东秦岭磨沟碱性岩体年代学、地球化学及岩石成因

河南嵩县磨沟碱性岩体位于华北陆块南缘,其主体岩性为霓辉正长岩,局部出露正长岩和少量似斑状(霓辉)正长岩,发育岩浆暗色包体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,霓辉正长岩和正长岩成岩年龄分别为210.4±2.0Ma(MSWD=0.39)和237.6±2.9Ma(MSWD=0.95),结合前人研究成果,认为该岩体是中三叠世和晚三叠世两期岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示,霓辉正长岩的σ值为8.93~11.08,K2O含量为10.70%~13.76%,K2O/Na2O值为3.87~10.35,属于过碱性岩石系列的钾质碱性岩;在微量元素组成上,富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有弱或不明显的负铕异常。在同位素组成上,霓辉正长岩具有偏高的、变化范围很大的(87Sr/86Sr)i值和显著偏低的εNd(t)值;锆石的εHf(t)值变化于-21.6~-4.5之间,两阶段Hf模式年龄为1 555~2 629 Ma。磨沟岩体是由含金云母的富集地幔部分熔融产生的幔源岩浆与壳源岩浆混合并经一定程度的分异演化形成的,岩石中高含量的K来源于这种含金云母的富集地幔。磨沟岩体早期岩浆活动发生于秦岭造山带主碰撞峰期的局部伸展环境,晚期岩浆活动则发生于后碰撞伸展环境。     

河南嵩县店房金矿区花岗斑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及岩石地球化学

华北陆块南缘外方山店房金矿区内出露后沟、水漉塘和店房钾长花岗斑岩体(脉),其与隐爆角砾岩筒及金矿化有密切的空间关系。为查明钾长花岗斑岩体的侵位时代、岩石成因和源区性质,本次开展了锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及岩石地球化学分析等研究。结果表明岩体具有高硅、高钾、富铝、低镁的特征,属钾玄岩系列Ⅰ型花岗岩,轻重稀土元素分馏明显,具有弱的Eu负异常,岩石富集Rb、K、Ba等,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素。锆石具有核—边结构,其中锆石边SHRIMP U-Pb年龄142.6±2.1Ma(MSWD=1.4),_(εHf)(t)=-23.0~-13.8,两阶段模式年龄主要集中于2075~2652 Ma;锆石核LA-ICPMS U-Pb年龄可分为两组,即2169~2336Ma和1732~1881Ma,Hf同位素组成可分为两组,_(εHf)(t)分别集中于-13.1~-4.8和-4.5~3.7,模式年龄主要集中于2376~2805Ma。表明钾长花岗斑岩体形成于142.6±2.1Ma的早白垩世早期,岩浆可能由2169~2336Ma的古老下地壳新太古代太华群部分熔融而成,并有地幔组分参与,岩浆在上升或定位过程中捕获了1732~1881Ma熊耳群火山岩的锆石。结合区域构造背景认为,该岩体是早白垩世古太平洋板块向欧亚大陆俯冲致使华北陆块岩石圈减薄伸展而引起的岩浆活动的产物。     

河南嵩县黄水庵碳酸岩脉型钼（铅）矿床地质特征及辉钼矿Re-Os同位素年龄

河南省嵩县黄水庵大型矿床是东秦岭地区典型的碳酸岩脉型钼（铅）矿床之一。钼矿体主要赋存于新太古界太华群变质岩内的石英-方解石碳酸岩脉中,呈脉状、似层状或透镜状产出。矿区内辉钼矿主要呈浸染状、薄膜状、团块状分布于石英-方解石碳酸岩脉中,主成矿期形成方铅矿-辉钼矿-石英-方解石的矿物组合。成矿围岩蚀变类型有钾长石化、硅化、黄铁矿化、萤石化、硬石膏化等。对8件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素测年,测得其模式年龄为（210.9±3.8） Ma~（207.9±3.0） Ma,等时线年龄为（208.4±3.6） Ma,表明该矿床形成于晚三叠世。辉钼矿的w（Re）为（60.12~137.79）×10^-6,指示出成矿物质可能主要来源于地幔。该矿床的成矿作用发生于华北板块与扬子板块碰撞造山的后碰撞伸展阶段,在此阶段,秦岭造山带发生了伸展走滑作用,软流圈物质上涌诱发上覆富集岩石圈地幔发生低程度部分熔融,所形成的碳酸岩岩浆携带成矿物质沿NW-NWW向深断裂带上升,在合适的地段成岩成矿物质沉淀富集成矿。     

河南嵩县黄水庵碳酸岩脉型钼(铅)矿床地质特征及辉钼矿Re-Os同位素年龄

河南省嵩县黄水庵大型矿床是东秦岭地区典型的碳酸岩脉型钼(铅)矿床之一。钼矿体主要赋存于新太古界太华群变质岩内的石英-方解石碳酸岩脉中,呈脉状、似层状或透镜状产出。矿区内辉钼矿主要呈浸染状、薄膜状、团块状分布于石英-方解石碳酸岩脉中,主成矿期形成方铅矿-辉钼矿-石英-方解石的矿物组合。成矿围岩蚀变类型有钾长石化、硅化、黄铁矿化、萤石化、硬石膏化等。对8件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素测年,测得其模式年龄为(210.9±3.8)Ma~(207.9±3.0)Ma,等时线年龄为(208.4±3.6)Ma,表明该矿床形成于晚三叠世。辉钼矿的w(Re)为(60.12~137.79)×10-6,指示出成矿物质可能主要来源于地幔。该矿床的成矿作用发生于华北板块与扬子板块碰撞造山的后碰撞伸展阶段,在此阶段,秦岭造山带发生了伸展走滑作用,软流圈物质上涌诱发上覆富集岩石圈地幔发生低程度部分熔融,所形成的碳酸岩岩浆携带成矿物质沿NW-NWW向深断裂带上升,在合适的地段成岩成矿物质沉淀富集成矿。     

河南嵩县庙岭金矿区花岗斑岩锆石U-Pb年龄、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征

河南嵩县庙岭金矿区地处华北陆块南缘熊耳山-外方山地区,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,庙岭金矿区花岗斑岩的成岩年龄为157Ma左右。岩石地球化学数据显示岩石具有高硅,富钾、铝而贫钠,低铁、镁、钙的特征,SiO₂含量为75.06%～77.66%,全碱含量（Na₂O+K₂O）为7.05%～7.39%;稀土元素总量较低,ΣREE=25.74×10^-6～32.63×10^-6,轻重稀土元素分馏明显,LREE/HREE=6.74～9.53,Eu具有中等的负异常;微量元素富集Rb、K、Pb等大离子亲石元素和Th、U,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素和Ba、Sr。Pb同位素分析结果显示庙岭金矿区花岗斑岩的Pb主要来自于下地壳;全岩的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.706207～0.711774,εNd（t）值变化于-19.0～-17.8之间,t_DM2=2.39～2.49Ga。岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成特征显示庙岭金矿区花岗斑岩的源区物质主要来自于古老下地壳,可能为太古宙太华群。     

小秦岭华山复式岩基大夫峪岩体锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学特征

大夫峪岩体位于华北陆块南缘小秦岭地区,是小秦岭地区华山复式岩基的重要组成部分,其LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示:粗粒黑云母二长花岗岩和中细粒黑云母二长花岗岩的成岩年龄分别为(142.6±1.4)Ma和(140.1±1.2)Ma。岩体的w(Si O2)=69.12%~73.58%,w(Na2O)=3.95%~4.40%,大于3.2%,K2O/Na2O=0.92~1.22,A/CNK=1.03~1.04,小于1.1,属于弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩。岩石的ΣREE含量较高,LREE富集,LREE、HREE分馏明显,有较弱的负Eu异常。此外,岩石富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,而相对亏损Nb、Ta、Hf、Ti、P等高场强元素。粗粒黑云母二长花岗岩的εHf(t)主要为-24~-18,TDM2主要为2.3~2.7 Ga;中细粒黑云母二长花岗岩的εHf(t)主要为-26~-16,其TDM2主要为2.3~2.9 Ga。岩石地球化学和Hf同位素组成特征表明,岩体主要由古老下地壳部分熔融形成,源区物质可能为新太古宙太华群,并在成岩过程中有幔源或新生地壳组分的参与。根据区域地质和动力地质背景的演化历史,笔者认为,大夫峪岩体的形成时代,与东秦岭地区的其他岩体的形成时代基本一致,均形成于晚侏罗世—早白垩世,与华北克拉通东部以及华南、长江中下游等地区晚中生代岩浆作用的时间基本一致,说明整个中国东部晚中生代岩浆活动可能受控于统一的大地构造背景,即古太平洋板块俯冲欧亚板块,从而使整个中国东部发生了构造体制的大转变。大夫峪岩体就是在这种构造体制转换过程中形成的。     

冀东唐杖子金(钼)矿床地质特征及辉钼矿Re-Os同位素年龄

冀东唐杖子金(钼)矿床地处华北陆块北缘燕山造山带的东段,该区主要出露太古宙和中_新元古代地层,岩浆岩主要为中生代花岗斑岩。钼矿体主要产于隐爆角砾岩中,辉钼矿呈浸染状、薄膜状、网脉状和胶结物产出;金矿体产于隐爆角砾岩和断裂带中,矿化类型有隐爆角砾岩型、石英脉型和构造蚀变岩型。为了厘定唐杖子金(钼)矿床的成矿时代、成矿物质来源,以及与区域上金矿的关系,笔者采用辉钼矿Re_Os同位素定年方法,获得6件辉钼矿样品的模式年龄主要介于(168.1±2.5)Ma~(171.5±2.8)Ma,加权平均年龄为(170.0±1.0)Ma(MSWD=0.80),等时线年龄为(170.1±1.6)Ma,表明唐杖子金(钼)矿床和矿区花岗斑岩均形成于中侏罗世,成矿物质来源为壳幔混源,同区域上峪耳崖、牛心山等金矿床的成矿时代一致,是华北陆块北缘早燕山期大规模岩浆活动_成矿作用的产物。中侏罗世花岗质岩浆沿F4Ⅰ主干断裂侵入,在顶部岩层发生隐爆,形成潜火山机构,成矿流体沿角砾岩筒及断裂系统迁移、富集、成矿。唐杖子金(钼)矿床为与花岗斑岩_隐爆角砾岩侵入有关的隐爆角砾岩型钼金矿_脉状金矿床。     

豫西吉家洼金矿成矿作用过程:来自成矿流体的约束

豫西吉家洼金矿位于熊耳山金多金属矿集区西部,是一构造蚀变岩-石英脉混合型金矿床。其热液成矿过程包括4个矿化阶段:黄铁矿-石英阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)。通过流体包裹体显微测温、拉曼光谱和H、O同位素分析,获得了成矿流体的温度、盐度、密度和成矿流体的类型和来源,探讨了成矿作用的机理。其结果显示如下:Ⅰ、Ⅱ阶段发育CO2三相包裹体和气液两相包裹体,Ⅲ、Ⅳ阶段主要发育气液两相包裹体。从第Ⅰ阶段到Ⅳ阶段,流体包裹体的均一温度分别为232~333℃、143~266℃、135~227℃和106~166℃;对应的盐度为3.76%~16.05%、1.74%~17.34%、0.7%~17.26%和0.35%~11.34%。表明成矿流体由早阶段中低温、中低盐度的CO2-H2O-NaCl体系,向晚期的低温、低盐度的H2O-NaCl体系演化。H、O同位素组成特征显示,成矿流体以岩浆水为主,有不同比例大气降水混合。流体混合作用和流体不混溶作用是促使金发生沉淀、富集的重要因素,水-岩反应对金的沉淀也有促进作用。     

豫西雷门沟钼矿区花岗斑岩年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

雷门沟钼矿床是东秦岭地区典型的斑岩型矿床之一。矿体主要赋存于雷门沟花岗斑岩体内,部分产于岩体外接触带的太华群片麻岩中。LA-(MC)-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,雷门沟花岗斑岩的成岩年龄为(131.0±0.6)Ma(n=25,MSWD=1.6),与辉钼矿Re-Os同位素年龄(132±2)Ma一致。岩石地球化学分析表明,该岩体的A/CNK=1.11~1.17,w(K2O+Na2O)为8.12%~9.07%,K2O/Na2O比值为1.17~1.68,属于过铝质和高钾钙碱性系列。稀土和微量元素特征显示,该岩体富集LREE、K、Rb、Ba、Sr、Pb等大离子亲石元素,亏损HREE、Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,具有中等的负铕异常。岩石的初始87Sr/86Sr比值为0.709 319~0.709 326,εNd(t)值为-16.26~-16.16;锆石的εHf(t)值变化于-27.9~-16.9,二阶段模式年龄tDM2=2259~2946 Ma,显示其源区物质以壳源物质为主,可能为太古宙太华群,有少量幔源组分的参与,岩体可能是由底侵的基性幔源岩浆诱发的地壳物质部分熔融形成的。与邻近的花山岩基的地球化学和同位素特征对比表明,雷门沟花岗斑岩和花山岩基来源于相同的源区,推测二者应是不同侵入期次的产物。