灰白色环斑花岗岩，本次研究采集；b为肉红色环斑花岗岩(据青海省地质志(未出版2020))(6) 青海省地质调查院，中国区域地质志.青海志(未出版)，2020. 图2 鹰峰环斑花岗岩照片Fig.2 Photos of Yingfeng rapakivi granite

图3 鹰峰环状花岗岩采样信手剖面图Fig.3 Sampling location map of Yingfeng rapakivi granite

图4 鹰峰环斑花岗岩部分锆石特征及测点位置图Fig.4 Zircon characteristics of Yingfeng rapakivi granite and the location of measuring points

锆石样品通过人工重砂、电磁选和双目镜下挑选。锆石的CL图像和LA-ICP-MS法单颗粒锆石微区U-Pb年龄测定，在自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室完成。其中CL发光仪为加载于扫描电镜上的英国Gatan公司的Mono CL3+型阴极荧光探头。LA-ICP-MS分析采用Agilent 7500型ICP-MS和德国LambdaPhysik公司的ComPex102 ArF准分子激光器 (工作物质ArF，波长193 nm)以及MicroLas公司的GeoLas 200 M光学系统联机进行。激光束斑直径为30 μm，激光剥蚀样品的深度为20～40 μm。实验中采用He作为剥蚀物质的载气，用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST SRM 610进行仪器最佳化，采样方式为单点剥蚀，数据采集选用一个质量峰一点的跳峰方式，每完成5个测点的样品测定，加测标样一次。在所测锆石样品分析15～20个点前后各测2次NIST SRM610。锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标标准物质，元素含量采用NIST SRM610作为外标，29Si作为内标。测试结果通过GLITTER(ver4.0, Mac-quaie University)软件计算得出。

3 测试结果

本次工作对挑选的锆石中30颗进行U-Pb年龄测试,经普通铅校正后,剔除204Pb 过高及谐和度较差的3个点(包括YF10,YF26,YF28点)，有效测试点共27个(表1)。大多数锆石位于238U/206Pb -207Pb/206Pb谐和图的谐和线上,或在其附近分布(图5a)。锆石207Pb/206Pb 年龄介于1 722～1 787 Ma，加权平均年龄为(1 773.1±3.7)Ma(MSWD=0.54，n=27)(图5b)。由于锆石中观察到的残留核较少，且测试点位集中在锆石边部的环带上，所以1 773 Ma年龄代表了环斑花岗岩体岩石的结晶年龄，即鹰峰岩体的形成年龄为早元古代的晚期。

图5 鹰峰环斑花岗岩锆石U-Pb加权平均年龄及谐和年龄图Fig.5 Zircon U-Pb concordia and weighted mean ages of Yingfeng rapakivi granite

4 讨论

4.1 鹰峰环斑花岗岩体的时代

鹰峰环斑花岗岩侵位于达肯达坂群和万洞沟群之间。该岩体有灰白色和红色2种(图2)，灰白色岩体环斑更加明显，出露相对靠西部，红色岩体环斑相对较差，出露于岩体的东部，二者间没有明显分界线。前人的研究大多集中在红色部分岩体，分别为肖庆辉等(2003)获得TIMS U-Pb上交点年龄为(1 776±33) Ma；卢欣祥等(2004)(7)卢欣祥，王晓霞，肖庆辉，等.秦岭-昆仑环斑花岗岩及构造环境,2004.获得SHRIMP年龄为(1 758±29) Ma，代表了岩体的形成年龄。

陆松年等(2006b)获得TIMS U-Pb上交点年龄为(1 763±53) Ma；Chen et al.(2013a)获得LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为(1 793.9±6.4) Ma。青海省地质志(8)祁栋,马海云,冶福强,等.青海省锡铁山地区1∶5万J46E009018等五幅专项矿产地质调查地质矿产调查报告.青海省第一地质矿产勘查院，2018.获得(1 765.2±7.3) Ma的数据(未出版)。本次研究选择了灰白色部分岩体，以便验证鹰峰岩体是否为多期岩浆活动形成的复式岩体。经过分析，获得鹰峰环斑花岗岩锆石U-Pb年龄为(1 773±3.7)Ma，误差范围内(图5)，结果一致性很好，且与前人研究结果一致，进一步验证了鹰峰环斑花岗岩体形成时代是可靠的，是一期岩浆活动的产物。结合2012年全国地层委员会编制的中国地层表划分方案，确定鹰峰环斑花岗岩体的形成时代为早元古代的晚期。

4.2 万洞沟群时代

关于万洞沟群的时代，前人做了不少工作，也获得大量年代学数据。主要有：1∶20万马海福区域地质调查(1981)②，在滩间山北坡碳酸盐岩组硅质条带白云岩中采集到叠层石Linellaf.,Gymnosolenf.,Jurusaniaf.,Conophytonf.,C.cylindricus,C.styldotabulum。叠层石组合常见于中元古界下马岭组、大红峪组和高于庄组。1∶5万伊克陶力幅、生格幅区域地质调查(1988)(9)青海省地质局.1∶5万伊克陶力幅、生格幅区域地质调查报告，1988.，在碳酸盐岩组采获叠层石Scopulimorpharegularis,Baicaliaf.,Stratiferaf.,Baicaliacf.obaealica,时代定为蓟县纪。1∶5万高泉煤矿幅、宗马海湖福、嗷唠山幅区域地质调查(1992)(10)青海省第五地质队.柴北缘赛什腾山东段J46E010018(高泉煤矿幅)、J46E011018(德宗马海幅)、J46E011019(嗷唠山幅)三幅1∶5万区调联测报告，1992.，在万洞沟群碎屑岩组大理岩夹层中获得微古植物：Granomarqinatasp.,Zonosphaeridiumsp.,Lophosphaeridium?,Tremoatosphaeridiumsp.,Pophosphaeridiumsp.等。据此将时代厘定为前寒武纪。

在柴达木盆地东缘德令哈北山至布赫特山西段及尕海东山和阿母内山一带，白云石大理岩中含叠层石Collumnacolleniaf.，Conophytonf.。以上叠层石定型者为Conophytoncylindricum，此叠层石产于云南昆阳群大龙口组，大龙口组的同位素年龄值为1 039 Ma；也产于前苏联乌拉尔中里菲群阿夫江组。阿夫江组上部海绿石年龄值为1 260 Ma，因此可将其时代暂定为长城—蓟县纪。青海岩石地层(1997)将年代地层单位归长城—蓟县系。而于凤池等(1994)通过Rb-Sr等时线年龄测试方法，获得万洞沟群(1 022±64) Ma的结果。

结合上述年代学资料，将万洞沟群的时代暂归中元古代。

4.3 鹰峰环斑花岗岩体围岩的归属

鹰峰环斑花岗岩体与围岩的接触界线被碎石覆盖, 导致接触关系不易观察，多被认为是断层接触关系，据此将围岩厘定为万洞沟群b段。但本次研究通过野外路线调查，认为鹰峰灰白色环斑花岗岩体与直接围岩之间为侵入接触关系(图6)。结合上述对万洞沟群和鹰峰环斑花岗岩体获得的时代数据，进一步说明鹰峰环斑花岗岩体直接围岩的时代应为早元古代甚至更老，并不是中元古代的产物。李怀坤等于1997年和1998年曾2次对侵入于万洞沟群的闪长玢岩脉进行锆石U-Pb同位素测试，获得(1 837±25)Ma的时代数据(内部交流,未发表)，认为可能代表岩脉形成时代。

图6 鹰峰岩体与围岩侵入接触关系图Fig.6 Intrusive contact relationship between Yingfeng rapakivi granite and Wandonggou Group

遂将万洞沟群置于古元古代，但这明显与大量古生物化石的时代有所差异，这也证明该部分地层可能不是万洞沟群的组成部分。结合研究区地质背景，建议将前人划分的万洞沟群b段的一部分重新厘定为达肯达坂岩群(图1)。

4.4 万洞沟群地质意义

万洞沟群是滩间山地区金矿的赋矿层位，进一步细化万洞沟群的定义，准确划定其出露范围，为找寻滩间山式金矿提供保障。但万洞沟群岩性复杂且在不同地段岩性相差较大，主要岩性有绢云片岩、千枚岩、硅质岩、硅质条带结晶灰岩、大理岩等，多呈断块产出，顶底不全。青海省岩石地层(1997)指定大柴旦镇万洞沟剖面第1～12层为万洞沟群的层型剖面。区域上，万洞沟群主要分布于滩间山地区，具有有利的金矿成矿地质背景，且在万洞沟群碎屑岩组千枚岩中发现有滩间山金矿，在千枚岩段与碳酸盐组接触部位发现有青龙沟金矿。但是，万洞沟群的岩性相差大，不易与达肯达坂群区分，加强对万洞沟群的野外调查研究与解体，进一步查清万洞沟群的具体岩石组合及其展布规律，是今后该地区的工作重点，也是滩间山地区金矿找矿突破急需解决的首要问题。

5 结论

通过锆石U-Pb加权平均年龄(1 773±3.7)Ma的数据,认为鹰峰环斑花岗岩的形成时代为早元古代；结合万洞沟群产出的大量化石和同位素年龄数据，将万洞沟群的形成时代定为中元古代，而鹰峰灰白色的环斑花岗岩与直接围岩万洞沟群b段为明显的侵入接触关系，进一步限定直接围岩万洞沟群b段形成时代应更早。且岩石组合与达肯达坂群极其相似，因此，建议将鹰峰环斑花岗岩岩体的直接围岩万洞沟群b段重新定义，划归为达肯达坂群的组成部分。这将极大地缩小万洞沟群的出露范围，为该地区的金矿找矿工作部署提供依据。